FR3024776A1 - METHOD FOR CHARACTERIZING A SYSTEM ARRANGED IN A MEDIUM WHICH ALLOWS THE PROPAGATION OF A WAVE EMITTED BY AN OBJECT OF SAID SYSTEM - Google Patents

Abstract

Le procédé de caractérisation d'un système disposé dans un milieu (1), ledit système (100) comportant au moins un premier objet (101) apte à émettre une onde à propager dans le milieu (1), et une pluralité de deuxièmes objets (102) chacun apte à enregistrer, au niveau dudit deuxième objet (102), un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu (1), comprend : - une étape d'émission (E1) de l'onde dans le milieu (1) par ledit au moins un premier objet (101), et - une étape de localisation (E2) desdits deuxièmes objets (102) et dudit au moins un premier objet (101) utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets (102), lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la propagation de la même onde émise.The method of characterizing a system disposed in a medium (1), said system (100) comprising at least a first object (101) able to emit a wave to be propagated in the medium (1), and a plurality of second objects (102) each capable of recording, at said second object (102), a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium (1), comprises: a step of emission (E1) of the wave in the middle (1) by said at least one first object (101), and - a step of locating (E2) said second objects (102) and said at least one first object (101) using signals recorded by said second objects (102), said recorded signals being representative each of the propagation of the same emitted wave.

Description

Procédé de caractérisation d'un système disposé dans un milieu permettant la propagation d'une onde émise par un objet dudit système Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de la détection d'objets. La notion de détection est à prendre au sens large, elle permet plus particulièrement de localiser des objets.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of object detection. The notion of detection is to be taken in the broad sense, it allows more particularly to locate objects.

L'invention a pour objet plus particulièrement un procédé de caractérisation d'un système disposé dans un milieu. État de la technique Dans le domaine de la détection d'objets, il a déjà été utilisé des techniques utilisant des signaux acoustiques se propageant dans un liquide.The subject of the invention is more particularly a method of characterizing a system placed in a medium. STATE OF THE ART In the field of object detection, techniques have already been used using acoustic signals propagating in a liquid.

Le document « Using Ocean Ambient Noise for Array Self-Localization and Self-Synchronization » de Karim G. Sabra et al. tiré de IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 30, NO 2, d'avril 2005 décrit comment évaluer des temps de vol entre des éléments situés au fond de l'océan.The document "Using Ocean Ambient Noise for Array Self-Localization and Self-Synchronization" by Karim G. Sabra et al. from IEEE Journal of Oceanic Engineering, vol. 30, No. 2, April 2005 describes how to evaluate flight times between elements located at the bottom of the ocean.

Cependant, une telle étude est très longue (enregistrements réalisés sur plusieurs signaux enregistrés en continus pendant 2.5 semaines) et se focalise uniquement à la localisation des éléments capteurs de signaux. Il résulte un besoin de développer un procédé de caractérisation plus complet et permettant notamment d'accélérer la caractérisation.However, such a study is very long (recordings made on several signals recorded continuously for 2.5 weeks) and focuses solely on the location of the signal sensing elements. It follows a need to develop a more complete characterization process and in particular to accelerate the characterization.

3024776 2 Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une solution qui remédie 5 à tout ou partie des inconvénients listés ci-dessus. On tend vers ce but grâce à un procédé de caractérisation d'un système disposé dans un milieu, ledit système comportant au moins un premier objet apte à émettre une onde à propager dans le milieu, et une pluralité 10 de deuxièmes objets chacun apte à enregistrer, au niveau dudit deuxième objet, un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu, ledit procédé comprenant : - une étape d'émission de l'onde dans le milieu par ledit au moins un premier objet, et 15 - une étape de localisation desdits deuxièmes objets et dudit au moins un premier objet utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets, lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la propagation de la même onde émise. Avantageusement, l'étape de localisation comporte les étapes suivantes : 20 - un enregistrement par chacun des deuxièmes objets d'un signal correspondant représentatif de la propagation de l'onde émise, chacun des signaux enregistrés comprenant au moins une coda résultante de la propagation de l'onde émise dans le milieu, 3024776 3 - une estimation du positionnement desdits deuxièmes objets en utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets, - une estimation du positionnement dudit au moins un premier objet 5 à partir d'au moins deux des signaux enregistrés. En outre, le procédé peut comporter une étape de formation d'au moins un couple de deuxièmes objets, ou d'une pluralité de couples de deuxièmes objets, de telle sorte que chaque deuxième objet appartienne à au moins un couple, et l'étape d'estimation du positionnement desdits 10 deuxièmes objets peut comporter, pour chaque couple, une étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets dudit couple utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deux deuxièmes objets dudit couple. Selon un mode de réalisation, l'étape de détermination de la distance 15 séparant les deux deuxièmes objets d'un même couple comporte les étapes suivantes : - une extraction d'une première coda à partir du signal enregistré par l'un desdits deux deuxièmes objets dudit couple, - une extraction d'une deuxième coda à partir du signal enregistré 20 par l'autre desdits deux deuxièmes objets dudit couple, - une corrélation des première et deuxième codas, 3024776 4 - une utilisation de ladite corrélation pour déterminer la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets du même couple. Selon un perfectionnement, l'étape d'utilisation de ladite corrélation comporte les étapes suivantes : 5 - l'application d'une dérivée troisième à ladite corrélation, - l'utilisation du résultat de ladite dérivée troisième pour déterminer la distance de séparation entre lesdits deux deuxièmes objets du même couple. Avantageusement, l'étape d'utilisation du résultat de ladite dérivée 10 troisième consiste à isoler un argument maximal fonction du résultat de ladite dérivée troisième, notamment à partir d'une application d'une identité de Ward audit résultat de ladite dérivée troisième, cet argument maximal étant égal à la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets du même couple divisée par la vitesse de propagation de l'onde émise 15 dans le milieu. Par exemple, les distances de séparation des deuxièmes objets de chaque couple étant déterminées, l'étape d'estimation du positionnement desdits deuxièmes objets utilise chacune desdites distances de séparation déterminées pour estimer ledit positionnement.OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a solution that overcomes all or some of the disadvantages listed above. This goal is attained by means of a method for characterizing a system placed in a medium, said system comprising at least a first object able to emit a wave to be propagated in the medium, and a plurality of second objects each capable of recording at said second object, a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium, said method comprising: a step of emitting the wave in the medium by said at least one first object; and a step of locating said second objects and said at least one first object using signals recorded by said second objects, said recorded signals being representative each of the propagation of the same transmitted wave. Advantageously, the location step comprises the following steps: a recording by each of the second objects of a corresponding signal representative of the propagation of the transmitted wave, each of the recorded signals comprising at least one coda resulting from the propagation of the wave emitted in the medium, - an estimation of the positioning of said second objects using the codas of the signals recorded by said second objects, - an estimation of the positioning of said at least one first object 5 from at least two of the recorded signals. In addition, the method may comprise a step of forming at least a pair of second objects, or a plurality of pairs of second objects, such that each second object belongs to at least one pair, and the step estimation of the positioning of said second objects may comprise, for each pair, a step of determining the distance separating the two second objects of said pair using the codas of the signals recorded by said two second objects of said pair. According to one embodiment, the step of determining the distance separating the two second objects of the same pair comprises the following steps: an extraction of a first coda from the signal recorded by one of said two seconds objects of said pair, - an extraction of a second coda from the signal recorded by the other of said two second objects of said pair, - a correlation of the first and second codas, 3024776 4 - a use of said correlation to determine the distance separating said two second objects from the same pair. According to an improvement, the step of using said correlation comprises the following steps: applying a third derivative to said correlation; using the result of said third derivative to determine the separation distance between said correlations; two second objects of the same pair. Advantageously, the step of using the result of said third derivative is to isolate a maximum argument that is a function of the result of said third derivative, in particular from an application of a Ward identity to said result of said third derivative. maximum argument being equal to the distance separating said two second objects of the same pair divided by the speed of propagation of the wave emitted in the medium. For example, the separation distances of the second objects of each pair being determined, the step of estimating the positioning of said second objects uses each of said separation distances determined to estimate said positioning.

