Brevet FR3090164A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Procédé de localisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluetooth et système associé Domaine technique [0001] La présente invention concerne un procédé de localisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluetooth et un système apte à mettre en oeuvre ledit procédé. Etat de la technique [0002] 11 existe des systèmes de localisation de dispositifs basés sur la réception par une ou plusieurs antennes de signaux Bluetooth émis par le dispositif. [0003] Il existe différents types de systèmes de localisation d'un dispositif apte à émettre un signal Bluetooth tel un téléphone intelligent par exemple. Certains dispositifs détectent la présence du dispositif dans une zone proche de l'émetteur lorsque la puissance reçue par l'antenne est supérieure à un seuil de puissance prédéterminé. D'autres systèmes comprenant plusieurs antennes orientées vers la zone considérée sont capables de localiser le dispositif au sein de la zone couverte par les antennes par triangulation par exemple. La distance entre une antenne réceptrice et le dispositif émetteur est alors évaluée en fonction de l'atténuation calculée en fonction de la puissance reçue par l'antenne et de la puissance du signal émis par le dispositif. [0004] La localisation de dispositifs à l'aide de signaux Bluetooth présente des incon- vénients. D'une part, l'atténuation des signaux Bluetooth varie selon les conditions d'utilisation ou de port du dispositif de sorte qu'il est difficile de localiser un dispositif avec précision ou fiabilité. En effet, la puissance réelle émise par le dispositif est atténuée selon que le porteur ait le dispositif dans la main, dans l'une ou l'autre poche. De plus, la puissance du signal reçu par l'antenne peut varier en fonction de perturbations radioélectriques. Exposé de l'invention [0005] L'invention a pour but notamment de pallier les inconvénients de l'art antérieur décrit ci-avant. [0006] En particulier, un but de l'invention est de proposer un procédé et un système de lo- calisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluetooth plus fiable et plus précis. [0007] Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un système de localisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluetooth, le procédé et le système étant moins sensibles aux perturbations radioélectriques et aux variations de puissance réellement émise par le dispositif. [0008] A cet égard, l'invention a pour objet, selon un premier aspect, un procédé de loca- 2 lisation d'un dispositif, par un système comprenant au moins une antenne et un cal- culateur, le procédé comprenant la mise en oeuvre par le système des étapes de : mesure en continu, dc la puissance reçue, par chaque antenne, d'un signal Bluctooth émis par un dispositif, constitution d'un historique comprenant une pluralité de puissances reçues mesurées par chaque antenne à différents instants, dont au moins la dernière puissance mesurée par l'une des antennes, l'historique permettant d'obtenir des informations concernant la trajectoire du dispositif, et la détermination, par le calculateur, à partir de l'historique, d'une localisation du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. [0009] Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre : la détermination, pour chacune des puissances de l'historique, de l'intervalle de temps entre la mesure de la puissance considérée et la mesure de la dernière puissance mesurée, et dans lequel la localisation du dispositif est obtenue à partir de l'historique des puissances mesurées et des intervalles de temps associés. [0010] Selon un mode de réalisation, la détermination de la localisation du dispositif comprend l'utilisation d'un modèle obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant au moins une pluralité d'historiques de puissances mesurées, et pour chaque historique, au moins une information dc localisation du dispositif en lien avec le moment d'acquisition de l'une des puissances mesurées de l'historique, de préférence la dernière. [0011] Selon un mode de réalisation, la détermination de la localisation du dispositif comprend l'utilisation d'un modèle obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historiques de puissances mesurées, et pour chaque historique, des intervalles de temps associés