FR 2891048 A1 20070323 FR 0507975 A 20050726 La présente invention concerne un bâton de localisation avec GPS: dispositif de navigation portable autonome associant information de position (GPS), de direction (boussole électronique), bases de données embarquées et logiciel dédié destiné à des visites déambulatoires et de redécouverte des milieux naturels ou urbains. 1) Titre et description du dispositif: Bâton de localisation avec GPS pour visite orientée et redécouverte des milieux naturels ou urbains dit " Bâton pour se perdre". Le bâton numérique a été conçu comme service de redécouverte des milieux naturels ou urbains à travers une nouvelle manière d'explorer et de s'orienter dans ces milieux.. Le bâton d'orientation numérique qui intègre un module GPS et une boussole électronique apporte au promeneur une connaissance en temps réel de son environnement proche. L'information proche liée aux frontières naturelles (forêts denses, cours d'eau, promontoires, etc.) ou à des stimuli naturels (présence d'espèces rares, passages migratoires, faune, flore, géologie), pointée par le bâton, apparaît à l'écran sous forme de pictogrammes et d'indices. Ainsi, à travers une relecture de l'environnement basée sur une approche sensible et exploratoire de la nature, le bâton numérique propose une alternative aux formules de sentiers balisés. Le bâton permet également d'être guidé vers un point précis (point de départ, refuge...) et d'envoyer un signal de détresse. Par la sécurité qu'il procure, il donne la liberté et le plaisir de se perdre. C'est un des buts de l'invention de fournir un outil de petite taille, léger et résistant, qui puisse se glisser dans une poche ou dans un sac (à dos ou à main). Il se compose de 3 parties: une zone de prise en main, un écran à cristaux liquides, une antenne (réception du signal GPS). Le projet s'adresse aussi bien aux particuliers qu'aux groupes (écoles, classes vertes, initiatives environnement). 2) Une interface déambulatoire: La présente invention a pour objectifs secondaires de: - Créer des étapes dans la déambulation: objets à trouver. Scander la marche, la rythmer. Favoriser une appropriation du lieu par une démarche active (le dispositif doit être suffisamment ouvert pour que son usage soit créatif et non simplement instrumental). - Créer des rencontres: signaler la proximité d'autres porteurs de bâton voire proposer les fonctionnalités d'un " outil de communication simplifié " 2891048 2 traquer les informations. Le bâton agit comme une sort d'amplificateur de la sensibilité du promeneur: sans les voir, les sentir ou les entendre, il peut connaître la présence de certaines choses. Ainsi cette interface fait appel aux sens du promeneur. Le dispositif n'est pas un écran entre le promeneur et son environnement. Avec le bâton, chacun construit son parcours - en déambulant et en s'orientant de temps en temps vers un élément signalé par le bâton ou - en se fixant un règle de parcours, par exemple se guider en fonction des types d'objets (exemple parcours architectural) ou des sensations dans ce cas la promenade s'apparente à une sorte de jeu de piste. 3) Descriptif de l'élément: Le dispositif intègre les éléments suivants: Une mémoire de données cartographiques et biologiques conçue pour stocker les informations de la base de données. La base de données cartographique et biologique doit être préalablement conçue pour stocker les informations de cartographie et/ou des scénarios spécifiques puis transférée d'un ordinateur vers le module mémoire intégré au bâton. - Un récepteur GPS (information de position: Longitude, Latitude du promeneur permettant d'acquérir des informations de position en cours à partir du satellite GPS couplée à une boussole électronique (indication de la direction pointée par le bâton) . - Un bloc d'affichage. A chacune des informations spécifiques est attribué un texte et/ou un ou plusieurs dessins, pictogrammes. - Une unité centrale servant au calcul de l'information d'affichage. - Un dispositif de reproduction et de diffusion sonore - Un module d'alimentation rechargeable et étanche avec mise en place d'une protection sur les connecteurs. - Un dispositif de mise sous tension - Un dispositif de commande (du type touche de défilement, molette tactile) étanche correspondant à des utilisations en milieux ouverts (pouvant être soumis à la pluie, grêle, vent). 