Brevet FR3100894A1 — publié le 20210319

Système (1) comprenant au moins deux dispositifs (2) portatifs aptes à être emportés chacun par un mobile (3), tel un sportif, où chaque dispositif (2) comprend au moins un récepteur GPS (4) apte à déterminer une position GPS du dispositif (2) et au moins un capteur LPS (5) apte à déterminer une distance LPS séparant le dispositif (2) de chacun des autres dispositifs (2). Figure d’abrégé : Figure 1 Système de localisation et/ou de chronométrage L’invention concerne le domaine des systèmes de localisation et/ou de chronométrage, aptes à suivre et/ou à chronométrer un ensemble de mobiles. Un système de localisation est un système apte à suivre au moins un mobile au cours de son évolution, avantageusement en temps réel, afin de connaître à tout instant sa position, éventuellement sa vitesse, et de pouvoir ainsi suivre sa trajectoire. Un système de chronométrage est un système permettant de déterminer, à un endroit donné (départ, point de contrôle, arrivée) un temps de passage. De tels systèmes de localisation sont très utilisés dans le monde sportif pour suivre les joueurs, athlètes, chevaux, bateaux, cyclistes, etc. au cours d’une course, d’une rencontre de sport collectif, principalement pour améliorer la retransmission de l’évènement ou encore pour assister l’arbitrage. Ils peuvent encore être utilisés pour gérer des flottes de véhicules. Les systèmes de chronométrages sont très utilisés dans le monde sportif pour établir les performances et le classement, en des points de contrôle intermédiaires et surtout à l’arrivée. Actuellement les deux mondes, de la localisation d’une part et du chronométrage d’autre part, sont bien distincts, du fait des performances attendues, qui conduisent à des technologies différentes. Pour la localisation il est connu d’utiliser la technologie GPS. Chaque mobile est alors équipé d’au moins un récepteur GPS. Un récepteur GPS classique permet de connaître la position du mobile avec une précision de l’ordre de 2 à 5 m et une robustesse moyenne de 95% du temps. Les autres 5% du temps, la position peut ne pas être connue, mais le plus souvent est connue mais avec une précision dégradée. Un récepteur GPS classique présente une taille suffisamment réduite pour pouvoir confortablement être intégré sur une personne, tel un sportif ou son équipement (maillot, vélo, …) ou encore sur un animal (chien, cheval, …) ou son harnachement. Il est encore connu des améliorations de la technologie GPS ou GPS haute précision. Le GPS haute précision utilise des dispositifs de correction (RTK, DGPS, SBAS, …) permettant d’améliorer la précision jusqu’à quelques centimètres pour RTK et de l’ordre de 50 cm pour DGPS et SBAS. Le GPS haute précision présente cependant au moins trois inconvénients. La mesure est beaucoup plus facilement perturbée : la robustesse est diminuée. La robustesse est réduite à 70% du temps. Les autres 30% du temps, la position peut ne pas être connue, mais le plus souvent est connue mais avec une précision dégradée. Le poids d’un récepteur GPS haute précision est multiplié par 5, ce qui rend impraticable son intégration sur une personne et le plus souvent sur un animal. Il est encore connu d’utiliser la technologie LPS (de l’anglais « Local Positonning System » signifiant système de positionnement local). Dans cette technologie un mobile est équipé d’un capteur LPS apte à déterminer par émission et/ou réception de signaux radios, par ex. UWB, (ultra)sonores ou lumineux, et mesure d’un temps de propagation aller, on parle alors de TdoA (de l’anglais « Time différence of Arrival » différence de temps à l’arrivée) ou aller/retour, on parle alors de ToF (de l’anglais « Time of Flight » temps de vol), une distance entre le mobile et au moins une balise. Une balise est sensiblement équipée des mêmes équipements d’émission et/ou réception que le mobile. La position d’une balise est connue avec précision. Aussi, à l’instar du GPS, un mobile disposant des positions des balises et de sa distance à au moins 3 balises peut, par triangulation, déterminer sa position. Un tel système peut avantageusement être employé y compris en intérieur, contrairement au GPS. Il nécessite de manière préjudiciable de déployer l’infrastructure des balises. Un autre inconvénient, selon le type de signal utilisé, est la sensibilité au masquage : une distance ne peut être obtenue qu’avec une vue directe entre le mobile et la balise. Ces systèmes, adaptés à la localisation, manquent de précision temporelle (1/100 ème ), généralement d’un facteur 10, pour atteindre les performances requises (1/1000 ème ) par le chronométrage. Pour le chronométrage, il est connu des barrières, par exemple lumineuses, la rupture du faisceau peut être datée avec grande précision. Une telle technologie ne permet de déterminer les temps que du ou des premiers. Il est encore connu l’analyse de photo ou de vidéo haute fréquence d’image datée, dit « photofinish » pour déterminer le chronométrage et/ou le classement au passage d’un point/arrivée. Cette technique présente l’avantage d’être très précise (1ms pour une vidéo 1000 i/s) mais présente l’inconvénient de nécessiter une intervention humaine et de ne pas être temps réel. Il est encore connu la technologie RFID. Chaque mobile : coureur, cycliste/vélo, cavalier/cheval est équipé d’une « puce » ou transpondeur RFID. Chaque puce peut individuellement être identifiée et datée au passage d’une barrière, tel un bandeau au sol, ou deux piquets de part et d’autre du passage. Cette technologie est avantageusement peu coûteuse, notamment pour la puce, ce qui permet, par ex., d’équiper les nombreux coureurs d’une course à pied ou à vélo. Cette technologie nécessite une infrastructure : mise en place de la barrière. Elle présente encore un inconvénient de mal différencier des puces franchissant la barrière en quasi simultané. Un temps n’est disponible que là où une barrière est installée, ce qui limite le nombre des temps intermédiaires. Il est clair que les technologies classiques de chronométrage ne peuvent pas être envisagées pour réaliser de la localisation. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : illustre une utilisation du système à la localisation dans une course hippique, illustre une utilisation du système à la localisation dans un sport collectif, illustre une utilisation du système à la localisation dans une course cycliste, illustre une utilisation du système à la localisation dans un système de véhicules autonomes, illustre une utilisation du système au chronométrage dans une course hippique, illustre un mode de réalisation d’un dispositif pour cheval, illustre le dispositif de la figure 6 en position sur un cheval, illustre, en vue de face, un mode de réalisation d’un dispositif pour humain, illustre, en vue de dos, le dispositif de la figure 8, illustre une utilisation du système au chronométrage. Système (1) comprenant au moins deux dispositifs (2) portatifs aptes à être emportés chacun par un mobile (3), tel un sportif, caractérisé en ce que chaque dispositif (2) comprend au moins un récepteur GPS (4) apte à déterminer une position GPS (PGi) du dispositif (2) et au moins un capteur LPS (5) apte à déterminer une distance LPS (DLij) séparant le dispositif (2) de chacun des autres dispositifs (2). Système (1) selon la revendication 1, comprenant encore un moyen de traitement (6) apte à déterminer une position (Pi) pour chacun des dispositifs (2), par minimisation d’une fonction de coût (C) en fonction des positions GPS (PGi) et des distances LPS (DLij). Système (1) selon la revendication 2, où la fonction de coût (C) s’exprime selon la formule : avec C le coût à minimiser, λ G un coefficient de pondération affecté à la mesure GPS, PGi une position GPS mesurée par le i ème récepteur GPS (4), EGi une précision de la position PGi, Pi une position inconnue du i ème dispositif (2), λ L un coefficient de pondération affecté à la mesure LPS, DLij une distance LPS mesurée entre le i ème capteur LPS (5) et le j ème capteur LPS (5), ELij une précision de la distance LPS DLij et Dij une distance entre le i ème dispositif (2) et le j ème dispositif (2), égale à la distance entre la i ème position Pi et la j ème position Pj. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, où le moyen de traitement (6) détermine périodiquement une position (Pi) pour chacun des dispositifs (2) à chaque instant périodique (T) à partir des mesures (PGi, DLij) réalisées entre un demi-intervalle horizon (H) avant ledit instant périodique (T) et un demi-intervalle horizon (H) après ledit instant périodique (T). Système (1) selon la revendication 4, où le calcul de la position (Pi), pour chacun des dispositifs (2), est réalisé à partir des grandeurs (PGi, EGi, DLij, ELij) exponentiellement pondérées, selon la formule : avec T un instant périodique de calcul selon une période T 0 , tk un instant compris entre T-H/2 et T+H/2 où est réalisée une mesure, avec H un horizon de filtrage, Xi la grandeur PGi, EGi, DLij, ELij au choix, XiT ladite grandeur à l’instant T utilisée dans la fonction de coût (C), Xitk ladite grandeur à l’instant tk, et λ tX un coefficient de pondération associé à la grandeur Xi : λ t G pour les grandeurs PGi et EGi, et λ t L pour les grandeurs DLij et ELij. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant encore un moyen de traitement (6) apte à déterminer un temps (TB) de passage à une position donnée pour un dispositif (2). Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant encore au moins une balise (7), où une balise (7) est un dispositif (2) dont la position (PGi) est connue avec précision. Système (1) selon la revendication 7 où une balise (7) comprend un récepteur GPS (8) haute précision. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8 où une balise (7) embarque une batterie (10), afin d’être autonome. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9 où au moins une balise (7) est disposée à un point de chronométrage, préférentiellement deux balises (7). Système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, où un temps de passage à une position donnée (TB) est déterminé par la formule : avec TB le temps de passage à la position donnée d’un mobile (3), T un instant de mesure d’une position du mobile (3) avant la position donnée, dt un intervalle de temps séparant l’instant T de mesure de la position du mobile (3) avant la position donnée d’un instant T+dt de mesure d’une position du mobile (3) après la position donnée, D_avant une distance entre la position du mobile (3) avant la position donnée et la position donnée et D_après une distance entre la position du mobile (3) après la position donnée et la position donnée. Dispositif (2) portatif apte à être utilisé avec un système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, pour un mobile (3) de type cheval, caractérisé en ce qu’il comprend une bande souple (11) intégrant un moyen de traitement (6) et une batterie (10) disposés de préférence sensiblement au milieu de la bande souple (11) et au moins un récepteur GPS (4) et au moins un capteur LPS (5) disposés sensiblement à chaque extrémité de la bande souple (11). Dispositif (2) portatif apte à être utilisé avec un système (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, pour un mobile (3) de type humain, caractérisé en ce qu’il comprend un maillot (12) intégrant un moyen de traitement (6) et une batterie (10) disposés de préférence sensiblement au milieu du dos du maillot (12) et au moins un récepteur GPS (4) et au moins un capteur LPS (5) disposés sensiblement sur chaque épaule avant et sur chaque épaule arrière.