INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre : un premier circuit d'alarme configuré pour comparer à un premier seuil chaque valeur fournie par le compteur et pour déclencher une première alarme lorsque ladite valeur est supérieure au premier seuil ; et/ou un deuxième circuit d'alarme configuré pour calculer une valeur de variance d'Allan à partir des valeurs de sortie du compteur et une valeur de variance d'Allan correspondante en utilisant la variance d'Allan caractérisée par le deuxième circuit, puis pour comparer un écart entre ces deux valeurs calculées à un deuxième seuil et pour déclencher une deuxième alarme si l'écart entre ces deux valeurs calculées est supérieur au deuxième seuil.
Un autre mode de réalisation prévoit une méthode de caractérisation d'une source d'entropie comprenant : - un premier oscillateur en anneau et un deuxième oscillateur en anneau identique au premier oscillateur en anneau, et - une bascule synchrone fournissant un signal de sortie correspondant à un échantillonnage d'une sortie du premier oscillateur à une fréquence d'une sortie du deuxième oscillateur, la méthode comprenant : fournir, avec un compteur et à chaque période du signal de sortie de la bascule, une valeur égale à un nombre de périodes du deuxième oscillateur comptées pendant ladite période du signal de sortie de la bascule ; une première phase consistant à modifier, avec un premier circuit et sur la base valeurs fournies par le compteur, une période d'au moins l'un des deux oscillateurs pour qu'un écart moyen entre les périodes des deux oscillateurs soit égal à un écart cible ; et une deuxième phase consistant à caractériser, par un deuxième circuit et à partir des valeurs fournies par le compteur, une variance d'Allan de la sortie du compteur.
Selon un mode de réalisation, l'écart cible est déterminé au moins en partie par un rapport entre la gigue et la période du premier oscillateur et/ou par une précision de mesure cible.
Selon un mode de réalisation, les deux oscillateurs sont mis en œuvre en technologie métal oxyde semiconducteur complémentaire sur semiconducteur sur isolant complètement déplété, de préférence sur silicium sur isolant complètement déplété.
Selon un mode de réalisation, le premier circuit commande des grilles arrière d'au moins un élément à retard d'au moins un des deux oscillateurs pour modifier l'écart moyen entre les périodes des deux oscillateurs.
Selon un mode de réalisation, la caractérisation de variance d'Allan comprend : calculer, par le deuxième circuit, une première valeur de variance d'Allan sur plusieurs valeurs successives fournies par le compteur ; calculer, avec le deuxième circuit, plusieurs sommes de K1 valeurs successives fournies par le compteur et une deuxième valeur de variance d'Allan sur lesdites plusieurs sommes de K1 valeurs successives ; recevoir, par le deuxième circuit, une troisième valeur théorique de variance ou calculer, avec le deuxième circuit, plusieurs sommes de K2 valeurs successives fournies par le compteur et une troisième valeur de variance d'Allan sur lesdites plusieurs sommes de K2 valeurs successives ; et calculer, par le deuxième circuit, trois coefficients d'une courbe quadratique caractérisant la variance d'Allan à partir au moins desdites première, deuxième et troisième valeurs de variance d'Allan.
Selon un mode de réalisation, la méthode comprend en outre un calcul par le deuxième circuit d'une somme de K valeurs successives fournies par le compteur et une fourniture par le deuxième circuit d'un bit de poids faible de la somme, K étant déterminé par une entropie minimale cible.
Selon un mode de réalisation, méthode comprend en outre : comparer, par un premier circuit d'alarme, chaque valeur fournie par le compteur avec un premier seuil et déclencher, par le premier circuit d'alarme, une première alarme si une valeur fournie par le compteur est supérieure au seuil ; et/ou calculer, par un deuxième circuit d'alarme, une valeur de variance d'Allan à partir des valeurs de sortie du compteur et une valeur de variance d'Allan correspondante en utilisant la variance d'Allan caractérisée, comparer, par le deuxième circuit d'alarme, un écart entre les deux valeurs de variance d'Allan calculées à un deuxième seuil, et déclencher, par le deuxième circuit d'alarme, une deuxième alarme si l'écart supérieur au deuxième seuil.
