WO2008055974A1 - Equipment for simulating in an aquatic environment a voyage in space - Google Patents

Equipment for simulating in an aquatic environment a voyage in space Download PDF

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WO2008055974A1
WO2008055974A1 PCT/EP2007/062133 EP2007062133W WO2008055974A1 WO 2008055974 A1 WO2008055974 A1 WO 2008055974A1 EP 2007062133 W EP2007062133 W EP 2007062133W WO 2008055974 A1 WO2008055974 A1 WO 2008055974A1
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WO
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Prior art keywords
helmet
equipment
virtual
diving
equipment according
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/062133
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French (fr)
Inventor
Yves Rubin
Original Assignee
Virtunaut Sprl
Bzurovski-Rubin, Judith
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Virtunaut Sprl, Bzurovski-Rubin, Judith filed Critical Virtunaut Sprl
Publication of WO2008055974A1 publication Critical patent/WO2008055974A1/en

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G7/00Simulating cosmonautic conditions, e.g. for conditioning crews
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/30Simulation of view from aircraft
    • G09B9/307Simulation of view from aircraft by helmet-mounted projector or display

Definitions

  • the invention relates to a system for simulating space travel and more specifically to a diving equipment for simulating aquatic space travel and a matching simulation software.
  • US Patent 3,720,208 discloses a diving equipment, consisting of a helmet and a diving suit and which, when worn by a person underwater, simulates the conditions of weightlessness.
  • the inside of the suit under pressure, is subjected to a flow of air for breathing, ventilation and maintenance of a certain internal temperature.
  • the combination is equipped with a housing, located at the bust of the suit, having inlet and outlet air connections.
  • the housing has a mechanism for regulating the pressure inside the equipment. Since the pressure in the water varies greatly according to the diving depth, the mechanism makes it possible to maintain a constant pressure differential between the pressure of the water and the pressure inside the suit in order to prevent the diver from unpleasant sensations due to sudden changes in pressure.
  • the mechanism for regulating the internal pressure can be controlled and regulated directly by the plunger. If such a mechanism is quite suitable for experienced divers, such as astronauts, it can be difficult to use or dangerous for novices. The bad use of the mechanism may cause a feeling of discomfort and nausea for the diver subjected to sudden changes in pressure due to improper use of the regulator. In addition, the equipment is used to reproduce the conditions of weightlessness only; it does not allow to travel virtually in one space.
  • Japanese patent JP2002220100 presents a virtual travel system in the space intended for all public.
  • the system includes a pool and a set of seats arranged on a walkway.
  • People equipped with diving equipment, consisting of a helmet, a diving suit and a device for underwater breathing, sit on the seats. The bridge is then immersed in the pool. People can leave their seats and "travel" in the water.
  • Some of the walls of the pool are equipped with cinema screens that broadcast images of the space allowing a simulation of travel through space.
  • the diving equipment includes air-filled ballasts in the helmet and shoes and in the back of the diver. By releasing ballast air, it is possible to control the buoyancy of the diver and thus simulate conditions of weightlessness.
  • this system allows only a very limited travel time and space, since the duration of travel is limited by the volume of oxygen contained in the breathing device under water on the one hand and by the size of the pool on the other hand.
  • this system only reproduces a rather coarse space environment, limited to the side walls of the pool (the "virtual astronauts” must disregard in particular the appearance of the ground and the surface of the pool. swimming pool) .
  • the screens only broadcast images in two dimensions: the notion of relief is impossible.
  • the perception of images is distorted by the pool water.
  • the system does not allow a single trip to each diver, all divers being subjected to the same images.
  • the object of the present invention is a system for simulating space travel by means of aquatic diving equipment which overcomes the disadvantages and problems related to existing systems. More specifically, the present invention aims a simulation system and a diving equipment for virtually all public, safe, effective, inexpensive, which avoid problems due to sudden changes in pressure. Such a system can be used for fun and / or commercial purposes, but also to familiarize future cosmonauts with real working conditions in space.
  • An object of the invention is therefore to make it possible to simulate realistically the conditions of a solitary trip in space.
  • Another object of the invention is to be able to do so under optimal security conditions with a minimum of external surveillance.
  • Another object of the invention is to give the person concerned the opportunity to act, and in particular to move, in the reconstituted environment.
  • Another object of the invention is the development of a safe and durable equipment for performing this simulation.
  • the object of the invention is a space travel simulation equipment taking advantage of the thrust of Archimedes to compensate for the effect of gravity for aquatic simulation of space travel.
  • This equipment includes:
  • first sealed fastening means for the leakproof and detachable fastening of the helmet to the suit
  • an image display device adapted to be disposed within the helmet and a positioning device of the display device relative to the eyes of a user; at least one power supply and / or signal transmission cable whose first end is connectable to the display device;
  • At least one opening provided with a sealed connection device for sealingly passing at least one cable between the outside and the inside of the equipment, the supply and / or signal transmission cable passing through the opening of the equipment to the outside of it;
  • a user-actionable sealed virtual maneuvering device an electronic signal generator device capable of generating images restoring a virtual spatial environment
  • a device for processing the signals emitted by the virtual maneuvering device able to vary the virtual position of the user with respect to his virtual spatial environment.
  • the visualization device housed inside the helmet totally limits the field of vision of a diver equipped with equipment. His vision is "parasitized” by any element of his real environment (ramp in the pool, etc.). The feeling of being immersed in a virtual space world is total. The virtual world in which the diver travels is totally personalized. Moreover, the vision of the diver is not deformed by the water when it is immersed in a pool.
  • the display device is preferably a stereoscopic image display device.
  • the equipment allows the connection to the outside, in particular to the outside of the pool, in a secure way of the display device and in general of any equipment arranged inside the equipment or to the inside the helmet.
  • a wired connection also provides an efficient and low faulty connection of the display device, wireless broadband signal transmissions being very difficult in the water.
  • the connection is made at the helmet, at the rear of it.
  • the connection at the helmet prevents the cable from obstructing or clogging the plunger. It is even more important to avoid any discomfort and therefore any risk of accident that the diver has no vision of its real environment.
  • the connection is made at the diving suit.
  • the equipment may include a centralized communication interface for transmitting audio / video signals.
  • the communication interface located inside the dry suit, is connected on the one hand to the signaling cables of the display device in order to send to it video signals and on the other hand to a cable of communication to receive signals. This cable communication passes tightly through the sealed opening provided at the combination.
  • the communication interface comprises a multiplexer / demultiplexer for generating, from a single signal, different signals for the display device and vice versa.
  • the equipment comprises two sealed openings for the passage of cables, one at the helmet, the other at the combination.
  • the devices for feeding and / or for processing the images of the display device can be housed outside the helmet. This results in a reduction of the weight to be borne by the diver and a reduction in the size of the display device inside the helmet. It is indeed important to limit the size of the helmet to reduce buoyancy problems.
  • a device for processing high performance images can be used, since it is not limited in size and weight thus providing high quality images to the display device at a high frequency.
  • the sealed connection device comprises a sealed connection means for the sealed connection of a tube outside the equipment at the opening of the equipment.
  • the cables passing from the inside to the outside of the equipment via the opening are gathered in one and the same tube, thus avoiding the inconvenience and the congestion due to several wires often of length and of different size.
  • the tube also increases the safety of the system, since the cables are isolated from the pool water.
  • the tube is flexible, further minimizing the risk of discomfort.
  • the display device is provided with a battery pack.
  • the display device is powered from outside the equipment, via a power cable passing through the sealed opening.
  • One of the aims of the invention is to provide a good distribution of the weight of the equipment, so as to coincide as far as possible the metacentre and the center of gravity of the fully equipped diver and thus improve the rendering of the virtual journey.
  • the diving helmet is characterized in that it comprises at least a second fixing means for fixing at least a portion of a display device inside the helmet.
  • This second fixing means relieves the plunger of part of the weight of the display device. Indeed, viewing devices are often heavy devices. Also, the display device being at least partially fixed inside the helmet, the helmet takes at least part of its weight; the masses of different equipment that the diver must support can be better distributed. It should be noted that the weight of the fully equipped helmet is of the order of ten kilos.
  • the securing means allows permanent or removable attachment of at least a portion of the display device.
  • the diving equipment comprises at least one motion sensor disposed inside the helmet and / or inside the combination.
  • the sensor cable (s) for supplying and / or transmitting motion detection signals pass through the connection opening located at the equipment (preferably at the combination).
  • a second centralized communication interface for the transmission of electronic signals is located in the sealed suit.
  • the communication interface is on the one hand connected to the cables for transmitting the motion detection signals and on the other hand to a communication cable to the outside of the equipment. This communication cable passes tightly through the sealed opening provided at the combination.
  • the communication interface comprises a multiplexer / demultiplexer for generating a single signal from different electronic signals and vice versa.
  • the cables for the transmission of signals intended for the display device are connected to the first communication interface.
  • the second communication interface is used for wiring all other electronic equipment that is part of the diving equipment.
  • the signals provided by the sensor are thus centralized in the combination, transmitted, processed and used by a control and control device comprising an image processing device.
  • the image processing device modifies and adapts, in real time, the image data transmitted to the display device according to the movements of the plunger.
  • the sensor makes it possible to determine real movements (upward movement of the head, the left, etc.), or to determine so-called control movements.
  • movements of the diver can generate a signal serving as ordered.
  • an arm movement to the left indicates the will of the diver to go to the left, the speed of movement being for example indicated by the magnitude of the movement.
  • the image signals for the display device are adapted according to this mode of operation. The diver can thus move in the virtual space without having to actually move.
  • a microphone is placed in the diving helmet, through which the plunger sends control commands.
  • the microphone connection cable passes through the connection opening of the equipment and transmits the signals to a receiver equipped with a voice recognition system; this system generates control data for the image processing device.
  • the cable for transmitting the audio signals is connected to one of the two centralized communication interfaces (preferably to the second interface).
  • a watertight joystick makes it possible, in a manner similar to the microphone, to control the treatment device. of images without asking for a physical displacement of the diver in the pool.
  • the connection cable (s) of the joystick passes through one of the centralized communication interfaces (preferably the second) for transmitting signals for the control of the image processing device.
  • the diving equipment may comprise waterproof virtual gloves comprising at least one haptic interface and / or at least one motion sensor.
  • the connection cable (s) of the glove then passes through one of the two centralized communication interfaces (preferably the second) and transmits the signals transmitted for the control of the image processing device.
  • the helmet comprises at least one opening comprising a sealed connection device for connecting an air inlet tube and / or an air outlet tube.
  • the air supply for breathing and for ventilation inside the equipment is external. This provides an unlimited dive time.
  • the electronics of the display device may cause a slight increase in temperature, an external air supply allows to control and maintain a certain temperature inside the helmet.
  • the external air ventilation makes it possible to keep the humidity level below a maximum and to avoid the risk of condensation at the level of the display device.
  • the opening used is for the air inlet either for the air outlet is also the opening used for the passage of at least one cable.
  • the diving suit comprises a neck comprising an elastic means to allow a tight closure at the neck of the plunger, sleeves whose end comprises an elastic means to allow a sealed closure at the handles and at least one valve for allowing air to enter the interior of the suit, and having means for connection to an air supply pipe.
  • the pressure inside the combination in immersion use is greater than 1 atm, and is preferably equal to 1.2 atm.
  • the dive suit comprises adjustment means making it possible to match the metacentre (point of application of the Archimedes' thrust) and the user's center of gravity when the latter is equipped with his equipment. .
  • These means also make it possible to control the buoyancy of the immersion suit.
  • These means are, for example, an air outlet device of the combination. Such a device allows the expulsion or extraction of air from the pressurized suit, to reduce the internal pressure to control the buoyancy of the diver.
  • the diving equipment may also include fastening means for the removably attaching ballast. The ballast, judiciously distributed, allows to control the buoyancy of the immersion diver and to adjust the metacentre.
  • the diving equipment comprises a cable for suspending a plunger and at least one removable fixing means for removably attaching one end of the cable to the combination and / or the body of a plunger .
  • the cable allows to get the diver into the pool and get out at any time.
  • the equipment comprises a harness removably attached to the combination and / or the body of a plunger, the cable fixing means being attached to the harness.
  • the device for processing the signals emitted by the virtual maneuvering device comprises a calculator integrated in the program which calculates how a movement corresponding to a determined control pulse would be effected in space, this calculator controlling the relative movement as it appears to the astronaut in the three-dimensional image display device, the said calculator integrating the equations of motion of a rigid body in the absence of external frictional forces and gravity to present a virtual reality signal gain amplifying the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space.
  • the computer comprises modulation means for modulating the amplifying virtual reality signal gain. the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space so as to mitigate their disturbing effect.
  • Fig. 1 shows a plunger seen from the front with diving equipment according to one embodiment of the invention
  • Fig.2 shows a plunger viewed in profile provided with diving equipment according to one embodiment of the invention
  • Fig. 3 shows the control and control device of the space travel simulation system according to one embodiment of the invention.
  • Figures 1 and 2 show a plunger viewed from the front and side respectively provided with equipment 1 for the simulation in the aquatic environment of travel in space according to one embodiment of the invention.
  • the simulation equipment 1 includes a 100 waterproof diving helmet, a wet diving suit 200, waterproof diving gloves 400 and a harness 300.
  • the gloves and the combination are preferably made of neoprene®, this being obviously not limiting. Any waterproof and relatively elastic material can be used.
  • One of the problems encountered by the inventor is that diving equipment found on the market is totally unsuitable for the purpose of the invention. Indeed, it is not possible, for simple economic reasons, to dispose, without any other form of process, the delicate electronic equipments and especially sensitive to the humidity of virtual reality in existing equipments. Another reason, already mentioned above, is that the virtual browser operates in a limited volume of water, and therefore shallow. As a result, existing diving suits, designed to compensate for high external pressures, can balloon, disrupt the buoyancy of the equipment and send the virtual traveler back to the surface, so that a balance is struck between 'Archimedes and gravity.
  • the diving helmet 100 comprises a blind hull 111 removably attached to a base 110 by means of fixing means 113.
  • the base 110 is formed of a metal or plastic ring directly secured to the neck 206 of the suit 200.
  • the base 100 comprises a removable fastening device to the neck 206.
  • a skirt 202 (not shown) made of flexible and waterproof material (PVC or neoprene®) is fixed on the entire inner periphery of the base 110.
  • the skirt has an opening having an elastic edge.
  • the rim perfectly fits the neck of the plunger so as to maintain a seal between the inside of the helmet 100 and the inside of the suit 200.
  • the shell 111 of the helmet 100 of globally ovoid shape is made of a waterproof and resistant material.
