Brevet FR3107589A1 — publié le 20210827

Procédé de détermination de la position et de l’orientation d’un véhicule. Ce procédé comporte : - la construction (74) d'une orientation estimées du véhicule à partir d'une précédente position et d'une précédente orientation du véhicule, puis - la correction (76) de cette orientation estimée pour obtenir une première orientation corrigée contenant un angle de lacet corrigé du véhicule, - l'obtention (80) d'une mesure de l'angle de lacet du véhicule, puis - le remplacement (102), dans la première orientation corrigée, de l'angle de lacet corrigé par l'angle de lacet mesuré, pour obtenir une deuxième orientation corrigée, puis - la délivrance (106) de la deuxième orientation corrigée en tant que orientation déterminée pour le véhicule et l'utilisation (108), lors de la prochaine exécution de l'étape de construction, de la deuxième orientation corrigée en tant que précédente orientation. Figure pour l’abrégé: Fig. 3 Procédé de détermination de la position et de l’orientation d’un véhicule. L'invention concerne un procédé et un système de détermination de la position et de l’orientation d’un véhicule. L’invention concerne aussi un support d’enregistrement d’informations pour la mise en œuvre de ce procédé. De nombreux procédés de détermination de la position et de l’orientation d'un véhicule sont connus. Par exemple, une présentation de l'état de l'art en la matière peut être trouvée dans la thèse suivante : S. Godha, “ Performance Evaluation of Low Cost MEMS-Based IMU Integrated With GPS for Land Vehicle Navigation Application ”, PhD report, 2006. Par la suite, cette thèse est désignée par l'expression "Godha2006". Classiquement, un module d’intégration de mesure inertielle construit une position estimée P e et une orientation estimée O e du véhicule à partir : - des mesures d’un accéléromètre et d’un gyromètre embarqués dans le véhicule, et - de la précédente position et de la précédente orientation déterminées pour ce véhicule. Ensuite, cette position estimée P e et cette orientation estimée O e sont corrigées par un module de correction pour obtenir une position corrigée P c et une orientation corrigée O c . La position corrigée P c et l'orientation corrigée O c sont plus précises et sont délivrées sur une sortie du système de localisation en tant que position et orientation déterminées pour le véhicule. Cette position corrigée P c et cette orientation corrigée O c sont également acquises par le module d’intégration puis utilisées par ce module d’intégration comme, respectivement, précédente position et précédente orientation pour construire les prochaines position et orientation estimées du véhicule. Le module de correction corrige la position P e et l’orientation O e en prenant en compte des mesures d’autres capteurs que celles de l'accéléromètre et du gyromètre embarqués. En particulier, les mesures d’une unité de géolocalisation par satellite et, éventuellement, les mesures d’autres capteurs sont utilisées par le module de correction à cette fin. Les mesures prises en compte par le module de correction comportent très souvent une mesure de l’angle de lacet du véhicule issue d'un autre capteur et différente de l'estimation de cet angle contenue dans l'orientation estimée O e . Par la suite, cet angle de lacet mesuré est noté Ψ m . L'angle de lacet Ψ m est différent de celui qui peut être déduit de l'orientation O e . L’angle Ψ m peut être obtenu de diverses façons. Par exemple, il peut être obtenu à partir des mesures de vitesse de l’unité de géolocalisation par satellite. Dans ce dernier cas, on parle alors de «GNSS heading». L’angle Ψ m peut également être obtenu à partir de mesures d’un magnétomètre. L’invention vise à améliorer ces procédés connus de détermination de la position et de l’orientation du véhicule pour qu’ils convergent plus rapidement vers une position et une orientation précises du véhicule. Elle a donc pour objet un procédé de détermination de la position et de l'orientation d'un véhicule, ce procédé comportant les étapes suivantes : a) la mesure, par une unité de géolocalisation par satellite, de la position ou de la vitesse du véhicule, b) la mesure, par une unité de navigation inertielle, de l'accélération et de la vitesse angulaire du véhicule, c) la construction, par un module d'intégration de mesures inertielles, d'une position et d'une orientation estimées du véhicule à partir d'une précédente position et d'une précédente orientation du véhicule et en utilisant les mesures de l'accélération et de la vitesse angulaire réalisées depuis cette précédente position et cette précédente orientation du véhicule, puis d) la correction, par un module de correction et en utilisant les mesures de l'unité de géolocalisation, de ces position et orientation estimées pour obtenir une première position corrigée et une première orientation corrigée, la première orientation corrigée contenant notamment un angle de lacet corrigé du véhicule, dans lequel le procédé comporte : e) l'obtention d'une mesure de l'angle de lacet du véhicule à partir de mesures d'un capteur autre que l'unité de navigation inertielle, puis f) le remplacement, dans la première orientation corrigée, de l'angle de lacet corrigé par l'angle de lacet mesuré, pour obtenir une deuxième orientation corrigée, puis g) la délivrance, sur une sortie du système de localisation, de la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, position et orientation déterminées pour le véhicule et l'utilisation, lors de la prochaine exécution de l'étape c), de la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, précédente position et précédente orientation. Les modes de réalisation de ce procédé de détermination peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: 1) le procédé comporte : - la vérification qu'un jeu d'une ou plusieurs conditions prédéterminés est satisfait, ce jeu de conditions comportant au moins une condition choisie dans le groupe constitué des conditions suivantes : 1) la marge d'erreur sur l'angle de lacet mesuré est supérieure à un seuil prédéterminé, 2) la marge d'erreur sur l'angle de lacet corrigé est inférieure à un seuil prédéterminé, 3) l'écart entre l'angle de lacet mesuré et l'angle de lacet corrigé est inférieur à un seuil prédéterminé, et - tant que ce jeu de conditions n'est pas satisfait, les étapes f) et g) sont exécutées, et - dès que ce jeu de conditions est satisfait, les étapes f) et g) sont inhibées. 2) tant que le jeu de conditions prédéterminé est satisfait, l'utilisation de l'angle de lacet mesuré pour déterminer l'orientation du véhicule est inhibée. 3) les étapes f) et g) sont exécutées lors d'une phase transitoire par laquelle le procédé de détermination débute. 4) l'obtention d'une mesure de l'angle de lacet comporte : - le calcul d'un premier angle à partir d'un ratio entre les vitesses mesurées du véhicule le long, respectivement, d'une première et d'une seconde directions orthogonales, ces première et seconde directions étant fixes et parallèles à la surface de la terre, puis - la génération de l'angle de lacet mesuré à partir de ce premier angle. 5) la génération de l'angle de lacet mesuré à partir du premier angle comporte : - la détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière, et - lorsqu'un déplacement du véhicule en marche arrière est détecté, l'angle de lacet mesuré est pris égal au premier angle plus 180°, et - en absence de détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière, l'angle de lacet mesuré est pris égal au premier angle. 6) la détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière comporte : - l'obtention, à partir des mesures d'un accéléromètre de l'unité de navigation inertielle, de accélération du véhicule le long de la direction de déplacement en marche avant du véhicule, puis - le calcul de la vitesse du véhicule le long la direction de déplacement en marche avant à partir de l'accélération obtenue, puis - la comparaison de la vitesse calculée à un seuil prédéterminé, et - lorsque la vitesse calculée est supérieure à ce seuil, l'absence de détection d'un déplacement en marche arrière, et - lorsque la vitesse calculée est inférieure à ce seuil, la détection d'un déplacement en marche arrière. 