la représente un circuit selon un exemple de mode de réalisation ;
la illustre, par un organigramme, un exemple de mode de réalisation d'un procédé de caractérisation d'une source d'entropie du circuit de la ;
la représente des détails de mise en œuvre d'une partie du circuit de la selon un mode de réalisation ;
la représente des détails de mise en œuvre d'une autre partie du circuit de la selon un mode de réalisation ;
la représente un mode de réalisation d'un circuit d'alarme utilisable dans le circuit de la ; et
la représente un mode de réalisation d'un autre circuit d'alarme utilisable dans le circuit de la .
Le système de positionnement utilise ensuite une collection de localisateurs (chacun avec plusieurs antennes), pour localiser les balises par triangulation, selon un calcul connu et illustré sur la (source : « Texas Instrument forum ») avec deux localisateurs séparés d’une distance ‘D’.
Grâce à la précision de mesure de l’angle θ, il est possible de faire une localisation en intérieur avec une précision inférieure au mètre.
Il est à noter que la précision de mesure peut être affectée par le « rebond » ou l’occultation des ondes radio par des surfaces métalliques.
Dans un autre mode de réalisation de la fonctionnalité de calcul direct des positions angulaires dans le repère de l’arme, la technologie UWB par AOA est utilisée pour déterminer un positionnement en intérieur. La technologie UWB (pour « Ultra Wide Band » en anglais) permet de faire de la localisation par détection d’angle d’arrivée.
Les inventeurs ont déterminé que dans le cas du Bluetooth, l’analyse de la technologie AOA montre que dans le cas simple de deux antennes colinéaires, la précision de mesure de l’angle θ est maximale (i.e. (source : « Texas Instrument Designs: TIDA-01632) illustre cet aspect.
Etant donné que la zone intéressant la mesure de la localisation est comprise dans un angle « faible », i.e. quelques degrés en face du canon de l’arme, la répartition de l’erreur de mesure (relevée sur la courbe de la ) montre que le mode de réalisation selon la technologie AOA Bluetooth est particulièrement avantageux.
De plus dans le cas de l’alignement de cibles, l’hypothèse peut être faite que l’espace entre le tireur et sa cible est vide d’obstacles, et ainsi la précision de mesure n’est pas affectée par des interférences avec des structures métalliques se trouvant sur le chemin. La portée d’un signal Bluetooth ou BLE (« Bluetooth Low Energy » en anglais) doit alors être maximum (+ de 100 m).
La illustre un exemple en 3D de la détermination d’une position angulaire de cibles selon un mode de réalisation de l’invention. Sur cet exemple simplifié mais non limitatif, un tireur est équipé d’une arme qui comporte un moyen de localisation radio de cibles ayant deux antennes (ANT1, ANT2), et trois participants sont des cibles potentielles (deux humains et un véhicule).
Après une identification des participants - Id-Balise1, Id-Balise2, Id-Balise3 -, l’application de la technologie de positionnement AOA Bluetooth, permet de générer des informations de positionnement relatives à chaque cible :
- une balise identifiée Id-Balise1 se trouve à un angle θ 1 de -10° par rapport à l’axe du canon de l’arme ;
- une balise identifiée Id-Balise2 se trouve à un angle θ 2 de 0° par rapport à l’axe du canon de l’arme ;
- une balise identifiée Id-Balise3 se trouve à un angle θ 3 de +30° par rapport à l’axe du canon de l’arme.
Ainsi, les technologies de type AOA sont particulièrement adaptées à la réalisation de la fonction de positionnement de cibles. Elles offrent un moyen de radio localisation ayant une précision limitée qui permet de connaitre l’identifiant des participants ainsi que leurs positions angulaires dans le repère de l’arme ayant effectué le tir.
Sachant que la technologie AOA comporte les mêmes propriétés de précision axiale en UWB, et sachant que la fréquence radio plus élevée de l’UWB (i.e. de 3.1 à 10.6 GHz) permet une portée inférieure qui n’est pas perturbée par le corps humain, l’utilisation de la technologie AOA UWB est alors particulièrement avantageuse dans le cas d’un engagement à courte distance (<25 m) en milieu urbain ou en intérieur.