  • the diving equipment further comprises a display headset 116 provided here with two screens 117 located near the eyes and broadcasting stereoscopic images.
  • the screens 117 are provided with special optics to prevent eye fatigue.
  • the broadcast images fully fill the diver's field of vision, providing total immersion in the images being broadcast and giving the impression of being inside the scene.
  • the images broadcast can be computer-generated images or from real images taken using satellites for example. Other techniques known to render the stereoscopic effect may also be used, such as the use of a single screen broadcasting polarized images or anaglyphs, coupling to opacifiable liquid crystal glasses, etc. Due to the absence of reference points in the virtual space, the rendering of the relief can also be improved by resorting to hypersteoscopy.
  • the display helmet 116 comprises a fastening means 127 on the head of the plunger consisting here of a set of elastic straps and adjustable belts which conform to the shape of the head of the plunger and ensures effective maintenance of the display helmet 116 on the head of the diver.
  • the display headset 116 is also provided with a motion sensor device to take into account the movements of the head in all directions and their speed.
  • the display headset 116 also contains a sound device that allows sound rendering in three dimensions.
  • the display headset 116 comprises a set of cables 112 for powering the electronics, receiving image data to be broadcast, sending the data generated by the motion sensor (s), etc.
  • the diving helmet 100 comprises an opening 119 disposed at the rear of the head of the plunger allowing the passage of the cables 112 towards the outside of the diving helmet 100. According to another embodiment not shown, the opening 119 is arranged in the back of the diver at the diving suit 200.
  • the opening 119 includes a seal 120 providing a perfectly sealed connection between the inside and the outside of the diving helmet 100 (or diving suit where appropriate).
  • the set of cables 112 housed inside the helmet is inserted into a single sheath or tube 128 perfectly tight and very resistant.
  • the sheath 128 is sealingly connected to the seal 120 so as to avoid any risk of short circuits and accidents. likely to damage the delicate equipment used when the diver is in the water.
  • the diver By disposing the opening 120 at the back of either the diving helmet 100 or the diving suit, the diver is not restricted in his movements and does not risk getting his feet or hands into the sheath 128.
  • the movement sensor device of the head and / or the sound device are separated from the display helmet 116 and are disposed on the inner wall of the diving helmet 100.
  • the power supply and motion detection signal transmission cables of the device also pass through the opening 119.
  • the diving helmet 100 comprises an air circulation device.
  • the device has two openings
  • Tubes 131, 132 are connected to the valves 124 and 125 to ensure the circulation of air inside the diving helmet.
  • the shell 111 comprises two modules, a first module preferably fixed removably to the base 110 and a second module removably attached to the first module.
  • Fastening means are disposed on one of the inner walls of the first module of the helmet 100, to which at least a portion of the display helmet 116 is fixed removably or permanently.
  • the opening 119 for the passage of the cables and / or the openings for the circulation of the air 129, 130 are part of the first module.
  • the dive equipment 1 facilitates the installation of the display device 116.
  • the diver can first put the combination 200 with the base 110 which rests on the shoulders of a diver.
  • the plunger can in a second time fix the display device 116 to the first module of the helmet 100 previously attached to the base 110, in the case of a modular helmet 100, and in all cases comfortably adjust the display device 116 to its position. head and to his sight.
  • the positioning of the virtual reality glasses is done before the installation of the helmet, by a system of hinges and friction slides to move the equipment VR (for "Virtual Reality") in all directions and orientations, particularly for users wearing glasses.
  • the helmet 100 is then closed by fixing the shell 111 on the base 110 or, in the case of a modular helmet 100, by fixing the second module to the first module.
  • the attachment devices of the helmet 100 have been designed for rapid water output and a very fast return to atmospheric breathing in case of problems. A telephone contact is maintained for the diver to report possible problems. If this is the case, it can be returned to the open air in a few seconds. It is the same if the help in the pool sees a diver in trouble.
  • the combination 200 has integrated boots 203.
  • waterproof elastic grips 201 (not shown) perfectly matching the shape of the wrist of the plunger so that the inside of the suit is perfectly waterproof and prevents air from coming out.
  • the boots are disassociated from the suit. A seal is then provided at the ankles.
  • a set of passive sensors 204 is disposed on the outer wall of the Combination 200. Cameras arranged inside the pool or in front of transparent portholes make it possible to transpose in real time the movements and the speed of movement of these sensors 204.
  • the combination 200 also comprises an air inlet valve 205 Once the diver is provided with his diving equipment 1, a hose (not shown) is connected to the valve 205 and air is blown into the combination 200.
  • the interior of the suit 200 is pressurized independently of the interior of the diving helmet 100.
  • the pressure inside the suit 200 in use is greater than 1 atm, and is preferably 1.2 atm.
  • the valve 205 comprises a press button device 208 for releasing air when necessary.
  • the combination 200 includes an additional valve for the air outlet.
  • the dissociation of the air supply of the helmet and the suit makes it possible to better control the bloating problems of the suit (which have a direct influence on the buoyancy and also on the relative position of the metacentre and the center of gravity of the diver. equipped), while ensuring a correct ventilation of the helmet, both for the comfort of the virtual astronaut and the preservation of the apparatus).
  • the immersion depths are low (0 to a few meters). If this were not the case, it would be necessary to decompress the diver, an operation performed for the training of genuine astronauts but it would be impossible or dangerous to apply to untrained amateurs.
  • the diver carries a harness 300 on his back that is securely fastened with a set of adjustable straps 303.
  • Weights 305 can be added at the straps 303 or inside the harness 300 to control the buoyancy of the diver. The number and the mass of the weights are determined according to the mass of the diver.
  • a suspension cable 301 is attached to the rear of the harness 300 by means of a set of hooks 306. The suspension cable 301 makes it possible to suspend the plunger so as to make it easier to get in and out of the pool. .
  • the harness 300 also comprises a lifeline device such as buoy or balloon which can be actuated in case of a problem with the handle 307. When actuated, this device inflates and helps the diver to go back to the surface. Disorientation is one of the classic problems confronted the virtual astronaut. This can cause him discomfort or even nausea. It is therefore advantageous, in addition to the emergency lift, to provide in the helmet and / or in the combination of devices for the absorption or disposal of body fluids.
  • a lifeline device such as buoy or balloon which can be actuated in case of a problem with the handle 307.
  • this device inflates and helps the diver to go back to the surface. Disorientation is one of the classic problems confronted the virtual astronaut. This can cause him discomfort or even nausea. It is therefore advantageous, in addition to the emergency lift, to provide in the helmet and / or in the combination of devices for the absorption or disposal of body fluids.
  • the equipment includes 400 waterproof gloves with elastic cuffs 401 that fit snugly to the wrist of the plunger to ensure a tight connection between the glove and the suit 200.
  • These gloves 400 may be cybergloves® virtual gloves comprising a haptic interface including a set of motion sensors and / or movement speed.
  • the connection cables (not shown) of the gloves 400 pass sealingly through the combination 200 before emerging through the opening of the diving suit.
  • a first and second centralized communication interfaces 501, 502 are disposed inside the diving suit 200.
  • the communication interfaces 501, 502 are connected to the various electronic devices diving equipment (visual display, head and / or body movement sensors, audible device, pressure sensors, gloves 400, joystick, etc.).
  • Each communication interface comprises a single cable 503 for communication to the outside of the equipment. This cable 503 passes sealingly through the opening 119.
  • Each communication interface 501, 502 comprises a multiplexer / demultiplexer for generating a single signal from different electronic signals that it receives from the different electronic devices and vice versa. This makes it possible to reduce the number of cables leaving the combination and, consequently, to reduce the problems related to the connection and the sealing.
  • the first communication interface 501 is connected to the display screen, while the second communication interface 502 is connected to the other electronic devices (head and / or body movement sensors, sound device, pressure sensors, gloves 400, joystick, etc.) of the diving equipment 1.
  • FIG. 3 shows the device 2 for controlling and controlling the space travel simulation system.
  • the control and control device is disposed outside the pool in which the plunger is immersed.
  • the control device 2 comprises one or more data processing apparatus such as a computer containing, in a conventional manner, a power supply, one or more processors, memories, graphics cards, user interfaces of the mouse, keyboard, screen, microphone, speakers, etc.
  • the control device 2 comprises a connection interface 520 for the secure connection of the various power and signal transmission cables contained in the sheath 128.
  • communication interface 520 comprises a multiplexing / demultiplexing device for enabling the transmission of signals with the centralized communication interfaces 501, 502.
  • the supply of the power cables is carried out either via the power supply of the control device 2 or independently, if necessary via a safety transformer generating, for obvious safety reasons, a low safety voltage (generally of the order of 12V).
  • the control and control device 2 can be seen as a set of functional units communicating with each other. These units and their connections as shown in FIG. 3 are theoretical and presented here only as an illustration to facilitate understanding of the operation of the control device 2. They do not necessarily reflect the way in which the different units of the control device 2 and their connections are interconnected in practice.
  • the control device 2 may consist of a set of different devices connected to each other and distinctly carrying out the operations of one or more functional units.
  • the control device 2 as shown comprises a central controller 501 for processing the data received by the control device 2 via the different user interfaces 503 and to process and control the various other functional units.
  • a memory 502 makes it possible to record and read data used by the central controller 501 and the different functional units.
  • a head movement sensor interface 504 processes the signals provided by the sensor device taking into account the movements of the plunger head and their speed; it then generates control data indicating a change in the vanishing point of the diver's field of view and the speed of change.
  • a body movement sensor interface 505 processes the signals provided by the combination sensor device measuring the movements of the body of the plunger.
  • the movements of the body of the diver can also be interpreted as real movements (go to the left if the diver actually turns to the left) or as commands (lifting the left arm being interpreted as a left-handed movement command, the amplitude of the movement representing the rotation speed to the left).
  • the interface then generates control data indicating a change in the vanishing point of the diver's field of view and the speed of the change.
  • the software that controls the experiment reacts to the signals of the sensors in order to simulate the space as best as possible.
  • a motion translation or rotation
  • this movement stops quickly because of numerous friction forces (air, contact with the ground, ).
  • this effect is even more sensitive because of the viscosity of water (100 times higher than that of air).
  • a calculator built into the program calculates the way in which the motion whose initial impulse has been measured is carried out in space. This calculator controls the relative movement as it appears to the astronaut in the VR glasses.
  • equations of motion of a rigid body in the absence of external frictional forces and gravity are integrated (calculated) in order to present a VR signal gain amplifying the movements of the plunger to transpose them to "realistic" conditions in the virtual space.
  • variable of the software according to the degree of realism which the astronaut wishes or estimates to be able to support.
  • a glove interface 507 processes the signals provided by the glove 400 sensors interpreted as commands and generates corresponding control data. It is possible, depending on the desired degree of reality, to use highly sophisticated gloves that restore tactile sensations, to simulate, for example, the maneuvering of objects in space, a repair, etc.
  • a not shown joystick interface 509 processes the signals supplied by the joystick interpreted as commands and generates corresponding control data.
  • a microphone interface 509 processes the signal provided by the microphone 115 of the diving helmet 100.
  • the microphone interface 509 is provided with a voice recognition system for detecting the diver's commands ("go to the left", “go back”, etc.).
  • the interface 507 When the speech recognition system detects a known order, the interface 507 generates corresponding control data. In all cases, the sound signal is reproduced at the user interface 503 so that the person controlling the smooth running of the simulation via the control device 2 can listen to the diver.
  • the image and sound processing unit 510 processes the control data and generates data representing stereoscopic images (with a set of data images for the left screen of viewing 117 and for the right display screen 117) as well as any stereophonic sound data. It goes without saying that in reality, sounds do not propagate in a vacuum, but the virtual traveler can benefit, according to the desired goal (playful, didactic), "real" sound effects (hissing of his own reactors thrust, etc.) or fantasies, comments, musical background, etc.
  • the image and sound data are modified and adapted according to the control data.
  • the image processing unit 510 thus generates image data in real time by modifying the points of view of the images broadcast as well as their speed of scrolling and sound data corresponding to the new images generated.
  • a display device interface 508 receives and processes, in a conventional manner, the image data generated by the image and sound processing unit 510. In the case of the use of a dual screen, as shown, the interface 508 generates signals distinct for the left screen 117 and for the right display screen 117. The signals are sent to the display headset 116 via the connection interface 520.
  • the microphone interface 509 receives and processes, in a conventional manner, the sound data generated by the image and sound processing unit 510.
  • the interface 509 generates a signal for each of the loudspeaker speakers.
  • the signals are sent to the sound device via the connection interface 520.
  • the person controlling the control device 2 can also speak to the diver via a microphone 503.
  • the sound signal is sent to the sound device housed in the diving helmet 100 via the 509 microphone interface.

Abstract

The invention relates to equipment for simulating in an aquatic medium a voyage in space. The equipment comprises a sealed diving suit (200), a sealed diving helmet (100) and sealed fastening means for fastening the helmet (100) to the suit (200). The equipment also includes a stereoscopic image display device (116) and a device, that can be actuated by the user, for carrying out virtual manoeuvres. An electronic signal generator (508) generates images reconstituting a virtual space environment. A device for processing the signals transmitted by the virtual manoeuvre device varies the position of the user relative to his virtual space environment.

Description

EQUIPEMENT POUR SIMULATION EN MILIEU AQUATIQUE DE VOYAGE EQUIPMENT FOR SIMULATION IN AQUATIC TRAVEL ENVIRONMENT
DANS L'ESPACEIN THE SPACE
Domaine de l' inventionField of the invention
L' invention se rapporte à un système de simulation de voyages dans l'espace et plus précisément à un équipement de plongée pour la simulation en milieu aquatique de voyages dans l'espace ainsi qu'un logiciel de simulation assorti. PréambuleThe invention relates to a system for simulating space travel and more specifically to a diving equipment for simulating aquatic space travel and a matching simulation software. Preamble
Dès que les vols dans l'espace ont été possibles, s'est posé rapidement le problème de l'entraînement des spationautes sur terre. Mis à part les vols paraboliques, où la force centrifuge compense les effets de la gravitation, une des techniques les plus utilisées pour simuler les conditions d'apesanteur sur terre consiste à immerger une personne portant une combinaison dans une très grande piscine. La poussée d'Archimède qui s'exerce sur le plongeur s'oppose à la force de gravité terrestre. Il est ainsi possible de recréer artificiellement une impression d'évoluer dans des conditions de microgravité.As soon as space flights were possible, the problem of training astronauts on the land quickly arose. Aside from parabolic flights, where centrifugal force compensates for the effects of gravitation, one of the most used techniques to simulate the weightlessness conditions on land is to immerse a person wearing a suit in a very large pool. Archimedes' thrust on the diver is opposed to the force of gravity. It is thus possible to artificially recreate an impression of evolving in microgravity conditions.
