FR3089032A1 - Procédé et appareil de calibration d’une paroi haptique associée à un capteur de force - Google Patents

Abstract

PROCÉDÉ ET APPAREIL DE CALIBRATION D’UNE PAROI HAPTIQUE ASSOCIÉE À UN CAPTEUR DE FORCE Un appareil (AC) calibre une paroi haptique (PH) à fixer sur un capteur (CF), et comprend : une plaque (PC) munie d’un élément en relief (ER) et fixée sur le capteur (CF) ou la paroi haptique (PH) fixée sur le capteur (CF) dans des première et deuxième étape, un enregistreur (ES) enregistrant des premiers, deuxièmes et troisièmes signaux délivrés par le capteur (CF) lorsqu’une force prédéfinie est appliquée avec un doigt (DU) sur la plaque (PC) ou la paroi haptique (PH) et que des déplacements relatifs du doigt (DU) sont effectués pendant les première, deuxième et troisième étapes, et un calculateur (CA) déterminant une fonction de transfert entre les premiers et deuxièmes signaux, et appliquant son inverse aux troisièmes signaux pour déterminer des quatrièmes signaux représentant l’effet haptique créé par la paroi haptique (PH) et ressenti par le doigt (DU).

Description

Description

Titre de l’invention : PROCÉDÉ ET APPAREIL DE CALIBRATION D’UNE PAROI HAPTIQUE ASSOCIÉE À UN CAPTEUR DE FORCE

Domaine technique [0001] L’invention concerne les parois haptiques destinées à être fixées sur au moins un capteur, et plus précisément la calibration de telles parois haptiques.

Technique antérieure [0002] Certains équipements ou appareils comprennent au moins une interface homme/ machine comportant au moins une paroi tactile qui, lorsqu’elle est contactée par l’extrémité d’un doigt d’un usager, peut, par exemple, induire ou déclencher la génération d’un signal destiné à commander une fonction. C’est par exemple le cas de certains organes de commande ou de certains appareils offrant une fonction d’affichage d’images (comme par exemple et non limitativement des équipements de communication (téléphones intelligents (ou « smartphones ») ou tablettes électroniques), des consoles de jeux (éventuellement communicantes), ou des terminaux ou écrans (éventuellement d’ordinateur)).

[0003] Parfois, la paroi tactile de ces appareils assure une fonction haptique qui permet de signaler à l’usager, via le sens du toucher de son doigt qui assure le contact, que ce dernier a été détecté et donc qu’il va servir à commander une fonction associée, ou bien qui permet plus simplement de fournir à l’usager, via son doigt de contact, une sensation de toucher (par exemple de texture, de frontière, ou de bouton, ou d’effet transitoire). Une telle paroi tactile est alors souvent appelée paroi (ou surface) haptique.

[0004] La fonction haptique est généralement assurée par des moyens de vibration qui sont couplés à la paroi haptique et qui sont chargés de faire vibrer localement cette dernière lorsque le contact a été détecté. La fonction haptique peut être aussi réalisée par électro-adhésion ou toute autre technologie.

[0005] La détection d’un contact de doigt (et de ses direction, sens et intensité) nécessite le couplage d’un ou plusieurs capteurs de force (généralement à jauges de contraintes) sous la paroi haptique. On comprendra en effet que le(s) capteur(s) sont ici chargés de mesurer la (les) force(s) provoquée(s) par l’interaction du doigt avec la paroi haptique.

[0006] Sans une calibration (ou caractérisation) préalable, les mesures de forces effectuées par le(s) capteur(s) sont biaisées par des effets de résonance et d’oscillation de l’ensemble paroi haptique/capteur(s), lesquelles varient en fonction de la masse, de la composition et de la forme de la paroi haptique.

[0007] [0008] [0009] [0010] [0011]

Différentes méthodes de calibration (ou caractérisation) d’une paroi haptique et de son (ses) capteur(s) associé(s) ont été proposées. Elles déterminent par exemple la réponse impulsionnelle à un impact, ou la réponse à un bruit blanc, ou la réponse à un balayage de fréquence (ou « chirp » en anglais), ou la réponse à un échelon.