7) la détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière comporte : - la comparaison d'un premier terme à un second terme, le premier terme étant égal à |α-(ψ(k)-π)| et le second terme étant égal à |α-(ψ(k)|, où : - α est le premier angle calculé pour un instant k et exprimé en radian, - ψ(k) est égal à l'angle de lacet corrigé à l'instant k exprimé en radian ou à la valeur, exprimée en radian, de l'angle de lacet mesuré à l'instant k par un capteur supplémentaire indépendant de l'unité de géolocalisation par satellite, et - lorsque le premier terme est plus petit que le second terme, la détection d'un déplacement en marche arrière, et - lorsque le premier terme est plus grand que le second terme, l'absence de détection d'un déplacement en marche arrière. 8) lors de l'étape d), un filtre de Kalman est mis en œuvre pour corriger la position et l'orientation estimées par le module d'intégration de mesures inertielles. L’invention a également pour objet un support d’enregistrement d’informations, lisible par un microprocesseur, comportant des instructions pour la réalisation du procédé ci-dessus, lorsque ces instructions sont exécutées par un microprocesseur. Enfin, l’invention a aussi pour objet un système de localisation, apte à être fixé sur un véhicule, pour déterminer la position et l'orientation de ce véhicule, ce système de localisation comportant : - une unité de géolocalisation par satellite apte à mesurer la position ou la vitesse du véhicule, - une unité de navigation inertielle contenant un accéléromètre et un gyromètre pour mesurer l'accélération et de la vitesse angulaire du véhicule, - un sous-module d'intégration de mesures inertielles configuré pour construire une position et une orientation estimées du véhicule à partir d'une précédente position et d'une précédente orientation du véhicule et en utilisant les mesures de l'accélération et de la vitesse angulaire réalisées depuis cette précédente position et cette précédente orientation du véhicule, puis - un sous-module de correction configuré pour corriger, en utilisant les mesures de l'unité de géolocalisation, les position et orientation estimées de manière à obtenir une première position corrigée et une première orientation corrigée, la première orientation corrigée contenant notamment un angle de lacet corrigé du véhicule, dans lequel : - le système comporte un sous-module de substitution configuré pour : - obtenir une mesure de l'angle de lacet du véhicule à partir de mesures d'un capteur autre que l'unité de navigation inertielle, puis - remplacer, dans la première orientation corrigée, l'angle de lacet corrigé par l'angle de lacet mesuré, pour obtenir une deuxième orientation corrigée, puis - délivrer, sur une sortie du système de localisation, la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, position et orientation déterminées pour le véhicule, et - le sous-module d'intégration est également configuré pour utiliser, lors de la prochaine construction d'une position et d'une orientation estimées du véhicule, la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, précédente position et précédente orientation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique d'un système de localisation d'un véhicule; - la figure 2 est une illustration schématique de différents modules logiciels mis en œuvre dans le système de la figure 1; - la figure 3 est un organigramme d'un procédé de détermination de la position et de l'orientation d'un véhicule à l'aide du système de la figure 1; - les figures 4 et 5 sont des graphes illustrant l'évolution au cours du temps de la marge d'erreur sur orientation déterminée pour le véhicule. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Dans la suite de cette description, les caractéristiques et fonctions bien connues de l'homme du métier ne sont pas décrites en détail. En particulier, pour les connaissances générales de l'homme du métier concernant les systèmes de localisation d'un véhicule à l'aide d'une unité de géolocalisation par satellite et d'une unité de navigation inertielle, il est renvoyé, par exemple, à la thèse Godha2006. Dans cette description, des exemples détaillés de modes de réalisation sont d'abord décrits dans le chapitre I en référence aux figures. Ensuite, dans le chapitre II suivant, des variantes de ces modes de réalisation sont présentées. Enfin, les avantages des différents modes de réalisation sont présentés dans un chapitre III. Chapitre I : Exemples de modes de réalisation La figure 1 représente un véhicule automobile 2 capable de se déplacer sur la terre. A cet effet, il comporte typiquement des roues ou des chenilles. Le véhicule 2 est aussi équipé de moyens 4 de propulsion tel qu'un moteur qui entraîne les roues ou les chenilles. Le véhicule 2 est aussi équipé d'un système 6 de localisation de ce véhicule. Ce système 6 est apte à déterminer la position, l'orientation et la vitesse du véhicule 2 dans un repère terrestre R T . Ici, le repère terrestre R T est fixé sans aucun degré de liberté à la terre. Le repère R T comporte trois axes typiquement orthogonaux entre eux. Un repère mobile R b est également fixé sans aucun degré de liberté au véhicule 2. Ce repère R b comporte trois axes orthogonaux entre eux notés respectivement x b , y b et z b . Classiquement, lorsque le véhicule 2 se déplace horizontalement, les axes x b et y b sont dans un plan horizontal et l'axe z b est vertical. Ici, l'axe x b est orienté et pointe dans la direction vers laquelle se déplace le véhicule lorsque celui-ci se déplace en marche avant. Ici, la position du véhicule 2 dans le repère R T est exprimée par la latitude L, la longitude λ et l'altitude h de l'origine du repère R b . L'orientation du véhicule 2 est exprimée par l'angle ψ de lacet («yaw angle» en anglais), l'angle θ de tangage («pitch angle» en anglais) et l'angle φ de roulis («roll angle» en anglais) du repère R b par rapport au repère R T . En pratique, le plus souvent, l'orientation du véhicule se présente sous la forme d'une matrice d'orientation à partir de laquelle il est possible de déduire l'angle de lacet, l'angle de tangage et l'angle de roulis du véhicule. L'orientation du véhicule peut aussi se présenter sous la forme d'un vecteur comportant directement l'angle de lacet, l'angle de tangage et l'angle de roulis du véhicule. Par la suite, on considère que ces deux cas de figures sont équivalents et donc que l'orientation du véhicule comporte l'angle de lacet, l'angle de tangage et l'angle de roulis du véhicule à partir du moment où ces trois angles peuvent être déduits directement d'une matrice ou d'un vecteur. La position, l'orientation et la vitesse déterminées par le système 6 sont délivrées sur une sortie 7. Typiquement, le véhicule 2 comporte un poste 8 de pilotage pour guider ou assister au guidage du véhicule 2 vers une destination prédéfinie. Le poste 8 est raccordé à la sortie 7. Le poste 8 peut être un poste de pilotage manuel et/ou automatique. Dans le cas d'un poste de pilotage manuel, la position, l'orientation et la vitesse déterminées sont transmises à une interface homme-machine pour assister un être humain dans le pilotage des moyens 4 de propulsion. Dans le cas d'un poste de pilotage automatique, la position, l'orientation et la vitesse déterminées sont automatiquement converties en commandes de pilotage des moyens 4 de propulsion, puis transmises automatiquement à ces moyens 4 de propulsion. Le système 6 comporte une unité 10 de géolocalisation par satellite et une unité 12 de mesure inertielle. L'unité 10 est connue sous l'acronyme GNSS (« Global Navigation Satellite System ». A partir des signaux satellitaires qu'elle reçoit, l'unité 10 génère des signaux représentatifs de la position et de la vitesse du véhicule dans le repère R T . L'unité 10 est ici une unité de géolocalisation mono-antenne et non pas une unité de géolocalisation multi-antenne. L'unité 10 est donc incapable de mesurer l'orientation absolue du véhicule 2 dans le repère R T à partir des signaux émis par les satellites. L'unité 12 est connue sous l'acronyme IMU (« Inertial Measurement Unit »). L’unité 12 comporte notamment un accéléromètre triaxe 14 et un gyromètre triaxe 16. Grâce à ces capteurs, l'unité 12 est capable de mesurer la variation de l'orientation du véhicule 2. Par contre, l'unité 12 est incapable elle aussi de mesurer directement l'orientation du véhicule 2 dans le repère R T . Ici, les axes de mesure de l'accéléromètre 14 et du gyromètre 16 sont confondus, respectivement, avec les axes x b , y b et z b du repère R b . De plus, l'accéléromètre 14 est agencé de manière à ce qu'une mesure positive de l'accélération du véhicule 2 le long de l'axe x b signifie que le véhicule 2 accélère en se déplaçant en marche avant. Pour déterminer la position, l'orientation et la vitesse du véhicule 2 à partir des mesures des unités 10 et 12, le système 6 comporte un calculateur électronique programmable 20. Ce calculateur 20 est apte à acquérir les