Brevet FR2966924A1 — publié le 20120504

- 1 - SYSTEME TELEMATIQUE DE LOCALISATION FIABILISEE La présente invention concerne de manière générale un système télématique de localisation fiabilisée assurant un calcul de la position courante du système. Plus particulièrement, la présente invention concerne l'application d'un tel système télématique à un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur, en particulier du document WO 02/39063, un système de positionnement assisté par courte routière. Ce document décrit un système de positionnement d'objet mobile assisté par carte routière qui utilise les informations fournies par un système de positionnement par satellites, les informations fournies par un système de navigation à l'estime et les informations d'une carte routière numérique pour calculer une estimation de la position courante. Ce système de positionnement est intégré dans un dispositif de navigation pour véhicule. Un tel système de positionnement assisté par carte routière présente néanmoins quelques inconvénients parmi lesquels l'utilisation d'une carte routière numérique utilisée en collaboration avec un dispositif de navigation, nécessitant de ce fait un grand nombre d'informations telles que le type de voies empruntées, les voies ferrées, cours d'eau, les surfaces (agglomération, campagne, etc.), les unités administratives, la toponymie, les limitations de vitesse, etc. ainsi que l'absence de moyens d'avertissement de la position du véhicule en cas de panne ou d'accident. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients mentionnés ci-dessus en fournissant un système télématique de localisation fiabilisée en particulier pour l'assistance à un véhicule en cas de panne ou d'accident, permettant de remédier d'une part à une mauvaise localisation en cas de réception difficile ou perturbée des signaux de 2966924 - 2 - géolocalisation en raison de l'environnement, comme par exemple en montagne, forêts, tunnels, villes denses, canyon et canyon urbain (ville à rues étroites et bâtiments élevés), ou encore en présence d'arbres, en cas de réflexion des signaux (gratte ciel à surface vitrée, voie d'eau) etc., tout 5 en minimisant d'autre part les ressources de stockage nécessaires, en particulier pour la base de données cartographiques, en vue de réduire les coûts d'implémentation d'un tel système, et d'assurer d'autre part encore une prise en charge la plus rapide possible par un service d'assistance ou d'urgence en cas de panne ou d'accident. En effet, il a été montré dans le 10 cadre de la présente invention que des zones de réception difficile ou perturbée (par ex. ravins, zones montagneuses, zones désertiques) correspondent souvent à des zones sources d'accidents et où la qualité de localisation est alors primordial pour retrouver rapidement un véhicule en panne ou accidenté. 15 Dans ce but, un premier aspect de la présente invention concerne un système télématique de localisation fiabilisée comprenant un dispositif de positionnement géographique par satellites apte à fournir des données de géolocalisation, des moyens de navigation à l'estime apte à fournir des données de positionnement par rapport aux données de géolocalisation 20 reçues, une base de données cartographiques et des moyens de calcul d'une position courante sur la base des données de géolocalisation et de positionnement reçues en corrélation avec les données cartographiques, caractérisé en ce que les données cartographiques répertoriées dans la base sont limitées à des zones géographiques où la réception de données 25 de géolocalisation par le dispositif de positionnement géographique est difficile ou perturbée et en ce que le système télématique comprend en outre des moyens de communication avec un service distant de géolocalisation pour transmettre la position courante calculée. Un tel système télématique permet de minimiser les ressources de stockage nécessaires par l'utilisation d'une base de données cartographiques limitée aux endroits/régions où la réception des données de géolocalisation est difficile ou perturbée, c'est-à-dire dont le niveau des signaux reçus est 3 insuffisant (i.e. inférieur à un seuil déterminé) pour garantir l'intégrité des données transmises, tout en assurant néanmoins l'obtention de données de localisation fiabilisée et donc une transmission de position fiable au service distant d'assistance ou d'urgence avec lequel est relié le système télématique. Dans le même temps, la base de données cartographiques reste limitée en volume dans la mesure où elle ne comprend des données que pour les zones de réception difficile, telles que les tunnels, voies en forêt, voies de montagne, etc. Selon un mode de réalisation avantageux, les données cartographiques répertoriées dans la base sont des données cartographiques simplifiées permettant une corrélation cartographique entre la position courante calculée et la meilleure projection sur la carte. L'utilisation de l'altitude comme données cartographiques permet d'assurer une bonne fiabilité de la projection sur la carte navigable de la position courante tout en limitant les données nécessaires pour effectuer une telle corrélation. Selon un mode de réalisation avantageux, les données cartographiques répertoriées dans la base comprennent des données d'altitude couvrant l'ensemble du territoire. Ceci permet de fiabiliser globalement la localisation. