Brevet FR3041491A1 — publié le 20170324

PROCEDE D'AIDE A LA DETERMINATION D'UN POSITIONNEMENT D'UN IDENTIFIANT PAR RAPPORT A UN VEHICULE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Le domaine technique de l'invention est, d'une façon générale, les systèmes d'accès et de démarrage mains libres de véhicules. L'invention concerne plus particulièrement un procédé d'aide à la détermination d'un positionnement d'un identifiant mains libres permettant d'accéder au véhicule et/ou de démarrer le véhicule. ETAT DE LA TECHNIQUE Les systèmes d'accès et de démarrage dit « mains libres » ou « hands free », permettant le verrouillage et le déverrouillage des portes d'un véhicule, ainsi que le démarrage de son moteur sans l'utilisation d'une clef traditionnelle, sont aujourd'hui largement répandus sur le marché. De manière classique, lorsqu'un utilisateur souhaitant déverrouiller une porte d'un véhicule touche un capteur capacitif ou est détecté par un capteur infrarouge situé au niveau de la poignée de porte, un calculateur central du véhicule déclenche l'émission d'un signal d'interrogation basse fréquence (entre 20 et 150kHz) par une antenne basse fréquence du véhicule. Alternativement, l'antenne basse fréquence peut envoyer périodiquement de tels signaux d'interrogation basse fréquence (on parle de « polling »). Si un identifiant (qui prend classiquement et la forme d'une clef ou d'une carte électronique, voire d'un smartphone disposant d'une application adéquate activée), à proximité du véhicule, capte un signal d'interrogation, il répond en envoyant un code de déverrouillage au calculateur central par signal radio. Un récepteur radio du véhicule réceptionne alors le signal radio : si le code de verrouillage est reconnu par le calculateur central, alors ce dernier commande le déverrouillage de la porte. Le procédé est sensiblement le même lorsque l'utilisateur souhaite démarrer le véhicule et appuie sur un interrupteur situé dans l'habitacle : dans ce cas, le moteur n'est démarré par 1 3041491 le calculateur central que si un code de démarrage envoyé par l'identifiant est reconnu par le calculateur central. Pour renforcer la sécurité des systèmes d'accès et de démarrage mains libres, il est 5 souhaitable que des conditions additionnelles soient remplies avant de déclencher un verrouillage, un déverrouillage ou un démarrage. Il est notamment souhaitable que la localisation de l'identifiant soit en cohérence avec l'action à effectuer, par exemple : Pour un verrouillage, aucun identifiant ne doit être localisé à l'intérieur de l'habitacle Pour un démarrage, l'identifiant doit être localisé à l'intérieur de l'habitacle. 10 Ainsi, il est nécessaire de détecter si l'identifiant est à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule. On connait l'utilisation de la technologie IR-UWB (Impulse Radio Ultra-Wideband) pour déterminer si un identifiant se trouve à l'intérieur d'un véhicule ou non, par l'intermédiaire 15 de mesures de temps de propagation de signaux (« time of flight » selon la terminologie anglo-saxonne). Selon cette méthode, un premier émetteur-récepteur UWB situé au niveau du véhicule envoie une impulsion par signal radio à un temps to, impulsion qui est reçue par un deuxième émetteur-récepteur UWB appartenant à l'identifiant. Or, à cause des réfractions et réflexions subies sur son trajet par l'onde envoyée, le deuxième émetteur- 20 récepteur ne reçoit pas uniquement l'impulsion directe, mais également des signaux provenant des trajets multiples de l'impulsion. Le signal total reçu est communément appelé signature. Le deuxième émetteur-récepteur date l'amplitude maximale de la signature, qui correspond a priori au temps de réception t1 de l'impulsion directe. Puis le deuxième émetteur-récepteur renvoie au premier émetteur-récepteur l'information t1. En fonction de 25 la différence t140, un calculateur du véhicule détermine alors si l'identifiant est positionné à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule. Cette méthode présente toutefois des inconvénients. Tout d'abord, le système requiert des horloges très rapides et précises pour dater les envois et les réceptions. De plus, une 30 consommation d'énergie élevée est nécessaire au niveau des récepteurs, ces derniers devant réceptionner des signaux très faibles noyés dans du bruit. Enfin, la puissance 2 3041491 nécessaire pour générer les impulsions est très importante. L'autonomie des dispositifs d'émission-réception est donc impactée. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION 5 L'objet de l'invention est donc de proposer un procédé de détermination de positionnement résolvant les inconvénients précités. Pour ce faire, l'invention propose un procédé d'aide à la détermination d'un positionnement d'un identifiant pour accéder et démarrer un véhicule, relativement audit véhicule, 10 comprenant : Une transmission entre le véhicule et l'identifiant, à un temps d'émission to, d'un train initial de N signaux sinusoïdaux, d'amplitudes identiques et de fréquences respectives fp, pE[1;N] telles que pour tout p entre 1 et N-1, Une réception d'un train image correspondant au train initial altéré par la 15 transmission Une construction d'un spectre fréquentiel du train image Une transformation de Fourier inverse du spectre, permettant d'obtenir une signature temporelle Une première intégration de la signature temporelle, entre le temps 20 d'émission to et un temps intermédiaire tint prédéterminé, donnant un premier résultat Une deuxième intégration de la signature temporelle, entre le temps intermédiaire tint et un temps final tf prédéterminé, donnant un deuxième résultat 25 Une comparaison d'un rapport du premier résultat sur le deuxième résultat, avec une valeur seuil, permettant de déterminer si l'identifiant est positionné à l'intérieur du véhicule. Par transmission entre le véhicule et l'identifiant, on entend transmission du véhicule vers 30 l'identifiant ou de l'identifiant vers le véhicule. 3 3041491 Transmettre un train de signaux sinusoïdaux, d'amplitudes identiques et de fréquences régulièrement espacées, est équivalent à transmettre une impulsion. Plus le rapport entre le premier résultat et le deuxième résultat est élevé, plus la probabilité 5 que l'identifiant soit positionné à l'intérieur du véhicule est élevée. A partir du résultat de la comparaison et d'une fonction (démarrage ou ouverture d'une portière, par exemple) à réaliser, il est possible de déterminer si la fonction doit être autorisée ou non. Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le 10 procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans un mode de réalisation non limitatif, le temps intermédiaire tint est tel que la signature 15 temporelle, entre le temps d'émission to et le temps intermédiaire tint, comprend un premier lobe de réception correspondant à un chemin direct entre l'identifiant et le véhicule. Dans un mode de réalisation non limitatif, le temps final tf est tel que la signature 20 temporelle, entre le temps intermédiaire tint et le temps final tf, comprend des lobes de réception secondaires correspondant à des chemins d'ondes réfléchies et/ou réfractées entre l'identifiant et le véhicule. Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte une étape de multiplication 25 par (tftint)/(tint-to) du rapport du premier résultat sur le deuxième résultat, et une étape de comparaison du résultat de la multiplication avec la valeur seuil. Dans un mode de réalisation non limitatif, la valeur seuil est supérieure à 10. 30 Dans un mode de réalisation non limitatif, les fréquences fp sont telles que N=80, f1=2400 MHz et pour tout p compris entre 1 et 79, fp.,1-fp=1 MHz. La gamme de fréquences associée correspond au Bluetooth. Ainsi, l'émetteur du véhicule et le récepteur de l'identifiant 4 3041491 peuvent être intégrés dans des puces Bluetooth (circuits intégrés pouvant être utilisés en mode émetteur ou récepteur). On note qu'un smartphone comporte nativement une puce Bluetooth, ce qui en fait un identifiant particulièrement adapté pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. 5 L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 10 Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - A la figure 1, deux dispositifs d'émission-réception appartenant respectivement à un véhicule et un identifiant dont on souhaite connaître la position respective, les dispositifs étant adaptés à la mise en oeuvre d'un procédé selon un mode de 15 réalisation de l'invention ; A la figure 2, un diagramme en bloc représentant des étapes du procédé ; A la figure 3, des signaux échangés entre les dispositifs d'émission-réception lors des étapes du procédé ; A la figure 4, une signature obtenue lors d'une étape du procédé, caractéristique 20 d'un identifiant positionné à l'intérieur du véhicule A la figure 5, une signature obtenue lors d'une étape du procédé, caractéristique d'un identifiant positionné à l'extérieur du véhicule. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION 25 Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. Le procédé décrit ci-après permet de déterminer si un identifiant I dits mains libres, ledit identifiant I permettant de commander selon un principe « mains libres » l'accès ou le 30 démarrage d'un véhicule V, est positionné à l'intérieur dudit véhicule V. L'identifiant I est par exemple une carte ou une clef électronique, ou un smartphone disposant d'une application adaptée. 