Le problème est que ces systèmes, développés notamment pour l'entraînement de cosmonautes, requièrent la mise en branle de moyens hors du commun, notamment une infrastructure et un équipement coûteux, et par ailleurs la présence d'un nombreux personnel d'accompagnement, de contrôle médical et d'entretien.The problem is that these systems, developed especially for the training of cosmonauts, require the setting in motion of unusual means, including expensive infrastructure and equipment, and also the presence of a large number of support staff, medical and maintenance check.
A ce jour, il n'existe aucun dispositif ou équipement permettant de simuler les conditions de travail « dans l'espace » réaliste qui soit vraiment à la portée de toutes les bourses, c'est-à-dire qui ne requière, pour sa mise en œuvre, qu'une infrastructure et un matériel relativement modeste et puisse de surcroît être offert à des personnes non entraînées. État de la techniqueTo date, there is no device or equipment to simulate realistic working conditions "in space" that is really within the reach of all exchanges, that is to say that does not require, for its implementation, relatively modest infrastructure and equipment, and can be offered to untrained State of the art
Pour simuler les conditions d'apesanteur grâce à la poussée d'Archimède, souvent des piscines de plus de 6 mètres de profondeur ou des réservoirs d'eau pressurisée sont utilisés, ce qui améliore la simulation des conditions d'apesanteur et évite les problèmes de flottabilité . Cependant, comme signalé plus haut, ces systèmes posent de sérieux problèmes notamment de sécurité, de coût (du fait de la présence d'un nombreux personnel de surveillance), d'accessibilité, etc.To simulate the weightlessness conditions thanks to the buoyancy of Archimedes, often pools of more than 6 meters deep or pressurized water tanks are used, which improves the simulation of the weightlessness conditions and avoids the problems of gravity. buoyancy. However, as noted above, these systems pose serious problems including security, cost (due to the presence of a large number of surveillance personnel), accessibility, etc.
Le brevet US 3,720,208 présente un équipement de plongée, composé d'un casque et d'une combinaison de plongée et qui, lorsque porté par une personne sous l'eau, permet de simuler les conditions d'apesanteur. L'intérieur de la combinaison, sous pression, est soumis à un flux d'air pour la respiration, la ventilation et le maintien d'une certaine température interne. Dans ce but, la combinaison est équipée d'un boîtier, situé au niveau du buste de la combinaison, comportant des connexions d'entrée et de sortie d'air.US Patent 3,720,208 discloses a diving equipment, consisting of a helmet and a diving suit and which, when worn by a person underwater, simulates the conditions of weightlessness. The inside of the suit, under pressure, is subjected to a flow of air for breathing, ventilation and maintenance of a certain internal temperature. For this purpose, the combination is equipped with a housing, located at the bust of the suit, having inlet and outlet air connections.
Le boîtier comporte un mécanisme de régulation de la pression à l'intérieur de l'équipement. La pression dans l'eau variant fortement en fonction de la profondeur de plongée, le mécanisme permet de maintenir un différentiel de pression constant entre la pression de l'eau et la pression à l'intérieur de la combinaison afin d'éviter au plongeur des sensations désagréables dues aux variations brutales de pression.The housing has a mechanism for regulating the pressure inside the equipment. Since the pressure in the water varies greatly according to the diving depth, the mechanism makes it possible to maintain a constant pressure differential between the pressure of the water and the pressure inside the suit in order to prevent the diver from unpleasant sensations due to sudden changes in pressure.
Le mécanisme de régulation de la pression interne peut être contrôlé et régulé directement par le plongeur. Si un tel mécanisme est tout à fait adapté à des plongeurs aguerris, tels les spationautes, il peut s'avérer difficile d'utilisation voire dangereux pour des novices. La mauvaise utilisation du mécanisme peut entraîner un sentiment de malaise et de nausées pour le plongeur soumis à des variations brutales de pression suite à une mauvaise utilisation du régulateur. Par ailleurs, l'équipement est utilisé pour reproduire les conditions d'apesanteur uniquement ; il ne permet pas de voyager virtuellement dans 1' espace .The mechanism for regulating the internal pressure can be controlled and regulated directly by the plunger. If such a mechanism is quite suitable for experienced divers, such as astronauts, it can be difficult to use or dangerous for novices. The bad use of the mechanism may cause a feeling of discomfort and nausea for the diver subjected to sudden changes in pressure due to improper use of the regulator. In addition, the equipment is used to reproduce the conditions of weightlessness only; it does not allow to travel virtually in one space.
Le brevet japonais JP2002220100 présente un système de voyage virtuel dans l'espace destiné à tout public. Le système comporte une piscine et un ensemble de sièges disposés sur une passerelle. Les personnes, munies d'un équipement de plongée, composé d'un casque, d'une combinaison de plongée et d'un dispositif pour la respiration sous l'eau, prennent place sur les sièges. La passerelle est alors plongée dans la piscine. Les personnes peuvent alors quitter leur siège et « voyager » dans l'eau. Certaines des parois de la piscine sont munies d'écrans de cinéma qui diffusent des images de l'espace permettant une simulation de voyage à travers l'espace. L'équipement de plongée comporte des ballasts remplis d'air disposés au niveau du casque et des chaussures ainsi que dans le dos du plongeur. En relâchant de l'air des ballasts, il est possible de contrôler la flottabilité du plongeur et donc de simuler des conditions d'apesanteur. Malheureusement, ce système ne permet qu'un voyage très limité dans le temps et dans l'espace, puisque la durée du voyage est limitée par le volume d'oxygène contenu dans le dispositif de respiration sous l'eau d'une part et par la taille de la piscine d'autre part. De plus, ce système ne permet de reproduire qu'un environnement spatial assez grossier, limité aux parois latérales de la piscine (les « spationautes virtuels » doivent faire abstraction notamment de l'aspect du sol et de la surface de la piscine) . Par ailleurs, les écrans diffusent uniquement des images en deux dimensions : la notion de relief est impossible. De plus, la perception des images est déformée par l'eau de la piscine. Enfin le système ne permet pas un voyage unique à chaque plongeur, tous les plongeurs étant soumis aux mêmes images.Japanese patent JP2002220100 presents a virtual travel system in the space intended for all public. The system includes a pool and a set of seats arranged on a walkway. People, equipped with diving equipment, consisting of a helmet, a diving suit and a device for underwater breathing, sit on the seats. The bridge is then immersed in the pool. People can leave their seats and "travel" in the water. Some of the walls of the pool are equipped with cinema screens that broadcast images of the space allowing a simulation of travel through space. The diving equipment includes air-filled ballasts in the helmet and shoes and in the back of the diver. By releasing ballast air, it is possible to control the buoyancy of the diver and thus simulate conditions of weightlessness. Unfortunately, this system allows only a very limited travel time and space, since the duration of travel is limited by the volume of oxygen contained in the breathing device under water on the one hand and by the size of the pool on the other hand. In addition, this system only reproduces a rather coarse space environment, limited to the side walls of the pool (the "virtual astronauts" must disregard in particular the appearance of the ground and the surface of the pool. swimming pool) . In addition, the screens only broadcast images in two dimensions: the notion of relief is impossible. In addition, the perception of images is distorted by the pool water. Finally, the system does not allow a single trip to each diver, all divers being subjected to the same images.
La présente invention a pour but un système de simulation de voyages dans l'espace par le biais d'un équipement de plongée en milieu aquatique qui remédie aux inconvénients et problèmes liés aux systèmes existants. Plus précisément, la présente invention a pour but un système de simulation et un équipement de plongée destinés pratiquement à tout public, sûrs, efficaces, peu chers, qui évitent les problèmes dues aux variations subites de pressions. Un tel système peut être utilisé à des fins ludiques et/ou commerciales, mais également pour familiariser des futurs cosmonautes à des conditions de travail réelles dans l'espace.The object of the present invention is a system for simulating space travel by means of aquatic diving equipment which overcomes the disadvantages and problems related to existing systems. More specifically, the present invention aims a simulation system and a diving equipment for virtually all public, safe, effective, inexpensive, which avoid problems due to sudden changes in pressure. Such a system can be used for fun and / or commercial purposes, but also to familiarize future cosmonauts with real working conditions in space.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
Un but de l'invention est donc de permettre de simuler de façon réaliste les conditions d'un voyage en solitaire dans l'espace.An object of the invention is therefore to make it possible to simulate realistically the conditions of a solitary trip in space.
Un autre but de l'invention est de pouvoir le faire dans des conditions optimales de sécurité avec un minimum de surveillance extérieure.Another object of the invention is to be able to do so under optimal security conditions with a minimum of external surveillance.
Un autre but de l'invention est de donner à la personne concernée la possibilité d'agir, et notamment de se déplacer, dans l'environnement reconstitué. Un autre but de l'invention est la mise au point d'un équipement sûr et durable pour réaliser cette simulation.Another object of the invention is to give the person concerned the opportunity to act, and in particular to move, in the reconstituted environment. Another object of the invention is the development of a safe and durable equipment for performing this simulation.
L'objet de l'invention est un équipement de simulation de voyage dans l'espace tirant parti de la poussée d'Archimède pour compenser l'effet de la gravité pour la simulation en milieu aquatique de voyage dans l'espace. Cet équipement comprend :The object of the invention is a space travel simulation equipment taking advantage of the thrust of Archimedes to compensate for the effect of gravity for aquatic simulation of space travel. This equipment includes:
- une combinaison de plongée étanche, - un casque de plongée étanche,- a waterproof diving suit, - a waterproof diving helmet,
- des premiers moyens de fixation étanche pour la fixation étanche et de façon amovible du casque à la combinaison,first sealed fastening means for the leakproof and detachable fastening of the helmet to the suit,
- un dispositif de visualisation d' images apte à être disposé à l'intérieur du casque et un dispositif de positionnement de ce dispositif de visualisation par rapport aux yeux d'un utilisateur; au moins un câble d'alimentation et/ou de transmission de signaux dont une première extrémité est apte à être connectée au dispositif de visualisation;- an image display device adapted to be disposed within the helmet and a positioning device of the display device relative to the eyes of a user; at least one power supply and / or signal transmission cable whose first end is connectable to the display device;
- au moins une ouverture dotée d' un dispositif de connexion étanche pour le passage de façon étanche d'au moins un câble entre l'extérieur et l'intérieur de l'équipement, le câble d'alimentation et/ou de transmission de signaux passant à travers l'ouverture de l'équipement vers l'extérieur de celui-ci ;at least one opening provided with a sealed connection device for sealingly passing at least one cable between the outside and the inside of the equipment, the supply and / or signal transmission cable passing through the opening of the equipment to the outside of it;
- un dispositif d'alimentation en air ;an air supply device;
- un dispositif de manœuvres virtuelles étanche actionnable par l'utilisateur - un dispositif générateur de signaux électroniques apte à générer des images restituant un environnement spatial virtuel ;- A user-actionable sealed virtual maneuvering device - an electronic signal generator device capable of generating images restoring a virtual spatial environment;
- un dispositif de traitement des signaux émis par le dispositif de manœuvres virtuelles apte à faire varier la position virtuelle de l'utilisateur par rapport à son environnement spatial virtuel.a device for processing the signals emitted by the virtual maneuvering device able to vary the virtual position of the user with respect to his virtual spatial environment.
Le dispositif de visualisation logé à l'intérieur du casque limite totalement le champ de vision d'un plongeur muni de l'équipement. Sa vision n'est « parasitée » par aucun élément de son environnement réel (rampe d'accès dans la piscine, etc.) . L'impression d'être plongé dans un monde spatial virtuel est totale. Le monde virtuel dans lequel le plongeur voyage est totalement personnalisé. Par ailleurs, la vision du plongeur n'est pas déformée par l'eau lorsque celui-ci se trouve en immersion dans une piscine.The visualization device housed inside the helmet totally limits the field of vision of a diver equipped with equipment. His vision is "parasitized" by any element of his real environment (ramp in the pool, etc.). The feeling of being immersed in a virtual space world is total. The virtual world in which the diver travels is totally personalized. Moreover, the vision of the diver is not deformed by the water when it is immersed in a pool.
Le dispositif de visualisation est de préférence un dispositif de visualisation d'images stéréoscopiques . Par ailleurs, l'équipement permet la connexion vers l'extérieur, notamment vers l'extérieur de la piscine, de façon sécurisée du dispositif de visualisation et de façon général de tout appareillage disposé à l'intérieur de l'équipement ou à l'intérieur du casque. De plus, une connexion câblée assure également une connexion efficace et peu défaillante du dispositif de visualisation, les transmissions sans fil de signaux à haut débit étant très difficile dans l'eau.The display device is preferably a stereoscopic image display device. Furthermore, the equipment allows the connection to the outside, in particular to the outside of the pool, in a secure way of the display device and in general of any equipment arranged inside the equipment or to the inside the helmet. In addition, a wired connection also provides an efficient and low faulty connection of the display device, wireless broadband signal transmissions being very difficult in the water.
Selon un premier mode de réalisation, la connexion s'effectue au niveau du casque, à l'arrière de celui-ci. La connexion au niveau du casque évite que le câble ne gêne ou n'encombre le plongeur. Il est d'autant plus important d'éviter toute gêne et donc tout risque d'accident que le plongeur n'a aucune vision de son environnement réel. Selon un autre mode de réalisation, la connexion s'effectue au niveau de la combinaison de plongée. L'équipement peut comporter une interface de communication centralisée pour l'émission de signaux audio/vidéo. L'interface de communication, située à l'intérieur de la combinaison étanche, est connectée d'une part aux câbles de signalisation du dispositif de visualisation afin d'envoyer à celui-ci des signaux vidéo et d'autre part à un câble de communication afin de recevoir des signaux. Ce câble de communication passe de façon étanche à travers l'ouverture étanche prévue au niveau de la combinaison. L'interface de communication comprend un multiplexeur/démultiplexeur permettant de générer, à partir d'un signal unique, différents signaux destinés au dispositif de visualisation et vice-versa.According to a first embodiment, the connection is made at the helmet, at the rear of it. The connection at the helmet prevents the cable from obstructing or clogging the plunger. It is even more important to avoid any discomfort and therefore any risk of accident that the diver has no vision of its real environment. According to another embodiment, the connection is made at the diving suit. The equipment may include a centralized communication interface for transmitting audio / video signals. The communication interface, located inside the dry suit, is connected on the one hand to the signaling cables of the display device in order to send to it video signals and on the other hand to a cable of communication to receive signals. This cable communication passes tightly through the sealed opening provided at the combination. The communication interface comprises a multiplexer / demultiplexer for generating, from a single signal, different signals for the display device and vice versa.