20 Avantageusement, le procédé comporte une étape d'initialisation dans laquelle deux deuxièmes objets étalons sont disposés dans le milieu de telle sorte que la distance les séparant soit connue, et il comporte une étape de détermination de la vitesse de propagation de l'onde émise 3024776 5 dans le milieu utilisant le résultat de la dérivée troisième associée auxdits deux deuxièmes objets étalons de sorte à isoler l'argument maximal fonction dudit résultat de ladite dérivée troisième, la vitesse de propagation à déterminer étant égale à la distance connue séparant 5 lesdits deux deuxième objets étalons divisée par ledit argument maximal. Préférentiellement, l'étape de formation de la pluralité de couples est telle qu'il en résulte la formation de C. couples distincts avec n le nombre de deuxièmes objets contenus dans la pluralité de deuxièmes objets. L'étape de positionnement dudit au moins un premier objet peut 10 comporter la détermination d'au moins un hyperboloïde représentatif d'une surface dans laquelle ledit au moins un premier objet se situe à partir desdits au moins deux des signaux enregistrés. En particulier, le procédé peut comporter, pour chaque signal enregistré, une étape de traitement dudit signal enregistré permettant simultanément 15 d'extraire d'une part la coda, et d'autre part une partie de signal dépourvue de la coda, de telle sorte que la coda extraite participe à estimer le positionnement des deuxièmes objets et que ladite partie de signal dépourvue de la coda participe à estimer le positionnement dudit au moins un premier objet.Advantageously, the method comprises an initialization step in which two second standard objects are arranged in the medium so that the distance between them is known, and it comprises a step of determining the speed of propagation of the transmitted wave. In the middle using the result of the third derivative associated with said two second standard objects so as to isolate the maximum argument function of said result of said third derivative, the propagation speed to be determined being equal to the known distance separating said two second standard object divided by said maximum argument. Preferably, the step of forming the plurality of pairs is such that the result is the formation of C. distinct pairs with n the number of second objects contained in the plurality of second objects. The step of positioning said at least one first object may include determining at least one hyperboloid representative of a surface in which said at least one first object is from said at least two of the recorded signals. In particular, the method may comprise, for each signal recorded, a step of processing said recorded signal simultaneously making it possible to extract both the coda and a part of the signal devoid of the coda, so that that the extracted coda participates in estimating the positioning of the second objects and that said signal portion devoid of the coda participates in estimating the positioning of said at least one first object.

20 L'étape d'émission (El ) par ledit au moins un premier objet de l'onde dans le milieu peut être telle que l'onde émise est une onde sismique ou acoustique. L'Invention est aussi relative à un système destiné à être disposé dans un milieu, ledit système comportant au moins un premier objet configuré 3024776 6 de sorte à émettre une onde, et une pluralité de deuxièmes objets configurés de sorte à enregistrer, chacun à leur niveau, un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu. Ce système comporte en outre un module configuré de sorte à localiser 5 lesdits deuxièmes objets et ledit au moins un premier objet en utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets, lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la même onde émise par ledit au moins un premier objet.The emitting step (E1) by said at least one first object of the wave in the medium may be such that the transmitted wave is a seismic or acoustic wave. The invention also relates to a system intended to be placed in a medium, said system comprising at least a first configured object 3024776 6 so as to emit a wave, and a plurality of second objects configured so as to record, each at their level, a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium. This system further comprises a module configured to locate said second objects and said at least one first object using signals recorded by said second objects, said recorded signals being representative each of the same wave transmitted by said at least one first object. object.

