FR3043210A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETECTING OBJECTS - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de détection d'objets (100), comportant : - un émetteur (110) qui est adapté à émettre un faisceau lumineux, - un récepteur (150) qui est adapté à émettre un signal de sortie (S2) fonction des caractéristiques de la lumière qu'il reçoit, et - un calculateur (160) qui est adapté à traiter le signal de sortie afin de détecter un objet (11). Selon l'invention, le récepteur est une photodiode et il est prévu, sur le trajet du faisceau lumineux émis par l'émetteur, un modulateur spatial de lumière (120).The invention relates to an object detection device (100) comprising: - a transmitter (110) which is adapted to emit a light beam; - a receiver (150) which is adapted to emit an output signal (S2) depending on the characteristics of the light it receives, and - a computer (160) which is adapted to process the output signal to detect an object (11). According to the invention, the receiver is a photodiode and there is provided, in the path of the light beam emitted by the transmitter, a spatial light modulator (120).
Description
Dispositif et procédé de détection d’objetsDevice and method for detecting objects
Domaine technique auquel se rapporte l'inventionTechnical field to which the invention relates
La présente invention concerne de manière générale la détection d’objets tels qu’une main d’un usager.The present invention relates generally to the detection of objects such as a hand of a user.
Elle concerne plus particulièrement un dispositif de détection d’objets, comportant : - un émetteur qui est adapté à émettre un faisceau lumineux, - un récepteur qui est adapté à émettre un signal de sortie fonction des caractéristiques de la lumière qu’il reçoit (par exemple fonction de l’intensité lumineuse reçue), et - un calculateur qui est adapté à traiter le signal de sortie afin de détecter un objet se trouvant dans le champ de l’émetteur et du récepteur.It relates more particularly to an object detection device comprising: a transmitter which is adapted to emit a light beam; a receiver which is adapted to emit an output signal according to the characteristics of the light which it receives (by example depending on the received light intensity), and - a computer which is adapted to process the output signal in order to detect an object in the field of the transmitter and the receiver.
Elle concerne également un procédé de détection d’objets au moyen d’un tel dispositif de détection d’objets.It also relates to a method of detecting objects by means of such an object detection device.
Elle concerne aussi un système et un procédé de commande gestuelle d’un appareil électronique au moyen d’un tel dispositif de détection d’objets.It also relates to a system and a method of gesture control of an electronic device by means of such an object detection device.
Arriere-plan technologiqueTechnological background
Dans le domaine de la détection d’obstacles, on connaît un dispositif comportant une diode adaptée à émettre un faisceau lumineux, et une photodiode permettant de détecter une partie de ce faisceau lumineux après qu’elle a été réfléchie par un obstacle.In the field of obstacle detection, there is known a device comprising a diode adapted to emit a light beam, and a photodiode for detecting a portion of this light beam after it has been reflected by an obstacle.
Si un tel dispositif de détection permet de détecter un obstacle et de déterminer la distance entre cet obstacle et le dispositif de détection, il ne permet malheureusement pas de déterminer la position exacte de cet obstacle.If such a detection device makes it possible to detect an obstacle and to determine the distance between this obstacle and the detection device, it does not unfortunately make it possible to determine the exact position of this obstacle.
Un tel dispositif de détection n’est donc pas utilisable en l’état dans un système plus complexe, notamment dans un système de commande gestuelle d’un appareil électronique.Such a detection device is therefore not usable in the state in a more complex system, especially in a gesture control system of an electronic device.
Un tel système, bien connu de l’homme du métier, propose de détecter un geste ou une posture de la main d’un utilisateur, puis d’en déduire une instruction de commande d’une fonction d’un appareil électronique.Such a system, well known to those skilled in the art, proposes to detect a gesture or posture of the hand of a user, and to deduce a control instruction of a function of an electronic device.
La détection de la position dans l’espace et de la forme de la main de l’utilisateur peut alors se faire au moyen d’un dispositif de détection intégrant une caméra numérique de type « temps de vol >>.The detection of the position in space and the shape of the hand of the user can then be done by means of a detection device incorporating a digital camera type "flight time".
Dans un tel dispositif de détection, il est prévu une source de lumière infrarouge adaptée à émettre une impulsion lumineuse (c’est-à-dire un « flash >> de durée très réduite). La caméra enregistre alors la lumière retournée par l’environnement puis, pour chaque pixel, elle mesure la durée entre le moment où le flash a été émis et le moment où la lumière a atteint la caméra (on parle de « temps de vol >>), ce permet d’obtenir la distance entre la caméra et la main de l’utilisateur.In such a detection device, there is provided an infrared light source adapted to emit a light pulse (that is to say a "flash" of very short duration). The camera then records the light returned by the environment and, for each pixel, it measures the time between the moment when the flash was emitted and the moment the light reached the camera (we speak of "flight time" ), this provides the distance between the camera and the user's hand.
Ce dispositif de détection, qui permet d’obtenir la forme et la position exacte de la main de l’utilisateur dans l’espace, présente de bons résultats.This detection device, which makes it possible to obtain the shape and the exact position of the user's hand in the space, presents good results.
Il nécessite malheureusement l’utilisation d’une caméra numérique de type « temps de vol >>, qui s’avère particulièrement onéreuse, ce qui réduit donc le champ d’application de ce dispositif de détection aux seuls appareils électroniques coûteux.It unfortunately requires the use of a digital camera type "flight time", which is particularly expensive, which thus reduces the scope of this detection device to only expensive electronic devices.
Objet de l’inventionObject of the invention
Afin de remédier à l’inconvénient précité de l’état de la technique, la présente invention propose un nouveau système basé sur l’utilisation d’un récepteur de lumière moins onéreux.In order to overcome the aforementioned drawback of the state of the art, the present invention proposes a new system based on the use of a less expensive light receiver.