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les données cartographiques répertoriées sont mises à jour de manière incrémentale par l'intermédiaire des moyens de communication. La mise à disposition d'un tel système de mise à jour incrémentale permet d'ajouter ou supprimer de la base de données cartographiques des zones non couvertes par le dispositif de positionnement géographique par satellites, de corriger des données liées à une zone, etc. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la base de données cartographiques est stockée sur un support numérique amovible. L'utilisation d'un support amovible permet à l'utilisateur d'effectuer des 2966924 - 4 - mises à jour lui-même, par exemple en se connectant à un réseau informatique type Internet. Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système télématique comprend en outre des moyens de réception de données de 5 positionnement d'un service de navigation par recouvrement géostationnaire et les moyens de calcul de la position courante se basent sur les données de positionnement reçues du service de navigation pour corriger les données de géolocalisation reçues. L'utilisation des données d'un service de navigation par recouvrement géostationnaire permet de 10 corriger les signaux de géolocalisation reçus par le dispositif de positionnement géographique par satellites en cas de réception insuffisante. Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système télématique comprend des moyens de calibration des moyens de 15 navigation à l'estime se basant sur les données de géolocalisation éventuellement corrigées par les données de positionnement du service de navigation par recouvrement géostationnaire et/ou sur les données cartographiques de la base. L'utilisation de moyens de calibration des moyens de navigation à l'estime permet d'accroître la fiabilité de la 20 détermination de la position courante plus particulièrement dans les zones de réception difficile ou perturbée des signaux de géolocalisation. Avantageusement, des paramètres initiaux de calibration sont transmis par l'intermédiaire des moyens de communication. Selon un autre mode de réalisation avantageux, en cas de bonne 25 réception des données de géolocalisation et/ou des données de positionnement, des moyens d'identification des erreurs des données cartographiques sont activés, les erreurs identifiées étant transmises par l'intermédiaire des moyens de communication. Un autre but de la présente invention consiste à s'assurer que les 30 moyens de communication du système télématique puissent transmettre la position courante au service distant de géolocalisation. En effet, il est - 5 - primordial qu'une telle communication puisse être établie pour pouvoir assurer l'assistance requise en cas de panne ou d'accident. Pour cela, selon un autre mode de réalisation avantageux, le système comprend des moyens de détection et d'enregistrement des zones à risques dans lesquelles le signal de réception des moyens de communication est insuffisant pour assurer la communication avec le service distant de géolocalisation. Les enregistrements de ces zones à risques peuvent être ensuite utilisés pour enrichir la connaissance des zones de mauvaise réception du réseau de télécommunications (par ex. GSM, 3G) afin de les améliorer. Selon un autre mode de réalisation avantageux, le service distant de géolocalisation est un service d'appel d'urgence et/ou d'assistance. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de communication sont des moyens de téléphonie mobile. Un second aspect de la présente invention concerne un véhicule automobile équipé d'un système télématique selon le premier aspect. Un troisième aspect de la présente invention concerne un procédé d'assistance d'un véhicule automobile équipé d'un système télématique selon le premier aspect, et comprenant les étapes consistant à : (i) recevoir des données de géolocalisation et de positionnement ; (ii) corréler les données de géolocalisation et de positionnement reçues avec des données cartographiques simplifiées ; (iii) calculer la position courante du véhicule sur la base des données reçues corrélées ; (iv) transmettre la position courante calculée à un service distant de géolocalisation. Selon une variante de réalisation, le procédé comprend des étapes supplémentaires consistant à : (v) détecter et enregistrer les zones à risques dans lesquelles le 6 signal de réception des moyens de communication est insuffisant pour assurer la communication avec le service distant de géolocalisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par le dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 représente un système télématique selon un mode de réalisation de la présente invention. L'invention sera décrite ci-après uniquement à titre d'exemple non limitatif en relation avec la figure 1. Comme mentionné en introduction, l'un des buts de la présente invention est de retrouver une bonne fiabilité de localisation d'un véhicule en complément des systèmes de localisation par satellites, appelés GNSS (comme par ex. GPS ou Galileo) et des moyens de navigation à l'estime basés sur l'utilisation de capteur gyroscopique, du signal de déplacement des roues, d'accéléromètre, etc. La figure 1 représente un système télématique de localisation fiabilisée. Le système télématique est destiné plus particulièrement à être intégré ou utilisé avec un véhicule automobile. Le système télématique comprend des ressources de calcul et des capteurs pour assurer le positionnement du véhicule d'une part et des moyens de communications avec une infrastructure distante de services d'assistance ou d'urgence d'autre part. Afin d'assurer une bonne qualité de localisation, le système comprend un récepteur GNSS 1 (par ex. GPS ou Galileo) apte