Ces méthodes de calibration (ou caractérisation) connues permettent de bien décrire chaque ensemble paroi haptique/capteur(s) isolé. Cependant, lorsque l’on veut mesurer les conséquences d’un effet haptique, il faut venir explorer la paroi haptique avec le doigt d’un usager. Or, lorsque le doigt appuie et se déplace sur la paroi haptique, cela induit un changement de la masse et de l’amortissement de l’ensemble paroi haptique/ capteur(s), et donc modifie la dynamique de cet ensemble. Par conséquent, les calibration (ou caractérisation) effectuées avec ces méthodes sont inutilisables pour calibrer (ou caractériser) les conséquences d’un effet haptique.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Exposé de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à calibrer une paroi haptique, elle-même destinée à être fixée sur au moins un capteur délivrant des signaux représentatifs d’au moins une force exercée sur lui. Ce procédé se caractérise par le fait qu’il comprend :

- une première étape dans laquelle on fixe sur le capteur une plaque munie d’un élément en relief, puis on applique une force prédéfinie sur la plaque avec un doigt d’un usager, tout en effectuant des déplacements relatifs prédéfinis du doigt par rapport à la plaque avec passage du doigt par l’élément en relief et en enregistrant simultanément des premiers signaux délivrés par le capteur,

- une deuxième étape dans laquelle on retire la plaque du capteur puis on fixe la paroi haptique sur le capteur et la plaque sur la paroi haptique, puis on applique la force prédéfinie sur la plaque avec le doigt, tout en effectuant les déplacements relatifs du doigt par rapport à la plaque avec passage du doigt par l’élément en relief et en enregistrant simultanément des deuxièmes signaux délivrés par le capteur, et on détermine une fonction de transfert entre ces premiers et deuxièmes signaux, et

- une troisième étape dans laquelle on retire la plaque de la paroi haptique puis on applique la force prédéfinie sur la paroi haptique avec le doigt, tout en effectuant les déplacements relatifs du doigt par rapport à la paroi haptique et en enregistrant simultanément des troisièmes signaux délivrés par le capteur, puis on applique l’inverse de la fonction de transfert déterminée aux troisièmes signaux enregistrés afin de déterminer des quatrièmes signaux représentatifs d’un effet haptique créé par la paroi haptique et ressenti par le doigt.

[0012] [0013] [0014] [0015] [0016]

Ainsi, on peut prendre en compte les modifications de dynamique causées par la fixation de la paroi haptique sur le(s) capteur(s) et par le contact du doigt.

Le procédé de calibration selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- dans ses première et deuxième étapes on peut utiliser une plaque munie d’un élément en relief qui est choisi parmi une rainure, une nervure, un trou, un bossage et une texture ;

- dans ses première et deuxième étapes on peut utiliser une plaque munie dans une position centrale de l’élément en relief ;

- dans ses première, deuxième et troisième étapes on peut effectuer des déplacements relatifs du doigt suivant deux sens opposés d’une unique direction choisie et selon une vitesse prédéfinie ;

- dans ses première, deuxième et troisième étapes on peut utiliser un capteur de type six axes et délivrant des signaux qui sont représentatifs de première et seconde forces exercées sur lui suivant des directions respectivement normale et tangentielle ;

- dans ses première, deuxième et troisième étapes le capteur peut être solidarisé fixement sur un support fixe et on peut déplacer le doigt par rapport à ce support ;

- en variante, dans ses première, deuxième et troisième étapes le capteur peut être solidarisé fixement sur un support et on peut déplacer le support par rapport au doigt.

L’invention propose également un appareil de calibration destiné à calibrer une paroi haptique elle-même destinée à être fixée sur au moins un capteur délivrant des signaux qui sont représentatifs d’au moins une force exercée sur lui. Cet appareil se caractérise par le fait qu’il comprend :

- un support sur lequel est fixé le capteur,

- une plaque munie d’un élément en relief et destinée à être fixée sur le capteur dans une première étape puis sur la paroi haptique lorsque cette dernière est fixée sur le capteur dans une deuxième étape,

- un enregistreur enregistrant, d’une part, des premiers et deuxièmes signaux délivrés par le capteur lorsqu’une force prédéfinie est appliquée sur la plaque avec un doigt d’un usager et que des déplacements relatifs prédéfinis du doigt par rapport à la plaque sont effectués avec passage du doigt par l’élément en relief, pendant respectivement les première et deuxième étapes, et, d’autre part, des troisièmes signaux délivrés par le capteur lorsque la force prédéfinie est appliquée sur la paroi haptique avec le doigt et que les déplacements relatifs prédéfinis du doigt par rapport à la paroi haptique sont effectués pendant une troisième étape dans laquelle seule la paroi haptique est fixée sur le capteur, et

- un calculateur déterminant une fonction de transfert entre les premiers et deuxièmes signaux enregistrés, et appliquant l’inverse de cette fonction de transfert déterminée aux troisièmes signaux enregistrés afin de déterminer des quatrièmes signaux représentatifs d’un effet haptique créé par la paroi haptique et ressenti par le doigt.