mesures des unités 10 et 12 et, à partir de ces mesures, à déterminer la position, l'orientation et la vitesse du véhicule 2 dans le repère R T . Le calculateur 20 comporte un microprocesseur 22 et une mémoire 24 comportant les instructions et les données nécessaires à la mise en œuvre du procédé décrit en référence à la figure 3. Plus précisément, la mémoire 24 comporte les instructions d'un module logiciel 26 apte à déterminer la position, l'orientation et la vitesse du véhicule 2 à partir des mesures des unités 10 et 12 lorsqu'il est exécuté par le microprocesseur 22. Le module 26 implémente notamment un algorithme de fusion qui établit, à partir d'une précédente estimation de la position, de l'orientation et de la vitesse du véhicule 2 et de nouvelles mesures des unités 10 et 12 acquises depuis cette précédente estimation, une nouvelle estimation de la position, de l'orientation et de la vitesse du véhicule 2. L'algorithme de fusion établit également des marges d'erreur sur chaque nouvelle estimation. Les principes généraux des algorithmes de fusion sont bien connus de l'homme du métier. Par exemple, le lecteur intéressé peut encore une fois se référer à la thèse Godha2006 précédemment citée. Typiquement, cet algorithme de fusion implémente un ou plusieurs filtres de Kalman. Ici, le module 26 implémente une architecture connue sous le terme de "en boucle fermée" ("closed loop integration scheme" ou "closed loop approach" en anglais). La figure 2 représente plus en détail l’architecture du module26. Le module26 comporte un sous-module30 d’intégration de mesure inertielle et un sous-module32 de correction. De tels sous-modules30 et 32 sont connus. Par exemple, pour une description détaillée de différents modes de réalisation possibles de ces sous-modules, le lecteur peut consulter le chapitre 4 de la thèse Godha2006. Ainsi, par la suite, seuls les détails nécessaires à la compréhension de l’invention sont décrits en détail. Le sous-module30 est connu sous le terme anglais de "Mechanization". Pour chaque instant k, le sous-module30 construit une estimation brute d'une position P e (k), d'une orientation O e (k) et d'un vitesse V e (k) du véhicule2. Chaque position P e (k), orientation O e (k) et vitesse V e (k) du véhicule2 est un vecteur comportant trois coordonnées. Les coordonnées de la position P e (k) dans le repère R T sont notées x e (k), y e (k) et z e (k). Les coordonnées de l'orientation O e (k) sont notées ψ e (k), θ e (k) et φ e (k). Les instants k successifs sont séparés les uns des autres par une période T e . On note k-1 l’instant qui précède immédiatement l’instant k. Le sous-module30 construit la position P e (k), l’orientation O e (k) et la vitesse V e (k) à partir: - de la précédente position P d (k-1), de la précédente orientation O d (k-1) et de la précédente vitesse V d (k-1) déterminées pour le véhicule2 à l’instant k-1 par le système 6, et - des mesures de l’accéléromètre14 et du gyromètre16 acquises par le sous-module30 depuis l’instant k-1. La combinaison du sous-module30 et de l’unité 12 forme ce qui est connu sous l’acronyme INS («Inertial Navigation System» ). Le sous-module32 corrige la position P e (k), l’orientation O e (k) et la vitesse V e (k) construites par le sous-module30 pour obtenir une position corrigée P c (k), une orientation corrigée O c (k) et une vitesse corrigée V c (k). Les position, orientation et vitesse sont corrigées en fonction des mesures de l’unité 10. A cet effet, le sous-module32 comporte un filtre de Kalman 34 et un additionneur 36. Ici, le filtre 34 est connu sous le terme anglais de "Error State Kalman Filter" car il estime des corrections à apporter à la position, l'orientation et la vitesse estimées par le sous-module 30. Ainsi, le filtre 34 établit, pour chaque instant k, un vecteur d’état X k│k . Le vecteur d'état X k│k contient notamment des coefficients de correction de la position P e (k), de l’orientation O e (k) et de la vitesse V e (k). L'additionneur 36 combine les coefficients de correction établis par le filtre 34 avec la position P e (k), l’orientation O e (k) et la vitesse V e (k) pour obtenir la position corrigée P c (k), l’orientation corrigée O c (k) et la vitesse corrigée V c (k). Par exemple, ici, le vecteur d’état X k│k contient des coefficients de correction δ x (k), δ y (k) et δ z (k) des coordonnées, respectivement, x e (k), y e (k) et z e (k) de la position P e (k). L'additionneur 36 ajoute ces coefficients δ x (k), δ y (k) et δ z (k), respectivement, aux coordonnées x e (k), y e (k) et z e (k) pour obtenir les coordonnées, respectivement, x c (k), y c (k) et z c (k) de la position corrigée P c (k). Le vecteur d’état X k│k comporte aussi des coefficients de correction δ ψ (k), δ θ (k) et δ φ (k), respectivement, des coordonnées ψ e (k), θ e (k) et φ e (k) de l'orientation O e (k). L'additionneur 36 ajoute ces coefficients δ ψ (k), δ θ (k) et δ φ (k), respectivement, aux coordonnées ψ e (k), θ e (k) et φ e (k) pour obtenir les coordonnées corrigées, respectivement, ψ c (k), θ c (k) et φ c (k) de l’orientation O c (k). Classiquement, le vecteur d’état X k│k comporte aussi des coefficients de correction pour corriger d’autres paramètres, comme la vitesse V e (k), des biais de mesure de l’accéléromètre14 et du gyromètre16 ou autres. Le filtre 34 est un algorithme récursif qui, à chaque instant k, fournit à l'additionneur 36 un nouveau vecteur d’état X k│k calculé à partir: du précédent vecteur d’état X k-1 │k-1 , des mesures de l’unité 10 acquises depuis l’instant k-1, et de la position P e (k), de l’orientation O e (k) et de la vitesse V e (k) construites par le sous-module30. Par contre, le filtre 34 n’acquiert et n’exploite pas directement une mesure de l’angle de lacet Ψ m . Autrement dit, le filtre 34 ne reçoit pas et n’utilise pas une mesure de l’angle de lacet obtenue à partir des mesures d'un autre capteur que l'unité 12. Classiquement, le filtre34 comporte un bloc38 de prédiction d'un vecteur d’état X k│k-1 et un bloc40 de mise à jour du vecteur X k│k-1 prédit. Ces blocs sont exécutés l’un après l’autre pour chaque vecteur X k│k . Plus précisément, le bloc38 construit une prédiction X k│k-1 du vecteur d’état à partir du précédent vecteur d’état X k-1│k-1 . Ici, un exemple de mode de réalisation des blocs 38 et 40 est décrit dans le cas particulier où le filtre 34 est un filtre de Kalman linéaire. L'équation de propagation ou de prédiction de l'état du filtre 34 mise en œuvre par le bloc 38 est définie par la relation (1) suivante: X k│k-1 = A k-1 X k-1│k-1 + ν, où: - X k-1│k-1 est l'estimation du vecteur d'état à l'instant k-1 obtenue en prenant en compte toutes les mesures jusqu'à l'instant k-1, - X k│k-1 est la prédiction du vecteur d'état à l'instant k obtenue en prenant en compte toutes les mesures jusqu'à l'instant k-1 et sans prendre en compte les mesures réalisées à l'instant k, - A k-1 est la matrice de transition d'états, - ν est le bruit du processus. L'équation de propagation ou de prédiction de la matrice de covariance de l'erreur mise en œuvre par le bloc 38 est définie par la relation (2) suivante: P k│k-1 = A k-1 P k-1│k-1 A k-1 T + Q k-1 , où: - P k-1│k-1 est l'estimation de la matrice de covariance de l'erreur à l'instant k-1 obtenue en prenant en compte toutes les mesures jusqu'à l'instant k-1, - P k│k-1 est l'estimation de la matrice de covariance P k à l'instant k obtenue en prenant seulement en compte les mesures jusqu'à l'instant k-1, - Q k-1 est la matrice de covariance du bruit de processus ν. Le bloc40 corrige la prédiction X k│k-1 du vecteur d’état de manière à obtenir le vecteur d’état X k│k . Le vecteur X k│k corrigé est construit en fonction d'un écart Y k entre: une estimation ẑ k des mesures de grandeurs physiques à l’instant k, construite à partir de la prédiction X k|k-1 fournie par le bloc38, et les mesures z k de ces grandeurs physiques réalisées à l’instant k. L'écart Y k est connu sous le nom de "innovation". Ici, les grandeurs physiques mesurées sont des écarts de position et de vitesse. Aucun écart entre une mesure de l'angle ψ m (k) et son estimation n'est utilisé. L'estimation ẑ k est obtenue à l'aide de la relation (3) suivante : ẑ k = H k X k|k-1 , où H k est la matrice de mesure. Les mesures z k sont obtenues à partir de la différence entre la position P e (k), la vitesse V e (k) et, respectivement, une position P GPS (k) et une vitesse V GPS (k) obtenues seulement à partir des mesures de l’unité 10. L’innovation Y k est obtenue à l’aide de la relation (4) suivante: Y k = z k - ẑ k . Typiquement, le bloc40 corrige la prédiction X k|k-1 