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FR3053480A1 - Systeme de presentation d'informations visuelles tete-haute pour conducteur a commande d'activation-desactivation de module de projection, dispositif tete-haute et procede correspondants - Google Patents

Systeme de presentation d'informations visuelles tete-haute pour conducteur a commande d'activation-desactivation de module de projection, dispositif tete-haute et procede correspondants Download PDF

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FR3053480A1
FR3053480A1 FR1656356A FR1656356A FR3053480A1 FR 3053480 A1 FR3053480 A1 FR 3053480A1 FR 1656356 A FR1656356 A FR 1656356A FR 1656356 A FR1656356 A FR 1656356A FR 3053480 A1 FR3053480 A1 FR 3053480A1
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activation
head
gaze
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Stephane Gache
Pantelis Maroudis
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Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
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Abstract

L'invention concerne un système de présentation d'informations visuelles tête haute pour conducteur et comportant un dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) et un dispositif d'affichage tête haute d'informations (17), ce dernier comportant un module de génération de données graphiques (6) représentatives des informations à afficher à partir de données d'entrée et un module de projection optique (11) destiné à projeter un faisceau lumineux dépendant des données graphiques sur une lame semi-transparente (19). Le module de projection optique (11) est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction d'une commande d'activation-désactivation, à l'état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure à celle de son état désactivé, la source lumineuse étant alimentée électriquement à l'état activé de manière à projeter le faisceau lumineux et le système de présentation d'informations visuelles comprend un dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) conçu pour générer la commande d'activation-désactivation du module de projection optique (11) afin de commander l'activation ou la désactivation du module de projection optique (11) en fonction de conditions détectées par le dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2).

Description

Titulaire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE.
SYSTEME DE PRESENTATION D'INFORMATIONS VISUELLES TETE-HAUTE POUR CONDUCTEUR A COMMANDE D'ACTIVATION-DESACTIVATION DE MODULE DE PROJECTION, DISPOSITIF TETE-HAUTE ET PROCEDE CORRESPONDANTS.
FR 3 053 480 - A1
L'invention concerne un système de présentation d'informations visuelles tête haute pour conducteur et comportant un dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) et un dispositif d'affichage tête haute d'informations (17), ce dernier comportant un module de génération de données graphiques (6) représentatives des informations à afficher à partir de données d'entrée et un module de projection optique (11) destiné à projeter un faisceau lumineux dépendant des données graphiques sur une lame semitransparente (19). Le module de projection optique (11) est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction d'une commande d'activation-désactivation, à l'état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure à celle de son état désactivé, la source lumineuse étant alimentée électriquement à l'état activé de manière à projeter le faisceau lumineux et le système de présentation d'informations visuelles comprend un dispositif de surveillance optique du conducteur (1,2) conçu pour générer la commande d'activation-désactivation du module de projection optique (11 ) afin de commander l'activation ou la désactivation du module de projection optique (11) en fonction de conditions détectées par le dispositif de surveil-
Figure FR3053480A1_D0001
lance optique du conducteur (1,2).
Figure FR3053480A1_D0002
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne de manière générale le domaine des aides à la conduite de véhicules. Elle concerne plus particulièrement un système de présentation d’informations visuelles tête-haute pour conducteur avec une commande d’activation-désactivation de module de projection d’un dispositif d’affichage tête-haute. Elle concerne également un dispositif d’affichage têtehaute adapté ainsi qu’un procédé adapté pour la mise en œuvre du système.
Arriere-plan technologique
Les dispositifs d’affichage tête-haute actuels pour conducteurs de véhicules, quelle que soit leur technologie, notamment cristaux liquides à matrice active, balayage laser, à traitement numérique de la lumière par miroirs (DLP) ou cristal liquide sur silicium (LCoS), utilisent une source de lumière afin d’afficher des informations par projection sur une lame semi-transparente disposée en face du conducteur.
Ces dispositifs d’affichage tête-haute sont mis en œuvre, sur le plan fonctionnel, au moyen de deux principales fonctions : une fonction de génération de données graphiques représentatives d’informations à afficher et une fonction de projection optique destiné à projeter les données graphiques sur la lame semitransparente et à laquelle la source lumineuse est associée. Traditionnellement, dans ces dispositifs d’affichage tête-haute, ces deux fonctions sont activées de concert.
Or, du fait que la projection se fait sur une lame semi-transparente et que les informations doivent être lisibles, la source lumineuse doit être d’une puissance lumineuse importante. Il en résulte que la fonction de projection est grosse consommatrice d’énergie électrique et est également source de chaleur qu’il faut évacuer et prendre en compte pour en protéger les autres composants, en particulier électroniques, du dispositif d’affichage tête-haute.
Objet de l’invention
Afin de remédier aux inconvénients précités de l’état de la technique, la présente invention propose de réduire la consommation moyenne du dispositif d’affichage tête-haute en agissant au moins sur la fonction de projection et en la coupant/l’arrêtant lorsqu’un affichage d’informations n’est pas nécessaire. En pratique, l’affichage d’informations n’est pas nécessaire lorsque le conducteur ne regarde pas dans la direction de la lame semi-transparente.