5 3041491 Le véhicule V comporte un premier dispositif d'émission-réception Dv, et l'identifiant I comporte un deuxième dispositif d'émission-réception Di. 5 En référence à la figure 1, le premier dispositif d'émission-réception Dv du véhicule V, comporte : un émetteur TXv de signaux radio (de fréquence au moins égale à 1GHz) une antenne Atv à laquelle est connecté l'émetteur TXv une boucle à verrouillage de phase PLLv pour fournir des signaux de différentes 10 fréquences à l'émetteur TXv. Par ailleurs, le deuxième dispositif d'émission-réception Di de l'identifiant I, comporte : un récepteur RXi de signaux radio (de fréquence au moins égale à 1GHz) une antenne Ati à laquelle est connecté le récepteur RXi 15 un calculateur Xi pour effectuer des calculs à partir de signaux reçus par le récepteur RXi. On note qu'un smartphone dispose nativement de tous les composants du dispositif d'émission-réception Di décrit. Dans un mode de réalisation préféré, l'identifiant I est donc 20 un smartphone disposant d'une application adaptée à l'accès et au démarrage mains libres du véhicule. Les divers composants du dispositif d'émission-réception Di sont avantageusement déclenchés et contrôlés par l'application installée sur le smartphone. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre par le premier dispositif d'émission-réception 25 Dv et le deuxième dispositif d'émission-réception Di. On note que le premier dispositif d'émission-réception Dv et le deuxième dispositif d'émission-réception Di ont été préalablement synchronisés entre eux, par exemple via un protocole Bluetooth Low Energy (on note qu'un smartphone dispose nativement d'une puce Bluetooth). 30 En référence à la figure 2, le procédé METH comporte les étapes suivantes. 6 3041491 à un temps t0, une transmission Em_TS'p, de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant I, d'un train initial TS'p de N premiers signaux sinusoïdaux Svp de phases et d'amplitudes identiques, et de fréquences respectives fp, pE[1;N]. Le train initial TSvp est représenté à la figure 3. Avantageusement, les 5 fréquences fp sont telles que N=80, f1=2,4 GHz, f80=2,480 GHz et pour tout p entre 1 et 79, fp.n-fp = 1MHz. Ces fréquences correspondent en effet aux canaux Bluetooth Low Energy. On note que le train initial TSvp est généré par la boucle à verrouillage de phase PLLv du véhicule V. 10 une réception Rec_TSvp', par le récepteur RXi de l'identifiant I, d'un train image TSVP' correspondant au train initial TSvp altéré par la transmission Em_TSvp. Le train image TSVP' est représenté à la figure 3. Le train image TSVP' est constitué de N signaux sinusoïdaux images Svp' respectivement de phases cpp, d'amplitudes a p et de fréquences fp, pE[1;N]. Si les fréquences fp des premiers signaux Svp ne sont pas 15 altérées par la transmission, leur amplitude et leur phase le sont. En effet, les phénomènes de réflexions et réfractions subis par les signaux entre l'émetteur TXv du véhicule V et le récepteur RXi de l'identifiant I déphasent et modifient l'amplitude des signaux. 20 une construction Cons_Sp, d'un spectre Spv fréquentiel du train image TSvp', par détection des raies spectrales du train image TSvp'. Le spectre Spv est représenté à la figure 3. une transformation de Fourier inverse TFI_Sp, permettant d'obtenir une signature 25 temporelle Sgv. La première signature temporelle Sgv est équivalente à celle qui aurait été obtenue si une impulsion avait été transmise en lieu et place du train initial TSvp. Un spectre caractéristique d'un identifiant à l'intérieur d'un véhicule est montré à la figure 4, tandis qu'un spectre caractéristique d'un identifiant à l'extérieur d'un véhicule est montré à la figure 5. On remarque que les amplitudes de la signature 30 dans une région proche du temps correspondant au temps de parcours direct de l'onde entre l'émetteur et le récepteur, sont plus élevées lorsque l'identifiant est à l'intérieur du véhicule. 7 3041491 une transmission Tr_to, de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant I, du temps d'émission to. 5 une première intégration Int1_Sgy de la signature temporelle Sgy, entre le temps d'émission to et un temps intermédiaire tint prédéterminé, donnant un premier résultat RIt1. Le temps intermédiaire tint, en secondes, est avantageusement celui correspondant au chemin d'onde direct, c'est-à-dire la distance entre l'émetteur récepteur du véhicule et de l'identifiant. On note que la première intégration 10 Int1_Sgy est réalisée par le calculateur Xi de l'identifiant. une deuxième intégration Int2_Sgy de la signature temporelle Sgy, entre le temps intermédiaire tint et un temps final tf prédéterminé, donnant un deuxième résultat RIt2. Le temps final tf, en secondes, est avantageusement le temps permettant à 15 toutes les ondes réfléchies et/ou réfractées d'arriver à l'identifiant. On note que la deuxième intégration Int2_Sgy est réalisée par le calculateur Xi de l'identifiant. On note que les résultats RIt1, RIt2 des intégrations Int1_Sgy, Int2_Sgy peuvent éventuellement être divisés respectivement par le temps tint-to et le temps tf-tint. Cela permet d'avoir une base de comparaison des résultats