Brevet FR3079025A1 — publié le 20190920

ÉQUIPEMENT ÉLECTRONIQUE DE MESURE DE DISTANCE La présente invention concerne un équipement électronique de mesure de distance et son installation. L'avènement de technologies de mesure de distance radioélectrique à faible coût et faible puissance telles que UWB (Ultra Wide Band), RFID (Radio Frequency Identification) et autres, entraîne une demande croissante pour le déploiement de systèmes de géolocalisation destinés à effectuer un suivi des biens et des personnes. La technologie fonctionne par mesure des distances entre un noeud mobile, communément appelés balise, et une pluralité de noeuds fixes, de positions connues, couramment appelés ancres. Une fois qu'un ensemble de distances par rapport à une pluralité d'ancres est mesurée, des calculs géométriques sont effectués pour déterminer l'emplacement de la balise en mouvement. Un certain nombre de ces systèmes sont connus, par exemple ceux qui utilisent le circuit intégré DW1000 de Decawave (marque déposée). Même si l'état de UWB et d'autres technologies permet la construction d'équipement de mesure de distance radioélectrique bon marché, sa gamme limitée nécessite l'installation de plusieurs ancres à emplacements fixes dans une zone géographique donnée afin d'effectuer un suivi de mouvement de balise adéquat. Les distances de mesure typiques réalisables vont de 200 mètres à 10 mètres seulement ou moins. L'état de la technique actuel concernant la technologie radioélectrique permet un fonctionnement à faible puissance, de sorte qu'une ancre peut fonctionner sur une longue période 2 à partir d'une batterie. Cependant, comme le remplacement manuel ou la recharge de centaines ou de milliers de noeuds d'ancre immobiles n'est pas pratique, au moins une source d'énergie électrique intermittente est nécessaire. Les 5 cellules solaires sont une option dans certains cas, mais elles sont coûteuses et impliquent des exigences et des restrictions supplémentaires sur l'emplacement et l'installation des ancres. 10 L'ajout d'une connexion filaire au réseau électrique local, soit directement, soit à l'aide de convertisseurs et d'adaptateurs, est le moyen le plus pratique pour alimenter les ancres. Malheureusement, cela implique un coût d'installation très important en termes de main-d'oeuvre, de 15 temps d'arrêt et de maintenance des installations, ce qui génère des obstacles au déploiement à grande échelle. Un défi similaire existe pour le montage de noeuds d'ancre dans des véhicules, le câblage physique doit être 20 acheminé pour la connexion au système électrique du véhicule, ce qui implique souvent le retrait et/ou la modification des panneaux intérieurs. En outre, pour être efficaces, les dispositifs 25 radioélectriques de mesure de distance doivent être placés dans des endroits qui offrent une protection raisonnable contre les éléments et un chemin dégagé pour la propagation des signaux radioélectriques. 30 Une fois en place, l'emplacement exact du noeud d'ancre doit être programmé dans le noeud pour que celui-ci serve d'emplacement de référence utile pour les balises en mouvement. Si l'emplacement est prédéterminé, il peut être 3 programmé avant l'installation, mais cela crée un fardeau logistique important et est une source potentielle d'erreurs. Si un technicien doit programmer l'emplacement d'une ancre lors de l'installation, cela augmente le coût de main-d'oeuvre 5 de l'installation et nécessite un équipement spécialisé. Il existe donc le besoin d'un moyen d'installation rapide des ancres radioélectriques de mesure de distance à des emplacements qui sont présents partout et qui possèdent 10 une alimentation électrique présente au moins par intermittence, une protection contre les éléments, et un chemin dégagé pour la propagation des signaux radioélectriques. Un procédé est également souhaité pour déterminer automatiquement l'emplacement d'une ancre 15 nouvellement installée sans nécessiter une configuration préalable ou manuelle. La présente invention enseigne un ensemble et un procédé comme moyen pour répondre à ce besoin. Un objectif principal de la présente invention est de 20 proposer un moyen de déploiement d'ancres dans des bâtiments, des véhicules et des lieux extérieurs, sans nécessiter l'installation d'une infrastructure dédiée telles que des connexions de réseau électrique. Un objectif secondaire est de proposer un procédé de détermination automatique d'un 25 emplacement d'ancre et de configuration d'ancres lors de l'installation. Pour répondre à l'objectif principal, selon la présente invention, il est divulgué un ensemble comprenant une ancre 30 radioélectrique, un moyen de stockage d'énergie électrique, une source de lumière de type diode électroluminescente (LED), et un moyen d'installation de l'ensemble dans une douille de source de lumière conventionnelle existante. 