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WO2018007270A1 - Système de présentation d'informations visuelles tête-haute pour conducteur à commande d'activation-désactivation de module de projection, dispositif tête-haute et procédé correspondants - Google Patents

Système de présentation d'informations visuelles tête-haute pour conducteur à commande d'activation-désactivation de module de projection, dispositif tête-haute et procédé correspondants Download PDF

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WO2018007270A1
WO2018007270A1 PCT/EP2017/066400 EP2017066400W WO2018007270A1 WO 2018007270 A1 WO2018007270 A1 WO 2018007270A1 EP 2017066400 W EP2017066400 W EP 2017066400W WO 2018007270 A1 WO2018007270 A1 WO 2018007270A1
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WO
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driver
projection module
activation
head
detected
Prior art date
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PCT/EP2017/066400
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English (en)
Inventor
Stéphane GACHE
Pantelis MAROUDIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Original Assignee
Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Valeo Comfort and Driving Assistance SAS filed Critical Valeo Comfort and Driving Assistance SAS
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    • G02B27/0179—Display position adjusting means not related to the information to be displayed
    • G02B2027/0185—Displaying image at variable distance

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of driving aids. More particularly, it relates to a head-up visual information presentation system for a driver with a projection module activation-deactivation command of a head-up display device. It also relates to a suitable head-up display device and a method suitable for implementing the system.
  • head-up display devices are functionally implemented by means of two main functions: a graphical data generation function representative of information to be displayed and an optical projection function intended to project the graphic data. on the semitransparent plate and to which the light source is associated. Traditionally, in these head-up display devices, these two functions are activated together.
  • the projection function is heavy consumer of electrical energy and is also a source of heat that must be removed and take into account to protect the other components, especially electronic, the head-up display device.
  • the present invention proposes to reduce the average consumption of the head-up display device by acting at least on the projection function and cutting / stopping it when an information display is not necessary.
  • the information display is not necessary when the driver is not looking in the direction of the semi-transparent blade.
  • a monitoring device comprises a camera producing frontal images of the driver and an image analysis means for making detections.
  • a frontal lighting of the driver is also implemented in order to facilitate the analyzes of the images.
  • a visual head-up display system for a motor vehicle driver comprising an information head-up display device, said display device comprising:
  • an optical projection module for projecting a light beam depending on the graphic data on a semi-transparent plate so as to form representative images of the information, the projection module being electrically powered and comprising at least one light source.
  • the optical projection module is designed to switch between an activated state and a deactivated state according to activation and deactivation commands, in the activated state the projection module having an electrical consumption greater than that of its deactivated state, the light source being electrically energized in the activated state so as to project the light beam dependent on the graphic data to form visible images
  • the head-up visual information presentation system includes a device for optical monitoring of the driver configured to generate the activation and deactivation commands of the optical projection module to control the activation or deactivation of the optical projection module according to conditions detected by the optical monitoring device of the driver.