Or, on connaît des dispositifs de surveillance optique du conducteur permettant de détecter certaines conditions concernant le conducteur comme par exemple son niveau de vigilance ou la direction de son regard. Typiquement, un dispositif de surveillance comporte une caméra produisant des images frontales du conducteur et un moyen d’analyse des images pour procéder à des détections. En général, un éclairage frontal du conducteur est également mis en œuvre afin de faciliter les analyses des images.
On propose donc d’utiliser la détection de certaines conditions concernant le conducteur pour activer ou désactiver la fonction de projection et donc réduire la consommation et la production de chaleur sur la durée d’utilisation.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un système de présentation d’informations visuelles tête haute pour conducteur de véhicule automobile, ledit système comportant un dispositif d’affichage tête haute d’informations, ledit dispositif d’affichage comportant :
un module de génération de données graphiques représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée, un module de projection optique destiné à projeter un faisceau lumineux dépendant des données graphiques sur une lame semi-transparente afin de former des images représentatives des informations, le module de projection étant alimenté électriquement et comportant au moins une source lumineuse.
Selon l’invention, le module de projection optique est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction de commandes d’activation et désactivation, à l’état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure à celle de son état désactivé, la source lumineuse étant alimentée électriquement à l’état activé de manière à projeter le faisceau lumineux dépendant des données graphiques pour former des images visibles, et le système de présentation d’informations visuelles tête haute comprend un dispositif de surveillance optique du conducteur conçu pour générer les commandes d’activation et désactivation du module de projection optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection optique en fonction de conditions détectées par le dispositif de surveillance optique du conducteur.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du système conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le dispositif de surveillance optique du conducteur permet de détecter au moins une condition parmi : la présence ou non du conducteur, l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, la direction du regard du conducteur notamment par rapport à la lame semi-transparente et la possibilité de réaliser ou non une détection,
- la commande d’activation-désactivation du module de projection est reliée fonctionnellement au dispositif de surveillance optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection au moins en fonction de la possibilité de réaliser ou non une détection,
- la commande d’activation-désactivation du module de projection est reliée fonctionnellement au dispositif de surveillance optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection au moins en fonction de la présence ou non du conducteur,
- la commande d’activation-désactivation du module de projection est reliée fonctionnellement au dispositif de surveillance optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection au moins en fonction de l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule,
- la commande d’activation-désactivation du module de projection est reliée fonctionnellement au dispositif de surveillance optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection au moins en fonction de la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente,
- la commande d’activation-désactivation du module de projection est reliée fonctionnellement au dispositif de surveillance optique afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection au moins en fonction du fait que le regard du conducteur croise ou non une surface d’activation incluant la lame semi-transparente,
- le dispositif de surveillance optique du conducteur est conçu pour déterminer la direction de regard du conducteur et pour générer sélectivement une commande d’activation ou une commande de désactivation à destination du module de projection optique en fonction de la direction de regard déterminée,
- la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente déborde latéralement des côtés de cette dernière,
- lors de la désactivation du module de projection, l’intensité lumineuse de ladite au moins une source lumineuse est coupée instantanément ou quasiinstantanément,
- lors de la désactivation du module de projection, l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse est réduite progressivement,
- lors de la désactivation du module de projection, la coupure de l’alimentation électrique de ladite au moins une source lumineuse est progressive afin de réduire progressivement l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse,
- la réduction de l’intensité lumineuse est obtenue par réduction de la tension électrique et/ou de l’intensité du courant électrique,
- la réduction de l’intensité lumineuse est obtenue par modulation de l’alimentation électrique, notamment par modulation de largeur d’impulsions,
- la coupure de l’alimentation électrique de ladite au moins une source lumineuse est progressive afin de réduire progressivement l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse, soit que la commande de désactivation du module de projection comporte en outre une commande en niveau d’intensité lumineuse à produire par ladite au moins une source lumineuse et des commandes de niveau de plus en plus faible sont reçues par le module de projection, soit que le module de projection comporte un circuit de réduction progressive de l’intensité lumineuse activé lorsqu’une commande de désactivation est reçue,
- la durée de la réduction progressive de l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse est comprise entre 250 ms et 1,5 s,
- lors de l’activation du module de projection, l’intensité lumineuse est produite par ladite au moins une source lumineuse instantanément ou quasi-instantanément,
- lors de l’activation du module de projection, l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse est augmentée progressivement,
- la durée de l’augmentation progressive de l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse est comprise entre 20 ms et 100 ms,
- la commande d’activation du module de projection comporte en outre une commande en niveau d’intensité lumineuse à produire par ladite au moins une source lumineuse,
- la commande d’activation-désactivation est une commande en niveau d’intensité lumineuse à produire par ladite au moins une source lumineuse, la désactivation correspondant à une commande en niveau d’intensité de valeur de niveau d’intensité nul et l’activation correspondant à une commande en niveau d’intensité de valeur de niveau d’intensité non nul,
- le dispositif de surveillance optique du conducteur permet au moins de détecter la présence ou non du conducteur et de détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, et le système est configuré pour que :
