Brevet FR2895551A1 — publié le 20070629

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'identification d'objets. L'invention concerne notamment l'identification et la gestion des inventaires d'objets tels que des conteneurs et de leur logistique. Les applications possibles sont variées, notamment dans tous les domaines où des conteneurs réutilisables sont utilisés pour transporter des produits (agroalimentaire, chimie, pharmacie, automobile, etc...). Il est connu d'identifier des objets par un opérateur au moyen d'un lecteur laser faisant l'acquisition d'un identificateur de type code barre. Une autre solution connue est l'utilisation de transpondeur (système radiofréquence RFID passif), sur une distance de lecture très courte (quelques centimètres) avec l'emploi d'un lecteur à main adéquat. Ces solutions connues ne permettent cependant pas la capture rapide, multiple et longue distance d'identificateurs de façon automatisée. L'invention concerne vise notamment à permettre la capture, au passage d'engins de transport ou de manutention (typiquement à une vitesse variable de l'ordre de 20 Km/h), des identificateurs de conteneurs embarqués sur ces véhicules. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. L'invention concerne notamment un procédé d'identification d'objets tels que des conteneurs entrant dans une zone de détection, les objets comportant chacun des moyens d'identification actifs tels que des transpondeurs actifs aptes à émettre des informations sous la forme de signaux de type radio-fréquence. A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte : - au moins une étape de détection simultanée des signaux d'une pluralité d'objets dans la zone de détection, - une étape de traitement et d'analyse d'au moins une des caractéristiques des signaux détectés, pour distinguer les objets entrant dans la zone d'éventuels objets immobiles ou déjà présents dans la zone. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le procédé comporte une pluralité d'étapes successives de détection simultanée des signaux des objets dans la zone de détection, et au moins une étape de mesure et/ou de comparaison d'une caractéristique représentative de la puissance des signaux détectés lors des étapes successives, - le procédé comporte une étape d'analyse des caractéristiques de puissance des signaux détectés, notamment par calcul d'écart type, pour extraire une grandeur représentative du mouvement de chacun des objets relativement à la zone de détection, - le procédé comporte une étape de détection d'une entrée ou d'une sortie d'un corps relativement à la zone de détection et en ce que la ou les étapes de détection sont réalisées uniquement dans une fenêtre temporelle au moins proche de l'entrée ou de la sortie détectées, - la ou les étapes de détection sont réalisées chacune par plusieurs moyens de détection distincts et en ce que l'étape de traitement et d'analyse comprend une étape de comparaison des signaux détectés par les différents moyens de détections. L'invention concerne également un dispositif d'identification d'objets entrant dans une zone de détection tels que des conteneurs, les objets comportant chacun des moyens d'identification actifs tels que des transpondeurs actifs aptes à émettre des informations sous la forme de signaux de type radiofréquence, le dispositif comportant : - des moyens de détection de signaux du type radioélectriques conformés 25 pour permettre la détection simultanée des signaux des objets entrant dans la zone, - des moyens d'acquisition et de traitement de données aptes à coopérer avec les moyens dé détection de signaux, caractérisé en ce que les moyens d'acquisition et de traitement de données sont conformés pour comparer au moins 30 une caractéristique des signaux détectés de manière à identifier les objets dits arrivant qui entrent dans la zone d'éventuels objets immobiles ou déjà présents dans la zone. Selon d'autres particularités possibles : - le dispositif comporte des moyens de détection d'une éventuelle entrée ou sortie d'un corps relativement à la zone de détection, et coopérant avec les moyens des moyens de détection de signaux et/ou les moyens d'acquisition et de traitement de données, de manière à activer les moyens de détection de signaux uniquement lors d'au moins