  • the optical conductor monitoring device makes it possible to detect at least one of: the presence or absence of the driver, the orientation of the driver's head with respect to the direction of the vehicle's forward traffic, the direction of the driver's gaze, particularly by compared to the semi-transparent blade and the possibility of making or not a detection,
  • the activation-deactivation command of the projection module is functionally connected to the optical surveillance device in order to control the activation or deactivation of the projection module, at least as a function of the possibility of making or not detecting,
  • the activation-deactivation control of the projection module is functionally connected to the optical surveillance device in order to control the activation or deactivation of the projection module, at least as a function of the presence or absence of the driver,
  • the activation-deactivation control of the projection module is functionally connected to the optical surveillance device in order to control the activation or deactivation of the projection module at least as a function of the orientation of the driver's head relative to the direction front of the vehicle,
  • the activation-deactivation control of the projection module is functionally connected to the optical surveillance device in order to control the activation or deactivation of the projection module at least as a function of the direction of the driver's gaze relative to the semi-circular blade; -transparente,
  • the activation-deactivation control of the projection module is functionally connected to the optical surveillance device in order to control the activation or deactivation of the projection module, at least according to the fact that the driver's viewpoint does or does not cross a projection surface. activation including the semi-transparent blade,
  • the optical conductor monitoring device is designed to determine the driver's viewing direction and to selectively generate an activation command or a deactivation command for the optical projection module according to the determined direction of view,
  • the activation surface which includes the semi-transparent plate protrudes laterally from the sides of the latter
  • the luminous intensity of said at least one light source is cut off instantaneously or almost instantaneously,
  • the projection module when the projection module is deactivated, the luminous intensity produced by the at least one light source is progressively reduced
  • the power supply of the at least one light source is cut off in order gradually to reduce the light intensity produced by the at least one light source, the reduction of the luminous intensity is obtained by reducing the electric voltage and / or the intensity of the electric current,
  • the reduction of the luminous intensity is obtained by modulating the power supply, in particular by pulse width modulation,
  • control of the deactivation of the projection module also comprises a control in level of light intensity to be produced by said at least one light source and increasingly low level controls are received by the projection module, ie the projection module includes a progressive dimming circuit activated when a deactivation command is received,
  • the duration of the progressive reduction of the light intensity produced by said at least one light source is between 250 ms and 1.5 s
  • the light intensity is produced by the at least one light source instantaneously or almost instantaneously,
  • the luminous intensity produced by said at least one light source is progressively increased
  • the duration of the progressive increase in the luminous intensity produced by said at least one light source is between 20 ms and 100 ms
  • the activation command of the projection module further comprises a control in level of light intensity to be produced by said at least one light source,
  • the activation-deactivation control is a control in level of luminous intensity to be produced by said at least one light source, the deactivation corresponding to a control of intensity intensity level level of zero intensity and the activation corresponding to a non-zero intensity level value intensity control,
  • the optical conductor monitoring device makes it possible at least to detect the presence or absence of the conductor and to detect the orientation of the driver's head with respect to the forward direction of the vehicle, and the system is configured so that:
  • the optical conductor monitoring device furthermore makes it possible, when the presence of the driver has been detected and the orientation of the driver's head with respect to the direction of the vehicle's forward circulation, to be detected, to detect the direction of the driver's gaze; driver relative to the semi-transparent blade, and the system is configured so that:
  • a deactivation command is received by the projection module, preferably the deactivation command is not received by the module only after the driver's gaze has left the activation surface which includes the semi-transparent blade without being returned for a duration greater than a threshold of predetermined duration,
  • the optical conductor monitoring device makes it possible at least to detect the orientation of the driver's head relative to the direction of the vehicle's forward traffic and to detect the direction of the driver's gaze relative to the semi-transparent plate, and the system is configured so that:
  • a deactivation command is received by the projection module, preferably the deactivation command being received by the projection module only after the driver's gaze has left the activation surface which includes a semi-transparent blade without being returned for a duration greater than a threshold of duration predetermined,
  • the graphic data generation module is electrically powered and is designed to switch between an activated state and a deactivated state according to activation and deactivation commands, in the activated state the graphical data generation module having a higher power consumption than that of its deactivated state, the activated state corresponding to the generation of the graphic data and the deactivated state corresponding to a lack of generation of the graphic data and the commands for activating and deactivating the projection module serve to commands for activating and deactivating the module for generating graphic data,
  • the input data are:
  • the generation module further processing said raw data to produce data representative of the information, the latter being used to generate the graphic data,
  • the activation surface which includes the semi-transparent plate has between 10% and 30% more surface area than the semi-transparent plate
  • the graphics data generation module and the optical projection module are physically separated into two distinct entities that are functionally connected to each other,
  • the graphics data generation module and the optical projection module are grouped together in a single entity
  • the semi-transparent plate is disposed on a dashboard of the vehicle, in front of the driver, in the direction of the vehicle's forward traffic,
  • the semi-transparent blade is a windshield of the vehicle or a semi-transparent plate disposed between the windshield and the driver,
  • the images are one or more alphanumeric characters, graphic symbols or graphic representations,
  • the motor vehicle is a car, a truck, a bus, a bus.