10 Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les 15 dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un système à caractériser placé dans un milieu, - la figure 2 représente schématiquement des étapes d'un procédé de caractérisation selon un mode d'exécution particulier de 20 l'invention, - la figure 3 illustre différentes composantes d'une onde se propageant dans un milieu, - la figure 4 illustre deux signaux superposés dans le temps, le premier signal, celui du haut, représente l'amplitude du signal 25 enregistré en volts en fonction du temps, et le deuxième signal, celui du bas, représente la traduction du signal du dessus en puissance instantanée en dB en fonction du temps, - la figure 5 est un exemple particulier d'un signal représentatif de la propagation de l'onde émise et enregistré par un deuxième objet, 3024776 7 - la figure 6 représente une utilisation particulière du résultat de la dérivée troisième de la corrélation de deux signaux enregistrés par deux deuxièmes objets distincts, on peut voir ici la variation de l'amplitude normalisée en fonction du temps.Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention given by way of non-limiting example and shown in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically illustrates a system to be characterized placed in a medium; FIG. 2 schematically represents steps of a characterization method according to a particular embodiment of the invention; FIG. 3 illustrates various components of a wave propagating in a medium; - FIG. 4 illustrates two superimposed signals in time, the first signal, the one above, represents the amplitude of the signal recorded in volts as a function of time, and the second signal, the lower one. , represents the translation of the signal from above into instantaneous power in dB as a function of time, - FIG. 5 is a particular example of a signal represented by ntative of the propagation of the transmitted wave and recorded by a second object, - 6 represents a particular use of the result of the third derivative of the correlation of two signals recorded by two second distinct objects, we can see here the variation of normalized amplitude as a function of time.

5 Description de modes préférentiels de l'invention Le procédé décrit ci-après diffère de l'art antérieur en ce qu'il propose d'utiliser une même onde, notamment issue d'une source impulsionnelle, 10 pour déterminer la position de capteurs et la position d'une source d'émission de ladite même onde. En particulier, comme illustré en figure 1, le procédé permet de caractériser un système 100 disposé dans un milieu 1.DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION The method described below differs from the prior art in that it proposes to use the same wave, in particular from a pulse source, to determine the position of sensors and the position of an emission source of said same wave. In particular, as illustrated in FIG. 1, the method makes it possible to characterize a system 100 disposed in a medium 1.

15 Le milieu 1 est tel qu'il permet la propagation d'une onde, notamment une onde acoustique ou sismique (ou plus généralement mécanique). Le milieu 1 peut être linéaire, homogène, dissipatif, solide, fluidique ou encore faiblement hétérogène. L'onde se propageant dans le milieu 1 se caractérise notamment par une vitesse de propagation dans ledit milieu 20 1. Le système 100 comporte au moins un premier objet 101 apte à émettre une onde à propager dans le milieu 1. Le premier objet est aussi appelé source. En outre, le système 100 comporte une pluralité de deuxièmes objets 102 chacun apte à enregistrer, au niveau dudit deuxième objet 25 102, un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu 1. Ce signal représentatif de la propagation de l'onde peut par exemple être une mesure de l'amplitude d'un champ de pression au point de mesure d'un milieu de propagation acoustique. Chaque deuxième 3024776 8 objet 102 est aussi appelé capteur. Le signal enregistré par chaque deuxième objet 102 correspond à la propagation de l'onde émise par ledit premier objet et vue par ledit deuxième objet. Les deuxièmes objets 102 sont disposés à des endroits distincts les uns des autres de sorte à ne 5 pas enregistrer la même chose. De plus, pour une localisation d'une source (c'est-à-dire du premier objet) dans un espace à n dimension(s) on aura n+1 deuxièmes objets non coplanaires. Les deuxièmes objets 102 peuvent être des capteurs vectoriels (par exemple un accéléromètre triaxial pour la mesure d'ondes sismiques), 10 dans ce cas l'orientation des différents deuxièmes objets 102 est différente. Le procédé de caractérisation comporte, comme illustré en figure 1, une étape d'émission El de l'onde dans le milieu 1 par ledit au moins un premier objet 101, et une étape de localisation E2 desdits deuxièmes 15 objets 102 et dudit au moins un premier objet 101 utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets 102, lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la propagation de la même onde émise. On comprend donc qu'à partir d'une seule onde émise, on peut déterminer/estimer la position, de « préférence relative ou absolue », des 20 deuxièmes objets 102 puis la position dudit au moins un premier objet 101 par rapport auxdits deuxièmes objets 102. Par « position relative », on entend que les positions des deuxièmes objets et du premier objet sont connues les unes par rapport aux autres sans qu'un référentiel fixe (par exemple le référentiel terrestre) soit connu. Par « position absolue », 25 on entend que la localisation permet de positionner les deuxièmes objets et le premier objet dans un référentiel prédéterminé (par exemple le référentiel terrestre).The medium 1 is such that it allows the propagation of a wave, in particular an acoustic or seismic (or more generally mechanical) wave. The medium 1 may be linear, homogeneous, dissipative, solid, fluidic or slightly heterogeneous. The wave propagating in the medium 1 is characterized in particular by a propagation speed in said medium 1. The system 100 comprises at least a first object 101 able to emit a wave to be propagated in the medium 1. The first object is also called source. In addition, the system 100 comprises a plurality of second objects 102 each capable of recording, at said second object 102, a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium 1. This signal representative of the propagation of the For example, the wave can be a measure of the amplitude of a pressure field at the measurement point of an acoustic propagation medium. Each second object 102 is also referred to as a sensor. The signal recorded by each second object 102 corresponds to the propagation of the wave emitted by said first object and seen by said second object. The second objects 102 are arranged at distinct locations from each other so as not to record the same thing. Moreover, for a localization of a source (that is to say of the first object) in a space with n dimension (s) we will have n + 1 second non-coplanar objects. The second objects 102 may be vector sensors (for example a triaxial accelerometer for measuring seismic waves), in which case the orientation of the different second objects 102 is different. The characterization method comprises, as illustrated in FIG. 1, a transmission step E1 of the wave in the medium 1 by the said at least one first object 101, and a location step E2 of the said second objects 102 and the said at least one object a first object 101 using signals recorded by said second objects 102, said recorded signals being representative each of the propagation of the same emitted wave. It is thus understood that, from a single transmitted wave, it is possible to determine / estimate the position, of "relative or absolute preference", of the second objects 102 and then the position of said at least one first object 101 with respect to said second objects. 102. "Relative position" means that the positions of the second objects and the first object are known relative to one another without a fixed reference frame (for example the terrestrial reference frame) being known. By "absolute position", it is meant that the location makes it possible to position the second objects and the first object in a predetermined reference frame (for example the terrestrial reference frame).

