Brevet FR3063549A1 — publié le 20180907

Procédé d'estimation de la localisation d'un équipement, module, équipement, produit programme d'ordinateur et medium de stockage correspondants. 1 DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui de la localisation d'équipements, basée notamment sur des données fournies par un ou plusieurs capteurs porté(s) par un tel équipement. Plus précisément, l'invention concerne une technique d'optimisation d'une telle localisation. 2 ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE La localisation, ou le positionnement, d'un équipement électronique consiste à trouver sa position dans un environnement connu, par exemple sur une carte. Ce but est classiquement atteint en combinant des informations de mesures locales (issues par exemple de capteurs) et des données initiales (par exemple une carte avec des points de référence). Dans un scénario typique utilisant des données GPS (ou des balises de type Beacon), un équipement mesure le décalage d'un signal de référence (par exemple transmis par un satellite géostationnaire) pour estimer la distance à la source du signal ; en utilisant quatre sources ou plus, il est possible de déterminer la position précise de l'équipement. Les solutions existantes présentent cependant certains inconvénients ou limitations, tels que : certaines solutions ne se basent que sur un seul capteur ; certaines solutions échouent si les données du capteur sont incomplètes et/ou bruitées ; certaines solutions ne peuvent pas gérer une situation où plusieurs capteurs sont en contradiction et/ou les capteurs sont différents d'un équipement à un autre et/ou différents capteurs sont utilisés au cours du temps. Les capteurs eux-mêmes peuvent être affectés par la présence d'obstacles, de dysfonctionnement temporaire, d'interférence, de bruit, de défaut et/ou de collision. Enfin, ces sources de données de localisation peuvent se révéler peu fiables (potentiellement sous le contrôle d'un tiers malintentionné) ou non disponibles. 3063549 2 Il existe donc un besoin pour une technique de localisation d'un équipement électronique offrant une fiabilité plus élevée que les techniques actuellement utilisées tout en ayant un coût maitrisé. Il existe également un besoin pour qu'une telle technique de localisation 5 optimise la précision de localisation, par rapport aux techniques actuelles. Il existe enfin un besoin pour qu'une telle technique de localisation permette d'identifier les sources de données non fiables. 3 RESUME L'invention propose donc un procédé d'estimation d'une localisation courante Li 10 d'au moins un équipement Equip associé à au moins un capteur Capt, dans un environnement connu, le procédé comprenant au moins une itération des étapes suivantes : - obtention d'une donnée si du au moins un capteur Capt, à la localisation courante à estimer Li; 15 - détermination d'une prédiction pi d'une donnée de capteur pour chacune des N localisations candidates Cj, j=1 à N>1, préalablement sélectionnées, la détermination tenant compte de l'environnement connu et d'un déplacement nitr; préalablement déterminé de l'équipement Equip à partir d'une localisation précédente L1_1; 20 - calcul d'une similarité Sj entre la donnée de capteur si et la prédiction pi, pour chacune des N localisations candidates Ci, j=1 à N>1 ; - sélection des m meilleures localisations candidates Cj résultant du calcul de similarité pour estimer la localisation courante Li, m 1, préalablement sélectionnées, les moyens de détermination tenant compte de l'environnement 3063549 9 connu et d'un déplacement nitr; préalablement déterminé de l'équipement Equip à partir d'une localisation précédente L;_/. ; - des moyens de calcul d'une similarité Sj entre la donnée de capteur si et la prédiction pj, pour chacune des N localisations candidates Ci, j=1 à N>1 ; 5 - des moyens de sélection des m meilleures localisations candidates Ci résultant des moyens de calcul de similarité pour estimer la localisation courante Li, m 1), correspondant à des positions possibles de cet équipement. Par exemple, au moment de l'initialisation du procédé d'estimation, ces localisations candidates peuvent être déterminées aléatoirement par l'équipement, ou 20 sélectionnées en fonction d'une donnée de capteur déjà obtenue au moment de cette initialisation, et correspondant donc à la localisation initiale de l'équipement. Le nombre N de localisations candidates peut être prédéterminé, par exemple en fonction de la nature du capteur, de l'environnement (sa taille, la quantité d'informations disponibles ...). Plus le nombre N de localisations candidates est grand et 25 plus l'estimation est précise, mais nécessite un plus grand nombre de calculs. Le choix de N correspond donc à un compromis entre qualité/précision de l'estimation et performance du procédé, en terme de temps de calcul. Ainsi, ces N localisations candidates vont permettre d'affiner l'estimation de localisation de l'équipement, au fur et à mesure des itérations des étapes suivantes du 30 procédé. 