Brevet FR2751112A1 — publié le 19980116

PROCEDE DE LOCALISATION D'UN MOBILE PAR UN CENTRE DE GESTION ET SYSTEME DE LOCALISATION POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE L'invention concerne un procédé et un système de localisation de mobiles (autobus, trains, personnes, etc.) par un centre de gestion. Plus particulièrement, la demanderesse s'est posé le problème de la localisation d'autobus, mais n'entend toutefois pas limiter la portée de sa demande à cet exemple particulier. Un autobus, d'une flotte d'autobus en déplacement et surveillés par un centre de gestion de la flotte, parcourt en principe une trajectoire "théorique". On qualifie de théorique ce qui est prévu par le centre de gestion lors d'une mise à jour et fixé jusqu'à la mise à jour suivante, les mises à jour pouvant être effectuées notamment au départ de l'autobus en tête de ligne et à son arrivée à un terminus. En outre, le centre indique à l'autobus un horaire "théorique" de parcours de la trajectoire théorique, comprenant des instants donnés successifs auxquels correspondent respectivement des positions "théoriques" situées le long de la trajectoire théorique, généralement l'une à la suite de l'autre. Bien sûr, l'autobus peut, en cours de déplacement, être contraint de s'écarter de sa trajectoire théorique, à cause d'une rue barrée, d'un embouteillage ou autres aléas de la circulation, et parcourir momentanément une trajectoire réelle différente de la trajectoire théorique, en empruntant une rue voisine de celle encombrée, avant de revenir sur la trajectoire théorique pour poursuivre le déplacement tel que prévu. On qualifie de "réel", ce qui existe en réalité. Bref, à un instant donné d'une suite déterminée d'instants, l'autobus est présent en une position réelle de l'instant donné pouvant être: - soit sa position théorique de l'instant donné; - soit l'une des positions situées sur sa trajectoire théorique mais différente de la position théorique de l'instant donné; - soit une position quelconque située en dehors de la trajectoire théorique. En d'autres termes, l'autobus est: - sur sa trajectoire théorique et à l'heure, ou - sur sa trajectoire théorique et en avance ou en retard, ou - en dehors de sa trajectoire théorique. Un système connu de localisation comprend deux dispositifs d'émission et de réception, radio par exemple, respectivement associés au centre de gestion et à l'autobus. Afin de localiser l'autobus, le centre interroge l'autobus, en lui transmettant une demande de localisation à l'aide de son dispositif. En réponse, l'autobus transmet au centre, par radio, des données complètes de sa position réelle ainsi que son identité. Généralement, le centre cherche ainsi à localiser l'autobus à des intervalles de temps réguliers, à des instants donnés d'une suite déterminée d'instants, et cela pour chacun des autobus de la flotte. A l'échelon d'une flotte d'autobus, la quantité de données ainsi transmises et à gérer par le centre s'avère considérable et nécessite une infrastructure lourde et coûteuse. La présente invention propose d'alléger un tel procédé de localisation. A cet effet, l'invention concerne un procédé de localisation d'un mobile par un centre de gestion, le mobile devant se déplacer selon un horaire théorique, le long d'une trajectoire théorique, procédé dans lequel le mobile transmet au centre de gestion des données lui permettant de le localiser aux instants d'une suite déterminée d'instants, caractérisé par le fait que le centre et le mobile déterminent chacun un domaine de tolérance de chaque instant donné de la suite d'instants contenant au moins une position théorique de l'instant donné, du mobile, le mobile détermine sa position réelle de l'instant donné, que l'on compare au domaine de tolérance et, quand il inclut la position réelle, on transmet au centre des données de validation du domaine de tolérance considéré de l'instant donné. Les données de validation constituent une information selon laquelle la position réelle du mobile est incluse dans le domaine de tolérance autour de la position théorique. Grâce à cela, on peut vérifier périodiquement le bon fonctionnement du mobile et de la chaîne de transmission. Naturellement, et de préférence, dans le cas où la position réelle est hors du domaine de tolérance, mais sur la trajectoire théorique, le mobile calcule son écart curviligne de l'instant donné, le long de la trajectoire théorique entre ladite position réelle et la position théorique de l'instant donné considéré et il transmet ledit écart curviligne au centre de gestion qui détermine la position réelle de l'instant donné considéré. Grâce à l'invention, si le mobile se trouve, à l'instant donné de la suite déterminée d'instants, en une position quelconque située le long de la trajectoire théorique, il se contente de transmettre au centre de gestion une validation (un compte-rendu de bon fonctionnement) ou un écart curviligne selon qu'il est respectivement soit à l'heure, soit en avance ou en retard, les données complètes de position n'étant plus nécessaires pour