et au moins une information de localisation du dispositif en lien avec le moment d'acquisition de l'une des puissances mesurées de l'historique. [0012] Selon un mode de réalisation, la détermination de la localisation du dispositif est une détermination d'une zone dans laquelle se trouve le dispositif parmi une pluralité de zones prédéterminées, et le modèle utilisé est un modèle de classification obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historiques de puissances mesurées, et pour chaque historique, les intervalles de temps associés et la zone dans laquelle se trouve le dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. [0013] Selon un mode de réalisation, la détermination de la localisation du dispositif comprend l'utilisation d'un modèle prédictif de la position du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée, le modèle prédictif étant obtenu par apprentissage à 3 partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historique des puissances mesurées, et pour chaque historique, les intervalles de temps associés et une position du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. [0014] Selon un mode de réalisation, la position du dispositif comprend une distance par rapport à un point de référence. [0015] Selon un mode de réalisation, la position du dispositif comprend en outre un angle par rapport à une direction de référence. [0016] Selon un mode de réalisation, chaque antenne comprend plusieurs canaux de réception, les canaux de réception correspondant à une fréquence et une polarisation différente, et : pour une antenne, la mesure en continu de la puissance reçue d'un signal Bluetooth émis par le dispositif comprend une mesure de puissance sur une pluralité de canaux, et la constitution de l'historique comprend, pour chaque antenne, la sélection de la dernière puissance mesurée par l'antenne parmi les puissances mesurées sur chaque canal de l'antenne. [0017] Selon un mode de réalisation, le système est intégré à un véhicule comprenant au moins une porte et le système est en outre configure pour commander le verrouillage et le déverrouillage de chaque porte en fonction de l'information de localisation du dispositif. [0018] Par ailleurs, l'invention a pour objet, selon un second aspect, un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour la mise en oeuvre d'un procédé comprenant les étapes suivantes : réception de données provenant d'au moins une antenne mesurant des puissances reçues par chaque antenne d'un signal Bluetooth émis par un dispositif, constitution d'un historique comprenant une pluralité de puissance reçues mesurées par chaque antenne à différents instants dont au moins la dernière puissance reçue mesurée par l'une des antennes, l'historique permettant d'obtenir des informations concernant la trajectoire du dispositif, et détermination, à partir de l'historique, d'une localisation du dispositif au moment où la dernière puissance reçue est mesurée, quand il est mis en oeuvre par un calculateur. [0019] En outre, l'invention a pour objet, selon un troisième aspect, un système adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de localisation d'un dispositif tel que décrit pré- cédemment, comprenant : au moins une antenne configurée pour mesurer la puissance reçue d'un signal Bluetooth émis par un dispositif, - un calculateur confieuré pour : - constituer un historique comprenant une pluralité de puissances reçues mesurées par chaque antenne à différents instants dont au moins la dernière puissance mesurée par l'une des antennes, l'historique permettant d'obtenir des informations concernant la trajectoire du dispositif, - déterminer, à partir de l'historique, une localisation du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. [0020] La présente invention concerne également, selon un quatrième aspect, un véhicule automobile comprenant un système adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de localisation d'un dispositif tel que décrit précédemment. [0021] La présente invention permet de fiabiliser et de déterminer avec plus de précision la localisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluctooth, notamment grâce à r utilisation de l'historique des puissances reçues mesurées par chaque antenne à différents instants. Par exemple, l'historique des puissances reçues permet de prendre en