une période temporelle au moins proche d'une entrée ou d'une sortie détectée, - les moyens de détection d'une entrée ou sortie relativement à la zone comportent au moins l'un des moyens suivants : un capteur du type infrarouge, un capteur optique, un capteur magnétique, - les moyens de détection de signaux du type radioélectriques comportent aux moins deux antennes disposées en regard l'une de l'autre de manière et de manière à ménager entre elles passage pour des corps ou objets, les antennes étant orientées relativement pour détecter sensiblement en direction l'une de l'autre, - les moyens d'identification sont du type micro-transpondeur avec source d'énergie embarquée, - les moyens d'acquisition et de traitement de données comprennent des moyens de mémorisation des signaux détectés lors des identifications passées pour archiver l'historique des identifications en vue notamment de consolider les détections futures, le dispositif comporte des moyens de détection de signaux distincts conformés pour permettre la détection de signaux d'objets dans des zones de détection distinctes respectives, les moyens d'acquisition et de traitement de données étant conformés pour pouvoir coopérer avec les différents moyens de détection de signaux pour distinguer et identifier lesdits objets. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une antenne de détection bidirectionnelle susceptible d'être utilisée selon l'invention, - la figure 2 représente une antenne de détection unidirectionnelle susceptible d'être utilisée selon l'invention, - la figure 3 illustre schématiquement un exemple de flux de données détectées par les antennes selon l'invention, - la figure 4 illustre un premier exemple de système d'identification selon l'invention à un point de passage pour véhicule, -les figures 5 et 6 illustrent un second exemple de système d'identification selon l'invention à un point de passage pour véhicule, -la figure 7 illustre un troisième exemple de système d'identification selon l'invention, - la figure 8 illustre schématiquement un exemple de courbes de réponse théoriques (RT) d'un identificateur détecté par un système à quatre antennes tel que celui de la figure 7, - la figure 9 illustre schématiquement un exemple de courbes de réponse réelles (RR) d'un identificateur détecté par un système à quatre antennes tel que celui de la figure 7. L'invention propose une identification d'objets de type radiofréquence avec des micro transpondeurs équipés chacun d'une source d'énergie embarquée (technologie du type par exemple RFID = Radio Frequency Identification active). Le matériel d'identification sélectionné est composé, par exemple, de transpondeurs actifs (appelés également TAGS ) fixés sur les objets (par exemple des conteneurs) et d'équipements de lecture de ces transpondeurs constitués d'antennes 6 radio reliées à un dispositif électronique de traitement du signal radio appelé également lecteur (cf. figures 1 à 3). En se référant la figure 3, les antennes 6 de capture sont reliées à un système d'acquisition de données de type lecteur lui-même connecté à un ordinateur 7 de type, par exemple, ordinateur personnel (PC) permettant de stocker les flux d'informations captés. Les informations détectées sont traitées dans un flux de données émanant du système d'acquisition lecteur et filtré par l'ordinateur 7 utilisé pour le stockage des flux. L'ordinateur 7 peut également être utilisé pour alimenter une base de données 9 utile au stockage et à la consolidation des évènements détectés (entrées et sorties de conteneurs d'un site industriel par exemple). De préférence, le fonctionnement du système (et en particulier des lecteurs) est déclenché uniquement suite à un événement déclencheur. Par exemple, le déclenchement de la lecture, ou l'activation du système d'acquisition du lecteur 6, est effectué lors de la détection du passage d'un corps dans la zone de détection. Par exemple, en se référant à la figure 4, le système comporte deux antennes 6 reliées à un système de lecture. Les deux antennes 6 sont espacées l'une de l'autre de façon à délimiter entre elles un passage pour un véhicule 10 (camion par exemple). Les deux antennes 6 sont orientés de façon à détecter principalement dans le passage. Les antennes 6 de capture sont placées, par