Brevet FR2561050A1 — publié le 19850913

PROCEDE DE SURVEILLANCE DES DEPLACEMENTS DE VEHICULES, A PARTIR D'UNE STATION CENTRALE La présente invention concerne un procédé de surveillance des déplacements des véhicules, à partir d'une station centrale. Elle s'applique à la surveillance de dépla- cements de véhicules transportant des matières dange- reuses ou précieuses, sur un territoire même assez vaste. Ce procédé permet une transmission immédia- te et hautement fiable de différentes alarmes surve- nant à bord de chaque véhicule, notamment d'arrêt, de panne ou en cas de prise à partie de celui-ci par des éléments hostiles. L'invention permet aussi une liai- son phonique bilatérale entre le véhicule et la sta- tion centrale. A chaque instant le véhicule est loca- lisé avec une grande précision, en latitude et en lon- gitude, et le kilométrage parcouru depuis son point de départ, est indiqué à la station centrale qui peut mémoriser ces données au cours du temps. On ne connaît pas actuellement de procédé de surveillance des déplacements des véhicules, qui soit très précis. Le procédé le plus connu, mais qui malheureusement n'est pas très performant, consiste à transmettre à une station centrale, l'indicatif du vé- hicule, le kilométrage parcouru par prélèvement de l'information kilométrique sur la boite de vitesse du véhicule, ainsi que des alarmes éventuelles à bord du véhicule. Ce procédé ne permet pas de localiser le véhicule avec précision en latitude et en longitude. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et notamment de fournir un procédé per- formant de surveillance des déplacements de véhicules. Selon ce procédé, chaque véhicule en déplacement émet vers une station centrale d'émission-réception et de vers une station centrale d'émissionréception et de traitement de signaux, un code d'identification du vé- hicule, le kilométrage parcouru à partir d'une station de départ, des alarmes éventuelles à bord du véhicule, les coordonnées très exactes du véhicule repérées en latitude et en longitude. Ce procédé permet également une liaison phonique bilatérale entre la station cen- trale et chacun des véhicules sous surveillance. L'invention a pour objet un procédé de sur- veillance de déplacements de véhicules à partir d'une station centrale d'émission-réception et de traite- ment, consistant à repérer les coordonnées réelles de chaque véhicule, en latitude et longitude, ainsi que les instants auxquels chaque véhicule occupe ces coor- données, ces coordonnées réelles étant obtenues par correction automatique des coordonnées approximatives des véhicules, fournies par des moyens embarqués sur chaque véhicule permettant la réception et le traite- ment de signaux de repérage émis par des stations du réseau oméga mondial, les moyens d'émission embarqués émettant vers la station centrale, des signaux corres- pondant aux coordonnées réelles, la correction automa- tique des coordonnées étant effectuée à partir de si- gnaux de correction fournis par des récepteurs de cor- rection situés à proximité de balises fixes d'émission de radionavigation ayant des coordonnées fixes connues en latitude et longitude, le récepteur de correction à proximité de chaque balise recevant les signaux émis par les stations du réseau oméga mondial et traitant ces signaux pour calculer les différences entre les phases approximatives des signaux reçus du réseau omé- ga mondial, et les phases réelles de ces signaux, des signaux de correction étant émis sous forme de signaux codés de correction, sur l'onde porteuse émise par la balise, vers les moyens embarqués de réception de cha- que véhicule, les moyens embarqués d'émission corres- pondants transmettant à la station centrale les coor- données réelles du véhicule, des moyens de réception et de traitement de la station centrale fournissant les coordonnées réelles de véhicules en fonction du temps. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, les instants correspondant aux coordonnées des véhicules sont fournis par une horloge émettrice de précision, captée par les moyens embarqués de récep- tion, cette horloge synchronisant les moyens d'émis- sion et de réception embarqués des véhicules, les moyens d'émission embarqués émettant des séquences de signaux présentant pour les différents véhicules, des périodes entrelacées. Selon une autre caractéristique, le procédé permet, grâce aux moyens d'émission embarqués sur cha- que véhicule, d'émettre vers la station centrale des signaux codés indiquant un numéro d'identification du véhicule. Selon une autre caractéristique, après cha- que séquence de signaux pour chaque véhicule est pré- vue une période de communication bilatérale en phonie entre le véhicule et la station centrale et récipro- quement. Selon une autre caractéristique, ce procédé consiste, grâce