3024776 9 De préférence, il existe un lien de causalité entre la localisation des deuxièmes objets et du premier objet. En ce sens, il est préférable que la localisation du premier objet ne se fasse que lorsqu'une condition est vérifiée. Cette condition peut, par exemple, correspondre à une validation 5 que tous les deuxièmes objets ont été localisés. Cette condition peut être reliée au fait que si on se place dans un repère absolu (i.e. non relatif au réseau de capteurs) alors on ne peut pas déterminer la position d'une source sans avoir au préalable déterminé la position des capteurs. De préférence, cette onde est émise par une source impulsionnelle (en 10 temps) et ponctuelle (en espace - ponctuelle signifie dont les dimensions sont négligeables devant celles du milieu), c'est-à-dire qu'elle est de durée très courte limitée dans le temps, préférentiellement comprise de quelques millisecondes. En fait, la durée est fonction de la fréquence d'acquisition (c'est-à-dire d'enregistrement) des deuxièmes objets. Par 15 exemple, pour une fréquence d'acquisition de 44.1 kHz, l'impulsion doit préférentiellement avoir une largeur de bande de 44.1 /2 kHz donc une durée d'au plus 45 ps. Une onde impulsionnelle peut, par exemple, être un claquement de main, le choc d'un objet sur le sol, etc.Preferably, there is a causal link between the location of the second objects and the first object. In this sense, it is preferable that the location of the first object is done only when a condition is verified. This condition may, for example, correspond to a validation that all second objects have been located. This condition can be related to the fact that if one places oneself in an absolute reference (i.e. not relative to the network of sensors) then one can not determine the position of a source without having previously determined the position of the sensors. Preferably, this wave is emitted by an impulse source (in time) and punctual (in space - punctual means whose dimensions are negligible in front of those in the middle), that is to say that it is of very short duration limited in time, preferentially included by a few milliseconds. In fact, the duration is a function of the acquisition (i.e., recording) frequency of the second objects. For example, for an acquisition frequency of 44.1 kHz, the pulse should preferably have a bandwidth of 44.1 / 2 kHz and therefore a duration of at most 45 ps. For example, an impulse wave may be a snap of a hand, the shock of an object on the ground, and so on.

20 II résulte de l'utilisation d'une même onde émise une rapidité de caractérisation, notamment très peu consommatrice en source de courant. Le procédé de caractérisation peut donc facilement être embarqué, notamment dans le cadre de deuxièmes et de premier objets autonomes.It follows from the use of the same emitted wave characterization rapidity, including very low consumption of current source. The characterization method can therefore easily be embedded, especially in the context of second and first autonomous objects.

25 L'étape d'émission El par ledit au moins un premier objet 101 de l'onde dans le milieu 1 est telle que l'onde émise, notamment impulsionnelle, 3024776 10 peut être une onde sismique (ou plus généralement une onde mécanique), ou encore une onde acoustique. Dans le cas où le milieu est solide et homogène, l'onde émise est préférentiellement sismique et on s'intéresse aux ondes primaires ou 5 secondaires. Dans le cas où le milieu est faiblement hétérogène, le procédé décrit dans la présente description est toujours valable mais sera moins précis. La notion de « faiblement hétérogène » peut être précisée en considérant 10 la vitesse de propagation dans le milieu v qui dépend normalement de l'espace v(x) où x parcours l'espace. Faiblement hétérogène est formalisable par v(x) - v pour tout x dans l'espace. Selon un exemple de réalisation particulier, l'étape de localisation E2 15 comporte les étapes suivantes : - un enregistrement E2-1 par chacun des deuxièmes objets 102 d'un signal correspondant représentatif de la propagation de l'onde émise, chacun des signaux enregistrés comprenant au moins une coda résultante de la propagation de l'onde émise dans 20 le milieu 1, - une estimation E2-2 du positionnement desdits deuxièmes objets 102 en utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets 102, - une estimation E2-3 du positionnement dudit au moins un premier 25 objet à partir d'au moins deux des signaux enregistrés, de préférence dépourvus chacun de sa coda.The emitting step E1 by said at least one first object 101 of the wave in the medium 1 is such that the transmitted wave, in particular pulsed wave, can be a seismic wave (or more generally a mechanical wave). , or an acoustic wave. In the case where the medium is solid and homogeneous, the emitted wave is preferably seismic and one is interested in the primary or secondary waves. In the case where the medium is weakly heterogeneous, the method described in the present description is still valid but will be less precise. The notion of "weakly heterogeneous" can be specified by considering the propagation velocity in the medium v which normally depends on the space v (x) where x travels the space. Low heterogeneity is formalizable by v (x) - v for all x in space. According to a particular exemplary embodiment, the location step E2 comprises the following steps: a recording E2-1 by each of the second objects 102 of a corresponding signal representative of the propagation of the transmitted wave, each of the recorded signals comprising at least one coda resulting from the propagation of the wave emitted in the medium 1, - an estimate E2-2 of the positioning of said second objects 102 using the codas of the signals recorded by said second objects 102, - an estimate E2- 3 positioning said at least one object from at least two of the recorded signals, preferably each without its coda.