compte une hausse ou une baisse du signal détecté par chaque antenne et de prendre ainsi en compte la trajectoire du dispositif La localisation du dispositif est ainsi moins sensible aux perturbations radioélectriques et aux conditions de port du dispositif Par ailleurs, la prise en compte de l'intervalle de temps entre chaque puissance de r historique et la dernière puissance mesurée permet de savoir si des puissances reçues ont été mesurées ou non pour une ou plusieurs antennes pendant une durée déterminée. Cette information permet d'affiner la détermination de la localisation du dispositif. Par ailleurs, l'utilisation de modèles obtenus par apprentissage permet de prendre en compte un plus grand nombre de données et d'améliorer encore la fiabilité et la précision de la localisation. Description des dessins [0022] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. lis pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. [0023] [fig.1] La figure 1 représente un procédé de localisation d'un dispositif par un système comprenant au moins deux antennes et un calculateur, selon un mode de réalisation. [0024] [fig.2] La figure 2 représente de manière schématique un véhicule équipé d'un système selon l'invention, selon un mode de réalisation. Description des modes de réalisation 100251 La figure 1 représente un procédé de localisation d'un dispositif apte à émettre des signaux Bluetooth par un système comprenant au moins une antenne 31, 32, 33, 34 apte à recevoir des signaux Bluctooth, un calculateur et une mémoire, selon un mode de réalisation. [0026] Le procédé de localisation comporte une étape S100 de mesure, en continu, de la puissance reçue par chaque antenne d'un signal Bluetooth émis par le dispositif, une étape S200 de constitution d'un historique comprenant une pluralité de puissances reçues mesurées par chaque antenne à différents instants, une étape optionnelle S300 de détermination, pour chacune des puissances de l'historique, de l'intervalle de temps entre la mesure de la puissance considérée et la dernière puissance de l'historique, et une étape S400 de détermination, par le calculateur, à partir au moins dc l'historique des puissances mesurées, d'une localisation du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. [0027] L'historique des puissances reçues permet de prendre en compte la trajectoire du dispositif et de déterminer la localisation du dispositif avec plus de fiabilité. Par exemple, l'historique des puissances reçues permet de prendre en compte une hausse ou une baisse du signal détecté par une ou plusieurs antennes. En fonction de l'évolution de la puissance des signaux reçus, il est possible d'évaluer si le dispositif se rapproche ou s'éloigne d'une ou plusieurs antennes et de prendre ainsi en compte la trajectoire du dispositif La localisation est donc plus précise et moins sensible aux variations de puissance réellement émises par le dispositif, la puissance réellement émise pouvant varier en fonction de la position du dispositif sur le porteur et de réflexions du signal Bluetooth sur des éléments de l'environnement. [0028] La détermination de la localisation peut également prendre en compte, lorsque l'étape S300 est implémentée, l'intervalle de temps entre chaque puissance de l'historique et la dernière puissance mesurée. Ainsi, la détermination de la localisation prend également en compte une information selon laquelle des puissances reçues ont été mesurées ou non pour une ou plusieurs antennes pendant une durée déterminée. [0029] Dans un mode de réalisation, chaque antenne comprend plusieurs canaux de réception, chacun des canaux de réception correspondant à une fréquence et une polarisation différente. La polarisation correspond à la directivité spatiale de l'antenne pour la réception de signaux Bluetooth sur le canal associé. L'étape S100 comprend donc ici la mesure en continu de la puissance reçue sur une pluralité de canaux, chaque mesure de la puissance reçue étant horodatée à l'aide d'un signal d'horloge commun à toutes les antennes du système. [0030] L'étape S200 de constitution de l'historique comprenant une pluralité de puissances reçues mesurées par chaque antenne à différents instants comprend alors, une sous-étape S210 de sélection, pour chaque antenne, de la dernière puissance mesurée parmi les puissances mesurées sur chaque