[0017] L’appareil de calibration selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

[0018] - son support peut être fixe et dans ce cas le doigt est déplacé par rapport au support ;

- en variante, il peut comprendre des moyens de déplacement auxquels son support est solidarisé fixement et effectuant les déplacements relatifs prédéfinis du support par rapport au doigt.

Brève description des dessins [0019] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :

[0020] [fig.l] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, une partie d’un exemple de réalisation d’un appareil de calibration selon l’invention, impliquée dans la première étape d’un procédé de calibration selon l’invention, [0021] [fig.2] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, l’appareil de calibration de la figure 1 au complet pendant la deuxième étape du procédé de calibration, [0022] [fig.3] illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, une partie de l’appareil de calibration de la figure 1, impliquée dans la troisième étape du procédé de calibration, [0023] [fig.4] illustre schématiquement, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) d’une force (Fl) représentée par des premiers signaux (si) délivrés par le capteur de la figure 1 pendant la première étape du procédé de calibration, [0024] [fig.5] illustre schématiquement, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) d’une force (F2) représentée par des deuxièmes signaux (s2) délivrés par le capteur de la figure 2 pendant la deuxième étape du procédé de calibration, [0025] [fig.6] illustre schématiquement, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) d’une force (F3) représentée par des troisièmes signaux (s3) délivrés par le capteur de la figure 3 pendant la troisième étape du procédé de calibration, [0026] [fig.7] illustre schématiquement, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) d’une force (F4) représentée par des quatrièmes signaux (s4), déterminés par application aux troisièmes signaux (s3) d’une fonction de transfert (entre les premiers (si) et deuxième (s2) signaux), et représentative d’un effet haptique créé par la paroi haptique des figures 2 et 3 et ressenti par un doigt d’usager, et [0027] [fig.8] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de calibration selon l’invention.

Description des modes de réalisation [0028] F’invention a notamment pour but de proposer un procédé de calibration, et un appareil de calibration AC associé, destinés à permettre la calibration d’ensembles (paroi haptique PH /capteur(s) CF).

[0029] Au sein de chaque ensemble (PH/CF), la paroi haptique PH est destinée à être fixée sur au moins un capteur CF qui est chargé de délivrer des signaux représentatifs d’au moins une force exercée sur lui. Par exemple, une paroi haptique PH peut être fixée sur un capteur CF de type six axes (ou un autre type de capteur de forces) et chargé de délivrer des signaux représentatifs de première et seconde forces exercées sur lui suivant des directions respectivement normale et tangentielle. On notera que les signaux délivrés par le(s) capteur(s) CF peuvent être analogiques ou numériques. Fes capteurs peuvent aussi être des capteurs de déplacement.

[0030] Par exemple, la paroi haptique PH peut être réalisée en verre, ou en aluminium, ou encore dans une matière plastique rigide telle que le polycarbonate (ou PC) ou le polyméthacrylate de méthyle (ou PMMA).

[0031] Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que les ensembles (paroi haptique PH / capteur(s) CF) sont destinés à faire partie d’interfaces homme/ machine d’écrans d’affichage tactiles et haptiques. Mais l’invention n’est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout type d’appareil ou d’équipement assurant au moins une fonction commandable par contact avec un doigt d’un usager, ou faisant partie d’un système assurant au moins une fonction commandable par contact avec un doigt d’un usager, ou encore permettant de fournir à l’usager une sensation de toucher (par voie haptique). Ainsi, l’interface homme/machine pourra également et non limitativement faire partie d’un organe de commande propre à commander au moins une fonction d’un système, ou d’un appareil offrant une fonction d’affichage d’images (comme par exemple et non limitativement un équipement de communication (téléphone intelligent (ou smartphone) ou tablette électronique), une console de jeux (éventuellement communicante), ou un terminal ou écran (éventuellement d’ordinateur)), ou encore un appareil de mesures biométriques.

[0032] Par ailleurs, un ensemble (paroi haptique PH / capteur(s) CF) à calibrer n’est pas forcément destiné à faire partie d’une interface homme/machine. Ainsi, il peut, par exemple et non limitativement, faire partie d’un élément de support (poignée) ou d’un élément de style ou de confort.

