Brevet FR3101435A1 — publié le 20210402

L’invention concerne un système (10) d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise (11) destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur (12), ledit système comportant : - des moyens de représentation (100) d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installé ladite balise (11), - des moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et au moins un point sur la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 système d’aide à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible Domaine technique de l’invention La présente invention appartient au domaine de l’installation d’équipements d’un système de communication sans fil. Plus particulièrement, l’invention concerne un système d’aide à l’orientation d’une antenne d’un équipement d’infrastructure du système de communication sans fil, appelé ici « balise » comprenant une antenne destinée, en fonction de l’équipement, soit à émettre soit à recevoir un signal radio, en regard d’une zone d’intérêt dans laquelle est susceptible d’être positionné un dispositif émettant vers ladite balise ou recevant de ladite balise (appelé ici « dispositif émetteur/récepteur »). La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans les systèmes de géolocalisation à base de communication sans fil. Dans un tel système, l’objet à localiser, appelé ici « étiquette », est destiné à être en liaison de communication avec une ou plusieurs balises. L’étiquette peut, par exemple, être collée sur un objet dans une zone industrielle (par exemple un paquet ou un équipement stocké dans un magasin de stockage). L’étiquette comporte, par exemple, un circuit intégré et une antenne afin d’émettre un signal radio à destination de la balise, ou de recevoir un signal radio en provenance de la balise, positionnée dans ladite zone industrielle de façon appropriée pour recevoir ou émettre ledit signal radio. Lorsque le signal radio est émis par l’étiquette à destination de la balise, il transporte par exemple un message correspondant à un identifiant de l’étiquette. Lorsque le signal radio est émis par la balise à destination de l’étiquette, il transporte par exemple un message encodé et/ou est utilisé comme source de télé-alimentation par ondes radio dont l’énergie est collectée par l’étiquette. Lorsqu’elle est installée dans la zone industrielle, la balise est généralement orientée convenablement de sorte que son antenne émette ou reçoive un signal radio pour que la communication entre l’étiquette et la balise soit optimale. Pour que leur orientation soit convenable, les opérateurs en charge de la mise en place de la balise tiennent notamment compte du chemin parcouru par le signal radio vers ou depuis la balise afin que les étiquettes soient comprises dans une zone optimale du diagramme de rayonnement de l’antenne de ladite balise dans laquelle la puissance du signal est suffisante pour établir une communication, lors du parcours des signaux montant et/ou descendant entre la balise et l’étiquette. Il n’existe actuellement pas d’outil fiable pour assister cette opération d’orientation de la balise et l’opérateur est donc généralement contraint d’orienter ladite balise avec l’aide de personnels qualifiés estimant la correspondance entre la portée de l’antenne de la balise et un emplacement que l’étiquette est susceptible d’occuper. En outre, l’orientation de la balise doit nécessairement être validée par lesdits experts qualifiés. Il est à noter que les balises sont généralement installées en hauteur, typiquement à plusieurs mètres du sol. Leur accès requiert donc d’imposants matériels de levage, par exemple une nacelle de levage, ce qui impose l’emploi d’un opérateur qualifié la manipulant et d’un opérateur au sol pour son guidage. Cela implique ainsi l’immobilisation de deux personnes et de la surface au sol nécessaire à la mise en place de ladite nacelle. Aux contraintes d’accessibilité de la balise s’ajoutent des contraintes d’accessibilités du lieu dans laquelle elle est installée. En effet, l’installation des balises est réalisée lorsque la zone industrielle est relativement peu encombrée et lorsque les lieux sont accessibles, ce qui n’est pas forcément le cas par la suite par exemple s’il est nécessaire de corriger l’orientation de la balise. Plus précisément, par la suite, le site peut être occupé par exemple par des moyens de production, des moyens de stockage, des chaines de convoyage, etc. L’accès à la balise peut donc être fortement contraint (accès pendant des horaires réglementés, en dehors des plages horaires de travail, …), voire impossible. Lorsqu’il n’est pas impossible pour un opérateur de revenir sur site pour ajuster la direction de ladite balise, cela génère un surcoût et une perte de temps importante. Présentation de l'invention La présente invention a pour objectif de palier les inconvénients précités en proposant un système d’aide au positionnement, notamment à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible dans laquelle est susceptible d’être positionné un dispositif émetteur/récepteur. Autrement dit, la présente invention concerne un système pour positionner, et notamment orienter, une balise de façon à permettre une communication optimale entre ladite balise et un dispositif émetteur/récepteur. Un autre objectif de la présente invention est de proposer une solution peu onéreuse. À cet effet, l’invention concerne un système d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur. Le système comporte : - des moyens de représentation d’au moins un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installée ladite balise, lesdits moyens de représentation générant une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, - des moyens de mesure d’une distance séparant la balise et au moins un point sur la surface de projection correspondant à une position cible, par exemple située dans le prolongement d’un axe longitudinal du lobe. Les moyens