en fr Tactile Process Based on the Ultrasonic Diffraction Procédé Tactile à Diffraction Ultrasonore Report as inadecuate




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1 PIMM - Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux Paris

Abstract : This thesis is a contribution to the development of an acoustic tactile process based on the disturbance of Lamb waves making it possible to detect a simple or multitouch interaction on thin objects of various shapes. After studying the propagation of Lamb modes in thin objects such as a copper plate 450 µm thick, we show that the energy of antisymmetric Lamb modes is essentially related to the normal component of displacement and that it is easy to disturb bending waves either with a stylus based punctual touch or finger based surfacic touch, whereas in the case of a symmetric Lamb mode, energy is essentially due to the tangential mechanical component of displacement, therefore more difficult to disturb with a touch of the finger. Consequently, we have exploited the touch disturbed radiation of an acoustic bending wave and measured the disturbance of diffracted Lamb waves at one or two receiving points of the plate. Thus, a method based on the diffraction of Lamb waves has been proposed for the development of a compact, efficient and low cost tactile interface. This method named Amplitude Disturbed Diffraction Pattern ADDP method can be used to produce a tactile surface that can achieve a spatial resolution of the order of one millimeter and a response time of 10 ms. Two optimization methods are proposed to obtain near 100% correct localization. The proposed process and optimization methods have been tested on several kinds of objects made with different materials and forms. These realizations have shown satisfying performances in terms of form factor, consumption and reliability of localization of simple or plural contact points.

Résumé : Cette thèse est une contribution au développement d-un procédé tactile acoustique basé sur la perturbation des ondes de Lamb, permettant de détecter un toucher simple ou des touchers multiples sur des objets minces de forme quelconque. Après avoir étudié la propagation des modes de Lamb dans les objets minces par exemple les plaques de cuivre d-épaisseur 450 µm, nous avons observé, que l-énergie des ondes de Lamb antisymétriques était essentiellement due à la composante normale de déplacement et qu-il était aisé de perturber un mode de flexion par un toucher surfacique réalisé avec le doigt ou ponctuel avec la pointe d-un stylo, tandis que dans le cas d-un mode symétrique, l-énergie était essentiellement distribuée sur la composante de déplacement tangentielle et en conséquence plus difficilement perturbée par une interaction tactile. Nous avons en conséquence exploité le toucher sur une plaque mince perturbant le rayonnement d-une onde acoustique dans l-objet et réalisé en pratique une mesure de la perturbation d-un signal de diffraction des ondes de Lamb en un ou deux points récepteurs d-une plaque. Ainsi, une méthode de localisation basée sur la diffraction des ondes a été proposée, pour obtenir une interface tactile compacte, performante et faible coût. Cette méthode nommée méthode de la Figure de Diffraction Perturbée en Amplitude FDPA peut rendre une surface tactile avec une résolution spatiale de l-ordre du millimètre et un temps de réponse inférieur à 10 ms. Deux méthodes d-optimisation sont proposées pour obtenir un taux de localisation correcte proche de 100%. Le procédé tactile et les méthodes d-optimisation présentés dans cette thèse ont été testés sur plusieurs types d-objets, réalisés dans des matériaux différents et sous différentes formes géométriques. Ces réalisations ont montré des performances satisfaisantes en termes d-encombrement, de consommation et de fiabilité de localisation pour des touchers simples et multiples.

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Keywords : Lamb wave tactile process localization of touch multi-touch.

Mots-clés : Onde de Lamb procédé tactile localisation du toucher touchers multiples.





Author: Yuan Liu -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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