[0033] En outre, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le système qu’est destiné à équiper l’écran d’affichage tactile et haptique est un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de système. En effet, l’écran d’affichage tactile et haptique peut faire partie de n’importe quel système assurant au moins une fonction commandable, et notamment d’un véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), d’une installation (éventuellement industrielle), d’un bâtiment, ou d’un équipement électronique (éventuellement électroménager ou tel qu’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») ou qu’une tablette communicante).

[0034] Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de calibration destiné à permettre la calibration d’ensembles [paroi haptique PH /capteur(s) CF].

[0035] Ce procédé de calibration peut être au moins partiellement mis en œuvre par un appareil de calibration AC qui comprend à cet effet, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, un support SF, une plaque PC munie d’un élément en relief ER, un enregistreur ES et au moins un calculateur CA. Ce dernier (CA) peut, par exemple, comprendre au moins un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), éventuellement associé à au moins une mémoire.

[0036] On notera que le calculateur CA et l’enregistreur ES peuvent éventuellement faire partie d’un boîtier assurant leur protection et facilitant leur éventuel transport.

[0037] Le procédé de calibration, selon l’invention, comprend des première 10-20, deuxième 30-50 et troisième 60-80 étapes.

[0038] Dans la première étape 10-20 du procédé de calibration on commence par fixer temporairement sur le capteur CF d’un ensemble (PH/CF) à calibrer la plaque PC faisant partie de l’appareil de calibration AC.

[0039] Le(s) capteur(s) CF est (sont) fixé(s) temporairement sur le support SF de l’appareil de calibration AC. Cette fixation temporaire peut se faire par tout type de serrage par pression (mors de serrage, vis de serrage, élastiques) ou par adhésion (bande adhésive, colle temporaire), par exemple.

[0040] Comme indiqué plus haut, cette plaque PC est munie d’un élément en relief ER qui est destiné à provoquer sur l’extrémité d’un doigt DU une sensation de toucher similaire à celle de l’effet haptique que l’on veut calibrer.

[0041] La plaque PC peut, par exemple, être en verre. Mais tout autre matériau présentant une dureté beaucoup plus grande que celle de l’extrémité d’un doigt DU d’un usager peut être utilisé. A titre d’exemple, cette plaque PC peut présenter une longueur d’environ 100 mm, une largeur d’environ 50 mm et une épaisseur d’environ 2 mm.

[0042] De préférence, la plaque PC est munie de son élément en relief ER dans une position centrale pour optimiser les mesures.

[0043] On notera que l’on peut utiliser une plaque PC munie d’un élément en relief ER qui est choisi parmi une rainure, une nervure, un trou, un bossage et une texture. Lorsque l’élément en relief ER est une rainure ou une nervure, il s’étend de préférence sur toute la largeur de la plaque PC afin de présenter une largeur supérieure à l’épaisseur du doigt DU.

[0044] Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, l’élément en relief ER est une rainure rectiligne. A titre d’exemple, cette rainure ER peut présenter une largeur de 0,6 mm et une profondeur de 0,1 mm.

[0045] La fixation temporaire de la plaque PC sur le(s) capteur(s) CP peut se faire par tout type de serrage par pression (mors de serrage, vis de serrage, élastiques) ou par adhésion (bande adhésive, colle temporaire), par exemple.

[0046] Une fois cette fixation temporaire réalisée, la première étape 10-20 se poursuit par l’application d’une force prédéfinie PP sur la plaque PC avec un doigt DU d’un usager, tout en effectuant des déplacements relatifs prédéfinis de ce doigt DU par rapport à la plaque PC avec passage du doigt DU par l’élément en relief ER et en enregistrant simultanément des premiers signaux si délivrés par le capteur CP.

[0047] Il est important de noter que dans ce qui précède et ce qui suit on entend par « déplacement relatif » aussi bien un déplacement du doigt DU par rapport à la plaque PC (et son support SP), lorsque ces derniers (PC et SP) sont fixes, qu’un déplacement de la plaque PC (et son support SP) par rapport au doigt DU, lorsque ce dernier (DU) est fixe. On comprendra que lors de chaque déplacement relatif le doigt DU passe par l’élément en relief ER, ce qui permet de simuler à chaque fois l’effet haptique concerné.

[0048] On réalise ici plusieurs passages relatifs du doigt DU par l’élément en relief ER (et donc plusieurs (N) déplacements relatifs) afin que les premiers signaux si enregistrés résultent d’un moyennage et soient représentatifs de la force moyenne PI exercée lors du passage par l’élément en relief ER en présence de la seule plaque PC. Par exemple, le nombre N de déplacements relatifs (et donc de passages) peut être compris entre 1 et (plus ce nombre est élevé, plus la moyenne est précise).