Plus particulièrement, on propose selon l’invention un dispositif de détection d’objets tel que défini dans l’introduction, dans lequel il est prévu, sur le trajet du faisceau lumineux émis par l’émetteur, un modulateur spatial de lumière, et dans lequel le récepteur comporte au moins une photodiode.More particularly, it is proposed according to the invention an object detection device as defined in the introduction, wherein there is provided, in the path of the light beam emitted by the transmitter, a spatial light modulator, and in which receiver has at least one photodiode.
La photodiode (très peu onéreuse) permet d’émettre un signal de sortie simple, typiquement un signal électrique dont l’intensité varie en fonction de l’intensité de la lumière reçue.The photodiode (very inexpensive) makes it possible to emit a simple output signal, typically an electrical signal whose intensity varies as a function of the intensity of the light received.
Elle peut être utilisée seule, au bénéfice du faible coût du dispositif, ou en combinaison avec d’autres photodiodes pour que le signal de sortie soit modulé spatialement.It can be used alone, to the benefit of the low cost of the device, or in combination with other photodiodes so that the output signal is spatially modulated.
Le modulateur spatial de lumière est quant à lui conçu pour moduler les composantes (intensité, phase, polarisation) de la lumière émise par l’émetteur.The spatial light modulator is designed to modulate the components (intensity, phase, polarization) of the light emitted by the transmitter.
Associer la photodiode au modulateur spatial de lumière permet d’émettre des faisceaux lumineux de caractéristiques différentes en direction d’un objet, puis de comparer les signaux de sortie reçus de la photodiode après chaque modulation de la lumière afin de déterminer la forme et la position de cet objet.Associating the photodiode with the spatial light modulator makes it possible to emit light beams of different characteristics in the direction of an object, and then to compare the output signals received from the photodiode after each modulation of the light in order to determine the shape and the position of this object.
Ainsi, cette méthode nécessite des moyens peu onéreux et elle permet d’obtenir des résultats fiables. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif de détection d’objets conforme à l’invention sont les suivantes : - le modulateur spatial de lumière comporte une matrice de micromiroirs ; - le modulateur spatial de lumière comporte au moins un panneau à cristaux liquides ; - le modulateur spatial de lumière comporte un panneau présentant une surface réfléchissante en silicium recouverte d’une couche de cristaux liquides ; - ledit émetteur comporte une diode électroluminescente ; - il est prévu une optique d’illumination adaptée à focaliser le faisceau lumineux après qu’il a été modulé par ledit modulateur spatial de lumière ; et - il est prévu une optique de concentration adaptée à focaliser la lumière vers le récepteur. L’invention porte également sur un système de commande gestuelle d’un appareil électronique, comportant un dispositif de détection d’objets tel que précité, dont le calculateur comporte un logiciel de détection adapté à déterminer la position et/ou le déplacement et/ou la forme dudit objet en fonction de chaque signal de sortie reçu, et un logiciel d’interprétation adapté à générer une instruction de commande dudit appareil électronique, en fonction de la position et/ou du déplacement et/ou de la forme dudit objet.Thus, this method requires inexpensive means and it provides reliable results. Other advantageous and non-limiting features of the object detection device according to the invention are the following: the spatial light modulator comprises a matrix of micromirrors; the spatial light modulator comprises at least one liquid crystal panel; the spatial light modulator comprises a panel having a reflective silicon surface covered with a layer of liquid crystals; said emitter comprises a light-emitting diode; an illumination optic is provided adapted to focus the light beam after it has been modulated by said spatial light modulator; and - concentration optics adapted to focus the light towards the receiver are provided. The invention also relates to a gesture control system of an electronic apparatus, comprising an object detection device as mentioned above, the calculator of which includes a detection software adapted to determine the position and / or the displacement and / or the shape of said object as a function of each received output signal, and an interpretation software adapted to generate a command instruction of said electronic apparatus, as a function of the position and / or the displacement and / or the shape of said object.
Préférentiellement, le calculateur comporte une mémoire dans laquelle est stocké un registre de base de données, dont chaque enregistrement mémorise une instruction de commande associée à une position et/ou à un déplacement et/ou à une forme particulière d’une main. L’invention propose également un procédé de détection d’objets au moyen d’un dispositif de détection d’objets tel que précité, comportant des étapes consistant à : a) commander le modulateur spatial de lumière de manière qu’il présente un motif déterminé, b) commander l’émetteur de manière qu’il émette une impulsion de faisceau lumineux, c) détecter, à l’aide dudit récepteur, la lumière issue de la réflexion du faisceau lumineux sur des objets environnants, et émettre un signal de sortie fonction des caractéristiques de la lumière détectée, et d) traiter, au moyen dudit calculateur, le signal de sortie afin de déterminer la position et/ou le déplacement et/ou la forme d’au moins un desdits objets. D’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du procédé de détection d’objets conforme à l’invention sont les suivantes : - les étapes a) à c) sont répétées avec des motifs différents, et, à l’étape d), la position et/ou le déplacement et/ou la forme dudit objet est déterminé en fonction de chaque signal de sortie émis par le récepteur ; - à l’étape d), il est prévu de supprimer de chaque signal de sortie une composante associée aux objets fixes détectés ; - ladite composante est lue dans une mémoire du calculateur ; et - à l’étape d), on détermine une forme approchée dudit objet, constituée d’éléments de géométries simples. L’invention porte enfin sur un procédé de commande gestuelle d’un appareil électronique, au moyen d’un système de commande gestuelle tel que précité, dans lequel il est prévu de mettre en oeuvre un procédé de détection d’objets tel que précité, puis il est prévu que le calculateur interprète la position et/ou le déplacement et/ou de la forme dudit objet afin d’en déduire une instruction de commande dudit appareil électronique.Preferably, the computer comprises a memory in which is stored a database register, each record stores a command instruction associated with a position and / or a displacement and / or a particular form of a hand. The invention also proposes a method for detecting objects by means of an object detection device as mentioned above, comprising the steps of: a) controlling the spatial light modulator so that it presents a determined pattern , b) controlling the emitter to emit a light beam pulse, c) detecting, with said receiver, the light emanating from the reflection of the light beam on surrounding objects, and outputting an output signal according to the characteristics of the detected light, and d) processing, by means of said computer, the output signal to determine the position and / or the displacement and / or the shape of at least one of said objects. Other advantageous and non-limiting features of the object detection method according to the invention are the following: steps a) to c) are repeated with different patterns, and in step d), the position and / or the displacement and / or shape of said object is determined as a function of each output signal emitted by the receiver; - In step d), it is expected to remove from each output signal a component associated with the fixed objects detected; said component is read in a memory of the computer; and in step d), determining an approximate shape of said object, consisting of elements of simple geometries. Finally, the invention relates to a method of gesture control of an electronic device, by means of a gesture control system as mentioned above, in which it is intended to implement a method of detecting objects as mentioned above, then it is expected that the computer interprets the position and / or displacement and / or the shape of said object to deduce a control instruction of said electronic device.