lorsqu’il est détecté que le conducteur n’est pas présent, alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, et lorsqu’il est détecté que le conducteur est présent et que le dispositif de surveillance ne peut pas détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, alors une commande d’activation est reçue par le module de projection,
- le dispositif de surveillance optique du conducteur permet en outre, lorsque la présence du conducteur a été détectée et l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule a aussi été détectée, de détecter la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente, et le système est configuré pour que :
lorsqu’il est détecté que le regard du conducteur croise une surface d’activation incluant la lame semi-transparente, alors une commande d’activation est reçue par le module de projection, et lorsqu’il est détecté que le regard du conducteur quitte la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente, alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, de préférence la commande de désactivation n’étant reçue par le module de projection qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé,
- le dispositif de surveillance optique du conducteur permet au moins de détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule et de détecter la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente, et le système est configuré pour que :
- lorsque la direction du regard ne peut pas être détectée alors
- soit, si l’orientation de la tête ne peut pas être détectée ou si l’orientation de la tête est détectée vers l’avant du véhicule alors une commande d’activation est reçue par le module de projection,
- soit, si l’orientation de la tête est détectée ailleurs que vers l’avant du véhicule alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection,
- sinon lorsque la direction du regard est détectée alors
- soit, si la direction du regard est détectée croisant une surface d’activation incluant la lame semi-transparente alors une commande d’activation est reçue par le module de projection,
- soit, si la direction du regard est détectée ne croisant pas la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, de préférence la commande de désactivation n’étant reçue par le module de projection qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé,
- en outre, le module de génération de données graphiques est alimenté électriquement et est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction de commandes d’activation et désactivation, à l’état activé le module de génération de données graphiques ayant une consommation électrique supérieure que celle de son état désactivé, l’état activé correspondant à la génération des données graphiques et l’état désactivé correspondant à une absence de génération des données graphiques et les commandes d’activation et désactivation du module de projection servent de commandes d’activation et désactivation du module de génération de données graphiques,
- dans le module de génération de données graphiques, les données d’entrée sont :
- soit des données brutes, le module de génération traitant en outre lesdites données brutes pour produire des données représentatives des informations, ces dernières servant à générer les données graphiques,
- soit des données représentatives des informations servant à générer les données graphiques,
- la surface d’activation qui inclut la lame semi-transparente comporte entre 10 % et 30 % de surface de plus que la lame semi-transparente,
- le module de génération de données graphiques et le module de projection optique sont physiquement séparés en deux entités distinctes connectées fonctionnellement entre elles,
- le module de génération de données graphiques et le module de projection optique sont regroupés au sein d’une seule entité,
- la lame semi-transparente est disposée sur un tableau de bord du véhicule, en avant du conducteur, dans le sens de circulation avant du véhicule,
- la lame semi-transparente est un pare-brise du véhicule ou une plaque semitransparente disposée entre le pare-brise et le conducteur,
- les images sont un ou plusieurs de caractères alphanumériques, de symboles graphiques ou de représentations graphiques,
- le véhicule automobile est une voiture, un camion, un bus, un car.
L’invention concerne également un dispositif d’affichage tête haute spécialement adapté au système décrit.
L’invention concerne également un module de génération de données graphiques représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée et qui est spécialement adapté au système décrit.
L’invention concerne également un module de projection optique destiné à projeter les données graphiques et qui est spécialement adapté au système décrit.
L’invention concerne également un dispositif d’affichage tête haute d’informations, qui est spécialement adapté au système de l’invention et qui comporte :
- un module de génération de données graphiques représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée,
- un module de projection optique destiné à projeter un faisceau lumineux dépendant des données graphiques sur une lame semi-transparente afin de former des images représentatives des informations, le module de projection graphique étant alimenté électriquement et comportant au moins une source lumineuse, et le module de projection optique est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction d’une commande d’activation-désactivation, à l’état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure que dans son état désactivé, la source lumineuse étant alimentée électriquement à l’état activé de manière à projeter le faisceau lumineux dépendant des données graphiques pour former des images visibles et, de préférence, le module de projection optique comporte des moyens permettant de réduire progressivement l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse lors du basculement à l’état désactivé.
L’invention concerne également un procédé d’activation et désactivation d’au moins un module alimenté électriquement au sein d’un système de présentation d’informations visuelles tête haute pour conducteur de véhicule automobile, le procédé pouvant se dérouler selon les diverses possibilités présentées. Plus particulièrement, le système comporte un dispositif de surveillance optique du conducteur et un dispositif d’affichage tête haute d’informations, ledit dispositif d’affichage comportant :
- un module de génération de données graphiques représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée,
- un module de projection optique destiné à projeter les données graphiques sur une lame semi-transparente afin de former des images représentatives des informations, le module de projection étant alimenté électriquement et comportant au moins une source lumineuse, ledit dispositif de surveillance optique du conducteur permettant de détecter au moins une condition parmi : la présence ou non du conducteur, l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente et la possibilité de réaliser ou non une détection.
