Brevet FR3024901A1 — publié le 20160219

PROCEDE D'ESTIMATION DE LA LOCALISATION D'UN VEHICULE [1] L'invention concerne l'estimation de la localisation d'un véhicule, notamment en vue de son guidage, en particulier dans le cas où le guidage est réalisé à l'aide d'un système de navigation dépendant de messages de localisation émis par une constellation de satellites ou par voie cellulaire, et où le véhicule n'est pas en capacité de recevoir lesdits messages de localisation. [2] Le procédé selon l'invention est en effet apte à prendre le relais du système de navigation lors d'une perte du signal satellitaire ou cellulaire, et fournit une estimation de la localisation du véhicule afin de permettre la poursuite de son guidage dans des conditions satisfaisantes. [3] Par exemple, lors de la traversée de longs tunnels, il est fréquent que les systèmes de guidage embarqués à bord de véhicules perdent la connexion avec le système satellitaire ou cellulaire qui lui permettait de connaître la localisation du véhicule. Le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule, selon l'invention, est alors prévu pour assurer la fourniture au système de guidage, de la localisation estimée du véhicule, calculée à partir de données internes disponibles à bord dudit véhicule. Le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule peut également être l'unique source d'information embarquée relative à la localisation dudit véhicule, notamment en vue de son guidage. [4] Selon l'état de la technique, il existe des applications logicielles de guidage pour terminal portable exploitant la réception de messages de localisation émis par des satellites appartenant par exemple à la constellation du système GPS, pour Global Positioning System selon l'acronyme anglais. Cependant, comme cela est connu, la connexion à un système de localisation par satellite est souvent perdue lors du passage dans un tunnel, et les logiciels de guidage du véhicule, embarqués sur des terminaux portables, se trouvent donc dans l'impossibilité de connaître la localisation des véhicules de façon suffisamment précise pour en poursuivre le guidage. [5] D'un autre côté, des technologies sont actuellement développées, visant à concevoir des applications logicielles pour terminaux portables de type smartphones, permettant un couplage entre terminal portable et système de guidage embarqué, et comprenant en particulier la possibilité d'afficher sur l'écran du système de guidage 3024901 2 embarqué une copie de l'écran dudit terminal portable, ainsi que l'établissement d'une liaison de données entre le système de guidage embarqué et le terminal portable. Cependant, ces technologies ne permettent pas de pallier la perte du signal de localisation satellitaire ou cellulaire, nécessaire aux applications logicielles pour localiser le véhicule. 5 [006] Le problème général auquel la présente invention se propose d'apporter une solution concerne par conséquent la capacité à estimer la localisation d'un véhicule, notamment en vue de son guidage, indépendamment de toute réception de signaux de localisation émis par satellite ou par voie cellulaire. [7] Le document US 8417450 B2 propose une solution à ce problème général, en 10 proposant un système de navigation embarqué comprenant des moyens pour calculer une localisation estimée du véhicule, en cas de perte du signal GPS, ladite localisation estimée étant calculée en fonction de la dernière localisation GPS connue et de données issues d'un système de diagnostic embarqué. [8] Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter l'intégration, dans un 15 système embarqué, des capacités matérielles et logicielles de calcul de la localisation estimée, ce qui implique une complexité accrue des systèmes embarqués à bord du véhicule et, par voie de conséquence, un coût de développement, d'intégration et de production plus élevé. Ce coût doit en outre, au moins partiellement, être réinvesti pour toute nouvelle gamme de véhicule. 20 [009] Il existe donc un besoin pour un procédé proposant l'implémentation d'une fonction d'estimation de la localisation d'un véhicule, calculée notamment en l'absence de toute réception de signaux de localisation satellitaires, au moyen d'un procédé pouvant être mis en oeuvre sans impacter l'architecture matérielle des systèmes embarquées. En effet, aucune application mobile existante ne permet d'assurer la continuité du guidage 25 d'un véhicule en simulant un trajet qui correspond au déplacement réel du véhicule. [0010] Selon la présente invention, il est par conséquent prévu que ladite fonction d'estimation de la localisation d'un véhicule puisse être mise en oeuvre par l'intermédiaire d'une application logicielle installée sur un terminal portable, tel qu'un smartphone présent à bord du véhicule. 