L’utilisation de ces technologies dans le contexte d’application de l’invention n’est pas ordinaire, ni à une portée immédiate pour un homme du métier. En effet, il est à remarquer que l’utilisation de la technologie AOA telle que proposée dans l’invention pour réaliser la localisation de cibles potentielles, est inverse du schéma classique de l’utilisation de cette technologie.
Dans le schéma d’utilisation connu, une constellation d’antennes (appelées ancres) sont positionnées de façon statique et connue sur l’infrastructure afin de trianguler la position des balises dans un repère global.
Description détaillée Le dispositif de validation 1 (ci-après dispositif 1) permettant d’illustrer l’invention et représenté dans un mode de réalisation particulier sur la , est mis en œuvre sur une machine-outil (non représentée), par exemple une machine-outil à commande numérique (MOCN). La machine-outil comporte un outil de fraisage 2, représenté schématiquement de la à la , à l‘aide duquel elle réalise des opérations usuelles de fraisage sur une pièce à usiner 4. Il peut s’agir d’opérations de fraisage variées, par exemple un fraisage en configuration contournage. Pour mettre en forme ladite pièce à usiner 4, la machine-outil a besoin d’être configurée ou programmée avec un jeu de paramètres opératoires 3 permettant de réaliser les opérations de fraisage souhaitées. Le jeu de paramètres opératoires 3 comprend, notamment, des paramètres liés à la machine-outil et des paramètres liés à l’outil de fraisage 2.
Le dispositif 1 permet d’estimer des effets induits par un fraisage utilisant le jeu de paramètres opératoires 3 sur la pièce à usiner 4 et de conclure sur l’acceptabilité dudit jeu de paramètres opératoires 3. Plus particulièrement, il permet de rejeter ou de valider le jeu de paramètres opératoire 3 selon que ce dernier est susceptible d’entraîner ou non un fraisage impactant la santé matière de la pièce à usiner 4. Le critère permettant de valider ou non le jeu de paramètres opératoires 3 est la température générée par un fraisage au niveau d’une surface usinée 5 de la pièce à usiner 4.
En effet, comme représenté sur la et la , lors du fraisage, l’outil de fraisage 2 enlève des portions de matières correspondant à des copeaux 7 sur une face 8 de la pièce à usiner 4 de manière à obtenir la surface usinée 5. Cet enlèvement de matière a, notamment, pour effet de générer de la chaleur (ou un chargement thermique) au niveau de la surface usinée 5 dans une zone dite thermique 9 correspondant à une couche superficielle de la pièce 4 affectée thermiquement par le fraisage. Au-delà d’une certaine valeur de température obtenue dans cette zone thermique 9, le chargement thermique entraîne l’apparition de contraintes résiduelles au niveau de la surface usinée 5, en particulier des contraintes résiduelles de traction, néfastes pour la santé matière de la pièce à usiner 4.
Le dispositif 1 permet d’estimer la température obtenue au niveau de la surface usinée 5 de la pièce à usiner 4, lors d’un fraisage utilisant le jeu de paramètres opératoires 3, et d’en déduire si ce fraisage est néfaste ou non pour la santé matière de la pièce à usiner 4. De préférence, il permet d’estimer la température maximale obtenue au niveau de la surface usinée 5 lors d’un fraisage. Par extension, il permet ainsi de valider ou non le jeu de paramètre opératoires 3, comme expliqué en détail dans la suite de la description. Toutefois, cette estimation doit être réalisée préalablement au fraisage de la pièce à usiner 4. Aussi, pour réaliser cette estimation, le dispositif 1 utilise des pièces témoin 4A et 4B pour réaliser des mesures expérimentales servant à valider ou non le jeu de paramètres opératoires 3.