3024776 11 Chaque deuxième objet 102 peut enregistrer en continu, dans ce cas une phase amont consistera à détecter la présence du signal souhaité pour l'extraire de l'enregistrement.Each second object 102 may record continuously, in which case an upstream phase will consist in detecting the presence of the desired signal to extract it from the recording.

5 En fait, l'onde se propage entre un premier point source (ici le premier objet 101) et chaque point capteur (ici un des deuxième objets 102). Lorsqu'au premier point une impulsion est émise (par exemple une onde acoustique), l'onde va se propager dans le milieu 1. Cette onde émise va se réfléchir sur les parois et se diffuser via les hétérogénéités. Comme 10 l'illustre la figure 3, la propagation vue par le deuxième point peut se traduire par un signal comportant trois composantes. La première composante td représente le temps de vol entre les deux points, la deuxième composante t .prec représente les premières réflexions de l'onde dans le milieu, et la troisième composante tdiff représente une phase où 15 tous les instants d'arrivées ne sont plus séparables. La coda correspond à cette troisième composante tdiff. On notera l'existence d'une quatrième composante correspondant au retour au bruit ambiant et non représentée sur cette figure 2.In fact, the wave propagates between a first source point (here the first object 101) and each sensor point (here one of the second objects 102). When at the first point a pulse is emitted (for example an acoustic wave), the wave will propagate in the middle 1. This emitted wave will be reflected on the walls and diffuse via the heterogeneities. As illustrated in FIG. 3, the propagation seen by the second point can result in a signal comprising three components. The first component td represents the flight time between the two points, the second component t .prec represents the first reflections of the wave in the medium, and the third component tdiff represents a phase where all the arrival times are not more separable. The coda corresponds to this third component tdiff. Note the existence of a fourth component corresponding to the return to ambient noise and not shown in this Figure 2.

20 On comprend qu'il résulte de l'étape utilisant lesdites codas un besoin d'extraire la coda d'un signal enregistré si l'on veut par la suite limiter les ressources de calcul. L'extraction d'une coda peut se faire comme illustré en figure 4 à partir de seuils basés sur la puissance du signal enregistré. Sur la figure 4, le graphique supérieur représente l'amplitude du signal en 25 volts en fonction du temps tel qu'enregistré, et le graphique inférieur représente l'amplitude du même signal en terme de puissance instantanée (dB) en fonction du temps. La puissance instantanée dudit signal enregistré présente une puissance instantanée maximale Pmax au niveau d'un instant déterminé tdet après cet instant déterminé tdet la 30 puissance instantanée va progressivement diminuer, on choisit alors 3024776 12 d'isoler un premier instant t1 associé audit signal enregistré dont la puissance instantanée est préférentiellement égale à sensiblement 2/3 de la puissance instantanée maximale et un deuxième instant t2 associé audit signal enregistré dont la puissance instantanée est 5 préférentiellement égale à sensiblement 1/3 de la puissance instantanée maximale. Les instants t1 et t2 sont postérieurs à l'instant déterminé décrit ci-dessus. Ensuite, il suffit de reprendre le signal tel qu'enregistré et d'extraire la partie de signal entre t1 et t2 qui correspond alors à la coda.It will be understood that it follows from the step using said codas a need to extract the coda from a recorded signal if it is subsequently desired to limit the computing resources. The extraction of a coda can be done as illustrated in Figure 4 from thresholds based on the power of the recorded signal. In FIG. 4, the upper graph represents the signal amplitude in 25 volts as a function of time as recorded, and the lower graph represents the amplitude of the same signal in terms of instantaneous power (dB) as a function of time. The instantaneous power of said recorded signal has a maximum instantaneous power Pmax at a given instant tdet after this determined instant tdet the instantaneous power will gradually decrease, we then choose to isolate a first instant t1 associated with said recorded signal of which the instantaneous power is preferably equal to substantially 2/3 of the maximum instantaneous power and a second instant t2 associated with said recorded signal whose instantaneous power is preferentially equal to substantially 1/3 of the maximum instantaneous power. The instants t1 and t2 are later than the determined instant described above. Then, simply take the signal as recorded and extract the signal part between t1 and t2 which then corresponds to the coda.

10 Bien que la méthode utilisant les puissances pour extraire une coda d'un signal ait été décrite, l'homme du métier pourra utiliser toute autre méthode connue.Although the method using the powers to extract a coda from a signal has been described, one skilled in the art may use any other known method.