4) Descriptifs et choix techniques: Le bâton dispose de tous les éléments nécessaires pour se "perdre". Le GPS intégré, permet une localisation du porteur du bâton. Cette localisation permet de diffuser des informations de tous types (visuelles et sonores), sur des emplacements disposés (BDD interne actualisable) à différentes distances du porteur. Il peut ainsi "voir" ce qu'il y à autour de lui en modifiant la précision de "vision":le zoom 5) Eléments standards constituant le bâton: La déclinaison des éléments technique interne est diviser en deux modèles: standard et complet Tab/eau des fonctionnalités Eléments techniques En standard En option Microcontrôleur RISC 16 Mhz intégré, re-programmable (boot-loader) pour mises à jours et options supplémentairement souscrites, 128 KO de flash, 4k ram et 4k EEPROM (configurations) Mémoire externe en format SD SD 256 Mo Au choix du porteur GPS 12 canaux 16 canaux Afficheur NB 102x80 avec Back light couleur Son numérique mono en sortie sur mini HP Interface de saisie: mini joystick avec 4 touches de fonctions (diffusions du son, fonction GOTO, et zoom±) et deux touches pour régler le volume. Rendez-vous radio (interface de communication inter bâton en 433 ou 866 Mhz) Interface de communication USB (USB COM) pour remise à jours logiciel, téléchargement de base de donnée, bus NMEA 1803 (pour transformer le bâton en GPS standard connectable) Piles AA ou Accus lithium ion (recharge sur port USB ou transfos externe) LED blanche pour lampe de poche embarquées Boussole Altimètre/baromètre Inclinomètre Température/hydrométrie Le terminal portable possède une première coque de protection cylindrique extérieure réalisée en plastique renforcé, avantageusement en polycarbonate transparent sans que cette indication ait cependant, quelque caractère limitatif que ce soit (1) et d'épaisseur suffisante pour ne pas se briser en cas de chute. La deuxième coque intérieure réalisée en matière plastique (2) pour ne pas créer de risques d'interférences de signaux permet de loger les différents composants électroniques. Le tube aura des dimensions de l'ordre de 22cm pour la longueur et de 3cm de diamètre intérieur. Le bloc d'affichage est placé en profondeur par rapport à la surface du tube, il occupe ainsi la plus large partie de celle-ci. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en coupe le dispositif de l'invention. La figure 3 représente un schéma des composants. 6) Principe de fonctionnement: Selon l'invention, le dispositif permet de détecter des éléments non sur l'emplacement même de l'usager mais sur l'emplacement visé par le terminal. Au fur et à mesure de la ballade, le sujet oriente le bâton dans la direction dans laquelle il souhaite obtenir des informations. Sur l'écran s'affichent alors diverses données (par exemple: information de localisation, détection de messages de recommandations, accès à une information succincte, identification d'un élément naturel). Elles apparaissent sous forme de pictogrammes et de textes courts. Ces informations rendent compte de I 'environnement situé dans la direction du bâton sur une distance allant de quelques mètres jusqu'à plusieurs kilomètres. Le dispositif permet donc une interrogation à distance de son environnement proche. 6)1 Dispositif portable associant information de position (GPS), de direction (boussole électronique) et base de donnée: L'affichage n'est possible que grâce à l'action combinée du GPS, de la boussole électronique et des bases de données intégrées au bâton. C'est un des buts de l'invention de proposer une interface dont l'objectif est de fournir une information précise, succincte et discrète sous forme de textes, de pictogrammes ou sous forme sonore sans que cela ne gène l'équilibre naturel. Un haut parleur permet de diffuser des applications sonores spécifiques. 6)2 La base de donnée cartographique et biologique: Construite à partir des éléments répertoriés sur le site: informations susceptibles d'intéresser le public: faune, flore, géologie, par exemple. Une fois ces données répertoriée, à chaque point de la carte correspond alors une information spécifique. A chacune de ces informations spécifiques est attribué un pictogramme qui sera affiché à l'écran au moment de l'entrée sur la zone. Exemple du type d'information accessible dans la base de données: aBiodiversité (Passé des roches, faune, flore) : La découverte et la protection de la biodiversité est un enjeu environnemental important. A partir du travail de suivi et de recensement méthodique des espèces et essences habitant le site, il sera possible de fournir au promeneur une information claire, succincte et actualisée. Richesse végétale: - variétés et propriétés des essences végétales répertoriées (arbres remarquables, espèces rares, ...) - critères de sélection de ces essences (croissance rapide, espèces fruitières, nourricières pour la faune, tactiques de séduction, communication animale, ...) ^ Richesse faunique: - relevé périodique d'indices directs ou indirects de la présence d'animaux, notamment de rongeurs, d'insectes, d'oiseaux. - méthode de suivi de la faune (observation de visu, pièges, analyses des empreintes, ...) - reconquête de certaines espèces animales (le loup dans le parc du Mercantour). ^ Evénements marquants: tempêtes, sécheresse, Informations reliées à des notions d'écosystèmes, de biotopes. b- Cartographie: - frontières géographiques (forêt denses, cours d'eau, observatoire, ...), - point de vue particulier (micro paysages, panorama,. .) - refuges. 