Par ailleurs, en plaçant judicieusement l'ouverture à l'arrière de la combinaison dans le dos, on évite également que le plongeur ne soit gêné par les câbles. Selon un autre mode de réalisation, l'équipement comporte deux ouvertures étanches pour le passage de câbles, l'une au niveau du casque, l'autre au niveau de la combinaison .Moreover, by judiciously placing the opening at the back of the suit in the back, it is also avoided that the diver is bothered by the cables. According to another embodiment, the equipment comprises two sealed openings for the passage of cables, one at the helmet, the other at the combination.
Avantageusement, les dispositifs pour l'alimentation et/ou pour le traitement des images du dispositif de visualisation peuvent être logés à l'extérieur du casque. Il en résulte une réduction du poids à supporter par le plongeur ainsi qu'une réduction de l'encombrement du dispositif de visualisation à l'intérieur du casque. Il est en effet important de limiter la taille du casque afin de réduire les problèmes de flottabilité . Un dispositif pour le traitement des images de haute performance peut être utilisé, puisqu'il n'est limité ni en taille et ni en poids fournissant ainsi à une fréquence élevée des images de haute qualité au dispositif de visualisation.Advantageously, the devices for feeding and / or for processing the images of the display device can be housed outside the helmet. This results in a reduction of the weight to be borne by the diver and a reduction in the size of the display device inside the helmet. It is indeed important to limit the size of the helmet to reduce buoyancy problems. A device for processing high performance images can be used, since it is not limited in size and weight thus providing high quality images to the display device at a high frequency.
Selon un mode particulier de l'invention, le dispositif de connexion étanche comporte un moyen de connexion étanche pour la connexion étanche d'un tube à l'extérieur de l'équipement au niveau l'ouverture de l'équipement. Les câbles passant de l'intérieur vers l'extérieur de l'équipement via l'ouverture sont rassemblés dans un seul et même tube, évitant ainsi la gêne et l'encombrement dus à plusieurs fils souvent de longueur et de taille différentes. Le tube augmente également la sécurité du système, puisque les câbles sont isolés de l'eau de la piscine.According to a particular embodiment of the invention, the sealed connection device comprises a sealed connection means for the sealed connection of a tube outside the equipment at the opening of the equipment. The cables passing from the inside to the outside of the equipment via the opening are gathered in one and the same tube, thus avoiding the inconvenience and the congestion due to several wires often of length and of different size. The tube also increases the safety of the system, since the cables are isolated from the pool water.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le tube est flexible, minimisant plus encore les risques de gêne.According to a particular embodiment of the invention, the tube is flexible, further minimizing the risk of discomfort.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif de visualisation est muni d'une batterie d'alimentation. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de visualisation est alimenté depuis l'extérieur de l'équipement, via un câble d'alimentation passant par l'ouverture étanche.According to another embodiment of the invention, the display device is provided with a battery pack. According to another embodiment, the display device is powered from outside the equipment, via a power cable passing through the sealed opening.
Un des buts de l'invention est de fournir une bonne répartition des poids de l'équipement, de façon à faire coïncider dans la mesure du possible le métacentre et le centre de gravité du plongeur tout équipé et ainsi améliorer le rendu du voyage virtuel.One of the aims of the invention is to provide a good distribution of the weight of the equipment, so as to coincide as far as possible the metacentre and the center of gravity of the fully equipped diver and thus improve the rendering of the virtual journey.
A ce titre, le casque de plongée est caractérisé en ce qu' il comporte au moins un deuxième moyen de fixation pour la fixation d'au moins une partie d'un dispositif de visualisation à l'intérieur du casque.As such, the diving helmet is characterized in that it comprises at least a second fixing means for fixing at least a portion of a display device inside the helmet.
Ce deuxième moyen de fixation soulage le plongeur d'une partie du poids du dispositif de visualisation. En effet, les dispositifs de visualisation constituent des appareils souvent lourds. Aussi, le dispositif de visualisation étant au moins partiellement fixé à l'intérieur du casque, le casque reprend au moins une partie de son poids ; les masses des différents équipements que le plongeur doit supporter peuvent ainsi être mieux réparties. On notera que le poids du casque tout équipé est de l'ordre d'une dizaine de kilo. Le moyen de fixation permet une fixation permanente ou de façon amovible d'au moins une partie du dispositif de visualisation.This second fixing means relieves the plunger of part of the weight of the display device. Indeed, viewing devices are often heavy devices. Also, the display device being at least partially fixed inside the helmet, the helmet takes at least part of its weight; the masses of different equipment that the diver must support can be better distributed. It should be noted that the weight of the fully equipped helmet is of the order of ten kilos. The securing means allows permanent or removable attachment of at least a portion of the display device.
Avantageusement, l'équipement de plongée comprend au moins un capteur de mouvement disposé à l'intérieur du casque et/ou à l'intérieur de la combinaison.Advantageously, the diving equipment comprises at least one motion sensor disposed inside the helmet and / or inside the combination.
Le ou les câbles du capteur pour l'alimentation et/ou l'émission des signaux de détection de mouvement passent par l'ouverture de connexion situé au niveau de l'équipement (de préférence au niveau de la combinaison).The sensor cable (s) for supplying and / or transmitting motion detection signals pass through the connection opening located at the equipment (preferably at the combination).
Selon un mode de réalisation préférée, une deuxième interface de communication centralisée pour la transmission de électronique signaux est située dans la combinaison étanche. L'interface de communication est d'une part connectée aux câbles pour l'émission des signaux de détection de mouvement et d' autre part à un câble de communication vers l'extérieur de l'équipement. Ce câble de communication passe de façon étanche à travers l'ouverture étanche prévue au niveau de la combinaison. L'interface de communication comprend un multiplexeur/démultiplexeur permettant de générer un signal unique à partir de différents signaux électroniques et vice-versa.According to a preferred embodiment, a second centralized communication interface for the transmission of electronic signals is located in the sealed suit. The communication interface is on the one hand connected to the cables for transmitting the motion detection signals and on the other hand to a communication cable to the outside of the equipment. This communication cable passes tightly through the sealed opening provided at the combination. The communication interface comprises a multiplexer / demultiplexer for generating a single signal from different electronic signals and vice versa.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les câbles pour la transmission de signaux destinés au dispositif de visualisation sont connectés à la première interface de communication. La deuxième interface de communication sert au câblage de tous les autres équipements électroniques faisant partie de l'équipement de plongée . Les signaux fournis par le capteur sont ainsi centralisés dans la combinaison, transmis, traités et utilisés par un dispositif de contrôle et commande comprenant un dispositif de traitement d'images. Le dispositif de traitement d'images modifie et adapte, en temps réel, les données images transmises au dispositif de visualisation en fonction des mouvements du plongeur.According to a preferred embodiment of the invention, the cables for the transmission of signals intended for the display device are connected to the first communication interface. The second communication interface is used for wiring all other electronic equipment that is part of the diving equipment. The signals provided by the sensor are thus centralized in the combination, transmitted, processed and used by a control and control device comprising an image processing device. The image processing device modifies and adapts, in real time, the image data transmitted to the display device according to the movements of the plunger.
Le capteur permet soit de déterminer des mouvements réels (mouvement de la tête vers le haut, la gauche, etc.), soit de déterminer des mouvements dits de commande. Ainsi pour éviter que le plongeur ne se déplace trop dans la piscine et qu' il ne soit trop limité dans son voyage virtuel notamment par les dimensions de la piscine ou par son équipement de plongée, des mouvements du plongeur peuvent générer un signal faisant office de commande. Par exemple, un mouvement de bras vers la gauche indique la volonté du plongeur d'aller vers la gauche, la vitesse du mouvement étant par exemple indiquée par l'ampleur du mouvement. Les signaux images pour le dispositif de visualisation sont adaptés en fonction de ce mode d' actionnement . Le plongeur peut ainsi se déplacer dans l'espace virtuel sans avoir à se déplacer réellement.The sensor makes it possible to determine real movements (upward movement of the head, the left, etc.), or to determine so-called control movements. Thus, in order to prevent the diver from moving too much in the pool and being too limited in his virtual journey, in particular by the size of the pool or his diving equipment, movements of the diver can generate a signal serving as ordered. For example, an arm movement to the left indicates the will of the diver to go to the left, the speed of movement being for example indicated by the magnitude of the movement. The image signals for the display device are adapted according to this mode of operation. The diver can thus move in the virtual space without having to actually move.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un microphone est placé dans le casque de plongée, par l'intermédiaire duquel le plongeur envoie des ordres de commande. Le câble de connexion du microphone passe par l'ouverture de connexion de l'équipement et transmet les signaux vers un récepteur muni d'un système de reconnaissance vocal ; ce système génère des données de commande pour le dispositif de traitement images. Avantageusement le câble pour la transmission des signaux audio est connecté à l'un des deux interfaces de communication centralisée (de préférence à la deuxième interface) .In another embodiment of the invention, a microphone is placed in the diving helmet, through which the plunger sends control commands. The microphone connection cable passes through the connection opening of the equipment and transmits the signals to a receiver equipped with a voice recognition system; this system generates control data for the image processing device. Advantageously, the cable for transmitting the audio signals is connected to one of the two centralized communication interfaces (preferably to the second interface).
Dans un troisième mode de réalisation, un manche à balai (« joystick ») étanche permet, de façon similaire au microphone, de commander le dispositif de traitement d' images sans demander un déplacement physique du plongeur dans la piscine. Le (ou les) câble (s) de connexion du joystick passe par l'une des interfaces de communication centralisée (préférablement la deuxième) permettant de transmettre des signaux pour la commande du dispositif de traitement images.In a third embodiment, a watertight joystick ("joystick") makes it possible, in a manner similar to the microphone, to control the treatment device. of images without asking for a physical displacement of the diver in the pool. The connection cable (s) of the joystick passes through one of the centralized communication interfaces (preferably the second) for transmitting signals for the control of the image processing device.
Avantageusement, l'équipement de plongée peut comporter des gants virtuels étanches comprenant au moins une interface haptique et/ou au moins un capteur de mouvement. Le (ou les) câble de connexion du gant passe alors par l'une des deux interfaces de communication centralisée (préférablement la deuxième) et transmet les signaux émis pour la commande du dispositif de traitement images . Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le casque comporte au moins une ouverture comprenant un dispositif de connexion étanche pour la connexion d'un tube d'arrivée d'air et/ou d'un tube de sortie d'air. Ainsi, l'alimentation d'air pour la respiration et pour la ventilation à l'intérieur de l'équipement est externe. On dispose ainsi d'un temps de plongée illimité. Par ailleurs, l'électronique du dispositif de visualisation pouvant entraîner une légère augmentation de température, une alimentation externe d'air permet de contrôler et maintenir un certain niveau de température à l'intérieur du casque. D'autre part, la ventilation d'air externe permet de maintenir le taux d'humidité en dessous d'un maximum et d'éviter les risques de condensation au niveau du dispositif de visualisation.Advantageously, the diving equipment may comprise waterproof virtual gloves comprising at least one haptic interface and / or at least one motion sensor. The connection cable (s) of the glove then passes through one of the two centralized communication interfaces (preferably the second) and transmits the signals transmitted for the control of the image processing device. According to a particular embodiment of the invention, the helmet comprises at least one opening comprising a sealed connection device for connecting an air inlet tube and / or an air outlet tube. Thus, the air supply for breathing and for ventilation inside the equipment is external. This provides an unlimited dive time. Moreover, the electronics of the display device may cause a slight increase in temperature, an external air supply allows to control and maintain a certain temperature inside the helmet. On the other hand, the external air ventilation makes it possible to keep the humidity level below a maximum and to avoid the risk of condensation at the level of the display device.
Dans un mode de réalisation particulière de l'invention, l'ouverture utilisée soit pour l'arrivée d'air soit pour la sortie d'air est également l'ouverture utilisée pour le passage d'au moins un câble.In a particular embodiment of the invention, the opening used is for the air inlet either for the air outlet is also the opening used for the passage of at least one cable.
Un autre but de l'invention est de s'assurer que l'équipement évite au plongeur de ressentir la pression de l'eau. Dans cette optique, la combinaison de plongée comprend un col comportant un moyen élastique pour permettre une fermeture étanche au niveau du cou du plongeur, des manches dont l'extrémité comporte un moyen élastique pour permettre une fermeture étanche au niveau des poignées et au moins une valve pour permettre l'entrée d'air à l'intérieur de la combinaison, et comportant un moyen de connexion à un tuyau d'arrivée d'air.Another object of the invention is to ensure that the equipment prevents the diver from feeling the pressure of the water. In this regard, the diving suit comprises a neck comprising an elastic means to allow a tight closure at the neck of the plunger, sleeves whose end comprises an elastic means to allow a sealed closure at the handles and at least one valve for allowing air to enter the interior of the suit, and having means for connection to an air supply pipe.
Il est ainsi possible de contrôler et de maintenir une certaine pression à l'intérieur de la combinaison et ce, de façon indépendante de la pression à l'intérieur du casque. Il est ainsi possible de pressuriser l'intérieur de la combinaison de sorte à compenser la pression de l'eau.It is thus possible to control and maintain a certain pressure inside the suit, independently of the pressure inside the helmet. It is thus possible to pressurize the interior of the suit so as to compensate for the pressure of the water.
De façon avantageuse, la pression à l'intérieur de la combinaison en utilisation en immersion est supérieure à 1 atm, et est de préférence égale à 1.2 atm.Advantageously, the pressure inside the combination in immersion use is greater than 1 atm, and is preferably equal to 1.2 atm.
De façon avantageuse, la combinaison de plongée comprend des moyens d'ajustement permettant de faire correspondre le métacentre (point d'application de la poussée d'Archimède) et le centre de gravité de l'utilisateur lorsque celui-ci est équipé de son équipement. Ces moyens permettent aussi de contrôler la flottabilité de la combinaison en immersion. Ces moyens sont, par exemple, un dispositif de sortie d'air de la combinaison. Un tel dispositif permet l'expulsion ou l'extraction d'air de la combinaison pressurisé, permettant de réduire la pression interne pour contrôler la flottabilité du plongeur. L'équipement de plongée peut également comprendre des moyens de fixation pour la fixation de façon amovible de lest. Le lest, judicieusement réparti, permet de contrôler la flottabilité du plongeur en immersion et d'ajuster le métacentre.Advantageously, the dive suit comprises adjustment means making it possible to match the metacentre (point of application of the Archimedes' thrust) and the user's center of gravity when the latter is equipped with his equipment. . These means also make it possible to control the buoyancy of the immersion suit. These means are, for example, an air outlet device of the combination. Such a device allows the expulsion or extraction of air from the pressurized suit, to reduce the internal pressure to control the buoyancy of the diver. The diving equipment may also include fastening means for the removably attaching ballast. The ballast, judiciously distributed, allows to control the buoyancy of the immersion diver and to adjust the metacentre.
