Contribution à l'étude des retours haptique et pseudo-haptique et de leur impact sur les simulations d'opérations de montage/démontage en aéronautique

Contribution to the study of haptic and pseudo-haptic feedbacks and their impact on simulations of assembly and maintenance operations in aeronautics

• Auteur / Autrice : Anatole Lécuyer
• Direction : Philippe Coiffet, Sabine Coquillart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

Industrie aéronautique

Perception visuelle

Simulation par ordinateur

Toucher

Mots clés libres

@Retour d'effort

@Systeme de réalité virtuelle

@Perception haptique

Résumé

Les retours sensoriels provenant d'un système de Réalité Virtuelle (RV) peuvent permettre de faciliter l'interaction et l'immersion d'un utilisateur dans le monde virtuel. Ainsi, dans le secteur aéronautique, les retours sensoriels de type haptique (relatif au canal du toucher) sont pressentis comme pouvant améliorer les conditions de simulation des opérations de montage et de démontage en RV. Nous commençons par proposer un nouveau concept de retour haptique : le retour pseudohaptique. Celui-ci consiste à jouer sur le couplage entre le retour visuel de la scène virtuelle et une information haptique passive provoquée par une action de l'utilisateur. Ce retour génère des illusions haptiques que nous étudions sous différents aspects. Un travail de prototypage des solutions est ensuite mené pour répondre aux besoins en retour haptique dans le domaine des simulations d'opérations de montage/démontage aéronautiques. Une première solution est basée sur l'utilisation d'un stylo à retour d'effort. Celle-ci fait notamment appel à une technique d'interaction haptique visant à transposer la notion de couple, ainsi qu'à un rendu haptique des collisions. Une deuxième plate-forme est développée afin d'évaluer de manière quantitative l'apport d'une information haptique de collision dans une simulation de montage en RV. L'environnement de test proposé repose sur l'interfaçage d'un plan de travail virtuel avec une poignée haptique portable. Nous pouvons ainsi analyser l'influence des différents retours sensoriels de l'environnement sur les performances de l'utilisateur.

Sensory feedbacks provided by a system of Virtual Reality (VR) improve the interaction and the immersion of a user into the virtual world. In aeronautics, a sensory feedback on the haptic mode is perceived as being able to improve the conditions of simulation of assembly and maintenance operations in VR. First we propose a new concept of haptic feedback: the pseudo-haptic feedback. This concept consists in exploiting the coupling between the visual feedback of the virtual scene and a passive haptic information generated by an action of the user. The pseudo-haptic feedback generates haptic illusions which are studied in detail. Then two different prototypes are developed to provide for the need for haptic feedback in simulations of assembly and maintenance operations in aeronautics. A first prototype uses a forcefeedback pen. It necessitates a haptic interaction technique aiming at transposing the missing torques as well as a haptic rendering of the collisions. A second prototype is developed in order to evaluate quantitatively the influence of the haptic information of collision in the course of the simulation of an assembly operation in VR. This benchmark uses a 2-screen workbench and a wearable haptic handle. Thanks to this prototype, it is thus possible to analyze the influence of the various sensory feedbacks of the environment on the results of the user.