EP2694994A1 - Installation et procédé de localisation par couplage de moyens autonomes de mesure d'un déplacement à des moyens de mesure sans fil de supports de données de localisation - Google Patents

Installation et procédé de localisation par couplage de moyens autonomes de mesure d'un déplacement à des moyens de mesure sans fil de supports de données de localisation

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EP2694994A1
EP2694994A1 EP12711657.2A EP12711657A EP2694994A1 EP 2694994 A1 EP2694994 A1 EP 2694994A1 EP 12711657 A EP12711657 A EP 12711657A EP 2694994 A1 EP2694994 A1 EP 2694994A1
Authority
EP
European Patent Office
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terminal
displacement
measuring
spatial coordinates
location data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12711657.2A
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German (de)
English (en)
Inventor
Anthony FRANCHETEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP2694994A1 publication Critical patent/EP2694994A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/75—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors
    • G01S13/751—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems using transponders powered from received waves, e.g. using passive transponders, or using passive reflectors wherein the responder or reflector radiates a coded signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment

Definitions

  • the present invention relates to a method for locating a location of a terminal in a zone, said method comprising:
  • Document EP 1886517 discloses a method and a positioning installation by Wifi positioning coupled to an inertial navigation system. Such a method makes it possible to locate a person or a terminal in a closed environment (for example a building) equipped with telecommunication terminals for a WiFi wireless local area network.
  • the localization method uses, from a terminal, the transmission power measurements of telecommunication terminals of a WiFi wireless local area network. A comparison of the power received from each terminal with power values stored in a terminal database is performed. The power values stored in the database each correspond to a position of the terminal relative to the terminals. The resulting positional result is then filtered to reduce the effect of the noise inherent in the measurements. This filtering is performed taking into account inertial navigation data provided by inertial measurement means. Finally, a possible step of correction of the inertial drift due to the method of measurement of the inertial navigation data is applied.
  • Such a method makes it possible to obtain an almost instantaneous location of a mobile object in a closed environment, but nevertheless requires an initial step of manual construction of a database within the terminal.
  • the object of the invention is to provide a location method to overcome the manual construction of a database and the prior calibration of the environment, and thus reduce costs.
  • the object of the invention is a locating method of the aforementioned type, characterized in that it comprises:
  • the locating method comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the step of displaying the geographical position of the terminal from the estimated spatial coordinates from the displacement transmitted by the autonomous means of measuring a displacement is performed only if the software judges that the accuracy relative to the displacement transmitted by the autonomous means of measuring a displacement is sufficient;
  • the step of resetting the spatial coordinates is carried out within the geolocation software, when the accuracy relative to the displacement transmitted by the autonomous means of measuring a displacement is considered insufficient by the software;
  • the step of resetting the spatial coordinates is performed by voluntary action of a user equipped with the terminal to be located, on the basis of an information message displayed by the terminal following the detection of a precision relating to the transmitted displacement. by the autonomous means of measuring an insufficient displacement;
  • the step of resetting the spatial coordinates is performed automatically, when the terminal to be located enters a transmission zone of a location data medium;
  • the geolocation software displays, during the display step, the spatial coordinates transmitted by a GPS sensor as long as these are available;
  • the geolocation software estimates the spatial coordinates of the terminal from the displacement transmitted by the autonomous means of measuring a displacement and displays the geographical position of the terminal from the spatial coordinates estimated when the spatial coordinates provided by the GPS sensor are not available.
  • the invention also relates to an installation for locating a terminal in an area, comprising in the terminal:
  • an information processing unit implementing a geolocation software, said unit being interfaced with the autonomous means for measuring a displacement and the display means;
  • the geolocation software is adapted to perform a registration of the spatial coordinates of the terminal from the position information read in at least one location data medium.
  • the location installation comprises one or more of the following features, taken separately or in any technically possible combination:
  • the installation comprises in the terminal a GPS sensor interfaced with the information processing unit;
  • the autonomous means for measuring a displacement are one of the equipment included in the group consisting of: a two-dimensional inertial unit and a three-dimensional inertial unit;
  • the autonomous means for measuring a displacement are coupled to a magnetometer
  • - Location data carriers are one of the equipment included in the group consisting of: RFID chips using Near Field Communication (NFC) technology, RFID chips using Ultra High Frequency (UHF) technology and barcodes 2D.
  • NFC Near Field Communication
  • UHF Ultra High Frequency
  • FIG. 1 is a schematic view of a location installation comprising a mobile terminal to be located and location data carriers,
  • FIG. 2 is a schematic view of the mobile terminal to be located according to one embodiment of the invention
  • - Figure 3 is an operating diagram of the method according to the invention.