3063549 13 L'équipement Equip obtient, lors d'une étape d'obtention 100, une donnée si du capteur Capt qui lui est associé, à la position où il se trouve et que l'on cherche à estimer (i.e. la localisation courante à estimer Li). L'équipement Equip met également en oeuvre une étape de détermination 110 5 d'une prédiction pj d'une donnée de capteur pour chacune des N localisations candidates Ci préalablement sélectionnées (tel que décrit ci-dessus). Ces prédictions pj tiennent compte : - de l'environnement connu (par exemple d'une carte disponible sur laquelle figurent les valeurs du capteur, ou d'un ou plusieurs autres 10 capteurs potentiels, à certaines positions, dont les localisations candidates choisies) et, - d'un déplacement nitr; préalablement déterminé de l'équipement Equip à partir d'une localisation précédente Li_/. Ainsi, l'équipement Equip est configuré pour déterminer la prédiction d'une 15 donnée du capteur Capt qui lui est associé, pour chacune des localisations candidates préalablement sélectionnées auxquelles un déplacement prédéterminé a été ajouté. De cette manière, pour chaque localisation candidate préalablement sélectionnée, on obtient une localisation candidate « déplacée » pour laquelle l'équipement Equip détermine, à partir de sa connaissance de l'environnement, quelle serait la valeur du 20 capteur (ou d'un ou plusieurs autres capteurs potentiels). Le déplacement nitr; préalablement déterminé, appliqué à chaque localisation candidate, est celui réalisé par l'équipement à partir de la localisation correspondant à l'itération précédente, notée localisation précédente Li_/. Là encore, le déplacement nitr; peut être déterminé de manière aléatoire, et peut être conservé ou modifié à chaque 25 itération du procédé de l'invention. Selon une variante de réalisation, la détermination du déplacement (sa direction et sa longueur) peut être conditionnée par l'environnement, par exemple en fonction de certaines dimensions de l'environnement, ou bien du « quadrillage » ou maillage de cet environnement du point de vue des informations disponibles, de façon à pouvoir mieux 30 prédire les valeurs de capteurs après déplacement. 3063549 14 Par exemple, si dix localisations candidates ont été sélectionnées pendant la phase d'initialisation du procédé, cette étape de détermination délivre donc dix prédictions de données de capteur. Ces prédictions de données de capteur sont ensuite utilisées, lors d'une étape de 5 calcul 120, pour calculer une similarité Si entre la donnée de capteur si et chacune des prédictions pj, déterminées. Une pluralité de résultats de similarité est donc obtenue, en fonction du nombre de localisations candidates prises en considération. De cette manière, l'équipement Equip peut connaître la fiabilité des localisations candidates et ensuite, lors d'une étape de sélection 130, ne conserver que les m 10 meilleures localisations candidates Ci résultant de ces calculs de similarité, pour estimer la localisation courante Li, avec m REVENDICATIONS1. Procédé d'estimation d'une localisation courante Li d'au moins un équipement Equip associé à au moins un capteur Capt, dans un environnement connu, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une itération des étapes suivantes : - obtention (100) d'une donnée si dudit au moins un capteur Capt, à ladite localisation courante à estimer Li; - détermination (110) d'une prédiction pj d'une donnée de capteur pour chacune des N localisations candidates Cj, j=1 à N>1, préalablement sélectionnées, ladite détermination tenant compte dudit environnement connu et d'un déplacement mvi préalablement déterminé dudit équipement Equip à partir d'une localisation précédente L1_1; - calcul (120) d'une similarité Sj entre ladite donnée de capteur si et ladite prédiction pj, pour chacune des N localisations candidates Ci, j=1 à N>1 ; - sélection (130) des m meilleures localisations candidates Cj résultant dudit calcul de similarité pour estimer ladite localisation courante Li, m 2. Procédé d'estimation d'une localisation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une phase d'initialisation préalable, comprenant les étapes suivantes : - obtention d'une donnée shift dudit au moins un capteur Capt ; - sélection de Ninit localisations candidates C1 à CNinit; - détermination d'un déplacement mvinit dudit équipement Equip. 