Brevet FR2896885A1 — publié le 20070803

La présente invention entre dans le domaine de la localisation physique de personne ou objet, en particulier la géolocalisation par onde radio au sein d'une enceinte de personne ou objet. L'invention concerne plus particulièrement un système de géolocalisation de personne ou objet au travers d'ondes radio, un dispositif portable de géolocalisation par onde radio ainsi que les caractéristiques relatives au fonctionnement desdits système et dispositif. Un tel système trouvera son application dans toute géolocatisation de personne, matériel, véhicule ou analogue, fixe ou en mouvement à l'intérieur d'une enceinte couverte par ledit système. Ce dernier trouvera une application toute particulière dans la localisation de personne au sein d'un terminal de transport, préférentiellement mais non limitativement, la localisation de passager dans un aéroport ou terminal aéroportuaire. L'invention pourra aussi concerner la localisation de personne dans tout type d'enceinte, comme un enfant dans un parc d'attraction, un musée ou autre, des voitures sur un parking, des containers, etc. Dans ce cadre, il est déjà connu, qu'au cours de l'embarquement de passagers à bord d'un avion, interviennent des retards de personnes ayant été enregistrées et qu'il est nécessaire d'attendre. En effet, lors de l'enregistrement, chaque personne reçoit sa carte d'embarquement et est ensuite laissée libre d'aller et venir à sa guise, provoquant inévitablement des retards. La solution réside dans la diffusion d'un message vocal dans l'enceinte dudit aéroport pour interpeller l'attention dudit retardataire et l'inviter à se rendre à la porte d'embarquement ou à un point de rencontre. Une autre solution consiste à envoyer des agents pour au hasard héler la personne attendue et la conduire rapidement au lieu d'embarquement. En terme de localisation géographique, l'état de la technique connaît évidemment le positionnement par satellite. Même s'il offre une grande précision, ce type de système ne fonctionne qu'à ciel ouvert, en communication directe avec le satellite. Il est alors inefficace dans une enceinte. L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en proposant un système efficace et précis de localisation géographique d'une personne ou objet dans une enceinte, en particulier d'un passager au sein d'une enceinte aéroportuaire. Les avantages de l'invention résident dans l'utilisation d'onde radio et au travers de la gestion d'un dispositif portable personnel sous forme de badge. En particulier, l'invention se veut à même d'optimiser la localisation dudit badge au travers d'un double fonctionnement absolu et différentiel. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de localisation par onde radio d'une personne, objet ou analogue, fixe ou en déplacement, au sein d'une enceinte, caractérisé par le fait qu'il consiste à : - lier ladite personne ou objet à un dispositif portable, tel un badge, ledit dispositif portable étant apte à émettre et 20 recevoir des ondes radio ; - émettre dans ladite enceinte des signaux radio au travers de moyens d'émission et de réception d'onde radio, sous forme de balises fixes, disposés de manière à diviser ladite enceinte en zones ; 25 - gérer l'alimentation en énergie dudit badge ; - interpréter par le badge lesdits signaux afin de se localiser de manière absolue et de manière différentielle par rapport à au moins un terminal mobile de localisation ; et - intercepter ledit badge au moyen dudit terminal mobile 30 de localisation. L'invention concerne aussi un dispositif portable de mise en œuvre dudit procédé de localisation, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'émission et de réception d'ondes radio, des moyens aptes à encoder lesdites ondes radio 35 analogiques en signaux numériques et inversement, des moyens de calcul desdits signaux numériques, des moyens de stockage de données, des moyens de temporisation sous la forme d'un minutier, ces composant étant combinés entre eux de manière à déterminer l'état d'alimentation dudit badge. L'invention concerne encore le procédé de fonctionnement de moyens de calcul inclus dans ledit dispositif, lesdits moyens de calcul comprennent un processeur à piles pourvu d'un espace mémoire principale, d'un espace mémoire constituant une pile d'adresses et d'un espace mémoire constituant une pile de donnée, chaque espace mémoire étant relié à un registre (réciproquement T, R et S) au travers d'un bus de transfert de données, caractérisé par le fait que, lors des opérations de lecture et d'écriture dans l'espace mémoire principale, lesdits espaces mémoire et lesdits registres correspondant sont utilisés simultanément. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre des modes de réalisation non limitatifs de l'invention. La présente invention concerne la localisation géographique d'une personne, objet ou analogue, fixe ou en 20 déplacement, au sein d'une enceinte. L'invention trouvera une application toute particulière, mais non limitative, dans l'exemple de géolocalisation de passager au sein d'un aéroport. Le système de localisation selon l'invention consiste à 25 cartographier ladite enceinte par le positionnement de moyens d'émission et de réception d'onde radio aptes à émettre un signal radio sur toute ou partie de ladite enceinte. Pour ce faire, ces moyens d'émission et de réception peuvent se présenter sous la forme de balises fixes. Ces balises sont 30 alors disposées au sein de l'enceinte de manière à diviser cette dernière en différentes zones. Dans l'exemple choisi, ces zones peuvent être le hall d'enregistrement, le hall d'embarquement et le reste de l'aéroport. On notera à ce propos que l'enceinte peut être un bâtiment 35 ou ensemble de bâtiments, un espace délimité physiquement ou au travers desdites balises et de l'émission de leur signal radio. Une caractéristique avantageuse selon l'invention consiste à lier ladite personne ou objet à un dispositif portable. Cette liaison peut consister à stocker sur ledit dispositif, au travers de moyens adéquat, des données relatives au porteur, au lieu et à l'enceinte, aux zones délimitées, aux balises, etc. Les données stockées peuvent aussi être relatives à un horaire, en particulier, dans le cas du présent exemple, l'horaire d'embarquement d'un vol. Selon le mode préférentiel de réalisation, ce dispositif peut se présenter sous la forme d'un badge. Ce badge peut être porté par une personne ou fixé à un objet. Ce dispositif portable est apte à émettre et recevoir, par onde radio, des informations. En particulier, le signal émis par lesdites balises véhicule des informations que ledit dispositif est à même de capter. Pour ce faire, ledit badge est pourvu de moyens de communication par onde radio. Ces moyens de communication se présentent sous la forme de moyens de réception et démission d'onde radio et comprennent une interface analogique d'entrée et sortie, réciproquement de réception et d'émission, d'onde radio. Les ondes radio analogiques reçues sont alors transcrites en signal numérique de manière à permettre son traitement au travers de moyens de calcul. L'encodage inverse, numérique vers analogique est aussi assuré dans le but d'émettre un signal au travers des moyens d'émission. En somme, le dispositif portable est à même de recevoir les signaux radio émis par plusieurs balises, les transcrire en vue de les interpréter puis d'émettre un signal à son tour. Cette interprétation des signaux émis par lesdites balises consiste à localiser de manière absolue ou différentielle. La localisation absolue s'effectue au travers des balises fixes, émettrices des signaux et définissant des zones à l'intérieur de l'enceinte. Pour ce faire, le dispositif reçoit les signaux desdites balises puis interprète ces signaux. La localisation absolue consiste à étudier lesdits signaux reçus par ledit badge par rapport à des donnée stockées sur ledit badge et de manière à déterminer ladite zone dans lequel il se situe. A ce propos, les données stockées peuvent être une représentation cartographique de l'enceinte et des zones la 5 composant. Au cours de l'étude des signaux émis par les balises, ledit dispositif sélectionne les signaux pertinents et élimine les signaux de moindre importance, par exemple en raison de leur faible puissance. 10 Une fois la zone de localisation déterminée par ledit dispositif, le badge peut se signaler ou non. En effet, s'il n'a pas changé de zone, il ne reverra pas de signal retour. Dans le cas contraire, il enverra un signal retour de manière à le localiser dans une zone. L'information relative à la zone de 15 localisation du dispositif est ensuite transmise à des moyens de gestion centraux. La localisation différentielle intervient lors de la recherche dudit dispositif portable. Cette recherche s'effectue à l'aide d'un terminal mobile de localisation. Elle intervient 20 en deux phases consistant, d'une part, à localiser la zone dans lequel se trouve ledit dispositif et celle où se situe ledit terminal de localisation. Cette étape s'effectue par localisation absolue à l'aide des signaux émis par les balises. Une fois que le badge visé et le terminal de localisation sont 25 présents dans la même zone, la localisation s'effectue au travers de la position relative dudit badge par rapport audit terminal. En fonction de différents paramètres, le badge et ledit terminal coopèrent pour, d'une part, émettre de la part du 30 badge des signaux rapprochés dans le temps et, d'autre part, calculer par ledit terminal la position approximative dudit dispositif en vue de son interception. Cette dernière étape consiste à déclencher par ledit badge un signal visuel ou sonore, comme une sonnerie ou un signal 35 lumineux. Elle peut aussi résider en une phase de mesure par ledit terminal du gradient de l'atténuation des ondes radios émises par le badge de manière à déterminer la direction dudit badge par rapport audit terminal. Pour ce faire, il convient de mesurer le signal émis par ledit dispositif puis, changer de direction à angle droit pour effectuer une autre