Brevet FR3046261A1 — publié le 20170630

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne la localisation d'éléments mobiles par un système informatique, notamment dans le domaine des sols intelligents. Elle a notamment des applications dans le domaine de la réalité virtuelle ou de la réalité augmentée. L'invention concerne plus particulièrement un élément mobile hybride, un dispositif et un procédé pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybrides avec un système informatique. CONTEXTE DE L'INVENTION Dans de nombreuses situations, il peut être nécessaire, pour un système informatique, de détecter la localisation (ex. position, orientation, altitude) d'éléments mobiles pour permettre à ce dernier de réagir en conséquence, et de permettre d'utiliser ces éléments mobiles comme interface d'un système informatique. La présente invention s'intéresse particulièrement à la détection d'éléments mobiles par exemple portés par des utilisateurs humains ou encore des robots. Ces utilisateurs peuvent par exemple se déplacer sur un terrain de jeu, ou à l'intérieur d'un bâtiment. De plus, ces utilisateurs peuvent effectuer des mouvements de grande amplitude, ce qui impose des contraintes particulières, notamment en termes de suivi de position. Il existe des systèmes de localisation permettant un suivi continu des déplacements de grande amplitude. Une solution consiste à utiliser une centrale inertielle, laquelle est définie comme un ensemble de capteurs (par exemple, gyroscopes et accéléromètres, magnétomètres) permettant de mesurer des paramètres du mouvement d'un élément mobile. Toutefois, dans la pratique, le fonctionnement s'écarte des équations idéales à cause des erreurs qui affectent les mesures des rotations et des accélérations (par exemple biais, bruits, facteurs d'échelle, non-linéarités) et qui engendrent des dérives au cours du temps des estimations par exemple de la vitesse et de la position de l'élément mobile 3046261 2 considéré. Egalement, des chocs subis par l'élément mobile peuvent causer des erreurs importantes dans les mesures de la centrale inertielle. Ainsi, une telle solution n'est-elle pas adaptée à des applications dont la durée dépasse quelques minutes voire quelques secondes, comme par 5 exemple des applications de réalité virtuelle ou de réalité augmentée. Une autre solution possible ne souffrant pas d'une telle dérive est la localisation par un GPS différentiel (en anglais Differential Global Positioning System) qui utilise un réseau de stations fixes de référence transmettant à un récepteur l'écart entre les positions indiquées par les satellites et leurs positions 10 réelles connues. Le récepteur reçoit ainsi la différence entre les pseudo- distances mesurées par les satellites et les véritables pseudo-distances et peut ainsi corriger ses propres mesures. Toutefois, ce type de localisation n'est pas adapté à la localisation d'éléments mobiles situés à l'intérieur d'un bâtiment. De plus, la précision du 15 GPS différentiel est de l'ordre d'une dizaine de centimètres, ce qui peut être insuffisant pour certaines applications, notamment de réalité virtuelle ou de réalité augmentée. De plus, cette technologie est très sensible à la présence d'objets métalliques, qui peuvent fausser les mesures de position. Il existe d'autres technologies de localisation, notamment 20 fonctionnant par triangulation terrestre, par exemple UWB (en anglais Ultra Wide Band) ou encore iBeacon, permettant la localisation d'éléments à l'intérieur des bâtiments. Dans leur principe, ces technologies sont utilisées pour le positionnement de mobiles embarquant des balises capable d'émettre des données captées par des récepteurs répartis dans l'environnement, par 25 exemple à l'intérieur d'un bâtiment. Ces récepteurs évaluent la distance les séparant respectivement des balises par mesure du temps de propagation des signaux, ce qui permet au système de calculer la position des mobiles par triangulation. Ces technologies présentent l'inconvénient de nécessiter la 30 calibration des balises. De plus, la précision de la position calculée par triangulation est de l'ordre de 15 cm, ce qui peut être insuffisant pour certaines applications, par exemple de réalité virtuelle ou de réalité augmentée. En outre, 3046261 3 les méthodes de triangulation utilisées sont peu adaptées à la localisation d'une pluralité d'éléments, des problèmes d'engorgement du système étant rapidement observés. Ces technologies sont également sensibles à la présence d'éléments métalliques (par exemple des cloisons à structure métallique, des 5 poutres métalliques ou encore des armoires métalliques) qui viennent considérablement perturber les mesures de position du fait des chemins multiples des ondes. La présence de ces éléments métalliques diminue fortement la précision du calcul final de la position (précision de plus de 1m). Dans le domaine particulier des applications de réalité virtuelle et de 10 réalité augmentée, il existe des solutions de localisation basées sur des moyens optiques, notamment des caméras. Toutefois, ces solutions requièrent des installations particulières (ex. rails de LEDs à disposer dans l'environnement, nombreuses caméras parfois embarquant des moyens de calculs pour l'analyse d'images en temps réel, ou 15 encore constellations de cibles infrarouges permettant à des caméras de calculer des positions) et souvent très coûteuses donc peu réalistes pour des applications grand public. De plus, ces solutions sont particulièrement sensibles à l'environnement dans lequel évolue l'élément mobile, notamment à la qualité visuelle de l'environnement, laquelle peut être altérée par exemple par de la 20 fumée, du brouillard, ou encore une faible luminosité. Elles sont également sensibles au masquage des moyens optiques par des obstacles physiques, typiquement par un autre élément mobile, et sont donc peu adaptées au suivi dans le temps d'une pluralité d'éléments mobiles. 25 RESUME DE L'INVENTION L'invention permet de résoudre au moins un des problèmes exposés précédemment. L'invention a ainsi pour objet un élément mobile hybride pour dispositif pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybrides avec un 30 système informatique, ledit élément mobile hybride comprenant au moins un module de localisation comprenant les moyens suivants : 3046261 4 - moyens pour émettre un signal électromagnétique permettant de calculer (ou déterminer) la position dudit module de localisation ; et, - moyens pour recevoir un signal d'activation et, selon au moins une information dudit signal d'activation, activer lesdits moyens pour émettre un 5 signal électromagnétique; ledit élément mobile hybride étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une centrale inertielle solidaire dudit module de localisation ; et - des moyens de communication avec ledit dispositif, pour transmettre des données relatives à un déplacement de la centrale inertielle. 