Dans ledit procédé, il est mis en œuvre un système selon l’invention et avec un module de projection optique qui comporte une commande d’activationdésactivation, à l’état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure que dans son état désactivé, l’état activé correspondant à la projection des données graphiques pour former des images visibles, ladite au moins une source lumineuse étant alors alimentée électriquement, et l’état désactivé correspondant à une absence de projection des données graphiques et aucune image n’étant alors visible, au moins ladite au moins une source lumineuse ayant alors son alimentation électrique coupée, et on relie fonctionnellement la commande d’activation-désactivation du module de projection au dispositif de surveillance optique et on commande l’activation ou la désactivation du module de projection par le dispositif de surveillance optique du conducteur en fonction de conditions détectées, et dans lequel procédé :
- lorsqu’on ne peut pas détecter la direction du regard alors
-- soit, si l’orientation de la tête ne peut pas être détectée ou si l’orientation de la tête est détectée vers l’avant du véhicule alors on active par une commande d’activation le module de projection,
-- soit, si l’orientation de la tête est détectée ailleurs que vers l’avant du véhicule alors on désactive par une commande de désactivation le module de projection,
- sinon lorsqu’on détecte la direction du regard alors
- soit, si la direction du regard est détectée croisant une surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors on active par une commande d’activation le module de projection,
- soit, si la direction du regard est détectée ne croisant pas la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors on désactive par une commande de désactivation le module de projection, de préférence la désactivation du module de projection n’étant effectuée qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
Description detaillee d’un exemple de réalisation La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente une vue schématique d’un dispositif d’affichage tête-haute et d’un dispositif de surveillance optique d’un conducteur au sein d’un habitacle de véhicule,
- la figure 2 représente une vue d’un habitacle de véhicule, côté conducteur avec un affichage tête-haute sur la planche de bord et un dispositif de surveillance optique du conducteur, et
- la figure 3, représente sur un organigramme un exemple de mise en œuvre opérationnelle de l’invention.
Outre les avantages en termes de réduction de la consommation et de production de chaleur, une durée de vie augmentée du dispositif d’affichage têtehaute peut être obtenue avec l’invention. Cela peut également permettre de réduire la taille de la partie assurant la fonction de projection et même de l’ensemble du dispositif d’affichage tête-haute.
A partir de statistiques obtenues sur des suivis de conducteurs 4 avec des dispositifs de surveillance optique de conducteurs (ou DMS pour « Driver Monitoring System ») on a pu montrer que les conducteurs ne regardaient la lame semi-transparente du dispositif d’affichage tête-haute que 10% du temps de conduite. En supposant un dispositif d’affichage tête-haute de 12 W de consommation globale, 10 W étant consommés par la fonction de projection, le gain en consommation moyenne serait d’environ 9 W si on désactive la projection lorsque le conducteur ne regarde pas la lame semi-transparente.
Système
Le dispositif de surveillance optique du conducteur, DMS, mis en œuvre dans le système de l’invention permet de détecter des conditions concernant le conducteur et son attitude en relation avec la conduite, notamment la position de sa tête et la direction de son regard, en particulier par rapport au sens de circulation de son véhicule et de son environnement immédiat comme le tableau de bord, les rétroviseurs ou la lame semi-transparente du dispositif d’affichage tête haute d’informations. Ce dispositif de surveillance optique du conducteur, DMS, comporte une caméra 1 et un éclairage infrarouge 2 et un dispositif de calcul (non représenté) de type programmable/programmé, notamment avec microprocesseur et/ou processeur de signaux numériques (couramment dénommé DSP pour Digital Signal Processor1').
Sur la figure 1, on a représenté un dispositif d’affichage tête-haute d’informations 17 utilisable dans le cadre de l’invention et destiné à équiper un véhicule, par exemple un véhicule automobile de type voiture.
Ce dispositif d’affichage tête-haute 17 comprend un module de projection optique 11 piloté par un calculateur 6 qui correspond au module de génération de données graphiques. Le module de projection optique 11 comporte un système optique permettant la transmission du faisceau lumineux vers la lame semi transparente.
En pratique, le module de projection optique 11 comprend une source de lumière visible 12 et un modulateur de lumière 13 qui est adapté à moduler spatialement la lumière émise par la source de lumière visible 12 pour afficher une image.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le modulateur de lumière 13 est du genre « transmissif >> : il comporte un écran 13 transmissif et la source de lumière visible 12 est adaptée à rétroéclairer cet écran. En variante, le modulateur de lumière pourrait être du genre « réflectif >>.
La source de lumière visible 12 est ici formée par un réseau coplanaire de diodes électroluminescentes, qui sont portées par un circuit imprimé.