15 Selon un perfectionnement, le procédé comporte une étape de formation d'au moins un couple de deuxièmes objets 102, ou d'une pluralité de couples de deuxièmes objets 102, de telle sorte que chaque deuxième objet 102 appartienne à au moins un couple. L'étape d'estimation E2-2 du positionnement desdits deuxièmes objets 102 comporte, pour chaque 20 couple, une étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets 102 dudit couple utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deux deuxièmes objets 102 dudit couple. On comprend alors que lorsque l'on connait les distances séparant chaque couple de deuxièmes objets, on est capable de remonter 25 facilement à un positionnement relatif des deuxièmes objets 102 les uns par rapport aux autres. Préférentiellement, si on dispose de deuxièmes objets déjà localisés (appelés ancres ou balises) dans un repère prédéterminé, alors on peut localiser les deuxièmes objets 102 dans I repère prédéterminé dit absolu qui est celui des balises.According to an improvement, the method comprises a step of forming at least a pair of second objects 102, or a plurality of pairs of second objects 102, such that each second object 102 belongs to at least one pair. The estimating step E2-2 of the positioning of said second objects 102 includes, for each pair, a step of determining the distance separating the two second objects 102 of said pair using the codas of the signals recorded by said two second objects 102 of said second pair of objects. couple. It will be understood that when the distances separating each pair of second objects are known, it is possible to easily ascend to a relative positioning of the second objects 102 relative to one another. Preferably, if second objects already located (called anchors or beacons) are available in a predetermined reference, then the second objects 102 can be located in the predetermined absolute reference mark which is that of the beacons.

3024776 13 Plus particulièrement, l'étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets 102 d'un même couple peut comporter une étape d'extraction d'une première coda Sa à partir du signal enregistré 5 par l'un desdits deux deuxièmes objets 102 dudit couple, et une étape d'extraction d'une deuxième coda Sb à partir du signal enregistré par l'autre desdits deux deuxièmes objets 102 dudit couple. La figure 5 illustre l'amplitude du signal enregistré par l'un des deux deuxièmes objets au cours du temps. En utilisant la méthode des puissances 10 décrites ci-dessus, on va chercher des valeurs t1 et t2 à appliquer aux deux signaux enregistrés associés audit couple. On peut alors appliquer la méthode des puissances sur l'un des signaux enregistrés et les instants t1 et t2 déterminés à partir de ce signal enregistré sont appliqués aux deux signaux enregistrés du couple. Alternativement, on applique la 15 méthode des puissances sur les deux signaux enregistrés et les instants t1 et t2 retenus correspondent aux bornes d'une plage temporelle de recouvrement d'une première plage définie par les instants t1 et t2 associés à l'un des signaux enregistrés et d'une deuxième plage définie par les instants t1 et t2 associés à l'autre des signaux enregistrés.More particularly, the step of determining the distance separating the two second objects 102 of the same pair may comprise a step of extracting a first coda Sa from the signal recorded by one of said two seconds. objects 102 of said pair, and a step of extracting a second coda Sb from the signal recorded by the other of said two second objects 102 of said pair. Figure 5 illustrates the amplitude of the signal recorded by one of the two second objects over time. Using the power method 10 described above, we will look for values t1 and t2 to be applied to the two recorded signals associated with said pair. The power method can then be applied to one of the recorded signals and the instants t1 and t2 determined from this recorded signal are applied to the two recorded signals of the pair. Alternatively, the power method is applied to the two recorded signals and the instants t1 and t2 retained correspond to the limits of an overlapping time range of a first range defined by the instants t1 and t2 associated with one of the signals. recorded and a second range defined by times t1 and t2 associated with the other recorded signals.

20 Après avoir extraite les première et deuxième codas Sa, Sb, il est mis en oeuvre une étape de corrélation des première et deuxième codas, notamment en utilisant la formule suivante : f+ co Ca, b(r) = f Go Sa(t + -c)Sb(t)dt Avec Ca, b(r) le résultat de la corrélation.After extracting the first and second codas Sa, Sb, a correlation step of the first and second codas is carried out, in particular using the following formula: f + co Ca, b (r) = f Go Sa (t + -c) Sb (t) dt With Ca, b (r) the result of the correlation.

3024776 14 On comprend donc l'intérêt de l'extraction des codas pour limiter les calculs lors de la corrélation. De manière générale, les calculs effectués dans le cadre de la présente invention ont permis de valider le fait que la partie impaire de la réponse 5 impulsionnelle entre deux deuxièmes objets 102 d'un couple était proportionnelle à la dérivée troisième du résultat de la corrélation. Plus particulièrement, la théorie, vérifiée expérimentalement, montre que l'on retrouve la partie impaire de la RI - Réponse impulsionnelle - (définie par IMP RI(t) = 1/2*(RI(t) - RI(-t)) et non pas la RI elle-même. Pour une RI 10 causale (i.e. nulle au temps négatif) on retrouve facilement la RI à partir de sa partie impaire. Dans un autre cas (assez rare), la partie impaire de la RI ne suffit pas pour reconstruire la RI. Ainsi, l'étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets 102 d'un même couple peut comporter une utilisation 15 de ladite corrélation pour déterminer ladite distance, notamment cette utilisation comporte une étape d'application d'une dérivée troisième à ladite corrélation, suivie d'une étape d'utilisation du résultat de ladite dérivée troisième pour déterminer la distance de séparation entre lesdits deux deuxièmes objets 102 du même couple.Thus, the interest of the extraction of the codas to limit the calculations during the correlation is understood. In general, the calculations carried out in the context of the present invention made it possible to validate that the odd part of the impulse response between two second objects 102 of a pair was proportional to the third derivative of the result of the correlation. More particularly, the theory, verified experimentally, shows that we find the odd part of the IR - impulse response - (defined by IMP RI (t) = 1/2 * (RI (t) - RI (-t)) and not the IR itself: for a causal IR 10 (ie zero at the negative time) we find easily the IR from its odd part In another (rather rare) case, the odd part of the IR is not enough In this way, the step of determining the distance separating the two second objects 102 of the same pair may comprise a use of said correlation to determine said distance, in particular this use comprises a step of application of FIG. a third derivative to said correlation, followed by a step of using the result of said third derivative to determine the separation distance between said two second objects 102 of the same pair.

