INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le bloc de traitement 20 comprend une unité de filtrage spatial 30 dotée d’un banc de convertisseurs analogique-numérique 31, 32, 33, 34 configurés pour réaliser un échantillonnage synchrone des signaux issus des différentes voies de réception analogique. L’unité de filtrage spatial 30 comprend en outre un module de traitement spatial 35 en charge de translater numériquement les échantillons issus des convertisseurs analogique-numérique 31, 32, 33, 34 vers la bande de base, de calculer et d’appliquer des pondérations en phase et en amplitude aux signaux issus des différents éléments antennaires, de sommer ces signaux pour former un signal unique et de translater numériquement le signal unique de la bande de base vers le domaine radiofréquence. Le signal unique ainsi translaté est fourni à un convertisseur numérique-analogique 36.
Le bloc de traitement 20 comprend par ailleurs, en aval du convertisseur numérique-analogique 36, une unité de réception radio monovoie 40 en charge de traiter le signal unique délivré par l’unité de filtrage spatial 30. Prenant l’exemple d’un récepteur d’un système GNSS, le module de traitement spatial 35 de l’unité de filtrage spatial 30 est plus particulièrement configuré pour mettre en œuvre un traitement antibrouillage et délivrer un signal unique expurgé de signaux de brouillage. L’unité de réception radio monovoie 40 forme quant à elle un récepteur GNSS conventionnel en charge de calculer des données de navigation.
L’invention porte sur un procédé, par exemple mis en œuvre par le module de traitement spatial 35, de calibrage du récepteur 1 visant à compenser les écarts de phase affectant ses voies de réception analogiques. Selon ce procédé, l’une des voies de réception analogiques constitue une voie de référence et le procédé comprend la détermination et la correction, pour chaque voie de réception analogique autre que la voie de référence, d’un décalage de phase avec la voie de référence.
Les différents paramètres d’émission d’un signal radio constitutifs d’un jeu de paramètres d’émission appartiennent au groupe comprenant entre autres : - une fréquence porteuse du signal radio,
- une amplitude du signal radio, - une phase du signal radio, - une polarisation du signal radio, - une puissance d’émission du signal radio, - un codage à appliquer au signal radio préalablement à son émission, - une périodicité du signal radio, - un instant d’émission du signal radio, - une durée d’émission du signal radio.
Une telle liste de paramètres d’émission n’est pas exhaustive. Un jeux de paramètres d’émission de signaux radio peut comprendre l’ensemble ou seulement une partie des paramètres listés ci-dessus.
Lorsque deux orientations sont proches, e.g. nord et nord-ouest, les deux sous-ensembles correspondant respectivement à l’une et l’autre peuvent présenter des jeux de paramètres d’émission commun. Les radars dont les lignes de visées pointent dans ces deux directions courent, en effet, peu de risque d’être impactés l’un par l’autre.
Enfin, dans un dernier exemple le procédé comprend, préalablement à l’étape de sélection, une étape de réception d’informations de synchronisation des radars entre eux, ledit jeu de paramètres d’émission du signal radio étant alors sélectionné en fonction de l’orientation de la ligne de visée du radar déterminée et des informations de synchronisation reçues.
La prise en compte des informations de synchronisation permet de jouer sur les instants d’émission des signaux radio parts les radars. Cela permet de réduire le nombre de jeux de paramètres d’émission de signaux radio proposé car il suffit simplement de jouer sur la valeur de l’instant d’émission du signal radio pour réduire les interférences.
L’invention a également pour objet un dispositif capable d’émettre un signal radio par un radar embarqué au sein d’un véhicule comprenant au moins un processeur configuré pour : - déterminer une orientation d’une ligne de visée du radar, une pluralité de jeux de paramètres d’émission d’un signal radio étant associé à une pluralité correspondante d’orientations d’une ligne de visée du radar, le processeur est en outre configuré pour : - sélectionner, parmi la pluralité de jeux de paramètres d’émission de signaux radio, le jeu de paramètres d’émission d’un signal radio correspondant à ladite orientation de la ligne de visée du radar déterminée, - émettre le signal radio conformément au jeu de paramètres d’émission sélectionné..