  • the invention also relates to a head-up display device specially adapted to the system described.
  • the invention also relates to a graphical data generation module representative of the information to be displayed from input data and which is specially adapted to the system described.
  • the invention also relates to an optical projection module for projecting graphic data and which is specially adapted to the system described.
  • the invention also relates to an information head-up display device, which is specially adapted to the system of the invention and which comprises:
  • an optical projection module for projecting a light beam depending on the graphic data onto a semi-transparent plate in order to form representative images of the information
  • the graphic projection module being electrically powered and comprising at least one light source
  • the optical projection module is adapted to switch between an activated state and a deactivated state according to an activation-deactivation command, in the activated state the projection module having a higher power consumption than in its deactivated state, the light source being powered electrically in the activated state so as to project the light beam dependent on the graphic data to form visible images and, preferably, the optical projection module comprises means for progressively reducing the light intensity produced by said at least one light source when switching to the deactivated state.
  • the invention also relates to a method for activating and deactivating at least one electrically powered module within a visual head-up visual information display system for a motor vehicle driver, the method being able to take place according to the various possibilities presented.
  • the system comprises an optical conductor monitoring device and an information head-up display device, said display device comprising:
  • an optical projection module for projecting the graphic data onto a semi-transparent plate so as to form representative images of the information, the projection module being electrically powered and comprising at least one light source,
  • said optical conductor monitoring device for detecting at least one of: the presence or absence of the driver, the orientation of the driver's head relative to the direction of forward traffic of the vehicle, the direction of the driver's gaze relative to the semi-transparent plate and the possibility of making or not a detection.
  • a system according to the invention is implemented and with an optical projection module which has an activation-deactivation control, in the activated state the projection module having a higher power consumption than in its deactivated state, the activated state corresponding to the projection of the graphic data to form images visible, said at least one light source being then electrically powered, and the deactivated state corresponding to a lack of projection of the graphic data and no image then being visible, at least said at least one light source then having its power supply cut off and operatively connecting the activation-deactivation control of the projection module to the optical monitoring device and controlling the activation or deactivation of the projection module by the optical conductor monitoring device according to detected conditions, and in which method:
  • the activation of the projection module is activated by an activation command
  • the projection module is deactivated by a deactivation command
  • activating the projection module is activated by an activation command
  • disabling is deactivated by the projection module, preferably the deactivation of the projection module being performed after the driver's gaze has left the activation surface which includes the semi-transparent blade without being returned for a duration greater than a threshold of predetermined duration.
  • FIG. 1 represents a schematic view of a head-up display device and of a device for optical surveillance of a driver within a vehicle passenger compartment
  • FIG. 2 represents a view of a driver-side vehicle interior with a head-up display on the dashboard and an optical monitoring device for the driver
  • FIG. 1 represents a schematic view of a head-up display device and of a device for optical surveillance of a driver within a vehicle passenger compartment
  • FIG. 2 represents a view of a driver-side vehicle interior with a head-up display on the dashboard and an optical monitoring device for the driver
  • FIG. 3 represents on a flowchart an exemplary operational implementation of the invention.
  • an increased life of the head-up display device can be achieved with the invention. This can also reduce the size of the portion providing the projection function and even the entire head-up display device.
  • the optical conductor monitoring device, DMS implemented in the system of the invention makes it possible to detect conditions relating to the driver and his attitude in relation to driving, in particular the position of his head and the direction of his gaze. in particular with respect to the direction of movement of its vehicle and its immediate environment such as the dashboard, the mirrors or the semi-transparent blade of the information head-up display device.
  • This optical driver monitoring device, DMS comprises a camera 1 and an infrared illumination 2 and a computing device (not shown) of the programmable / programmed type, in particular with microprocessor and / or digital signal processor (commonly known as DSP for " Digital Signal Processof).