20 La figure 6 illustre un signal fonction du résultat de la corrélation de deux signaux enregistrés. L'argument maximal du signal de la figure 6 est de préférence égal à la distance séparant les deux deuxièmes objets 102 du même couple divisée par la vitesse de propagation de l'onde émise dans le milieu. Si le milieu est connu, alors la vitesse de propagation l'est et 25 donc il est aisé de remonter à la valeur de la distance séparant les deux deuxièmes objets du même couple.Figure 6 illustrates a signal according to the result of the correlation of two recorded signals. The maximum argument of the signal of FIG. 6 is preferably equal to the distance separating the two second objects 102 of the same pair divided by the speed of propagation of the wave emitted in the medium. If the medium is known, then the speed of propagation is and so it is easy to go back to the value of the distance separating the two second objects of the same pair.

3024776 15 Autrement dit, l'étape d'utilisation du résultat de ladite dérivée troisième consiste à isoler un argument maximal fonction du résultat de ladite dérivée troisième, notamment à partir d'une application d'une identité de Ward audit résultat de ladite dérivée troisième, cet argument maximal 5 étant égal à la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets du même couple divisée par la vitesse de propagation de l'onde émise dans le milieu. En particulier, à partir du résultat de la dérivée troisième, il est réalisé une reconstruction de la réponse impulsionnelle entre les deux deuxièmes objets 102 dudit couple, notamment en utilisant une identité 10 de Ward, et l'argument maximal est déterminé à partir de ladite reconstruction. L'identité de Ward a été donnée ici à titre d'exemple, l'homme du métier peut aussi utiliser l'intégrale présentant un maximum sur le temps de vol. L'utilisation de la dérivée troisième n'est qu'un exemple préféré. En ce 15 sens, il est possible d'utiliser tout estimateur qui, appliqué à la corrélation permet d'estimer le temps de vol. De manière plus générale, on comprend alors que le procédé peut comprendre une utilisation de ladite corrélation pour déterminer la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets 102 du même couple, et cette utilisation de la corrélation peut 20 utiliser la dérivée troisième. On aura compris de ce qui a été dit ci-dessus que l'on cherche à déterminer la distance entre deux deuxièmes objets 102 en utilisant préférentiellement la réponse impulsionnelle entre lesdits deux deuxièmes objets 102, typiquement, cette réponse s'écrit : + R(r) 25 3024776 16 où indique une relation de proportionnalité, l'invention n'a en effet pas besoin du facteur d'amplitude devant la distribution de Ô qui indique un retard pur égal à d(A,B) / v où d(A,B) est la distance euclidienne entre les points A et B (respectivement les deux deuxièmes objets 102 d'un même 5 couple). La fonction R est nulle pour temps inférieur à d(A,B) / y . Elle est souvent représentative des réflexions sur les obstacles et les interfaces du milieu de propagation. L'équation (1) peut-être une approximation, la condition nécessaire est 10 que l'argument maximal de h(A,B,t) soit localisé en d(A,B) / v Par conséquent, le procédé pour lequel la réponse impulsionnelle vérifie (1) permet, à vitesse de propagation connue ou estimée, de déterminer la distance d(A,B) en formant le produit entre l'argument maximal de 15 h(A,B,t) et v. Une fois que les distances de séparation des deuxièmes objets 102 de chaque couple sont déterminées, l'étape d'estimation du positionnement E2-2 desdits deuxièmes objets 102 utilise chacune desdites distances de 20 séparation déterminées pour estimer ledit positionnement desdits deuxièmes objets. Le positionnement est relatif si aucune position absolue des deuxièmes objets 102 n'est connue. Si certains deuxièmes objets 102 ont une position connue par rapport à un référentiel défini (par exemple le référentiel terrestre) alors il est possible d'estimer le 25 positionnement de d'autres deuxièmes objets 102 dans ce même référentiel défini. Dans la présente description, pour chaque couple de deuxièmes objets, la distance de séparation déterminée entre lesdits deux deuxièmes objets dudit couple est préférentiellement une distance euclidienne.In other words, the step of using the result of said third derivative consists in isolating a maximum argument based on the result of said third derivative, in particular from an application of a Ward identity to said result of said third derivative. , this maximum argument being equal to the distance separating said two second objects of the same pair divided by the speed of propagation of the wave emitted in the medium. In particular, from the result of the third derivative, a reconstruction of the impulse response between the two second objects 102 of said pair is performed, in particular using a Ward identity, and the maximum argument is determined from said reconstruction. The identity of Ward has been given here by way of example, the skilled person can also use the integral having a maximum on the flight time. The use of the third derivative is only a preferred example. In this sense, it is possible to use any estimator which, applied to the correlation makes it possible to estimate the flight time. More generally, it will be understood that the method may include using said correlation to determine the distance between said two second objects 102 of the same pair, and this use of the correlation may use the third derivative. It will be understood from what has been said above that it is sought to determine the distance between two second objects 102 by preferentially using the impulse response between said two second objects 102, typically this answer is written: + R ( where indicates a proportionality relation, the invention does not need the amplitude factor in front of the distribution of δ which indicates a pure delay equal to d (A, B) / v where d ( A, B) is the Euclidean distance between the points A and B (respectively the two second objects 102 of the same pair). The function R is zero for time less than d (A, B) / y. It is often representative of the reflections on obstacles and interfaces of the propagation medium. Equation (1) may be an approximation, the necessary condition is that the maximal argument of h (A, B, t) be located in d (A, B) / v Therefore, the method for which the impulse response checks (1) allows, at known or estimated propagation speed, to determine the distance d (A, B) by forming the product between the maximum argument of 15 h (A, B, t) and v. Once the separation distances of the second objects 102 of each pair are determined, the step of estimating the positioning E2-2 of said second objects 102 uses each of said determined separation distances to estimate said positioning of said second objects. The positioning is relative if no absolute position of the second objects 102 is known. If some second objects 102 have a known position with respect to a defined repository (for example the terrestrial reference) then it is possible to estimate the positioning of other second objects 102 in the same defined repository. In the present description, for each pair of second objects, the separation distance determined between said two second objects of said pair is preferably a Euclidean distance.