10 L'élément mobile hybride selon l'invention permet ainsi à un système informatique de déterminer simplement et efficacement la position d'un nombre important d'éléments mobiles pouvant être utilisés pour interagir avec ce système informatique, même lorsque certains de ces éléments mobiles sont momentanément hors de portée du dispositif d'interfaçage de sorte que leur 15 module de localisation ne peut envoyer de signal à un moment donné. En effet, grâce à l'utilisation d'une centrale inertielle solidaire d'un module de localisation donné, bien que celui-ci ne puisse émettre de signal permettant de calculer directement une information de position, il est néanmoins possible de calculer cette information de position à partir de 20 données de déplacement de la centrale inertielle et d'une information de position antérieure calculée à un moment où le dispositif pouvait recevoir un signal émis par ce module de localisation. Ce type de calcul, puisqu'il est basé sur deux types de données, à savoir une information de position calculée à partir d'un signal reçu du module de localisation et des données de 25 déplacement de la centrale inertielle solidaire de ce module, est appelé calcul hybride. Avantageusement, les informations de position qui pourront être déduites des données de déplacement de la centrale inertielles seront représentatives de la position de l'élément mobile hybride puisque celui-ci est 30 fixe par rapport à (rigidement lié avec) la centrale inertielle. 3046261 5 De plus, l'utilisation combinée de la centrale inertielle et du module de localisation permet d'éviter le phénomène de dérive des données de la centrale inertielle. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de 5 communication de l'élément mobile hybride sont en outre configurés pour recevoir au moins une information de position dudit module de localisation. Par exemple cette information de position a été calculée par le dispositif à partir de signaux électromagnétiques émis par le module de localisation. Selon un mode de réalisation particulier, le calcul hybride de la 10 position est effectué au niveau de l'élément mobile hybride. Dans ce mode, l'élément mobile hybride comprend en outre des moyens de calcul hybride d'une nouvelle information de position dudit module de localisation, à partir de l'information de position reçue et des données de déplacement de la centrale inertielle. 15 Les moyens de communication peuvent alors en outre être configurés pour transmettre ladite nouvelle information de position dudit module de localisation, par exemple au dispositif. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de communication de l'élément mobile hybride sont configurés pour recevoir des 20 données de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle lesdites données de recalage étant basées sur une information de position calculée à partir d'un signal électromagnétique émis par ledit module de localisation. Ces données de recalage sont par exemple une information de 25 position calculée par le dispositif à partir de signaux électromagnétiques émis par le module de localisation à un instant donné. Selon un mode de réalisation particulier, l'élément mobile hybride est configuré pour recaler les données de déplacement de la centrale inertielle à chaque activation du module de localisation. Dans ce mode, chaque information 30 de position calculée par le dispositif à partir de signaux électromagnétiques émis par le module de localisation est envoyée à l'élément mobile hybride. 3046261 6 Les moyens pour émettre un signal comprennent par exemple un solénoïde émettant un champ électromagnétique lorsqu'il est activé, pour permettre de déterminer la position et/ou l'orientation de l'élément mobile hybride. En variante, les moyens pour émettre le signal peuvent comprendre 5 tout autre moyen d'émission d'un champ électromagnétique. L'élément mobile hybride peut comprendre en outre des moyens de télé-alimentation pour alimenter électriquement des composants du module de localisation. Par exemple, l'élément mobile hybride peut comprendre au moins un 10 solénoïde, excitable par induction. L'élément mobile hybride peut comprendre tout autre moyen de télé-alimentation, par exemple des antennes utilisant la technologie Powercast (Powercast est une marque). L'élément mobile hybride peut comprendre des moyens de stockage d'énergie tels qu'une batterie, une pile ou un condensateur. 15 L'invention a également pour objet un dispositif pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybride avec un système informatique, le dispositif comprenant une surface de détection et étant caractérisé en ce qu'il comprend les moyens suivants : - moyens pour activer séquentiellement au moins un module de 20 localisation intégré à chaque élément mobile hybride de ladite pluralité d'éléments mobiles hybrides, un seul module de localisation pouvant être activé à un instant donné; - moyens pour recevoir au moins un signal électromagnétique dudit au moins un module de localisation activé; 25 - moyens pour calculer en temps réel, à partir dudit au moins un signal électromagnétique reçu, au moins une information de position, dans un repère associé à ladite surface de détection, d'un élément mobile hybride comprenant ledit module de localisation activé; - moyens de communication pour recevoir des données relatives à 30 un déplacement d'une centrale inertielle solidaire dudit au moins un module de localisation activé en l'absence de réception d'un signal électromagnétique lors de l'activation dudit au moins un module de localisation ; 3046261 7 - moyens de calcul hybride en temps réel, à partir des données de déplacement reçues et de l'information de position calculée, d'une nouvelle information de position dudit au moins un module de localisation activé. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de 5 communication du dispositif sont en outre configurés pour : - transmettre l'information de position calculée à partir du signal électromagnétique reçu, à l'élément mobile hybride ; et - pour recevoir ladite nouvelle information de position, calculée par l'élément mobile hybride à partir de l'information de position transmise. 