canal de l'antenne. L'étape S200 comprend 6 également une sous-étape 5220 de mise en mémoire de la valeur de la dernière puissance reçue mesurée pour chaque antenne. De manière optionnelle, la sous-étape 5220 peut comprendre la mise en mémoire de l'horodatage correspondant à la puissance reçue mise en mémoire. [0031] Lorsque la puissance reçue mesurée par les antennes est une puissance RSSI (« Received Signal Strength Indication » en anglais) exprimée en dB, le procédé peut comprendre une étape de conversion de la valeur de la puissance reçue RSSI en une puissance de valeur linéaire en mW. Cette conversion permet de gagner en précision lors de la détermination de la localisation du dispositif lors de la mise en oeuvre de l'étape 5400. Cette étape peut être réalisée à différents instants avant la mise en oeuvre de l'étape S400. [0032] Les sous-étapes 5210 et S220 sont répétées de manière périodique afin de constituer un historique des puissances reçues mesurées par chaque antenne et des horodatagcs correspondants. L'historique est de préférence de longueur prédéterminée. L'historique comprend préférentiellement au moins les dix dernières valeurs des puissances reçues mesurées par chaque antenne. [0033] Dans un autre mode de réalisation, l'étape S100 comprend la mesure en continu, pour chaque antenne, de la puissance reçue sur un unique canal. Dans ce cas, l'étape S200 ne comprend pas la sous-étape S210 et seule l'étape 5220 est répétée de manière périodique afin de constituer l'historique. [0034] Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé comprend l'étape 5300 de déter- mination, pour chacune des puissances de l'historique, de l'intervalle de temps entre la mesure de la puissance considérée et la mesure de la dernière puissance considérée et l'étape S400 est une étape de détermination, par le calculateur, à partir de l'historique des puissances mesurées et des intervalles de temps associés, d'une localisation du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. La localisation du dispositif peut être une position du dispositif dans un repère ou par rapport à un point déterminé ou une zone dans laquelle se trouve le dispositif [0035] Dans un mode de réalisation, l'étape S400 comprend une étape 5410 d'utilisation d'un modèle obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historiques de puissances mesurées, et pour chaque historique, des intervalles de temps associés et au moins une information de localisation du dispositif en lien avec le moment d'acquisition de l'une des puissances mesurées de l'historique. Dans un mode de réalisation, l'information de localisation du dispositif est en lien avec la dernière puissance mesurée de l'historique. [0036] Dans un mode de réalisation, le modèle de l'étape S410 est un modèle de classi- fication obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historiques de puissances mesurées, et pour chaque historique, les intervalles de 7 temps associés et la zone dans laquelle se trouve le dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. Le modèle de classification par apprentissage peut être un réseau de neurones, ou une forêt d'arbres décisionnels par exemple ou tout autre modèle de classification par apprentissage connu de l'homme de l'art. L'étape S400 est alors une étape de détermination d'une zone dans laquelle se trouve le dispositif parmi une pluralité de zones prédéterminées. Les zones prédéterminées peuvent correspondre à des zones d'ouverture, autorisées ou automatiques, d'une ou plusieurs portes selon l'étendue de la zone considérée. L'une des zones prédéterminées peut correspondre à une zone de verrouillage de porte ou de non-autorisation d'ouverture de porte par exemple. L'utilisation d'un réseau de neurones permet notamment de prendre en compte les différences de puissance reçues par différentes antennes et de faire de la triangulation pour déterminer la zone dans laquelle se trouve le dispositif. [0037] Dans un mode de réalisation, le modèle de l'étape S410 est un modèle prédictif de la position du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée, le modèle prédictif étant obtenu par apprentissage à partir d'un jeu de données comprenant une pluralité d'historiques des puissances mesurées, et pour chaque historique, les intervalles de temps associés et une position du dispositif au moment où la