30 [0011] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage, à partir d'une dernière localisation connue dudit véhicule, 3024901 3 ledit procédé étant apte à être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'une application logicielle installée sur un terminal portable, et ledit procédé comprenant : l'acquisition de données internes issues du véhicule, lesdites données internes acquises étant choisies comme permettant le calcul d'une estimation de la 5 distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule ; le calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule, depuis la dernière localisation connue du véhicule, à partir des données internes acquises ; le calcul d'une estimation de la localisation du véhicule à partir de l'estimation 10 de la distance parcourue par le véhicule et de l'estimation du cap suivi par ledit véhicule depuis la dernière localisation connue. [0012] Avantageusement, les données internes acquises consistent en une information de nombre de tours effectués par les roues arrière du véhicule. [0013] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre 15 l'acquisition de données issues d'un capteur gyroscopique, lesdites données issues d'un capteur gyroscopique étant prises en compte dans le calcul d'une estimation de la localisation du véhicule. [0014] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend en outre l'acquisition de données issues d'un accéléromètre, lesdites données issues d'un 20 accéléromètre étant prises en compte dans le calcul d'une estimation de la localisation du véhicule. [0015] Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention comprend le calcul d'une estimation de la vitesse du véhicule à partir des données internes acquises. [0016] L'invention concerne également un procédé de guidage d'un véhicule, 25 comprenant la réception et l'utilisation de messages de localisation issus d'un système de navigation par satellite, et mettant en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule brièvement décrit ci-dessus. [0017] Selon un mode de réalisation, le procédé de guidage comprend : - la détection d'une interruption de la réception des messages de localisation 30 issus d'un système de navigation par satellite ; 3024901 4 la fourniture de l'estimation de la localisation du véhicule, calculée au moyen du procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule tel que brièvement décrit ci-dessus, au procédé de guidage, en vue d'assurer la continuité du guidage du véhicule. 5 [0018] Avantageusement, ledit procédé de guidage comprend un mode d'apprentissage consistant en : la comparaison de l'estimation de la localisation du véhicule avec la localisation du véhicule déterminée à partir des messages de localisation issus du système de navigation par satellite ; 10 l'amélioration, par une méthode d'apprentissage, du calcul de l'estimation de la localisation du véhicule en fonction de ladite comparaison. [0019] En outre, l'invention a pour objet un terminal portable comprenant : des moyens d'acquisition de données internes d'un véhicule, lesdites données internes étant choisies comme permettant le calcul d'une estimation de la 15 distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule ; des moyens de calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule à partir des données internes acquises ; des moyens de calcul d'une estimation de la localisation du véhicule à partir de 20 l'estimation de la distance parcourue par le véhicule et de l'estimation du cap dudit véhicule ; de façon à mettre en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule tel que brièvement décrit ci-dessus. [0020] Avantageusement, un tel terminal portable peut comprendre en outre des moyens 25 de réception de messages de localisation issus d'un système de navigation par satellite, ainsi que des moyens adaptés à la mise en oeuvre du procédé de guidage tel que brièvement décrit ci-dessus. [0021] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple 30 uniquement et en référence au dessin qui montre : 3024901 5 - figure 1, un schéma représentant une partie d'habitacle de véhicule et un terminal portable apte à mettre en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule et le procédé de guidage selon l'invention. [0022] Dans ce qui va suivre, les modes de réalisation décrits s'attachent plus 5 particulièrement à une mise en oeuvre des procédés selon l'invention au sein d'un véhicule automobile. Cependant, toute mise en oeuvre dans un contexte différent, en particulier dans tout type de véhicule terrestre, est également visée par la présente invention. [0023] La figure 1 représente un habitacle de véhicule automobile 1 et un terminal portable 10 apte à mettre en oeuvre les procédés selon l'invention, par l'intermédiaire 10 d'une application logicielle adaptée. Un système de navigation assurant le guidage est également présent, sans être schématisé en tant que tel, soit de façon embarquée par le véhicule, soit par le biais de l'application logicielle mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, soit par le biais d'une application logicielle tierce dédiée également installée sur le terminal portable 10. 