4 Les sources lumineuses conventionnelles telles que les ampoules électriques sont présentes partout et se trouvent habituellement dans des bâtiments, des véhicules et des lieux 5 extérieurs et sont généralement placées à intervalles réguliers à quelques mètres ou dizaines de mètres les unes des autres. Les douilles de source de lumière normalisées sont bien connues. Chaque emplacement de source de lumière existante comporte déjà au moins une source d'énergie 10 électrique intermittente. Par conséquent, ces emplacements offrent un endroit idéal pour les ancres. Sur un véhicule, des sources de lumière telles que les clignotants, les feux de position et les feux de 15 signalisation, sont situées aux coins extérieurs du véhicule, derrière des capots transparents ou semi-transparents qui protègent les éléments tout en permettant la libre propagation des signaux radioélectriques. 20 Dans un bâtiment, des sources de lumière sont placées à intervalles réguliers et comportent des capots de protection. Cela est également vrai pour de nombreux lieux extérieurs. Cependant, il n'est pas pratique de supprimer simplement 25 les sources de lumière et de les remplacer par des ancres puisque leur but principal est toujours de produire de la lumière. Un grand nombre de sources de lumière actuellement installées utilisent encore la technologie de l'incandescence qui génère une chaleur importante qui aurait une incidence 30 défavorable sur la durée de vie d'une ancre placée à proximité. La technologie LED a fait de grands progrès ces dernières années et beaucoup de sources de lumière plus anciennes sont maintenant remplacées par des LED 5 équivalentes. Des sources de lumière à LED pourvues d'adaptateurs pour les installer dans les douilles standard existantes des sources de lumière sont bien connues. 5 Une source de lumière à LED est pratique à mettre en place conjointement avec une ancre radioélectrique car elle génère très peu de chaleur, elle est compacte et elle consomme relativement peu d'énergie. Compte tenu de la dimension compacte des dispositifs radioélectriques de mesure 10 de distance existants, il devient pratique de créer l'ensemble de la présente invention. Un autre type de source de lumière de faible puissance pourrait être utilisé. Pour atteindre son objectif principal, l'ensemble de la 15 présente invention comprend une ancre radioélectrique de mesure de distance, une source de lumière à LED, un moyen de stockage d'énergie électrique, et un adaptateur destiné à faciliter l'installation de l'ensemble dans une douille de source de lumière standard. L'énergie électrique est stockée 20 chaque fois que l'énergie électrique est fournie à la douille de la source de lumière, et est utilisée pour le fonctionnement de l'ancre radioélectrique lorsque l'alimentation de la douille n'est pas disponible. 25 Pour atteindre l'objectif secondaire, la présente invention concerne un procédé de détermination automatique de l'emplacement d'un ensemble nouvellement installé tout d'abord par configuration de celui-ci comme une balise, par apprentissage des emplacements d'ancres voisines déjà 30 installées, ainsi que des balises situés à des emplacements connus, par mesure des distances par rapport à des ancres et balises connues, et par utilisation des distances pour déterminer l'emplacement de l'ancre nouvellement installée. 6 Une fois que l'emplacement a été déterminé, l'ensemble est reconfiguré comme une ancre. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble 5 comprenant : une source de lumière de faible puissance, un dispositif radioélectrique de mesure de distance dit "ancre", un moyen de stockage d'énergie électrique, et 10 un adaptateur compatible avec une douille de source de lumière standard. Selon un mode de réalisation particulier, la source de lumière de faible puissance est une source de lumière de type 15 diode électroluminescente. Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble est de forme et de dimension compatibles avec une source de lumière standard. 20 Selon un mode de réalisation particulier, ladite source de lumière standard est une unité de lumière d'un véhicule. Selon un mode de réalisation particulier, ledit ensemble 25 est configuré pour recevoir de l'énergie électrique de la douille pendant des intervalles de temps durant lesquels la source de lumière est excitée et pour la stocker dans le moyen de stockage d'énergie électrique, l'énergie stockée étant utilisée pour alimenter le dispositif radioélectrique 30 de mesure de distance pendant des intervalles de temps durant lesquels aucune alimentation électrique n'est fournie à la douille. 