Brevet FR3120135A1 — publié le 20220826

L’invention concerne un système de localisation relative d’une pluralité de mobiles, comprenant un module (Mi) associé à chaque mobile, chaque module (Mi) comprenant un émetteur/récepteur (ERi) afin d’être apte à communiquer avec les autres modules (Mj), selon un premier canal (C1) sans fil, suivant un protocole synchrone divisant chaque période (Pk) en N créneaux (Si) de transmission, un créneau (Si) unique étant alloué à chaque module (Mi), caractérisé en ce qu e tous les modules (Mi) sont identiques, en ce que chaque module (Mi) est configuré pour émettre à chaque période (Pk), dans son créneau (Si), une trame module (Ri) contenant le créneau (Si) du module (Mi), la période (Pk) courante et une durée de désynchronisation (TSi) du module (Mi), pour recevoir, à chaque période (Pk), dans chaque autre créneau (Sj), une trame module (Rj) éventuellement émise par un autre module (Mj) et pour déterminer une date de réception (Tj,i,k) de chaque trame module (Rj) reçue, et en ce que toutes les émissions s’effectuent en mode diffusion, un module (Mi) émettant et tous les autres modules (Mj) recevant. Figure d’abrégé : Figure 1 Système de localisation relative d’une pluralité de mobiles L’invention concerne un système de localisation relative pour une pluralité de mobiles. Le système comprend au moins autant de modules que de mobiles, un module étant associé et emporté par chaque mobile. Chaque module comprend un émetteur/récepteur, permettant une communication selon un premier canal sans fil, avec les autres modules. La mesure du temps de transmission ou temps de vol, lors d’une transmission permet de déterminer une distance entre un émetteur et un récepteur et donc entre deux modules associés. De manière connue, lors d’une transmission d’une trame, le temps de transmission est mesuré. Pour cela l’émetteur d’une trame mesure la date d’émission de la trame. De manière duale le récepteur mesure la date de réception de la trame. Ceci est répété avantageusement selon au moins deux trajets : aller et retour, voire davantage. Ceci permet de déterminer une distance entre deux communicants. Un seul trajet permet d’estimer la distance, cependant deux trajets ou plus permettent, par comparaison, d’éliminer deux biais : un biais de propagation et un biais de traitement, et ainsi améliorer la qualité de la masure de distance ainsi obtenue. De manière connue, un système de localisation, comprend le plus souvent, en plus des modules à positionner, un jeu d’au moins cinq balises. Ces balises sont particularisées en ce que leur position est connue. De plus elles sont le plus souvent fixes. Dans une telle configuration de système, les balises maîtrisent les transmissions : une balise émet à l’attention d’un module, le module répond en réémettant à l’attention de la balise. La mesure du temps de transmission, par mesure différentielle de la date d’émission relativement à la date de réception, permet de déterminer la distance entre la balise et le module. La transmission sans fil est réalisée en suivant un protocole synchrone, consistant à diviser chaque période de temps en N créneaux de transmission. Un créneau unique est alloué à chaque émetteur. Ainsi un émetteur est seul à émettre dans son créneau. Afin que chaque module émette bien dans son créneau, une synchronisation entre les émetteurs est nécessaire. Les balises étant fixes peuvent être avantageusement câblées, par communication filaire, entre elles et éventuellement avec un serveur central. Ceci permet de synchroniser les balises sur une même horloge commune. Il n’est pas nécessaire de synchroniser les modules qui sont alors des transpondeurs qui répondent en se calant temporellement sur la trame reçue de la balise. Dans cette configuration, les balises rapatrient les dates d’émission et de réception des trames vers le serveur qui réalise les calculs des distances entre balises et modules. L’invention propose un nouveau paradigme, afin d’offrir une plus grande souplesse de mise en œuvre : tous les modules sont identiques, il n‘y a pas de balise et au moins pas de rôle, balise ou module, prédéterminé. Tous les modules peuvent être mobiles et aucun réseau filaire n’est présent. De manière connue, pour déterminer une distance Di,j entre un module/balise M1 et un module M2, il convient d’échanger au moins trois trames entre M1 et M2 : une première trame émise par M1 et reçue par M2, une deuxième trame émise par M2 et reçue par M1 et enfin une troisième trame émise par M1 et reçue par M2. A l’issue, le module M1 dispose de tous les paramètres pour calculer la distance D1,2. Selon l’art antérieur, les distances Di,j sont calculées l’une après l’autre, les trois trames se succédant. Après les trois trames M1->M2, M2->M1 et M1->M2, permettant de déterminer les paramètres de calcul de la distance D1,2, il est entrepris de calculer une autre distance, par exemple entre M1 et M3 : une première trame émise par M1 et reçue par M3, une deuxième trame émise par M3 et reçue par M1 et enfin une troisième trame émise par M1 et reçue par M3. A l’issue, le module M1 dispose de tous les paramètres pour calculer la distance D1,3. Un tel ordonnancement des trames, permet, avec une durée d’émission Te = 1 ms, le calcul d’une distance nécessitant 3 trames, en 3 ms. Il est possible de calculer 333 distances en 1 s. Aussi, pour un groupe de N = 10 modules, chaque distance est calculée environ 7 fois par seconde. L’invention propose d’employer un autre ordonnancement des trames, permettant d’augmenter nettement le nombre de distances calculées. Une approche, de synchronisation temporelle des modules entre eux, via le canal de transmission sans fil, est proposée. 