  • FIG. 1 shows a head-high information display device 17 that can be used in the context of the invention and intended to equip a vehicle, for example a motor vehicle of the car type.
  • This head-up display device 17 comprises an optical projection module 1 1 driven by a computer 6 which corresponds to the graphics data generation module.
  • the optical projection module 1 1 comprises an optical system for transmitting the light beam to the semi-transparent plate.
  • the optical projection module 1 1 comprises a visible light source 12 and a light modulator 13 which is adapted to spatially modulate the light emitted by the visible light source 12 to display an image.
  • the light modulator In the embodiment illustrated in FIG. 1, the light modulator
  • the light modulator 13 is of the "transmissive” type: it comprises a transmissive screen 13 and the visible light source 12 is adapted to backlight this screen.
  • the light modulator could be of the "reflective" kind.
  • the visible light source 12 is here formed by a coplanar array of light-emitting diodes, which are carried by a printed circuit.
  • the screen 13 is here a liquid crystal display (or LCD for “Liquid Crystal Display”) thin film transistors (or TFT for "Thin-Film Transistor”). It has an input face which is flat, parallel to the plane of the array of light-emitting diodes, and turned towards these light-emitting diodes. It also has an opposite exit face, which is flat.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT Thin-Film Transistor
  • this screen 13 makes it possible, under the control of a calculator / graphical data generation module 6, to generate an image that the optical projection module 11 will be able to project onto the semi-transparent plate 19 , in the field of vision of the driver when the gaze of the latter will be turned towards the taxiway 2 and the semi-transparent blade 19.
  • the optical projection module 1 1 is more specifically designed to project a virtual image Img in the field of vision of the driver of the vehicle.
  • the optical project module 1 1 comprises for this purpose an optical device 18 for returning the light beam generated by the light modulator 13 towards the semi-transparent plate 19 placed in the field of view of the driver of the vehicle. It could possibly also include a magnification lens (not shown).
  • the optical return device 18 which here comprises only a folding mirror, makes it possible to send the light beam generated by the light modulator 13 back to the semi-transparent plate 19.
  • This semi-transparent plate 19 is a semitransparent plate or plate, of predetermined thickness, made of a substantially transparent plastic material, which receives an image projected by suitable means of the head-up display device 17.
  • the semi-transparent plate 19 makes it possible to reflect this image of such way it appears to the driver.
  • this semi-transparent blade 19 is preferably disposed in the passenger compartment of the motor vehicle, between the windshield 10 of the vehicle and the eyes of the driver.
  • the semi-transparent plate could be formed by the windshield itself.
  • This semi-transparent plate 19 comprises a transparent curved optical glass and semi-reflective performing a function of magnification.
  • it is an injected piece of polycarbonate, which is curved so as to enlarge the size of the virtual image Img seen by the driver.
  • the computer 6 comprises a processor and a storage unit, for example a rewritable non-volatile memory or a hard disk.
  • the computer 6 controls the optical projection module 11 so that each virtual image Img projected by the optical projection module 11 is seen by the driver as consisting of points situated in a finite number. distinct front planes, this number being for example equal to three.
  • the optical projection module 11 can therefore display both 3D and 2D images.
  • Each image Img will then be elaborated in such a way that it has three parts (called “layers Img1, Img2, Img3") that will be interpreted by the driver's brain as being included in three distinct front planes, hence the display 3D.
  • the intermediate layer Img2 may be formed by the 2D part of the image.
  • it can be used to continuously display usual information such as the speed of the vehicle or the direction to follow.
  • the other two layers Img1, Img3 can be formed by the 3D part of the image. In particular, they will be able to display episodic information.
  • the most distant Img1 layer can be used to signal obstacles, for example by displaying a red frame surrounding each obstacle.
  • the Img3 layer closest to the driver can be used to signal problems with the engine or traffic on the route taken.