en y ajoutant l’innovation Y k multipliée par le gain K k de Kalman. Le gain K k est calculé à l’aide de la relation (5) suivante: K k = P k|k-1 H k T (H k P k|k-1 H k T + R k ) -1 , où la matrice R k est la matrice de covariance du bruit sur les mesures. Ensuite, le vecteur d'état X k|k est obtenu à l’aide de la relation (6) suivante: X k|k = X k|k-1 + K k Y k . La matrice mise à jour de covariance de l’erreur à l’instant k est calculée à l’aide de la relation (7) suivante: P k|k = (I - K k H k )P k|k-1 , où I est la matrice identité. La matrice P k|k contient les marges d'erreur sur les estimations des coefficients de corrections. Ainsi, elle contient en particulier, les marges d'erreur sur l'estimation des coefficients δ ψ (k), δ θ (k) et δ φ (k). Dans ce mode de réalisation particulier, l'additionneur 36 est un simple additionneur qui ajoute à la position P e (k), à l’orientation O e (k) et à la vitesse V e (k) les coefficients de corrections correspondant contenu dans le vecteur d'état X k|k . Ensuite, l'additionneur 36 délivre sur une sortie du sous-module 32 la position P c (k), l’orientation O c (k) et la vitesse V c (k) corrigées ainsi obtenues. Le module26 comporte aussi un sous-module50 de substitution. Le sous-module 50 acquiert notamment la position P c (k), l’orientation O c (k) et la vitesse V c (k) délivrées par le sous-module32 de correction. Ensuite, il délivre, sur la sortie7 du système6, une position P d (k), une orientation O d (k) et une vitesse V d (k) en tant que, respectivement, position, orientation et vitesse du véhicule 2 déterminée par le système 6 pour l'instant k. Le fonctionnement du sous-module50 est décrit plus en détail en référence au procédé de la figure3. La position P d (k), l’orientation O d (k) et la vitesse V d (k) sont également acquises par le sous-module30 d’intégration qui les utilise en tant que précédente position, précédente orientation et précédente vitesse pour construire la position estimée P e (k+1), la orientation O e (k+1) et la vitesse V e (k+1). L'utilisation du système 6 se décompose en périodes successives d'activité séparées les unes des autres par des périodes d'inactivité. Pendant les périodes d'inactivité, le système 6 n'est pas actif, c'est-à-dire qu'il ne détermine pas la position et l'orientation du véhicule 2. Typiquement, pendant les périodes d'inactivité, les unités 10 et 12 ne réalisent aucune mesure et ne transmettent aucune mesure au calculateur 20. Le calculateur 20 n'exécute donc aucun traitement sur ces mesures. Ces périodes d'inactivité durent généralement plusieurs minutes ou plusieurs heures ou plusieurs jours. Par exemple, pendant les périodes d'inactivité, le système 6 est éteint ou en veille. A l'inverse, pendant chaque période d'activité, les unités 10 et 12 délivrent des nouvelles mesures au calculateur 20 qui les traite pour déterminer la position, l'orientation et la vitesse du véhicule 2 en fonction de ces nouvelles mesures. Ces périodes d'activité s'enchaînent successivement les unes après les autres et sont chacune séparées l'une de l'autre par une période d'inactivité plus ou moins longue. Le fonctionnement du système 6 pendant l'une de ces périodes d'activité va maintenant être décrit en référence au procédé de la figure 3. La période d'activité débute par une phase 48 d'initialisation du système 6. Cette phase 48 débute immédiatement après l'activation du système 6, c'est-à-dire typiquement juste après qu'il ait été mis sous tension. Lors de cette phase 48 différentes variables sont initialisées comme, par exemple, les estimations initiales des angles de lacet, de roulis et de tangage. Il existe des algorithmes qui permettent d'obtenir rapidement une estimation initiale des angles de roulis et de tangage ainsi que des autres paramètres souhaités. Par exemple, l'estimation initiale des angles de roulis et de tangage est obtenue à partir des mesures de l'accéléromètre 14. Lors de la phase 48, des coefficients de corrections des mesures de l'accéléromètre 14 et du gyromètre 16 peuvent aussi être initialisés. L'angle de lacet est lui aussi initialisé. Toutefois, à ce stade, il est très difficile d'obtenir une estimation initiale de l'angle de lacet en absence d'un autre capteur capable de mesurer directement et de façon fiable cet angle. Ainsi, ici, la valeur initiale de l'angle de lacet est choisie arbitrairement. Par exemple, l'angle de lacet est systématiquement initialisé à la valeur nulle. Pour tenir compte de la grande incertitude sur cette estimation initiale de l'angle de lacet, la marge d'erreur sur cette estimation initiale est initialisée à une valeur importante. Ici, la marge d'erreur sur l'estimation de l'angle de lacet est représentée par l'écart-type σ ψ . La valeur initiale σ ψ (0) de l'écart-type σ ψ est donc ici initialisée à une valeur supérieure à 60° ou 90° ou 180°. Ici, la valeur σ ψ (0) est initialisée avec la valeur 180°. L'écart-type σ ψ est égal à l'écart type σ δψ sur l'estimation du coefficient δ ψ . Par conséquent, la marge d'erreur initiale σ δψ (0) sur le coefficient δ ψ (0) est prise égale à 180°. Le coefficient correspondant à la marge d'erreur sur le coefficient δ ψ (0) dans la matrice P 0│0 est donc initialisé en fonction de cette marge d'erreur initiale σ δψ (0). Une fois la phase 48 d'initialisation terminée, une phase 70 d'exécution du module 26 débute. Cette phase 70 dure alors jusqu'à la fin de la période d'activité et donc jusqu'au début de la prochaine période d'inactivité. Lors de la phase 70, l'algorithme de fusion est exécuté de façon répétée par le module 26. Par exemple, à chaque fois que des nouvelles mesures de l'unité 10 et/ou de l'unité 12 sont acquises à l'instant k par le calculateur 20, l'algorithme de fusion est exécuté pour mettre à jour l'estimation de la position, de l'orientation et de la vitesse du véhicule 2 à cet instant k. A chaque exécution de l'algorithme de fusion, lors d'une étape 72, le module 26 établit: - les nouvelles estimations de la position P c (k), de l'orientation O c (k) et de la vitesse V c (k) du véhicule 2, et - les nouvelles marges d'erreur sur ces nouvelles estimations de la position, de l'orientation et de la vitesse. L'étape 72 comporte une opération 74 lors de laquelle l'accéléromètre 14 et le gyromètre 16 mesurent, respectivement, l'accélération et la vitesse angulaire du véhicule à l'instant k. Ensuite, lors de l'opération 74, le sous-module 30 construit les estimations P e (k), O e (k) et V e (k) à partir : - de la précédente position P d (k-1), de la précédente orientation O d (k-1) et de la précédente vitesse V d (k-1), et - des mesures de l'accéléromètre 14 et du gyromètre 16 réalisées à l'instant k. Lors d'une opération 76, l'unité 10 mesure la position et la vitesse du véhicule 2 à l'instant k. Ensuite, lors de l'opération 76, le sous-module 32 corrige la position P e (k), l'orientation O e (k) et la vitesse V e (k) pour obtenir la position corrigée P c (k), l'orientation corrigée O c (k) et la vitesse corrigée V c (k). Plus précisément, lors de l'opération 76, le bloc 38 construit les prédictions X k│k-1 et P k│k-1 . Pour cela, le bloc 38 utilisent les relations (1) et (2) précédemment décrites. Par conséquent, le bloc 38 n'utilise pas les mesures de l'unité 10 réalisée à l'instant k. Ensuite, le bloc 40 obtient le vecteur d'état X k│k et la matrice P k│k en mettant en œuvre les relations (3) à (7) précédemment décrites. Par conséquent, le bloc 40 utilise les mesures de la position et de la vitesse du véhicule 2 réalisée par l'unité 10 à l'instant k. Enfin, l'additionneur 36 ajoute les coefficients correcteurs contenus dans le vecteur X k│k aux coordonnées correspondantes de la position P e (k), de l'orientation O e (k) et de la vitesse V e (k) pour obtenir la position P c (k), l'orientation O c (k) et la vitesse V c (k). L'orientation O c (k) contient donc à ce stade un angle ψ c (k) de lacet corrigé, un angle θ c (k) de tangage corrigé et de angle φ c (k) de roulis corrigé. La matrice P k|k contient un coefficient σ δψ (k) 2 qui représente la marge d'erreur sur le coefficient δ ψ (k). En parallèle, après ou avant l’étape72, lors d’une étape80, le sous-module50 obtient l’angle de lacet ψ m (k) mesuré à l’instant k. Ici, l’angle ψ m (k) est obtenu à partir des mesures v east (k) et v north (k) de la vitesse du véhicule2 dans les directions pointant, respectivement, vers l’Est et le Nord. Ici, les vitesses v east (k) et v north (k) sont directement délivrées par l’unité 10 au module26. L'angle ψ m (k) ainsi obtenu est différent de l'angle de lacet contenu dans les orientations O e et O c . Ainsi, l’étape80 débute par une opération82 d’acquisition par le calculateur20 des mesures v east (k) et v north (k) délivrées par l’unité 10 à l’instant k. Ensuite, lors d’une opération84, le sous-module50 calcule un angle α à l’aide de la relation suivante: α = atan(v east (k)/v north (k)), ou le symbole "atan" désigne la fonction arc-tangente. Les mesures v east (k) et v north (k) ne permettent pas de savoir si le véhicule2 se déplace en marche avant ou en marche arrière. Dès lors, lors d’une opération86, le sous-module 50 détecte si le véhicule se déplace en marche arrière. Pour cela, lorsque le véhicule2 est à l’arrêt, la composante v xb de la vitesse du véhicule2 le long de l’axe x b est initialisée à zéro. La composante a xb de l’accélération du véhicule2 mesurée par l’accéléromètre14 est également initialisée à zéro. Ensuite, à chaque fois que le calculateur20 acquiert une nouvelle mesure de l’accéléromètre14, le sous-module50 calcule la vitesse v xb (k) du véhicule2 le long de l’axe x b à l’aide de la relation suivante: v xb (k) = v xb (k-1) + (a xb (k) - b ax )T e , où: - v xb (k-1) est la précédente vitesse du véhicule2 le long de l’axe x b calculée à l’instant k-1, - a xb (k) est l’accélération du véhicule2 le long de l’axe x b construite à partir de l'accélération mesurée, le long de l'axe x b , à l’instant k par l’accéléromètre14, - b ax est un coefficient correcteur initialisé lors de la phase48 pour corriger un biais de mesure de l’accéléromètre14 le long de l’axe x b , et - T e est la durée de l’intervalle de temps entre les instants k et k-1. De préférence, la valeur a xb (k) est construite de manière à minimiser ou éliminer la contribution de la gravité terrestre dans l'accélération mesurée par l'accéléromètre 14. Par exemple, la valeur a xb (k) est construite en filtrant, à l'aide d'un filtre passe-haut, les mesures de l'accéléromètre 14 ou en moyennant, sur une fenêtre glissante, les mesures de l'accéléromètre 14. Si la vitesse v xb (k) ainsi calculée est supérieure à un seuil prédéterminé S 1 , alors le sous-module50 détecte que le véhicule2 se déplace en marche avant. Pour cela, le seuil S 1 est supérieur ou égal à zéro. Par exemple, ici, le seuil S 1 est égal à zéro. Si au contraire, la vitesse v xb (k) est inférieure à -S 1 , alors le module50 détecte que le véhicule2 se déplace en marche arrière. Si le sous-module50 détecte que le véhicule2 se déplace en marche avant, lors d’une étape88, l’angle ψ m (k) est pris égal à l’angle α calculé. À l’inverse, lors d’une opération90, si le sous-module50 détecte que le véhicule2 se déplace en marche arrière, l’angle ψ m (k) est pris égal à α+π rad. Enfin, lors d’une opération92, le sous-module50 calcule la marge d’erreur σ ψm (k) sur la mesure de l’angle de lacet réalisé. Par exemple, pour cela, le sous-module50 utilise la relation suivante: où: - σ east (k) et σ north (k) sont les écarts-types sur les mesures, respectivement, des vitesses v east (k) et v north (k). Ici, les écarts-types σ east (k) et σ north (k) sont fournis par l’unité 10, en même temps que celle-ci fournit les vitesses v east (k) et v north (k). Une fois que le sous-module 50 a obtenu la position P c (k), l’orientation O c (k), la vitesse V c (k) ainsi que l’angle ψ m (k), lors d’une étape100, il vérifie la pertinence de l’utilisation de l’angle ψ m (k) en lieu et place de l’angle ψ c (k). Ici, l’utilisation de l’angle ψ m (k) à la place de l’angle ψ c (k) est considérée comme pertinente si cela permet d’améliorer l’orientation déterminée pour le véhicule2. Pour cela, lors de l’étape100, le sous-module50 vérifie si un premier jeu de conditions prédéterminé est satisfait. Tant que ce premier jeu de conditions n’est pas satisfait, alors l’utilisation de l’angle ψ m (k) à la place de l’angle ψ c (k) est considérée comme pertinente. Ici, ce premier jeu de conditions comporte une ou plusieurs conditions prédéterminées. Dans le cas présent, le jeu de conditions est considéré comme étant satisfait dès qu’au moins une des conditions prédéterminées de ce premier jeu de conditions est satisfaite. Dans ce mode de réalisation, à titre d’exemple, les conditions du premier jeu de conditions sont choisies dans le groupe constitué des conditions suivantes: - condition (11): σ ψm (k) > (1/β)σ ψc (k), - condition (12): σ ψc (k) 12 , - condition (13): |ψ m (k)-ψ c (k)| 13 , - condition (14): où: - N est une constante prédéterminée supérieure à deux ou quatre ou dix et inférieure, généralement, à cent, cinquante ou vingt, - i est un indice entier qui varie entre k-N et k - σ ψm (i) est l’écart-type sur la mesure de l’angle ψ m (i), - σ ψc (k) est l’écart-type sur l’angle corrigé ψ c (k), - β est une constante supérieure ou égale à un et généralement inférieure ou égale à 100 ou à 50, et de préférence comprise entre 1 et 10, - les seuils S 12 , S 13 et S 14 sont des constantes prédéterminées, - le symbole |…| désigne la valeur absolue du terme compris entre les barres verticales. La marge d'erreur sur l'angle ψ c (k) est égale à la marge d'erreur sur le coefficient δ ψ (k). Ainsi, l'écart-type σ ψc (k) est égal à l’écart-type σ δψc (k) sur l’estimation du coefficient δψ c (k). L’écart-type σ δψc (k) est obtenu à partir du coefficient de la matrice de covariance P k│k établie par le filtre 34 et correspondant à la marge d'erreur sur le coefficient δ ψ (k). Les seuils S 12 , S 13 et S 14 sont typiquement supérieurs à 1°. De préférence, ils sont compris entre 1° et 15° ou entre 1° et 10°. Lorsque le premier jeu de conditions n’est pas satisfait, le procédé se poursuit par une étape102. À l’inverse, lorsque ce premier jeu de conditions est satisfait, le procédé se poursuit par une étape104. Lors de l’étape102, le sous-module50 remplace seulement l’angle ψ c (k) par l’angle ψ m (k) pour obtenir l’orientation O d (k). Lors de cette étape102, le sous-module50 laisse inchangés, notamment, la position P c (k), la vitesse V c (k) ainsi que les angles de roulis et de tangage corrigés. Ainsi, la position P d (k) et la vitesse V d (k) délivrées par le sous-module50 sont identiques, respectivement, à la position P c (k) et à la vitesse V c (k). Lors de l’étape104, à l’inverse, le sous-module50 ne remplace pas l’angle ψ c (k) par l’angle ψ m (k). Ainsi, dans ce cas, la position P d (k), l’orientation O d (k) et la vitesse V d (k) sont égales, respectivement, à la position P c (k), à l’orientation O c (k) et à la vitesse V c (k). À l’issue des étapes102 et 104, lors d’une étape106, le sous-module50 délivre sur la sortie7 la position P d (k), l’orientation O d (k) et la vitesse V d (k). En parallèle, lors d’une étape108, le sous-module30 acquiert la position P d (k), l’orientation O d (k) et la vitesse V d (k). Ensuite, le sous-module 30 utilise cette position P d (k), cette orientation O d (k) et cette vitesse V d (k) en tant que, respectivement, précédente position, précédente orientation et précédente vitesse pour construire la prochaine position P e (k+1), la prochaine orientation O e (k+1) et la prochaine vitesse V e (k+1). Au démarrage du système6, la marge d’erreur σ ψc (k) sur l’angle ψ c (k) est importante. Dès lors, généralement, le premier jeu de conditions n’est pas satisfait lors d’une phase transitoire qui se situe juste après le démarrage du système6. Ainsi, lors de cette phase transitoire, le système6 délivre l’orientation O d (k) dans laquelle l’angle ψ c (k) a été remplacé par l’angle ψ m (k). Cela permet d’obtenir une orientation du véhicule plus précise pendant cette phase transitoire. En même temps, la mesure ψ m (k) n’est pas transmise au filtre 34 et n’est pas utilisée par le filtre 34 pour construire le vecteur d’état X k │k qui permet de corriger la position, l’orientation et la vitesse estimées par le sous-module30. En particulier, l’angle ψ m (k) n’est pas utilisé par le bloc40. Dès lors, l’écart entre les angles ψ c (k) et ψ m (k) n’est pas pris en compte pour corriger la position P e (k), l’orientation O e (k) et la vitesse V e (k) délivrées par le sous-module30 pendant cette phase transitoire. Par contre, pendant la phase transitoire, l'angle ψ m (k) est pris en compte dans la prochaine estimation de la position, de l'orientation et de la vitesse du véhicule par l'intermédiaire de la rétroaction mise en œuvre lors de l'étape 108. Comme ceci est expliqué ci-dessous, en référence aux graphes des figures4 et 5, par rapport à une utilisation conventionnelle de l’angle ψ m (k), cette utilisation particulière de l’angle ψ m (k) permet d’accélérer la convergence du système6 vers une orientation précise et stable du véhicule2. Ensuite, dès que la marge