L’invention concerne encore un radar comprenant au moins un dispositif capable d’émettre un signal radio par un radar embarqué au sein d’un véhicule tel que celui décrit ci-dessus.
: cette figure représente une première situation dans laquelle un radar embarqué au sein d’un véhicule courant peut être impacté par des interférences générées par un ou plusieurs radars embarqués dans d’autres véhicules ;
: cette figure représente une deuxième situation dans laquelle un radar embarqué au sein d’un véhicule courant peut être impacté par des interférences générées par un ou plusieurs radars embarqués dans d’autres véhicule ;
La détermination, pour chaque voie de réception analogique autre que la voie de référence, d’un décalage de phase avec la voie de référence s’opère plus précisément de la manière suivante.
En référence à la figure 2, le procédé comprend tout d’abord une étape E1 de calcul d’une matrice de covariance observée représentative de la covariance entre des paires de séries (ou de vecteurs) d’échantillons, collectés en parallèle sur chacune des voies de réception analogique au cours d’une période de temps, d’un ou plusieurs signaux radio de référence incidents sur l’antenne multi-éléments. Cette covariance est également appelée intercorrélation ou corrélation croisée.
Pour ce faire, les différentes voies de réception analogiques sont échantillonnées de manière synchrone, par exemple à une cadence de 40,96 méga échantillons par seconde. Les différents flux d’échantillons résultant sont juxtaposés et découpés temporellement (par exemple sur des périodes de temps couvrant 25 µs) en segments matriciels contigus (où désigne une période de temps et où exprime le fait que les échantillons collectés sont empreints d’erreurs causées par les défauts de calibration des voies de réception analogiques).
Un segment matriciel regroupe ainsi des séries d’échantillons, collectés en parallèle sur chaque voie de la pluralité de voies de réception analogiques au cours d’une période de temps, d’un ou plusieurs signaux radio de référence incidents sur l’antenne multi-éléments. Ce segment matriciel peut correspondre à une matrice rectangulaire de dimensions (1024 échantillons dans l’exemple) (le nombre de voies, , ce nombre étant pris égal à quatre dans ce qui suit).
La matrice de covariance observée peut être calculée pour chaque selon , où désigne l’opération réalisant la transposée-conjuguée d’une matrice donnée.
Les défauts de calibration affectant les voies de réception analogique peuvent être modélisés selon , avec , , un coefficient complexe traduisant le défaut de calibration affectant la voie ( et sont des variables traduisant respectivement les écarts d’amplitude et de phase, par exemple des variables aléatoires gaussiennes centrées).
Ces défauts de calibration affectent les échantillons du segment matriciel selon . Dans le cadre de l’invention, l’écart d’amplitude est négligé ce qui s’avère notamment possible dans l’exemple de mise en œuvre de l’invention par une unité de filtrage spatial pour traitement antibrouillage au sein d’un récepteur GNSS où cet écart contribue peu à la dégradation des performances de l’unité de filtrage spatial. En conséquence de quoi, dans la suite, est assimilé à .
L’erreur de calibration est supposée constante sur une durée assez longue (plusieurs secondes). La matrice de covariance observée incorpore une information relative aux décalages de phase. En effet, en négligeant la contribution du bruit du récepteur (car le rapport signal sur bruit est supposé élevé), cette matrice peut s’exprimer selon :
La matrice de covariance étant hermitienne, et .
Si la matrice ne permet pas d’estimer directement les décalages de phase, elle permet néanmoins d’exprimer des décalages de phase relatifs entre la voie 1 faisant ici office de voie de référence et chacune des autres voies 2, 3 et 4.