aux moyens d'émission embarqués sur chaque véhicule, à émettre vers la station centrale, des signaux codés indiquant des alarmes éventuelles à bord du véhicule. Selon une autre caractéristique, le procédé permet aussi, grâce aux moyens d'émission embarqués sur chaque véhicule à émettre vers la station centra- le, des signaux codés indiquant la distance parcourue par le véhicule depuis son départ. Les caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement un ensemble de moyens d'émission et de réception situés à bord du véhicule, dans la station centrale, ainsi qu'en différents points du territoire sur lequel se déplace le véhicule, ces moyens permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention, - la figure 2 est un chronogramme qui permet de mieux comprendre l'entrelacement des signaux d'émission-réception échangés entre chacun des véhi- cules sous surveillance et la station centrale au cours de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. La figure 1 représente schématiquement les principaux moyens qui permettent de mettre en oeuvre le procédé de l'invention; ces moyens sont installés à bord de chaque véhicule, dans la station centrale, ainsi qu'en différents points du territoire sur lequel les véhicules se déplacent et doivent être surveillés. Le procédé consiste, dans une station centrale 1 d'émission-réception et de traitement, de repérer les positions ou coordonnées réelles et précises de chaque véhicule, en latitude et en longitude, ainsi que les instants auxquels le véhicule occupe ces positions. Cette position est obtenue par correction automatique des positions approximatives qu'occupe chaque véhicu- le; les positions approximatives ainsi que leurs va- leurs respectives de correction, sont fournies par des moyens 2 d'émission-réception et de traitement de si- gnaux, embarqués à bord de chaque véhicule. Ces moyens embarqués d'émission-réception et de traitement per- mettent, comme on le verra plus loin en détail, de transmettre, pour chaque véhicule, vers la station centrale, des signaux correspondant aux coordonnées réelles du véhicule, obtenues à partir des signaux fournis par des stations du réseau oméga mondialo Les signaux représentant les valeurs de correction automa- tique des coordonnées, proviennent d'un récepteur de correction de position 3, situé à proximité de chaque balise fixe d'émission, d'un réseau de balises de ra- dionavigation; ces balises occupent des positions fixes de coordonnées, connues très précisément, en la- titude et en longitude. Un récepteur 3 de correction, situé à proximité de chaque balise, reçoit les signaux émis par les stations du réseau oméga mondial et trai- te ces signaux pour calculer la position estimée de la balise, repérée à partir des émissions des stations du réseau oméga mondial. Le récepteur 3 de correction calcule les différences entre les phases approximati- ves et les phases réelles des signaux oméga. Les si- gnaux de correction correspondants sont émis, sous forme codéé, sur l'onde porteuse des signaux émis par la balise, vers des moyens de réception 5, embarqués sur chaque véhicule. Des moyens embarqués d'émission 6 transmettent vers des moyens de réception 7 de la sta- tion centrale, des signaux codés correspondant aux coordonnées réelles du véhicule, obtenues grâce aux moyens de réception embarqués 5. La station centrale comprend elle aussi des moyens de traitement 9. Les moyens de traitement embarqués 8 reliés aux moyens de réception embarqués 5 permettent aussi de décoder les signaux reçus des récepteurs 3 de traitement reliés aux balises émettrices 4, de coder les signaux trans- mis à l'émetteur embarqué 6 (positions corrigées des véhicules en longitude et latitude). Dans la station centrale, les moyens de traitement 9, reliés aux moyens de réception 7 de la station centrale 1, per- mettent notamment de décoder les signaux provenant des moyens d'émission embarqués 6. Ces moyens de traite- ment présentent des sorties qui peuvent être reliées par exemple à une imprimante 10 permettant de visuali- ser au cours du temps, les déplacements des véhicules. La station centrale 1 comprend en outre des moyens d'émission 11 dont le rôle sera précisé plus loin en détail. Sur cette figure on a désigné par 12, 13, 14 les antennes reliées respectivement aux moyens-d'émis- sion 11 de la station centrale, auxmoyens d'émission 6 embarqués, et à chaque balise émettrice 4. On a désigné par 15, 16, 17 les antennes de réception reliées respectivement aux moyens de récep- tion 7 de la station centrale, aux moyens de réception embarqués, et aux moyens de réception et de traite- ment 3 reliés aux balises 4. Les moyens de réception 7, et d'émission 11, de la station centrale, sont reliés à un système de communication phonique bilatérale 18. De la même ma- nière, les