Description detaillee d’un exemple de réalisationDetailed description of an example of realization
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.The following description with reference to the accompanying drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be achieved.
Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique en perspective de l’intérieur d’un habitacle de véhicule automobile, dans lequel se trouve un conducteur ; - la figure 2 est une vue schématique d’un dispositif de détection d’objets conforme à l’invention ; et - la figure 3 est un schéma illustrant le procédé mis en oeuvre par le dispositif de détection d’objets de la figure 2 pour détecter un objet.In the accompanying drawings: - Figure 1 is a schematic perspective view of the interior of a passenger compartment of a motor vehicle, in which there is a driver; FIG. 2 is a schematic view of an object detection device according to the invention; and FIG. 3 is a diagram illustrating the method implemented by the object detection device of FIG. 2 for detecting an object.
Sur la figure 1, on a représenté une partie de l’habitacle d’un véhicule automobile 1.In Figure 1, there is shown a portion of the passenger compartment of a motor vehicle 1.
Classiquement, ce véhicule automobile 1 comporte un châssis qui supporte notamment un groupe motopropulseur, un système de direction (avec un volant 3) pour faire varier l’orientation des roues directrices du véhicule, des éléments de carrosserie et des éléments d’habitacle.Conventionally, this motor vehicle 1 comprises a frame which supports in particular a powertrain, a steering system (with a steering wheel 3) for varying the orientation of the steering wheels of the vehicle, the body elements and the cabin elements.
Parmi ces éléments d’habitacle, le véhicule comporte un siège permettant à un conducteur 10 de s’y asseoir. Il comporte également une console électronique centrale 2 offrant différentes fonctions, par exemple des fonctions de géolocalisation, des fonctions audiovisuelles, des fonctions de régulation de température dans l’habitacle...Among these cabin elements, the vehicle has a seat for a driver 10 to sit. It also includes a central electronic console 2 offering different functions, for example geolocation functions, audiovisual functions, temperature control functions in the passenger compartment ...
Le véhicule automobile 1 comprend également une unité électronique de commande (ou ECU pour "Electronic Control Unit"), appelée ici calculateur, permettant notamment de commander les fonctions de la console électronique centrale 2 en fonction des souhaits exprimés par le conducteur 10.The motor vehicle 1 also includes an electronic control unit (or ECU for "Electronic Control Unit"), called here computer, including controlling the functions of the central electronic console 2 according to the wishes expressed by the driver 10.
Dans le contexte de la présente invention, le véhicule automobile 1 comprend également un dispositif de détection d’objets.In the context of the present invention, the motor vehicle 1 also comprises an object detection device.
Ce dispositif de détection d’objets est ici placé dans l’habitacle, de manière à pouvoir détecter la main 11 du conducteur 10 lorsque celui-ci positionne sa main 11 en regard de la console électronique centrale 2.This object detection device is here placed in the cabin, so as to detect the hand 11 of the driver 10 when the latter positions his hand 11 opposite the central electronic console 2.
Dans le mode de réalisation décrit ici et représenté sur les figures, ce dispositif de détection d’objets fait partie intégrante d’un système plus global, à savoir d’un système de commande gestuelle des fonctions de la console électronique centrale 2.In the embodiment described here and shown in the figures, this object detection device is part of a more global system, namely a gesture control system of the functions of the central electronic console 2.
On considérera en effet que ce dispositif de détection d’objets permettra de repérer la main 11 du conducteur, afin de détecter un éventuel élément de gestuelle pouvant être interprété en vue de commander l’une des fonctions de la console électronique centrale 2. A ce stade, on définira l’expression « élément de gestuelle >> comme désignant une position particulière de la main (vers le haut, vers le bas, ...), ou un geste particulier effectué avec la main (doigts repliés, doigts croisés, main ouverte, poing fermé, ...), ou un déplacement particulier de la main (mouvement de droite à gauche, mouvement du haut vers le bas, ...). On pourra ainsi prévoir que chaque type d’élément de gestuelle corresponde à une commande particulière de l’une des fonctions de la console électronique centrale 2.It will be considered that this device for detecting objects will locate the hand 11 of the driver, to detect any element of gesture that can be interpreted to control one of the functions of the central electronic console 2. At this stage, we will define the expression "element of gesture" as designating a particular position of the hand (upwards, downwards, ...), or a particular gesture made with the hand (fingers folded, fingers crossed, open hand, closed fist, ...), or a particular movement of the hand (movement from right to left, movement from top to bottom, ...). It can thus be provided that each type of gesture element corresponds to a particular command of one of the functions of the central electronic console 2.