En référence toujours à la figure 2, le procédé comprend une étape E2 d’obtention d’une estimée d’une matrice de covariance de référence , la matrice de covariance de référence étant représentative de la covariance entre des paires de séries d’échantillons dudit ou desdits signaux radio incidents qui seraient collectés en parallèle sur chaque voie de la pluralité de voies de réception analogiques au cours de la période de temps en l’absence de décalage de phase entre les voies de réception analogiques.
La matrice de covariance de référence s’exprime ainsi selon :
, où le segment matriciel est constitué d’échantillons collectés qui sont ici dépourvus d’erreurs de calibration.
L’estimée de la matrice de covariance de référence s’exprime quant à elle selon .
Le procédé comprend ensuite une étape E3 de calcul d’une matrice produit , résultant du produit matriciel terme à terme de la matrice de covariance observée avec l’estimée de la matrice de covariance de référence. Ce produit terme à terme (également appelé produit matriciel de Hadamard) s’exprime selon .
En théorie, la présente invention peut fonctionner avec n'importe quel type de transmetteur sans fil (radiofréquence, infrarouge ...) entre le robot et le contrôleur de la surface matricielle. Mais il faut dans ce cas que le TOF de ces derniers soit constant et connu. Dans ce cas, un avantage de la présente invention est de pouvoir fonctionner uniquement avec le temps propre de l'application, et de s’affranchir ainsi d’une étape de détermination des horodatages dans le temps propre du robot (dans le cas où le TOF n’est pas constant)
Selon un mode de réalisation de l’invention, ladite méthode comprend les étapes suivantes :
- génération et propagation par ladite application graphique d’une tranche unitaire lumineuse par modification de l’état des actionneurs lumineux ;
- mémorisation à chaque instant, par l’application graphique, de l’état courant de chaque actionneur lumineux de la tranche unitaire lumineuse ainsi que d’un horodatage (T1) associé ;
- à réception par ladite application graphique de ladite information indiquant le capteur qui a détecté ladite tranche unitaire lumineuse, déduction par l’application graphique d’un horodatage exact (T’1) de la détection de la tranche unitaire lumineuse par le capteur par soustraction audit horodatage (T1) de ladite durée de temps de vol d’un paquet (TOF) ;
En outre, la présente méthode comprend une étape de synchronisation des bases de temps propres à l’application et aux dispositifs mécatroniques. En effet, pour des technologies sans fil de type Bluetooth ou WI-FI®, l’invention propose de synchroniser les bases de temps des dispositif mécatroniques et de la surface lumineux, via par exemple mais non exclusivement, des flashs lumineux de lumière. Une telle synchronisation permet d’obtenir une méthode robuste insensible aux variations de durée de temps de vol d’un paquet comme discuté plus en détail ci-après dans la description.
La présente invention concerne également un dispositif de positionnement de dispositifs mécatroniques mobiles sur une surface matricielle, chaque dispositif mécatronique comprenant au moins un capteur situé en regard de ladite surface matricielle et un au moins un transmetteur sans fil dont la durée de temps de vol d’une paquet (TOF) est connue, ladite surface matricielle comprenant une pluralité d’actionneurs lumineux pilotés par un contrôleur muni d’au moins un transmetteur sans fil capable de communiquer avec lesdits dispositifs mécatroniques durant l’exécution, par ladite surface matricielle, d’une application graphique, Plus précisément, le dispositif de positionnement comprend :
Des applications de la réflectométrie sont par exemple décrites - dans US5609059, pour évaluer le niveau de liquide dans un réservoir, - JPH11264706A, pour évaluer l’épaisseur résiduelle d’un revêtement réfractaire, - WO2019210389A1, pour contrôler l’état de constructions en béton, ou - US9970969B1 pour détecter des variations d’humidité du sol.