d’erreur sur l’angle ψ c (k) est suffisamment faible, dans le cas du procédé de la figure3, l’angle ψ m (k) n’est plus utilisé pour déterminer l’orientation du véhicule. Le fait de ne plus utiliser l’angle ψ m (k) dès que le premier jeu de conditions est satisfait permet d'obtenir une estimation plus précise de l'angle de lacet que la simple utilisation de l'angle ψ m (k) mesurée. En effet, à ce stade la marge d''erreur sur l'angle de lacet corrigé est faible et le filtre 34 permet alors d'obtenir une valeur précise de cet angle. De plus, une mesure erronée de l’angle de lacet ψ m (k), par exemple causée par une mauvaise réception temporaire des signaux satellitaires par l’unité 10, dégrade moins rapidement la marge d’erreur sur la position, l’orientation et la vitesse déterminées pour le véhicule2. La figure4 représente l’évolution au cours du temps des marges d’erreur sur les angles ψ c (courbe120), θ c (courbe121) et roulis φ c (courbe122) dans le cas où le système6 est mis en œuvre et où l’écart initial entre les angles ψ c (0) et ψ m (0) est égal à -90 degrés. Le graphe de la figure5 correspond à un système de localisation conventionnel. Ici, ce système conventionnel est identique au système6, sauf que: le sous-module50 de substitution est omis, et l’angle ψ m mesuré est transmis au filtre de Kalman et utilisé par le bloc40 pour mettre à jour le vecteur d’état X k │k en fonction de l’écart entre l’angle de lacet prédit et l’angle ψ m de lacet mesuré obtenu à partir des mesures de l’unité 10. Sur les figures4 et 5, l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées représentent, respectivement, le temps, exprimé en seconde, et la marge d’erreur exprimée en degré. La figure5 représente l’évolution au cours du temps des marges d’erreur sur l’angle ψ c de lacet (courbe130), sur l’angle θ c de tangage (courbe131) et sur l’angle φ c de roulis (courbe132) dans le cas du système conventionnel et dans le cas où l’écart initial entre les angles ψ c et ψ m est aussi égal à -90 degrés. Sur ces figures, le véhicule 2 commence à se déplacer à l’instant t=100 secondes. Il peut être observé que la marge d’erreur sur l’estimation des angles θ c et φ c converge beaucoup plus rapidement vers une valeur faible dans le cas du système6 que dans le cas du système conventionnel. De plus, avec le système conventionnel, l’amplitude des oscillations des marges d’erreur sur les angles θ c et φ c est bien plus importante que dans le cas du système6. Le fait que le système6 converge plus rapidement vers une orientation du véhicule précise est expliqué par le phénomène suivant. Dans un système conventionnel, le fait que l’écart entre l’angle ψ m (k) et ψ c (k) soit important conduit à corriger fortement l’angle ψ c (k), mais aussi à corriger d’autres paramètres du vecteur d’état X k │k et notamment les prédictions des angles de tangage et de roulis. Cela vient aussi du fait que le système d’équations du filtre 34 est obtenu en faisant l’hypothèse que l’erreur sur les angles de lacet, de tangage et de roulis est toujours faible et donc faible dès l’origine. Or, ce n’est pas le cas en pratique. Ainsi, pendant la phase transitoire, l’écart important entre les angles ψ m (k) et ψ c (k) se traduit par une dégradation de la précision sur l'estimation des angles θ c (k) et φ c (k). Dans le système6, puisque l’écart entre les angles ψ m (k) et ψ c (k) n’est pas utilisé par le filtre 14 pour corriger les différents paramètres du vecteur d’état X k │k , l’augmentation de la marge d’erreur sur les angles θ c (k) et φ c (k) est évitée. Chapitre II: Variantes Variantes relatives à l’obtention de l’angle ψ m (k) Il existe de nombreux autres modes de réalisation possibles pour l’étape86 de détection d’un déplacement du véhicule2 en marche arrière. Par exemple, dans un mode de réalisation particulièrement simple, le véhicule comporte un capteur spécifique qui détecte directement le sens dans lequel se déplace le véhicule 2. Dans ce cas, lors de l’étape86, le sous-module50 acquiert les mesures de ce capteur spécifique et détecte le déplacement en marche arrière à partir des mesures de ce capteur spécifique. Le capteur spécifique détecte, par exemple, directement, le passage de la marche arrière dans la boîte de vitesse du véhicule. Le capteur spécifique peut aussi être un odomètre qui mesure le sens et la distance parcourue par le véhicule2. Le déplacement en marche arrière peut aussi être détecté à partir de la coordonnée v xc (k) de la vitesse v c (k) établie par le sous-module 32. Si la vitesse v xc (k) est négative, cela signifie que le véhicule se déplace en marche arrière. Ce mode de réalisation dépend cependant fortement de la marge d’erreur sur la vitesse v c (k) corrigée. Le mode de réalisation de l’étape86 décrit en référence à la figure3 fonctionne bien, notamment lorsque les angles de tangage et de roulis du véhicule2 sont pratiquement nulles. Dans le cas contraire, il est possible de compenser l'effet de la gravité terrestre sur la mesure de l'accélération du véhicule en prenant en compte les valeurs des angles de tangage et de roulis. Dans un autre mode de réalisation, le déplacement en marche arrière du véhicule est détecté en testant la condition suivante: |α-(ψ c (k)-π)| c (k)|. Si cette condition est satisfaite, cela signifie que le véhicule se déplace en marche arrière. À l’inverse, si cette condition n’est pas satisfaite, cela signifie que le véhicule2 se déplace en marche avant. Dans une autre variante, le terme ψ c (k) dans la condition ci-dessus est remplacée par un angle de lacet mesuré par un capteur indépendant de l'unité 10. Ce capteur supplémentaire est par exemple un magnétomètre triaxe. Dans un mode de réalisation simplifié, l’unité 10 ne fournit pas une mesure de la vitesse du véhicule, mais seulement sa position. Dans ce cas, les vitesses v east (k) et v north (k) nécessaires pour calculer l’angle α sont déduites des positions successives fournies par l’unité 10. Par exemple, les vitesses v east (k) et v north (k) sont obtenues à l’aide des relations suivantes: v east (k) = (x east (k) - x east (k-1))/T e , et v north (k) = (y north (k) - y north (k-1))/T e , où: - x east (k) et y north (k) sont les positions du véhicule2 dans les directions Est et Nord fournies par l’unité 10 à l’instant d’échantillonnage k, et - x east (k-1) et y north (k-1) sont les positions du véhicule le long des directions Est et Nord fournies par l’unité 10 à l’instant d’échantillonnage k-1, et - T e est la période d’échantillonnage. Dans le cas ci-dessus, l’angle α peut être directement calculé à l’aide de la relation suivante: L’angle ψ m (k) peut être obtenu en utilisant d’autres capteurs que l’unité 10. Par exemple, en variante, l’angle ψ m (k) est obtenu à partir des mesures d’un magnétomètre. Dans ce cas, l’angle ψ m (k) est, par exemple, obtenu à l’aide de la relation suivante: Ψ m (k) = -atan(b y (k)/b x (k)), où: b x (k) et b y (k) sont les composantes du champ magnétique mesurées, respectivement, le long des directions x b et y b du repère R b . On notera que dans le cas où la mesure de l’angle ψ m (k) est obtenue à partir d’un magnétomètre, il n’est pas nécessaire de détecter la direction dans laquelle se déplace le véhicule. En effet, dans ce cas, la mesure de l’angle ψ m (k) fournie est une mesure absolue. Lorsque la mesure de l’angle ψ m (k) est obtenue à partir d’un autre capteur que l’unité 10, l’unité 10 n’est alors pas nécessairement utilisée pour obtenir l’angle ψ m (k). Toutefois, il est aussi possible de combiner la mesure de l’angle ψ m (k) obtenue à partir des mesures de l’unité 10, avec la mesure de l’angle ψ m (k) obtenue à partir d’autres capteurs pour obtenir une mesure de l’angle ψ m (k) plus précise. En variante, l’étape82 comporte aussi une opération de filtrage des mesures brutes des vitesses v east (k) et v north (k) avant d’utiliser ces mesures pour calculer l’angle α. Dans un mode de réalisation particulièrement simple, l’opération de filtrage consiste simplement à calculer la moyenne des vitesses v east (k) et v north (k) pendant une fenêtre glissante. Dans un autre mode de réalisation, les mesures de l’unité 10 et du gyromètre 14 sont combinées pour obtenir une mesure plus précise de l’angle Dans le cas particulier d’un véhicule qui ne peut pas se déplacer en marche arrière, les étapes86 et 90 sont omises.. En variante, si l’unité 10 ne fournit pas les écarts-types σ east (k) et σ north (k) sur les mesures des vitesses, respectivement, v east (k) et v north (k), alors ces écarts-types sont calculés par le sous-module50. Dans le cas particulier d’un véhicule qui ne