dernière puissance est mesurée. Le modèle prédictif obtenu par apprentissage peut être un modèle de régression tel un réseau de neurones, une forêt d'arbres décisionnels ou tout autre modèle de régression connu de l'homme de l'art. La position du dispositif peut être une position dans un repère ou une position par rapport à un point de référence. [0038] Dans un mode de réalisation, la position du dispositif comprend une distance par rapport à un point de référence. Ce point de référence peut par exemple, être un point de référence à l'intérieur de l'habitacle d'un véhicule ou correspondre à l'emplacement d'une antenne du système par exemple. L'application d'un seuil sur la distance permet de définir de manière indirecte, une zone de proximité du véhicule dans laquelle il est possible d'ouvrir le véhicule. [0039] Dans un mode de réalisation, la position du dispositif comprend également un angle par rapport à une direction de référence. Il est ainsi possible de définir, en fonction de l'angle, plusieurs zones ou sous-zones dans une zone de proximité du véhicule par exemple. Chaque zone ou sous-zone peut par exemple définir une zone d'ouverture, autorisée ou automatique, d'une porte particulière, d'un véhicule par exemple. [0040] La figure 2 illustre un exemple d'application du procédé de localisation d'un dispositif à la commande de l'ouverture de portes d'un véhicule. Dans l'exemple décrit ici, le dispositif est un téléphone intelligent muni d'une interface de communication Bluetooth. Il pourrait également s'agir d'un badge, d'une montre ou d'un casque audio muni d'une interface de communication Bluetooth par exemple. [0041] La figure 2 représente un véhicule 1 vu de dessus. Le véhicule 1 comporte quatre 8 portes latérales 21, 22, 23, 24 et une porte arrière de coffre 25. [0042] Le véhicule 1 comporte également une pluralité d'antennes Bluetooth, ici cinq antennes 30, 31, 32, 33, 34, chaque antenne comprenant un calculateur et une mémoire intégrée. Le véhicule 1 comprend également un calculateur 4 configure pour commander le verrouillage et le déverrouillage d'au moins une porte. [0043] Dans l'exemple donné ici, une zone Z1 de proximité du véhicule définit une zone d'ouverture de la totalité des portes du véhicule, soit de manière automatique lorsque la présence du dispositif dans cette zone est détectée, soit de manière manuelle, lorsque le porteur du dispositif actionne l'une des portes. [0044] Par ailleurs, une zone ZO, à l'extérieur de la zone ZO, définit une zone de verrouillage des portes par exemple ou de non-ouverture des portes. [0045] Dans un mode de réalisation, la localisation du dispositif dans l'une de ces zones peut être déterminée soit directement à l'aide d'un modèle de classification, soit de manière indirecte, lorsque la position du dispositif est déterminée à l'aide du modèle prédictif comme décrit précédemment en référence aux étapes S400 et S410 notamment. On notera que, dans cet exemple, pour déterminer si le dispositif se trouve dans l'une des deux zones Z1 ou ZO pouvant être définies en fonction de la distance par rapport à un point de référence, une antenne suffit. En utilisant plusieurs antennes, il est possible d'améliorer la précision ou de définir des zones plus complexes. [0046] Dans un mode de réalisation, la localisation du dispositif peut être obtenue sans faire appel à un modèle obtenu par apprentissage. Par exemple, dans le cas simple dans lequel le système comprend une seule antenne, une fonction de régression de type a/R2 modélisant l'atténuation de la puissance du signal Bluetooth en fonction de la distance R du dispositif peut être déterminée à partir de l'historique des puissances reçues. Il est alors possible d'en déduire la distance du dispositif par rapport à l'antenne et donc la localisation du dispositif. [0047] Dans un mode de réalisation, la zone Zi comporte une pluralité de sous-zones à proximité de chacune des portes, de sorte que chacune des portes ne peut être ouverte que lorsque le dispositif et donc le porteur du dispositif se trouve à proximité de l'une de ces portes. Dans ce mode de réalisation, une pluralité d'antennes sont alors nécessaires et la localisation du dispositif est de préférence obtenue à l'aide d'un modèle obtenu par apprentissage comme décrit précédemment. [0048] Dans l'exemple décrit ici, l'antenne centrale 30 se situe dans l'habitacle du véhicule et les antennes périphériques 31. 