le localiser. Dans le cas où la position réelle de l'instant donné du mobile est hors de la trajectoire théorique, le mobile peut transmettre au centre de gestion des données complètes de sa position réelle de l'instant donné considéré. De préférence encore, les domaines de tolérance sont continus et s'étendent de part et d'autre des positions théoriques. On tolère ainsi un léger retard ou une légère avance du mobile sur son horaire théorique de déplacement le long de la trajectoire théorique. Dans un mode particulier de réalisation du procédé, dans les cas où la position réelle de l'instant donné du mobile est située le long de la trajectoire théorique, le mobile détermine un écart temporel entre l'instant donné auquel correspond une position théorique et l'horaire théorique de ladite position théorique, du mobile, le mobile transmet l'écart temporel au centre qui détermine ladite position réelle. A la place de l'écart curviligne, le mobile détermine et transmet ainsi un écart temporel, ce qui rend la mise en oeuvre du procédé plus réaliste. L'invention concerne également un système de localisation aux instants d'une suite déterminée d'instants d'un mobile par un centre de gestion, le mobile devant se déplacer, selon un horaire théorique, le long d'une trajectoire théorique, comprenant un dispositif de localisation, associé au centre de gestion, comportant des moyens de réception de données, et un équipement de mobile, intégrant des moyens pour déterminer une position réelle de l'instant donné du mobile et des moyens d'émission de données, caractérisé par le fait que le dispositif de localisation et l'équipement de mobile comprennent, l'un et l'autre, des moyens mémoires de stockage, sous forme de données, de ladite trajectoire théorique, et des moyens de calcul pour déterminer des domaines de tolérance des instants donnés du mobile, chacun contenant au moins une position théorique de l'instant considéré du mobile, et l'équipement de mobile intègre en outre des moyens comparateurs pour comparer des positions entre elles, les moyens de calcul du centre étant agencés pour exploiter les résultats des comparaisons afin de déterminer les positions réelles des instants donnés du mobile. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée du système 100 et du procédé de localisation d'un mobile 10 par un centre de gestion 1, de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un schéma simplifié du mobile 10 à l'heure sur sa trajectoire théorique 30; - la figure 2 représente un schéma simplifié du mobile 10 en retard sur sa trajectoire théorique 30; - la figure 3 représente un schéma simplifié du mobile 10 en dehors de sa trajectoire théorique 30; et - la figure 4 représente un schéma bloc fonctionnel du système de localisation 100. Par soucis de clarté, l'exemple particulier développé dans la présente description du procédé et du système de localisation va d'abord être présenté. Le mobile, en l'espèce un autobus 10 d'une flotte d'autobus surveillée par le centre de gestion 1, doit se déplacer le long d'une trajectoire théorique 30, selon un horaire théorique de parcours de la trajectoire théorique 30. Par "théorique", on entend: "tel que prévu par le centre de gestion 1 à une mise à jour, et fixé jusqu'à la mise à jour suivante, les mises à jour étant effectuées aux départs de l'autobus en tête de ligne et à ses arrivées à un terminus. L'horaire théorique comprend une suite d'instants donnés auxquels correspondent des positions théoriques 31; 41; 51 de l'autobus 10, bien entendu situées le long de la trajectoire théorique 30, chacunes appartenant à un domaine de tolérance 32; 42; 52. Le domaine de tolérance 32; 42; 52 de l'instant donné considéré est continu et s'étend de part et d'autre de la position théorique 31; 41; 51 de l'instant donné, le long de la trajectoire théorique, ici sur deux kilomètres. En réalité, à un instant de la suite d'instants donnés, l'autobus se trouve en une position réelle 33; 43; 53 de l'instant donné pouvant être de trois types: - soit une position 33 située dans le domaine de tolérance 32 de l'instant donné (figure 1); - soit une position 43 située le long de la trajectoire théorique 30, mais en dehors du domaine de tolérance 42 de l'instant donné (figure 2); - soit une position quelconque 53 située en dehors de la trajectoire théorique 30 (figure 3). On notera que le procédé et de système de localisation qui vont maintenant être décrits peuvent s'appliquer à tout type de mobile devant parcourir une trajectoire théorique. Le système 100 et le procédé de localisation sont prévus pour permettre à un centre de gestion 1 de localiser l'autobus 10 aux instants d'une suite déterminée d'instants après transmission, ici radio, de l'autobus 10 au centre 1, de données portant des informations sur la position du mobile 10, comme cela sera explicité dans la description du procédé. Le système de localisation 100, comprenant un dispositif de localisation 2 associé au centre de gestion 1, et un équipement d'autobus il associé à l'autobus 10, va maintenant être