Comme l’illustre plus particulièrement la figure 2, le dispositif de détection d’objets 100 comprend, outre le calculateur 160 précité, un émetteur 110 qui est adapté à émettre un faisceau lumineux et un récepteur 150 qui est adapté à émettre un signal de sortie S2 fonction des caractéristiques de la lumière qu’il reçoit.As is more particularly illustrated in FIG. 2, the object detection device 100 comprises, in addition to the aforementioned computer 160, a transmitter 110 which is adapted to emit a light beam and a receiver 150 which is adapted to emit an output signal. S2 function of the characteristics of the light that it receives.
Ces émetteur 110 et récepteur 150 sont ici placés dans l’habitacle du véhicule automobile 1, par exemple dans la console électronique centrale 2 ou dans une partie interne 4 du toit.These emitter 110 and receiver 150 are here placed in the passenger compartment of the motor vehicle 1, for example in the central electronic console 2 or in an inner part 4 of the roof.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l’invention, le récepteur 150 comporte au moins une photodiode et il est prévu, sur le trajet du faisceau lumineux émis par l’émetteur 110, un modulateur spatial de lumière 120. Ici, on considérera que le récepteur comporte une unique photodiode.According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the receiver 150 comprises at least one photodiode and there is provided, in the path of the light beam emitted by the emitter 110, a spatial light modulator 120. Here, it will be considered that the receiver has a single photodiode.
On rappelle à ce sujet qu’une photodiode est un composant semi-conducteur simple et peu onéreux, qui a la capacité de détecter un rayonnement lumineux et de le transformer en un signal de sortie S2.It is recalled in this regard that a photodiode is a simple and inexpensive semiconductor component, which has the ability to detect light radiation and transform it into an output signal S2.
On rappelle également qu’un modulateur spatial de lumière est un dispositif qui permet de modifier les composantes (intensité, phase, polarisation) d'un rayon de lumière. Un tel modulateur spatial de lumière est bien connu de l’homme du métier dans le domaine des vidéoprojecteurs, si bien qu’il ne sera pas ici décrit en détail. La manière selon laquelle il sera employé sera en revanche bien décrite dans la suite de cet exposé.It is also recalled that a spatial light modulator is a device that makes it possible to modify the components (intensity, phase, polarization) of a ray of light. Such a spatial light modulator is well known to those skilled in the field of video projectors, so that it will not be described in detail here. The manner in which he will be employed will, however, be well described later in this talk.
Comme le montre la figure 2, le calculateur 160 est prévu pour commander l’émetteur 110, de manière que celui-ci émette un faisceau lumineux. Il est ainsi plus précisément adapté à envoyer un signal de commande S1 à cet émetteur 110. L’émetteur 110 est ici formé par une diode électroluminescente adaptée à émettre dans un domaine de longueurs d’onde non visibles par l’œil, par exemple dans le domaine infrarouge (entre 700 et 1000 nm). En variante, il pourrait s’agir d’un autre type de source de lumière.As shown in Figure 2, the computer 160 is provided to control the transmitter 110, so that it emits a light beam. It is thus more precisely adapted to send a control signal S1 to this emitter 110. The emitter 110 is here formed by a light-emitting diode adapted to emit in a range of wavelengths that are not visible to the eye, for example in the infrared range (between 700 and 1000 nm). Alternatively, it could be another type of light source.
Cet émetteur 110 est orienté de telle sorte que sa direction moyenne d’éclairage est dirigée vers le modulateur spatial de lumière 120.This emitter 110 is oriented so that its mean direction of illumination is directed towards the spatial light modulator 120.
Ce modulateur spatial de lumière 120 pourra se présenter sous différentes formes.This spatial light modulator 120 may be in different forms.
De manière préférentielle, il s’agira d’une matrice de micro-miroirs, communément désignée par les initiales DMD (de l’anglais « Digital Micromirror Device >>). Ce type de modulateur spatial de lumière sera préféré puisque c’est celui qui permettra de travailler aux plus hautes fréquences.Preferably, it will be a matrix of micro-mirrors, commonly referred to by the initials DMD (of the English "Digital Micromirror Device"). This type of spatial light modulator will be preferred because it is the one that will work at higher frequencies.
En variante, le modulateur spatial de lumière 120 pourrait comporter un ou plusieurs panneau(x) à cristaux liquides, communément désigné(s) par les initiales LCD (de l’anglais « liquid crystal display »). A titre d’exemple, il pourrait comporter un unique panneau à cristaux liquides (on parle de technologie monochrome) utilisé en mode transmissif (c’est-à-dire de telle sorte que la lumière émise par l’émetteur 110 le traverse partiellement).In a variant, the spatial light modulator 120 could comprise one or more liquid crystal panels, commonly designated by the initials LCD (liquid crystal display). For example, it could comprise a single liquid crystal panel (we speak of monochrome technology) used in transmissive mode (that is to say, so that the light emitted by the transmitter 110 partially crosses it) .
Encore en variante, le modulateur spatial de lumière pourrait comporter un panneau présentant une surface réfléchissante en silicium recouverte d’une couche de cristaux liquides. Cette technologie est plus généralement désignée par ses initiales LCOS (de l’anglais « Liquid Crystal on Silicon »).Still in a variant, the spatial light modulator could comprise a panel having a reflective silicon surface covered with a layer of liquid crystals. This technology is more generally referred to by its initials LCOS ("Liquid Crystal on Silicon").
Quoiqu’il en soit, le modulateur spatial de lumière 120 est commandé par le calculateur 160 pour afficher différents motifs.Whatever the case, the spatial light modulator 120 is controlled by the computer 160 to display different patterns.