Un autre but de l'invention est de faciliter l'entrée et la sortie du plongeur dans la piscine. A ce titre, l'équipement de plongée comprend un câble destiné à suspendre un plongeur et au moins un moyen de fixation amovible pour la fixation de façon amovible d'une des extrémités du câble à la combinaison et/ou au corps d'un plongeur.Another object of the invention is to facilitate the entry and exit of the plunger in the pool. As such, the diving equipment comprises a cable for suspending a plunger and at least one removable fixing means for removably attaching one end of the cable to the combination and / or the body of a plunger .
Le câble permet ainsi de descendre le plongeur dans la piscine et de l'en sortir à tout moment.The cable allows to get the diver into the pool and get out at any time.
Avantageusement, l'équipement comprend un harnais fixé de façon amovible à la combinaison et/ou au corps d'un plongeur, le moyen de fixation du câble étant fixé au harnais .Advantageously, the equipment comprises a harness removably attached to the combination and / or the body of a plunger, the cable fixing means being attached to the harness.
Suivant un mode de réalisation préféré, le dispositif de traitement des signaux émis par le dispositif de manœuvres virtuelles comprend un calculateur intégré au programme qui calcule la façon dont s'effectuerait dans l'espace un mouvement correspondant à une impulsion de commande déterminée, ce calculateur commandant le mouvement relatif tel qu' il apparaît au spationaute dans le dispositif de visualisation d'images tridimensionnelles, le dit calculateur intégrant les équations de mouvement d'un corps rigide en l'absence de forces de frottement et de gravité extérieures afin de présenter un gain de signal de réalité virtuelle amplifiant les mouvements de l'utilisateur pour les transposer à des conditions réalistes dans l'espace virtuel.According to a preferred embodiment, the device for processing the signals emitted by the virtual maneuvering device comprises a calculator integrated in the program which calculates how a movement corresponding to a determined control pulse would be effected in space, this calculator controlling the relative movement as it appears to the astronaut in the three-dimensional image display device, the said calculator integrating the equations of motion of a rigid body in the absence of external frictional forces and gravity to present a virtual reality signal gain amplifying the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space.
De façon optionnelle, dans ce mode de réalisation, le calculateur comprend des moyens de modulation permettant de moduler le gain de signal de réalité virtuelle amplifiant les mouvements de l'utilisateur pour les transposer à des conditions réalistes dans l'espace virtuel de façon à atténuer leur effet perturbant.Optionally, in this embodiment, the computer comprises modulation means for modulating the amplifying virtual reality signal gain. the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space so as to mitigate their disturbing effect.
Brève description des figuresBrief description of the figures
Ces aspects ainsi que d'autres aspects de l'invention seront clarifiés dans la description détaillée de modes de réalisation particuliers de l'invention, référence étant faite aux dessins des figures, dans lesquelles :These and other aspects of the invention will be clarified in the detailed description of particular embodiments of the invention, with reference to the drawings of the figures, in which:
Fig.l montre un plongeur vu de face muni d'un équipement de plongée selon un mode de réalisation de l' invention;Fig. 1 shows a plunger seen from the front with diving equipment according to one embodiment of the invention;
Fig.2 montre un plongeur vu de profil muni d'un équipement de plongée selon un mode de réalisation de l'invention ;Fig.2 shows a plunger viewed in profile provided with diving equipment according to one embodiment of the invention;
Fig.3 montre le dispositif de contrôle et commande du système de simulation de voyage dans l'espace selon un mode de réalisation de l'invention.Fig. 3 shows the control and control device of the space travel simulation system according to one embodiment of the invention.
Les figures ne sont pas dessinées à l'échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures.The figures are not drawn to scale. Generally, similar elements are denoted by similar references in the figures.
Description détaillée de modes de réalisation particuliersDetailed description of particular embodiments
Les figures 1 et 2 montrent un plongeur vu de face et de profil respectivement muni d'un équipement 1 pour la simulation en milieu aquatique de voyages dans l'espace selon un mode de réalisation de l'invention.Figures 1 and 2 show a plunger viewed from the front and side respectively provided with equipment 1 for the simulation in the aquatic environment of travel in space according to one embodiment of the invention.
L'équipement de simulation 1 comprend un casque de plongée étanche 100, une combinaison de plongée étanche 200, des gants de plongée étanches 400 et un harnais 300. Les gants et la combinaison sont de préférence réalisés en néoprène®, ceci n'étant évidemment pas limitatif. Tout matériau étanche et relativement élastique peut être utilisé. Un des problèmes auxquels l'inventeur s'est trouvé confronté est que les équipements de plongée que l'on trouve sur le marché sont totalement inadaptés au but de l'invention. En effet, il n'est pas possible, pour des simples raisons économiques, de disposer, sans autre forme de procès, les équipements électroniques délicats et surtout sensibles à l'humidité de réalité virtuelle dans des équipements existants. Une autre raisons, déjà évoquées ci-dessus, est que le navigateur virtuel évolue dans un volume d'eau restreint, et donc à faible profondeur. En conséquence, les combinaisons de plongées existantes, conçues pour compenser des pressions externes élevées, risquent de ballonner, perturbant la flottabilité de l'équipement et renvoyant le voyageur virtuel vers la surface, alors précisément que l'on recherche un équilibre entre la poussée d'Archimède et la gravité.The simulation equipment 1 includes a 100 waterproof diving helmet, a wet diving suit 200, waterproof diving gloves 400 and a harness 300. The gloves and the combination are preferably made of neoprene®, this being obviously not limiting. Any waterproof and relatively elastic material can be used. One of the problems encountered by the inventor is that diving equipment found on the market is totally unsuitable for the purpose of the invention. Indeed, it is not possible, for simple economic reasons, to dispose, without any other form of process, the delicate electronic equipments and especially sensitive to the humidity of virtual reality in existing equipments. Another reason, already mentioned above, is that the virtual browser operates in a limited volume of water, and therefore shallow. As a result, existing diving suits, designed to compensate for high external pressures, can balloon, disrupt the buoyancy of the equipment and send the virtual traveler back to the surface, so that a balance is struck between 'Archimedes and gravity.
Le casque de plongée 100 comprend une coque aveugle 111 fixée de façon amovible à une base 110 à l'aide de moyen de fixation 113. La base 110 est formée d'un anneau métallique ou plastique directement solidarisé au col 206 de la combinaison 200. Dans un autre mode de réalisation, la base 100 comprend un dispositif de fixation amovible au col 206. Une jupe 202 (non représentée) réalisée en matière souple et étanche (PVC ou en néoprène®) est fixée sur tout le pourtour intérieur de la base 110. La jupe comporte une ouverture ayant un bord élastique. Le rebord épouse parfaitement le cou du plongeur de façon à maintenir une étanchéité entre l'intérieur du casque 100 et l'intérieur de la combinaison 200. La coque 111 du casque 100 de forme globalement ovoïde est réalisée dans un matériau étanche et résistant. Afin de soustraire le voyageur virtuel à son environnement réel, la coque est de préférence aveugle vers l'avant. L'équipement de plongée comporte par ailleurs un casque de visualisation 116 munis ici de deux écrans 117 situés près des yeux et diffusant des images stéréoscopiques . Les écrans 117 sont munis d'optiques spéciales afin d'éviter la fatigue des yeux. Les images diffusées remplissent entièrement le champ de vision du plongeur, offrant une immersion totale dans les images diffusées et donnant l'impression d'être à l'intérieur de la scène. Les images diffusées peuvent être des images de synthèse ou issues d'images réelles prises à l'aide de satellites par exemple. On peut également utiliser d'autres techniques connues pour rendre l'effet stéréoscopique, telles que le recours à un seul écran diffusant des images polarisées ou des anaglyphes, le couplage à des lunettes opacifiables à cristaux liquides, etc. Vu l'absence de points de repères dans l'espace virtuel, le rendu du relief peut également être amélioré en ayant recours à 1' hyperstéréoscopie .The diving helmet 100 comprises a blind hull 111 removably attached to a base 110 by means of fixing means 113. The base 110 is formed of a metal or plastic ring directly secured to the neck 206 of the suit 200. In another embodiment, the base 100 comprises a removable fastening device to the neck 206. A skirt 202 (not shown) made of flexible and waterproof material (PVC or neoprene®) is fixed on the entire inner periphery of the base 110. The skirt has an opening having an elastic edge. The rim perfectly fits the neck of the plunger so as to maintain a seal between the inside of the helmet 100 and the inside of the suit 200. The shell 111 of the helmet 100 of globally ovoid shape is made of a waterproof and resistant material. In order to shield the virtual traveler from his actual environment, the hull is preferably blind forward. The diving equipment further comprises a display headset 116 provided here with two screens 117 located near the eyes and broadcasting stereoscopic images. The screens 117 are provided with special optics to prevent eye fatigue. The broadcast images fully fill the diver's field of vision, providing total immersion in the images being broadcast and giving the impression of being inside the scene. The images broadcast can be computer-generated images or from real images taken using satellites for example. Other techniques known to render the stereoscopic effect may also be used, such as the use of a single screen broadcasting polarized images or anaglyphs, coupling to opacifiable liquid crystal glasses, etc. Due to the absence of reference points in the virtual space, the rendering of the relief can also be improved by resorting to hypersteoscopy.
La présence d'éventuelles parties transparentes dans le casque permet au personnel aidant le candidat au voyage virtuel à s'assurer du bon positionnement de 1' appareillage .The presence of any transparent parts in the helmet allows the staff assisting the candidate for the virtual journey to ensure the proper positioning of the apparatus.
Le casque de visualisation 116 comprend un moyen de fixation 127 sur la tête du plongeur constitué ici d'un ensemble de sangles élastiques et de courroies ajustables qui épousent la forme de la tête du plongeur et assure un maintien efficace du casque de visualisation 116 sur la tête du plongeur. Le casque de visualisation 116 est par ailleurs muni d'un dispositif de capteurs de mouvement permettant de prendre en compte les mouvements de la tête dans toutes les directions ainsi que leur vitesse. Le casque de visualisation 116 renferme également un dispositif sonore qui permet un rendu des sons en trois dimensions.The display helmet 116 comprises a fastening means 127 on the head of the plunger consisting here of a set of elastic straps and adjustable belts which conform to the shape of the head of the plunger and ensures effective maintenance of the display helmet 116 on the head of the diver. The display headset 116 is also provided with a motion sensor device to take into account the movements of the head in all directions and their speed. The display headset 116 also contains a sound device that allows sound rendering in three dimensions.
Le casque de visualisation 116 comprend un ensemble de câbles 112 pour l'alimentation de l'électronique, la réception de données images à diffuser, l'envoi des données générées par le ou les capteurs de mouvement, etc. Le casque de plongée 100 comporte une ouverture 119 disposée à l'arrière de la tête du plongeur permettant le passage des câbles 112 vers l'extérieur du casque de plongée 100. Selon un autre mode de réalisation non représenté, l'ouverture 119 est disposée dans le dos du plongeur au niveau de la combinaison étanche de plongée 200.The display headset 116 comprises a set of cables 112 for powering the electronics, receiving image data to be broadcast, sending the data generated by the motion sensor (s), etc. The diving helmet 100 comprises an opening 119 disposed at the rear of the head of the plunger allowing the passage of the cables 112 towards the outside of the diving helmet 100. According to another embodiment not shown, the opening 119 is arranged in the back of the diver at the diving suit 200.
On remarquera que le milieu aqueux n'est pas adapté à la propagation des ondes radios et qu'il n'est donc pas possible, en pratique, de se passer de connexions par fil, ce qui complique d'autant la réalisation de l'équipement de simulation de l'invention et entraîne de réels problèmes de connectique. Par ailleurs, le milieu aqueux impose évidemment des contraintes du point de vue de la tension, qui doit être du type Très Basse Tension de Sécurité. L'ouverture 119 comporte un joint d'étanchéité 120 assurant une connexion parfaitement étanche entre l'intérieur et l'extérieur du casque de plongée 100 (ou de la combinaison de plongée le cas échéant) .Note that the aqueous medium is not suitable for the propagation of radio waves and it is therefore not possible, in practice, to do without wire connections, which complicates the realization of the realization of the simulation equipment of the invention and causes real problems of connection. Moreover, the aqueous medium obviously imposes constraints from the point of view of the voltage, which must be of the Very Low Voltage Safety type. The opening 119 includes a seal 120 providing a perfectly sealed connection between the inside and the outside of the diving helmet 100 (or diving suit where appropriate).
L'ensemble des câbles 112 logés à l'intérieur du casque est inséré dans une seule gaine ou tube 128 parfaitement étanche et très résistante. La gaine 128 est connectée de façon étanche au joint d'étanchéité 120 de sorte à éviter tout risque de courts-circuits et accidents susceptible d'abîmer le délicat matériel utilisé lorsque le plongeur se trouve dans l'eau.The set of cables 112 housed inside the helmet is inserted into a single sheath or tube 128 perfectly tight and very resistant. The sheath 128 is sealingly connected to the seal 120 so as to avoid any risk of short circuits and accidents. likely to damage the delicate equipment used when the diver is in the water.
En disposant l'ouverture 120 à l'arrière soit du casque de plongée 100 soit de la combinaison de plongée, le plongeur n'est pas restreint dans ses mouvements et ne risque pas de se prendre les pieds ou les mains dans la gaine 128.By disposing the opening 120 at the back of either the diving helmet 100 or the diving suit, the diver is not restricted in his movements and does not risk getting his feet or hands into the sheath 128.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif de capteurs de mouvement de la tête et/ou le dispositif sonore sont séparés du casque de visualisation 116 et sont disposés sur les paroi interne du casque de plongée 100.In another embodiment, the movement sensor device of the head and / or the sound device are separated from the display helmet 116 and are disposed on the inner wall of the diving helmet 100.
