Brevet FR2735872A1 — publié le 19961227

La présente invention concerne un système de navigation permettant la coordination en temps réel du déplacement d'au moins deux mobiles évoluant sans être à vue directe. Un premier mobile indique régulièrement à un deuxième mobile distant la nouvelle direction de progression à suivre, et cela sans utiliser de système de transmission visible ou audible. La présente invention s'applique plus particulièrement au contexte du combattant à pied sur le champ de bataille. Elle permet, par exemple, à un chef de groupe, connaissant en permanence la position des membres du groupe de combat, de coordonner leur déplacement en fonction de son propre déplacement. Les systèmes connus actuellement utilisent soit des moyens de transmission directe de la voix, moyens radio par exemple, soit des moyens visuels, par gestes, jeux de lumières, signaux de fumée, drapeaux, etc. Ces différents moyens ne sont pas, d'une part, totalement discrets, et d'autre part, peuvent être rapidement mis en difficulté par le relief du terrain etlou les conditions météorologiques. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités. A cet effet, I'invention a pour objet un système de navigation permettant la coordination en temps réel du déplacement d'au moins deux mobiles distants et évoluant sans être à vue directe, caractérisé en ce qu'il comporte un terminal disposé respectivement sur chaque mobile, chaque terminal comportant: - un moyen de localisation du mobile, - un moyen de visualisation de sa progression par rapport à une direction de référence commune, - un moyen indiquant aux deux mobiles une direction de référence commune couplé au moyen de visualisation, - un moyen de communication de données de progression, et - un moyen de traitement des informations délivrées par le moyen indiquant aux deux mobiles une direction de référence commune, le moyen de localisation et le moyen de communication pour les afficher sur le moyen de visualisation, et en ce qu'au moins un des deux mobiles comporte en outre:: - un moyen de visualisation de la progression du deuxième mobile par rapport à lui, et - un organe de saisie d'un angle déterminé définissant la correction à apporter à la direction de progression du deuxième mobile par rapport à la nouvelle progression du premier mobile, cette correction étant transmise au deuxième mobile par l'intermédiaire des moyens de communictaion respectifs aux premier et deuxième mobiles. Le système selon l'invention a pour avantage de combiner des moyens de localisation, de communication et de visualisation simples à mettre en oeuvre, et fournit un système de navigation dont l'interface hommelmachine est ergonomique et conviviale, particulièrement bien adapté au contexte où les mobiles sont des piétons. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit et des figures annexées qui représentent: -la figure 1, un schéma fonctionnel du système de navigation selon l'invention, - la figure 2, un exemple de visualisation, par le mobile A, de son moyen de visualisation du système selon l'invention, - la figure 3, un exemple de visualisation, par le mobile B, de son moyen de visualisation du système selon l'invention, - la figure 4, un exemple d'orientation du moyen de visualisation du mobile A par rapport au Nord et à la nouvelle direction de progression du mobile B, - les figures 5a et 5b, I'illustration de la méthode utilisée par le mobile A pour saisir la nouvelle direction à suivre par le mobile B, - la figure 6, une architecture d'un terminal de poignet selon l'invention, porté par le mobile A, et - la figure 7, une illustration de la saisie d'un nouvel angle d'orientation sur le terminal de poignet du mobile A. Un schéma fonctionnel d'un système selon l'invention est illustré schématiquement à la figure 1. Le système selon l'invention comporte, disposés respectivement sur le mobile A et le mobile B: - un moyen de localisation, 1A, 18, - un moyen de visualisation 2A, 2B, - un moyen, par exemple un magnétomètre, 3A, 3B indiquant aux deux mobiles A et B une direction de référence commune, par exemple le Nord, couplé au moyen de visualisation 2A, 2B, - un calculateur 4A, 4B recevant les informations issues du moyen de localisation 1A, 1B et du magnétomètre 3A, 38, et - un moyen de communication 5A, 5B des données échangées entre mobiles A et B, couplé au calculateur 4A, 48. Un des deux mobiles, par exemple A, considéré comme le chef du groupe de combat pour une application combattant, comporte en outre un organe 6 de saisie d'un angle 0, recevant les informations issues du magnétomètre 3A. L'angle e définit la correction à apporter à la direction de progression du mobile 8 pour s'aligner sur celle imposée par A. Le système selon l'invention peut utiliser différents supports de transmission 7 pour l'échange d'informations de position et de progression des mobiles comme par exemple une transmission hertzienne, infrarouge, ultrason, etc. La figure 2 illustre un exemple de ce que visualise le mobile A sur l'écran de son moyen de visualisation 2A. Cet écran est dans cet exemple de forme rectangulaire carroyé pour former quatre rectangles identiques. Le centre de l'écran affiche la position du mobile A, le rectangle supérieur droit affiche la position du mobile B par rapport à A ainsi que sa progression