Brevet FR2609812A1 — publié le 19880722

La présente invention concerne un procédé de localisation d'éléments mobiles (piétons, véhicules, robots, ...) par voie hertzienne ou infra-rouge. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. De nombreux systèmes de localisation existent déjà : par satellites (non exploitables en temps réel), par balises émettrices (pour certaines applications pré-déterminées et très limitées), par passage sur des boucles (sur des voies réservées), ... Il n'existe pas actuellement de système permettant l'utilisation d'une infrastructure simple et peu onéreuse. Celle-ci apparait cependant indispensable dans l'avenir pour renseigner par exemple les futurs ordinateurs de bord de véhicules (gestion des plans de parcours), les centraux de gestion (parc de véhicules, personnels d'astreinte, ...), les centres de paiement automatique (péage automatique).Enfin les différents types de balises esistants nécessitent une infrastructure (source d'énergie électrique, positionnement très précis des cornets hyperfréquence en vis-à-vis,...) et fonctionnent de façon unilatérale (indication au véhicule de l'endroit où il se trouve OU identification d'un véhicule à destination d'une balise). Les figures 1 et 2 représentent les systèmes conventionnels : Figure 1 : système d'identification Figure 2 : système de localisation Dans un système à identification traditionnel (fig. 1) l'équipement mobile (2) n'est équipé que d'un émetteur (3), alors que l'équipement fixe (1) n'est équipé que d'un récepteur (4), Dans un système de localisation traditionnel (fig. 2), l'équipement fixe (1) n'est équipé que d'un émetteur (3) déclanché en permanence ou optionnellement par passage du mobile (2) sur une boucle enterrée (5), alors que l'équipement mobile (2) n'est équipé que d'un récepteur (4) relié lui-même à un équipement externe (@) La présente invention vise à réaliser un procédé et un dispositif de télécommunication qui permettent la reversibilité localisation/identification ainsi que l'établissement d'une infrastructure utilisable par des usagers multiples (fig. 3). Ce résultat est obtenu, grâce à l'invention, en effectuant automatiquement les opérations suivantes : a.- l'équipement (2) d'identification (toujours supposé mobi le) envoie cycliquement un message (7) permettant de l'identifier. b.- la réception de ce message (7) par l'équipement (1) de localisation (supposé fixe) provoque l'envoi par ce même équipement d'un message de localisation (8) c.- suivant une réalisation préférée du procédé, cette réponse, quand elle est reçue correctement par l'équipement d'identi fication, inhibe celui-ci pendant un temps pré-établi, permet tant l'interrogation par d'autres équipements d'identification Cette procédure est résumée figure 4. Il est à noter que seul un simple indice dans le message distingue les messages d'identification et ceux de localisation. Suivant une réalisation avantageuse de procédé, et pour éviter les collisions, les transmissions peuvent avoir lieu en mode simplex (une seule fréquence) et l'émission des équipements d'identification (7) peut être interdite lorsque cette fréquence est déjà occupée par un autre équipement d'identification, ainst que le montre la figure 5. Il est à noter que complémentairement au c.- ce n'est pas le réception d'une localisation (8) par l'équipement d'identification qui inhibe son émission, mais la corrélation entre la fin de cette émission (&alpha;) et la réception (ss) de la localisation correspondante (temps constant). Ce cas de figure étant très courant en mode simplex, il est très important de le prévoir pour permettre un suivi correct des identifications (fig. 4 à 7). Complémentairement, un filtrage des données (identification ou localisation) peut être prévu pour n'envoyer aux équipements extérieurs cablés qu'une seule fois la même information reçue (9). Suivant un second aspect de l'invention, l'infrastructure décrite précédemment peut servir à définir un réseau maillé, centralisé ou non (par liaison filaire ou hertzienne, ...) en tout ou en partie, plus ou moins dense suivant l'utilisation envisagée (ville ou campagne, ...), en prenant comme repères de base les numérations