Les câbles d'alimentation et d'émission de signaux de détection de mouvements du dispositif passent également par l'ouverture 119. Le casque de plongée 100 comporte un dispositif de circulation d'air. Le dispositif comporte deux ouverturesThe power supply and motion detection signal transmission cables of the device also pass through the opening 119. The diving helmet 100 comprises an air circulation device. The device has two openings
129 et 130 munies respectivement d'une valve d'entrée d'air129 and 130 respectively provided with an air inlet valve
124 et d'une valve de sortie d'air 125. Des tubes 131, 132 sont connectés aux valves 124 et 125 pour assurer la circulation de l'air à l'intérieur du casque de plongée124 and an air outlet valve 125. Tubes 131, 132 are connected to the valves 124 and 125 to ensure the circulation of air inside the diving helmet.
100. L'autre extrémité des tubes 131, 132 est connecté à un dispositif de ventilation (non représenté) permettant l'envoi constant d'air filtré et neuf. La pression à l'intérieur du casque est de préférence proche de 1 atm. Les ouvertures 129 et 130 sont disposées de préférence à l'arrière du casque afin d'éviter toute gêne au plongeur. La réalité virtuelle peut par ailleurs prendre en compte et intégrer la présence d'un « cordon ombilical » reliant le spationaute à un véhicule, un module spatial, etc., de façon à ce que les sollicitations incongrues et l'inertie du tube d'alimentation ne perturbent pas le spationaute . Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la coque 111 comporte deux modules, un premier module fixé de préférence de façon amovible à la base 110 et un deuxième module fixé de façon amovible au premier module. Des moyens de fixation (non représenté) sont disposés sur une des parois internes du premier module du casque 100, auxquels au moins une partie du casque de visualisation 116 est fixé de façon amovible ou permanente.100. The other end of the tubes 131, 132 is connected to a ventilation device (not shown) for the constant sending of filtered and new air. The pressure inside the helmet is preferably close to 1 atm. The openings 129 and 130 are preferably arranged at the rear of the helmet to avoid any discomfort to the plunger. Virtual reality can also take into account and integrate the presence of an "umbilical cord" connecting the astronaut to a vehicle, a space module, etc., so that the incongruous solicitations and the inertia of the tube of diet do not disturb the astronaut. In a particular embodiment of the invention, the shell 111 comprises two modules, a first module preferably fixed removably to the base 110 and a second module removably attached to the first module. Fastening means (not shown) are disposed on one of the inner walls of the first module of the helmet 100, to which at least a portion of the display helmet 116 is fixed removably or permanently.
Dans ce mode de réalisation, l'ouverture 119 pour le passage des câbles et/ou les ouvertures pour la circulation de l'air 129, 130 font parties du premier module.In this embodiment, the opening 119 for the passage of the cables and / or the openings for the circulation of the air 129, 130 are part of the first module.
L'équipement de plongée 1 facilite l'installation du dispositif de visualisation 116. Le plongeur peut dans un premier temps enfiler la combinaison 200 avec la base 110 qui repose sur les épaules d'un plongeur. Le plongeur peut dans un second temps fixer le dispositif de visualisation 116 au premier module du casque 100 préalablement fixé à la base 110, dans le cas d'un casque 100 modulaire, et dans tous les cas ajuster confortablement le dispositif de visualisation 116 à sa tête et à sa vue.The dive equipment 1 facilitates the installation of the display device 116. The diver can first put the combination 200 with the base 110 which rests on the shoulders of a diver. The plunger can in a second time fix the display device 116 to the first module of the helmet 100 previously attached to the base 110, in the case of a modular helmet 100, and in all cases comfortably adjust the display device 116 to its position. head and to his sight.
Le positionnement des lunettes de réalité virtuelle à est effectué avant la mise en place du casque, par un système de charnières et de glissières à friction permettant de déplacer l'équipement VR (pour « Réalité Virtuelle ») dans toutes les directions et orientations, particulièrement pour les usagers portant des lunettes. Le casque 100 est ensuite fermé en fixant la coque 111 sur la base 110 ou, dans le cas d'un casque 100 modulaire, en fixant le deuxième module au premier module. Les dispositifs d'attache du casque 100 on été conçus pour une sortie rapide de l'eau et un retour très rapide à la respiration atmosphérique en cas de problème. Un contact téléphonique est maintenu pour que le plongeur signale les problèmes éventuels. Si tel est le cas, il peut être ramené à l'air libre en quelques secondes. Il en est de même si l'aide présent dans la piscine voit un plongeur en difficulté. La combinaison 200 comporte des bottes 203 intégrées. Elle est munie de poignées élastiques étanches 201 (non représentées) épousant parfaitement la forme du poignet du plongeur de sorte à ce que l'intérieur de la combinaison soit parfaitement étanche à l'eau et empêche l'air de sortir. Dans un autre mode de réalisation les bottes sont dissociées de la combinaison. Une étanchéité est alors assurée au niveau des chevilles.The positioning of the virtual reality glasses is done before the installation of the helmet, by a system of hinges and friction slides to move the equipment VR (for "Virtual Reality") in all directions and orientations, particularly for users wearing glasses. The helmet 100 is then closed by fixing the shell 111 on the base 110 or, in the case of a modular helmet 100, by fixing the second module to the first module. The attachment devices of the helmet 100 have been designed for rapid water output and a very fast return to atmospheric breathing in case of problems. A telephone contact is maintained for the diver to report possible problems. If this is the case, it can be returned to the open air in a few seconds. It is the same if the help in the pool sees a diver in trouble. The combination 200 has integrated boots 203. It is provided with waterproof elastic grips 201 (not shown) perfectly matching the shape of the wrist of the plunger so that the inside of the suit is perfectly waterproof and prevents air from coming out. In another embodiment the boots are disassociated from the suit. A seal is then provided at the ankles.
Dans l'optique d'une utilisation ludique et/ou commerciale du voyage virtuel dans l'espace, il est évidemment impératif de réduire au maximum les inconvénients liés à la durée et à l' inconfort du harnachement du spationaute. Au nombre de ces inconvénients, on trouve évidemment la nécessité d'essuyer toutes les partiels du corps ayant baigné dans l'eau. Ces considérations expliquent pourquoi il n'est pas souhaitable a priori d'avoir recours à des combinaisons de plongée de type « homme-grenouille », qui requièrent un déshabillage complet ainsi qu'un contact direct de l'ensemble de la surface du corps avec l'eau de la piscine. Sur les parois interne de la combinaison 200 sont disposées un ensemble de capteurs de mouvements (non représentés) destinés à détecter les mouvements du plongeur ainsi que la vitesse de ces mouvements (par exemple, mouvements des bras ou des jambes et leur vitesse) . Les câbles d'alimentation et de transmission de signaux de ces capteurs passent par l'ouverture 119.From the point of view of a playful and / or commercial use of the virtual journey in space, it is obviously imperative to minimize the inconveniences associated with the duration and discomfort of the harness of the astronaut. Among these disadvantages, there is obviously the need to wipe all the partial body washed in the water. These considerations explain why it is not desirable a priori to resort to "frog man" type wetsuits, which require a complete undressing as well as a direct contact of the whole body surface with the pool water. On the inner walls of the combination 200 are disposed a set of motion sensors (not shown) for detecting the movements of the plunger as well as the speed of these movements (for example, movements of the arms or legs and their speed). The power and signal cables of these sensors pass through the opening 119.
Suivant un autre mode de réalisation, un ensemble de capteurs passifs 204 est disposé sur la paroi externe de la combinaison 200. Des caméras disposées à l'intérieur de la piscine ou devant des hublots transparents permettent de transposer en temps réel les mouvements et la vitesse de mouvement de ces capteurs 204. La combinaison 200 comporte également une valve d'entrée d'air 205. Une fois que le plongeur est muni de son équipement de plongée 1, un tuyau (non représenté) est branché sur la valve 205 et de l'air est insufflé à l'intérieur de la combinaison 200. L'intérieur de la combinaison 200 est pressurisé indépendamment de l'intérieur du casque de plongée 100. La pression à l'intérieur de la combinaison 200 en utilisation est supérieure à 1 atm, et est de préférence égale à 1.2 atm. La valve 205 comporte un dispositif de type bouton pressoir 208 permettant de relâcher de l'air en cas de besoin. De façon alternative, la combinaison 200 comprend une valve supplémentaire pour la sortie d'air. La dissociation de l'alimentation en air du casque et de la combinaison permet de mieux maîtriser les problèmes de ballonnement de la combinaison (qui ont une influence directe sur la flottabilité et également sur la position relative du métacentre et du centre de gravité du plongeur tout équipé) , tout en assurant une ventilation correcte du casque, à la fois pour le confort du spationaute virtuel et la préservation de l'appareillage). Par ailleurs, pour que l'expérience soit accessible au grand public, il est nécessaire que les profondeurs d'immersion soient faibles (0 à quelques mètres) . Si ce n'était pas le cas, il serait nécessaire de décomprimer le plongeur, opération effectuée pour l'entraînement d'authentiques astronautes mais qu'il serait impossible voire dangereux d'appliquer à des amateurs non entraînés. De ce fait, si on utilisait un équipement de plongée standard, les pressions ne seraient pas suffisantes pour créer un différentiel de pression significatif entre le plongeur, l'eau et l'atmosphère. Dès lors, les dispositifs d'évacuation d'air dans l'eau classiques ne peuvent pas fonctionner, ce qui entraîne deux conséquences fâcheuses : D'abord, de l'eau rentre dans la combinaison par la sortie d'air, ce qui ruine complètement l'effet de la simulation et, de plus, nuit gravement à l'électronique! Ensuite, l'air n'est pas évacué totalement vers l'extérieur, mais contribue à un gonflement inopiné de la combinaison, modifiant fortement l'équilibre de la flottaison neutre. En conséquence, un équipement de casque spécial est utilisé, sans aucune sortie libre vers l'eau de la piscine mais équipé d'une pompe aspirante de sortie d'air afin d'éviter les deux phénomènes relevés ci-dessus.According to another embodiment, a set of passive sensors 204 is disposed on the outer wall of the Combination 200. Cameras arranged inside the pool or in front of transparent portholes make it possible to transpose in real time the movements and the speed of movement of these sensors 204. The combination 200 also comprises an air inlet valve 205 Once the diver is provided with his diving equipment 1, a hose (not shown) is connected to the valve 205 and air is blown into the combination 200. The interior of the suit 200 is pressurized independently of the interior of the diving helmet 100. The pressure inside the suit 200 in use is greater than 1 atm, and is preferably 1.2 atm. The valve 205 comprises a press button device 208 for releasing air when necessary. Alternatively, the combination 200 includes an additional valve for the air outlet. The dissociation of the air supply of the helmet and the suit makes it possible to better control the bloating problems of the suit (which have a direct influence on the buoyancy and also on the relative position of the metacentre and the center of gravity of the diver. equipped), while ensuring a correct ventilation of the helmet, both for the comfort of the virtual astronaut and the preservation of the apparatus). Moreover, for the experiment to be accessible to the general public, it is necessary that the immersion depths are low (0 to a few meters). If this were not the case, it would be necessary to decompress the diver, an operation performed for the training of genuine astronauts but it would be impossible or dangerous to apply to untrained amateurs. Therefore, if standard diving equipment was used, the pressures would not be sufficient to create a significant pressure differential between the diver, the water and the atmosphere. As a result, the conventional water-evacuation devices can not work, which has two unfortunate consequences: First, water enters the combination through the air outlet, which ruins completely the effect of the simulation and, moreover, seriously harms the electronics! Then, the air is not evacuated completely to the outside, but contributes to an unexpected swelling of the suit, greatly modifying the balance of the neutral flotation. As a result, a special helmet equipment is used, without any free exit to the pool water but equipped with a suction pump outlet air to avoid the two phenomena noted above.
Le plongeur porte, dans son dos, un harnais 300 fixé solidement à l'aide d'un ensemble de sangles réglables 303. Des lests 305 peuvent être ajoutés au niveau des sangles 303 ou à l'intérieur du harnais 300 afin de pouvoir contrôler la flottabilité du plongeur. Le nombre et la masse des lests sont déterminés en fonction de la masse du plongeur. Un câble de suspension 301 est fixé à l'arrière du harnais 300 à l'aide d'un ensemble d'accrochés 306. Le câble de suspension 301 permet de suspendre le plongeur de sorte à le faire entrer et sortir plus facilement de la piscine .The diver carries a harness 300 on his back that is securely fastened with a set of adjustable straps 303. Weights 305 can be added at the straps 303 or inside the harness 300 to control the buoyancy of the diver. The number and the mass of the weights are determined according to the mass of the diver. A suspension cable 301 is attached to the rear of the harness 300 by means of a set of hooks 306. The suspension cable 301 makes it possible to suspend the plunger so as to make it easier to get in and out of the pool. .
Le harnais 300 comporte également un dispositif de remontée d'urgence de type bouée ou ballon par exemple qui peut être actionné en cas de problème à l'aide de la poignée 307. Lorsqu'il est actionné, ce dispositif se gonfle et aide le plongeur à remonter en surface. La désorientation est un des problèmes classiques auquel se trouve confronté le spationaute virtuel. Cela peut lui causer un malaise, voire des nausées. Il est donc avantageux, outre la remontée d'urgence, de prévoir dans le casque et/ou dans la combinaison des dispositifs permettant l'absorption ou l'évacuation de fluides corporels .The harness 300 also comprises a lifeline device such as buoy or balloon which can be actuated in case of a problem with the handle 307. When actuated, this device inflates and helps the diver to go back to the surface. Disorientation is one of the classic problems confronted the virtual astronaut. This can cause him discomfort or even nausea. It is therefore advantageous, in addition to the emergency lift, to provide in the helmet and / or in the combination of devices for the absorption or disposal of body fluids.
L'équipement comprend des gants 400 étanches munis de poignets élastiques 401 qui s'adaptent parfaitement au poignet du plongeur de façon à assurer une connexion parfaitement étanche entre le gant et la combinaison 200.The equipment includes 400 waterproof gloves with elastic cuffs 401 that fit snugly to the wrist of the plunger to ensure a tight connection between the glove and the suit 200.
Ces gants 400 peuvent être des gants virtuels de type cybergloves® comportant une interface haptique dont notamment un ensemble de capteurs de mouvements et/ou de vitesse de mouvements. Les câbles de connexion (non représentés) des gants 400 passent de façon étanche au travers de la combinaison 200 avant de ressortir par l'ouverture de la combinaison de plongée.These gloves 400 may be cybergloves® virtual gloves comprising a haptic interface including a set of motion sensors and / or movement speed. The connection cables (not shown) of the gloves 400 pass sealingly through the combination 200 before emerging through the opening of the diving suit.