  • a location installation 10 comprises a mobile terminal 12 to be located and location data carriers 13 located at certain fixed points of a geographical area such as the interior of a building B.
  • the mobile terminal 12 is for example a mobile phone of a cellular network.
  • the mobile terminal 12 is able to move in the space delimited by the geographical area.
  • each location data medium 13 is formed of an RFID chip 13A using Near Field Communication (NFC) technology.
  • NFC Near Field Communication
  • Each RFID chip 13A contains the spatial coordinates of the geographical point where it is located.
  • the RFID chips 13A are for example permanently sealed in pillars 14 of the building structure.
  • the mobile terminal 12 comprises an information processing unit 15 implementing a geolocation software 16 and a plan downloading module 17.
  • the geolocation software 16 is able to create a geographical map and to display on this map the position of the mobile terminal 12 from positioning data, as explained below. Moreover, the geolocation software 16 makes it possible to implement steps of initial calibration, reception, estimation and registration of the spatial coordinates of the mobile terminal 12. These steps will be described hereinafter with reference to FIG.
  • the download module 17 is adapted to download through the cellular network plans of buildings equipped with location data carriers 13.
  • the unit 15 is connected to:
  • the GPS sensor 18 is adapted to receive positioning satellite signals and to calculate spatial coordinates corresponding to the mobile terminal 12 from these signals.
  • the tri-axial gyro 20 is adapted to measure angular velocities along three orthogonal axes of the mobile terminal 12. The speeds are each representative of an angle of movement of the terminal 12 along an axis.
  • the tri-axial accelerometer 21 is adapted to measure linear accelerations along three orthogonal axes of the mobile terminal 12. The accelerations are each representative of a linear displacement of the terminal 12 along an axis.
  • the tri-axial gyro 20 is coupled to the tri-axial accelerometer 21.
  • the tri-axial gyroscope assembly 20 and tri-axial accelerometer 21 represents a particular embodiment of a three-dimensional inertial unit.
  • the RFID reader 22 is adapted to receive information from the location data carriers 13, in this case the RFID chips 13A, according to the NFC technology.
  • the rendering interface 24 is formed of any means for displaying location information in a visual image, such as a display screen for example.
  • the triaxial gyroscope assembly 20 and the tri-axial accelerometer 21 are replaced by a two-dimensional inertial unit.
  • the embodiment of the device according to this variant is able to allow a location in only two dimensions of the mobile terminal 12.
  • the triaxial gyroscope assembly 20 and the tri-axial accelerometer 21 are replaced by any autonomous means for measuring a displacement, that is to say without interaction with predetermined elements of the geographical zone.
  • a magnetometer connected to the information processing unit 15 is advantageously coupled to the inertial unit.
  • the magnetometer is capable of measuring the terrestrial magnetic field and confirming the displacement information of the mobile terminal 12 transmitted.
  • the steps implemented within the geolocation software 16 will now be described with reference to FIG. 3.
  • the implemented algorithm is implemented in a loop, the position of the mobile terminal 12 being updated periodically, for example every second.
  • the spatial coordinates of the mobile terminal 12 are known within the geolocation software 16 either by reception during a step 28 of GPS positioning signals or by reception during a step 29 of the spatial coordinates contained in an RFID chip 13A. near which the mobile terminal 12 has been voluntarily placed by a user.
  • the GPS sensor 18 tries in step 28 to capture GPS signals from satellites.
  • the GPS coordinates of the mobile terminal 12 provided by the GPS sensor 18 are thus available or unavailable.
  • the geolocation software 16 controls the display of the map with an element representative of the position on the map of the spatial coordinates of the terminal 12.
  • the representative element is for example a point.
  • a test is performed to determine whether the GPS coordinates of the terminal 12 from the GPS sensor 18 are available. Such may be the case if the GPS sensor 18 is capable of capturing GPS signals from satellites. On the other hand, if the terminal 12 is masked by the building B, the signals may be inaccessible.
  • step 30 the step 30 of displaying the position is carried out.
  • the geolocation software 16 thus uses the spatial coordinates transmitted by the GPS sensor 18 for the location of the mobile terminal 12, as long as these spatial coordinates are available.
  • the triaxial gyro 20 and the tri-axial accelerometer 21 transmit in step 34 a three-dimensional displacement information from the terminal 12 to the geolocation software 16. This information is obtained from a combination between the measurement of the angular velocities of the mobile terminal 12 by the tri-axial gyro 20 on the one hand, and the measurement of the linear accelerations of the mobile terminal 12 by the tri-axial accelerometer 21 on the other hand.