moyens embarqués d'émission-réception 5, 6, sont eux aussi reliés à un moyen de communication pho- nique bilatérale 19. Ces moyens de communication pho- nique permettent, dans des conditions qui seront dé- crites plus loin en détail, d'établir des communica- tions phoniques entre chaque véhicule et la station centrale, pendant des périodes prédéterminées et sur des fréquences prédéterminées. Le réseau oméga mondial est un système mon- dial de radionavigation permettant aux navires et aux avions par exemple, de se repérer grâce aux mesures de phase de signaux émis par huit stations réparties au- tour du globe terrestre. Ce réseau répond parfaitement aux critères que les experts internationaux réclament, notamment pour le repérage mondial des véhicules mari- times et aériens. La précision de ce repérage n'est cependant pas parfaite puisqu'elle est de l'ordre de 5 miles nautiques. On voit aisément que ce système de repérage est insuffisant pour des véhicules terrestres transportant des matières dangereuses ou précieuses, qui doivent être repérés avec beaucoup plus de préci- sion. Comme dans tout système à mesure de phase, la combinaison des signaux provenant des stations émet- trices du réseau oméga mondial, détermine des familles d'hyperboles qui permettent à un navigateur de se po- sitionner à partir de cartes spéciales. Les récepteurs automatiques affichent directement la position en la- titude et longitude avec l'imprécision indiquée plus haut. Cette imprécision est essentiellement due aux perturbations dans la propagation des signaux de repé- rage émis par les stations émettrices du réseau oméga mondial, à très basse fréquence. Ces perturbations sont dues essentiellement à la conductivité du sol (terre, mer ou glace), à la hauteur de la couche ioni- sée de l'atmosphère, aux effets des rayonnements so- laires, etc... De ces perturbations il en résulte des temps réels de parcours des ondes, très différents de ceux qui correspondent normalement aux distances qui séparent un récepteur des stations émettrices. On voit qu'il est nécessaire d'apporter des corrections aux valeurs des longitudes et latitudes obtenues par la réçeption des signaux du réseau oméga mondial. Ces corrections peuvent être effectuées soit à l'aide de tables spéciales précalculées, qui sont longues à uti- liser et qui ne permettent pas un repérage en temps réel, soit par l'utilisation d'un procédé complexe qui consiste à déterminer la correction la plus probable, à partir d'un traitement effectué sur des mesures pro- venant des trois fréquences oméga mondial (10,2 kHz, 13,6 kHz, 11,33 kHz). Les coordonnées d'un point à partir du réseau oméga mondial sont obtenues par trai- tement des phases des signaux provenant des stations de ce réseau. A cause des perturbations mentionnées plus haut, les phases obtenues sont approximatives, et les coordonnées du point sont elles aussi par consé- quent, approximatives. Le procédé de l'invention permet d'effec- tuer ces corrections en temps réel, grâce à des moyens de réception et de traitement situés à proximité de balises de radionavigation, localisées sur le terri- toire o se déplacent les véhicules à surveiller. Ces balises de radionavigation permettent normalement aux navires de se repérer par radiogoniométrie. Elles sont situées en France, à proximité des côtes. Elles émet- tent des signaux dans la gamme de fréquence s'étendant de 285 à 425 kHz. Afin d'améliorer la couverture du territoire français par ces balises, une balise ter- restre a été équipée des moyens de correction mention- nés plus haut. Les récepteurs de correction reliés à chaque balise, reçoivent les signaux du réseau oméga mondial et observent les différences entre les phases réelles et les phases approximatives de ces signaux. Il est alors possible grâce aux moyens de traitement de ces récepteurs, de calculer les corrections à apporter aux localisations approximatives des véhicules, obtenues par le traitement des signaux du réseau oméga mondial. Ces signaux codés de correction indiquant à chaque instant les erreurs de positionnement (coordonnées en latitude et longitude) obtenues sur un territoire don- né couvert par les balises, permettent à tout véhicule repérant sa position sur les signaux du réseau oméga mondial, de trouver sa position réelle ou corrigée. Ces signaux codés de correction sont comme indiqué plus haut, émis sur l'onde porteuse des signaux de balises, en direction des moyens de réception 5 de - chaque véhicule. Les moyens de réception 5 embarqués reçoi- vent ces signaux, corrigent la position approximative pour obtenir la position corrigée ou réelle (coordon- nées en latitude et longitude) et, après un transcoda- ge éventuel par les moyens de traitement 8, transmet- tent aux moyens d'émission 6, des signaux représenta- tifs de cette