Dans le cadre de la présente invention, les pièces témoins 4A et 4B désignent des pièces réalisées dans le même matériau que celui de la pièce à usiner 4 et qui sont représentatives de ladite pièce à usiner 4. On entend par « représentatives » qu’elles présentent au moins les mêmes propriétés et caractéristiques mécaniques que la pièce à usiner 4. Par ailleurs, comme décrit plus loin dans la description, le dispositif 1 utilise une première pièce témoin 4A pour réaliser une première opération (un fraisage de référence) et une seconde pièce témoin 4B pour réaliser une seconde opération (une coupe orthogonale). Ces deux opérations sont indépendantes l’une de l’autre et les pièces témoin 4A et 4B peuvent correspondre à des pièces distinctes ou bien à une seule et même pièce sur laquelle on réaliserait ces deux opérations.
Dans un mode de réalisation préféré, la pièce à usiner 4 est réalisée en matériau métallique, par exemple en acier ou en aluminium. De préférence, il s’agit d’une pièce réalisée en titane, par exemple une pièce réalisée en alliage Ti-6Al-4V αβ. De plus, l’outil de fraisage 2 correspond à un outil usuel adapté à la réalisation d’opérations de fraisage sur des pièces métalliques, plus particulièrement sur des pièces en titane. Par exemple, il peut s’agir d’une fraise en acier rapide, d’une fraise en carbure monobloc ou à plaquettes carbures, d’une fraise CBN (pour « Cubic Boron Nitride » en anglais), d’une fraise céramique ou encore d’une fraise diamant.
Le dispositif 1, représenté schématiquement sur la , permet de mettre en œuvre un procédé P de validation du jeu de paramètres opératoires 3 de la machine-outil, représenté schématiquement sur la . Comme décrit dans la suite de la description, le dispositif 1 comporte une pluralité d’unités aptes à mettre en œuvre le procédé P de façon logicielle, par exemple en utilisant des calculateurs usuels de type microprocesseur.
Le procédé P comprend la suite d’étapes E1 à E5 ci-dessous, dont on précisera plus en détail la mise en œuvre par le dispositif 1 dans la suite de la description. De préférence, ces étapes sont mises en œuvre de façon successive. Toutefois, dans des modes de réalisation particuliers, l’ordre des étapes peut varier.
Le procédé P comprend, tout d’abord, une étape d’acquisition E1. Cette étape d’acquisition E1 consiste à acquérir un ensemble de données d’entrée 10 comprenant au moins le jeu de paramètres opératoires 3 et à valider un jeu de paramètres additionnels 11 relatif à des caractéristiques de l’outil de fraisage 2 et de la pièce à usiner 4.
Le procédé P comprend, également, une étape de fraisage E2. Cette étape de fraisage E2 consiste à réaliser, à l’aide de l’outil de fraisage 2, un fraisage de référence de la pièce témoin 4A, représenté sur la . Ce fraisage de référence permet de mesurer des valeurs d’efforts d’usinage 12 appliqués par l’outil de fraisage 2 sur la pièce témoin 4A.
Le procédé P comprend, de plus, une première étape de traitement de données E3. Cette étape de traitement de données E3, mise en œuvre après le fraisage de référence, consiste à déterminer des coefficients d’efforts spécifiques 13 représentatifs des efforts d’usinage 12 mesurés à l’étape de fraisage E2. Ces coefficients d’efforts spécifiques sont déterminés à partir d’au moins certaines données de l’ensemble de données d’entrée 10 et des valeurs desdits efforts d’usinage 12. Cette détermination est détaillée dans la suite de la description.
Le procédé P comprend, en outre, une étape de coupe orthogonale E4 représentée de la à la . Cette étape de coupe orthogonale E4 consiste à réaliser, à l’aide de l’outil de fraisage 2, une coupe orthogonale de la pièce témoin 4B. Elle consiste également à mesurer des valeurs de grandeurs géométriques 14 liées à un copeau de référence 7B généré dans la pièce témoin 4B lors de la coupe orthogonale. Ces grandeurs géométriques 14 sont explicitées dans la suite de la description.
Le procédé P comprend, également, une deuxième étape de traitement de données E5. Cette deuxième étape de traitement de données E5, mise en œuvre après la coupe orthogonale, comprend les sous étapes E51, E52 et E53 suivantes.