L’écran 13 est quant à lui ici un écran à cristaux liquides (ou LCD pour Liquid Crystal Display) à transistors en couche mince (ou TFT pour Thin-Film Transistor). Il présente une face d’entrée qui est plane, parallèle au plan du réseau de diodes électroluminescentes, et tournée vers ces diodes électroluminescentes. Il présente également une face de sortie opposée, qui est plane.
Comme le montre la figure 1, cet écran 13 permet, sous le contrôle d’un calculateur/module de génération de données graphiques 6, de générer une image que le module de projection optique 11 va pouvoir projeter sur la lame semi-transparente 19, dans le champ de vision du conducteur lorsque le regard de ce dernier sera tourné vers la voie de circulation 2 et la lame semi-transparente 19.
Le module de projection optique 11 est plus précisément conçu pour projeter une image virtuelle Img dans le champ de vision du conducteur du véhicule.
Le module de projet optique 11 comprend pour ce faire un dispositif optique de renvoi 18 du faisceau lumineux généré par le modulateur de lumière 13 en direction de la lame semi-transparente 19 placée dans le champ de vision du conducteur du véhicule. Il pourrait éventuellement aussi comprendre une lentille de grossissement (non représentée).
Le dispositif optique de renvoi 18, qui comporte ici uniquement un miroir de repliement, permet de renvoyer le faisceau lumineux généré par le modulateur de lumière 13 vers la lame semi-transparente 19.
Cette lame semi-transparente 19 est une plaque ou lame semitransparente, d’épaisseur déterminée, en matière plastique sensiblement transparente, qui reçoit une image projetée par des moyens adaptés du dispositif d’affichage tête haute 17.
La lame semi-transparente 19 permet de réfléchir cette image de telle manière qu’elle apparaisse au conducteur.
Ici, cette lame semi-transparente 19 est de préférence disposée dans l’habitacle du véhicule automobile, entre le pare-brise 10 du véhicule et les yeux du conducteur. En variante, la lame semi-transparente pourrait être formée par le pare-brise lui-même.
Cette lame semi-transparente 19 comporte une vitre optique courbe transparente et semi-réfléchissante réalisant une fonction de grandissement. Ici, il s’agit d’une pièce injectée en polycarbonate, qui est incurvée de manière à agrandir la taille de l’image virtuelle Img vue par le conducteur.
Le calculateur 6 comprend quant à lui un processeur et une unité de mémorisation, par exemple une mémoire non-volatile réinscriptible ou un disque dur.
Comme le montre la figure 1, le calculateur 6 commande le module de projection optique 11 de telle manière que chaque image virtuelle Img projetée par le module de projection optique 11 soit vue par le conducteur comme étant constituée de points situés dans un nombre fini de plans frontaux distincts, ce nombre étant par exemple égal à trois.
Le module de projection optique 11 peut donc afficher aussi bien des images en 3D qu’en 2D.
Chaque image Img sera alors élaborée de telle manière qu’elle comporte trois parties (appelées « calques Img1, Img2, Img3 ») qui seront interprétées par le cerveau du conducteur comme se trouvant comprises dans trois plans frontaux distincts, d’où l’affichage 3D.
Ainsi, le calque intermédiaire Img2 pourra être formé par la partie 2D de l’image. Il pourra notamment permettre d’afficher en continu des informations usuelles telles que la vitesse du véhicule ou la direction à suivre.
Les deux autres calques Img1, Img3 pourront quant à eux être formés par la partie 3D de l’image. Ils pourront notamment permettre d’afficher épisodiquement des informations. Le calque Img1 le plus éloigné pourra ainsi être utilisé pour signaler des obstacles, par exemple en affichant un cadre rouge entourant chaque obstacle. Le calque Img3 le plus proche du conducteur pourra quant à lui par exemple être utilisé pour signaler des problèmes relatifs au moteur ou à la circulation sur le trajet emprunté.
Le dispositif d’affichage tête haute d’informations 17 peut ainsi être divisé en deux entités fonctionnelles : un module 6 de génération de données graphiques représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée et un module 11 de projection optique destiné à projeter les données graphiques sur la lame semi-transparente afin de former des images représentatives des informations.
Afin que le système puisse déterminer des conditions en relation avec le conducteur 4 et notamment la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente, on peut mettre en œuvre plusieurs solutions dont deux exemples sont donnés à la suite.
Une première solution consiste à mettre en œuvre essentiellement des calculs. A cette fin, une fois que le conducteur 4 est installé à son poste de conduite 3, un dispositif de calcul en liaison avec le dispositif de surveillance optique du conducteur à caméra vidéo (et possiblement en relation avec d’autres capteur comme par exemple de positionnement de siège conducteur) détermine les relations positionnelles relatives entre le conducteur, en particulier sa tête et ses yeux, et différents éléments utiles de l’habitacle comprenant au moins la surface d’activation incluant la lame semi-transparente. Grâce aux relations positionnelles relatives obtenues, il sera ensuite possible par calcul de déterminer à partir des images produites par la caméra si le visage ou, de préférence, le regard du conducteur se dirige vers ou croise ou non tel ou tel élément de l’habitacle et en particulier croise ou non la surface d’activation 20 qui inclut la lame semi-transparente 19. Dans cette première solution, un moyen de calcul pour détection et analyse de visage dans l’image acquise et permettant la détermination de l’orientation du regard, doit être mis en œuvre au sein du système. A noter que le véhicule peut déjà comporter un moyen de calcul pour détection et analyse de visage pour un autre objet, par exemple pour détermination de l’attention ou de la fatigue du conducteur, et dans ce cas, on y rajoute une fonction de détermination de l’orientation du regard.