15 [0024] Selon le mode de réalisation représentée sur la figure 1, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'une application logicielle installée sur le terminal portable 10 - en d'autres termes, le smartphone - d'un occupant du véhicule. D'après le schéma de la figure 1, ladite application logicielle peut présenter à l'utilisateur une interface homme machine simplifiée dédiée à l'utilisation du smartphone 20 tout en conduisant, l'interface ne présentant alors que les fonctions indispensables pouvant être utilisées sans induire de distraction chez le conducteur, comme l'application 21 permettant de recevoir un appel ou celle 22 permettant de jouer de la musique présente sur le smartphone. Surtout, l'application logicielle comprend une capacité 20 dédiée au guidage du véhicule. 25 [0025] Le procédé selon l'invention comprend l'utilisation d'interfaces logicielles permettant à l'application logicielle installée sur le smartphone d'accéder à des données internes du véhicule, et en particulier aux données relatives aux « tops roues arrière », correspondant à une indication du nombre de tours effectués par les roues arrière du véhicule. Grâce ces données internes acquises par l'application logicielle, le procédé selon 30 l'invention prévoie l'implémentation de la fonction, connue sous la dénomination anglo- saxonne de « dead-reckoning », correspondant au calcul d'une estimation de la distance parcourue et du cap suivi par le véhicule, notamment depuis une dernière localisation connue. 3024901 6 [0026] A l'aide de ces données internes du véhicule acquises par l'application logicielle installée sur le smartphone, et au calcul de la distance parcourue et du cap suivi par le véhicule, le procédé selon l'invention calcule une estimation de la localisation du véhicule. [0027] Cette estimation de la localisation du véhicule est susceptible de se substituer à 5 des données de localisation habituellement issues d'un système de navigation par satellite par exemple, et utilisées par un système de guidage du véhicule. [0028] Ainsi, en mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, l'application logicielle, installée sur un smartphone présent à bord du véhicule, est apte à fournir une estimation de la localisation et du cap du véhicule. Selon un mode de réalisation, la vitesse du 10 véhicule est également calculée. [0029] En particulier, la fourniture de ces informations de localisation, de cap, et de vitesse peut être réalisée lorsque la réception de messages de localisation émis par voie satellitaire ou cellulaire n'est plus possible, dans un tunnel ou en sous-sol par exemple. [0030] Selon un mode de réalisation particulier, les données internes relatives aux « tops 15 roue arrière », exploitées par le procédé selon l'invention, sont complétées par d'autres données issues d'un capteur gyroscopique ou d'un accéléromètre pouvant par exemple être embarqué sur le smartphone, afin d'améliorer encore la précision du calcul de l'estimation de la localisation du véhicule. [0031] Afin de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, il est prévu le 20 développement d'applications logicielles dédiées aux différentes plates-formes et systèmes d'exploitation de smartphones connus. [0032] Il est à noter que le procédé selon l'invention est conçu pour être compatible de tout système de guidage ; en effet, ledit procédé est en mesure de simuler la transmission de messages de localisation au format attendu par ledit système de guidage. 25 Typiquement, le procédé selon l'invention est apte à émettre, à destination du système de guidage utilisé, des messages de localisation au même format que celui dans lequel ils seraient reçus par ledit système de guidage s'ils étaient émis par les satellites du système GPS. Lesdits messages de localisation sont alors élaborés, au format GPS, en fonction de la localisation estimée du véhicule, calculée conformément au procédé selon l'invention. 30 [0033] Par ailleurs, comme expliqué précédemment, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre grâce à une application logicielle installée sur un smartphone présent dans le 3024901 7 véhicule, ladite application logicielle étant apte à coopérer avec un système de guidage du véhicule. Il est évident que le guidage peut être réalisé indépendamment du smartphone, et par exemple constituer un système de guidage embarqué, ou alors être réalisé, via la même application logicielle ou via une tierce application logicielle, par le smartphone lui- 5 même. Selon le cas, le procédé d'estimation de la localisation selon l'invention peut être activé sur action de l'utilisateur, ou être activé automatiquement au lancement du procédé de guidage. [0034] Ainsi, l'invention consiste également en un procédé de guidage apte à mettre en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation du véhicule précédemment décrit. Un tel 10 système de guidage comprend les moyens pour assurer le guidage du véhicule en fonction de la localisation de celui-ci. Selon un mode de réalisation du procédé de guidage selon l'invention, des messages de localisation issus d'un système de navigation par satellite, tel que le système GPS par exemple, sont reçus par le véhicule, via une antenne embarquée par le véhicule, ou par le terminal portable, via sa propre antenne, et transmis 15 au procédé de guidage du véhicule. [0035] Le procédé de guidage selon l'invention peut alors comprendre des moyens de détection d'une perte de signal le privant de la réception des