RIt1 et RIt2 indépendante 20 des temps intermédiaires tint et finaux tf. une comparaison Comp_1/2 d'un rapport R du premier résultat RIt1 (éventuellement divisé par tint-to) sur le deuxième résultat RIt2 (éventuellement divisé par trt,nt) avec une valeur seuil S. La valeur seuil S est une valeur au-delà de laquelle la probabilité 25 que l'identifiant I soit positionné à l'intérieur du véhicule V est élevée. Plus la valeur seuil S est grande, plus la fiabilité du résultat du positionnement via le procédé METH selon l'invention est élevée. Si le rapport R est supérieur à la valeur seuil S, alors l'identifiant I est déterminé positionné à l'intérieur du véhicule V. La valeur seuil S est avantageusement supérieure à 10, ainsi l'identifiant I est déterminé positionné à 30 l'intérieur du véhicule V si le premier résultat RIt1 est au moins dix fois plus grand que le deuxième résultat RIt2. 8 3041491 A partir du résultat de la comparaison, et en fonction d'une fonction spécifique demandée (ouverture d'une porte, fermeture d'une porte, démarrage du véhicule, par exemple), le calculateur Xi de l'identifiant I est en mesure de déterminer si la fonction doit être réalisée ou non. Cette information peut alors être relayée au véhicule V. 5 On note que le procédé METH pourrait, alternativement, ne pas comprendre l'étape de transmission Tr_to, de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant, du temps d'émission to. Le procédé comprendrait alors une étape de transmission, de l'émetteur TXi de l'identifiant I au récepteur RXv du véhicule V, de la signature temporelle 10 Sgy. Les intégrations Intl_Sg', Int2_Sgy et la comparaison Comp_1/2, seraient alors réalisées par un calculateur Xv du véhicule V. Naturellement, les étapes du procédé pourraient, alternativement, être réalisées dans un autre ordre, techniquement possible, que celui présenté ci-avant. Par ailleurs, les étapes de 15 transmission Em_TS'p, Tr_Dat pourraient, alternativement, être réalisées de l'identifiant I vers le véhicule V. Les autres étapes seraient alors réalisées par un le véhicule V. Alternativement, les étapes pourraient à la fois être réalisées par l'identifiant I et le véhicule V. 9 REVENDICATIONS1) Procédé (METH) d'aide à la détermination d'un positionnement d'un identifiant (I) pour accéder et démarrer un véhicule (V), relativement audit véhicule (V), comprenant : - Une transmission (Em_TSvp), d'un premier dispositif parmi le véhicule (V) et l'identifiant (I), à un deuxième dispositif distinct du premier, parmi le véhicule (V) et l'identifiant (I), à un temps d'émission to, d'un train initial (TSvp) de N signaux sinusoïdaux, d'amplitudes identiques et de fréquences respectives fp, pE[1;N] telles que pour tout p entre 1 et N-1 - Une réception (Rec_TSvp') par le deuxième dispositif d'un train image (TSvp') correspondant au train initial (TSvp, TS,p) altéré par la transmission (Em_TSvp) - Une construction (Cons_Spv) d'un spectre (Spv) fréquentiel du train image (TSvp') - Une transformation de Fourier inverse (TFI_Spv) du spectre (Spv), permettant d'obtenir une signature temporelle (Sgv) - Une première intégration (Int1_Sgv) de la signature temporelle (Sgv), entre le temps d'émission to et un temps intermédiaire tint prédéterminé, donnant un premier résultat (RIt1) - Une deuxième intégration (Int2_Sgv) de la signature temporelle (Sgv), entre le temps intermédiaire tint et un temps final tf prédéterminé, donnant un deuxième résultat (RIt2) - Une comparaison (Comp_1/2) d'un rapport (R) du premier résultat (RIt1) sur le deuxième résultat (RIt2) avec une valeur seuil (S), permettant de déterminer si l'identifiant (I) est positionné à l'intérieur du véhicule (V). 2) Procédé (METH) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le temps intermédiaire tint est tel que la signature temporelle (Sgv), entre le temps d'émission to et le temps intermédiaire tint, comprend un premier lobe de réception correspondant à un chemin direct entre l'identifiant (I) et le véhicule (V). 3) Procédé (METH) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le temps final tf est tel que la signature temporelle, entre le temps intermédiaire tint et 10 3041491 le temps final tf, comprend des lobes de réception secondaires correspondant à des chemins d'ondes réfléchies et/ou réfractées entre l'identifiant (I) et le véhicule (V). 4) Procédé (METH) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il 5 comporte une étape de multiplication du rapport (R) par (tft,,t)/(t,nt-to), et une étape de comparaison du résultat de la multiplication avec la valeur seuil (S). 5) Procédé (METH) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur seuil (S) est supérieure à 10. 6) Procédé (METH) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fréquences fp sont telles que N=80, f1=2400 MHz et pour tout p compris entre 1 et 79, fp.,1-fp=1 MHz. 10 11