Dans une autre modalité de réalisation ne nécessitant pas forcément une détection et analyse du visage, un moyen d’éclairage infrarouge envoie au moins un faisceau rectiligne infrarouge dans la direction du visage du conducteur 4, ledit faisceau provenant ou traversant la lame semi-transparente 19 et au moins un capteur infrarouge avec un axe de mesure orienté vers le visage du conducteur capte le rayonnement réfléchi par le visage et en particulier les yeux, l’axe de mesure provenant ou traversant la lame semi-transparente. La réflexion importante par les yeux du rayonnement infrarouge sera mesurée à un maximum par ledit au moins un capteur lorsque le regard croisera la lame semi-transparente à travers laquelle ou par laquelle la mesure par le capteur a lieu. La surface d’activation pourra par exemple être simulée/obtenue par le fait que l’activation se fera lorsque le rayonnement réfléchi mesuré dépassera un seuil déterminé. La position du moyen d’éclairage infrarouge et/ou du/des capteurs infrarouges peut être sensiblement en avant de la lame semi-transparente dans le sens de circulation du véhicule et donc traverser la lame semi-transparente. Dans une variante possiblement combinée à la solution précédente, la position du moyen d’éclairage infrarouge et/ou du/des capteurs infrarouges peut être dans le plan de la lame semi-transparente, le long d’au moins un de ses côtés, et la lumière infrarouge se propage dans l’épaisseur de cette lame semi-transparente, notamment du fait d’un équivalent du guidage de fibre optique mais cette fois dans une surface étalée, une structuration particulière en surface ou de bords de la lame semi-transparente permettant à la lumière infrarouge de s’échapper (pour l’éclairage) et d’y entrer (pour le/les capteurs). En pratique, tout moyen permettant à la lumière infrarouge de quitter et d’entrer dans la lame semi-transparente peut être utilisé. En variante, la lame semi-transparente comporte en surface des dispositifs électroniques d’éclairage infrarouge et des capteurs afin d’éclairer directement le visage du conducteur et permettre directement des mesures de la lumière infrarouge réfléchie. Cette surface peut, dans une modalité particulièrement évoluée, constituer un réseau de sources infrarouges et de capteurs infrarouges.
Sur la figure 2, on a représenté un habitacle de véhicule et plus particulièrement le poste de conduite 3. Un dispositif d’affichage tête-haute y est mis en œuvre avec la lame semi-transparente 19 sur la planche de bord, devant le conducteur. On a représenté la surface d’activation 20 qui est une surface virtuelle et qui comporte la lame semi-transparente 19. Elle est dénommée surface d’activation car dès que la direction du regard du conducteur est détectée comme la croisant, le dispositif d’affichage tête-haute est activé et en particulier son module de projection optique, afin d’afficher des informations visibles par projection sur la lame semi-transparente 19. Pour des raisons de sécurité, on prévoit comme on le verra plus en détail plus loin, que l’activation soit effective lors d’autres conditions comme par exemple une impossibilité de détection.
Typiquement, le dispositif de surveillance optique du conducteur comprend un module d’acquisition d’image 1 (par exemple une caméra, ici une caméra infrarouge), un module d’illumination 2 (par exemple un émetteur de rayonnement infrarouge) et un calculateur. Ces éléments peuvent être réunis au sein d’un même boîtier dédié; en variante, le calculateur peut être situé à distance du module d’acquisition d’image et/ou du module d’illumination et peut alors échanger des données avec ces modules par exemple via un réseau embarqué.
Le module d’acquisition d’image 1 est conçu pour générer une image de l’environnement lui faisant face. Une telle image est formée d’une matrice de pixels. À chaque pixel est associée une valeur de luminance qui correspond à l’intensité du rayonnement (ici infrarouge) reçu, pendant une durée d’acquisition réglable, au niveau du module d’acquisition d’image 1 en provenance d’une direction particulière dans l’environnement faisant face au module d’acquisition d’image 1.
Le module d’acquisition d’images 1 est sensible à une plage de fréquences du rayonnement (ici dans l’infrarouge) qui recouvre au moins en partie l’étendue fréquentielle du rayonnement émis par le module d’illumination 2.
Le module d’acquisition d’image 1 comprend par exemple un capteur d’image et un système optique renvoyant vers le capteur d’image une image d’une partie de l’environnement faisant face au module d’acquisition 1.
Le module d’acquisition 1 est disposé dans le véhicule de manière à être orienté en direction de la tête du conducteur 4 du véhicule afin que l’image acquise par le module d’acquisition 1 inclue notamment le visage du conducteur 4.