10 Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de communication du dispositif sont configurés pour transmettre des données de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle, lesdites données de recalage étant basées sur une information de position calculée à partir d'un signal électromagnétique reçu. 15 Ces données de recalage sont par exemple une information de position calculée par le dispositif à partir de signaux électromagnétiques émis par le module de localisation à un instant donné. L'invention a aussi pour objet un dispositif comprenant une pluralité de dispositifs tels que décrits précédemment, un dispositif de la pluralité de 20 dispositifs contrôlant au moins certains moyens mis en oeuvre dans les autres dispositifs de la pluralité de dispositifs. Il est ainsi possible d'augmenter la taille de la surface sur laquelle peuvent évoluer les éléments mobiles hybrides. Avantageusement, les moyens pour activer séquentiellement au moins un module de localisation pourraient comprendre des moyens pour 25 émettre un signal haute fréquence comprenant un identifiant d'un module de localisation. Le dispositif pourrait ainsi sélectionner aisément un module de localisation particulier selon son identifiant. Le signal reçu pourrait par exemple être un champ électromagnétique. Les moyens pour recevoir au moins un signal d'un module 30 de localisation activé pourraient également comprendre une grille conductrice formée d'un ensemble de boucles conductrices, et le dispositif pourrait alors comprendre des moyens pour sélectionner séquentiellement chaque boucle 3046261 8 conductrice de cet ensemble de boucles conductrices. Il serait ainsi possible de déterminer la position d'un module de localisation selon des caractéristiques des signaux reçus et des boucles conductrices sélectionnées. De façon avantageuse, le dispositif pourrait également comprendre 5 des moyens de filtrage du signal reçu afin d'éliminer les signaux parasites. La surface détection comprend par exemple une surface en plastique PET sur laquelle la grille conductrice a été formée par sérigraphie argent. Par exemple, la grille conductrice a été formée par impression utilisant un jet d'encre conductrice contenant des particules d'argent. 10 En variante, la surface détection comprend par exemple une surface en plastique PET sur laquelle la grille conductrice a été formée avec des pistes en cuivre. Selon une autre variante, la grille conductrice est formée par tissage avec un fil conducteur. Selon encore une autre variante, la surface détection comprend par 15 exemple une carte de type PCB (sigle de Printed Circuit Board en terminologie anglo-saxonne) de réception électromagnétique, souple ou rigide. L'invention a également pour objet un procédé pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybrides avec un système informatique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 20 - obtention d'au moins une information de position d'un élément mobile hybride de ladite pluralité, ledit élément mobile hybride comprenant au moins un module de localisation activé, l'au moins une information de position étant calculée à partir d'au moins un signal électromagnétique émis par ledit au moins un module de localisation activé intégré à l'élément mobile hybride, un 25 seul module de localisation pouvant être activé à un instant donné ; puis, en l'absence de réception ultérieure d'un signal électromagnétique lors de l'activation dudit au moins un module de localisation: - obtention de données relatives à un déplacement d'une centrale inertielle solidaire dudit au moins un module de localisation activé ; et 30 - calcul hybride en temps réel, à partir des données de déplacement obtenues et de l'information de position obtenue, d'une nouvelle information de position dudit au moins un module de localisation activé. 3046261 9 Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend en outre une étape de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle. Ces données sont par exemple calculées à partir d'une ou plusieurs 5 informations de position calculées à partir de signaux reçus du module de localisation. Selon un premier mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de mémorisation de ladite information de position obtenue avec la date de son calcul, ladite étape de recalage étant mise en oeuvre à partir de 10 ladite information de position mémorisée. Selon un deuxième mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de réception d'une information indiquant un défaut de réception d'un signal électromagnétique en provenance dudit au moins un module de localisation activé. 15 Dans ce deuxième mode, le procédé peut comprendre en outre une étape de réception de données de recalage, ladite étape de recalage étant mise en oeuvre à partir des données de recalage reçues. Dans ce deuxième mode, le procédé peut comprendre en outre une étape de transmission de la nouvelle information de position calculée. 20 L'élément mobile hybride ou le dispositif, selon les modes, peut donc recaler les données de déplacement de la centrale inertielle à l'aide des données de recalage. On évite ainsi les problèmes de dérive dans le temps parfois observés lors de l'utilisation prolongée d'une centrale inertielle ou de choc subis par celle-ci. 25 Avantageusement, un tel procédé pourrait comprendre en outre une étape de contrôle de validité de l'au moins un module de localisation, l'étape d'activation séquentielle du module de localisation étant effectuée en réponse à l'étape de contrôle de validité. Ainsi, seules les positions et/ou orientations des éléments mobiles hybrides situés dans la portée (électromagnétique) de la 30 surface de détection seraient déterminées. 3046261 10 Un tel procédé pourrait aussi comprendre une étape d'assignation d'un état de validité ou d'invalidité au module de localisation, l'état de validité ou d'invalidité étant déterminé selon la ou les informations de position. Le procédé pourrait aussi comprendre une étape de sélection 5 séquentielle d'une pluralité de récepteurs, ledit au moins un signal étant reçu d'au moins un récepteur sélectionné dans la pluralité de récepteurs. Il serait ainsi possible de déterminer la position d'un module de localisation selon des caractéristiques des signaux électromagnétiques reçus et des récepteurs sélectionnés. 10 L'invention a aussi pour objet un ensemble pour système de réalité virtuelle ou augmentée, destiné à équiper un utilisateur en mouvement, ledit système comprenant : - au moins un élément mobile hybride tel que mentionné précédemment, adapté à être porté par l'utilisateur ; 15 - au moins un dispositif d'interfaçage tel que mentionné précédemment ; - un casque de réalité virtuelle ou augmentée, adapté à être porté par l'utilisateur, ledit casque étant connecté audit élément mobile hybride ou audit dispositif d'interfaçage de sorte à permettre le suivi de la position du 20 casque en fonction de la position relative de l'élément mobile hybride et du casque et de la position de l'élément mobile hybride. Selon un mode de réalisation particulier, cet ensemble comprend en outre un système de positionnement magnétique comprenant un moyen d'émission d'un champ magnétique dans une pluralité de directions et une 25 pluralité de moyens de réception dudit champ magnétique émis par le moyen d'émission, ledit système de positionnement magnétique étant configuré pour déterminer la position d'au moins un des moyens de réception dans un repère centré sur le moyen d'émission, à partir du champ magnétique reçu par ledit moyen de réception. 