peut pas se déplacer en marche arrière, les étapes86 et 90 sont omises et l'angle ψ m (k) est systématiquement égal à l'angle α calculé. Variantes de l’étape100 : En variante, lors de l’étape100, le premier jeu de conditions est considéré comme étant satisfait uniquement si toutes les conditions de ce premier jeu de conditions sont satisfaites. Le premier jeu de conditions peut aussi comporter des conditions supplémentaires. Par exemple, il peut comporter en plus ou à la place des conditions (11) à (14) précédemment décrites, les conditions suivantes: - condition (15): la vitesse du véhicule2, en norme ou dans une direction donnée, est supérieure à un seuil prédéterminé S 15 , - condition (16): la vitesse angulaire du véhicule2 est inférieure à un seuil prédéterminé S 16 , et - condition (17): σ ψm (k) > S 17 , où S 17 est un seuil prédéterminé constant. Dans une autre variante, le premier jeu de conditions comporte une seule condition choisie parmi les conditions (11) à (17) précédemment décrites. Il est également possible d’activer le remplacement de l’angle ψ c (k) par l’angle ψ m (k) uniquement à partir du moment où un second jeu de conditions prédéterminées est satisfait. Par exemple, ce second jeu de conditions comporte une ou plusieurs conditions choisies dans le groupe constitué des conditions suivantes: - condition (20): plusieurs mesures de l’unité 10 ont été acquises, - condition (21): une phase statique d’une durée supérieure à 1 s ou 5 s ou 10 s a été détectée au préalable, - condition (22): avoir reçu une instruction indiquant que la phase48 a été terminée avec succès, - condition (23): la durée écoulée depuis le début de la phase48 et l’instant courant est supérieure à un seuil prédéterminé S 23 , ce seuil prédéterminé S 23 étant typiquement supérieur à 1 s ou 5 s. Une phase statique est une phase où le véhicule2 est immobile dans le repère R T . Si la phase48 est exécutée pendant une phase statique, cela permet d’initialiser avec précision les angles de roulis et de tangage, ainsi que les coefficients de correction des mesures du gyromètre16. Dans une variante simplifiée, les étapes 100 et 104 sont omises. Dans ce cas, l'angle ψ c (k) est systématiquement remplacé par l'angle ψ m (k) pendant toute la durée de la phase active du système 6. Variantes du filtre de Kalman : De nombreux autres modes de réalisation du filtre 34 sont possibles. Par exemple, le filtre 34 peut être un filtre de Kalman linéaire, un filtre de Kalman étendu ou EKF («Extended Kalman Filter»), un filtre UKF («Unscented Kalman Filter») ou encore un filtre de Kalman adaptatif. De même, de nombreuses variantes du vecteur d’état X k│k sont possibles. Par exemple lorsque le système 6 ne détermine pas la vitesse du véhicule, les coefficients de correction de la vitesse du véhicule sont omis. Le vecteur d’état X k│k peut aussi ne pas comporter de coefficient de correction des biais de l’accéléromètre14 et du gyromètre16. Le vecteur d'état X k│k peut aussi comporter des variables d'état supplémentaires. Ce qui a été précédemment enseigné dans le cas particulier où le sous-module 32 de correction utilise un ou plusieurs filtres de Kalman s’applique aussi à des sous-modules de correction qui construisent l’orientation O c (k) en utilisant d’autres estimateurs que des filtres de Kalman. De façon générale, ce qui a été décrit ici s’applique à tout module de correction qui met en œuvre des estimateurs dont les systèmes d’équations ont été établis en faisant l’hypothèse que l’erreur sur l’angle de lacet est faible dès l’origine. Autres variantes: Le système 6 décrit ici peut être utilisé dans tout véhicule qui ne peut pas se déplacer "en crabe", c'est-à-dire dans une direction parallèle à l'axe y b . Ainsi, le véhicule peut aussi être un train par exemple. Dans le cas où l'angle de lacet est mesuré à l'aide d'un capteur qui fournit une mesure de l'angle de lacet qui n'est pas affectée par un déplacement dans la direction y b , alors le véhicule peut être tout objet susceptible de se déplacer. Par exemple, le véhicule peut être un avion, un bateau, un sous-marin, un missile, une fusée, un smartphone, un ordinateur portable ou similaire. Dans un mode de réalisation simplifié, le système 2 ne détermine pas la vitesse du véhicule 2. Dans ce cas, le module 26 peut être simplifié. D’autres modes de réalisation du sous-module32 sont possibles. Par exemple, en variante, le sous-module 32 est agencé comme décrit dans l’architecture connue sous le nom anglais de «tight coupling». Cette architecture est décrite plus en détail dans le chapitre 4.1.2 de la thèse Godha2006. En variante, le système6 est équipé de capteurs supplémentaires, comme par exemple un magnétomètre, un odomètre ou un baromètre. Dans ce cas, le sous-module32 de correction est modifié pour prendre en compte les mesures de ces capteurs supplémentaires pour corriger l’orientation O e (k) construites par le sous-module30 d’intégration. Dans un autre mode de réalisation, lorsque le premier jeu de conditions est satisfait, c’est-à-dire lorsque le remplacement de l’angle ψ c (k) par l’angle ψ m (k) est inhibé, le sous-module 32 exécute un autre filtre de Kalman à la place du filtre 34 pour construire l’orientation O c (k). Cet autre filtre de Kalman, contrairement au filtre34, reçoit directement l’angle ψ m (k) et utilise l’angle ψ m (k) pour mettre à jour le vecteur d’état X k│k en fonction de l’écart entre les angles de lacet mesuré et prédit par le bloc38. Ce qui a été décrit ici s'applique aussi au cas où la position, l'orientation et la vitesse du véhicule sont exprimées dans d'autres repères. Dans ces cas, il est possible, par un simple changement de repère, de revenir dans la situation décrite ici. A titre d'exemple d'autres repères utilisables à la place du repère R T , on peut citer le repère ECI (Earth Centered Inertial). Le repère ECI n'est pas fixe par rapport à la surface de la terre puisque la terre tourne dans ce repère. Le le repère R T peut aussi être un repère fixe par rapport aux étoiles. Chapitre III: Avantages des modes de réalisations décrits Le fait de ne pas utiliser l’angle ψ m (k) mesuré pour corriger l’orientation O e (k) permet de limiter les instabilités qui apparaissent dans l'orientation déterminée par le système 6. Cela permet donc d’accélérer la convergence de l'orientation déterminée par le système6 vers une orientation précise, c’est-à-dire une orientation sur laquelle la marge d’erreur est inférieure à 5 degrés ou à 1 degré. En parallèle, le fait de délivrer sur la sortie7 une orientation O d (k) dans laquelle l’angle ψ c (k) a été remplacé par l’angle ψ m (k) permet d’obtenir, pendant une phase transitoire qui se produit au démarrage du système6, une estimation de l’orientation du véhicule qui est plus précise. Le fait d’arrêter de remplacer l’angle ψ c (k) par l’angle ψ m (k), dès que la marge d’erreur sur l’angle ψ c (k) corrigé est suffisamment faible, permet d’obtenir, après l’instant où le premier jeu de conditions est satisfait, une orientation déterminée pour le véhicule2, qui est plus précise que si la l’angle ψ c (k) continué à être remplacé par l’angle ψ m (k). Cela améliore donc la détermination de l’orientation du véhicule. Le fait de ne plus utiliser l’angle ψ m (k) pour déterminer l’orientation du véhicule une fois que le premier jeu de conditions est satisfait simplifie le système6 et accélère la détermination de l’orientation du véhicule. De plus, il est considéré que l’orientation du véhicule ainsi déterminée est plus précise. Le fait d’obtenir l’angle ψ m (k) à partir d’un ratio entre les vitesses v east (k) et V north (k) mesurées par l’unité 10 permet d’obtenir l'angle ψ m (k) sans avoir à utiliser un capteur supplémentaire, comme, par exemple, un magnétomètre ou une unité de géolocalisation par satellite à double antenne. Une unité de géolocalisation à double antenne est capable de mesurer l’orientation du véhicule en plus de sa position et de sa vitesse. Cela permet aussi d’éviter d’avoir recours à des méthodes de mesure de l’angle ψ m (k) à partir de la mesure du vecteur de rotation de la Terre. Cette dernière méthode est connue sous le nom de «gyro-compassing». Cette méthode de «gyro-compassing» nécessite l’utilisation d’un gyromètre très sensible. Ainsi, la mesure de l’angle ψ m (k) à partir des vitesses v east (k) et v north (k) simplifie la réalisation du système6. Le fait de détecter un déplacement en marche arrière permet de tenir compte de cette information pour obtenir un angle ψ m (k) mesuré plus précis. Le fait de détecter un déplacement en marche arrière à partir des mesures de