Brevet FR2869691A1 — publié le 20051104

La présente invention concerne un dispositif à faible consommation électrique permettant de surveiller la présence d'une entité dans une zone définie autour d'un point de repère et de la localiser pour la retrouver si celle-ci s'éloigne de ladite zone. Cette entité peut être une personne, un animal ou un objet. Les systèmes actuels utilisent des dispositifs satellitaires (GPS par exemple), portés par l'entité surveillée et mis en action permanente ou périodique pour suivre ou localiser celle-ci. D'autres systèmes conduisent à faire émettre un signal radio par l'entité recherchée pour ensuite repérer sa localisation par analyse du signal reçu au point de repère. (par goniométrie et mesure de niveau de puissance reçu) Ces systèmes conduisent tous à une consommation d'énergie quasi-permanente et donc à un volume ou un poids important du module 15 d'alimentation porté par l'entité surveillée. Le procédé selon l'invention permet de réduire notablement la consommation et donc, à durée d'autonomie équivalente, de réduire le volume et le poids de l'ensemble par l'utilisation de piles ou batteries plus petites. Il consiste à émettre à partir du point de repère appelé base dans la suite du texte, un champ électromagnétique omnidirectionnel de puissance constante de sorte à couvrir autour d'elle une zone de réception dont la puissance reçue décroît en fonction de l'éloignement. L'entité surveillée est munie d'un récepteur radio accordé sur cette fréquence émise, d'un moyen de mesure de niveau de la puissance électromagnétique reçue. On sait actuellement réaliser de tels dispositifs qui consomment peu d'énergie (comme les pagers ). Elle possède en outre un émetteur radio capable d'envoyer à un récepteur de la base, ses coordonnées géographiques, et un moyen électronique de gestion du processus exposé en détail dans le descriptif qui suit. L'entité est normalement en mode écoute et mesure à chaque réception de signal de la base, un niveau de réception dépendant entre autre de son éloignement par rapport à la base. Lorsque ce niveau est supérieur à une limite pré-établie, l'entité reste à l'écoute et déclenche aucune action. 2869691 2 Lorsque l'entité surveillée s'éloigne au delà d'un périmètre prévisible autour de la base, le moyen de mesure de niveau provoque une action de réveil du dispositif de localisation satellitaire et de l'émetteur radio qui envoie au récepteur de la base, les coordonnées géographiques de l'entité. L'étendue de la zone de surveillance va dépendre de la puissance électromagnétique émise par l'émetteur de la base, de la sensibilité du récepteur portée par l'entité surveillée ainsi que de la configuration du terrain de la zone qui influe sur les conditions de propagation. Le périmètre de déclenchement au delà duquel une alerte est émise n'aura pas forcément une forme géométrique régulière mais en contre-partie sera favorable au plan fonctionnel puisque le récepteur de la base devra recevoir en retour dans des conditions acceptables de propagation les données de localisation de l'entité recherchée. Selon les modes particuliers de réalisation: - La puissance électromagnétique émise de la base peut être modifiée pour agrandir ou réduire la zone de surveillance ou adaptée selon les configurations de propagation du terrain. - La fréquence émise peut être modulée en mode multifréquences ou émission en large spectre pour améliorer la réception en cas d'obstacles et ainsi assurer une couverture plus homogène en zone urbaine par exemple. - La fréquence porteuse émise peut être modulée pour transmettre des données codées et assurer une meilleure discrimination de l'émetteur de la base par rapport à d'éventuels émetteurs parasites. - Le moyen de réception de l'entité peut être mis dans un état de sommeil électronique et réveillé périodiquement pour mesurer le niveau de réception. Ce mode permet de réduire notablement la consommation électrique. La périodicité de réveil devra être compatible avec la vitesse de mobilité. L'émetteur de la base disposant d'une source d'énergie permanente devra alors fonctionner en continu. - Le moyen de réception de l'entité peut recevoir des données numériques de la base telles que par exemple des commandes 2869691 3 permettant de modifier son réglage comme le niveau de réception, la périodicité de