Selon un mode de réalisation de l'invention non représenté, une première et deuxième interfaces de communication centralisée 501, 502 sont disposées à l'intérieur de la combinaison étanche de plongée 200. Les interfaces de communication 501, 502 sont connectées aux différents dispositifs électroniques de l'équipement de plongée (écran de visualisation, capteurs de mouvement tête et/ou corps, dispositif sonore, capteurs de pression, gants 400, joystick, etc.). Chaque interface de communication comprend un câble 503 unique de communication vers l'extérieur de l'équipement. Ce câble 503 passe de façon étanche à travers l'ouverture 119. Chaque interface de communication 501, 502 comprend un multiplexeur/démultiplexeur permettant de générer un signal unique à partir de différents signaux électroniques qu' il reçoit des différents dispositifs électroniques et vice-versa. Ceci permet de réduite le nombre de câbles sortant de la combinaison et, en conséquence, de diminuer les problèmes liés à la connectique et à l' étanchéité .According to an embodiment of the invention not shown, a first and second centralized communication interfaces 501, 502 are disposed inside the diving suit 200. The communication interfaces 501, 502 are connected to the various electronic devices diving equipment (visual display, head and / or body movement sensors, audible device, pressure sensors, gloves 400, joystick, etc.). Each communication interface comprises a single cable 503 for communication to the outside of the equipment. This cable 503 passes sealingly through the opening 119. Each communication interface 501, 502 comprises a multiplexer / demultiplexer for generating a single signal from different electronic signals that it receives from the different electronic devices and vice versa. This makes it possible to reduce the number of cables leaving the combination and, consequently, to reduce the problems related to the connection and the sealing.
De préférence, la première interface de communication 501 est connectée à l'écran de visualisation, tandis que la deuxième interface de communication 502 est connectée aux autres dispositifs électroniques (capteurs de mouvement tête et/ou corps, dispositif sonore, capteurs de pression, gants 400, joystick, etc.) de l'équipement 1 de plongée. La figure 3 représente le dispositif 2 de contrôle et commande du système de simulation de voyage dans l'espace Le dispositif de contrôle et de commande est disposé à l'extérieur de la piscine dans lequel le plongeur est en immersion. Le dispositif de contrôle 2 comprend un ou plusieurs appareils de traitement de données tels qu'un ordinateur contenant, de façon conventionnelle, une alimentation électrique, un ou plusieurs processeurs, des mémoires, des cartes graphiques, des interfaces utilisateurs de type souris, clavier, écran, microphone, haut-parleurs, etc. Le dispositif de contrôle 2 comprend une interface de connexion 520 pour la connexion sécurisée des différents câbles d'alimentation et de transmission de signaux contenus dans la gaine 128. Lorsque l'équipement de plongée est muni des interfaces de communication centralisée 501, 502, l'interface de communication 520 comprend un dispositif de multiplexage/démultiplexage afin de permettre la transmission de signaux avec les interfaces de communication centralisée 501, 502. L'alimentation des câbles d'alimentation est effectuée soit via l'alimentation du dispositif de contrôle 2 soit indépendamment, le cas échéant via un transformateur de sécurité générant, pour des raisons de sécurité évidentes, une basse tension de sécurité (généralement de l'ordre de 12V). Le dispositif de contrôle et de commande 2 peut être vu comme un ensemble d'unités fonctionnelles communiquant entre elles. Ces unités et leur connections telles que représentées à la figure 3, sont théoriques et présentées ici uniquement à titre illustratif pour faciliter la compréhension du fonctionnement du dispositif de contrôle 2. Elles ne reflètent pas forcément la façon dont les différentes unités du dispositif de contrôle 2 et leurs connexions sont interconnectées en pratique. De plus le dispositif de contrôle 2 peut consister en un ensemble d'appareils différents connectés entre eux et réalisant distinctement les opérations d'une ou plusieurs unités fonctionnelles .Preferably, the first communication interface 501 is connected to the display screen, while the second communication interface 502 is connected to the other electronic devices (head and / or body movement sensors, sound device, pressure sensors, gloves 400, joystick, etc.) of the diving equipment 1. FIG. 3 shows the device 2 for controlling and controlling the space travel simulation system. The control and control device is disposed outside the pool in which the plunger is immersed. The control device 2 comprises one or more data processing apparatus such as a computer containing, in a conventional manner, a power supply, one or more processors, memories, graphics cards, user interfaces of the mouse, keyboard, screen, microphone, speakers, etc. The control device 2 comprises a connection interface 520 for the secure connection of the various power and signal transmission cables contained in the sheath 128. When the diving equipment is equipped with the centralized communication interfaces 501, 502, communication interface 520 comprises a multiplexing / demultiplexing device for enabling the transmission of signals with the centralized communication interfaces 501, 502. The supply of the power cables is carried out either via the power supply of the control device 2 or independently, if necessary via a safety transformer generating, for obvious safety reasons, a low safety voltage (generally of the order of 12V). The control and control device 2 can be seen as a set of functional units communicating with each other. These units and their connections as shown in FIG. 3 are theoretical and presented here only as an illustration to facilitate understanding of the operation of the control device 2. They do not necessarily reflect the way in which the different units of the control device 2 and their connections are interconnected in practice. In addition, the control device 2 may consist of a set of different devices connected to each other and distinctly carrying out the operations of one or more functional units.
Le dispositif de contrôle 2 tel que représenté comprend un contrôleur central 501 permettant de traiter les données reçues par le dispositif de contrôle 2 via les différentes interfaces utilisateurs 503 et de traiter et contrôler les différentes autres unités fonctionnelles.The control device 2 as shown comprises a central controller 501 for processing the data received by the control device 2 via the different user interfaces 503 and to process and control the various other functional units.
Une mémoire 502 permet d'enregistrer et de lire des données utilisées par le contrôleur central 501 et les différentes unités fonctionnelles.A memory 502 makes it possible to record and read data used by the central controller 501 and the different functional units.
Une interface capteurs mouvements de tête 504 traite les signaux fournis par le dispositif de capteurs prenant en compte les mouvements de la tête du plongeur et leur vitesse ; elle génère ensuite des données de commande indiquant un changement du point de fuite du champ de vision du plongeur ainsi que la vitesse du changement.A head movement sensor interface 504 processes the signals provided by the sensor device taking into account the movements of the plunger head and their speed; it then generates control data indicating a change in the vanishing point of the diver's field of view and the speed of change.
Une interface capteurs mouvements de corps 505 traite les signaux fournis par le dispositif de capteurs de la combinaison mesurant les mouvements du corps du plongeur.A body movement sensor interface 505 processes the signals provided by the combination sensor device measuring the movements of the body of the plunger.
Comme précisé plus haut, les mouvements du corps du plongeur (par exemple mouvement de bras) peuvent aussi être interprétés comme des mouvements réels (aller à gauche si le plongeur se tourne effectivement vers la gauche) ou comme des ordres (lever le bras gauche étant interprété comme un ordre de déplacement vers la gauche, l'amplitude du mouvement représentant la vitesse de rotation vers la gauche) . L'interface génère ensuite des données de commande indiquant un changement du point de fuite du champ de vision du plongeur ainsi que la vitesse du changement.As mentioned above, the movements of the body of the diver (eg arm movement) can also be interpreted as real movements (go to the left if the diver actually turns to the left) or as commands (lifting the left arm being interpreted as a left-handed movement command, the amplitude of the movement representing the rotation speed to the left). The interface then generates control data indicating a change in the vanishing point of the diver's field of view and the speed of the change.
Le logiciel qui contrôle l'expérience réagit aux signaux des capteurs de manière à simuler au mieux l'espace. Supposons qu'un mouvement (translation ou rotation) soit détecté par un capteur. Sur Terre, ledit mouvement s'arrête rapidement du fait de nombreuses forces de frottement (air, contact avec le sol, ...). Dans l'eau, cet effet est encore plus sensible à cause de la viscosité de l'eau (100 fois plus élevée celle de l'air) . En réalité virtuelle, par contre, dès qu'un mouvement à valeur d'ordre est détecté, un calculateur (intégré au programme) calcule la façon dont s'effectuerait dans l'espace le mouvement dont l'impulsion initiale a été mesurée. Ce calculateur commande le mouvement relatif tel qu'il apparaît au spationaute dans les lunettes VR. En d'autres termes, les équations de mouvement d'un corps rigide en l'absence de forces de frottement et de gravité extérieures sont intégrées (calculées) afin de présenter un gain de signal VR amplifiant les mouvements du plongeur pour les transposer à des conditions « réalistes » dans l'espace virtuel .The software that controls the experiment reacts to the signals of the sensors in order to simulate the space as best as possible. Suppose a motion (translation or rotation) is detected by a sensor. On Earth, this movement stops quickly because of numerous friction forces (air, contact with the ground, ...). In water, this effect is even more sensitive because of the viscosity of water (100 times higher than that of air). In virtual reality, on the other hand, as soon as a command value movement is detected, a calculator (built into the program) calculates the way in which the motion whose initial impulse has been measured is carried out in space. This calculator controls the relative movement as it appears to the astronaut in the VR glasses. In other words, the equations of motion of a rigid body in the absence of external frictional forces and gravity are integrated (calculated) in order to present a VR signal gain amplifying the movements of the plunger to transpose them to "realistic" conditions in the virtual space.
On notera qu'il est possible de moduler cet effet, afin de ne pas rendre malade le spationaute novice par cette désorientation, qui serait tout à fait effective dans l'espace réel, mais qui est inadapté à des personnes non entraînées, En fonction de l' « entraînement » du spationaute, on introduit donc un paramètre d'amortissement du déplacement virtuel calculé, ce phénomène pouvant se montrer particulièrement déroutant pour des personnes non averties. La grandeur de cet amortisseur est ajustableNote that it is possible to modulate this effect, so as not to make the novice astronaut sick by this disorientation, which would be quite effective in real space, but which is unsuited to untrained people, depending on the "training" of the astronaut, we introduce a damping parameter calculated virtual displacement, which can be particularly confusing for unsuspecting people. The size of this shock is adjustable
(paramètre variable du logiciel) suivant le degré de réalisme que le spationaute souhaite ou estime pouvoir supporter .(variable variable of the software) according to the degree of realism which the astronaut wishes or estimates to be able to support.
Une interface gants 507 traite les signaux fournis par les capteurs du gant 400 interprétés comme des ordres et génère des données de commande correspondante. Il est possible, suivant le degré de réalité souhaité, d'utiliser des gants hautement sophistiqués restituant des sensations tactiles, pour simuler par exemple la manœuvre d'objets dans l'espace, une réparation, etc.A glove interface 507 processes the signals provided by the glove 400 sensors interpreted as commands and generates corresponding control data. It is possible, depending on the desired degree of reality, to use highly sophisticated gloves that restore tactile sensations, to simulate, for example, the maneuvering of objects in space, a repair, etc.
Une interface joystick 509 non représentée traite les signaux fournis par le joystick interprétés comme des ordres et génère des données de commande correspondante.A not shown joystick interface 509 processes the signals supplied by the joystick interpreted as commands and generates corresponding control data.
Une interface microphone 509 traite le signal fourni par le microphone 115 du casque de plongée 100. L'interface microphone 509 est munie d'un système de reconnaissance vocale permettant de détecter les ordres du plongeur (« aller à gauche », « reculer », etc.) . Lorsque le système de reconnaissance vocale détecte un ordre connu, l'interface 507 génère des données de commande correspondant. Dans tous les cas, le signal son est reproduit au niveau de l'interface utilisateur 503 afin que la personne contrôlant le bon déroulement de la simulation via le dispositif de contrôle 2 puisse écouter le plongeur.A microphone interface 509 processes the signal provided by the microphone 115 of the diving helmet 100. The microphone interface 509 is provided with a voice recognition system for detecting the diver's commands ("go to the left", "go back", etc.). When the speech recognition system detects a known order, the interface 507 generates corresponding control data. In all cases, the sound signal is reproduced at the user interface 503 so that the person controlling the smooth running of the simulation via the control device 2 can listen to the diver.
Toutes les données de commande sont immédiatement envoyées à une unité de traitement images et sons 510. L'unité traitement images et sons 510, de façon conventionnelles, traite les données de commande et génère des données représentant des images stéréoscopiques (avec un ensemble de données images pour l'écran gauche de visualisation 117 et pour l'écran droit de visualisation 117) ainsi que d'éventuelles données sons stéréophoniques. Il va de soi que dans la réalité, les sons ne se propagent pas dans le vide, mais le voyageur virtuel peut quant à lui bénéficier, suivant le but recherché (ludique, didactique) , de bruitages « réels » (sifflement de ses propres réacteurs de poussée, etc.) ou fantaisies, de commentaires, d'un fond musical, etc. Les données images et sons sont modifiées et adaptées en fonction des données de commande. L'unité traitement images 510 génère ainsi en temps réel des données images en modifiant les points de vue des images diffusées ainsi que leur vitesse de défilement et des données son correspondant aux nouvelles images générées.All control data is immediately sent to an image and sound processing unit 510. The image and sound processing unit 510, conventionally, processes the control data and generates data representing stereoscopic images (with a set of data images for the left screen of viewing 117 and for the right display screen 117) as well as any stereophonic sound data. It goes without saying that in reality, sounds do not propagate in a vacuum, but the virtual traveler can benefit, according to the desired goal (playful, didactic), "real" sound effects (hissing of his own reactors thrust, etc.) or fantasies, comments, musical background, etc. The image and sound data are modified and adapted according to the control data. The image processing unit 510 thus generates image data in real time by modifying the points of view of the images broadcast as well as their speed of scrolling and sound data corresponding to the new images generated.
Une interface dispositif visualisation 508 reçoit et traite, de façon conventionnelle, les données images générées par l'unité traitement images et sons 510. Dans le cas de l'utilisation d'un écran double, comme représenté, l'interface 508 génère des signaux distincts pour l'écran gauche 117 et pour l'écran droit de visualisation 117. Les signaux sont envoyés au casque de visualisation 116 via l'interface de connexion 520.A display device interface 508 receives and processes, in a conventional manner, the image data generated by the image and sound processing unit 510. In the case of the use of a dual screen, as shown, the interface 508 generates signals distinct for the left screen 117 and for the right display screen 117. The signals are sent to the display headset 116 via the connection interface 520.
L'interface microphone 509 reçoit et traite, de façon conventionnelle, les données sons générés par l'unité traitement images et sons 510. L'interface 509 génère un signal pour chacun des haut-parleurs du dispositif sonore. Les signaux sont envoyés au dispositif sonore via l'interface de connexion 520. La personne contrôlant le dispositif de contrôle 2 peut également parler au plongeur via un microphone 503. Le signal son est envoyé au dispositif sonore logé dans le casque de plongée 100 via l'interface microphone 509.The microphone interface 509 receives and processes, in a conventional manner, the sound data generated by the image and sound processing unit 510. The interface 509 generates a signal for each of the loudspeaker speakers. The signals are sent to the sound device via the connection interface 520. The person controlling the control device 2 can also speak to the diver via a microphone 503. The sound signal is sent to the sound device housed in the diving helmet 100 via the 509 microphone interface.