Ces solutions de l’art antérieur sont bien adaptées à la détection d’un défaut franc, par exemple d’une rupture du guide d’ondes, mais pas au suivi d’une propriété d’un environnement en de nombreux points.
Par ailleurs, l’analyse du signal réfléchi est gênée par la présence de bruit, l’objectif étant de comparer le signal réfléchi avec le signal émis.
Enfin, ces solutions sont souvent intrusives et peuvent affaiblir la structure dans laquelle le guide d’ondes est disposé.
Application L’invention est destinée au suivi d’une propriété d’un environnement.
Environnement L’invention n’est pas limitée au suivi d’un environnement particulier.
L’utilisation d’un guide d’ondes électromagnétiques permet avantageusement un suivi d’un environnement à une température élevée, par exemple à plus de 100°C, plus de 125°C, plus de 200°C ou plus de 300°C. Un guide d’ondes en métal gainé d’une gaine en polymère permet par exemple un suivi dans un environnement jusqu’à 300°C.
Dans un mode de réalisation, l’environnement est défini, partiellement ou totalement, par la matière d’une pièce cible ou d’un assemblage de pièces cibles.
L’environnement à surveiller peut être constitué de la pièce cible ou dudit assemblage si la partie de mesure est logée à l’intérieur de la pièce cible ou dudit assemblage. Sinon, il peut également comporter une autre pièce ou un environnement gazeux, par exemple de l’air ambiant. De préférence, le guide d’ondes est disposé de manière que la variation d’impédance générée par les discontinuités résulte principalement, voire sensiblement exclusivement d’une modification de la propriété dans la partie de la pièce cible en contact avec le guide d’ondes.
Dans un mode de réalisation, l’environnement est délimité par une enveloppe virtuelle qui s’étend à moins de 100 cm, moins de 50 cm, moins de 30 cm, moins de 20 cm, moins de 10 cm ou moins de 5 cm du guide d’ondes.
Sur la , l’environnement du guide d’ondes 12 est constitué de la pièce cible 22 et d’air environnant.
Propriété La propriété mesurée est de préférence choisie parmi la température, l’humidité, la composition chimique, et la pression de l’environnement.
En particulier, la propriété peut être relative à l’état physique de la pièce cible, par exemple relatif à la présence d’un endommagement structurel, par exemple d’un écaillage, d’une fissure interne, ou d’un changement d’une phase du matériau constituant la pièce cible ou d’un assemblage comprenant plusieurs pièces cibles, par exemple dû à une infiltration ou à une attaque corrosive.
L’environnement peut être solide, liquide ou gazeux.
Dispositif de suivi Guide d’ondes électromagnétiques Le guide d’ondes 12 ( ) présente la forme d’une ligne de transmission, par exemple la forme générale d’une bande ou d’un câble, qui s’étend depuis une extrémité d’entrée 12e jusqu’à une extrémité de sortie 12s. Elle comporte : - une partie de mesure 14, qui comporte les discontinuités utilisées pour la mesure, c'est-à-dire dans l’environnement dont on cherche à suivre une propriété, et - une partie de transmission 16, qui est utilisée pour connecter la partie de mesure 14 à un interrogateur 18.
La longueur du guide d’ondes, et de préférence de la partie de mesure, est de préférence supérieure à 1 m, de préférence supérieure à 2 m, de préférence supérieure à 5 m, de préférence supérieure à 10 m, supérieure à 15 m, supérieure à 20 m, et/ou inférieure à 200 m, voire inférieure à 100 m, de préférence inférieure à 50 m.
Les différents étapes d’un procédé d’émission d’un signal radio mis en œuvre par un radar embarqué au sein d’un véhicule conforme à au moins un mode de réalisation d’une telle solution sont décrites en référence à la . A titre d’exemple dans la description qui suit, le procédé d’émission est mis en œuvre par le radar R 1 . Bien entendu, les radar R 2 et R 3 peuvent également mettre ce procédé d’émission en œuvre à leur niveau.