  • the information head-up display device 17 can thus be divided into two functional entities: a module 6 for generating graphic data representative of the information to be displayed from input data and an optical projection module 1 1 for project the graphic data on the semi-transparent slide to form images representative of the information.
  • a first solution consists in essentially implementing calculations.
  • a computing device in connection with the optical surveillance device of the video camera conductor (and possibly in connection with other sensors such as for example driver seat positioning) determines the relative positional relationships between the driver, in particular his head and his eyes, and various useful elements of the passenger compartment including at least the activation surface including the semi-transparent blade.
  • it will then be possible by calculation to determine from the images produced by the camera whether the face or, preferably, the driver's gaze is pointing towards or intersecting with any particular element of the passenger compartment. and in particular crosses the activation surface 20 which includes the semitransparent plate 19.
  • the vehicle may already include a calculation means for detection and face analysis for another object, for example for determining the attention or fatigue of the driver, and in this case, there is added a determination function the orientation of the gaze.
  • an infrared illumination means sends at least one infrared rectilinear beam in the direction of the face of the conductor 4, said beam coming or passing through the semi-transparent plate 19 and at least one infrared sensor with a measurement axis oriented towards the driver's face captures the radiation reflected by the face and in particular the eyes, the measurement axis coming from or passing through the semi-transparent plate.
  • the important reflection by the eyes of the infrared radiation will be measured at a maximum by said at least one sensor when the gaze will cross the semi-transparent plate through which or by which the measurement by the sensor takes place.
  • the activation surface may for example be simulated / obtained by the fact that activation will occur when the measured reflected radiation exceeds a determined threshold.
  • the position of the infrared illumination means and / or the infrared sensor (s) may be substantially in front of the semi-transparent plate in the direction of circulation of the vehicle and thus cross the semi-transparent blade.
  • the position of the infrared illumination means and / or infrared sensors may be in the plane of the semi-transparent plate, along at least one of its sides, and the infrared light propagates in the thickness of this semi-transparent plate, in particular because of an equivalent of the optical fiber guidance but this time in a spread surface, a particular structuring of the surface or edges of the semi-transparent plate allowing the infrared light to escape (for illumination) and enter it (for the sensor).
  • any means allowing the infrared light to leave and enter the semi-transparent blade can be used.
  • the semi-transparent plate has surface infrared electronic devices and sensors to directly illuminate the driver's face and directly allow measurements of reflected infrared light.
  • This surface can, in a particularly evolved mode, constitute a network of infrared sources and infrared sensors.
  • FIG. 2 shows a vehicle passenger compartment and more particularly the driving position 3.
  • a head-up display device is implemented with the semi-transparent blade 19 on the dashboard in front of the driver. .
  • the optical conductor monitoring device comprises an image acquisition module 1 (for example a camera, here an infrared camera), an illumination module 2 (for example an infrared radiation emitter) and a computer.
  • image acquisition module 1 for example a camera, here an infrared camera
  • illumination module 2 for example an infrared radiation emitter
  • computer may be located remote from the image acquisition module and / or the illumination module and can then exchange data with these modules for example via an on-board network.
  • the image acquisition module 1 is designed to generate an image of the environment facing it. Such an image is formed of a matrix of pixels. Each pixel is associated with a luminance value that corresponds to the intensity of the radiation (here infrared) received, during a period of acquisition adjustable at the image acquisition module 1 from a particular direction in the environment facing the image acquisition module 1.
  • the image acquisition module 1 is sensitive to a frequency range of the radiation (here in the infrared) which covers at least in part the frequency range of the radiation emitted by the illumination module 2.
  • the image acquisition module 1 comprises for example an image sensor and an optical system returning to the image sensor an image of a part of the environment facing the acquisition module 1.
  • the acquisition module 1 is arranged in the vehicle so as to be oriented in the direction of the driver's head 4 of the vehicle so that the image acquired by the acquisition module 1 includes in particular the face of the driver 4.