exemple, de part et d'autre d'une route et couvrent un périmètre défini, de la taille par exemple d'un camion. De cette façon, la lecture des moyens d'identification 2 portés par les objets 1 situés sur le véhicule 10 peut s'effectuer aux portes d'une usine ou d'un site, au moment ou le véhicule 10 entre ou sort par une porte d'accès. Le déclenchement de la lecture, ou l'activation du système d'acquisition lecteur, est effectué, par exemple, à l'aide des boucles 3, 4 de détection de masse métallique enterrées dans le sol sur la voie de passage du véhicule 10. Le résultat de la détection des boucles 3, 4 au sol est de préférence exploité par un automatisme de traitement séquentiel, qui déclenche le fonctionnement de l'acquisition des données radio par le système lecteur. Le sens de passage du véhicule 10 peut avantageusement être déterminé par l'automatisme à l'aide de la gestion chronologique des évènements de passage sur les boucles 3, 4 (première 3 puis seconde 4 ou seconde 4 puis première 3). Ce dispositif de déclenchement de la lecture suite à un événement est préféré à d'autres systèmes de détection car il permet simultanément : - de réduire le nombre de données à traiter par rapport à un système de lecture en continu, - de prédéterminer plutôt que de supposer le sens de passage du véhicule, - de ne pas épuiser prématurément les batteries d'éventuels 30 transpondeurs 2 fixés sur des conteneurs immobiles dans le rayon de lecture des antennes 6. Avantageusement, les boucles 3, 4 de détection au sol sont placées de part et d'autre d'une porte ou grille automatique d'un site, qui forme un emplacement qui, de par sa nature, doit interdire l'arrêt prolongé d'un véhicule. De cette façon l'invention permet de limiter le temps de lecture radio des transpondeurs 2 afin d'économiser leur source d'énergie embarquée. Par ailleurs, il est préférable d'interdire le stationnement de véhicule ou objets sur les aires de captures radio des transpondeurs 2, donc sur les boucles 3, 4 entre les antennes 6. De plus, la vitesse maximum de passage dans la zone de détection est fixée de préférence à 20Km/h environ. La technologie radio de type active a en général un fort pouvoir de rayonnement, la distance utile de lecture pouvant être de l'ordre de cent mètres en terrain découvert. Ce fort pouvoir de rayonnement est très pratique pour capturer les données embarquées dans des supports difficilement accessibles (dans le conteneur réfrigéré d'un camion par exemple). Cependant, ce fort pouvoir de rayonnement peut avoir quelques inconvénients sur un terrain encombré d'objets isolés en stationnement. En effet, la puissance de rayonnement de moyens d'identification parasites peut induire une réflexion d'ondes radio sur les véhicules passant au milieu des antennes 6. Ceci peut se traduire par la capture par les antennes 6 d'informations stationnées aux alentours, induisant un trop grand nombre de données inutiles. Pour limiter ces inconvénients, il est possible d'utiliser une ou plusieurs antennes d'environnement , c'est-à-dire tournée vers des zones de stationnement adjacentes à la zone de détection principale. De cette façon, il est possible de distinguer les transpondeurs 2 situés dans la zone de détection des autres transpondeurs 2 situés hors de la zone (par exemple en distinguant les transpondeurs dont la puissance radio à été constatée la plus forte sur la ou les antennes d'environnement). Les figures 1 et 2 illustrent deux exemples d'antennes d'environnement, respectivement bi-directionnelle et uni-directionnelle. Pour la surveillance d'une zone de détection, il est possible d'utiliser des pylônes à antennes multiples de manière à capturer des flux de passage d'identificateur actifs 2. Un exemple de lecture de ces données peut être le suivant : - lectures multiples pendant le passage d'un véhicule des informations des transpondeurs 2 des objets 1 stockés dans le véhicule 10, - examen des courbes de réponses en puissance des équipements détectés, -analyse de la courbe de gausse obtenue (puissances) et calcul d'écarts types de façon à extraire un coefficient de mouvement des objets correspondants. De cette façon il est possible d'identifier précisément les objets entrants ou sortants de ceux immobilisés. Un exemple de lecture va être