Une première sous-étape de calcul E51 consiste à calculer un flux thermique tertiaire généré dans une zone dite de cisaillement tertiaire A3 de pièce témoin 4B lors de ladite coupe orthogonale. Ce flux thermique tertiaire est calculé à partir d’au moins certaines données de l’ensemble de données d’entrée 10 et des valeurs des grandeurs géométriques 14 mesurées lors de la coupe orthogonale à l’étape de coupe orthogonale E4. Ce calcul est détaillé dans la suite de la description.
Une deuxième sous-étape de calcul E52 consistant à calculer, à partir du flux thermique tertiaire , une température finale . Cette température finale est représentative de la température au niveau d’une surface usinée 5B de la pièce témoin 4B lors de la coupe orthogonale. Par extension, elle est aussi représentative de la température au niveau de la surface usinée 5 de la pièce à usiner 4 lors d’un fraisage. Cette température, qui varie dans le temps, est calculée en fonction du temps de coupe, à savoir le temps pendant lequel l’outil de fraisage 2 usine la pièce témoin 4A. On est alors en mesure d’en extraire la température maximale obtenue au niveau de la surface usinée 5B, qui est la température intéressante à prendre en compte comme critère. Le calcul de la température finale est détaillé dans la suite de la description.
Une sous-étape de comparaison E53 consistant à comparer la température finale à une température critique . Cette température critique correspond à une température à partir de laquelle on considère que la santé matière de la pièce à usiner 4 est dégradée si elle est atteinte au niveau de la surface usinée 5. Par exemple, il peut s’agir d’une température à partir de laquelle des contraintes résiduelles commencent à être induites dans la pièce à usiner 4 par un chargement thermique provoqué par un fraisage.
Selon une variante de réalisation, le circuit PROCESS détermine les coefficients b0, b1 et b2 en effectuant une régression quadratique à partir de plus de trois valeurs d'Allan correspondant chacune à une valeur Q d'accumulation différente. Ces valeurs de variance d'Allan sont toutes calculées par le circuit PROCESS, sauf, par exemple, une de ces valeurs qui est une valeur théorique directement obtenue par le circuit PROCESS, par exemple à partir d'une information stockée dans le dispositif 1, par exemple dans une mémoire du dispositif 1.
On notera toutefois que la détermination des coefficients b0, b1 et b2 par la mise en œuvre d'une régression quadratique à partir de plus de trois valeurs de variance d'Allan correspondant à des valeurs Q différentes est plus complexe et demande plus de ressources de calcul que la détermination des coefficients b0, b1 et b2 en résolvant un système de trois équations à trois inconnues au moyen de seulement trois valeurs de variance d'Allan distincte.
A titre d'exemple, des blocs matériels (ou circuits) permettant de calculer une valeur de variance d'Allan sur un ensemble de plusieurs valeurs successives sont connus et présentés, par exemple, en page 202 du document "Characterisation, evaluation and use of clock jitter as a source of randomness in data security" de E. N. Allini ou en page 143 du document "Caractérisation et modélisation de générateurs de nombres aléatoires dans les circuits intégrés" de P. Haddad.
Lorsque le circuit PROCESS utilise trois valeurs de variance d'Allan calculées par le circuit PROCESS (ou deux valeurs de variance d'Allan calculée par le circuit PROCESS et une troisième valeur théorique de variance d'Allan obtenue par le circuit PROCESS), et que ces trois valeurs de variance d'Allan correspondant à des valeurs Q d'accumulation égales respectivement à Nm, à K1.Nm et K2.Nm, de préférence les coefficients K1 et K2 sont choisis pour avoir un étalement logarithmique des trois valeurs Q d'accumulation.
A titre d'exemple, en appelant v1 la variance d'Allan calculée pour Q égal Nm, v2 la variance d'Allan calculée pour Q égal K1.Nm et v3 la variance d'Allan calculée pour Q égal K2.Nm, le système de trois équations à trois inconnues résolu par le circuit PROCESS est le suivant : v1 = b0 + b1.Nm + b2.Nm^2, v2 = b0 + b1.K1.Nm + b2.(K1.Nm)^2, v3 = b0 + b1.K2.Nm + b2.(K2.Nm)^2.