  • the geolocation software 16 estimates in step 36 the spatial coordinates of the mobile terminal 12 from the displacement transmitted by the tri-axial gyro 20 and the tri-axial accelerometer 21.
  • step 36 a positioning uncertainty is calculated by the geolocation software 16. It is for example given equal to the sum of the measurement errors of the various displacements transmitted by the tri-axial gyro 20 and the tri-axial accelerometer. 21 since the last registration of the mobile terminal 12.
  • the quality of the positioning is determined by a test.
  • the test consists of comparing the positioning uncertainty calculated by the geolocation software 16 in step 36 with a maximum tolerable precision uncertainty.
  • This maximum tolerable accuracy uncertainty results from a combination between a first information intrinsic to the geographical environment in which the mobile terminal 12 moves, and a second information specific to the intended use of the location method. For example, this uncertainty of maximum tolerable accuracy is obtained by combining a first precision information downloaded by the download module 17 together with the plan of a corresponding building, and a second precision information stored in the geolocation software 16 for a given use.
  • step 37 the positioning uncertainty calculated by the geolocation software 16 is less than the maximum tolerable accuracy uncertainty
  • step 38 the coordinates of the point to be displayed are taken equal to step 38 at the coordinates estimated at the first time.
  • Step 36 The step 30 of displaying the position from these estimated coordinates, then the step 31 of the test of availability of the satellite signals, are then implemented.
  • step 37 If, in step 37, the positioning uncertainty calculated by the geolocation software 16 is greater than the maximum tolerable accuracy uncertainty, a spatial coordinates registration is initiated within the software 16.
  • step 40 the rendering interface 24 receives from the geolocation software 16 an information message indicating the need to readjust the mobile terminal 12 to an RFID chip 13A, and visually restores this message. .
  • the user equipped with such a mobile terminal 12 voluntarily places the terminal near one of the RFID chips 13A whose presence it knows.
  • the RFID chip 13A used for the resetting transmits in step 29 its spatial coordinates to the RFID reader 22 following a interrogation performed by the reader 22.
  • the RFID reader 22 transmits these spatial coordinates to the geolocation software 16, which then uses them as new coordinates of the mobile terminal 12 during a step 41 where the coordinates of the point to be displayed are taken equal to the spatial coordinates of the RFID chip 13A.
  • the representative point of the position is displayed on the map during step 30 and then the test of step 31 is carried out.
  • the geolocation software 16 then reuses the spatial coordinates transmitted by the GPS sensor 18 or the estimated spatial coordinates from the displacement transmitted by the tri-axial gyro 20 and the tri-axial accelerometer 21, according to the conditions previously described as a function of the test results of steps 31 and 37.
  • the download module 17 transmits the downloaded building plans to the rendering interface 24.
  • the rendering interface 24 receives from the geolocation software 16 location information of the mobile terminal 12, and restores these information visually. It also receives the possible plans of buildings downloaded within the download module 17 and renders them visually.
  • each location data medium 13 is formed of an RFID chip using Ultra High Frequency (UHF) technology, the RFID reader 22 of the first embodiment, able to receive information. following the NFC technology, being replaced by an RFID reader capable of receiving information according to the UHF technology.
  • UHF Ultra High Frequency
  • the difference in operation of this second embodiment with respect to the first embodiment lies in the step 29, 41 of resetting the spatial coordinates.
  • the rendering interface 24 no longer receives from the geolocation software 16 an information message indicating the need to reset the mobile terminal 12 on an RFID chip.
  • the resetting step is performed under the control of the geolocation software
  • This automatic registration of the spatial coordinates has the advantage of being free of manual action on the part of a user.
  • each location data medium 13 is formed of a 2D bar code adapted to ensure a data storage and the RFID reader 22 of the first embodiment is replaced by a reader of data. barcodes.
  • this third embodiment is identical with respect to the locating device and method to that of the first embodiment, and is therefore not described again.

Landscapes

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Abstract

Ce procédé de localisation d'un terminal (12) dans une zone, ledit procédé comportant : une étape (28, 29) de calage des coordonnées spatiales du terminal (12) réalisée au sein d'un logiciel de géolocalisation (16) du terminal (12); une étape (34) de mesure de déplacement du terminal (12) par des moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21) intégrés au terminal (12); une étape (36) d'estimation des coordonnées spatiales réalisée par le logiciel de géolocalisation (16) à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21); une étape (30) d'affichage de la position géographique du terminal (12) par des moyens d'affichage (24) intégrés au terminal (12); est caractérisé en ce qu'il comporte : une étape (29) de transmission par un support de données de localisation (13) installé à demeure dans la zone, de sa position géographique au terminal (12); et une étape (41) de recalage des coordonnées spatiales du terminal (12) réalisée au sein du logiciel de géolocalisation (16) à partir de la position géographique du support de données de localisation (13).