On pourrait d’ailleurs en variante utiliser un autre module d’acquisition d’image (par exemple une autre caméra infrarouge) afin de pouvoir construire une image stéréoscopique de la tête du conducteur.
Le calculateur reçoit l’image acquise par le module d’acquisition 1, c’est-àdire en pratique les valeurs de luminance respectivement associées aux pixels de l’image acquise.
Le calculateur procède alors à l’analyse de l’image acquise, ou d’une séquence d’images ainsi acquises, afin d’identifier le visage du conducteur 4 et/ou certaines zones du visage du conducteur et afin de déterminer l’orientation (i.e. la direction) du regard du conducteur par rapport à la surface d’activation 20 qui inclut la lame semi-transparente 19. Le calculateur peut éventuellement assurer d’autres fonctions comme par exemple, déterminer un niveau de distraction du conducteur et/ou un niveau de somnolence du conducteur.
Procédé
Sur la figure 3, un exemple de mise en œuvre opérationnelle de l’invention est représenté sur un organigramme.
A chaque nouvelle donnée 21 provenant du dispositif de surveillance optique du conducteur (DMS), une série de tests est effectuée. Ces nouvelles données DMS 21 sont des données concernant les conditions détectables du conducteur et, de préférence, la prise en compte des données pour la mise en œuvre ne se faisant que s’il y a eu un changement dans les données, d’où le terme « nouvelle >>.
Un premier test 22 concerne la possibilité ou non de détecter la direction du regard, c’est-à-dire si oui ou non la direction du regard est disponible 22.
Si non (flèche N en figure 3), on recherche un niveau inférieur de précision de détection avec l’orientation de la tête. Ainsi, un deuxième test 23 peut être effectué et il concerne la possibilité ou non de détecter l’orientation de la tête, c’est-à-dire si oui ou non l’orientation de la tête est disponible 23. Si la direction de la tête n’est pas disponible (flèche N) alors il y a activation 24 du dispositif d’affichage tête haute. On comprend que les activations n’ont cependant lieu que si le contact a été mis et que, de préférence, le moteur tourne, le système étant typiquement alimenté en aval de la clé de contact ou du moyen équivalent de mise en fonctionnement du véhicule.
Par contre, si la direction de la tête est disponible (flèche P) alors un quatrième test 27 est effectué et si la tête est orientée vers l’avant (flèche P) alors il y a activation 30 et si la tête n’est pas orientée vers l’avant (flèche N) alors il y a désactivation 28.
Maintenant, au premier test 22, si la direction du regard est disponible (flèche P), alors un cinquième test 25 est effectué concernant le croisement ou non de la surface d’activation 20 par le regard. Si la surface d’activation 20 est croisée par le regard (flèche P) alors il y a activation 30. Par contre, si la surface d’activation 20 n’est pas croisée par le regard (flèche N), alors il y a désactivation (désactivation qui est faite ici avec retard du fait du sixième test 26). Ce sixième test 26 correspond à un comptage de temps depuis que le regard a quitté la surface d’activation 20 pour la dernière fois et si ce comptage dépasse un seuil de durée prédéterminé T (flèche P) alors il y a désactivation 29. Cette option de désactivation retardée par le test 26 permet d’éviter que des saccades oculaires involontaires faisant que le regard quitte momentanément la surface d’activation 20 ne provoquent une désactivation alors que le conducteur regardait bien la lame semi-transparente 19. La durée prédéfinie T peut par exemple être comprise entre 400 ms et 2 s. Ainsi, si le regard revient sur la surface d’activation dans un temps inférieur au seuil de durée prédéterminé T, alors il n’y aura pas de désactivation.
Par ailleurs, lors de la désactivation, il peut être préférable que celle-ci s’effectue progressivement, l’extinction de l’affichage étant progressive, afin de ne pas créer un effet optique brutal pouvant perturber le conducteur et attirer son regard. L’activation, c’est-à-dire l’allumage de l’affichage le rendant visible, est de préférence instantanée ou quasi instantanée et si une progressivité est envisagée elle sera bien plus courte en durée que celle de la désactivation progressive.
Sur la figure 3, on a représenté que la désactivation est retardée par rapport au moment où le regard a quitté la surface d’activation mais, dans une variante, la désactivation est immédiatement progressive (extinction progressive de l’affichage) une fois que le regard a quitté la surface d’activation, la désactivation totale étant ainsi obtenue finalement avec retard.