de plans type IGN (parcellaires, ...). De la même façon, on peut aussi rendre l'infrastructure maillée gestionnaire des identifications de véhicules (méthode inverse de celle exposée précédemment) : cela peut permettre par exemple le suivi d'un véhicule en temps réel, gérer des péages automatiques, . Le dispositif comprend avantageusement les deux types d'équipement suivants : - des balises (1) de localisation (fixes) - des balises (2) d'identification (mobiles) il est à noter que l'électronique (technologie) composant ces balises est le même pour les deux matériels : des fonctions peuvent être cablées différemment, ou n'être pas implantées suivant l'application envisagée. C'est le cas des exemples suivants : Figure 8 : - balise de localisation permanente : émet (3) en permanence et cycliquement (avec contrôle d'accès à la fréquence) son message de localisation. Le récep teur (4) n'est pas indispensable. Figure 9 : - balise de localisation sur boucle : émet (3) son message de localisation au passage d'un véhicule sur une boucle (5) enterrée (couplage possible avec commande de feu tricolore) Figure 10 : - balise de localisation déclanchée : n'émet (3) son message de localisation que sur réception (4) d'une identification de mobile (fonctionnement normal du procédé exposé précédemment. Figure 11 : - balise de localisation avec sortie extérieure : quelle que soit l'utilisation de cette balise, et si elle est équipée de l'option convenable, la réception (4) d'un message d'identification provoque automatiquement sa transmission vers un équipement (6) extérieur (réseau maillé : vers frontal d'ordinateur de gestion par exemple, ..., balise indépendante : vers un équi pement relié en local, pour sortie de ticket de péage par exemple,...) Figure 12 : - balise de localisation sans émetteur : seul le récep teur (4) de la balise est actif, et envoie les identifications reçues vers un équipement (6) externe (identification de passage par exemple ...) Figure 13 : - balise d'identification permanente : émet (3) en permanence et cycliquement (avec contrôle d'accès à la fréquence) son message d'identification (fonction nement normal du procédé exposé précédemment). Le récepteur (4) n'est indispensable que si l'on veut relier un équipement extérieur ( 6). Figure 14 : - balise d'identification déclanchée manuellement; n'émet (3) son message d'identification que sur commande de l'opérateur (commande de feu tricolore à distance par exemple, gestion de ronde gardiennage, ... ) Figure 15 : - balise d'identification déclanchée par le récepteur : n'émet (3) son message d'identification qu'à réception (4) d'un message de localisation. Figure 16 : - balise d'identification avec sortie extérieure : quel le que soit l'utilisation de cette balise, et si elle est équipée de l'option convenable, la réception (4) d'un message d'identification provoque automati quement sa retransmission vers un équipement (6) extérieur (vers ordinateur de bord, vers système de gestion de flotte via le radiotéléphone du véhicule, etc...). L'émetteur (3) n'est pas indispensable. Il est bien évident que tous les modes de fonctionnement exposés précédemment ne sont pas restrictifs, et que d'autres combinaisons restent possibles. On va maintenant décrire plus en détail les deux dispositifs dans leur réalisation préférée. A) BALISES FIXES (figure 17) Elles sont prévues pour être de faible coût, autonomes en énergie à priori, sans entretien et de mise en place très simple. Pour cela une réalisation intéressante du dispositif consiste en une borne enterrée (1) de forme cylindrique pour être facilement instal lée dans la chaussée grâce à une scie cloche. La seule partie dépas sant au dessus de la chaussée consiste en une portion de globe (10) transparent pour permettre la recharge en énergie solaire et ser vant de support à l'antenne (11) de la balise. Une réalisation de cette balise comprend, outre les cellules solai res (12) disposées sous la surface transparente, une batterie rechargeable (13) permettant une antonomie importante, un chargeur secteur (14) lorsque la balise est disposée à proxi mité d'un point d'alimentation une carte d'électronique (15) pouvant supporter