[0049] Par exemple, on peut effectuer des déplacements relatifs du doigt DU suivant deux sens opposés d’une unique direction dt choisie et selon une vitesse prédéfinie. En d’autres termes le doigt DU fait des translations relatives par aller-retour suivant la direction dt. Cette direction dt est de préférence perpendiculaire à l’élément en relief ER afin de simuler au mieux l’effet haptique que doit créer la paroi haptique PH et qui doit être ressenti par le doigt DU.

[0050] On a schématiquement illustré sur la figure 4, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) de la force moyenne Fl représentée par les premiers signaux si enregistrés pendant la première étape 10-20. La force moyenne Fl peut, par exemple, être le coefficient de frottement (force tangentielle/force normale), sans unité, et peut prendre des valeurs comprises entre 0 et 1. Mais il pourrait aussi s’agir de la force tangentielle en Newtons (la force normale est en effet considérée comme approximativement constante pendant un déplacement).

[0051] Il est aussi important de noter que la force prédéfinie FP appliquée sur la plaque PC est relative. Elle peut en effet résulter soit d’un déplacement du doigt DU vers et contre la plaque PC (lorsque cette dernière (PC) est fixée temporairement sur un support SF fixe de l’appareil de calibration AC), soit d’un déplacement du support SF avec la plaque PC vers et contre le doigt DU qui est alors fixe. Dans la première alternative, l’appareil de calibration AC doit comprendre en complément des moyens de déplacement auxquels le support SF est solidarisé fixement et agencés de manière à effectuer les déplacements relatifs prédéfinis du support SF par rapport au doigt DU, ainsi que de préférence le déplacement initial du support SF vers et contre le doigt DU. Ces moyens de déplacement peuvent, par exemple, comprendre trois translateurs chargés d’effectuer des translations du support SF suivant trois directions de l’espace (perpendiculaires entre elles).

[0052] L’enregistrement des premiers signaux si délivrés par le(s) capteur(s) CF est réalisé par l’enregistreur ES de l’appareil de calibration AC. A cet effet, l’enregistreur ES peut comprendre une mémoire de stockage et, comme illustré non limitativement, être couplé au(x) capteur(s) CF, par exemple par une liaison filaire (mais elle pourrait aussi se faire par voie d’ondes). En variante, le(s) capteur(s) CF peu(ven)t être couplé(s) au calculateur CA (par voie filaire ou non filaire), et dans ce cas le calculateur CA transmet les signaux à l’enregistreur ES, auquel il est couplé (par voie filaire ou non filaire).

[0053] Lorsque l’enregistreur ES est chargé d’effectuer un moyennage des signaux délivrés par le(s) capteur(s) CF, il peut comprendre à cet effet au moins un processeur de signal numérique (ou DSP), par exemple. Mais, le calculateur CA pourrait aussi être chargé d’effectuer ce moyennage des signaux. Dans ce cas, le calculateur CA reçoit les signaux délivrés par le(s) capteur(s) CF, moyenne ces signaux, et transmet les signaux moyennés à l’enregistreur ES pour qu’il les stocke.

[0054] Dans la deuxième étape 30-50, du procédé de calibration, on commence par retirer la plaque PC du capteur CF, puis on fixe temporairement la paroi haptique PH sur le(s) capteur(s) CF et la plaque PC sur la paroi haptique PH.

[0055] Ces fixations temporaires peuvent se faire par tout type de serrage par pression (mors de serrage, vis de serrage, élastiques) ou par adhésion (bande adhésive, colle temporaire), par exemple.

[0056] Une fois ces fixations temporaires réalisées, la deuxième étape 30-50 se poursuit par l’application de la force prédéfinie FP sur la plaque PC avec le même doigt DU, tout en effectuant les déplacements relatifs prédéfinis de ce doigt DU par rapport à la plaque PC avec passage du doigt DU par l’élément en relief ER et en enregistrant simultanément des deuxièmes signaux s2 délivrés par le capteur CF.

[0057] L’enregistrement des deuxièmes signaux s2 délivrés par le(s) capteur(s) CF est réalisé par l’enregistreur ES de l’appareil de calibration AC.