6)3 Affichage: 6.3.1 Affichage des pictogrammes: La position et la direction du promeneur étant déterminée, on connait alors grâce à la base de données les lieux remarquables situés face au promeneur. On affiche alors les pictogrammes correspondants à ces lieux. Lorsque l' on dirige le bâton dans une autre direction les pictogrammes alors affichés doivent défiler pour laisser la place aux nouveaux. Ce défilement doit se faire de manière continue par translation: 6.3.2 Retour guidé : Le bâton indique l'itinéraire vers un point déterminé (le camp de base, refuge) et permet d'assurer le retour. En effet, le plaisir de se perdre tient au fait que l'on est sécurisé par le bâton. Par exemple, un voyant pourrait clignoter tant que le promeneur est sur la bonne voie. Ceci nécessite un module GPS avec calcul d'itinéraire. 6.3.3 Détection de messages invisibles: Informations liée à un lieu spécifique. Le bâton permet de laisser et de relever des messages invisibles. Il constitue le moyen exclusif de détection de ces messages. Ceci permet notamment de délivrer ou de recevoir des organisateurs un commentaire par exemple sur un panorama, de signaler un point de vue particulier. Ces messages sont écrits ou sonores. 7) Autres fonctions: - Signal de détresse: Le bâton intègre un système permettant d'émettre un signal de détresse dans le cas où le promeneur serait égaré. - Repérer des éléments mouvants: Le bâton permet également de localiser des spectacles lors de festivals, par exemple une fanfare ou un spectacle de théâtre de rue. - Retrouver son parcours sur internet Le visiteur peut visualiser son parcours sur internet après sa promenade: c'est un retour sur l'expérience vécue qui permet d'avoir des informations complémentaires. - Reconnaissance sonore L'utilisateur peut accéder à une base de donnée de sons d'oiseaux, il peut ainsi écouter différents chants d'oiseaux émis par l'intermédiaire du haut parleur situé dans le bâton et par la suite essayer d'identifier ceux se trouvant dans son périmètre. C'est une invitation à une découverte de son environnement sonore in situ. - Reconnaissance des étoiles En enregistrant des informations concernant les étoiles au lieu des " éléments remarquables " du Parc, le bâton peut indiquer le nom des étoiles pointées. 8) Utilisation du bâton: Bâton V1.1 27/06/05 GPS: Présent Mem. : 256 Mo Zone marécageuse, grande population d'échassiers... Bâton V1.1 27/06/05 GPS: OK Satellite en vue: 7 Position GPS fiable Mise sous tension Calage du GPS Localisation si un élément localisé disponible SO GO 7+ Z- Si pression sur le bouton son: diffusion du son associer s'il existe Si pression sur le joystick a droite, diffusion des informations sous forme de liste Si pression sur zoom + ou - : changement de la bulle de vision entre 5 et 50 mètres entre 50 et 100 mètres entre 100 et 500 mètres entre 500 et 1000 mètres Au-delà de 1000 mètres Principe de la bulle de vision Le bâton, position GPS fiable à 1(1(1 à 500 mètres 5O(1 à 1000 mètres Localisation si plusieurs éléments localisés disponibles /one marccageuse Colline du grand... Ravin de la... 4n Go 7,- On déplace la sélection avec les positions haut et bas du joystick et on sélectionne l'élément avec la position droite. En location à tout moment, une pression sur la touche GOTO, indique la direction à suivre pour aller vers l'élément afficher et sélectionné. Le cap à suivre est alors affiché pendant quelques secondes, puis l'affichage retourne en localisation. A tous moments une pression sur le bouton du joystick, permet d'entrer dans le menu de setup du bâton: Plusieurs options sont proposées Son on/off: Activation du son (il est utile de couper le son en cas d'observation rapprochée!) Nouvelle coordonnée: Permet d'entre un point caractéristique qui correspond à l'intérêt du porteur. Il sélectionne alors un mot dans une liste préétablie (voir logiciel sur ordinateur), après validation une nouvelle entrée est créer avec la position GPS correspondante. AFF date et Heure: La date et l'heure sont affichée pendant quelques secondes. 