décrit de façon plus détaillée en référence auxfigures7à9. Une porte ou un passage est équipé d'antennes Al, A2, A3, A4 pointant en direction du passage. Par exemple deux poteaux 11 portent chacun deux antennes A1, A2 ; et A3, A4. Lorsque qu'un véhicule 10 transportant des objets 1 portant des moyens 2 d'identification passe à travers la zone de détection, une séquence d'identification/lecture est déclenchée qui conduit à identifier/lire les transpondeurs dans champ de lecture des antennes. Durant toute la séquence, les transpondeurs auront plusieurs fois l'occasion de répondre aux moyens de détection/lecture avec, à chaque fois, des amplitudes de puissance qui évoluent. Pour chaque transpondeur il est ainsi possible de capturer une courbe de réponse par antenne. Théoriquement, les courbes de réponse d'un transpondeur 2 sont d'un type gaussien. En effet, lorsque le transpondeur 2 s'approche de l'antenne (A1, A2, A3, A4,) la réponse en puissance du transpondeur augmente (cf. figure 8 : courbes de réponse théoriques d'un transpondeur pour quatre antennes, avec la puissance P en ordonnée en fonction du temps T en abscisse). Les réponses réelles sont souvent plus chaotiques mais il est possible de distinguer une augmentation de la puissance P de réponse au moment du passage du transpondeur 2 devant l'antenne (cf. : figure 9 , courbes des réponses réelles RR d'un transpondeur pour quatre antennes, avec puissance P en ordonnée en fonction du temps T en abscisse). Un filtre de mouvement peut être appliqué à cet ensemble de réponses pour calculer une différence de réponse par rapport à une moyenne. Ce résultat peut être appelé coefficient de mouvement . De cette façon, un coefficient de mouvement relativement élevé signifie une grande amplitude de réponse en puissance, ce qui traduit un mouvement de passage devant l'antenne (en approche ou en éloignement). Un coefficient de mouvement minimum peut être fixé pour considérer qu'un transpondeur a réellement passé la zone. De même, le filtre peut être affiné en modulant la condition de mouvement sur une ou deux antennes. Par exemple, pour considérer un transpondeur en mouvement la condition peut exiger un coefficient de mouvement suffisant sur une antenne ou bien sur deux antennes. Dans ce dernier cas on parle d'antennes couplées . De préférence, le système comprend quatre antennes dirigées dans la direction de passage de l'objet. Une séquence de fonctionnement du système peut être résumée comme suit : i) passage d'objets revêtus de moyens d'identifications au travers d'une zone de détection (porte par exemple) ii) déclenchement d'une séquence de détection et détermination d'un sens 20 de passage des objets iii) acquisition des réponses de chaque moyen d'identification sur chaque antenne iv) fin de la séquence de détection v) filtrage logiciel des réponses pour extraire les moyens d'identification en 25 mouvement dans la zone de détection vi) fin de traitement, transfert éventuel des données vers un support, stockage des résultats obtenus en vue par exemple d'une évaluation de stock notamment. Comme représenté aux figures 5 et 6, l'invention peut être utilisée aux 30 portes de bâtiments au passage d'engins de manutention dans le chambranle de la porte par exemple. Deux antennes 6 radio sont positionnées respectivement de part et d'autre du chambranle de la porte. La hauteur de pose des antennes 6 est calculée pour être au plus approchant de la hauteur de passage des containers 1 dans la porte. Le transpondeur 2 est fixé sur le conteneur 1, par exemple sur un capot de protections des fourches de l'engin de manutention et à une hauteur déterminée. La puissance de lecture des antennes 6 au passage de porte est de préférence réduite au maximum du fait notamment du fort rayonnement de la technologie des transpondeurs actifs. Des boucles 3, 4 au sol de détection de masse métallique sont disposées de part et d'autre de la porte. De plus, un détecteur optique 5 est intégré au chambranle de la porte pour assurer le déclenchement de la lecture radio lors du passage d'un corps dans le faisceau. Un scénario d'usage peut être le suivant : - l'engin 10 de manutention est détectée par les boucles 3, 4 au sol de détection de masse métallique, ceci arme une séquence de traitement radio avec détection