à recevoir des signaux de géolocalisation (X, Y, Z) et associé à un dispositif de navigation à l'estime 2 utilisé dans les cas de non réception des signaux GNSS et apte à recevoir des signaux de capteurs d'estime (X', Y', Z'). Un calculateur 3 permet de déterminer la position courante (Xe, Ye, Ze) du système sur la base des données reçues de géolocalisation et/ou de positionnement à l'estime. Des moyens de communication 4 sont prévus - 7 - pour transmettre la position courante (Xe, Ye, Ze) à un système distant de géolocalisation (non représenté) comme par exemple un service d'assistance ou d'appel d'urgence. On utilisera de préférence le réseau GSM comme moyens de communication. Le dispositif de navigation à l'estime 2 nécessite pour être effectif une phase de calibration propre à chaque véhicule et s'appuyant sur un bon niveau de réception des signaux GNSS. Dans un certain nombre de cas où l'information GNSS est bruitée (par ex. satellite proche de l'horizon), erronée (dans le cas d'une réflexion du signal sur un objet massif) ou absente (cas des tunnels, des canyons naturels ou urbains), la position du véhicule est alors fournie par le dispositif de navigation à l'estime. Toutefois, si la période d'indisponibilité du signal GNSS est trop longue et que la calibration de l'estime n'a pu se faire correctement on observe alors une dérive de la trajectoire mesurée par rapport à la trajectoire réelle (imprécision du modèle de calcul de la position par l'estime). Pour remédier à cela, il est proposé de s'appuyer sur un modèle cartographique 3D simplifié afin de permettre l'activation d'une corrélation cartographique entre la position calculée et sa meilleure projection sur la carte navigable. Cette base cartographique 5 est avantageusement dépouillée d'un maximum d'attributs devenus inutile pour cette application (par ex. type de voies, surfaces, ...). En complément, les données EGNOS, service de navigation par recouvrement géostationnaire, si elles sont disponibles peuvent aussi être utilisées comme donnée d'entrée de l'estime pour renforcer la fiabilisation de la position calculée. Cette base cartographique 5 embarquée peut être mise à jour de façon incrémentale grâce aux moyens de communication 4 du système de préférence selon une technique appelée « Over the Air » ou encore OTA 6 consistant à modifier les données de la base par l'intermédiaire d'un réseau de communication par exemple de type GSM. Le stockage interne de cette base de données peut se faire sur un support amovible de type SDCARD pour permettre des mises à jour par le 8 client. A titre d'exemple, une capacité de 1 Go est largement suffisante pour couvrir un continent comme l'Europe avec un grand niveau de détail : en se restreignant aux zones où l'information GNSS est bruitée ou absente, la capacité nécessaire est alors nettement inférieure, de l'ordre de 10 à 100 Mo). Cette base cartographique 5 peut également être utilisée comme donnée d'entrée pour fiabiliser et accélérer la convergence de la phase de calibration de l'algorithme des moyens de navigation à l'estime, en complément des données précédemment citées (capteur d'estime, signal GNSS éventuellement corrigées par EGNOS). De plus, après la phase d'apprentissage, si la confiance des données d'entrées GNSS et/ou capteurs d'estime est jugée suffisante, l'algorithme pourra identifier d'éventuelles erreurs de cartographie visant à enrichir celle-ci dans un deuxième temps après vérification par le fournisseur de ces données, ces erreurs pourront être alors envoyés automatiquement par le réseau de télécommunication suivant la technique OTA. De même, les paramètres initiaux de calibration des données d'estime présentent une forte diversité en fonction du véhicule utilisé (développée de roue, taille de l'essieu pour utiliser les données ABS par exemple). Ces paramètres peuvent être envoyés par les moyens de communication et être corrigés à posteriori si l'algorithme de calibration converge vers des valeurs différentes. La base de données cartographiques 3 embarquée est optimisée en se limitant aux zones à risques et en éliminant les zones de très bonne réception GNSS. Cette base comportera par exemple, l'ensemble des tunnels, les zones de mauvaises réception GNSS en montagne ou en forêt, ainsi que les zones urbaines très denses ou la localisation est difficile à obtenir (« urban canyon » ou rue étroite et voies en bord de fleuve ou d'étendue d'eau). A contrario, la base de données altitude couvrira 9 avantageusement l'ensemble du territoire pour fiabiliser globalement la localisation. Il a été constaté par ailleurs qu'il est important de disposer d'une couverture maximale des zones de réception pour les moyens de communication 4 avec le service distant d'assistance ou d'appel d'urgence. En effet, les services d'appel d'urgence et d'assistance ne peuvent fonctionner si le signal des émetteurs du réseau de télécommunication n'est pas suffisant (zones grises ou blanches c'est-à-dire partiellement ou pas du tout couvertes par l'infrastructure). La cartographie précise de ces zones à risques (corrélée au réseau routier) en Europe n'est pas publiée. Pour améliorer, la fiabilité du système, il est prévu de détecter et d'enregistrer les zones de mauvaise réception GSM pendant le roulage des véhicules équipés du système pour alimenter une base de données externes de ces zones à risques, qui pourra être communiquée à la sécurité civile ou directement aux opérateurs de télécommunication pour l'améliorer. On notera que dans le système télématique, le seuil de déclenchement de