Le procédé d’émission débute par l’exécution d’une étape S1 au cours de laquelle une orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 est déterminée. L’exécution de cette étape S1 est par exemple déclenchée lorsque le conducteur du véhicule V 1 utilise une solution d’aide à la conduite telle que la régulation adaptative de vitesse.
L’orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 , qui pointe ici vers l’est comme décrit en référence à la figure 1, peut être déterminée de différentes manières. Ainsi, dans premier exemple, l’orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 est obtenue au moyen d’un module GPS embarqué au sein du véhicule V 1 .
Dans un autre exemple, le véhicule embarque des moyens de communication cellulaire et est attaché à une station de base de type eNodeB lorsque la station de base est conforme aux normes 4G (pour 4 ème génération de standards pour la téléphonie mobile) ou de type gNb lorsque la station de base est conforme aux normes 5G (pour 5 ème génération de standards pour la téléphonie mobile). Il est alors possible de déterminer l’orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 au moyen de mesures effectuées par la station de base.
Dans un autre exemple, l’orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 est obtenue au moyen d’une boussole embarquée au sein du véhicule V 1 . Bien entendu, d’autres méthodes que celles listées ci-dessus permettant de déterminer l’orientation de la ligne de visée LV 1 peuvent être envisagées.
Une fois l’orientation de la ligne de visée LV 1 du radar R 1 déterminée, un jeu de paramètres d’émission ParSet j d’un signal radio destiné à être utilisé par le radar R 1 est sélectionné au cours d’une étape S2.
Les différents paramètres d’émission d’un signal radio constitutifs du jeu de paramètres d’émission ParSet j appartiennent au groupe comprenant entre autres : une fréquence porteuse du signal radio, une amplitude du signal radio, une phase du signal radio, une polarisation du signal radio, une puissance d’émission du signal radio, un codage à appliquer au signal radio préalablement à son émission, une périodicité du signal radio, un instant d’émission du signal radio, une durée d’émission du signal radio, etc.
Un tel jeu de paramètres d’émission ParSet j est sélectionné parmi une pluralité de jeux de paramètres d’émission ParSet i où i est un entier naturel avec i regroupés en un ensemble E de jeux de paramètres d’émission.
Les jeux de paramètres d’émission ParSet j appartenant à un même ensemble E de jeux de paramètres d’émission diffèrent les uns des autres par une valeur d’au moins l’un des paramètres les constituant. En différentiant les jeux de paramètres d’émission ParSet j les uns des autres en jouant sur la valeur d’un ou plusieurs paramètres les constituant le risque d’interférences générées par un radar embarqué dans un premier véhicule sur un deuxième radar embarqué dans un deuxième véhicule s’en trouve réduit.
La représente plusieurs exemple de signaux radio SR 1 -SR 4 pouvant être générés à partir des différents jeux de paramètres d’émission ParSet j . En référence à la ; les signaux radio SR 1 et SR2 sont des signaux en dents de scie générés à partir, respectivement, d’un premier jeux de paramètres d’émission ParSet1 et d’un deuxième jeux de paramètres d’émission ParSet2 qui diffèrent l’un de l’autre par la valeur d’un instant d’émission du signal radio. Un jeu de paramètres d’émission ParSet3 génère par exemple un signal radio SR3 de type sinusoïdal et enfin, un jeu de paramètres d’émission ParSet4 génère, quant à lui, un signal radio SR4 en créneaux. Bien entendu, d’autres formes de signaux radio peuvent être générés sur la base d’autres jeux de paramètres d’émission ParSetj.
Dans un exemple de mise en œuvre, les valeurs des différents paramètres constitutifs des jeux de paramètres d’émission ParSet j sont sélectionnées de manière à ce que les jeux de paramètres d’émission ParSet j permettent de générer des signaux radio orthogonaux. De tels signaux radio orthogonaux n’interférèrent pas entre eux.