Description

Installation et procédé de localisation par couplage de moyens autonomes de mesure d'un déplacement à des moyens de mesure sans fil de supports de données de localisation
La présente invention concerne un procédé de localisation de localisation d'un terminal dans une zone, ledit procédé comportant :
- une étape de calage des coordonnées spatiales du terminal réalisée au sein d'un logiciel de géolocalisation du terminal ;
- une étape de mesure de déplacement du terminal par des moyens autonomes de mesure d'un déplacement intégrés au terminal;
- une étape d'estimation des coordonnées spatiales réalisée par le logiciel de géolocalisation à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement;
- une étape d'affichage de la position géographique du terminal par des moyens d'affichage intégrés au terminal ;
On connaît du document EP 1886517 un procédé et une installation de localisation par positionnement Wifi couplé à un système de navigation inertielle. Un tel procédé permet de localiser une personne ou un terminal dans un environnement fermé (par exemple un bâtiment) équipé de bornes de télécommunication pour un réseau local sans fil de type Wifi.
Le procédé de localisation utilise, depuis un terminal, les mesures de puissance d'émission de bornes de télécommunication d'un réseau local sans fil de type Wifi. Une comparaison des puissances reçues en provenance de chaque borne avec des valeurs de puissance stockées dans une base de données du terminal est effectuée. Les valeurs de puissance stockées dans la base de données correspondent chacune à une position du terminal par rapport aux bornes. Le résultat de position ainsi délivré est ensuite filtré pour réduire l'effet du bruit inhérent aux mesures. Ce filtrage est réalisé en tenant compte de données de navigation inertielle fournies par des moyens de mesure inertielle. Enfin, une étape éventuelle de correction de la dérive inertielle due à la méthode de mesure des données de navigation inertielle est appliquée.
Un tel procédé permet d'obtenir une localisation quasi instantanée d'un objet mobile en milieu fermé mais nécessite toutefois une étape initiale de construction manuelle d'une base de données au sein du terminal. De plus, il est nécessaire d'effectuer au préalable une calibration du terminal pour tenir compte de l'environnement dans lequel sont disposées les bornes Wifi de télécommunication, de manière à indiquer au terminal les coordonnées spatiales des bornes Wifi. Ces caractéristiques contraignantes engendrent des surcoûts de fabrication du terminal propre à réaliser un tel procédé.
Le but de l'invention est de proposer un procédé de localisation permettant de s'affranchir de la construction manuelle d'une base de données et de la calibration préalable de l'environnement, et de réduire ainsi les coûts.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de localisation du type précité, caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape de transmission par un support de données de localisation installé à demeure dans la zone, de sa position géographique au terminal ; et
- une étape de recalage des coordonnées spatiales du terminal réalisée au sein du logiciel de géolocalisation à partir de la position géographique du support de données de localisation.
Suivant d'autres modes de réalisation, le procédé de localisation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l'étape d'affichage de la position géographique du terminal à partir des coordonnées spatiales estimées à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement est effectuée seulement si le logiciel juge que la précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement est suffisante ;
- l'étape de recalage des coordonnées spatiales est réalisée au sein du logiciel de géolocalisation, lorsque la précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement est jugée insuffisante par le logiciel ;
- l'étape de recalage des coordonnées spatiales est effectuée par action volontaire d'un utilisateur équipé du terminal à localiser, sur la base d'un message d'information affiché par le terminal suite à la détection d'une précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement insuffisante ;
- l'étape de recalage des coordonnées spatiales est effectuée automatiquement, lorsque le terminal à localiser entre dans une zone d'émission d'un support de données de localisation ;
- le logiciel de géolocalisation fait afficher, lors de l'étape d'affichage, les coordonnées spatiales transmises par un capteur GPS tant que celles-ci sont disponibles ; et
- le logiciel de géolocalisation estime les coordonnées spatiales du terminal à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement et fait afficher la position géographique du terminal à partir des coordonnées spatiales estimées dès lors que les coordonnées spatiales fournies par le capteur GPS ne sont pas disponibles.