mesure. Le terminal calcule alors la direction dudit badge. A ce propos, ledit terminal peut être équipé de moyens d'émission et de réception de signaux radio pour permettre la localisation dudit dispositif, au travers de moyens d'affichage graphique, tel un écran. Le dispositif selon l'invention comprend aussi des moyens autonomes d'alimentation en énergie. Une caractéristique essentielle de l'invention réside dans la gestion de l'alimentation en énergie dudit badge afin d'optimiser la longévité de ses batteries. Pour ce faire, ledit badge comprend plusieurs modes de fonctionnement au cours desquels il n'est pas alimenté de la même façon. En d'autres termes, les composants constituant le badge sont combinés entre eux de manière à déterminer l'état d'alimentation dudit dispositif. Cette gestion d'énergie comprend quatre états : sommeil (A), veille (B), éveil (C) et action (D). Le badge passe d'un état à un autre selon les différents cas. En particulier, ledit dispositif peut passer périodiquement d'un état de sommeil à un état de veille au travers d'une temporisation par alimentation des moyens de réception d'onde radio dudit badge ; passer d'un état de veille à un état de sommeil ; passer d'un état de veille à un état d'éveil au travers de la réception d'un signal radio ; passer d'un état d'éveil à un état de sommeil ; passer d'un état d'éveil à un état d'action pour l'émission d'un signal par calcul d'un changement de zone dudit badge ; passer d'un état d'action à un état de sommeil. En d'autres termes, le dispositif en maintenu en état de sommeil dans lequel tous les composants constituant le badge ne sont pas alimentés en énergie, à l'exception d'un minuteur. Ce dernier alimente périodiquement les moyens de réception afin de détecter la présence ou non d'ondes radio spécifiques. En fonction de la fréquence du minuteur, les moyens de réception du badge se mettent donc à l'écoute de signaux radio. Cet état est l'état de veille. Si aucun signal n'est détecté, le dispositif repasse en état de sommeil. Dans le cas contraire, le signal capté alors doit être interprété. Le dispositif change donc d'état pour passer en mode d'éveil pendant lequel des moyens de calcul sont alimentés pour calculer la zone dans laquelle se situe ledit badge. Après comparaison avec la zone dans laquelle il se situait précédemment, stockée dans une mémoire non volatile, si la zone est identique, alors le badge repasse en mode sommeil. S'il y a changement de zone, les moyens d'émission sont alimentés et un signal de retour est envoyé afin de signaler la modification d'emplacement de zone. Ensuite, le badge repasse en mode sommeil. Le passage en état sommeil, depuis les états de veille, d'éveil ou d'action consiste à couper l'alimentation des composants électroniques dudit badge, à l'exception du minutier. Ainsi, par passage d'un mode à un autre, le dispositif fonctionne de façon optimale énergiquement, sans alimenter des composants inutiles au fonctionnement de son état. Le dispositif en lui-même comprend donc des moyens d'émission et de réception d'ondes radio, mais aussi des moyens aptes à encoder lesdites ondes radio analogiques en signaux numériques et inversement, des moyens de calcul desdits signaux numériques, des moyens de stockage de données, des moyens de temporisation sous la forme d'un minutier. Ces composants sont par conséquent combinés entre eux de manière à déterminer l'état d'alimentation dudit badge, notamment au travers d'un principe particulier de gestion de l'alimentation en énergie, décrit précédemment. Selon les modes de réalisation, le dispositif peut comprendre des capteurs différents sur ledit badge, à savoir des capteurs biométriques destinés à l'identification du porteur ou autre. Ainsi, le système de localisation selon l'invention permet d'offrir un moyen de sécurisation d'une enceinte. Les moyens de calcul dont est pourvu ledit dispositif se présentent sous la forme d'un processeur à piles dont l'architecture et le fonctionnement ont été conçus pour réduire la taille des instructions ainsi que leur durée d'exécution. Pour ce faire, lesdits moyens de calcul comprennent un processeur à piles pourvu d'un espace mémoire principale, d'un espace mémoire constituant une pile d'adresses et d'un espace mémoire constituant une pile de données, chaque espace mémoire étant relié à un registre (réciproquement T, R et S) au travers d'un bus de transfert de données. En d'autres termes, la pile d'adresses est en lecture ou écriture sur le registre R, la pile de données en lecture ou écriture dans le registre S et l'espace mémoire principal en lecture ou écriture sur le registre T. Une caractéristique du procédé des moyens de calcul réside dans le fait que, lors des opérations de lecture et d'écriture dans l'espace mémoire principale, lesdits espaces mémoire et lesdits registres correspondant sont utilisés simultanément. Le processeur tourne donc moins longtemps et économise d'autant plus d'énergie. En particulier, les lecture et écriture utilisent le registre R pour