Ces motifs permettent ici au modulateur spatial de lumière 120 de ne laisser passer que certains des rayons lumineux émis par l’émetteur 110.These patterns allow here the spatial light modulator 120 to pass only some of the light rays emitted by the transmitter 110.
Deux motifs particuliers, dont un premier motif 121 en forme de damier et un second motif 122 aléatoire, sont respectivement représentés sur les figures 2 et 3 à titre d’exemples illustratifs.Two particular patterns, including a first checker pattern 121 and a second random pattern 122, are respectively shown in Figures 2 and 3 as illustrative examples.
Après s’être reflété ou avoir traversé le modulateur spatial de lumière 120, le faisceau lumineux présente alors des caractéristiques différentes de celles qu’il présentait en amont de ce modulateur spatial de lumière 120. On comprend notamment que les caractéristiques du faisceau lumineux différèrent en fonction du motif 121, 122 présenté par le modulateur spatial de lumière 120.After being reflected or having passed through the spatial light modulator 120, the light beam then has characteristics different from those which it presented upstream of this spatial light modulator 120. It is notably understood that the characteristics of the light beam differ in function of the pattern 121, 122 presented by the spatial light modulator 120.
Il est ensuite prévu, sur le trajet de ce faisceau lumineux, une optique d’illumination 130 qui est adaptée à concentrer le faisceau lumineux.It is then expected, in the path of this light beam, illumination optics 130 which is adapted to focus the light beam.
Ici, cette optique d’illumination 130 est formée d’une succession de lentilles optiques.Here, this illumination optic 130 is formed of a succession of optical lenses.
Elle permet de concentrer le faisceau lumineux selon une direction moyenne d’éclairage, dans une zone limitée. Dans la suite de cet exposé, cette zone sera désignée par l’expression « champ d’émission de l’émetteur 110«. L’émetteur 110, le modulateur spatial de lumière 120 et l’optique d’illumination 130 sont alors placés dans l’habitacle du véhicule automobile 1 de telle manière que ce champ d’émission est dirigé dans la zone située en vis-à-vis de la console électronique de centrale 2, de manière à pouvoir éclairer la main 11 du conducteur 10 lorsque celle-ci est située dans cette zone.It makes it possible to focus the light beam in a mean direction of illumination, in a limited area. In the remainder of this disclosure, this zone will be designated by the expression "transmission field of the transmitter 110". The emitter 110, the spatial light modulator 120 and the illumination optics 130 are then placed in the passenger compartment of the motor vehicle 1 in such a way that this emission field is directed into the zone situated opposite screw of the electronic control panel 2, so as to illuminate the hand 11 of the driver 10 when it is located in this area.
Lorsque le faisceau lumineux illumine l’intérieur de l’habitacle du véhicule, et notamment la main 11 du conducteur 10, une partie de ce faisceau est réfléchie par ces différents éléments en direction de la photodiode 150.When the light beam illuminates the interior of the passenger compartment of the vehicle, and in particular the hand 11 of the conductor 10, part of this beam is reflected by these different elements in the direction of the photodiode 150.
Pour optimiser la détection de ce faisceau réfléchi par la photodiode 150, il est prévu une optique de concentration 140 qui est adaptée à focaliser la lumière vers la photodiode 150.To optimize the detection of this beam reflected by the photodiode 150, there is provided a concentration optic 140 which is adapted to focus the light towards the photodiode 150.
Ici, cette optique de concentration 140 est formée d’une succession de lentilles optiques. Elle est située de telle sorte que son axe optique se confond avec celui de la photodiode 150.Here, this concentration optics 140 is formed of a succession of optical lenses. It is located in such a way that its optical axis merges with that of the photodiode 150.
Dans la suite de cet exposé, la zone de l’habitacle vue par la photodiode 150 sera désignée par l’expression « champ de réception de la photodiode 150 ».In the remainder of this disclosure, the area of the passenger compartment seen by the photodiode 150 will be designated by the expression "field of reception of the photodiode 150".
La photodiode 150 et l’optique de concentration 140 seront alors placés dans l’habitacle du véhicule automobile 1 de telle manière que ce champ de réception soit dirigé dans la zone située en vis-à-vis de la console électronique de centrale 2, de manière à pouvoir détecter la main 11 du conducteur 10 lorsqu’elle est placée dans cette zone.The photodiode 150 and the concentrating optics 140 will then be placed in the passenger compartment of the motor vehicle 1 in such a way that this reception field is directed into the zone situated opposite the central electronic console 2, so as to be able to detect the hand 11 of the driver 10 when it is placed in this zone.
Le champ d’émission de l’émetteur 110 et le champ de réception de la photodiode 150 sont plus précisément orientés de telle manière qu’ils se croisent dans la zone située en vis-à-vis de la console électronique de centrale 2, à proximité immédiate de celle-ci.The emitting field of the emitter 110 and the receiving field of the photodiode 150 are more precisely oriented so that they intersect in the area opposite the central electronic console 2, to immediate proximity to it.
Le calculateur 160 est connecté à la photodiode 150, de manière à recevoir le signal de sortie S2.The computer 160 is connected to the photodiode 150, so as to receive the output signal S2.
Comme le montre la figure 2, afin d’être en mesure de commander l’émetteur 110 en lui envoyant des signaux de commande S1, de commander l’affichage de motifs 121, 122 par le modulateur spatial de lumière 120 en lui envoyant des signaux de pilotage S5, et de recevoir les signaux de sortie S2, ce calculateur 160 comprend un processeur 162 connecté à l’émetteur 110, au modulateur spatial de lumière 120 et à la photodiode 150, et une unité de mémorisation, ici une mémoire 161 non-volatile réinscriptible.As shown in FIG. 2, in order to be able to control the transmitter 110 by sending it control signals S1, to control the display of patterns 121, 122 by the spatial light modulator 120 by sending it signals S5, and receive the output signals S2, the computer 160 includes a processor 162 connected to the transmitter 110, the spatial light modulator 120 and the photodiode 150, and a storage unit, here a memory 161 no -volatile rewritable.