L'invention a également pour objet une installation de localisation d'un terminal dans une zone, comprenant dans le terminal :
- des moyens autonomes de mesure d'un déplacement ;
- des moyens d'affichage d'une position géographique ;
- une unité de traitement d'informations mettant en œuvre un logiciel de géolocalisation, ladite unité étant interfacée avec les moyens autonomes de mesure d'un déplacement et les moyens d'affichage ;
et caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un support de données de localisation installé à demeure dans la zone et contenant les coordonnées spatiales du point géographique où il est implanté et en ce qu'elle comporte des moyens de mesure sans fil de supports de données de localisation, et en ce que le logiciel de géolocalisation est propre à effectuer un recalage des coordonnées spatiales du terminal à partir des informations de position lues dans au moins un support de données de localisation.
Suivant d'autres modes de réalisation, l'installation de localisation comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l'installation comporte dans le terminal un capteur GPS interfacé avec l'unité de traitement d'informations ;
- les moyens autonomes de mesure d'un déplacement sont l'un des équipements compris dans le groupe consistant en : une centrale inertielle bidimensionnelle et une centrale inertielle tridimensionnelle ;
- les moyens autonomes de mesure d'un déplacement sont couplés à un magnétomètre ; et
- les supports de données de localisation sont l'un des équipements compris dans le groupe consistant en : des puces RFID utilisant la technologie NFC (Near Field Communication), des puces RFID utilisant la technologie UHF (Ultra High Frequency) et des codes-barres 2D.
Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'une installation de localisation comportant un terminal mobile à localiser et des supports de données de localisation,
- la figure 2 est une vue schématique du terminal mobile à localiser selon un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 3 est un schéma de fonctionnement du procédé selon l'invention.
Sur la figure 1 , une installation de localisation 10 comporte un terminal mobile 12 à localiser et des supports de données de localisation 13 situés en certains points fixes identifiés d'une zone géographique telle que l'intérieur d'un bâtiment B.
Le terminal mobile 12 est par exemple un téléphone mobile d'un réseau cellulaire.
Le terminal mobile 12 est propre à se déplacer dans l'espace délimité par la zone géographique.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque support de données de localisation 13 est formé d'une puce RFID 13A utilisant la technologie NFC (Near Field Communication). Chaque puce RFID 13A contient les coordonnées spatiales du point géographique où elle est implantée. Les puces RFID 13A sont par exemple scellées à demeure dans des piliers 14 de la structure du bâtiment.
Sur la figure 2, le terminal mobile 12, selon un premier mode de réalisation, comporte une unité de traitement d'informations 15 mettant en oeuvre un logiciel de géolocalisation 16 et un module de téléchargement de plans 17.
Le logiciel de géolocalisation 16 est propre à créer une carte géographique et à faire afficher sur cette carte la position du terminal mobile 12 à partir de données de positionnement, comme expliqué dans la suite. Par ailleurs, le logiciel de géolocalisation 16 permet de mettre en œuvre des étapes de calage initial, de réception, d'estimation et de recalage des coordonnées spatiales du terminal mobile 12. Ces étapes seront décrites par la suite en regard de la figure 3.
Le module de téléchargement 17 est propre à télécharger au travers du réseau cellulaire les plans de bâtiments équipés de supports de données de localisation 13.
Dans le terminal mobile 12, l'unité 15 est connectée à :
- un capteur GPS 18,
- un gyroscope tri-axial 20,
- un accéléromètre tri-axial 21 ,
- un lecteur RFID 22, et
- une interface de restitution 24.
Le capteur GPS 18 est propre à recevoir des signaux de satellites de positionnement et à calculer des coordonnées spatiales correspondant au terminal mobile 12 à partir de ces signaux.
Le gyroscope tri-axial 20 est adapté pour mesurer des vitesses angulaires selon trois axes orthogonaux du terminal mobile 12. Les vitesses sont chacune représentative d'un angle de déplacement du terminal 12 selon un axe. L'accéléromètretre tri-axial 21 est adapté pour mesurer des accélérations linéaires selon trois axes orthogonaux du terminal mobile 12. Les accélérations sont chacune représentative d'un déplacement linéaire du terminal 12 selon un axe.
Le gyroscope tri-axial 20 est couplé à l'accéléromètre tri-axial 21 . L'ensemble gyroscope tri-axial 20 et accéléromètre tri-axial 21 représente un mode particulier de réalisation d'une centrale inertielle tridimensionnelle.
Le lecteur RFID 22 est propre à recevoir des informations issues des supports de données de localisation 13, en l'occurrence les puces RFID 13A, suivant la technologie NFC.
L'interface de restitution 24 est formée de tout moyen d'affichage d'informations de localisation en une image visuelle, tel qu'un écran d'affichage par exemple.