30 3046261 11 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description détaillée qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, au regard des dessins annexés dans lesquels : 5 - la figure 1, composée des figures 1 a et 1 b, illustre schématiquement un contexte dans lequel des modes de réalisation de l'invention peuvent avantageusement être mis en oeuvre ; - la figure 2 illustre un exemple de dispositif d'interfaçage selon un mode particulier de réalisation ; 10 - la figure 3, composée des figures 3a et 3b, illustre schématiquement le principe physique de couplage inductif entre un solénoïde et une boucle conductrice d'une surface de détection (figure 3a), ainsi qu'un mécanisme d'interpolation (figure 3b) permettant de déterminer la position d'un solénoïde placé sur une surface de détection, selon un axe donné, à partir des 15 mesures obtenues par un système tel que celui décrit en référence à la figure 2; - les figures 4a et 4b sont des organigrammes représentant des étapes mises en oeuvre respectivement par un dispositif (figure 4a) et un élément mobile hybride (figure 4b) selon un premier mode de réalisation de l'invention; 20 - les figures 4c et 4d sont des organigrammes représentant des étapes mises en oeuvre respectivement par un dispositif (figure 4c) et un élément mobile hybride (figure 4d) selon un second mode de réalisation de l'invention ; - les figures 5a et 5b illustrent schématiquement deux exemples 25 d'éléments mobiles hybrides dont la position peut être déterminée et dont la position et l'orientation peuvent être déterminées, respectivement, conformément à des modes particuliers de l'invention ; - la figure 6 illustre schématiquement des blocs logiques d'un élément mobile hybride dont la position peut être déterminée à partir d'un 30 dispositif d'interfaçage tel qu'illustré sur la figure 2 ; 3046261 12 - les figures 7, 8 et 9 illustrent trois exemples d'applications dans lesquelles des éléments mobiles hybrides selon l'invention peuvent être avantageusement utilisés. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION De façon générale, l'invention a pour objet de déterminer la position (abscisse, ordonnée et/ou altitude) et/ou l'orientation (cap, tangage et/ou roulis) d'éléments mobiles hybrides utilisés conjointement, et par exemple portés par un utilisateur (ou un robot) susceptible d'effectuer des mouvements de grande 10 amplitude. Il existe des solutions pour détecter la position et/ou l'orientation d'une pluralité d'objets réels, notamment lorsque ceux-ci sont situés à proximité ou sur un plateau de jeu permettant d'utiliser ces objets comme interface d'un système informatique. Par exemple, le brevet français n°1057014 propose une 15 telle solution. Malheureusement, cette solution ne permet de calculer de telles informations de position que dans la mesure où ces objets sont dans le champ de détection d'une surface de détection, par exemple à moins d'une dizaine de centimètres de cette surface de détection. Dans ce qui suit, la portée de détection d'un détecteur est définie 20 comme une zone limitée dans l'espace, dans laquelle un champ électromagnétique émis par un émetteur situé dans cette zone peut être détecté par un détecteur. Ainsi, lorsque l'émetteur sort de la portée de détection du détecteur, le détecteur ne pourra pas capter un champ électromagnétique émis par l'émetteur. 25 Ainsi, un élément mobile hybride porté par un utilisateur se déplaçant sur un sol constitué par exemple d'un ensemble de surfaces de détection (aussi appelé sol intelligent) peut, de par les mouvements de l'utilisateur (ou du robot), s'éloigner sensiblement de la surface de détection et sortir de sa portée de détection, de sorte que le suivi de cet élément mobile hybride par le système 30 informatique ne peut être continu. Egalement, lorsque les surfaces de détection ne couvrent que partiellement un bâtiment, par exemple pour des raisons de coûts, il peut 3046261 13 exister des discontinuités dans le suivi de la position de l'élément mobile hybride, notamment lorsque l'utilisateur (ou le robot) qui le porte entre dans une zone non-couverte par une surface de détection. Afin de permettre le suivi de tels éléments mobiles, notamment 5 lorsqu'ils sont portés par un ou plusieurs utilisateurs (ou robots) effectuant des mouvements de grande amplitude, l'invention prévoit un élément mobile hybride pourvu d'au moins un module de localisation solidaire d'une centrale inertielle dont le fonctionnement autonome permet d'obtenir des données de déplacement, ainsi que de moyens de communication (émetteur-récepteur) 10 avec la surface de détection. Lorsqu'un tel élément mobile hybride est hors de la portée de détection de la surface de détection, une information de position de son module de localisation peut néanmoins être obtenue à partir de données de déplacement de la centrale inertielle solidaire du module de localisation. Un tel 15 mode de détermination est appelé calcul hybride de l'information de position, puisqu'il est basé à la fois sur les données de déplacement de la centrale inertielle, mais aussi sur une information de position précédemment calculée lorsque le module de localisation était dans la portée de détection. Dans le cadre de la présente invention, plusieurs modes de 20 réalisation sont envisagés pour le calcul hybride. Selon un premier mode de réalisation, le calcul hybride est effectué au niveau de la surface de détection. Dans ce mode, des données de déplacement mesurées par la centrale inertielle sont directement transmises à la surface de détection via les moyens de communication. Une nouvelle 25 information de position est alors calculée par la surface de détection à partir de ces données de déplacement et d'une information de position précédemment calculée. Selon un second mode de réalisation, le calcul hybride est effectué au niveau de l'élément mobile hybride. Dans ce mode, la surface de détection 30 envoie une information de position précédemment calculée à l'élément mobile hybride. Cette information de position a typiquement été calculée à partir d'un signal électromagnétique reçu du module de localisation alors qu'il était dans la 3046261 14 portée de détection de la surface de détection. Il s'agit par exemple de la dernière position calculée avant que l'élément mobile hybride ne sorte de la portée de la surface de détection. L'élément mobile hybride calcule alors une nouvelle information de position à l'aide de l'information de position reçue et de 5 données de déplacement mesurées par la centrale inertielle. Cette position hybride est ensuite transmise via les moyens de