position réelle. Les moyens de réception reçoivent également des signaux fournis par une hor- loge émettrice de précision 21. Cette horloge permet notamment de synchroniser les moyens d'émission et de réception embarqués, ainsi que les moyens d'émission et de réception de la station de surveillance. Elle permet aussi de connaître avec précision l'instant o chaque véhicule a émis des signaux codés. Elle syn- chronise une horloge de bord du véhicule (non repré- sentée). Elle permet enfin, comme on le verra plus loin en détail, de déterminer entre les différents vé- hicules, des périodes entrelacées de signaux d'émis- sion et de réception. Les moyens embarqués de traite- ment 8 permettent également de coder des signaux reçus sur des entrées 20 et qui peuvent représenter par exemple, le numéro d'identification de chaque véhicule ainsi que des alarmes survenant à bord de ce véhicule. Ces alarmes peuvent être un arrêt anormal du véhicule, l'absence de numéro d'identification par suite de la non introduction d'une clef de sécurité dans un systè- me d'alarme de bord, le décrochage éventuel d'une re- morque reliée à ce véhicule, etc... Ces signaux codés d'identification- et d'alarmes sont transmis aux moyens , 6 embarqués d'émission-réception, pour être émis vers les moyens de réception 7 de la station centrale 1. Les moyens 18, 19 permettant d'établir des communi- cations phoniques bilatérales entre chaque véhicule et la station centrale sont commandés par les moyens de traitement respectifs 8, 9 en fonction des fréquences prédéterminées d'émission et de réception phoniques bilatérales choisies pour chaque véhicule. Ces commu- nications phoniques bilatérales peuvent être établies après chaque séquence de signaux émis par les véhicu- les vers la station centrale. Comme les périodes de transmission de ces signaux sont entrelacées pour les différents véhicules, il est évidemment nécessaire que les moyens de traitement 9 et de la station centrale et des véhicules, synchronisés par les signaux de l'horloge 21, interviennent pour indiquer les périodes possibles de communication phonique, d'une façon qui sera décrite plus loin en détail. Chaque véhicule transmet aussi à chaque instant et à partir d'indica- tions fournies par le compteur kilométrique de bord de chaque véhicule la distance parcourue par rapport au point de départ du véhicule. La station centrale comprend elle aussi un récepteur de correction 22, analogue à celui qui exis- te à proximité de chaque balise, pour effectuer les corrections mentionnées plus haut, en cas de panne d'un récepteur de correction proche d'une balise. Une alarme peut intervenir lorsqu'une telle panne se pro- duit. La figure 2 est un chronogramme des signaux transmis par les différents véhicules vers la station centrale. On a supposé sur ce chronogramme que la sta- tion centrale doit surveiller 36 véhicules. Ce chrono- gramme s'étend, pour chaque véhicule, par exemple sur un temps t de 10 min, on suppose que les véhicules sous surveillance sont les véhicules n 2, n 7, n 23 et n 36. Si l'on considère par exemple le véhicule n 2 sous surveillance, les références F1, F2, F3, F4, F5, F6, désignent les fréquences auxquelles sont transmis les signaux indiquant les positions de ce véhicule, obtenues à partir du réseau oméga mondial, le numéro d'identification du véhicule, les kilomètres parcou- rus et les différentes alarmes. Pour ce véhicule, les signaux de fréquence F1, F2,..., F6, sont émis vers les moyens de réception de la station centrale respec- tivement entre les instants 5 secondes et 10 secondes, une minute cinq secondes, 1 minute 10 secondes,... 5 minutes 5 secondes et 5 minutes 10 secondes. Des sé- quences d'alarme éventuelles sont ensuite transmises respectivement entre les instants 30 secondes et 1 mi- nute, 1 minute 30 secondes et 2 minutes,... 4 minutes secondes et 5 minutes. Enfin, une séquence de tests des moyens de réception du véhicule peut être transmi- se entre les instants 5 minutes 30 secondes et 6 minu- tes. Pour ce véhicule, ainsi que pour tous les autres véhicules, une période de communication phonique bila- térale avec la station centrale, d'une durée de 4 mi- nutes par exemple, est prévue entre les instants 6 minutes et 10 minutes. La station centrale indique au véhicule considéré, grâce à ses moyens d'émission 11, sur quelle fréquence la communication phonique bilaté- rale peut être établie. Dans les séquences d'alarmes, les nombres 4, 1, 3, 5, 2, 6 désignent l'ordre des fréquences. Comme indiqué plus haut, les moyens d'émis- sion embarqués 6, commandés par les moyens de traite- ment 8, synchronisés par l'horloge 21, émettent des séquences de signaux de période entrelacée. C'est ain- si par exemple que le véhicule n 7, émet successive- ment les signaux de positionnement sur les fréquences