En variante, l'ensemble gyroscope tri-axial 20 et accéléromètre tri-axial 21 est remplacé par une centrale inertielle bidimensionnelle. La réalisation du dispositif selon cette variante est à même de permettre une localisation selon deux dimensions seulement du terminal mobile 12.
En variante, l'ensemble gyroscope tri-axial 20 et accéléromètre tri-axial 21 est remplacé par tout moyen autonome de mesure d'un déplacement, c'est-à-dire sans interaction avec des éléments prédéterminés de la zone géographique.
En variante, un magnétomètre relié à l'unité de traitement d'informations 15 est avantageusement couplé à la centrale inertielle. Le magnétomètre est propre à mesurer le champ magnétique terrestre et à confirmer l'information de déplacement du terminal mobile 12 transmise.
Les étapes mises en œuvre au sein du logiciel de géolocalisation 16 vont maintenant être décrites en regard de la figure 3. L'algorithme mis en œuvre est réalisé en boucle, la position du terminal mobile 12 étant réactualisée périodiquement, par exemple toutes les secondes.
On suppose pour la description que le terminal mobile 12 est localisé suite à une étape de calage initial telle que décrite dans la suite. Les coordonnées spatiales du terminal mobile 12 sont connues au sein du logiciel de géolocalisation 16 soit par réception lors d'une étape 28 de signaux de positionnement GPS, soit par réception lors d'une étape 29 des coordonnées spatiales contenues dans une puce RFID 13A à proximité de laquelle le terminal mobile 12 a été volontairement placé par un utilisateur.
Pendant toute la mise en œuvre du procédé, le capteur GPS 18 essaie à l'étape 28 de capter les signaux GPS issus de satellites. Les coordonnées GPS du terminal mobile 12 fournies par le capteur GPS 18 sont ainsi disponibles ou non disponibles. A l'étape 30, et quelle que soit l'origine des coordonnées spatiales, le logiciel de géolocalisation 16 commande l'affichage de la carte avec un élément représentatif de la position sur la carte des coordonnées spatiales du terminal 12. L'élément représentatif est par exemple un point.
A l'étape 31 suivante, un test est effectué pour déterminer si les coordonnées GPS du terminal 12 issues du capteur GPS 18 sont disponibles. Tel peut être le cas si le capteur GPS 18 est susceptible de capter les signaux GPS issus de satellites. En revanche, si le terminal 12 est masqué par le bâtiment B, les signaux peuvent être non accessibles.
Si les coordonnées GPS sont fournies par le capteur GPS 18, les coordonnées du point à afficher sont prises égales aux coordonnées GPS à l'étape 32, puis l'étape 30 d'affichage de la position est remise en œuvre.
Le logiciel de géolocalisation 16 utilise ainsi les coordonnées spatiales transmises par le capteur GPS 18 pour la localisation du terminal mobile 12, tant que ces coordonnées spatiales sont disponibles.
Pendant toute la mise en œuvre du procédé, le gyroscope tri-axial 20 et l'accéléromètre tri-axial 21 transmettent à l'étape 34 une information de déplacement tridimensionnel du terminal 12 au logiciel de géolocalisation 16. Cette information est obtenue à partir d'une combinaison entre la mesure des vitesses angulaires du terminal mobile 12 par le gyroscope tri-axial 20 d'une part, et la mesure des accélérations linéaires du terminal mobile 12 par l'accéléromètre tri-axial 21 d'autre part.
Si les coordonnées spatiales transmises par le capteur GPS 18 ne sont plus disponibles à l'étape 31 , le logiciel de géolocalisation 16 estime à l'étape 36 les coordonnées spatiales du terminal mobile 12 à partir du déplacement transmis par le gyroscope tri-axial 20 et l'accéléromètre tri-axial 21 .
A l'étape 36, une incertitude de positionnement est calculée par le logiciel de géolocalisation 16. Elle est par exemple donnée égale à la somme des erreurs de mesure des différents déplacements transmis par le gyroscope tri-axial 20 et l'accéléromètre tri- axial 21 depuis le dernier recalage du terminal mobile 12.
A l'étape 37 suivante, la qualité du positionnement est déterminée par un test. Le test consiste à comparer l'incertitude de positionnement calculée par le logiciel de géolocalisation 16 à l'étape 36 à une incertitude de précision maximale tolérable. Cette incertitude de précision maximale tolérable résulte d'une combinaison entre une première information intrinsèque à l'environnement géographique dans lequel le terminal mobile 12 se déplace, et une seconde information propre à l'utilisation envisagée du procédé de localisation. Par exemple cette incertitude de précision maximum tolérable est obtenue par combinaison entre une première information de précision téléchargée par le module de téléchargement 17 en même temps que le plan d'un bâtiment correspondant, et une seconde information de précision enregistrée dans le logiciel de géolocalisation 16 pour une utilisation donnée.