de mesure permettent avantageusement de pouvoir comparer la distance séparant l’antenne de la balise et une position cible, et la portée de réception d’un signal de l’antenne de la balise, de sorte à savoir si une position cible se situe ou non dans la portée de l’antenne de la balise. L’aide à l’orientation de l’antenne de la balise apportée par le système selon l’invention garantit le positionnement optimal de ladite balise au regard d’une position cible. En outre, cette caractéristique permet également de garantir à un opérateur la bonne orientation de la balise relativement à une position cible une fois ladite balise installée, dans la mesure où celui-ci peut s’assurer de la correspondance entre une valeur prédéterminée de la distance entre la balise et une position cible et la valeur mesurée de cette même distance. La présente invention constitue donc un outil efficace de contrôle d’une installation d’une balise. Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation comportent un laser configuré pour générer un faisceau dont la projection sur la surface de projection présente une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation comportent un dispositif de visualisation couplé à une caméra destinée à filmer la surface de projection, le dispositif de visualisation comportant une représentation graphique matérialisant une projection du lobe superposée à la surface de projection représentée sur ledit dispositif. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation du lobe de l’antenne de la balise comportent un vidéoprojecteur configuré de sorte à projeter sur la surface de projection de l’environnement une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de mesure d’une distance séparant la balise et la surface de projection comportent un télémètre. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de mesure d’une distance séparant la balise et la surface de projection comportent une caméra temps de vol reliée à un dispositif de visualisation configuré pour afficher une représentation graphique correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, ladite caméra temps de vol étant configurée pour être fixée à la balise de sorte à permettre la visualisation sur le dispositif de visualisation, pour chaque pixel du capteur de la caméra, d’une distance mesurée entre la caméra et la surface de projection. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le dispositif de visualisation comporte un dispositif d’interaction et est configuré pour piloter les moyens de représentation afin qu’ils projettent un motif sur la surface de projection à une position correspondant à la position d’au moins un point sélectionné par un opérateur sur la surface de projection représentée sur ledit dispositif de visualisation. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de resprésentation et les moyens de mesure sont configurés pour représenter différentes zones correspondant à différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur et l’antenne de la balise, lesdits niveaux de qualités étant définis en fonction de différentes plages de distances par rapport à la balise, et/ou de la représentation de différents lobes de rayonnement. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation sont configurés pour représenter des zones présentant différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur et l’antenne de la balise en tenant compte de paramètres intrinsèques du dispositif émetteur/récepteur, notamment de sa sensibilité et/ou de facteurs environnementaux pouvant perturber le signal, tels que la présence de flux d’objets ou de personnes, et/ou la présence d’ d’objets émettant un champ électromagnétique. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation sont configurés de sorte à générer une représentation graphique apte à donner une indication relative à la polarité de l’antenne de la balise. Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le système comprend des moyens de mesure de la position et de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise. Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé d’installation d’une balise à l’aide du système tel que décrit précédemment comporte : - une étape de représentation d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise par les moyens de représentation, - une étape de mesure de la distance s’étendant entre la balise et au moins un point de la surface de projection correspondant à une position cible, - une étape de réglage de l’orientation de la balise si la valeur de la distance mesurée est supérieure à une valeur prédéterminée de la portée de réception d’un signal de l’antenne de ladite balise, de sorte que la distance mesurée soit inférieure à la valeur de ladite portée, ou si le point n’est pas situé dans la zone correspondant à la projection du lobe sur la surface de projection. Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comprend une étape d’acquisition de données relatives à la position et/ou à l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise. Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape de de transmission d’informations propres au réglage de l’orientation de la balise, vers un dispositif d’enregistrement. Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comporte en outre une étape préliminaire de test dans laquelle : - les moyens de représentation projettent sur une surface de projection un motif correspondant à une sélection par un opérateur d’au moins un point sur un moniteur affichant la surface de projection, - le dispositif émetteur/récepteur est placé à la place du motif sur la surface de projection, - la puissance du signal échangé entre la balise et le dispositif émetteur/récepteur est mesurée à l’émission et à la réception et ces données sont comparées. La qualité de la transmission du signal, et par conséquent la qualité de la communication, peut ainsi être déterminée. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent : schématiquement un système d’aide à l’orientation de l’antenne d’une balise, au regard d’une position cible, comprenant des moyens de représentation du lobe de rayonnement de l’antenne de la balise selon une première variante de réalisation ; un logigramme d’un procédé d’installation d’une balise à l’aide d’un système d’aide à l’orientation selon la figure 1. Dans ces figures, des références numériques identiques d’une figure à l’autre désignent des éléments identiques ou analogues. Par ailleurs, pour des raisons de clarté, les dessins ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire. Système (10) d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise (11) destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur (12), ledit système (10) étant caractérisé en ce qu’il comporte : - des moyens de représentation (100) d’au moins un lobe d’un diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installé ladite balise (11), lesdits moyens de représentation (100) générant une représentation graphique (101) d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, - des moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et au moins un point sur la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un laser configuré pour générer un faisceau dont la projection sur la surface de projection présente une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un dispositif de visualisation couplé à une caméra destinée à filmer la surface de projection, le dispositif de visualisation comportant une représentation graphique matérialisant une projection du lobe superposée à la surface de projection représentée sur ledit dispositif. Système (10) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un vidéoprojecteur configuré de sorte à projeter sur la surface de projection de l’environnement une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et la surface de projection comportent un télémètre. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et la surface de projection comportent une caméra temps de vol reliée à un dispositif de visualisation configuré pour afficher une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, ladite caméra temps de vol étant configurée pour être fixée à la balise (11) de sorte à permettre la visualisation sur le dispositif de visualisation, pour chaque pixel du capteur de la caméra, d’une distance mesurée entre la caméra et la surface de projection. Système (10) selon la revendication 6, dans lequel le dispositif de visualisation comporte un dispositif d’interaction et est configuré pour piloter les moyens de représentation (100) afin qu’ils projettent un motif sur la surface de projection à une position correspondant à la position d’au moins un point sélectionné par un opérateur sur la surface de projection représentée sur ledit dispositif de visualisation. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de représentation (100) et les moyens de mesure sont configurés pour représenter différentes zones correspondant à différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur (12) et l’antenne de la balise (11), lesdits niveaux de qualités étant définis en fonction de différentes plages de distances par rapport à la balise (11), et/ou de la représentation de différents lobes de rayonnement. Système (10) selon la revendication 8, dans lequel les moyens de représentation (100) sont configurés pour représenter des zones présentant différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur (12) et l’antenne de la balise en tenant compte de paramètres intrinsèques du dispositif émetteur/récepteur (12), notamment de sa sensibilité et/ou de facteurs environnementaux pouvant perturber le signal. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de représentation sont configurés de sorte à générer une représentation graphique apte à donner une indication relative à la polarité de l’antenne de la balise (11). Système (10) selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant des moyens de mesure de la position et de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise (11). Procédé d’installation d’une balise (11) à l’aide du système (10) selon l’une des revendication 1 à 11, comportant : - une étape de représentation (200) d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) par les moyens de représentation (100), - une étape de mesure (210) de la distance s’étendant entre la balise (11) et au moins un point de la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible, - une étape de réglage de l’orientation (220) de la balise (11) si la valeur de la distance mesurée est supérieure à une valeur prédéterminée de la portée de réception d’un signal de l’antenne de ladite balise (11), de sorte que la distance mesurée soit inférieure à la valeur de ladite portée, ou si le point n’est pas situé dans la zone correspondant à la projection du lobe sur la surface de projection. Procédé d’installation d’une balise (11) selon la revendication 12, comprenant une étape d’acquisition de données (230) relatives à la position et/ou à l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise (11). Procédé d’installation d’une balise (11) selon l’une des revendications 12 ou 13, comprenant en outre une étape de transmission d’informations (240) propres au réglage de l’orientation de la balise (11), vers un dispositif d’enregistrement. Procédé d’installation d’une balise (11) selon l’une des revendications 12 à 14, comprenant une étape préliminaire de test dans laquelle : - les moyens de représentation (100) projettent sur une surface de projection un motif correspondant à une sélection par un opérateur d’au moins un point sur un moniteur affichant la surface de projection, - le dispositif émetteur/récepteur (12) est placé à la place du motif sur la surface de projection, - la puissance du signal échangé entre la balise (11) et le dispositif émetteur/récepteur (12) est mesurée à l’émission et à la réception et ces données sont comparées.