7 Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de stockage d'énergie électrique peut être une batterie, un condensateur ou un moyen similaire. 5 L'invention concerne également un procédé de configuration d'un ensemble, tel que défini précédemment, comprenant les étapes consistant à : a) vérifier si l'emplacement de l'ensemble a déjà été déterminé, 10 b) si oui, passer à l'étape g), c) si non, configurer l'ensemble comme une balise et rechercher des éléments voisins situés à des emplacements connus, d) lorsque au moins 3 éléments voisins situés à des 15 emplacements connus sont détectés, passer à l'étape e) sinon passer à l'étape c), e) mesurer les distances par rapport à au moins 3 éléments voisins situés à des emplacements connus, f) calculer un emplacement d'ensemble, 20 g) configurer l'ensemble comme une ancre. L'invention concerne également un procédé de production d'une indication visuelle provenant d'un ensemble tel que défini précédemment, ledit procédé consistant à exciter et 25 atténuer alternativement ladite source de lumière selon un motif temporisé, ledit motif correspondant à un état dudit dispositif radioélectrique de mesure de distance, l'énergie électrique destiné à exciter ladite source de lumière étant au moins partiellement produite par ledit moyen de stockage 30 d'énergie électrique, et ledit moyen de stockage d'énergie électrique étant rechargé au moins périodiquement à l'aide de l'énergie électrique générée par le biais dudit adaptateur. 8 La présente invention est décrite ici en référence aux dessins suivants : - la figure 1 est une vue latérale schématique de l'ensemble de la présente invention, 5 - la figure 2 est une représentation schématique du procédé de la présente invention. Un mode de réalisation représentatif de la présente invention est illustré schématiquement sur la figure 1. 10 L'ensemble de la présente invention comprend une source de lumière de faible puissance 100. De préférence, cette source de lumière de faible puissance 100 est une source de lumière à LED, comprenant en outre des éléments LED individuels 150. L'ensemble comprend en outre un moyen de stockage d'énergie 15 électrique 200, un adaptateur 300 destiné à faciliter l'installation de l'ensemble dans une douille de source de lumière préexistante standard, et un dispositif radioélectrique de mesure de distance 400 comprenant en outre une antenne 450. 20 L'ensemble de la présente invention est configuré de manière à être compatible, en termes de dimension et de forme, avec des sources de lumière standard, et à être compatible avec des douilles de source de lumière standard au 25 moyen d'un adaptateur 300. L'ensemble est installé par retrait d'une source de lumière existante de sa douille et par installation de l'ensemble compatible dans ladite douille. 30 L'installation résultante continue à servir de source de lumière au moyen de la source de lumière à LED 100 intégrée dans l'ensemble, et en outre à servir d'ancre au moyen du dispositif radioélectrique de mesure de distance 400. 9 L'énergie électrique est reçue de la douille pendant les intervalles de temps durant lesquels la source de lumière est excitée et l'énergie est stockée dans le moyen de stockage d'énergie électrique 200, qui peut être une batterie, un 5 condensateur ou un moyen similaire. L'énergie stockée est utilisée pour alimenter le dispositif radioélectrique de mesure de distance 400 pendant les intervalles de temps durant lesquels aucune alimentation électrique n'est fournie à la douille. 10 En plus d'avoir de servir de source de lumière et de dispositif radioélectrique de mesure de distance, un ensemble de la présente invention est capable de fournir une indication visuelle grâce à l'excitation de la source de 15 lumière 100 avec l'énergie stockée dans le moyen de stockage d'énergie 200 lorsqu'aucune énergie électrique n'est fournie à la douille. Lorsque de l'énergie est fournie à la douille, une indication peut être fournie par extinction ou atténuation de la source de lumière 100. Dans l'une ou 20 l'autre circonstance, une indication typique consisterait en un motif temporisé d'excitation et d'atténuation de la source lumineuse 100. Un tel motif correspond à un état particulier du dispositif radioélectrique de mesure de distance. 25 Un autre mode de réalisation illustratif de la présente invention est un ensemble d'unité de lumière complet destiné à un véhicule, incluant la lentille et son moyen de fixation, tel qu'un ensemble de feu clignotant, un ensemble de feu de freinage, un ensemble de feux de croisement et analogues. 