Si, à l'étape 37, l'incertitude de positionnement calculée par le logiciel de géolocalisation 16 est inférieure à l'incertitude de précision maximale tolérable, les coordonnées du point à afficher sont prises égales à l'étape 38 aux coordonnées estimées à l'étape 36. L'étape 30 d'affichage de la position à partir de ces coordonnées estimées, puis l'étape 31 de test de disponibilité des signaux issus de satellites, sont ensuite remises en œuvre.
Si, à l'étape 37, l'incertitude de positionnement calculée par le logiciel de géolocalisation 16 est supérieure à l'incertitude de précision maximale tolérable, un recalage des coordonnées spatiales est initié au sein du logiciel 16.
A cet effet, à l'étape 40, l'interface de restitution 24 reçoit de la part du logiciel de géolocalisation 16 un message d'information indiquant la nécessité de recaler le terminal mobile 12 sur une puce RFID 13A, et restitue visuellement ce message. Après avoir lu un tel message d'information, l'utilisateur équipé du tel terminal mobile 12 place volontairement le terminal à proximité d'une des puces RFID 13A dont il connaît la présence.
La puce RFID 13A utilisée pour le recalage transmet lors de l'étape 29 ses coordonnées spatiales au lecteur RFID 22 suite à une interrogation effectuée par le lecteur 22.
Le lecteur RFID 22 transmet ces coordonnées spatiales au logiciel de géolocalisation 16, qui les utilise alors comme nouvelles coordonnées du terminal mobile 12 lors d'une étape 41 où les coordonnées du point à afficher sont prises égales aux coordonnées spatiales de la puce RFID 13A. Le point représentatif de la position est affiché sur la carte lors de l'étape 30 puis le test de l'étape 31 est remis en oeuvre.
Le logiciel de géolocalisation 16 réutilise ensuite les coordonnées spatiales transmises par le capteur GPS 18 ou les coordonnées spatiales estimées à partir du déplacement transmis par le gyroscope tri-axial 20 et l'accéléromètre tri-axial 21 , selon les conditions précédemment décrites en fonction des résultats des tests des étapes 31 et 37.
Pendant tout le fonctionnement, le module de téléchargement 17 transmet les plans de bâtiments téléchargés à l'interface de restitution 24.
A l'étape 30, l'interface de restitution 24 reçoit de la part du logiciel de géolocalisation 16 des informations de localisation du terminal mobile 12, et restitue ces informations visuellement. Elle reçoit également les éventuels plans de bâtiments téléchargés au sein du module de téléchargement 17 et les restitue visuellement.
On conçoit ainsi qu'un tel procédé de localisation n'a pas pour pré-requis la construction manuelle d'une quelconque base de données et ne nécessite pas d'indiquer au préalable au terminal mobile 12 les coordonnées spatiales des supports de données de localisation 13. La miniaturisation possible d'un tel terminal mobile 12 permet alors de réduire les coûts de fabrication.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, chaque support de données de localisation 13 est formé d'une puce RFID utilisant la technologie UHF (Ultra High Frequency), le lecteur RFID 22 du premier mode de réalisation, propre à recevoir des informations suivant la technologie NFC, étant remplacé par un lecteur RFID propre à recevoir des informations suivant la technologie UHF.
La différence de fonctionnement de ce deuxième mode de réalisation par rapport au premier mode de réalisation réside dans l'étape 29, 41 de recalage des coordonnées spatiales. Contrairement au premier mode de réalisation, l'interface de restitution 24 ne reçoit plus de la part du logiciel de géolocalisation 16 un message d'information indiquant la nécessité de recaler le terminal mobile 12 sur une puce RFID.
L'étape de recalage est effectuée sous la commande du logiciel de géolocalisation
16 chaque fois que le terminal 12 est suffisamment proche d'une puce RFID. Lorsque la précision relative au déplacement transmis par le gyroscope tri-axial 20 et l'accéléromètre tri-axial 21 est jugée insuffisante par le logiciel de géolocalisation 16, et que le terminal mobile 12 à localiser entre dans une zone d'émission d'une puce RFID, cette puce RFID transmet automatiquement ses coordonnées spatiales au lecteur RFID. Le fonctionnement de l'étape de recalage selon ce deuxième mode de réalisation est ensuite identique à celui de l'étape 29, 41 de recalage du premier mode de réalisation, et n'est donc pas décrit à nouveau.