La mémoire 161 mémorise des données utilisées dans le cadre du procédé décrit ci-dessous.The memory 161 stores data used in the context of the method described below.
Elle mémorise notamment un premier registre de base de données, qui comporte plusieurs enregistrements associant chacun, à un élément de gestuelle particulier, une instruction de commande d’une fonction de la console électronique centrale 2.It stores in particular a first database register, which comprises several records each associating, with a particular gesturing element, a command instruction of a function of the central electronic console 2.
Elle mémorise également un second registre de base de données, qui comporte plusieurs enregistrements associant chacun, à un motif 121, 122 que peut présenter le modulateur spatial de lumière 120, un signal de référence S3. Ce signal de référence S3 correspond au signal de sortie S2 qui serait émis par la photodiode 150 si, d’une part, le modulateur spatial de lumière 120 présentait le motif 121, 122 enregistré, et si, d’autre part, aucun passager n’était présent dans le véhicule automobile.It also stores a second database register, which comprises several recordings each associating, with a pattern 121, 122 that the spatial light modulator 120 can exhibit, a reference signal S3. This reference signal S3 corresponds to the output signal S2 that would be emitted by the photodiode 150 if, on the one hand, the spatial light modulator 120 had the pattern 121, 122 recorded, and if, on the other hand, no passenger was present in the motor vehicle.
La mémoire 161 mémorise aussi une application informatique, constituée de programmes d’ordinateur comprenant des instructions dont l’exécution par le processeur 162 permet la mise en oeuvre par le calculateur 160 du procédé décrit ci-après.The memory 161 also stores a computer application, consisting of computer programs comprising instructions whose execution by the processor 162 allows the implementation by the computer 160 of the method described below.
Parmi ces programmes d’ordinateur, la mémoire 161 stocke un logiciel de détection adapté à déterminer la position et/ou le déplacement et/ou la forme de la main 11 en fonction de chaque signal de sortie S2 reçu.Among these computer programs, the memory 161 stores a detection software adapted to determine the position and / or the displacement and / or the shape of the hand 11 as a function of each output signal S2 received.
Ici, elle stocke également un logiciel d’interprétation adapté à générer une instruction de commande d’une fonction de la console électronique centrale 2 en fonction de la position et/ou du déplacement et/ou de la forme de la main 11.Here, it also stores an interpretation software adapted to generate a control command of a function of the central electronic console 2 as a function of the position and / or the displacement and / or the shape of the hand 11.
Le procédé de commande gestuelle de la console électronique centrale 2 est alors mis en oeuvre en deux opérations successives, dont une première opération qui est opérée par le logiciel de détection et qui consiste à déterminer la position et/ou le déplacement et/ou la forme de la main 11, puis une seconde opération qui est opérée par le logiciel d’interprétation et qui consiste à interpréter cette information pour en déduire une instruction de commande.The gesture control method of the central electronic console 2 is then implemented in two successive operations, a first operation of which is performed by the detection software and which consists in determining the position and / or the displacement and / or the form hand 11, then a second operation that is operated by the interpretation software and which consists in interpreting this information to deduce a command instruction.
La première opération se déroule en plusieurs étapes illustrées sur la figure 3.The first operation takes place in several steps illustrated in Figure 3.
La première étape consiste, pour le calculateur 160, à envoyer un signal de pilotage S5 au modulateur spatial de lumière 120 de manière qu’il présente un motif 121, 122 déterminé.The first step is for the computer 160 to send a control signal S5 to the spatial light modulator 120 so that it has a pattern 121, 122 determined.
Ce motif pourra être choisi de manière aléatoire.This pattern can be chosen randomly.
Ici, le premier motif 121, 122 à être affiché par le modulateur spatial de lumière 120 correspond au motif enregistré dans le premier enregistrement du second registre de base de données.Here, the first pattern 121, 122 to be displayed by the spatial light modulator 120 corresponds to the pattern recorded in the first record of the second database register.
La seconde étape consiste, pour le calculateur 160, à envoyer un signal de commande S1 à l’émetteur 110 de manière que celui-ci émette une impulsion de lumière.The second step is for the computer 160 to send a control signal S1 to the transmitter 110 so that it emits a light pulse.
Cette impulsion de lumière présentera alors une intensité importante et une durée très réduite, inférieure à la nanoseconde.This light pulse will then have a high intensity and a very short duration, less than the nanosecond.
Le faisceau lumineux émis par l’émetteur 110 sera alors modulé par le modulateur spatial de lumière 120, puis concentré par l’optique d’illumination 130 afin d’éclairer tout objet situé dans le champ d’émission de l’émetteur 110.The light beam emitted by the emitter 110 will then be modulated by the spatial light modulator 120 and then concentrated by the illumination optics 130 in order to illuminate any object situated in the emission field of the emitter 110.
Tout objet situé dans ce champ d’émission et dans le champ de réception réfléchit ainsi une partie du faisceau lumineux vers la photodiode 150.Any object situated in this emission field and in the reception field thus reflects a portion of the light beam towards the photodiode 150.
La troisième étape consiste alors, pour la photodiode 150, à émettre un signal de sortie S2 fonction des caractéristiques de la lumière reçue.The third step then consists, for the photodiode 150, in transmitting an output signal S2 which is a function of the characteristics of the light received.
Ce signal de sortie S2 se présente sous la forme d’un simple signal électrique temporel, représenté sur la figure 3, dont les variations d’intensité sont fonction des variations d’intensité lumineuse reçue par la photodiode 150.This output signal S2 is in the form of a simple temporal electrical signal, represented in FIG. 3, whose intensity variations are a function of the variations in light intensity received by the photodiode 150.