réveil ou son fonctionnement pour déclencher ou arrêter la recherche ou solliciter des moyens visuels ou sonores d'alerte pour attirer l'attention sur l'entité recherchée (par exemple: buzzer, message vocal, étiquette lumineuse, voyants clignotants etc.) Le moyen de réception de la base peut recevoir un code d'identification de l'entité ce qui permet de surveiller simultanément un nombre quelconque d'entités sur la zone. - La base dispose d'un moyen de transmission via le réseau téléphonique et se met en liaison avec une station d'assistance en cas d'alerte. La station d'assistance est constituée d'un serveur de messages connecté au réseau téléphonique décodant les informations d'identification et de localisation de l'entité. La base reçoit en retour les informations qui permettent de retrouver l'entité. La station d'assistance peut ainsi visualiser sur une carte géographique du lieu la position de l'entité et guider la recherche ou un service d'intervention vers l'entité en lui fournissant des repères topographiques familiers autour de son lieu de vie. - Une variante de la présente invention consiste à équiper la base d'un moyen de localisation satellitaire. La base peut calculer, en fonction des données reçues par radio la localisation de l'entité recherchée, la distance relative et sa direction par rapport à des repères, par exemple le nord magnétique. Lorsque la base est portée par un véhicule ou une personne et si elle renouvelle ce calcul périodiquement, elle peut devenir mobile et elle acquiert une entière autonomie de repérage et de guidage de la base vers l'entité recherchée. Une première amélioration dans l'application de cette variante consiste à munir la base d'indicateur de direction, d'un indicateur de distance et d'un indicateurs destinés à son opérateur: indicateur de direction, indicateur de Nord Magnétique ou géographique. Pour donner la direction de l'entité, une solution consiste à orienter le boîtier de telle sorte que l'aiguille d'une boussole soit en coïncidence avec l'une des diodes électroluminescentes disposées sur une couronne. Un processeur calcule et éclaire la diode adéquate et la direction est donnée par la flèche d'orientation du boîtier. La distance est donnée par un afficheur. Le porteur de la base dispose ainsi à tout moment d'un moyen de localiser l'entité recherchée en distance et orientation par rapport à lui-même. Une deuxième amélioration de ce procédé consiste à inclure dans le boîtier un capteur magnéto-résistif permettant de détecter l'orientation du champ magnétique terrestre. Cela évite d'incruster une boussole à aiguille et permet de fournir directement la direction par la diode allumée sur la couronne. L'indicateur de direction et de distance peut être utilement constitué d'un afficheur à cristaux liquides d'une flèche indiquant la direction et la distance sur un indicateur de niveau pré- étalonné pour se rapprocher de l'entité recherchée par rapport à une simple boussole incorporée au boîtier de la base. Les dessins illustrent l'invention: La figure 1 représente l'ensemble des composants fonctionnels du système avec base fixe. La figure 2 représente l'ensemble des composants fonctionnels dans la variante où la base est mobile. La figure 3 représente une solution d'orientation dans le cas 25 d'une base mobile. En référence à ces dessins l'entité (1) comprend un émetteur-récepteur radio (2) et un moyen de localisation satellitaire (3). Un point de référence appelé base (4) comprend un émetteur-récepteur radio (5). Les émetteurs-récepteurs de l'entité et de la base sont accordés entre eux pour permettre la reconnaissance et l'échange de données numériques. L'entité recherchée possède en outre un moyen électronique (6) permettant de mesurer le niveau de réception radio des signaux reçus et une source d'alimentation électrique telle que piles ou batteries. La base émet un signal radio-électrique reconnu par l'entité recherchée et de puissance constante, périodique ou non, et rayonne autour d'elle une zone couverte par son champ radio-électrique (7). L'entité est normalement en mode écoute et mesure à chaque réception de signal de la base, un niveau de réception dépendant entre autre de l'éloignement par rapport à cette base. Lorsque ce niveau est supérieur à une limite pré-établie, l'entité recherchée reste à l'écoute et ne