  • another image acquisition module for example another infrared camera
  • the computer receives the image acquired by the acquisition module 1, that is to say in practice the luminance values respectively associated with the pixels of the acquired image.
  • the computer then proceeds to the analysis of the acquired image, or of a sequence of images thus acquired, in order to identify the face of the driver 4 and / or certain areas of the driver's face and to determine the orientation (ie the direction) of the driver's gaze with respect to the activation surface 20 which includes the semitransparent plate 19.
  • the computer may optionally provide other functions such as, for example, determining a level of distraction of the driver and / or a level of driver drowsiness.
  • This new DMS data 21 is data concerning the detectable conditions of the driver and, preferably, the data for the implementation is taken into account only if there has been a change in the data, hence the term "new".
  • a first test 22 relates to the possibility or not to detect the direction of the gaze, that is to say whether or not the direction of gaze is available 22.
  • a second test 23 can be performed and it concerns the possibility or not to detect the orientation of the head, that is to say whether or not the orientation of the head is available 23. If the direction of the head is not available ( N arrow) then there is activation 24 of the head-up display device. It is understood that the activations however take place only if the contact has been made and that, preferably, the engine is running, the system being typically fed downstream of the ignition key or the equivalent means of putting the vehicle into operation.
  • a fifth test 25 is performed concerning the crossing or not of the activation surface 20 by the gaze. If the activation surface 20 is crossed by the gaze (arrow P) then there is activation 30. On the other hand, if the activation surface 20 is not crossed by the gaze (arrow N), then there is deactivation (deactivation which is done here with delay because of the sixth test 26).
  • This sixth test 26 corresponds to a count of time since the gaze left the activation surface 20 for the last time and if this count exceeds a threshold of predetermined duration T (arrow P) then there is deactivation 29.
  • This option deactivation delayed by the test 26 prevents unintentional ocular saccades that the eye momentarily leaves the activation surface 20 do not cause a deactivation while the driver was watching the semi-transparent blade 19.
  • the preset time T can for example, be between 400 ms and 2 s. Thus, if the gaze returns to the activation surface in a time below the threshold of predetermined duration T, then there will be no deactivation.
  • the extinction of the display being progressive, so as not to create a deadly optical effect that can disturb the driver and attract his gaze.
  • the activation that is to say the ignition of the display making it visible, is preferably instantaneous or almost instantaneous and if a progressiveness is envisaged it will be much shorter in duration than that of the progressive deactivation.

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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

« Système de présentation d'informations visuelles tête-haute pour conducteur à commande d'activation-désactivation de module de projection, dispositif tête-haute et procédé correspondants » 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 tête- haute adapté ainsi qu'un procédé adapté pour la mise en œuvre du système.
ARRIÈRE-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 semi- transparente 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 quasi- instantanément,
- 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 semi- transparente 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'activation- désactivation, 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 DÉTAILLÉE 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 tête- haute 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 Processof) .
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 1 1 piloté par un calculateur 6 qui correspond au module de génération de données graphiques. Le module de projection optique 1 1 comporte un système optique permettant la transmission du faisceau lumineux vers la lame semi transparente. En pratique, le module de projection optique 1 1 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 1 1 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 1 1 est plus précisément conçu pour projeter une image virtuelle Img dans le champ de vision du conducteur du véhicule.
Le module de projet optique 1 1 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 semi- transparente, 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 1 1 de telle manière que chaque image virtuelle Img projetée par le module de projection optique 1 1 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 1 1 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 1 1 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-à- dire 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

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 (1 1 ) 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 (1 1 ) 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 (1 1 ) afin de commander l'activation ou la désactivation du module de projection optique (1 1 ) en fonction de conditions détectées par le dispositif de surveillance optique du conducteur (1 , 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. 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 (1 1 ) en fonction de la direction de regard déterminée.
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. 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. 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. 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. 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 (1 1 ) servent de commandes d'activation et désactivation du module de génération de données graphiques (6).
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,
- 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.
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