de sens (entrant/sortant) par chronologie d'événement boucle 3 puis 4, ou boucle 4 puis 3, - l'engin 10 coupe le faisceau lumineux du détecteur 5 optique, et arme une lecture radio, - l'engin de manutention roule sur la boucle 3, 4 au sol de détection de masse métallique ce qui clos la séquence de lecture et détermine le sens de passage du conteneur 1. De cette manière, la lecture au passage d'engins de manutention est courte, précise et réalisée sur une distance de lecture est très réduite. Diverses solutions algorithmiques peuvent être utilisées dans le traitement des flux de données émanant des systèmes de capture de transpondeurs. En particulier, les flux de données peuvent être traités de façon à s'affranchir du fort rayonnement radio de la technologie utilisée. En effet, dans le cas d'un environnement encombré de conteneurs 1 en stationnement portant des transpondeurs, il faut pouvoir faire le tri entre les conteneurs 1 transportés dans un camion, ou sur un appareil de manutention, par rapport à ceux en attente de manutention ultérieure. Dans ce but, il ainsi est possible d'utiliser une ou plusieurs des solutions ci-dessous afin de tendre vers un suivi de mouvement des objets sans perturbation due à des informations parasites : - calcul après acquisition des puissances de lectures en décibels des transpondeur, d'un écart type, qui serait à l'image d'un coefficient de mouvement, - calcul avec les valeurs de deux antennes, - calcul avec les valeurs de quatre antennes, appairées deux par deux, soit statistiquement 50% d'amélioration de la fiabilité de la mesure, - sommation des valeurs de puissance de lecture avec intégration des erreurs de lecture, - utilisation d'antenne(s) d'environnement supplémentaire(s) utilisée(s) pendant la lecture au passage d'un véhicule avec comparaison et élimination des flux parasites, - lecture de l'environnement à intervalle régulier, quand il n'y a pas de véhicule, afin de maintenir en mémoire une liste de conteneurs en stationnement, - travail sur l'historique des détections, avec par exemple chronologie et datage des événements dans une base de donnée afin de consolider dans le temps la véracité de l'information, -croisement des informations de capture de zones de détection distinctes (portiques à portiques dans le cas d'un site par exemple), - croisement en traitement central (par exemple déporté) sur base de donnée, des informations de capture émanant de plusieurs sites de détection. Le système de détection et d'identification peut utiliser, par exemple, le matériel commercialisé par la société IDENTEC (transpondeurs, lecteurs et antennes). La portée de détection peut avoir un rayon de 100m, avec une vitesse d'identification, par exemple de 100 transpondeurs ou tags par secondes. En variante ou en combinaison, le système peut utiliser les nanotechnologies embarquées sur la carte électronique des transpondeurs. Dans ce cas, il suffit d'introduire la notion de mouvement dans la réponse à la requête d'inventaire , cette requête est destinée à récupérer toutes les identités (ID) des transpondeurs dans la zone de détection. L'utilisation, par exemple, d'un gyroscope ou d'un accéléromètre électronique miniature pourrait déterminer l'état statique ou mobile du transpondeur 2. L'invention permet une capture multiple, rapide automatique et simultanée, des identificateurs par exemple sur plusieurs dizaines objets au passage de véhicules ouverts, fermés ou bâchés. REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification d'objets (1) tels que des conteneurs entrant dans une zone de détection, les objets (1) comportant chacun des moyens (2) d'identification actifs tels que des transpondeurs actifs aptes à émettre des informations sous la forme de signaux (S) de type radiofréquence, le procédé comportant : - au moins une étape de détection simultanée des signaux (S) d'une pluralité d'objets (1) dans la zone de détection, - une étape de traitement et d'analyse d'au moins une des caractéristiques des signaux (S) détectés, pour distinguer les objets (1) entrant dans la zone d'éventuels objets (1) immobiles ou déjà présents dans la zone. 2. Procédé d'identification selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'étapes successives de détection simultanée des signaux (S) des objets (1) dans la zone de détection, et au moins une étape de mesure et/ou de comparaison d'une caractéristique représentative de la puissance des signaux détectés lors des étapes successives. 