[0058] Le nombre de déplacements relatifs (et donc de passages) effectués dans la deuxième étape 30-50 est de préférence égal au nombre N utilisé dans la première étape 10-20. L’objectif est en effet le même, à savoir enregistrer des deuxièmes signaux s2 qui résultent d’un moyennage et donc qui sont représentatifs de la force moyenne F2 exercée lors du passage par l’élément en relief ER en présence de la plaque PC et de la paroi haptique PH.

[0059] On a schématiquement illustré sur la figure 5, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) de la force moyenne F2 représentée par les deuxièmes signaux s2 enregistrés pendant la deuxième étape 30-50.

[0060] Une fois les deuxièmes signaux s2 enregistrés, la deuxième étape 30-50 se poursuit par la détermination par le calculateur CA d’une fonction de transfert FT entre les premiers si et deuxièmes s2 signaux.

[0061] On entend ici par « fonction de transfert FT » une fonction mathématique permettant de passer des premiers signaux si aux deuxièmes s2 signaux (soit FT(sl) = s2). Ici, FT(sl) = tf(s2)/tf(s 1) dans le domaine fréquentiel, tf étant la transformée de Fourier.

[0062] Dans la troisième étape 60-80, du procédé de calibration, on commence par retirer la plaque PC de la paroi haptique PH, puis on applique la force prédéfinie FP sur la paroi haptique PH avec le même doigt DU, tout en effectuant les déplacements relatifs du doigt par rapport à la paroi haptique PH et en enregistrant simultanément des troisièmes signaux s3 délivrés par le(s) capteur(s) CF.

[0063] L’enregistrement des troisièmes signaux s3 délivrés par le(s) capteur(s) CF est réalisé par l’enregistreur ES de l’appareil de calibration AC.

[0064] Le nombre de déplacements relatifs (et donc de passages) effectués dans la troisième étape 60-80 est de préférence égal au nombre N utilisé dans les première 10-20 et deuxième 30-50 étapes. L’objectif est en effet le même, à savoir enregistrer des troisièmes signaux s3 qui résultent d’un moyennage et donc qui sont représentatifs de la force moyenne L3 exercée par le doigt DU en présence de la seule paroi haptique PH. Cette force moyenne L3 représente l’effet haptique créé par la paroi haptique PH et ressenti par le doigt DU, mais biaisé par la dynamique de l’ensemble (PH/CL).

[0065] On a schématiquement illustré sur la figure 6, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) de la force moyenne L3 représentée par les troisièmes signaux s3 enregistrés pendant la troisième étape 60-80.

[0066] Une fois les troisièmes signaux s3 enregistrés, la troisième étape 60-80 se poursuit par l’application par le calculateur CA de l’inverse (FT¹) de la fonction de transfert PT déterminée dans la deuxième étape 30-50 aux troisièmes signaux s3 enregistrés afin de déterminer des quatrièmes signaux s4 qui sont représentatifs de l’effet haptique créé par la paroi haptique PH et ressenti par le doigt DU, mais cette fois corrigé et donc non biaisé par la dynamique de l’ensemble (PH/CP). On a alors FT *(s3) = s4.

[0067] On a schématiquement illustré sur la figure 7, au sein d’un diagramme, un exemple de courbe d’évolution temporelle (t) de la force F4 représentée par les quatrièmes signaux s4 déterminés pendant la troisième étape 60-80.

[0068] L’invention permet de prendre en compte les modifications de dynamique causées par la fixation de la paroi haptique PH (masse supplémentaire) sur le(s) capteur(s) d’un ensemble (PH/CF), mais aussi et surtout celles engendrées par le contact du doigt DU sur l’ensemble (PH/CF) (modification de masse et d’amortissement), ce qui est impossible avec les méthodes traditionnelles connues.

[0069] On notera que lorsque le(s) capteur(s) CF délivrent des signaux représentatifs d’une première force normale et d’une seconde force tangentielle, on stocke deux premiers signaux si (représentant les forces moyennes Fl normale et tangentielle), deux deuxièmes signaux s2 (représentant les forces moyennes F2 normale et tangentielle) et deux troisièmes signaux s3 (représentant les forces moyennes F3 normale et tangentielle), et on détermine deux quatrièmes signaux s4 (représentant les forces F4 normale et tangentielle).

[0070] On a schématiquement illustré sur la figure 8 un exemple d’algorithme mettant en œuvre les première 10-20, deuxième 30-50 et troisième 60-80 étapes du procédé de calibration décrit ci-avant.

[0071] Dans une première sous-étape 10 de la première étape, on fixe temporairement sur le capteur CF d’un ensemble (PH/CF) à calibrer la plaque PC de l’appareil de calibration AC.