communication prévus sur l'élément mobile hybride. Ainsi, les données de déplacement obtenues grâce au fonctionnement autonome de la centrale inertielle permettent le suivi de la 10 position de l'élément mobile hybride, même lorsque le module de localisation qu'il intègre sort momentanément de la portée de la détection de la surface de détection. De plus, lorsque le module de localisation d'un élément mobile hybride est dans la portée de détection de la surface de détection, il est 15 possible de calculer des informations de position du module de localisation avec une certaine fiabilité, ce qui permet de recaler les données de déplacement de la centrale inertielle associée, par exemple avec des données de recalage basées sur ces informations de position fiables. La figure 1, composée des figures 1 a et 1 b, illustre 20 schématiquement un contexte dans lequel des modes de réalisation de l'invention peuvent être mis en oeuvre. Les applications de la présente invention ne sont pas limitées à l'exemple illustré sur cette figure. Un élément mobile hybride selon l'invention peut en effet équiper tout type d'objet (vêtement porté, robot, manette de jeu, etc.). 25 En particulier, les figures 1a et lb représentent la même scène mais à deux instants différents. Dans cette scène, un utilisateur dont seules les chaussures 102 et 103 sont représentées, se trouve sur un élément de sol 101 (ou dispositif d'interfaçage) conforme à des modes de réalisation de l'invention. Même si 30 dans cet exemple, le dispositif d'interfaçage est un élément de sol, l'invention n'est pas limitée aux dispositifs d'interfaçages placés au niveau du sol. Dans la suite, tout ce qui est décrit en référence à l'élément de sol 101 peut être 3046261 15 facilement transposé par l'homme du métier à tout dispositif d'interfaçage placé ailleurs qu'au sol, par exemple sur des murs latéraux ou au plafond. L'élément de sol 101 comprend par exemple un module matériel ainsi qu'une surface de détection tels que décrits en référence à la figure 2. De 5 par sa structure, cette surface de détection a une portée de détection limitée, par exemple de l'ordre d'une dizaine de centimètres. Le module matériel de l'élément de sol 101 comprend des moyens de communication (émetteur-récepteur), par exemple un module de communication sans fil de type WIFI ou Bluetooth ou encore communiquant 10 dans une bande ISM (acronyme de Industriel, Scientifique et Médical) par exemple 2,4 GHz. Ces moyens de communication permettent à l'élément de sol d'interagir avec des éléments mobiles hybrides conformes à des modes de réalisation. Par exemple, ces moyens de communication peuvent correspondre 15 à un émetteur radio permettant d'activer un module de localisation d'un élément mobile hybride, tel que décrit en référence à la figure 2, afin qu'il émette un champ électromagnétique utile au calcul de sa position. Le module matériel de l'élément de sol 101 comprend en outre un module de calcul comprenant une unité centrale de traitement. Cette unité de 20 traitement commande par exemple les moyens de communication susmentionnés. Dans cet exemple, chaque chaussure 102 (respectivement 103) est équipée d'un élément mobile hybride 104 (respectivement 105) conforme à des modes de réalisation de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à 25 deux éléments mobiles hybrides et un nombre bien plus important d'éléments mobiles hybrides peut être pris en charge par un même élément de sol 101. Ces éléments mobiles hybrides comprennent chacun au moins un module de localisation tel que décrit en référence aux figures 5 et 6. Selon des modes particuliers de réalisation de la présente invention, 30 les éléments mobiles hybrides 104 et 105 comprennent en plus une centrale inertielle solidaire de chaque module de localisation. Ainsi une centrale inertielle donnée est fixe par rapport au module de localisation associé. 3046261 16 Une telle centrale inertielle comprend par exemple un ou plusieurs accéléromètres, un ou plusieurs magnétomètres, et/ou un ou plusieurs gyromètres. Ainsi, une centrale inertielle permet d'obtenir des données de déplacement comme par exemple une vitesse de rotation à un instant donné 5 autour d'un certain axe, une accélération à un instant donné selon un certain axe, ou encore une estimation de la direction du champ magnétique à un instant donné. Toujours selon des modes particuliers de réalisation de la présente invention, les éléments mobiles hybrides 104 et 105 comprennent 10 respectivement des moyens de communication (non représentés) sans fil de type WIFI ou Bluetooth ou encore communiquant dans une bande ISM (acronyme de Industriel, Scientifique et Médical) par exemple 2,4 GHz. Ces moyens de communication permettent aux éléments mobiles hybrides d'interagir avec les moyens de communication correspondants de l'élément de 15 sol 101. Par exemple, ces moyens de communication peuvent correspondre à un émetteur/récepteur radio détecteur de commande d'activation, tel que décrit en référence à la figure 6. En variante, il peut s'agir de moyens séparés. Par exemple la 20 centrale inertielle peut comprendre ces moyens de communication. Lorsque les chaussures 102 et 103 de l'utilisateur sont posées sur l'élément de sol 101, comme représenté sur la figure 1 a, les éléments mobiles hybrides 104 et 105 qu'elles portent sont dans la portée de détection de l'élément de sol 101. 25 Il est donc possible d'activer séquentiellement les modules de localisation des éléments mobiles hybrides 104 et 105 et de déterminer leur position respective en mettant en oeuvre une étape de calcul basée sur les signaux (champs magnétiques) reçus de ces modules de localisation, telle que décrite en référence à la figure 3. 30 En revanche, lorsque l'utilisateur déplace une de ses chaussures, par exemple la chaussure 102, comme représenté sur la figure 1 b, l'élément 3046261 17 mobile hybride 104 porté par celle-ci peut sortir de la portée de détection de l'élément de sol 101. Lorsque l'élément mobile hybride sort de la portée de détection de l'élément de sol comme c'est le cas sur la figure 1 b, celui-ci ne peut pas 5 recevoir de signal (champ magnétique) émis par le module de localisation activé et ne peut donc pas déterminer la position de ce module à partir de celui-ci. Il existe d'autres situations dans lesquelles l'élément mobile hybride sort de la portée de détection, par exemple lorsqu'une pièce est équipée d'un 10 ou plusieurs éléments de sol (sol intelligent) tels que l'élément de sol 101, recouvrant la surface au sol de façon discontinue. Ainsi, quand un utilisateur se trouve sur une surface non pourvue d'un élément de sol, l'élément mobile hybride qu'il porte peut quasiment systématiquement se trouver hors de portée des éléments de sol équipant la salle. 