les circuits émetteur/récepteur, logique de contrôle, régulation d'alimentation et interface série ou paral lèle vers un équipement extérieur, lorsqu'ils sont implantés. Il est bien évident que toute autre solution concernant l'alimen tation en énergie de ces balises est envisageable (bio-énergie,..), permettant alors d'utiliser une partie de globe (10) opaque (type rado ne). B) BALISES MOBILES (figure 18) Elles reprennent les éléments de la balise fixe en ce qui concerne: - l'antenne (11) et la portion de globe (10) - la carte électronique Le tout est disposé dans un boitier étanche extra plat (2) pouvant être disposé, par exemple, sous un véhicule (fig. 19). Nous allons enfin donner quelques détails techniques dans une réalisation préférée du dispositif. L'antenne et l'émetteur sont conçus de façon à avoir un rayonnement omni directionnel et une portée de l'ordre de 5 m. L'implantation des balises fixes dans la chaussée doit être prévue en conséquence. Pour des véhicules se déplaçant à 130 km/h maximum, et si on veut deux cycles complets d'identification-localisation sur 5 mètres de déplace-@ ment du mobile, le cycle complet doit durer à peu près 70 ms. En comptant un temps mort du quart du cycle, il reste de l'ordre de 52ms pour les messages de donnée. Le code de localisation est choisi de façon à permettre la localisation directe à partir d'un système de quadrillage kilométrique de type Lambert : on choisira 6 chiffres pour l'abcisse (précision de la dizaine de mètres), 6 chiffres pour l'ordonnée (idem), 1 chiffre pour l'élévation (10 niveaux possibles), 1 chiffre pour la fonction (ici localisation) et le contrôle de transmission. En codage B C D, on obtient donc un codage sur 7 octets pour les données de localisation. Le code d'identification permet, pat exempte, le codage de 999 999 999 mobiles, soient 9 chiffres et 1 chiffre pour la fonction (ici identification) et le contrôle de validité de transmission. En codage B C D, on obtient donc un codage sur 5 octets pour les données d'identification. On suppose à priori un préambule (pour la synchronisation de la réception de l'ordre de 2 ms pour chacun des messages. Il reste alors un temps de codage par octet de 4 ms, soit un transfert de 2000 bits/s. Suivant la bande de fréquences autorisée par les P.T.T., on pourra donc utiliser une modulation de 2400 Bauds, ou 1200 Bauds en dibit, ... R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de localisation d'éléments mobiles par voie hertzienne ou infra-rouge caractérisé en ce qu'il permet la reversibilité localisation-identification. 2.- Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ef fectue automatiquement les opérations suivantes : a) l'équipement d'identification envoie cycliquement un message b) la réception de ce message par l'équipement de localisation provoque l'envoi d'un message de localisation. 3.- Procédé conforme aux revendictions 1 et 2, caractérisé en ce que le cycle précédent (message d'identification, message de localisa tion), lorsqu'il est complètement et correctement accompli, est inhibé pendant un temps préétabli pour autoriser le cycle des au tres équipement d'identification. 4.- Procédé conforme à la revendication 1 et 2a caractérisé en ce qu'il permet d'utiliser l'infrastructure fixe en réseau d'identification de passages. 5.- Dispositif de télécommunidation par voie hertzienne (ou infra-rouge) entre des balises fixes de localisation et des balises mobiles d'identification caractérisé en ce qu'on utilise la même technologie et qu'elles ne diffèrent que par le cablage de leurs fonctions et les options qui les composent. 6.- Dispositif conforme à la revendication 5 caractérisée en ce que la balise mobile se compose d'une antenne déposée sur une partie sphé rique, d'une carte électronique pouvant comporter un émetteur, un récepteur, une logique de contrôle, une régulation d'alimentation, une interface série ou parallèle vers un équipement extérieur. 7.- Dispositif conforme à la revendication 5 caractérisé en ce que la balise fixe est facilement implantable dans la chaussée, et se com pose, en plus des éléments définis dans la revendication 6, de cel lules solaires, batterie et chargeur secteur.