décrit. Le dispositif de localisation 2 relié au centre de gestion 1 comprend: - un émetteur-récepteur de données, ici radio 3; - une mémoire 5; et - un calculateur 4. L'émetteur-récepteur 3 et la mémoire 5 sont reliés au calculateur 4, l'ensemble étant commandé par le centre 1. L'émetteur-récepteur 3 est prévu pour interroger par radio l'autobus 10 aux instants de la suite déterminée d'instants, ici systématiquement à des intervalles de temps réguliers, sous la commande du centre 1, et, à chaque interrogation, recevoir en réponse de l'autobus 10, des données portant des informations sur la position réelle de l'autobus 10 à l'instant donné considéré. La mémoire 5 contient une trajectoire théorique 30 de l'autobus 10 et un horaire théorique de parcours de la trajectoire théorique 30. Le calculateur 4 est destiné à calculer des positions théoriques 31; 41; 51 de l'autobus 10 et les domaines de tolérance correspondants 32; 42; 52 pour des instants de la suite déterminée d'instants à l'aide du contenu de la mémoire 5, ainsi que les positions réelles de l'autobus 10 aux instants donnés, à l'aide de données transmises par l'autobus 10, comme nous le verrons plus loin. L'équipement de localisation Il de l'autobus 10 comporte: - un émetteur-récepteur de données, radio 12; - un bloc 13 pour déterminer la position réelle de l'autobus 10, en l'espèce un dispositif de réception GPS (Global Positioning System); - une mémoire 15; - un comparateur 16; - un calculateur 14; et - une unité centrale de commande 17. Tous les blocs fonctionnels 12, 13, 14, 15, 16 sont connectés à l'unité centrale 17 destinée à commander le fonctionnement de l'équipement 11. La mémoire 15 est reliée au calculateur 14. L'émetteur-récepteur 12 est destiné à recevoir, sous forme de données, les demandes successives de localisation du centre de gestion 1 et à y répondre en transmettant au centre 1 des données permettant à celui-ci de localiser l'autobus 10, comme on le verra plus précisément dans la description du procédé. Le dispositif GPS 13 peut recevoir des informations de satellites du système GPS 20 lui permettant de déterminer la position réelle de l'autobus 10 aux instants donnés de la suite déterminée d'instants. La mémoire 15 contient la trajectoire et l'horaire théoriques de l'autobus 10. Le comparateur 16 est destiné à comparer la position réelle 33; 43; 53 de l'autobus 10, au domaine de tolérance 32; 42; 52, ou à la trajectoire théorique 30 dans son ensemble, et le calculateur 14 à calculer les positions théoriques, les domaines de tolérance et des écarts curvilignes le long de la trajectoire théorique, de l'autobus 10, pour les instants donnés de la suite, comme cela sera explicité dans la description du procédé. Le fonctionnement du système de localisation 100 correspond sensiblement au procédé de localisation qui va maintenant être décrit. Le procédé de localisation permet au centre de gestion 1, surveillant la flotte d'autobus, de localiser chaque autobus aux instants de la suite déterminée d'instants. Considérant l'un 10 des autobus de la flotte, il doit se déplacer le long d'une trajectoire théorique, selon un horaire théorique, mais peut aux instants donnés de la suite d'instant: - être à l'heure et sur sa trajectoire théorique; - être en retard ou en avance et sur sa trajectoire théorique; ou - être en dehors de sa trajectoire théorique. Pour ces trois cas de figure, le procédé prévoit des étapes communes pour lesquelles le centre 1 transmet, ici par radio, à l'autobus 10, des données portant une demande de localisation, pour chacun des instants donnés de la suite déterminée d'instants. Pour un instant donné de la suite, l'autobus 10 et le centre 1 déterminent, l'un et l'autre, un domaine de tolérance 32; 42; 52 de l'instant donné considéré contenant la position théorique de l'instant donné, de l'autobus 10, et cela pour tous les instants de la suite. L'autobus 10 reçoit, du système satellite GPS 20, des données portant des informations complètes lui permettant de déterminer sa position réelle 33; 43; 53 de l'instant donné considéré, puis compare cette position réelle au domaine de tolérance 32; 42; 52 de l'instant donné considéré. Dans le cas où le domaine de tolérance 32 inclut la position réelle 33, l'autobus 10 étant à l'heure sur sa trajectoire théorique, l'autobus 10 transmet au centre 1 des données de validation portant ici l'information "zéro". Sur réception du "zéro", le centre 1 localise l'autobus 10 dans le domaine de tolérance 32, et vérifie ainsi le bon fonctionnement de l'autobus 10 et de la chaîne de transmission. Dans le cas où la position réelle 43 de l'autobus 10 est hors du domaine de tolérance 42, mais sur la trajectoire théorique 30, l'autobus 10 étant ici en retard sur sa trajectoire théorique 30, l'autobus 10 calcule un écart curviligne négatif de l'instant donné, le long de la trajectoire théorique, entre les positions réelle 43 et théorique 41, de l'instant donné considéré, et il transmet cet écart curviligne négatif au centre de gestion qui détermine à l'inverse la position réelle de