9) Structure de la base de données La base de donnée est constituée de fiches qui contiennent chacune des informations essentielles. Elle peut être facilement mise en place sur un serveur PHP MYSQL, ce qui permet des remises à jours sur le WEB. 1) La position GPS précise ou une plage: 5221.160N 00710.361E -5225.160N 00720.361E 2) Libelle du lieu Piton de la Fournaise 3) Informations locales texte descriptif 4) Ecologie texte descriptif 5) Biologie texte descriptif 6) Culture texte descriptif 7) Calendrier de manifestation Liste d'événements avec la date et le lieu 8) Icône associer C'est un numéro interne au bâton (oiseaux, paysage, ...) 9) Fichier son associé à cette entrée 10) Le logiciel dédier liée au bâton Ce logiciel doit être développer au moins pour mac os 9 et OS 10 et PC DIRECTOR de Macromedia. Ce logiciel fourni gratuitement avec le bâton, permet toutes sortes de dialogue entre la base de donnée sur Internet et le bâton. Que fait i/ ? Ce logiciel est Multi-Utilisateur, c'est à dire qu'il est possible de créer des profils et ensuite de personnaliser son bâton. Il permet de: Sélectionner le type d'informations que l'on désire avoir sur le bâton, (liste avec case à cocher) Télécharger des données de localisation sur le bâton en liaison avec la base de données, Télécharger les options et listes de points personnels (voir plus loin), de récupérer les données personnelles sur le bâton (voir Nouvelle coordonnée), mettre à jours le logiciel embarqué du bâton, Saisir directement des infos personnelles de localisation (position GPS, etc. ... voir Structure de la base de données) Les données personnelles de plusieurs utilisateurs: Nom prénom, adresse, code et pseudo (plusieurs utilisateur peuvent utiliser un bâton avec leurs données personnelles) Le nom du "réseau" pour les communications radio entre bâtons Faire du nettoyage sur la carte mémoire du bâton REVENDICATIONS: 1) Dispositif de navigation portable autonome associant information de position (GPS), de direction (boussole électronique, base de donnée cartographique et biologique embarquée et logiciel dédié destiné à des visites déambulatoires et de redécouverte des milieux naturels ou urbains. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif permet de détecter des éléments non sur l'emplacement même de l'usager mais sur l'emplacement visé par le terminal. Au fur et à mesure de la ballade, le sujet oriente le bâton dans la direction dans laquelle il souhaite obtenir des informations. Sur l'écran s'affichent alors diverses données (par exemple: information de localisation, détection de messages de recommandations laissés par le parc, accès à une information succincte, identification d'un élément naturel). Les informations apparaissent sous forme de pictogrammes et de textes courts.. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un mode d'affichage "en profondeur" : L'affichage à l'écran est découpé en 3 zones correspondant à 3 distances qui rendant compte de I 'environnement situé dans la direction du bâton. Ces distances peuvent être comprise entre quelques mètres et plusieurs kilomètres suivant la quantité d'information située dans le périmêtre du promeneur. Le dispositif permet donc une interrogation à distance de son environnement proche. La figure 2 illustre ce principe. 5) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que l'usage premier n'est pas l'utilisation du son, à contrario des audio guides traditionnels, mais dont l'objectif est de fournir une information précise, succincte et discrète sous forme de textes et de pictogrammes qui ne mette pas en danger les équilibres de la vie sauvage. Toutefois, un haut parleur permet de diffuser des applications sonores spécifiques du type :reconnaissance d'oiseaux à partir de leur chants. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est suffisamment compact et léger et résistant pour pouvoir se glisser dans une poche ou dans un sac (à dos ou à main) et être en adéquation avec des utilisations multiples (tout terrains, urbaines) : Coque de protection cylindrique extérieure réalisée en plastique renforcé, avantageusement en polycarbonate transparent sans que cette indication ait cependant, quelque caractère limitatif que ce soit (1) et d'épaisseur suffisante pour ne pas se briser en cas de chute. La deuxième coque intérieure est réalisée en matière plastique (2) pour ne pas créer de risques d'interférences de signaux permet de loger les différents composants électroniques.