[0072] Puis, dans une deuxième sous-étape 20 de la première étape on applique une force prédéfinie FP sur la plaque PC avec un doigt DU d’un usager, tout en effectuant les déplacements relatifs prédéfinis de ce doigt DU par rapport à la plaque PC avec passage du doigt DU par l’élément en relief ER et en enregistrant simultanément des premiers signaux si délivrés par le capteur CF au moyen de l’enregistreur ES de l’appareil de calibration AC.

[0073] Puis, dans une troisième sous-étape 30 de la deuxième étape on retire la plaque PC du capteur CF, puis on fixe temporairement la paroi haptique PH sur le(s) capteur(s) CF et la plaque PC sur la paroi haptique PH.

[0074] Puis, dans une quatrième sous-étape 40 de la deuxième étape on applique la force prédéfinie FP sur la plaque PC avec le même doigt DU, tout en effectuant les déplacements relatifs prédéfinis de ce doigt DU par rapport à la plaque PC avec passage du doigt DU par l’élément en relief ER et en enregistrant simultanément des deuxièmes signaux s2 délivrés par le capteur CF au moyen de l’enregistreur ES.

[0075] Puis, dans une cinquième sous-étape 50 de la deuxième étape on (le calculateur CA) détermine une fonction de transfert FT entre les premiers s 1 et deuxièmes s2 signaux. [0076] Puis, dans une sixième sous-étape 60 de la troisième étape on retire la plaque PC de la paroi haptique PH.

[0077] Puis, dans une septième sous-étape 70 de la troisième étape on applique la force prédéfinie FP sur la paroi haptique PH avec le même doigt DU, tout en effectuant les déplacements relatifs du doigt par rapport à la paroi haptique PH et en enregistrant simultanément des troisièmes signaux s3 délivrés par le(s) capteur(s) CF au moyen de l’enregistreur ES.

[0078] Puis, dans une huitième sous-étape 80 de la troisième étape on (le calculateur CA) applique l’inverse (FT¹) de la fonction de transfert FT déterminée dans la cinquième sous-étape 50 aux troisièmes signaux s3 enregistrés dans la septième sous-étape 70 afin de déterminer des quatrièmes signaux s4 qui sont représentatifs de l’effet haptique non biaisé créé par la paroi haptique PH et ressenti par le doigt DU.

[0079] On notera que sur les figures 1 à 3 les moyens de traitement et de contrôle de l’appareil de calibration AC sont très schématiquement illustrés par le seul calculateur CA. Mais ces moyens de traitement et de contrôle peuvent prendre la forme d’un boîtier comprenant des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien de plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Par ailleurs, comme évoqué plus haut, le calculateur CA peut comprendre au moins un processeur, par exemple de signal numérique (ou DSP (Digital Signal Processor)), une mémoire vive pour stocker des instructions pour la mise en œuvre par ce processeur d’un programme ou de routines, et une mémoire de masse notamment pour le stockage d’éventuelles données inter médiaires intervenant dans les calculs. Le calculateur CA reçoit au moins les signaux si à s3 pour les utiliser dans des calculs, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi. L’appareil de calibration AC peut également comporter une interface d’entrée pour la réception de commandes ou instructions et la réception des signaux délivrés par le(s) capteur(s) CL, et une interface de sortie, notamment pour la transmission des résultats de ses calculs (quatrièmes signaux s4).

Claims (1)