l'instant donné, à partir de l'écart reçu. Si l'autobus était en avance sur sa trajectoire théorique, l'écart curviligne serait bien sûr positif. L'écart curviligne, positif ou négatif, est ici un nombre entier d'unités connues de longueur ou de temps. Enfin, dans le cas où la position réelle 53 de l'autobus 10 de l'instant donné considéré est hors de la trajectoire théorique 30, l'autobus 10 étant en dehors de sa trajectoire théorique, l'autobus 10 transmet au centre 1 des données portant des informations complètes sur sa position réelle 53 de l'instant donné. Dans un mode particulier de réalisation du procédé, à la place de l'écart curviligne, le mobile détermine un écart temporel entre l'instant donné auquel correspond une position théorique et l'horaire théorique de ladite position théorique, du mobile. Le mobile transmet l'écart temporel au centre qui détermine la position réelle du mobile, à l'instant donné considéré. Il pourrait également être prévu d'associer le dispositif de réception GPS à d'autres capteurs de localisation à l'estime ou inertiels (gyromètres, odomètres, magnétomètres, etc...) A propos des mises à jour, elles pourraient être effectuées entre le départ en tête de ligne et l'arrivée au terminus, dans les cas où l'autobus est en avance ou en retard sur sa trajectoire théorique, afin d'affecter à l'autobus un nouvel horaire théorique tenant compte de l'avance ou du retard et permettant d'optimiser la transmission de données. REVENDICATIONS 1 - Procédé de localisation d'un mobile (10) par un centre de gestion (1), le mobile (10) devant se déplacer selon un horaire théorique, le long d'une trajectoire théorique (30), procédé dans lequel le mobile (10) transmet au centre de gestion (1) des données lui permettant de le localiser aux instants d'une suite déterminée d'instants, caractérisé par le fait que le centre (1) et le mobile (10) déterminent chacun un domaine de tolérance (32; 42; 52) de chaque instant donné de la suite d'instants contenant au moins une position théorique de l'instant donné (31; 41; 51), du mobile (10), le mobile (10) détermine sa position réelle (33; 43; 53) de l'instant donné, que l'on compare au domaine de tolérance (32; 42; 52) et, quand il inclut la position réelle (33), on transmet au centre (1) des données de validation du domaine de tolérance (32) considéré de l'instant donné. 2 - Procédé de localisation selon la revendication 1, dans lequel dans le cas où la position réelle (43) est hors du domaine de tolérance (42), mais sur la trajectoire théorique (30), le mobile (10) calcule son écart curviligne de l'instant donné, le long de la trajectoire théorique (30) entre ladite position réelle (43) et la position théorique (41) de l'instant donné considéré et il transmet ledit écart curviligne au centre de gestion qui détermine la position réelle (43) de l'instant donné considéré. 3 - Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel dans le cas où la position réelle (53) de l'instant donné du mobile (10) est hors de la trajectoire théorique (30), le mobile (10) transmet au centre de gestion (1) des données complètes de sa position réelle (53) de l'instant donné considéré. 4 - Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel les domaines de tolérance (32; 42; 52) sont continus et s'étendent de part et d'autre des positions théoriques (31; 41; 51). 5 - Procédé de localisation selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la position réelle de l'instant donné du mobile étant située le long de la trajectoire théorique, le mobile détermine un écart temporel entre l'instant donné auquel correspond une position théorique et l'horaire théorique de ladite position théorique, du mobile, le mobile transmet l'écart temporel au centre qui détermine ladite position réelle. 6 - Système de localisation (100) aux instants d'une suite déterminée d'instants d'un mobile (10) par un centre de gestion (1), le mobile (10) devant se déplacer, selon un horaire théorique le long d'une trajectoire théorique (30), comprenant un dispositif de localisation (2) associé au centre de gestion (1) comportant des moyens (3) de réception de données, et un équipement de mobile (11), intégrant des moyens pour déterminer une position réelle de l'instant donné du mobile (13) et des moyens (12) d'émission de données, caractérisé par le fait que le dispositif de localisation (2) et l'équipement de mobile (11) comprennent, l'un et l'autre, des moyens mémoires de stockage (5, 15), sous forme de données, de ladite trajectoire théorique (30), et des moyens de calcul (4, 16) pour déterminer des domaines de tolérance (32; 42; 52) des instants donnés du mobile (10), chacun contenant au moins une position théorique (31; 41; 51) de l'instant considéré du mobile (10), et l'équipement de mobile (11) intègre en outre des moyens comparateurs (14) pour comparer des positions entre elles, les moyens (4) de calcul du centre (1) étant agencés pour exploiter les résultats des comparaisons afin de déterminer les positions réelles (33; 43; 53) des instants donnés du mobile (10).