déclenche aucune action. Lorsque ce niveau passe en dessous de cette limite pré-établie, le moyen de gestion du processus (8) de l'entité déclenche une procédure de localisation satellitaire et transmet par radio à la base un message contenant sa position géographique. Le contrôleur de gestion (9) de la base passe en mode Alerte et déclenche les traitements nécessaires pour fournir l'information de localisation à l'utilisateur par une interface appropriée (10). La figure 2 présente une réalisation dans laquelle la base est équipée d'un moyen de localisation satellitaire (11). La base peut calculer, en fonction des données du localisateur (3) de l'entité reçues par la radio (2) de l'entité , la distance relative de l'entité et sa direction par rapport au nord magnétique. Si elle renouvelle ce calcul périodiquement, la base peut ainsi devenir mobile offrant l'avantage d'une entière autonomie de repérage et de guidage de la base vers l'entité. La figure 3 présente un exemple d'un boîtier facilitant la recherche de l'entité avec une base mobile. Le boîtier est muni d'un indicateur de direction (14) , d'un indicateur de distance (15) et d'un indicateur de Nord Magnétique (16). Pour donner la direction de l'entité, le boîtier est orienté par son porteur de telle sorte que l'aiguille de la boussole (16) soit en coïncidence avec l'une (18) des diodes électroluminescentes (17) disposées sur une couronne (18). Le moyen de gestion fait éclairer la diode adéquate (17) et la direction est donnée par la flèche (14). La distance est donnée par un afficheur {15). Le porteur de la base dispose ainsi à tout moment d'un moyen de localiser l'entité recherchée en distance et orientation par rapport à lui même. APPLICATIONS: L'invention trouve une application particulièrement intéressante, bien que non exclusive, dans le domaine de la garde d'animaux domestiques ( tels que chiens ou chats) en intégrant dans le collier de l'animal les composants électroniques, la source d'énergie et les antennes de radio-transmission et de localisation. L'invention trouve également un intérêt dans la localisation de toute personne perdue en mer suite à une chute d'un bateau et portant sur son maillot de sauvetage un dispositif analogue au collier. Le boîtier d'orientation portable et autonome peut fournir les indications utiles au secours. L'invention trouve également une application intéressante dans la localisation de toute personne pouvant s'éloigner de son lieu de vie habituel et s'exposer à un risque personnel susceptible de nécessiter une assistance. C'est le cas des personnes atteintes de pathologies neurologiques dégénératives nécessitant un suivi régulier des déplacements de la part du personnel soignant, mais aussi des centres d'hébergement. Le cas est identique pour des enfants ou des personnes handicapées mentales ayant des difficultés d'orientation spatiale et temporelle. Une autre application de l'invention concerne la possibilité au porteur de la base mobile de se diriger vers une entité fixe. Cette application présente un avantage particulier pour retrouver un véhicule éloigné momentanément de son conducteur (parcs de stationnement de grandes dimensions) D'une façon plus générale pour permettre le rapprochement de deux personnes mobiles l'une par rapport à l'autre, ce procédé présente une discrétion radio-électrique optimale en proposant des puissances d'émission-réception juste adaptées au besoin; cette caractéristique trouve tout son intérêt pour des groupes d'individus nomades souhaitant disposer d'une localisation réciproque et relative. C'est le cas en particulier d'équipes de 2869691 7 personnes (professions exposées) en exploration disséminées sur un territoire géographique non maîtrisé (inconnu, nouveau ou sans infrastructure de communication). 