1. Revendications [Revendication 1] Procédé de calibration pour une paroi haptique (PH) destinée à être fixée sur au moins un capteur (CF) délivrant des signaux représentatifs d’au moins une force exercée sur lui, caractérisé en ce qu’il comprend i) une première étape (10-20) dans laquelle on fixe sur ledit capteur (CF) une plaque (PC) munie d’un élément en relief (ER), puis on applique une force prédéfinie sur ladite plaque (PC) avec un doigt (DU) d’un usager, tout en effectuant des déplacements relatifs prédéfinis dudit doigt (DU) par rapport à ladite plaque (PC) avec passage dudit doigt (DU) par ledit élément en relief (ER) et en enregistrant simultanément des premiers signaux délivrés par ledit capteur (CF), ii) une deuxième étape (30-50) dans laquelle on retire ladite plaque (PC) dudit capteur (CF) puis on fixe ladite paroi haptique (PH) sur ledit capteur (CF) et ladite plaque (PC) sur ladite paroi haptique (PH), puis on applique ladite force prédéfinie sur ladite plaque (PC) avec ledit doigt (DU), tout en effectuant lesdits déplacements relatifs dudit doigt par rapport à ladite plaque (PC) avec passage dudit doigt (DU) par ledit élément en relief (ER) et en enregistrant simultanément des deuxièmes signaux délivrés par ledit capteur (CF), et on détermine une fonction de transfert entre lesdits premiers et deuxièmes signaux, et iii) une troisième étape (60-80) dans laquelle on retire ladite plaque (PC) de ladite paroi haptique (PH) puis on applique ladite force prédéfinie sur ladite paroi haptique (PH) avec ledit doigt (DU), tout en effectuant lesdits déplacements relatifs dudit doigt (DU) par rapport à ladite paroi haptique (PH) et en enregistrant simultanément des troisièmes signaux délivrés par ledit capteur (CF), puis on applique l’inverse de ladite fonction de transfert déterminée auxdits troisièmes signaux enregistrés afin de déterminer des quatrièmes signaux représentatifs d’un effet haptique créé par ladite paroi haptique (PH) et ressenti par ledit doigt (DU). [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20) et deuxième (30-50) étapes on utilise une plaque (PC) munie d’un élément en relief (ER) choisi parmi une ramure, une nervure, un trou, un bossage et une texture. [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20) et deuxième (30-50) étapes on utilise une plaque (PC) munie dans une position centrale dudit élément en relief (ER).

   [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8]

   Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20), deuxième (30-50) et troisième (60-80) étapes on effectue des déplacements relatifs dudit doigt (DU) suivant deux sens opposés d’une unique direction choisie et selon une vitesse prédéfinie. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20), deuxième (30-50) et troisième (60-80) étapes on utilise un capteur (CF) de type six axes et délivrant des signaux représentatifs de première et seconde forces exercées sur lui suivant des directions respectivement normale et tangentielle.

   Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20), deuxième (30-50) et troisième (60-80) étapes ledit capteur (CF) est solidarisé fixement sur un support (SF) fixe et on déplace ledit doigt (DU) par rapport audit support (SF).

   Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans lesdites première (10-20), deuxième (30-50) et troisième (60-80) étapes ledit capteur (CF) est solidarisé fixement sur un support et on déplace ledit support par rapport audit doigt (DU).

   Appareil de calibration (AC) pour calibrer une paroi haptique (PH) destinée à être fixée sur au moins un capteur (CF) délivrant des signaux représentatifs d’au moins une force exercée sur lui, caractérisé en ce qu’il comprend i) un support (SF) sur lequel est fixé ledit capteur (CF), ii) une plaque (PC) munie d’un élément en relief (ER) et destinée à être fixée sur ledit capteur (CF) dans une première étape (10-20) puis sur ladite paroi haptique (PH) lorsque cette dernière (PH) est fixée sur ledit capteur (CF) dans une deuxième étape (30-50), iii) un enregistreur (ES) enregistrant a) des premiers et deuxièmes signaux délivrés par ledit capteur (CF) lorsqu’une force prédéfinie est appliquée sur ladite plaque (PC) avec un doigt (DU) d’un usager et que des déplacements relatifs prédéfinis dudit doigt (DU) par rapport à ladite plaque (PC) sont effectués avec passage dudit doigt (DU) par ledit élément en relief (ER), pendant respectivement lesdites première (10-20) et deuxième (30-50) étapes, et b) des troisièmes signaux délivrés par ledit capteur (CF) lorsque ladite force prédéfinie est appliquée sur ladite paroi haptique (PH) avec ledit doigt (DU) et que lesdits déplacements relatifs prédéfinis dudit doigt (DU) par rapport à ladite paroi haptique (PH) sont effectués pendant une troisième étape (60-80) dans laquelle seule ladite paroi haptique (PH) est fixée sur ledit capteur (CF), et iv) un calculateur (CA) déterminant une fonction de transfert entre lesdits premiers et deuxièmes signaux enregistrés, et appliquant l’inverse de ladite fonction de transfert déterminée auxdits troisièmes signaux enregistrés afin de déterminer des quatrièmes signaux représentatifs d’un effet haptique créé par ladite paroi haptique (PH) et ressenti par ledit doigt (DU). [Revendication 9] Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit support (SF) est fixe et ledit doigt (DU) est déplacé par rapport audit support (SF).

   [Revendication 10] Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de déplacement auxquels ledit support (SF) est solidarisé fixement et effectuant lesdits déplacements relatifs prédéfinis dudit support (SF) par rapport audit doigt (DU).