Selon un mode de réalisation, pour simplifier les calculs, K2 est choisi égal à K1 au carré, d'où il résulte que le système à résoudre devient : v1 = b0 + b1.Nm + b2.Nm^2, v2 = b0 + b1.K1.Nm + b2.(K1.Nm)^2, v3 = b0 + b1.K1^2.Nm + b2.(K1^2.Nm)^2.
Une fois que le circuit PROCESS à caractériser la variance d'Allan sur la sortie du circuit COUNTER, c'est à dire qu'il a déterminé les coefficients b0, b1 et b2, le circuit PROCESS fournit une sortie PARAM indiquant les valeurs b0, b1 et b2 calculées par le circuit PROCESS.
Par exemple, la composante S_thermique de bruit thermique peut alors être calculée à partir des coefficients b0, b1 et b2, par exemple en utilisant l'équation suivante : (S_thermique/Nm)^2 = b1/Nm.
La illustre, par un organigramme, un exemple de mode de réalisation d'un procédé de caractérisation de la source d'entropie 100 du circuit 1 de la , c'est à dire de la gigue de l'oscillateur RO1 du circuit 1 de la . Sauf indication contraire, tous ce qui a été indiqué en relation avec la s'applique à la méthode décrite en relation avec la .
A une première étape, ou phase, 200 (bloc "SET Nm"), le circuit CTRL FB adapte ou modifie la période d'au moins l'un des oscillateurs RO1 et RO2 sur la base des valeurs N de sortie du circuit COUNTER de sorte que l'écart entre les périodes T1 et T2 soit égal à un écart cible, ou, dit autrement, de sorte que la durée moyenne Nm de la période T du signal S2 en nombre de périodes T2 du signal S2 soit égale à une valeur cible.
Une fois ce réglage obtenu, à une étape, ou phase, suivante 202 (bloc "GET PARAM"), le circuit PROCESS calcule les coefficients b0, b1 et b2 de la fonction b0 + b1.Q + b2.Q décrivant l'évolution de la variance d'Allan sur les sorties du circuit COUNTER en fonction de l'accumulation Q. Les coefficients b0, b1, et b2, c'est à dire la sortie PARAM du circuit PROCESS, caractérise la variance d'Allan, c'est à dire la source d'entropie 100 et donc la gigue de l'oscillateur RO1.
La représente des détails de mise en œuvre d'une partie du circuit 1 de la selon un mode de réalisation, et, plus particulièrement, des détails de mise en œuvre du circuit PROCESS selon un mode de réalisation.
Dans le mode de réalisation de la , le circuit PROCESS est configuré pour calculer : - une première valeur v1 de variance d'Allan directement sur les valeurs N successives de sortie du circuit COUNTER, la valeur v1 correspondant à une valeur Q d'accumulation égale à Nm ; - une deuxième valeur v2 de variance d'Allan à partir de valeurs dérivée des valeurs N successives, c'est à dire à partir de plusieurs sommes de K1 valeurs N successives, la valeur v2 correspondant alors à une valeur Q d'accumulation égale à K1.Nm ; et - une troisième valeur v3 de variance d'Allan à partir d'autres valeurs dérivée des valeurs N successives, c'est à dire à partir de plusieurs sommes de K2 valeurs N successives, la valeur v3 correspondant alors à une valeur Q d'accumulation égale à K2.Nm.
Le circuit PROCESS est ensuite configuré pour calculer les coefficients b0, b1 et b2 caractérisant la variance d'Allan. Plus particulièrement, les coefficients b0, b1 et b2 caractérisent l'évolution de la variance d'Allan en fonction de l'accumulation Q, c'est à dire qu'ils caractérisent l'entropie de la source d'entropie 100, ou, dit autrement, la gigue de l'oscillateur RO1.
Pour cela, le circuit PROCESS reçoit les valeurs N successives de sortie du circuit COUNTER (non représenté en ).
Ces valeurs N successives sont fournies à un circuit CALC du circuit PROCESS configuré pour calculer, à partir de ces valeurs N successives, une valeur v1 de la variance d'Allan correspondant à une accumulation Q égale à Nm.