30 Dans ce mode de réalisation, l'adaptateur 300 est le moyen d'installation de ladite unité de lumière dans ou sur la carrosserie du véhicule, et la douille compatible est le moyen de réception d'une telle unité sur le véhicule. 10 La configuration unique et innovante de l'ensemble combinant une source de lumière à LED, un dispositif radioélectrique de mesure de distance, un moyen de stockage 5 électrique et un adaptateur compatible avec une douille existante d'une unité de lumière, permet à la présente invention d'atteindre son objectif principal qui est de produire un moyen de déploiement d'ancres dans des bâtiments, des véhicules et des lieux extérieurs, sans nécessiter 10 l'installation d'une infrastructure dédiée telle que des connexions de réseau électrique. Un mode de réalisation du procédé de la présente invention est illustré schématiquement sur la figure 2. Lors 15 de la mise sous tension initiale, le dispositif radioélectrique de mesure de distance vérifie si sa localisation a déjà été déterminée. Si oui, il est configuré comme une ancre et commence à fonctionner normalement. 20 Si l'emplacement n'a pas encore été déterminé, le dispositif radioélectrique est configuré comme une balise et commence à rechercher des ancres et des balises voisines dont la position a déjà été déterminée. L'analyse est poursuivie jusqu'à ce qu'au moins 3 de ces ancres et balises voisines 25 soient détectées. Une fois qu'au moins 3 ancres et balises voisines de positions déterminées sont identifiées, les distances par rapport à ces ancres et balises voisines sont mesurées à l'aide du dispositif radioélectrique de mesure de distance, et un emplacement de l'ensemble est calculé 30 géométriquement. n Une fois que l'emplacement est déterminé, le dispositif radioélectrique de mesure de distance est configuré comme une ancre et commence à fonctionner normalement. 5 Les modes de réalisation décrits ici sont donnés à titres d'exemples illustratifs et non limitatifs ; d'autres modes de réalisation ressortiront aisément à l'homme du métier sur la base des divulgations faites ici, REVENDICATIONS1. Ensemble caractérisé en ce qu'il comprend : - une source de lumière de faible puissance (100), - un dispositif radioélectrique de mesure de distance (400), - un moyen de stockage d'énergie électrique (200) ; et - un adaptateur (300) compatible avec une douille de source de lumière standard. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de lumière de faible puissance est une source de lumière de type diode électroluminescente. 3 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est de forme et de dimension compatible avec une source de lumière standard. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite source de lumière standard est une unité d'éclairage d'un véhicule. 5. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble est configuré de telle sorte que de l'énergie électrique est reçue de la douille pendant des intervalles de temps durant lesquels la source de lumière (100) est excitée et l'énergie est stockée dans le moyen de stockage d'énergie électrique (200), l'énergie stockée étant apte à être utilisée pour alimenter le dispositif radioélectrique de mesure de distance (400) pendant des intervalles de temps durant lesquels aucune alimentation électrique n'est fournie à la douille. 12 13 6. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le moyen de stockage d'énergie électrique (200) peut être une batterie, un condensateur ou un moyen similaire. 5 7. Procédé de configuration d'un ensemble tel que défini selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : a) vérifier si l'emplacement de l'ensemble a déjà été déterminé, 10 b) si oui, passer à l'étape g), c) si non, configurer l'ensemble comme une balise et rechercher des éléments voisins situés à des emplacements connus, d) lorsque au moins 3 éléments voisins situés à des 15 emplacements connus sont détectés, passer à l'étape e) sinon passer à l'étape c), e) mesurer les distances par rapport à au moins 3 éléments voisins situés à des emplacements connus, f) calculer un emplacement d'ensemble, 20 g) configurer un ensemble comme une ancre. 8. Procédé de production d'une indication visuelle à partir d'un ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit procédé consiste à exciter et atténuer alternativement 25 ladite source de lumière (100) selon un motif temporisé, ledit motif correspondant à un état dudit moyen radioélectrique de mesure de distance (400), l'énergie électrique destinée à ladite excitation de la source de lumière (100) étant au moins partiellement fournie par ledit 30 moyen de stockage d'énergie électrique (200), et ledit moyen de stockage d'énergie électrique (200) étant rechargé au moins périodiquement avec l'énergie électrique générée par le biais de l'adaptateur.