Il apparaîtra évident pour l'homme du métier que la présente invention n'est pas limités aux exemples illustrés et décrits ci-dessus. L'invention comprend chacune des caractéristiques nouvelles ainsi que leur combinaison. La présence de numéros de référence ne peut être considérée comme limitative. L'usage du terme « comprend » ne peut en aucune façon exclure la présence d' autres éléments autres que ceux mentionnés. L'usage de l'article défini « un » pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments. La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the illustrated examples and described above. The invention comprises each of the novel features as well as their combination. The presence of reference numbers can not be considered as limiting. The use of the term "includes" in no way excludes the presence of other elements other than those mentioned. The use of the definite article "a" to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements. The present invention has been described in relation to specific embodiments, which have a purely illustrative value and should not be considered as limiting.

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement pour la simulation en milieu aquatique de voyage dans l'espace, cet équipement comprenant une combinaison de plongée étanche (200), un casque de plongée (100) étanche et des premiers moyens (110, 113) de fixation étanche pour la fixation étanche et de façon amovible du casque (100) à la combinaison (200), cet équipement étant caractérisé en ce qu'il comprend: - un dispositif (116) de visualisation d'images tridimensionnelles apte à être disposé à l'intérieur du casque et un dispositif de positionnement (127) de ce dispositif de visualisation (116) par rapport aux yeux d'un utilisateur; - au moins un câble d'alimentation et/ou de transmission de signaux dont une première extrémité est apte à être connectée au dispositif de visualisation (116);1. Equipment for aquatic simulation of space travel, this equipment comprising a dry diving suit (200), a diving helmet (100) sealed and first means (110, 113) of watertight fastening for the releasably and removably fastening the helmet (100) to the suit (200), this equipment being characterized in that it comprises: - a device (116) for displaying three-dimensional images that can be arranged inside the a headset and a positioning device (127) for this display device (116) relative to the eyes of a user; at least one power supply and / or signal transmission cable whose first end is capable of being connected to the display device (116);
- au moins une ouverture dotée d' un dispositif de connexion étanche pour le passage de façon étanche d'au moins un câble entre l'extérieur et l'intérieur de l'équipement, le câble d'alimentation et/ou de transmission de signaux passant à travers l'ouverture de l'équipement vers l'extérieur de celui-ci ;at least one opening provided with a sealed connection device for sealingly passing at least one cable between the outside and the inside of the equipment, the supply and / or signal transmission cable passing through the opening of the equipment to the outside of it;
- un dispositif d'alimentation en air ; - un dispositif de manœuvres virtuelles étanche actionnable par l'utilisateuran air supply device; - a user-friendly, user-friendly, waterproof maneuvering device
- un dispositif générateur de signaux électroniques (508) apte à générer des images restituant un environnement spatial virtuel ; - un dispositif de traitement des signaux (505) émis par le dispositif de manœuvres virtuelles apte à faire varier la position virtuelle de l'utilisateur par rapport à son environnement spatial virtuel. an electronic signal generating device (508) capable of generating images rendering a virtual spatial environment; a signal processing device (505) emitted by the virtual maneuvering device capable of varying the virtual position of the user with respect to his virtual spatial environment.
2. Equipement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la combinaison de plongée (200) comprend des moyens d'ajustement (305) permettant de faire correspondre le métacentre et le centre de gravité de l'utilisateur lorsque celui-ci est équipé de son équipement et de leur assurer une flottabilité neutre .2. Equipment according to claim 1 characterized in that the diving suit (200) comprises adjustment means (305) for matching the metacentre and the center of gravity of the user when it is equipped with its equipment and provide them with neutral buoyancy.
3. Equipement selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le casque de plongée (100) comprend au moins un deuxième moyen de fixation pour la fixation d'au moins une partie du dispositif de visualisation à l'intérieur du casque.3. Equipment according to claim 1 or 2 characterized in that the diving helmet (100) comprises at least a second fixing means for fixing at least a portion of the display device inside the helmet.
4. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif de connexion étanche comprend un moyen de connexion étanche pour la connexion étanche d'un tube à l'extérieur du casque (100) au niveau de l'ouverture du casque.4. Equipment according to any one of claims 1 to 3 characterized in that the sealed connection device comprises a sealed connection means for the sealed connection of a tube outside the helmet (100) at the level of the opening the helmet.
5. Equipement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en air est une pompe externe à laquelle le casque (100) est relié, ce casque comprenant au moins une ouverture comprenant un dispositif de connexion étanche pour une connexion d'un tube d'arrivée d'air et/ou d'un tube de sortie d'air.5. Equipment according to any one of claims 1 to 4 characterized in that the air supply device is an external pump to which the helmet (100) is connected, the helmet comprising at least one opening comprising a connection device sealed for connection of an air inlet tube and / or an air outlet tube.
6. Equipement selon la revendication 5 caractérisé en ce que la combinaison de plongée comprend :6. Equipment according to claim 5 characterized in that the diving suit comprises:
- un col comportant un moyen élastique pour permettre une fermeture étanche au niveau du cou du plongeur ; des manches dont l'extrémité comporte un moyen élastique pour permettre une fermeture étanche au niveau des poignets ;- A collar comprising an elastic means to allow sealing at the neck of the plunger; sleeves whose end comprises an elastic means to allow a tight closure at the wrists;
- au moins une valve pour permettre l'entrée d'air à l'intérieur de la combinaison, et comportant un moyen de connexion à un tuyau d'arrivée d'air, de façon à contrôler la pression à l'intérieur de la combinaison (200) de façon indépendante de la pression à l'intérieur du casque (100) .at least one valve for allowing the entry of air inside the combination, and comprising means for connecting to an air inlet pipe, so as to controlling the pressure inside the suit (200) independently of the pressure inside the helmet (100).
7. Equipement selon l'une quelconque des revendication 5 ou 6 caractérisé en ce que la pression à l'intérieur de la combinaison (200) en utilisation est supérieure à 1 atm, et est de préférence égale à 1.2 atm.7. Equipment according to any one of claims 5 or 6 characterized in that the pressure inside the combination (200) in use is greater than 1 atm, and is preferably equal to 1.2 atm.
8. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu' il comprend au moins un capteur de mouvement disposé à l'intérieur du casque et/ou à l'intérieur de la combinaison.8. Equipment according to any one of the preceding claims characterized in that it comprises at least one motion sensor disposed within the helmet and / or inside the combination.
9. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu' il comporte des gants virtuels (400) étanches comprenant au moins une interface haptique et/ou au moins un capteur de mouvement et/ou au moins un manche à balai (« joystick ») .9. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises virtual gloves (400) sealed comprising at least one haptic interface and / or at least one motion sensor and / or at least one joystick ( "Joystick").
10. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de visualisation (116) est un dispositif de visualisation stéréoscopique .10. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the display device (116) is a stereoscopic display device.
11. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu' il comprend au moins une interface de communication centralisée disposée à l'intérieur de l'équipement à laquelle est connecté au moins un des dispositifs électroniques de l'équipement, l'interface de communication comprenant un câble unique pour la transmission de signaux passant à travers l'ouverture étanche 119 de l'équipement vers l'extérieur de celui-ci. 11. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one centralized communication interface disposed inside the equipment to which at least one of the electronic devices of the equipment is connected. communication interface comprising a single cable for the transmission of signals passing through the sealed opening 119 of the equipment to the outside thereof.
12. Equipement selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de traitement des signaux émis par le dispositif de manœuvres virtuelles comprend un calculateur intégré au programme qui calcule la façon dont s'effectuerait dans l'espace un mouvement correspondant à une impulsion de commande déterminée, ce calculateur commandant le mouvement relatif tel qu' il apparaît au spationaute dans le dispositif de visualisation d'images tridimensionnelles, le dit calculateur intégrant les équations de mouvement d'un corps rigide en 1 ' absence de forces de frottement et de gravité extérieures afin de présenter un gain de signal de réalité virtuelle amplifiant les mouvements de l'utilisateur pour les transposer à des conditions réalistes dans l'espace virtuel.12. Equipment according to any one of the preceding claims, characterized in that the signal processing device emitted by the virtual maneuvering device comprises a computer integrated in the program which calculates the manner in which a movement corresponding to a determined control pulse would take place in space, this computer controlling the relative movement as it appears to the astronaut in the three-dimensional image display device, the said integrating calculator the equations of motion of a rigid body in the absence of external friction and gravity forces to present a virtual reality signal gain amplifying the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space .
13. Equipement selon la revendication 12 caractérisé en ce que le calculateur comprend des moyens de modulation permettant de moduler le gain de signal de réalité virtuelle amplifiant les mouvements de l'utilisateur pour les transposer à des conditions réalistes dans l'espace virtuel de façon à atténuer leur effet perturbant.13. Equipment according to claim 12 characterized in that the computer comprises modulation means for modulating the virtual reality signal gain amplifying the user's movements to transpose them to realistic conditions in the virtual space so as to mitigate their disruptive effect.
14. Casque étanche pour la simulation en milieu aquatique de voyages dans l'espace, ce casque comprenant un premier moyen de fixation étanche pour la fixation étanche et de façon amovible du casque à une combinaison de plongée, caractérisé en ce que ce casque est aveugle et qu' il comprend au moins une ouverture comprenant un dispositif de connexion étanche pour le passage de façon étanche d'au moins un câble entre l'extérieur et l'intérieur du casque.14. Waterproof helmet for the simulation in the aquatic environment of travel in space, this helmet comprising a first waterproof fastening means for the waterproof and detachable attachment of the helmet to a diving suit, characterized in that this helmet is blind and that it comprises at least one opening comprising a sealed connection device for sealingly passing at least one cable between the outside and the inside of the helmet.
15. Casque selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il comprend au moins un deuxième moyen de fixation d'au moins une partie d'un dispositif de visualisation à l'intérieur du casque.15. Helmet according to claim 14 characterized in that it comprises at least a second means for fixing at least a portion of a display device inside the helmet.
16. Casque selon l'une des revendications 14 ou 15 caractérisé en ce que le dispositif de connexion étanche comporte un moyen de connexion étanche pour la connexion étanche d'un tube à l'extérieur du casque au niveau l'ouverture du casque.16. Helmet according to one of claims 14 or 15 characterized in that the waterproof connection device comprises a sealed connection means for the sealed connection of a tube outside the helmet at the opening of the helmet.
17. Casque selon l'une des revendications 14 à 16 caractérisé en ce qu' il comprend une zone permettant préserver la partie électronique d'éventuels fluides corporels et/ou de recueillir les dits fluides corporels. 17. Helmet according to one of claims 14 to 16 characterized in that it comprises a zone for preserving the electronic portion of possible body fluids and / or to collect said body fluids.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009029657A2 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Quan Xiao Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
WO2010105499A1 (en) * 2009-03-14 2010-09-23 Quan Xiao Methods and apparatus for providing user somatosensory experience for thrill seeking jumping like activities
CN103218929A (en) * 2013-03-19 2013-07-24 哈尔滨工业大学 In-spaceport-bin navigation analogy method and system based on head-down bed resting
USRE45525E1 (en) 2007-08-27 2015-05-19 Soarealm, Inc. Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
CN104808510A (en) * 2015-02-16 2015-07-29 中国航天员科研训练中心 Virtual astronaut multilayer movement control simulation method
US9500868B2 (en) 2014-07-10 2016-11-22 Honeywell International Inc. Space suit helmet display system
CN106697231A (en) * 2016-11-30 2017-05-24 广东中科国志科技发展有限公司 Underwater virtual reality wearable system
US9848127B2 (en) 2015-07-14 2017-12-19 Honeywell International Inc. System and method for a compact display

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3720208A (en) 1969-10-24 1973-03-13 Nasa Underwater space suit pressure control regulator
US5320538A (en) * 1992-09-23 1994-06-14 Hughes Training, Inc. Interactive aircraft training system and method
JPH07285500A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> Method and device for training adaptable sense to space
FR2779657A1 (en) * 1998-06-16 1999-12-17 Jean Pierre Cano Diving helmet with increased internal volume
JP2002220100A (en) 2001-01-22 2002-08-06 Takeshi Saotome Pseudo space experience system
EP1434187A2 (en) * 2002-12-26 2004-06-30 Alain Dinis Scuba diving simulator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3720208A (en) 1969-10-24 1973-03-13 Nasa Underwater space suit pressure control regulator
US5320538A (en) * 1992-09-23 1994-06-14 Hughes Training, Inc. Interactive aircraft training system and method
JPH07285500A (en) * 1994-04-18 1995-10-31 Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> Method and device for training adaptable sense to space
FR2779657A1 (en) * 1998-06-16 1999-12-17 Jean Pierre Cano Diving helmet with increased internal volume
JP2002220100A (en) 2001-01-22 2002-08-06 Takeshi Saotome Pseudo space experience system
EP1434187A2 (en) * 2002-12-26 2004-06-30 Alain Dinis Scuba diving simulator

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009029657A2 (en) * 2007-08-27 2009-03-05 Quan Xiao Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
WO2009029657A3 (en) * 2007-08-27 2009-05-14 Quan Xiao Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
US8195084B2 (en) 2007-08-27 2012-06-05 Quan Xiao Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
USRE45525E1 (en) 2007-08-27 2015-05-19 Soarealm, Inc. Apparatus and method of simulating a somatosensory experience in space
WO2010105499A1 (en) * 2009-03-14 2010-09-23 Quan Xiao Methods and apparatus for providing user somatosensory experience for thrill seeking jumping like activities
CN103218929A (en) * 2013-03-19 2013-07-24 哈尔滨工业大学 In-spaceport-bin navigation analogy method and system based on head-down bed resting
US9500868B2 (en) 2014-07-10 2016-11-22 Honeywell International Inc. Space suit helmet display system
CN104808510A (en) * 2015-02-16 2015-07-29 中国航天员科研训练中心 Virtual astronaut multilayer movement control simulation method
CN104808510B (en) * 2015-02-16 2017-07-21 中国航天员科研训练中心 The multi-level motion control emulation mode of virtual spacefarer
US9848127B2 (en) 2015-07-14 2017-12-19 Honeywell International Inc. System and method for a compact display
CN106697231A (en) * 2016-11-30 2017-05-24 广东中科国志科技发展有限公司 Underwater virtual reality wearable system

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BE1017203A6 (en) 2008-04-01

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