Lorsqu’il reçoit ce signal de sortie S2, le calculateur 160 recherche dans le registre de base de données le signal de référence S3 correspondant au motif 121, 122 utilisé (on rappelle que ce signal de référence S3 correspond au signal de sortie qui serait émis par la photodiode en l’absence d’objets dans les champs d’émission de l’émetteur 110 et de réception de la photodiode 150).When it receives this output signal S2, the computer 160 looks in the database register for the reference signal S3 corresponding to the pattern 121, 122 used (it is recalled that this reference signal S3 corresponds to the output signal that would be transmitted by the photodiode in the absence of objects in the emission fields of the transmitter 110 and the reception of the photodiode 150).
Puis, le calculateur 160 compare ces signaux de sortie S2 et de référence S3.Then, the computer 160 compares these output signals S2 and S3 reference.
Si le signal de sortie S2 est sensiblement identique au signal de référence S3, le calculateur 160 en déduit qu’aucun objet n’est visible par la photodiode 150. Il interrompt alors le procédé de détection. Le procédé peut ensuite être réinitialisé après une durée prédéterminée, par exemple de l’ordre de la seconde.If the output signal S2 is substantially identical to the reference signal S3, the computer 160 deduces that no object is visible by the photodiode 150. It then interrupts the detection method. The process can then be reset after a predetermined time, for example of the order of one second.
Au contraire, si le signal de sortie S2 est sensiblement différent du signal de référence S3, le calculateur 160 en déduit qu’un objet est visible par la photodiode 150, et il poursuit le procédé de détection de la manière suivante.On the contrary, if the output signal S2 is substantially different from the reference signal S3, the computer 160 deduces that an object is visible by the photodiode 150, and it continues the detection method as follows.
Le calculateur 160 détermine alors la différence entre ces deux signaux de sortie S2 et de référence S3, au moyen d’une simple opération de soustraction. Cette opération permet de supprimer du signal de sortie S2 les composantes relatives aux objets fixes de l’habitacle, afin de ne conserver que les composantes relatives aux objets mobiles, typiquement la main 11 du conducteur 10.The computer 160 then determines the difference between these two output signals S2 and reference S3, by means of a simple subtraction operation. This operation makes it possible to remove from the output signal S2 the components relating to the fixed objects of the passenger compartment, in order to keep only the components relating to the moving objects, typically the hand 11 of the driver 10.
Cette différence de signaux forme un nouveau signal appelé signal retranché S4. Ce signal retranché S4 est alors stocké dans la mémoire 161 du calculateur 160. Il présente un poids (exprimé en bits) qui est réduit comparé au poids du signal de sortie S2, ce qui permet de réduire l’espace nécessaire dans la mémoire 161 pour le stocker. Il peut en outre être facilement compressé.This difference in signals forms a new signal called an entrenched signal S4. This cut-off signal S4 is then stored in the memory 161 of the computer 160. It has a weight (expressed in bits) which is reduced compared to the weight of the output signal S2, which makes it possible to reduce the space required in the memory 161 to store it. It can also be easily compressed.
Ce signal retranché S4 illustre les variations d’intensité de la lumière qui serait reçue par la photodiode 150 si seule la main 11 du conducteur 10 se trouvait dans les champs d’émission de l’émetteur 110 et de réception de la photodiode 150.This subtracted signal S4 illustrates the variations in intensity of the light that would be received by the photodiode 150 if only the hand 11 of the conductor 10 was in the emission fields of the transmitter 110 and the reception of the photodiode 150.
Ce signal retranché S4, s’il permet de détecter un objet, n’est à lui seul pas suffisant pour déterminer la position et la forme de cet objet. C’est la raison pour laquelle le calculateur 160 va répéter les trois étapes précitées, en commandant le modulateur spatial de lumière 120 de manière qu’il présente des motifs 121, 122 à chaque fois différents, avec un pas de temps réduit. Ce pas de temps pourra être de l’ordre de la milliseconde, ou plus faible (selon la capacité du modulateur spatial de lumière 120 à changer rapidement de motif).This retracted signal S4, if it allows to detect an object, alone is not sufficient to determine the position and shape of this object. This is the reason why the computer 160 will repeat the above three steps, by controlling the spatial light modulator 120 so that it presents patterns 121, 122 each time different, with a reduced time step. This time step may be of the order of a millisecond, or lower (depending on the capacity of the spatial light modulator 120 to quickly change pattern).
Le calculateur 160 peut ainsi répéter N fois ces trois étapes, de manière à mémoriser N signaux retranché S4. Le nombre N sera au moins supérieur à 10 de manière à obtenir suffisamment d’informations afin de déterminer la position et la forme de la main 11 du conducteur 10.The computer 160 can thus repeat N times these three steps, so as to memorize N retracted signals S4. The number N will be at least greater than 10 so as to obtain sufficient information to determine the position and shape of the hand 11 of the driver 10.
La quatrième et ultime étape consiste, pour le calculateur 160, à traiter les différents signaux retranché S4 afin de déterminer la position et la forme de la main 11 du conducteur.The fourth and last step consists, for the computer 160, in processing the various signals cut off S4 in order to determine the position and the shape of the hand 11 of the driver.
Il pourra pour cela résoudre un système de N équations à N inconnues, dont les coefficients seront issus de ces N signaux retranché S4, déconvolués par l’impulsion de l’émetteur.To do this, he will be able to solve a system of N equations with N unknowns, whose coefficients will be derived from these N retracted signals S4, deconvolved by the transmitter pulse.