8 REVENDICATIONS: 1) Procédé permettant de retrouver une entité mobile sur terre ou sur mer avec une faible consommation électrique sur l'entité surveillée comprenant un moyen de communication par voie hertzienne (2), un moyen de localisation géographique (3), un moyen électronique de mesure de niveau de réception des signaux hertziens (6), un moyen électronique de gestion du procédé (8), ces 4 premiers moyens étant portés par l'entité mobile surveillée, et une base qui comprend un moyen de communiquer par voie hertzienne (5) avec l'entité mobile, un moyen électronique de gestion du procédé (9), une interface d'information (10) de l'opérateur, caractérisé en ce que si l'entité surveillée s'éloigne de la base au delà d'un périmètre prévisible, le moyen de mesure (6) mesurant un niveau de réception des signaux émis à niveau d'énergie constant par le moyen (5) de la base, inférieur à un seuil pré-établi, le moyen de gestion (9) de l'entité provoque une action de réveil de la localisation géographique et de l'émetteur radio (2) qui envoie au récepteur de la base les coordonnées géographiques de l'entité. 2) Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la fréquence émise par la base peut être modulée en mode multifréquences ou en émission large spectre pour améliorer la réception en cas d'obstacles et ainsi assurer une couverture plus homogène en zone urbaine ou similaire. 3) Procédé selon revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la fréquence émise par la base peut être modulée pour transmettre des données codées et assurer une meilleure discrimination de l'émetteur de la base par rapport à d'éventuels émetteurs parasites. 4) Procédé selon une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de réception de l'entité peut être mis dans un état de sommeil électronique et réveillé périodiquement pour mesurer le niveau de réception. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de réception de l'entité peut recevoir des données numériques de la base pour recevoir des commandes permettant de modifier son mode de fonctionnement comme par exemple le niveau de réception, la périodicité de réveil etc. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de réception de la base permet de recevoir un code d'identification de l'entité et, de la sorte permettre de surveiller simultanément un nombre quelconque d'entités sur la zone. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la base dispose d'un moyen de transmission via le réseau téléphonique pour se mettre en liaison avec une station d'assistance en cas d'alerte. Cette station d'assistance étant constituée d'un serveur de messages connecté au réseau téléphonique décodant les informations d'identification et de localisation de l'entité provenant de la base et renvoyant à la station et à son opérateur en retour les informations qui permettent de retrouver l'entité. 8) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la base est équipée d'un moyen de localisation satellitaire(1l), elle calcule et affiche périodiquement en fonction des données du localisateur de l'entité reçues par radio, la distance relative et la direction de l'entité mobile par rapport à la base. 9) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la base est munie d'un indicateur de direction, d'un indicateur de distance et d'un indicateur de nord magnétique réunis sur un boîtier, la direction de l'entité étant obtenue par orientation du boîtier de telle sorte que l'aiguille d'une boussole soit en coïncidence avec l'une des diodes électroluminescentes disposées sur une couronne, la distance étant calculée puis lue sur un afficheur. 10) Procédé selon revendication 9 caractérisé en ce que la base possède un capteur magnéto-résistif permettant de détecter l'orientation du champ magnétique terrestre. 11)Procédé selon une des revendications 8, 9 ou 10 caractérisé en ce que la base comprend des moyens de calcul et de visualisation sont constitués par un micro-ordinateur associé à un écran graphique sur lequel s'affichent des plans ou des cartes des lieux où la personne recherchant l'entité doit évoluer pour la retrouver, les plans ou cartes étant renouvelés sur l'écran en fonction des déplacements de l'opérateur et de l'entité. 12)Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisé en ce que le franchissement de la limite de zone déclenche automatiquement une ou plusieurs actions sur l'entité, telle que par exemple un message vocal s'il s'agit d'une personne ou d'un animal, ou une décharge électrique contraignante s'il s'agit d'un animal, ou d'un signal lumineux ou sonore comme une sirène s'il s'agit d'un objet. 13)Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisé en ce que la personne recherchant l'entité peut à tout moment déclencher et arrêter sur les moyens fixés sur l'entité la mise en action de la localisation et de sa transmission par voie hertzienne.