On comprend que l’exemple de mise en œuvre de la figure 3 peut être adapté en fonction des besoins ou, alors, être utilisé en continu, que les données DMS soient nouvelles ou non.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de présentation d’informations visuelles tête haute pour conducteur de véhicule automobile, ledit système comportant un dispositif d’affichage tête haute d’informations (17), ledit dispositif d’affichage comportant :
    un module de génération de données graphiques (6) représentatives des informations à afficher à partir de données d’entrée, un module de projection optique (11) destiné à projeter un faisceau lumineux dépendant des données graphiques sur une lame semi-transparente (19) afin de former des images représentatives des informations, le module de projection étant alimenté électriquement et comportant au moins une source lumineuse, caractérisé en ce que le module de projection optique (11) est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction de commandes d’activation et désactivation, à l’état activé le module de projection ayant une consommation électrique supérieure à celle de son état désactivé, la source lumineuse étant alimentée électriquement à l’état activé de manière à projeter le faisceau lumineux dépendant des données graphiques pour former des images visibles, et en ce que le système de présentation d’informations visuelles tête haute comprend un dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) conçu pour générer les commandes d’activation et désactivation du module de projection optique (11) afin de commander l’activation ou la désactivation du module de projection optique (11) en fonction de conditions détectées par le dispositif de surveillance optique du conducteur (1,2).
  2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de la désactivation du module de projection, l’intensité lumineuse produite par ladite au moins une source lumineuse est réduite progressivement.
  3. 3. Système selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) est conçu pour déterminer au moins la direction de regard du conducteur et pour générer sélectivement une commande d’activation ou une commande de désactivation à destination du module de projection optique (11) en fonction de la direction de regard déterminée.
  4. 4. Système selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) permet au moins de détecter la présence ou non du conducteur et de détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, et en ce que le système est configuré pour que :
    lorsqu’il est détecté que le conducteur n’est pas présent, alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, et lorsqu’il est détecté que le conducteur est présent et que le dispositif de surveillance ne peut pas détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule, alors une commande d’activation est reçue par le module de projection.
  5. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance optique du conducteur (1,2) permet en outre, lorsque la présence du conducteur a été détectée et l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule a aussi été détectée, de détecter la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente, et en ce que le système est configuré pour que :
    lorsqu’il est détecté que le regard du conducteur croise une surface d’activation (20) incluant la lame semi-transparente (19), alors une commande d’activation est reçue par le module de projection, et lorsqu’il est détecté que le regard du conducteur quitte la surface d’activation (20) qui inclue la lame semi-transparente (19), alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, de préférence la commande de désactivation n’étant reçue par le module de projection qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
  6. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface d’activation (20) qui inclut la lame semi-transparente (19) comporte entre 10 % et 30 % de surface de plus que la lame semi-transparente (19).
  7. 7. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance optique du conducteur (1, 2) permet au moins de détecter l’orientation de la tête du conducteur par rapport au sens de circulation avant du véhicule et de détecter la direction du regard du conducteur par rapport à la lame semi-transparente, et en ce que le système est configuré pour que :
    - lorsque la direction du regard ne peut pas être détectée alors
    -- soit, si l’orientation de la tête ne peut pas être détectée ou si l’orientation de la tête est détectée vers l’avant du véhicule alors une commande d’activation est reçue par le module de projection,
    -- soit, si l’orientation de la tête est détectée ailleurs que vers l’avant du véhicule alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection,
    - sinon lorsque la direction du regard est détectée alors
    - soit, si la direction du regard est détectée croisant une surface d’activation incluant la lame semi-transparente alors une commande d’activation est reçue par le module de projection,
    - soit, si la direction du regard est détectée ne croisant pas la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors une commande de désactivation est reçue par le module de projection, de préférence la commande de désactivation n’étant reçue par le module de projection qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
  8. 8. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’en outre, le module de génération de données graphiques (6) est alimenté électriquement et est conçu pour basculer entre un état activé et un état désactivé en fonction de commandes d’activation et désactivation, à l’état activé le module de génération de données graphiques (6) ayant une consommation électrique supérieure que celle de son état désactivé, l’état activé correspondant à la génération des données graphiques et l’état désactivé correspondant à une absence de génération des données graphiques et en ce que les commandes d’activation et désactivation du module de projection (11) servent de commandes d’activation et désactivation du module de génération de données graphiques (6).
  9. 9. Procédé d’activation et désactivation d’au moins un module alimenté électriquement au sein d’un système de présentation d’informations visuelles tête haute pour conducteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il est mis en œuvre un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 et dans lequel on commande l’activation ou la désactivation du module de projection par le dispositif de surveillance optique du conducteur en fonction de conditions détectées, et en ce que :
    - lorsqu’on ne peut pas détecter la direction du regard alors
    -- soit, si l’orientation de la tête ne peut pas être détectée ou si l’orientation de la tête est détectée vers l’avant du véhicule alors on active par une commande d’activation le module de projection,
    5 -- soit, si l’orientation de la tête est détectée ailleurs que vers l’avant du véhicule alors on désactive par une commande de désactivation le module de projection,
    - sinon lorsqu’on détecte la direction du regard alors
    - soit, si la direction du regard est détectée croisant une surface
  10. 10 d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors on active par une commande d’activation le module de projection,
    - soit, si la direction du regard est détectée ne croisant pas la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente alors on désactive par une commande de désactivation le module de projection, de préférence la
  11. 15 désactivation du module de projection n’étant effectuée qu’après que le regard du conducteur ait quitté la surface d’activation qui inclue la lame semi-transparente sans y être retourné pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
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