Comme le montre la figure 3, la forme détectée de la main 11 pourra être une forme 12 approchée, constituée d’un ou de plusieurs éléments 13 de géométries simples. En effet, pour obtenir une meilleure précision, c’est-à-dire une image fidèle de la main, il serait nécessaire de traiter un très grand nombre de signaux retranchés, ce qui nécessiterait une puissance de calcul importante et augmenterait donc les coûts du calculateur.As shown in Figure 3, the detected shape of the hand 11 may be an approximate shape 12, consisting of one or more elements 13 of simple geometries. In fact, to obtain a better accuracy, that is to say a faithful image of the hand, it would be necessary to process a very large number of signals removed, which would require a significant computing power and would therefore increase the costs of the computer. computer.
Ici, on pourra alors prévoir de modéliser la main 11 par trois rectangles de hauteur, de largeur et d’orientation variables.Here, it will then be possible to model the hand 11 by three rectangles of variable height, width and orientation.
En résumé, cette première opération aura permis de déterminer la position et la forme de la main 11 du conducteur 10.In summary, this first operation made it possible to determine the position and the shape of the hand 11 of the driver 10.
Elle pourra être répétée à pas de temps réguliers, par exemple tous les dixièmes de secondes, de manière à déterminer quels mouvements le conducteur 10 effectue avec sa main 11.It can be repeated at regular intervals, for example every tenth of a second, so as to determine which movements the driver 10 performs with his hand 11.
La seconde opération, dont on rappelle qu’elle consiste à interpréter la forme, la position et les mouvements de la main 11 du conducteur pour en déduire une instruction de commande d’une fonction de la console électronique centrale 2, peut alors être mise en oeuvre.The second operation, which is recalled that it consists in interpreting the shape, the position and the movements of the hand 11 of the driver to deduce a control instruction of a function of the central electronic console 2, can then be implemented. artwork.
Au cours de cette seconde opération, le calculateur 160 recherche dans le premier registre de base de données un enregistrement associé à un élément de gestuelle du type de celui effectué par le conducteur 10. Il lit alors dans cet enregistrement une commande d’une fonction de la console électronique centrale 2 qui est associée à cet élément de gestuelle. A titre d’exemple, on peut prévoir que lorsque le conducteur impose sa main déployée en face de la console électronique centrale 2 et la maintient dans cette position, le calculateur 160 en déduit qu’il doit commander l’allumage ou l’extinction de la console électronique centrale 2.During this second operation, the computer 160 searches in the first database register for a record associated with a gestural element of the type of the one performed by the driver 10. It then reads in this record a command of a function of the central electronic console 2 which is associated with this element of gestures. For example, it can be expected that when the driver imposes his deployed hand in front of the central electronic console 2 and maintains it in this position, the computer 160 deduces that it must control the ignition or extinction of the central electronic console 2.
On pourra ainsi mémoriser dans le premier registre de base de données un catalogue d’éléments de gestuelle chacun associé à une fonction de la console électronique centrale 2, ce qui permettra de commander cette dernière sans la toucher.It will thus be possible to store in the first database register a catalog of gestural elements each associated with a function of the central electronic console 2, which will make it possible to control the latter without touching it.
Selon une variante non représentée de l’invention, on pourrait prévoir que le récepteur comporte plusieurs photodiodes, par exemple réparties sur plusieurs lignes et sur plusieurs colonnes. Dans cette variante, le signal de sortie comportera alors différentes composantes relatives aux différentes photodiodes. Cette solution permettra ainsi d’obtenir davantage d’informations à traiter pour déterminer la position de la main de l’usager.According to a not shown variant of the invention, it could be provided that the receiver comprises several photodiodes, for example distributed over several lines and over several columns. In this variant, the output signal will then comprise different components relating to the different photodiodes. This solution will thus provide more information to be processed to determine the position of the hand of the user.
Encore en variante, on pourra prévoir que l’émetteur soit lui-même un générateur de lumière structurée spatialement, pour autant qu’il soit utilisé en combinaison avec un modulateur spatial de lumière.Alternatively, it can be provided that the transmitter itself is a spatially structured light generator, provided that it is used in combination with a spatial light modulator.
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---|---|---|---|---|
EP1736730A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-27 | Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG | Distance measuring device and method for measuring distances |
WO2011070313A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | Qinetiq Limited | Range based sensing |
US20120075534A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Sagi Katz | Integrated low power depth camera and projection device |
US20130088726A1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Vivek K. Goyal | Method and Apparatus to Determine Depth Information For A Scene of Interest |
-
2015
- 2015-10-28 FR FR1560315A patent/FR3043210A1/en active Pending
-
2016
- 2016-10-28 WO PCT/EP2016/076175 patent/WO2017072348A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1736730A1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-12-27 | Diehl BGT Defence GmbH & Co.KG | Distance measuring device and method for measuring distances |
WO2011070313A1 (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-16 | Qinetiq Limited | Range based sensing |
US20120075534A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-03-29 | Sagi Katz | Integrated low power depth camera and projection device |
US20130088726A1 (en) * | 2011-10-07 | 2013-04-11 | Vivek K. Goyal | Method and Apparatus to Determine Depth Information For A Scene of Interest |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
AHMED KIRMANI ET AL: "Exploiting sparsity in time-of-flight range acquisition using a single time-resolved sensor", OPTICS EXPRESS, vol. 19, no. 22, 24 October 2011 (2011-10-24), pages 21485, XP055049584, ISSN: 1094-4087, DOI: 10.1364/OE.19.021485 * |
COLACO A ET AL: "Compressive depth map acquisition using a single photon-counting detector: Parametric signal processing meets sparsity", COMPUTER VISION AND PATTERN RECOGNITION (CVPR), 2012 IEEE CONFERENCE ON, IEEE, 16 June 2012 (2012-06-16), pages 96 - 102, XP032232062, ISBN: 978-1-4673-1226-4, DOI: 10.1109/CVPR.2012.6247663 * |
Also Published As
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