3. Procédé d'estimation d'une localisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite sélection est mise en oeuvre de manière aléatoire ou tient compte de ladite donnée sinit- 4. Procédé d'estimation de localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite prédiction pj tient compte d'une donnée si_/ dudit au moins un capteur Capt, à ladite localisation précédente L;_/. 3063549 24 5. Procédé d'estimation de localisation selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit équipement Equip est associé à une pluralité de capteurs Capti et en ce que lesdites étapes d'obtention d'une donnée de capteur, de détermination d'une prédiction et de calcul d'une similarité sont mises en oeuvre pour au moins deux 5 capteurs de ladite pluralité de capteurs et en ce que ladite étape de sélection tient compte des mi meilleures localisations candidates C. pour lesdits au moins deux capteurs de ladite pluralité de capteurs, m' 6. Procédé d'estimation de localisation selon la revendication 5, caractérisé en ce 10 qu'il comprend une étape d'attribution d'une pondération mi à au moins un capteur Capti de ladite pluralité de capteurs, ladite pondération mi tenant compte du rang ri de similarité dudit au moins un capteur Capti parmi les mesures de similarité de ladite pluralité de capteurs. 15 7. Procédé d'estimation de localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit environnement connu présente une pluralité d'équipements associés chacun à au moins un capteur et en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes, pour au moins un premier et un deuxième équipements : 20 - calcul d'au moins une prédiction de distance pdist entre au moins une première localisation candidate préalablement sélectionnée dudit premier équipement et au moins une première localisation candidate préalablement sélectionnée dudit deuxième équipement ; - mesure d'une distance dist entre lesdits premier et deuxième équipements ; 25 - pondération d'au moins ladite première localisation candidate d'au moins un desdits premier et deuxième équipements, en tenant compte de ladite prédiction de distance calculée pdist et de ladite distance mesurée dist ; - sélection, pour au moins un desdits premier et deuxième équipements, des n meilleures localisations candidates résultant de ladite pondération pour estimer 30 ladite localisation courante Li dudit premier et/ou deuxième équipement, n 8. Procédé d'estimation d'une localisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite estimation de localisation courante Li est basée sur une distribution de probabilités de présence D, et en ce que : - lesdites localisations candidates correspondent à des échantillons d'une 5 distribution de probabilités de présence Di_/ pour ladite localisation précédente Li_/ dudit équipement Equip ; - lesdites meilleures localisations candidates résultant dudit calcul de similarité délivrent une distribution de probabilités de présence Di mise à jour. 10 9. Procédé d'estimation d'une localisation selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite distribution de probabilités de présence D est représentée par une matrice de covariance M, et en ce que ladite distribution de probabilités de présence Di est mise à jour par calcul d'une matrice de covariance Mi à partir des m meilleures localisations candidates Cj résultant dudit calcul de similarité. 15 10. Module d'estimation d'une localisation Li d'au moins un équipement Equip associé à au moins un capteur Capt, dans un environnement connu, ledit module étant caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens d'obtention (600) d'une donnée si dudit au moins un capteur Capt, 20 à ladite localisation courante à estimer Li; - des moyens de détermination (610) d'une prédiction pj d'une donnée de capteur pour chacune des N localisations candidates Cj, j=1 à N>1, préalablement sélectionnées, lesdits moyens de détermination tenant compte dudit environnement connu et d'un déplacement mvi préalablement déterminé 25 dudit équipement Equip à partir d'une localisation précédente L;_/. ; - des moyens de calcul (620) d'une similarité Sj entre ladite donnée de capteur si et ladite prédiction pj, pour chacune des N localisations candidates Ci, j=1 à N>1 ; - des moyens de sélection (630) des m meilleures localisations candidates Cj résultant desdits moyens de calcul de similarité pour estimer ladite localisation 30 courante Li, m 11. Equipement comprenant ou étant rattaché à un module d'estimation d'une localisation selon la revendication 10. 12. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de 5 communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur. 10 13. Médium de stockage lisible par ordinateur et non transitoire, stockant un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.