l'enregistrement peut être paramétrable notamment suivant le niveau de réception du signal (réception GSM) qui est enregistré avec sa localisation dans la base de données embarquée et communiquée à l'infrastructure sur accord du client soit au travers de la carte amovible que le client chargera sur son ordinateur, soit par mise à jour à distance, soit par diagnostic quand le véhicule passe dans le réseau de révision. On comprendra l'intérêt de fournir une localisation fiabilisée pour une amélioration de la prestation de l'appel d'urgence ou d'assistance localisée dans les zones mal couvertes par les signaux GNSS. Ainsi la précision de localisation fournie à la sécurité civile permettra de déplacer les secours au bon endroit avec un risque d'erreur de précision sur la localisation réduit au minimum. En outre, l'intérêt sur l'enrichissement des bases de données est d'améliorer la couverture GSM afin de supprimer les situations d'échec d'appels liés à un manque d'infrastructure de télécommunication. On comprendra que diverses modifications et / ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Système télématique de localisation fiabilisée comprenant un dispositif de positionnement géographique (1) apte à fournir des données de géolocalisation (X, Y, Z), des moyens de navigation à l'estime (2) apte à fournir des données de positionnement (X', Y', Z') par rapport aux données de géolocalisation reçues, une base de données cartographiques (5) et des moyens de calcul (3) d'une position courante (Xe, Ye, Ze) sur la base des données de géolocalisation et de positionnement reçues en corrélation avec les données cartographiques, caractérisé en ce que les données cartographiques répertoriées dans la base sont limitées à des zones géographiques où la réception de données de géolocalisation par le dispositif de positionnement géographique est difficile et en ce que le système télématique comprend en outre des moyens de communication (4) avec un service distant de géolocalisation pour transmettre la position courante calculée. 2. Système télématique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données cartographiques répertoriées dans la base sont des données cartographiques simplifiées permettant une corrélation cartographique entre la position courante calculée et la meilleure projection sur la carte. 3. Système télématique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les données cartographiques répertoriées dans la base comprennent des données d'altitude couvrant l'ensemble du territoire. 4. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les données cartographiques répertoriées sont mises à jour de manière incrémentale par l'intermédiaire des moyens de communication. - 12 - 5. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la base de données cartographiques (5) est stockée sur un support numérique amovible. 6. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de réception de données de positionnement d'un service de navigation par recouvrement géostationnaire et en ce que les moyens de calcul (3) de la position courante se basent sur les données de positionnement reçues du service de navigation pour corriger les données de géolocalisation reçues. 7. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de calibration des moyens de navigation à l'estime se basant sur les données de géolocalisation éventuellement corrigées par les données de positionnement du service de navigation et/ou sur les données cartographiques de la base. 8. Système télématique selon la revendication 7, caractérisé en ce que des paramètres initiaux de calibration sont transmis par l'intermédiaire des moyens de communication (4). 9. Système télématique selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'en cas de bonne réception des données de géolocalisation et/ou des données de positionnement, des moyens d'identification des erreurs des données cartographiques sont activés, les erreurs identifiées étant transmises par l'intermédiaire des moyens de communication (4). 10. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de détection et d'enregistrement des zones à risques dans lesquelles le signal de réception des moyens de communication (4) est insuffisant pour assurer la communication avec le service distant de géolocalisation. 11. Système télématique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le service distant de géolocalisation est un service 30 d'appel d'urgence et/ou d'assistance. 2966924 - 13 - 12. Système télématique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de communication (4) sont des moyens de téléphonie mobile. 13. Véhicule automobile équipé d'un système télématique selon 5 l'une quelconque des revendications précédentes. 14. Procédé d'assistance d'un véhicule automobile équipé d'un système télématique selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant les étapes consistant à : (i) recevoir des données de géolocalisation et de positionnement ; 10 (ii) corréler les données de géolocalisation et de positionnement reçues avec des données cartographiques simplifiées ; (iii) calculer la position courante du véhicule sur la base des données reçues corrélées ; (iv) transmettre la position courante calculée à un service distant de 15 géolocalisation. 15. Procédé d'assistance selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes supplémentaires consistant à : (v) détecter et enregistrer les zones à risques dans lesquelles le signal de réception des moyens de communication est insuffisant pour 20 assurer la communication avec le service distant de géolocalisation.