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 : montre un schéma d’un système, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique d’un exemple de fonctionnement avec 5 modules, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée, montre un synoptique, illustrant le cas d’un module maître passant hors de portée. Système (1) de localisation relative d’une pluralité de mobiles, comprenant un module (Mi) associé à chaque mobile, chaque module (Mi) comprenant un émetteur/récepteur (ERi) afin d’être apte à communiquer avec les autres modules (Mj), selon un premier canal (C1) sans fil, suivant un protocole synchrone divisant chaque période (Pk) en N créneaux (Si) de transmission, un créneau (Si) unique étant alloué à chaque module (Mi), caractérisé en ce qu e tous les modules (Mi) sont identiques, en ce que chaque module (Mi) est configuré pour émettre à chaque période (Pk), dans son créneau (Si), une trame module (Ri) contenant le créneau (Si) du module (Mi), la période (Pk) courante et une durée de désynchronisation (TSi) du module (Mi), pour recevoir, à chaque période (Pk), dans chaque autre créneau (Sj), une trame module (Rj) éventuellement émise par un autre module (Mj) et pour déterminer une date de réception (Tj,i,k) de chaque trame module (Rj) reçue, en ce que toutes les émissions s’effectuent en mode diffusion, un module (Mi) émettant et tous les autres modules (Mj) recevant, et en ce que les dates de réception (Tj,i,k) sont utilisées pour déterminer, par calcul de temps de vol, les distances (Di,j) entre modules (Mi) deux à deux. Système (1) selon la revendication précédente, où un module (Mi) est encore configuré pour se synchroniser temporellement sur tout autre module (Mj) dont il reçoit une durée de désynchronisation (TSj) plus faible que la sienne (TSi). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un des modules (Mi) est choisi pour être maître (Mm), et est alors configuré pour transmettre dans sa trame module (Rm) une durée de désynchronisation (TSm) égale à 0. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le premier canal (C1) est hertzien et utilise une technique de modulation ultra large bande. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où le nombre N de créneaux, déterminant un nombre N maximum de modules (Mi) / mobiles, est fixe et est préférentiellement égal à 50, encore préférentiellement égal à 100. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant encore un serveur (V) apte à communiquer avec chacun des modules (Mi), selon un deuxième canal (C2) sans fil, ledit serveur (V) étant configuré pour allouer à chaque module (Mi) un créneau (Si) et pour choisir un maître (Mm). Système (1) selon la revendication précédente, où un module (Mi) est apte à être allumé ou éteint à distance, préférentiellement par le serveur (V) et où une trame serveur (Qi) d’allumage, envoyée par le serveur (V) à un module (Mi) pour l’allumer, comprend le créneau alloué (Si), le nombre total de créneaux N et le créneau (Sm) du maître. Système (1) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, où le serveur (V) est configuré pour déterminer les distances (Di,j), chaque module (Mi) étant encore configuré pour transmettre périodiquement au serveur (V), via le deuxième canal (C2), une trame serveur (Qi) comprenant toutes les dates de réception (Tj,i,k) de trames module (Rj) reçues depuis la dernière trame serveur (Qi), toutes les identifications des modules (Mj) correspondants et toutes les dates d’émission (T’i) de trames module (Ri) émises depuis la dernière trame serveur (Qi). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un module (Mi) est encore configuré pour déterminer des distances (Di,j), et où une trame module (Ri) contient encore la date d’émission (T’i) de la trame module (Ri). Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un module (Mi) est encore configuré pour, au-delà d’une certaine valeur de sa durée de désynchronisation (TSi), préférentiellement égale à la durée d’un cycle, N * Te, avec Te la durée d’un créneau (Si), devenir maître secondaire et remplacer, dans la trame module (Ri) qu’il émet, sa durée de désynchronisation (TSi) par une durée de désynchronisation réduite (T’Si), préférentiellement égale à son créneau (Si) décrémenté de 1 multiplié par la durée Te d’un créneau, jusqu’à ce qu’il reçoive à nouveau une trame module (Rj) lui permettant de se synchroniser. Système (1) selon l’une quelconque des revendications 6 à 10, où un module (Mm) maître est encore configuré pour redevenir esclave, lorsqu’il n’a pas reçu de trame module (Ri) depuis plus d’une certaine durée, préférentiellement égale à 1000 ms, lorsqu’il n’a pas reçu de trame serveur (Qi) du serveur (V) depuis plus d’une certaine durée, préférentiellement égale à 1500 ms ou lorsqu’il reçoit du serveur (V) une trame serveur (Qi) définissant un autre maître. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un module (Mi) est encore configuré pour se réinitialiser, arrêter d’émettre et passer en réception uniquement, lorsque sa durée de désynchronisation (TSi) dépasse une certaine valeur, préférentiellement égale à 2000 ms, jusqu’à ce qu’il reçoive à nouveau une trame module (Mj) lui permettant de se synchroniser. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un module (Mi) est encore configuré pour automatiquement devenir maître lorsque le créneau (Si) qui lui est alloué est le plus petit. Système (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un module (Mi) est encore configuré pour se voir automatiquement allouer un créneau (Si) correspondant à son ordre de mise sous tension.