l’accéléromètre14 permet de détecter ce déplacement indépendamment de la précision sur la position, l'orientation et la vitesse déterminées pour le véhicule2. Cela permet donc de détecter de façon plus fiable le déplacement en marche arrière juste après le démarrage du système2, c’est-à-dire pendant la phase transitoire où les marges d'erreur sur la position, l’orientation et la vitesse déterminées peuvent être importantes. De façon similaire, le fait de détecter un déplacement en marche arrière à partir des mesures d’un capteur indépendant de l’accéléromètre 14, du gyromètre 16 et de l’unité 10 permet également de détecter de façon fiable ce déplacement en marche arrière, notamment pendant la phase transitoire. Procédé de détermination de la position et de l'orientation d'un véhicule, ce procédé comportant les étapes suivantes : a) la mesure (76), par une unité de géolocalisation par satellite, de la position ou de la vitesse du véhicule, b) la mesure (74), par une unité de navigation inertielle, de l'accélération et de la vitesse angulaire du véhicule, c) la construction (74), par un module d'intégration de mesures inertielles, d'une position et d'une orientation estimées du véhicule à partir d'une précédente position et d'une précédente orientation du véhicule et en utilisant les mesures de l'accélération et de la vitesse angulaire réalisées depuis cette précédente position et cette précédente orientation du véhicule, puis d) la correction (76), par un module de correction et en utilisant les mesures de l'unité de géolocalisation, de ces position et orientation estimées pour obtenir une première position corrigée et une première orientation corrigée, la première orientation corrigée contenant notamment un angle de lacet corrigé du véhicule, caractérisé en ce que le procédé comporte : e) l'obtention (80) d'une mesure de l'angle de lacet du véhicule à partir de mesures d'un capteur autre que l'unité de navigation inertielle, puis f) le remplacement (102), dans la première orientation corrigée, de l'angle de lacet corrigé par l'angle de lacet mesuré, pour obtenir une deuxième orientation corrigée, puis g) la délivrance (106), sur une sortie du système de localisation, de la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, position et orientation déterminées pour le véhicule et l'utilisation (108), lors de la prochaine exécution de l'étape c), de la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, précédente position et précédente orientation. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le procédé comporte : - la vérification (100) qu'un jeu d'une ou plusieurs conditions prédéterminés est satisfait, ce jeu de conditions comportant au moins une condition choisie dans le groupe constitué des conditions suivantes : 1) la marge d'erreur sur l'angle de lacet mesuré est supérieure à un seuil prédéterminé, 2) la marge d'erreur sur l'angle de lacet corrigé est inférieure à un seuil prédéterminé, 3) l'écart entre l'angle de lacet mesuré et l'angle de lacet corrigé est inférieur à un seuil prédéterminé, et - tant que ce jeu de conditions n'est pas satisfait, les étapes f) et g) sont exécutées (102), et - dès que ce jeu de conditions est satisfait, les étapes f) et g) sont inhibées (104). Procédé selon la revendication 2, dans lequel tant que le jeu de conditions prédéterminé est satisfait, l'utilisation de l'angle de lacet mesuré pour déterminer l'orientation du véhicule est inhibée. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les étapes f) et g) sont exécutées lors d'une phase transitoire par laquelle le procédé de détermination débute. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obtention d'une mesure de l'angle de lacet comporte : - le calcul (84) d'un premier angle à partir d'un ratio entre les vitesses mesurées du véhicule le long, respectivement, d'une première et d'une seconde directions orthogonales, ces première et seconde directions étant fixes et parallèles à la surface de la terre, puis - la génération de l'angle de lacet mesuré à partir de ce premier angle. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la génération de l'angle de lacet mesuré à partir du premier angle comporte : - la détection (86) d'un déplacement du véhicule en marche arrière, et - lorsqu'un déplacement du véhicule en marche arrière est détecté, l'angle de lacet mesuré est pris égal (90) au premier angle plus 180°, et - en absence de détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière, l'angle de lacet mesuré est pris égal (88) au premier angle. Procédé selon la revendications 6, dans lequel la détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière comporte : - l'obtention (86), à partir des mesures d'un accéléromètre de l'unité de navigation inertielle, de accélération du véhicule le long de la direction de déplacement en marche avant du véhicule, puis - le calcul (86) de la vitesse du véhicule le long la direction de déplacement en marche avant à partir de l'accélération obtenue, puis - la comparaison (86) de la vitesse calculée à un seuil prédéterminé, et - lorsque la vitesse calculée est supérieure à ce seuil, l'absence de détection d'un déplacement en marche arrière, et - lorsque la vitesse calculée est inférieure à ce seuil, la détection d'un déplacement en marche arrière. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la détection d'un déplacement du véhicule en marche arrière comporte : - la comparaison d'un premier terme à un second terme, le premier terme étant égal à |α-(ψ(k)-π)| et le second terme étant égal à |α-(ψ(k)|, où : - α est le premier angle calculé pour un instant k et exprimé en radian, - ψ(k) est égal à l'angle de lacet corrigé à l'instant k exprimé en radian ou à la valeur, exprimée en radian, de l'angle de lacet mesuré à l'instant k par un capteur supplémentaire indépendant de l'unité de géolocalisation par satellite, et - lorsque le premier terme est plus petit que le second terme, la détection d'un déplacement en marche arrière, et - lorsque le premier terme est plus grand que le second terme, l'absence de détection d'un déplacement en marche arrière. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lors de l'étape d), un filtre de Kalman est mis en œuvre pour corriger la position et l'orientation estimées par le module d'intégration de mesures inertielles. Support (24) d'enregistrement d'informations, lisible par un microprocesseur, caractérisé en ce que ce support comporte des instructions pour la réalisation d'un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, lorsque ces instructions sont exécutées par le microprocesseur. Système de localisation, apte à être fixé sur un véhicule, pour déterminer la position et l'orientation de ce véhicule, ce système de localisation comportant : - une unité (10) de géolocalisation par satellite apte à mesurer la position ou la vitesse du véhicule, - une unité (12) de navigation inertielle contenant un accéléromètre (14) et un gyromètre (16) pour mesurer l'accélération et de la vitesse angulaire du véhicule, - un sous-module (30) d'intégration de mesures inertielles configuré pour construire une position et une orientation estimées du véhicule à partir d'une précédente position et d'une précédente orientation du véhicule et en utilisant les mesures de l'accélération et de la vitesse angulaire réalisées depuis cette précédente position et cette précédente orientation du véhicule, puis - un sous-module (32) de correction configuré pour corriger, en utilisant les mesures de l'unité de géolocalisation, les position et orientation estimées de manière à obtenir une première position corrigée et une première orientation corrigée, la première orientation corrigée contenant notamment un angle de lacet corrigé du véhicule, caractérisé en ce que : - le système comporte un sous-module (50) de substitution configuré pour : - obtenir une mesure de l'angle de lacet du véhicule à partir de mesures d'un capteur autre que l'unité de navigation inertielle, puis - remplacer, dans la première orientation corrigée, l'angle de lacet corrigé par l'angle de lacet mesuré, pour obtenir une deuxième orientation corrigée, puis - délivrer, sur une sortie du système de localisation, la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, position et orientation déterminées pour le véhicule, et - le sous-module (32) d'intégration est également configuré pour utiliser, lors de la prochaine construction d'une position et d'une orientation estimées du véhicule, la première position corrigée et de la deuxième orientation corrigée en tant que, respectivement, précédente position et précédente orientation.