messages de localisation, émis par des satellites appartenant au système GPS par exemple, le procédé d'estimation de la localisation du véhicule à partir de données internes étant alors mis en oeuvre afin 20 d'assurer la continuité de la fourniture d'une information de localisation du véhicule au procédé de guidage. [0036] Par ailleurs, selon un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de guidage selon l'invention, lorsque ledit procédé de guidage est alimenté en messages de localisation du véhicule, par exemple issus d'un système GPS, il est prévu un ajustement 25 par apprentissage du calcul de l'estimation de la localisation du véhicule par comparaison de la localisation estimée calculée à la localisation déterminée en fonctions desdits messages de localisation reçus. [0037] II est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de 30 l'art. 3024901 8 [0038] Il est également rappelé que la présente invention concerne également un terminal portable 10, apte à mettre en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule ou le procédé de guidage tels que décrits ci-dessus en regard de la figure 1. REVENDICATIONS: 1. Procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage, à partir d'une dernière localisation connue dudit véhicule, ledit procédé étant apte à être mis en oeuvre par l'intermédiaire d'une application logicielle installée sur un terminal portable (10), caractérisé en ce qu'il comprend : l'acquisition de données internes issues du véhicule, lesdites données internes acquises étant choisies comme permettant le calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule ; le calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule, depuis la dernière localisation connue du véhicule, à partir des données internes acquises ; le calcul d'une estimation de la localisation du véhicule à partir de l'estimation de la distance parcourue par le véhicule et de l'estimation du cap suivi par ledit véhicule depuis la dernière localisation connue. 2. Procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données internes acquises consistent en une information de nombre de tours effectués par les roues arrières du véhicule. 3. Procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'acquisition de données issues d'un capteur gyroscopique, lesdites données issues d'un capteur gyroscopique étant prises en compte dans le calcul de l'estimation de la localisation du véhicule. 4. Procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'acquisition de données issues d'un accéléromètre, lesdites données issues d'un accéléromètre étant prises en compte dans le calcul de l'estimation de la localisation du véhicule. 5. Procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule en vue de son guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le calcul d'une estimation de la vitesse du véhicule à partir des données internes acquises. 3024901 10 6. Procédé de guidage d'un véhicule, comprenant la réception et l'utilisation de messages de localisation issus d'un système de navigation par satellite, caractérisé en ce qu'il comprend la mise en oeuvre du procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 5 7. Procédé de guidage d'un véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : la détection d'une interruption de la réception des messages de localisation issus d'un système de navigation par satellite ; la fourniture de l'estimation de la localisation du véhicule, calculée au moyen du 10 procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, au procédé de guidage, en vue d'assurer la continuité du guidage du véhicule. 8. Procédé de guidage d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend par ailleurs un mode d'apprentissage consistant en : 15 la comparaison de l'estimation de la localisation du véhicule avec la localisation du véhicule déterminée à partir des messages de localisation issus du système de navigation par satellite ; l'amélioration par une méthode d'apprentissage du calcul de l'estimation de la localisation du véhicule en fonction de ladite comparaison. 20 9. Terminal portable, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens d'acquisition de données internes d'un véhicule, lesdites données internes étant de nature à permettre le calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule et d'une estimation du cap dudit véhicule ; des moyens de calcul d'une estimation de la distance parcourue par le véhicule 25 et d'une estimation du cap dudit véhicule à partir des données internes acquises ; des moyens de calcul d'une estimation de la localisation du véhicule à partir de l'estimation de la distance parcourue par le véhicule et de l'estimation du cap dudit véhicule ; 30 de façon à mettre en oeuvre le procédé d'estimation de la localisation d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 10. Terminal portable selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de réception de messages de localisation issus d'un système de 3024901 11 navigation par satellite, et en ce qu'il comprend des moyens adaptés à la mise en oeuvre du procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications 6 à 8.