Ce recalage automatique des coordonnées spatiales, lié à l'utilisation de la technologie UHF et propre au deuxième mode de réalisation, présente l'avantage de s'affranchir d'une action manuelle de la part d'un utilisateur.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, chaque support de données de localisation 13 est formé d'un code-barres 2D propre à assurer un stockage de données et le lecteur RFID 22 du premier mode de réalisation est remplacé par un lecteur de codes-barres.
Le fonctionnement de ce troisième mode de réalisation est identique en ce qui concerne le dispositif et le procédé de localisation à celui du premier mode de réalisation, et n'est donc pas décrit à nouveau.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Procédé de localisation d'un terminal (12) dans une zone, ledit procédé comportant :
- une étape (28, 29) de calage des coordonnées spatiales du terminal (12) réalisée au sein d'un logiciel de géolocalisation (16) du terminal (12) ;
- une étape (34) de mesure de déplacement du terminal (12) par des moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) intégrés au terminal (12) ;
- une étape (36) d'estimation des coordonnées spatiales réalisée par le logiciel de géolocalisation (16) à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) ;
- une étape (30) d'affichage de la position géographique du terminal (12) par des moyens d'affichage (24) intégrés au terminal (12) ;
caractérisé en ce qu'il comporte :
- une étape (29) de transmission par un support de données de localisation (13) installé à demeure dans la zone, de sa position géographique au terminal (12) ; et
- une étape (41 ) de recalage des coordonnées spatiales du terminal (12) réalisée au sein du logiciel de géolocalisation (16) à partir de la position géographique du support de données de localisation (13).
2. - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que :
- l'étape (30) d'affichage de la position géographique du terminal (12) à partir des coordonnées spatiales estimées à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) est effectuée seulement si le logiciel (16) juge que la précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) est suffisante ;
- l'étape (41 ) de recalage des coordonnées spatiales est réalisée au sein du logiciel de géolocalisation (16), lorsque la précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) est jugée insuffisante par le logiciel (16).
3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape (41 ) de recalage des coordonnées spatiales est effectuée par action volontaire d'un utilisateur équipé du terminal (12) à localiser, sur la base d'un message d'information affiché par le terminal (12) suite à la détection d'une précision relative au déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) insuffisante.
4. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape (41 ) de recalage des coordonnées spatiales est effectuée automatiquement, lorsque le terminal (12) à localiser entre dans une zone d'émission d'un support de données de localisation
(13) .
5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logiciel de géolocalisation (16) fait afficher, lors de l'étape d'affichage (30), les coordonnées spatiales transmises par un capteur GPS (18) tant que celles-ci sont disponibles ; et en ce que le logiciel de géolocalisation (16) estime les coordonnées spatiales du terminal (12) à partir du déplacement transmis par les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) et fait afficher la position géographique du terminal (12) à partir des coordonnées spatiales estimées dès lors que les coordonnées spatiales fournies par le capteur GPS (18) ne sont pas disponibles.
6. - Installation (10) de localisation d'un terminal (12) dans une zone, propre à réaliser le procédé selon la revendication 1 et comportant dans le terminal (12) :
- des moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) ;
- des moyens d'affichage (24) d'une position géographique ;
- une unité de traitement d'informations (15) mettant en œuvre un logiciel de géolocalisation (16), ladite unité (15) étant interfacée avec les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) et les moyens d'affichage (24) ;
caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un support de données de localisation (13) installé à demeure dans la zone et contenant les coordonnées spatiales du point géographique où il est implanté et en ce qu'elle comporte des moyens de mesure sans fil (22) de supports de données de localisation (13), et en ce que le logiciel de géolocalisation (16) est propre à effectuer un recalage des coordonnées spatiales du terminal (12) à partir des informations de position lues dans au moins un support de données de localisation (13).
7.- Installation (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte dans le terminal (12) un capteur GPS (18) interfacé avec l'unité de traitement d'informations (15).
8. - Installation (10) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) sont l'un des équipements compris dans le groupe consistant en : une centrale inertielle bidimensionnelle et une centrale inertielle tridimensionnelle.
9. - Installation (10) selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que les moyens autonomes de mesure d'un déplacement (20, 21 ) sont couplés à un magnétomètre.
10.- Installation (10) selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que les supports de données de localisation (13) sont l'un des équipements compris dans le groupe consistant en : des puces RFID (13A) utilisant la technologie NFC (Near Field Communication), des puces RFID utilisant la technologie UHF (Ultra High Frequency) et des codes-barres 2D.
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