Un exemple d’un ensemble E de jeux de paramètres d’émission ParSet i est représenté à la et à la figure [4B] . Sur cette figure, chaque jeu de paramètres d’émission ParSet i constituant l’ensemble E est représenté par un indice k , ici K=24, et est associé à une plage d’orientation donnée, e.g. [0-15°], [15-30°], etc. La largeur des plages d’orientation associées à chaque jeu de paramètres d’émission est donnée par 360/24. Plus généralement, une plage d’orientation a pour largeur 360/K°.
Un tel ensemble E de jeux de paramètres d’émission ParSet j est un ensemble ordonné dans lequel les différents jeux de paramètres d’émission ParSet j sont rangés de manière à permettre une sélection astucieuse d’un jeu de paramètres d’émission par les différents radars ayant accès à cet ensemble E. Ainsi, dans un exemple, les jeux de paramètres d’émission ParSet i sont rangés par plages d’orientation croissantes, c’est-à-dire que le premier jeu de paramètres d’émission ParSet 1 est associé à la plage d’orientation [0-15°], puis le deuxième jeu de paramètres d’émission ParSet 2 est associé à la plage d’orientation [15-30°], etc. Dans un autre exemple, les jeux de paramètres d’émission ParSet i sont rangés par plages d’orientation décroissantes, c’est-à-dire que le premier jeu de paramètres d’émission ParSet 1 est associé à la plage d’orientation [360-345°], puis le deuxième jeu de paramètres d’émission ParSet 2 est associé à la plage d’orientation [345-330°], etc.
Dans un exemple, la valeur de l’angle représentant l’orientation de la lige de visée LV 1 du radar R 1 déterminée au cours de l’étape S1 est mesurée dans un repère commun à l’ensemble des véhicules V 1 -V 3 . Un tel repère peut être défini de la manière suivante : le nord cardinal indique la valeur de 0° ; l’est =la valeur de 90° ; le sud la valeur de 180° et l’ouest la valeur de 270°.
Dans un autre exemple, le repère dans lequel la valeur de l’angle représentant l’orientation de la lige de visée LV 1 du radar R 1 déterminée au cours de l’étape S1 est mesurée est un repère centré sur le véhicule V 1 ou V 2 ou V 3 . Un tel repère peut être défini de la manière suivante : l’avant du véhicule indique la valeur de 0° ; la droite du véhicule indique la valeur 90° ; l’arrière du véhicule indique la valeur 180° et la gauche du véhicule indique la valeur 270°. Dans un tel exemple l’orientation du véhicule est communiquée aux véhicules environnant par exemple via une station de base à laquelle les véhicules sont attachés au moyen de leur module de communication cellulaire.
Dans un exemple, il est possible de répartir les jeux de paramètres d’émission ParSet j dans l’ensemble E de manière aléatoire lorsque ces jeux de paramètres d’émission ParSet j permettent la génération de signaux radio orthogonaux car l’orthogonalité des signaux radio ainsi générés permet de réduire les interférences. Par conséquent, dans un tel cas de figure l’ordonnancement des jeux de paramètres d’émission ParSet j dans l’ensemble E importe peu.
De manière générale, l’invention s’applique à tous les systèmes de détection de gaz positionnés derrière un élément de protection afin de vérifier l’efficacité dudit élément de protection.
Techniques antérieures Les équipements de protection, et en particulier les gants de protection utilisés par des opérateurs pour se protéger de produits chimiques, par exemple des composés organiques volatils, sont généralement choisis et utilisés sans pour autant que d’autres tests que ceux du fabricant ne soient systématiquement effectués pour vérifier la perméation desdits gants de protection avant la manipulation de composés nocifs.
Ainsi, un opérateur peut être amené à utiliser des gants de protection peu adaptés et pouvant être perméables à certaines substances allergènes ou cancérigènes, par exemple de l’acétone, du toluène ou du benzène.