15 L'élément mobile hybride selon l'invention permet avantageusement à l'élément de sol 101 de ne pas perdre toutefois le suivi de la position de cet élément mobile hybride lorsque de telles situations se produisent. En effet, comme mentionné ci-avant, l'élément mobile hybride comprend une centrale inertielle solidaire du module de localisation, de sorte 20 que le déplacement de ce module de localisation peut être mesuré de manière autonome par la centrale inertielle. Les moyens de communication de l'élément mobile hybride ne sont pas soumis à la portée de détection de l'élément de sol 101, ce qui permet de transmettre des données de déplacement de la centrale inertielle, à l'élément 25 de sol 101 par ce biais lorsque l'élément mobile hybride est hors de portée. A partir de ces données reçues, l'élément de sol 101 peut calculer la position de l'élément mobile hybride dont le signal électromagnétique émis par le module de localisation activé n'a pas pu être reçu, en mettant en oeuvre une étape de calcul hybride basée sur les données reçues, telle que décrite en 30 référence à la figure 4. En variante, les moyens de communication de l'élément mobile hybride permettent de recevoir, en provenance de l'élément de sol, une 3046261 18 information de position précédemment calculée à partir d'un signal émis par le module de localisation à un instant où il était dans la portée de détection de l'élément de sol. A partir de cette information de position et des données de 5 déplacement de la centrale inertielle, l'élément mobile hybride calcule la position du module de localisation associé, en mettant en oeuvre une étape de calcul hybride basée sur les données reçues, telle que décrite en référence à la figure 4. La figure 2 illustre un exemple de dispositif d'interfaçage selon un 10 mode particulier de réalisation. L'élément de sol ou dispositif d'interfaçage comprend une surface de détection 210 ici constituée d'un maillage sous forme de lignes et de colonnes constituant une grille conductrice. Cette dernière comprend un ensemble de boucles conductrices suivant deux axes orthogonaux. Chaque boucle est un 15 capteur permettant de mesurer l'intensité du courant ou la tension induite par un solénoïde (appartenant à un élément mobile hybride dont la position et/ou l'orientation doivent être calculées) qui est positionné sur la surface de détection. Avantageusement, la surface détection peut être une surface en 20 plastique PET sur laquelle la grille conductrice a été formée par sérigraphie argent. Par exemple, la grille conductrice a été formée par impression utilisant un jet d'encre conductrice contenant des particules d'argent. En variante, la surface détection est par exemple une surface en plastique PET sur laquelle la grille conductrice a été formée avec des pistes en cuivre. Selon une autre 25 possibilité, la grille conductrice est formée par tissage avec un fil conducteur. En variante, la surface de détection peut être une carte de type PCB (sigle de Printed Circuit Board en terminologie anglo-saxonne) de réception électromagnétique, souple ou rigide. A titre d'illustration, il est admis ici qu'un solénoïde est placé à la 30 position 211, c'est-à-dire à l'intersection des boucles 212 et 213 dont une extrémité est reliée à une masse et l'autre extrémité est reliée aux composants électroniques utilisés pour calculer une position. Lorsque le solénoïde situé à la 3046261 19 position 211 est alimenté, il génère un courant inductif dans les boucles 212 et 213 qui peut être analysé et comparé au courant induit dans les autres boucles. Il est ainsi possible, par couplage inductif entre le solénoïde et la grille et par mesure du courant induit, de déterminer la position de solénoïde. 5 Des multiplexeurs 214 et 215 sont reliés à chaque boucle de chacun des deux axes de la grille, c'est-à-dire ici à chacune des boucles verticales et horizontales, respectivement. Les sorties des multiplexeurs 214 et 215 sont connectées aux contrôleurs automatiques de gain (CAG) 221 et 222, respectivement, à un module 220 du module matériel de l'élément de sol 101. 10 Les signaux de sortie des contrôleurs automatiques de gain 221 et 222 sont tout d'abord démodulés dans les démodulateurs 223 et 224, respectivement. La démodulation produit un signal continu (DC, sigle de Direct Current en terminologie anglo-saxonne) proportionnel à la sinusoïde originale complétée de composantes alternatives (AC, sigle d'Altemating Current en 15 terminologie anglo-saxonne) multiples de la fréquence fixe émise par le solénoïde. Selon un schéma couramment mis en oeuvre, le module de calcul, référencé ici 230, du module matériel de l'élément de sol 101, pilote les multiplexeurs 214 et 215 afin d'activer séquentiellement les boucles, c'est-à-dire 20 d'activer une boucle n+1 après une boucle n. Lorsque la dernière boucle est atteinte, le processeur initie un nouveau cycle et pilote l'activation de la première boucle. Un filtre passe- bande est avantageusement mis en oeuvre dans chaque contrôleur automatique de gain 221 et 222 pour supprimer les 25 harmoniques indésirables du signal ainsi que le bruit de fond électromagnétique. Ce filtrage permet d'affiner les mesures des signaux issus des multiplexeurs 214 et 215 qui sont démodulés dans les démodulateurs 223 et 224 puis numérisés dans les convertisseurs analogique/numérique (CAN) 225 et 226, respectivement. 30 Les valeurs numériques obtenues sont transmises à l'unité centrale de traitement (CPU) 230 du module de calcul pour être mémorisées. Comme 3046261 20 illustré, l'unité centrale de traitement 230 contrôle les démodulateurs 223 et 224. Après que les valeurs aient été mémorisées, l'unité centrale de traitement incrémente l'adresse des multiplexeurs afin de procéder à la 5 numérisation des signaux provenant des boucles suivantes. Lorsqu'une dernière boucle est atteinte, l'unité centrale de traitement réinitialise l'adresse du multiplexeur correspondant à la valeur de la première boucle de l'axe considéré. A la fin d'un cycle, l'unité centrale de traitement a mémorisé, pour 10 chaque axe, autant de valeurs numériques qu'il y a de boucles adjacentes proches de la position du solénoïde. A partir de ces valeurs, l'unité centrale de traitement calcule la position du solénoïde par interpolation comme décrit ci-après. Il est observé ici que la mise à la masse des boucles peut être 15 assurée par des bandes de métal positionnées entre les différentes boucles afin de les protéger des interférences électromagnétiques. Une alternative consiste à disposer un plan de masse uniforme sous la grille conductrice. Par ailleurs, le module 210 comprend ici un émetteur radio 227, commandé par l'unité centrale de traitement 230 du module de calcul, 20 permettant d'activer un module de localisation d'un élément mobile hybride. A titre d'illustration, l'unité centrale de traitement 230 transmet