32, 33. 34 se situent aux quatre coins du véhicule. Il est donc possible de déterminer si le dispositif se trouve dans l'une des zones Z1 ou ZO ou dans une sous-zone à proximité de chacune des portes par exemple. [0049] Dans le mode de réalisation décrit ici, chacune des antennes périphériques 31. 32, 33. 34 est utilisée pour mesurer la puissance reçue de signaux Bluetooth émis par un 9 dispositif tel un téléphone portable équipé d'une interface de communication Bluctooth par exemple. L'antenne 30 est utilisée pour détecter la présence d'un dispositif autorisé, par exemple le téléphone portable du propriétaire du véhicule avec un identifiant autorisé, établir une connexion avec celui-ci et demander au dispositif de continuer à envoyer des signaux comportant son identifiant. L'antenne 30 est également configurée pour activer les antennes secondaires 31, 32, 33, 34 afin que celles-ci mesurent la puissance reçue des signaux émis par le téléphone portable identifié. Chacune des antennes 31, 32, 33, 34 est donc apte à communiquer avec l'antenne centrale 30. [0050] On notera que les antennes 31, 32, 33, 34 comportent chacuncs des calculateurs et que ces calculateurs peuvent être configurés pour réaliser certaines des étapes précédemment décrites, notamment les étapes S100 de mesure en continu de la puissance reçue sur un ou une pluralité de canaux et éventuellement l'étape S210 de sélection, pour chaque antenne, de la dernière puissance mesurée parmi les puissances mesurées sur chaque canal de l'antenne lorsque l'antenne mesure la puissance reçue sur une pluralité de canaux d'un signal Bluetooth émis par le dispositif [0051] Alternativement, chaque antenne 31, 32, 33, 34 peut envoyer au calculateur de l'antenne 30 de manière périodique les puissances reçues mesurées sur la pluralité de canaux et l'étape S210 peut être mise en oeuvre dans le calculateur de l'antenne 30. [0052] Dans l'exemple décrit ici, le calculateur de l'antenne centrale 30 met en oeuvre au moins les étapes S220, S300 et S400 décrites précédemment en référence à la figure 1. Après avoir déterminé la localisation du dispositif, le calculateur de l'antenne centrale 30 envoie une information de localisation du dispositif au calculateur 4. [0053] En fonction de l'information de localisation reçue, le calculateur 4 peut déterminer, soit directement, soit de manière indirecte comme décrit précédemment, si le dispositif se trouve dans une zone d'ouverture d'au moins une porte du véhicule. En fonction de la zone identifiée, le calculateur 4 génère alors une commande d'ouverture de porte, soit de manière automatique en fonction de la zone détectée, soit de manière indirecte, lorsque le calculateur reçoit par ailleurs une information selon laquelle la ou l'une des portes correspondantes est activée par le porteur du dispositif [0054] De manière similaire, le calculateur 4 peut déterminer si le dispositif se trouve dans une zone de verrouillage du dispositif et éventuellement générer une commande de fermeture de porte, s'il détecte le passage d'une zone d'ouverture à une zone de verrouillage. [0055] Dans l'exemple décrit ici, le calculateur 4 correspond au calculateur d'un contrôleur central des ouvertures et du démarrage du véhicule. [0056] Dans d'autres modes de réalisation, le calculateur 4 peut correspondre au calculateur de l'antenne centrale 30 et envoyer au contrôleur central des ouvertures et du démarrage du véhicule des signaux de commande d'ouverture et de fermeture du véhicule. [0057] On notera que l'antenne centrale 30 peut également être utilisée pour mesurer la puissance reçue d'un signal Bluctooth émis par le dispositif et mettre en oeuvre les étapes S100 et éventuellement S210. Par ailleurs, une autre antenne que l'antenne centrale 30 pourrait être utilisée pour établir une communication avec le dispositif Bluctooth considéré, demander à celui-ci de continuer à envoyer des signaux grâce auxquels la puissance reçue par chaque antenne et communiquer avec les autres antennes, notamment. [0058] Par ailleurs, les étapes S220, S300 et S400 mises en oeuvre par le calculateur de l'antenne 30 pourraient également être mises en oeuvre par l'une quelconque des antennes 31, 32, 33, 34 ou par un autre calculateur du véhicule. 11 [Revendication I]