figurée par une flèche, obtenue à partir de la dernière position reçue, de la vitesse ou de la dernière indication de progression reçue par B au moment de sa validation par B. Le rectangle supérieur gauche affiche la direction du Nord. Comme illustré par la figure 3, le mobile B visualise sur son moyen de visualisation 28 une flèche en trait interrompu sur la figure, indiquant sa nouvelle direction de progression, donnée par rapport au Nord; la nouvelle direction formant avec la direction du Nord, un angle 01. Comme le mobile B dispose d'un magnétomètre 38 couplé à son moyen de visualisation 2B, B visualise sa nouvelle direction de progression en en fonction de la position de l'écran de son moyen de visualisation 28 par rapport au Nord, sans se soucier de l'orientation 02 par rapport au Nord du moyen de visualisation 28, comme illustré figure 4. Le mobile A connaît la position de B obtenue par le moyen de localisation 1B de B et transmise par le moyen de communication 5B. Le moyen de visualisation 28 de B affiche sa dernière direction de progression reçue via le moyen de communication 5A et 5B et validée ou affichée par lui-même. La méthode utilisée par A pour indiquer à B sa nouvelle direction de progression est la suivante illustrée sommairement par les figures 5a et 5b : A dispose d'un magnétomètre 3A. Lorsque A souhaite transmettre à B une nouvelle direction de progression O par rapport à l'ancienne, il fait pivoter manuellement la flèche associée à la direction de déplacement de B de l'angle 6, par l'intermédiaire de son organe 6 de saisie d'angle 0, pour l'amener à la valeur correspondante puis déclenche la transmission. La nouvelle direction de progression O voulue par A est transmise via les moyens de communication 5A et 5B respectifs aux deux mobiles A et B, au moyen 28 de visualisation de B. B acquitte alors sa nouvelle direction de progression qui est renvoyée vers A, via les moyens de communication 5B et 5A respectifs aux deux mobiles B et A. La localisation relative du mobile B par rapport au mobile A peut être assurée par un système de localisation par satellite tel que le GPS, abréviation anglo-saxonne pour "Global Positioning System", en mode différentiel (précision typique comprise entre 2 et 5 m). Les moyens de localisation 1A et 1B respectifs à A et B sont par exemple tous deux équipés d'un récepteur GPS qui délivre régulièrement leur position ; le moyen de communication de A, 5A, permet ainsi à A de recevoir, par l'intermédiaire du moyen 5B de communication de B, la position de B et d'en déduire ainsi la position relative de B par rapport à A. Les moyens de communication 5A et 5B respectifs à A et B consistent par exemple en des postes radio intégrant un modem à 9600 bits. Les informations échangées sont transmises par exemple aux rythme et débit suivants: - B transmet sa position toutes les secondes soit 100 octets ou 800 bits maximum, et - A transmet une nouvelle direction toutes les secondes maximum soit 10 octets ou 80 bits maximum. Un protocole de type accès aléatoire ou du type accès AMRT, abréviation pour "Accès Multiple à Répartition Temporelle", permet d'assurer la transmission de ces informations. Enfin, les moyens de visualisation 2A, 2B consistent par exemple, en des terminaux de poignet avec une exploitation spécifique selon que l'on soit le mobile A ou B. Dans une variante du système selon l'invention, les moyens de localisation 1A et 1B comportent un système de goniométrie et de mesure de distance. Ce dernier peut être par exemple intégré dans le modem des moyens de communication 5A et 5B. La figure 6 illustre l'architecture d'un terminal de poignet d'un système selon l'invention et permet de comprendre son fonctionnement décrit ci-après. Ce terminal est porté par le mobile A. Le terminal ou montre est composé par exemple de: - un écran LCD 8 compatible de la taille du poignet, - trois boutons de saisie, 9i - une interface de type RS232 10 par l'intermédiaire de laquelle l'émissionlréception des messages sont transmis aux moyens de communication 5A, 5B respectifs à A et B. La réception de messages entraîne l'affichage d'informations sur l'écran 8. Par ailleurs, la montre intègre les organes suivants: - un magnétomètre 11 qui permet de connaître la direction de la montre par rapport au Nord, - une alimentation sous forme d'une pile jetable non représentée, et - une unité de traitement 12, un microprocesseur par exemple. Les boutons 9i font partie de l'organe de saisie 6 non représenté sur cette figure. Lorsqu'un bouton 9i est activé, une interface 13 gère les rebonds afin d'éviter des phénomènes parasites. Une demande d'interruption IT est alors envoyée à un module 14 appelé "module de vectorisation d'lT". Le module 14 gère l'arrivée simultanée de plusieurs IT sur le microprocesseur 12 par l'analyse d'une table de priorités entre IT. Lorsque l'IT est reçue par le microprocesseur 12, un programme dépendant de ['IT est lancé soit en envoyant une information vers i'interface RS232 10 en direction de l'autre terminal; soit en affichant sur l'écran 8 une ou plusieurs icônes déterminées. Lorsqu'un message est reçu par l'interface RS232 10, une IT est envoyée au microprocesseur 12 qui déclenche une procédure permettant d'afficher sur l'écran 8 une ou plusieurs icônes correspondantes. Les données d'affichage