à l'émetteur radio 227 un identifiant d'un module de localisation à activer. Cet identifiant est codé puis transmis sous forme de signal radio numérique ou analogique. Chaque module de localisation recevant ce signal peut alors comparer l'identifiant reçu 25 avec son propre identifiant et s'activer si les identifiants sont identiques. Le module 220 comprend en outre des moyens de communication 228, par exemple similaires à l'émetteur radio 227. Ces moyens de communication permettent de communiquer avec les éléments mobiles hybrides afin d'obtenir des données de déplacement de centrales inertielles 30 solidaires des modules de localisation, particulièrement utiles lorsque le module de localisation activé est hors de la portée de détection du module 210. Ces moyens de communication permettent également à l'unité centrale 230 3046261 21 d'envoyer à un élément mobile hybride donné une information de position précédemment calculée grâce au signal émis par le module de localisation qu'il intègre, ou encore d'envoyer des données de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle. En variante, les moyens de 5 communication 228 peuvent être confondus avec l'élément 227. Les modules 220 et 230 permettent le calcul en temps réel d'une position hybride tel que décrit précédemment. Ainsi, pour estimer la position d'un ensemble de module de localisation, il est nécessaire d'effectuer un cycle sur chaque module de 10 localisation et, pour chacun de ces cycles, selon le mode de réalisation décrit ici, un cycle sur chaque ensemble de boucles. Plusieurs surfaces de détection peuvent être combinées les unes avec les autres, la superficie de la surface de détection résultante étant la somme des superficies des surfaces de détection combinées. A ces fins, une 15 surface de détection est considérée comme maître, les autres étant considérées comme esclaves. L'activation séquentielle des éléments mobiles est gérée par la surface de détection maître qui reçoit, de préférence, les positions calculées par les modules matériels associés à chaque surface de détection esclave et les consolide en élaborant un tableau contenant les 20 coordonnées et angles de liberté des modules de localisation. La figure 3 est composée des figures 3a et 3b. La figure 3a illustre schématiquement le principe physique de couplage inductif entre un solénoïde et une boucle conductrice d'une surface de détection. 25 Chaque élément mobile hybride dont la position et/ou l'orientation doivent être calculées comprend au moins un solénoïde dont l'axe est, de préférence, orientée vers la surface de détection. Le solénoïde 300 est parcouru par un courant alternatif et émet un champ électromagnétique qui se propage vers la surface de détection, 30 notamment, dans cet exemple, vers la boucle 211. La boucle 211, recevant un champ électromagnétique issu du solénoïde 300, se couple avec le solénoïde 3046261 22 300. Il est alors possible de mesurer un signal alternatif aux bornes de cette boucle, référencées 301. Le couplage entre le solénoïde 300 et la boucle 211 peut s'exprimer sous la forme de la relation suivante, 5 R =14E D' où E désigne la tension aux bornes du solénoïde 300, R désigne la tension du signal reçu aux bornes 301 de la boucle de réception 211, D est la distance entre le solénoïde 300 et la boucle de réception 211 et k est une constante liée à des facteurs intrinsèques du système comprenant le solénoïde 10 et la boucle de réception, notamment le nombre de spires du solénoïde et la taille de la boucle. La figure 3b illustre schématiquement un mécanisme d'interpolation permettant de déterminer la position d'un solénoïde placé sur une surface de détection, selon un axe donné, à partir de mesures obtenues par un système tel 15 que celui décrit en référence à la figure 2. Ce mécanisme peut être mis en oeuvre dans l'étape 403 (figure 4) de calcul de la position de l'élément mobile hybride à partir du signal (champ électromagnétique) reçu de son module de localisation. Il est supposé ici que le solénoïde se situe à proximité de boucles 20 verticales B3, B4 et B5, positionnées selon des abscisses X3, X4 et X5, les tensions mesurées aux bornes de ces boucles étant notées V3, V4 et V5, respectivement. Le solénoïde se trouve ici a une position, en abscisse, notée XS. Les coordonnées X3, X4 et X5 peuvent être obtenues par l'unité 25 centrale de traitement de l'élément de sol (ou dispositif d'interfaçage) à partir d'un identifiant de la boucle correspondante (ces valeurs sont prédéfinies selon le schéma de routage de la surface de détection et, de préférence, mémorisées dans une mémoire non volatile). La portion de courbe 302 représentée sur la figure 3b illustre la 30 variation de tension pour la position XS du solénoïde selon les positions des boucles couplées avec le solénoïde, extrapolée à partir des valeurs mesurées 3046261 23 par les boucles B3, B4 et B5. Elle peut être assimilée à une fonction du second degré de type parabolique. Cette approximation locale correspond, en pratique, au phénomène de couplage électromagnétique entre un solénoïde et des boucles d'une grille conductrice. 5 Les relations suivantes illustrent cette propriété : V3= a(X3-XS)2+b V4 = a(X4- XS)2 +b V5= a(X5- XS)2 +b où a et b sont des constantes, a étant une constante inférieure à 10 zéro (a REVENDICATIONS1. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) pour dispositif pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles avec un système informatique, ledit élément mobile hybride comprenant au moins un module de localisation (501) comprenant les moyens suivants : - moyens (606) pour émettre un signal électromagnétique permettant de calculer la position dudit module de localisation ; et, - moyens (602) pour recevoir un signal d'activation et, selon au moins une information dudit signal d'activation, activer lesdits moyens pour émettre un signal électromagnétique ; ledit élément mobile hybride (104, 105, 500, 600) étant caractérisé en ce qu'il 15 comprend en outre : - une centrale inertielle (502, 607) solidaire dudit module de localisation ; et - des moyens de communication (503, 608) avec ledit dispositif, pour transmettre des données relatives à un déplacement de la centrale 20 inertielle. 2. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de communication (503, 608) sont en outre configurés pour recevoir au moins une information de position dudit module de localisation (501). 25 3. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon la revendication 2, comprenant en outre des moyens de calcul hybride (609) d'une nouvelle information de position dudit module de localisation (501), à partir de l'information de position reçue et des données de déplacement de la centrale inertielle. 30 4. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de communication (503, 608) sont en 3046261 48 outre configurés pour transmettre ladite nouvelle information de position dudit module de localisation. 5. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits moyens de communication (503, 608) 5 sont configurés pour recevoir des données de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle (502), lesdites données de recalage étant basées sur une information de position calculée à partir d'un signal électromagnétique émis par ledit module de localisation. 6. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément mobile hybride est configure pour recaler les données de déplacement de la centrale inertielle à chaque activation dudit module de localisation (501). 7. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre des moyens de télé- alimentation pour alimenter électriquement des composants dudit module de localisation. 8. Elément mobile hybride (104, 105, 500, 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre des moyens de stockage d'énergie. 9. Dispositif (101) pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybrides (104, 105, 500, 600) avec un système informatique, le dispositif comprenant une surface de détection (210) et étant caractérisé en ce qu'il comprend les moyens suivants : - moyens (227) pour activer séquentiellement au moins un module de localisation intégré à chaque élément mobile hybride de ladite pluralité d'éléments mobiles hybrides, un seul module de localisation pouvant être activé à un instant donné; - moyens (212, 213) pour recevoir au moins un signal électromagnétique dudit au moins un module de localisation activé; - moyens (220, 230) pour calculer en temps réel, à partir dudit au moins un signal électromagnétique reçu, au moins une information de position, 3046261 49 dans un repère associé à ladite surface de détection, d'un élément mobile hybride comprenant ledit module de localisation activé; - moyens (228) de communication pour recevoir des données relatives à un déplacement d'une centrale inertielle solidaire dudit au moins un 5 module de localisation activé en l'absence de réception d'un signal électromagnétique lors de l'activation dudit au moins un module de localisation; - moyens (230) de calcul hybride en temps réel, à partir des données de déplacement reçues et de l'information de position calculée, d'une nouvelle information de position dudit au moins un module de localisation 10 activé. 10. Dispositif (101) selon la revendication 9, dans lequel les moyens de communication (228) sont en outre configurés pour : - transmettre l'information de position calculée à partir du signal électromagnétique reçu, à l'élément mobile hybride ; et 15 - pour recevoir ladite nouvelle information de position, calculée par l'élément mobile hybride à partir de l'information de position transmise. 11. Dispositif (101) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les moyens de communication (228) sont en outre configurés pour transmettre des données de recalage des données de déplacement de la centrale inertielle, 20 lesdites données de recalage étant basées sur une information de position calculée à partir d'un signal électromagnétique reçu. 12. Dispositif (101) comprenant une pluralité de dispositifs selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, un dispositif de ladite pluralité de dispositifs contrôlant au moins certains moyens mis en oeuvre dans les autres 25 dispositifs de ladite pluralité de dispositifs. 13. Procédé pour interfacer une pluralité d'éléments mobiles hybrides (104, 105, 500, 600) avec un système informatique, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - obtention (403) d'au moins une information de position d'un 30 élément mobile hybride de ladite pluralité, ledit élément mobile hybride comprenant au moins un module de localisation activé, l'au moins une information de position étant calculée à partir d'au moins un signal 3046261 50 électromagnétique émis par ledit au moins un module de localisation activé intégré à l'élément mobile hybride, un seul module de localisation pouvant être activé à un instant donné ; puis, en l'absence de réception ultérieure d'un signal électromagnétique 5 lors de l'activation dudit au moins un module de localisation : - obtention (405, 422) de données relatives à un déplacement d'une centrale inertielle solidaire dudit au moins un module de localisation activé ; et - calcul hybride (407, 424) en temps réel, à partir des données de déplacement obtenues et de l'information de position obtenue, d'une nouvelle 10 information de position dudit au moins un module de localisation activé. 14. Procédé selon la revendication 13, comprenant en outre une étape de recalage (406, 423) des données de déplacement de la centrale inertielle. 15. Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre une 15 étape de mémorisation (404) de ladite information de position obtenue avec la date de son calcul, ladite étape de recalage (406) étant mise en oeuvre à partir de ladite information de position mémorisée. 16. Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre une étape de réception (420) d'une information indiquant un défaut de réception 20 d'un signal électromagnétique en provenance dudit au moins un module de localisation activé. 17. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre une étape de réception (421) de données de recalage, ladite étape de recalage (423) étant mise en oeuvre à partir des données de recalage reçues. 25 18. Procédé selon la revendication 17, comprenant en outre une étape de transmission (425) de la nouvelle information de position calculée. 19. Ensemble pour système de réalité virtuelle ou augmentée, destiné à équiper un utilisateur en mouvement, ledit système comprenant : - au moins un élément mobile hybride selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 8, adapté à être porté par l'utilisateur ; - au moins un dispositif d'interfaçage selon l'une quelconque des revendications 9 à 12 ; 3046261 51 - un casque de réalité virtuelle ou augmentée, adapté à être porté par l'utilisateur, ledit casque étant connecté audit élément mobile hybride ou audit dispositif d'interfaçage de sorte à permettre le suivi de la position du casque en fonction de la position relative de l'élément mobile hybride et du 5 casque et de la position de l'élément mobile hybride. 20. Ensemble selon la revendication 19, comprenant en outre un système de positionnement magnétique comprenant un moyen d'émission d'un champ magnétique dans une pluralité de directions et une pluralité de moyens de réception dudit champ magnétique émis par le moyen d'émission, ledit 10 système de positionnement magnétique étant configuré pour déterminer la position d'au moins un des moyens de réception dans un repère centré sur le moyen d'émission, à partir du champ magnétique reçu par ledit moyen de réception.