3. Procédé d'identification selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'analyse des caractéristiques de puissance des signaux (S) détectés, notamment par calcul d'écart type, pour extraire une grandeur représentative du mouvement de chacun des objets (1) relativement à la zone de détection. 4. Procédé d'identification selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détection d'une entrée ou d'une sortie d'un corps relativement à la zone de détection et en ce que la ou les étapes de détection sont réalisées uniquement dans une fenêtre temporelle au moins proche de l'entrée ou de la sortie détectées. 5. Procédé d'identification selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la ou les étapes de détection sont réalisées chacune par plusieurs moyens de détection distincts et ence que l'étape de traitement et d'analyse comprend une étape de comparaison des signaux détectés par les différents moyens de détections. 6. Dispositif d'identification d'objets (1) entrant dans une zone de détection tels que des conteneurs, les objets (1) comportant chacun des moyens (2) d'identification actifs tels que des transpondeurs actifs aptes à émettre des informations sous la forme de signaux (S) de type radiofréquence, le dispositif comportant : - des moyens (6) de détection de signaux du type radioélectriques conformés pour permettre la détection simultanée des signaux (S) des objets (1) entrant dans la zone, - des moyens (7, 8, 9) d'acquisition et de traitement de données aptes à coopérer avec les moyens (6) dé détection de signaux, caractérisé en ce que les moyens (7, 8, 9) d'acquisition et de traitement de données sont conformés pour comparer au moins une caractéristique des signaux (S) détectés de manière à identifier les objets (1) dits arrivant qui entrent dans la zone d'éventuels objets immobiles ou déjà présents dans la zone. 7. Dispositif d'identification d'objets selon la revendication 6, 20 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (3, 4, 5) de détection d'une éventuelle entrée ou sortie d'un corps relativement à la zone de détection, et coopérant avec les moyens des moyens (6) de détection de signaux et/ou les moyens (7, 8, 9) d'acquisition et de traitement de données, de manière à activer les moyens (6) de détection de signaux uniquement lors 25 d'au moins une période temporelle au moins proche d'une entrée ou d'une sortie détectée. 8. Dispositif d'identification d'objets selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (3, 4, 5) de détection d'une entrée ou sortie relativement à la zone comportent au moins l'un des moyens 30 suivants : un capteur du type infrarouge, un capteur optique, un capteur magnétique. 9. Dispositif d'identification d'objets selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens (6) de détection 15de signaux du type radioélectriques comportent aux moins deux antennes disposées en regard l'une de l'autre de manière et de manière à ménager entre elles passage pour des corps ou objets, les antennes étant orientées relativement pour détecter sensiblement en direction l'une de l'autre. 10. Dispositif d'identification d'objets selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens (2) d'identification sont du type micro-transpondeur avec source d'énergie embarquée. 11. Dispositif d'identification d'objets selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les moyens (7, 8, 9) d'acquisition et de traitement de données comprennent des moyens de mémorisation des signaux détectés lors des identifications passées pour archiver l'historique des identifications en vue notamment de consolider les détections futures. 12. Dispositif d'identification d'objets selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (6) de détection de signaux distincts conformés pour permettre la détection de signaux (S) d'objets (1) dans des zones de détection distinctes respectives et en ce que les moyens (7, 8, 9) d'acquisition et de traitement de données sont aptes à coopérer avec les différents moyens (6) de détection de signaux pour distinguer et identifier lesdits objets (1).