de l'écran 8 sont transmises à l'écran par l'intermédiaire d'interfaces d'adressage spécifiques 15. Le magnétomètre 11 délivre un signal analogique qui est converti en un signal numérique par un convertisseur analogique/numérique 16 et le microprocesseur 12 lit cycliquement - toutes les 100 ms par exemple L'angle délivré par le magnétomètre 11. L'affichage est déclenché par le microprocesseur 12. En fonction de l'icône à afficher, il va chercher dans une mémoire ROM 17, abréviation anglo-saxonne pour "Read Only Memory", les pixels à activer. Si pour un même affichage plusieurs icônes doivent être superposées, il ne faut pas que l'opérateur voie un phénomène de scintillement. La figure 7 illustre la saisie de la nouvelle direction à suivre par le mobile A pour le mobile B pour un terminal de type boussole/montre ; le mobile A fait pivoter la montre de l'angle souhaité par rapport au nord. Des variantes possibles adaptées au système selon l'invention sans sortir du cadre de la présente invention sont données ci-après à titre d'exemple: - des moyens de transmission utilisés (hertziens, infrarouges,...) - du type de moyen de visualisation (calculateur tablette) et de la façon de restituer cette visualisation au mobile (projection sur la visière d'un casque pour un piéton.) - du moyen employé par A pour afficher la direction de progression suivie par B - et du moyen de localisation (par balise, GPS, localisation relative par goniométrie et mesure de distance,...). De plus, le système de visualisation de B peut être remplacé par une indication sonore (synthèse de la parole, son multidimensionnel,...). La figure 7 illustre un terminal de type boussole/montre 18 sur laquelle est affichée une flèche donnant la direction du Nord. Le mobile A fait pivoter sa montre de l'angle souhaité par rapport au Nord pour atteindre la nouvelle direction à suivre et saisit cette nouvelle direction, par l'intermédiaire du bouton poussoir 19 pour la transmission de cette nouvelle direction à destination du mobile B. REVENDICATIONS 1. Système de navigation permettant la coordination en temps réel du déplacement d'au moins deux mobiles (A et B) distants et évoluant sans être à vue directe, caractérisé en ce qu'il comporte un terminal disposé respectivement sur chaque mobile (A et B), chaque terminal comportant: - un moyen de localisation (1A, 1B) du mobile (A et B), -un moyen de visualisation (2A, 2B) de sa progression par rapport à une direction de référence commune, - un moyen (3A, 3B) indiquant aux deux mobiles (A et B) une direction de référence commune couplé au moyen de visualisation (2A, 2B), -un moyen de communication (5A, 5B) de données de progression, et - un moyen de traitement (4A, 48) des informations délivrées par le moyen (3A, 3B) indiquant aux deux mobiles (A et B) la direction de référence commune, le moyen de localisation (1A, 1B) et le moyen de communication (SA, 58) pour les afficher sur le moyen de visualisation (2A, 28), et en ce qu'au moins un (A) des deux mobiles (A et B) comporte en outre:: - un moyen de visualisation (2A) de la progression du deuxième mobile (B) par rapport à lui, et - un organe de saisie (6) d'un angle déterminé (0) définissant la correction à apporter à la direction de progression du deuxième mobile (B) par rapport à la nouvelle progression du premier mobile (A), cette correction étant transmise au deuxième mobile (B) par l'intermédiaire des moyens de communictaion (5A, 5B) respectifs aux premier et deuxième mobiles (A et B). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de visualisation (2A, 28) de chaque terminal comporte un écran (8) sur iequel s'affichent les positions des mobiles (A et B) par rapport à la direction de référence commune. 3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'écran (8) du terminal comportant l'organe de saisie d'un angle déterminé (6), affiche de façon cyclique la position relative des deux mobiles (A et B) et une indication de la progression du deuxième mobile (B). 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les écrans de chaque terminal sont des écrans à cristaux liquides dont la taille est compatible de la taille du poignet. S. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 caractérisé en ce que l'organe (6) de saisie d'un angle (0) est constitué par l'écran de visualisation (8) lui-même et qui, à partir de la dernière direction de progression du deuxième mobile (B) et de la direction de référence commune, est orienté d'un angle déterminé (0) pour faire correspondre la direction de progression du deuxième mobile (B) à une nouvelle direction de progression imposée par le premier mobile (A). 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le moyen de communication (SA, 58) de chaque mobile (A et B) comporte un modem pour une émission/réception par voie hertzienne (7). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de localisation (1A, 1B) de chaque mobile (A et B) comporte un système de goniométrie et de mesure de distance. 8. Système selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le système de goniométrie et de mesure de distance est intégré dans le modem. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moyen de localisation (1A,1B) de chaque mobile (A et B) comporte un système de localisation par satellite en mode différentiel.