successives F2, F3, F4, F5, F6, Fl. Ces signaux sont émis respectivement entre les instants 0 et 5 secon- des, 1 minute et 1 minute 5 secondes,..., 5 minutes et 5 minutes 5 secondes. Les séquences d'alarmes quant à elles, sont émises aux mêmes instants que pour le véhicule n 2, mais avec un code différent qui est ici 652413 par exemple. La séquence de test est elle aussi émise aux mêmes instants que pour le véhicule n 2. La période de communication phonique intervient elle aus- si entre les mêmes instants que pour le véhicule n 2. On ne décrira pas de façon plus détaillée les signaux émis par les deux autres véhicules qui portent les numéros 23 et 36 par exemple. On remarquera simplement l'entrelacement des périodes d'émission des signaux de positionnement et de repérage temporel émis par ces véhicules. Le procédé de l'invention permet bien d'ob- tenir les buts mentionnés plus haut: les positionne- ments rigoureux des véhicules par corrections des po- sitions instantanées approximatives de chaque véhicu- le, la transmission de séquences d'alarmes, ainsi que la possibilité de communications phoniques bilatéra- les. 6105o REVENDICATIONS 1. Procédé de surveillance des déplacements de véhicules à partir d'une station centrale (1) d'émission-réception et de traitement, consistant à repérer les coordonnées réelles de chaque véhicule, en latitude et longitude, ainsi que les instants auxquels chaque véhicule occupe ces coordonnées, ces coordon- nées réelles étant obtenues par correction automatique des coordonnées approximatives des véhicules, four- nies par des moyens (5) embarqués sur chaque véhicule, pour la réception et le traitement de signaux de repé- rage émis par des stations du réseau oméga mondial, des moyens d'émission embarqués (6) émettant vers la s station centrale (1), des signaux correspondant aux coordonnées réelles, la correction automatique des coordonnées étant effectuée à partir de signaux four- nis par des récepteurs (3) de corrections situés à proximité de balises fixes (4) d'émission de radiona- vigation, occupant des positions fixes de coordonnées connues en latitude et longitude, le récepteur de cor- rection (3) à proximité de chaque balise recevant les signaux émis par les stations du réseau oméga mondial et traitant ces signaux pour calculer les différences entre les phases réelles et les phases approximatives des signaux oméga mondial reçusen cette position de coordonnées connues, ces différences étant émises sous forme de signaux codés de correction, sur l'onde por- teuse émise par la balise, vers les moyens embarqués (5) de réception de chaque véhicule, les moyens embar- qués (6) d'émission correspondants transmettant à la station centrale (1), les signaux de coordonnées réel- les des véhicules, des moyens de réception (7) et de traitement (9) de la station centrale (1) fournissant les coordonnées réelles de véhicules à ces instants. 2. Procédé de surveillance selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que l'instant correspon- dant à chaque position de véhicule est fourni par une horloge émettrice (21) de précision, captée par les moyens embarqués de réception, cette horloge synchro- nisant les moyens d'émission (6) et de réception (5) embarqués des véhicules, les moyens d'émission embar- qués (6) émettant des séquences de signaux présentant pour les différents véhicules, des périodes entrela- cées. 3. Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il consiste en outre, grâce aux moyens d'émission-réception embarqués (5, 6) sur chaque véhi- cule, à émettre vers la station centrale (1), des si- gnaux codés indiquant un numéro d'identification du véhicule. 4. Procédé de surveillance selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce qu'après chaque séquence de signaux, pour chaque véhicule, est prévue une pé- riode de communication bilatérale en phonie entre le véhicule et la station centrale (1), et réciproque- ment. 5. Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il consiste, grâce aux moyens d'émis- sion-réception embarqués (5, 6) sur chaque véhicule, à émettre vers la station centrale (1), des signaux co- dés indiquant des alarmes éventuelles à bord du véhi- cule. 6. Procédé selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il consiste, grâce aux moyens d'émis- sion-réception embarqués (5, 6) sur chaque véhicule à émettre vers la station centrale, des signaux codés indiquant la distance parcourue par le véhicule depuis son départ. 7. Procédé selon la revendication 5, carac- térisé en ce que lesdites corrections sont effectuées dans la station centrale qui comprend en outre un ré- cepteur (22) de correction pour effectuer lesdites corrections en cas de panne du récepteur de correction situé à proximité d'une balise, une alarme étant pré- vue pour indiquer cette panne.