piloter le bus d'adresse mémoire. En fin de cycle, elles dépilent la pile d'adresses pour une mise à jour du registre R. De plus, l'écriture utilise le registre T pour piloter les bus de données de l'espace mémoire principal. En fin de cycle, elle transfère la valeur contenue dans le registre S vers le registre T puis dépile la pile de données pour mettre à jour S. Enfin, la lecture utilise le registre T comme destination du bus de données mémoire. En fin de cycle d'instruction, elle empile le registre S dans la pile de données et sauvegarde l'ancienne valeur de S dans le registre T. Il s'effectue donc quatre opérations simultanément, diminuant considérablement la durée d'utilisation du processeur. L'avantage de l'invention, outre la localisation de personne ou d'objet, réside dans le fonctionnement durable d'un dispositif portable aussi compact et léger que possible tout en offrant une gestion intelligente de l'alimentation en énergie. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés et décrits précédemment qui peuvent présenter des variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de localisation par onde radio d'une personne, objet ou analogue, fixe ou en déplacement, au sein d'une 5 enceinte, caractérisé par le fait qu'il consiste à : - lier ladite personne ou objet à un dispositif portable, tel un badge, ledit dispositif portable étant apte à émettre et recevoir des ondes radio ; - émettre dans ladite enceinte des signaux radio au 10 travers de moyens d'émission et de réception d'onde radio, sous forme de balises fixes, disposés de manière à diviser ladite enceinte en zones ; - gérer l'alimentation en énergie dudit badge ; -interpréter par le badge lesdits signaux afin de se 15 localiser de manière absolue et de manière différentielle par rapport à au moins un terminal mobile de localisation ; et - intercepter ledit badge au moyen dudit terminal mobile de localisation. 2. Procédé de localisation selon la revendication 1, 20 caractérisé par le fait que la localisation absolue consiste à étudier lesdits signaux reçus par ledit badge par rapport à des données stockées sur ledit badge et de manière à déterminer ladite zone dans lequel il se situe. 3. Procédé de localisation selon l'une quelconque des 25 revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la localisation différentielle consiste à localiser de manière absolue ledit terminal mobile et ledit badge jusqu'à ce qu'ils se trouvent dans la même zone, puis localiser la position relative dudit badge par rapport audit terminal. 30 4. Procédé de localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'interception consiste déclencher par ledit badge un signal visuel ou sonore. 5. Procédé de localisation selon l'une quelconque des 35 revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'interception consiste à mesurer par ledit terminal le 10gradient de l'atténuation des ondes radios émises par le badge de manière à déterminer la direction dudit badge par rapport audit terminal. 6. Procédé de localisation selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé par le fait que la gestion de l'énergie dudit badge consiste à : - passer périodiquement d'un état de sommeil à un état de veille au travers d'un minuteur par alimentation des moyens de réception d'onde radio dudit badge ; 10 - passer d'un état de veille à un état de sommeil ; - passer d'un état de veille à un état d'éveil au travers de la réception d'un signal radio ; - passer d'un état d'éveil à un état de sommeil ; - passer d'un état d'éveil à un état d'action pour 15 l'émission d'un signal par calcul d'un changement de zone dudit badge ; -passer d'un état d'action à un état de sommeil. 7. Procédé de localisation selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le passage des états de veille, 20 d'éveil ou d'action à l'état de sommeil consiste à couper l'alimentation des composants électroniques dudit badge, à l'exception du minuteur. 8. Dispositif portable de mise en oeuvre du procédé de localisation selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'émission et de réception d'ondes radio, des moyens aptes à encoder lesdites ondes radio analogiques en signaux numériques et inversement, des moyens de calcul desdits signaux numériques, des moyens de stockage de données, des moyens de 30 temporisation sous la forme d'un minuteur, ces composant étant combinés entre eux de manière à déterminer l'état d'alimentation dudit badge. 9. Procédé de fonctionnement des moyens de calcul selon la revendication 8, lesdits moyens de calcul comprennent un 35 processeur à piles pourvu d'un espace mémoire principale, d'un espace mémoire constituant une pile d'adresses et d'un espacemémoire constituant une pile de données, chaque espace mémoire étant relié à un registre (réciproquement T, R et S) au travers d'un bus de transfert de données, caractérisé par le fait que, lors des opérations de lecture et d'écriture dans l'espace mémoire principale, lesdits espaces mémoire et lesdits registres correspondant sont utilisés simultanément.