3024776 17 L'homme du métier saura parfaitement, à partir des distances de séparation, remonter à l'estimation du positionnement de chacun des deuxièmes objets du système. Ce point ne sera donc pas décrit en détail. Nous nous sommes basés ci-dessus dans le cas particulier où la vitesse 5 de propagation de l'onde émise dans le milieu est connue. Si ce n'est pas le cas, il va falloir la déterminer. Dans ce cas, le procédé comporte une étape d'initialisation dans laquelle deux deuxièmes objets étalons (appartenant à la pluralité de deuxièmes objets définie ci-dessus) sont disposés dans le milieu de telle sorte que la distance les séparant soit 10 connue. Dès lors, le procédé comporte une étape de détermination de la vitesse de propagation de l'onde émise dans le milieu utilisant le résultat de la dérivée troisième associée auxdits deux deuxièmes objets étalons de sorte à isoler l'argument maximal fonction dudit résultat de ladite dérivée troisième (notamment à partir d'une réponse impulsionnelle entre 15 lesdits deux deuxièmes objets étalons reconstruite à partir dudit résultat de ladite dérivée troisième), la vitesse de propagation à déterminer étant égale à la distance connue séparant lesdits deux deuxième objets étalons divisée par ledit argument maximal. Ensuite, la vitesse de propagation ayant été déterminée, la distance de séparation associée à 20 chaque couple de deuxièmes objets non étalons peut être utilisée comme décrit ci-dessus pour estimer les distances de séparation entre lesdits deuxième objets de chaque couple de deuxièmes objets non étalons. Selon un perfectionnement, l'étape de formation de la pluralité de 25 couples est telle qu'il en résulte la formation de Cn couples distincts avec n le nombre de deuxièmes objets 102 contenus dans la pluralité de deuxièmes objets 102. Avec un tel ensemble de couples, il est possible d'assurer un positionnement adéquat de chacun des deuxièmes objets 102.The person skilled in the art will know perfectly, from the separation distances, go back to the estimation of the positioning of each of the second objects of the system. This point will not be described in detail. We have based above in the particular case where the speed of propagation of the wave emitted into the medium is known. If it is not the case, it will have to be determined. In this case, the method comprises an initialization step in which two second standard objects (belonging to the plurality of second objects defined above) are arranged in the medium so that the distance between them is known. Therefore, the method comprises a step of determining the propagation speed of the wave emitted in the medium using the result of the third derivative associated with said two second standard objects so as to isolate the maximum argument function of said result of said derivative. third (in particular from an impulse response between said two second standard objects reconstructed from said result of said third derivative), the propagation speed to be determined being equal to the known distance separating said two second standard objects divided by said argument maximum. Then, the propagation velocity having been determined, the separation distance associated with each pair of second non-standard objects can be used as described above to estimate the separation distances between said second objects of each pair of second non-standard objects. . According to an improvement, the step of forming the plurality of pairs is such that the result is the formation of C n distinct pairs with n the number of second objects 102 contained in the plurality of second objects 102. With such a set of couples, it is possible to ensure adequate positioning of each of the second objects 102.

3024776 18 On a traité ci-dessus l'étape d'estimation du positionnement de chacun des deuxièmes objets, passons à présent à l'étape d'estimation du positionnement E2-3 dudit au moins un premier objet 101. Cette dernière étape E2-3 comporte la détermination d'au moins un hyperboloïde 5 représentatif d'une surface dans laquelle ledit au moins un premier objet 101 se situe à partir desdits au moins deux des signaux enregistrés. L'utilisation d'un hyperboloïde permet de déterminer le positionnement dudit au moins un premier objet 101 dans une zone en particulier. En ce sens, pour raffiner le positionnement dudit au moins un premier objet 10 jusqu'à une position locale précise, on va chercher à utiliser les données (les signaux enregistrés) d'une pluralité de couples de deuxième objets 102 de sorte à générer une pluralité d'hyperboloïdes de localisation. L'intersection des hyperboloïdes de la pluralité d'hyperboloïdes permet alors une localisation précise dudit au moins un premier objet 101.The step of estimating the positioning of each of the second objects has been dealt with above, we now proceed to the step of estimating the positioning E2-3 of the said at least one first object 101. This last step E2- 3 comprises determining at least one hyperboloid representative of a surface in which said at least one first object 101 is located from said at least two of the recorded signals. The use of a hyperboloid makes it possible to determine the positioning of the at least one first object 101 in a particular zone. In this sense, to refine the positioning of said at least a first object 10 to a precise local position, we will seek to use the data (the recorded signals) of a plurality of pairs of second objects 102 so as to generate a plurality of location hyperboloids. The intersection of the hyperboloid of the plurality of hyperboloid then allows a precise localization of the at least one first object 101.

15 Plus particulièrement, pour estimer la position dudit au moins un premier objet 101, on va chercher à estimer la différence de temps d'arrivée de l'onde émise à partir dudit au moins un premier objet 101 entre chaque couple de deuxièmes objets 102 du système qui écoutent le premier objet. Cette estimation de différence de temps d'arrivée s'établit 20 principalement par calcul de l'argument maximal de l'inter-corrélation des signaux enregistrés par les deuxièmes objets 102 d'un même couple. Cette méthode est la plus utilisée mais il existe d'autres méthodes pour estimer cette différence de temps de vol.More particularly, to estimate the position of said at least one first object 101, it will be sought to estimate the arrival time difference of the wave emitted from said at least one first object 101 between each pair of second objects 102 of the second object. system that listen to the first object. This estimate of arrival time difference is established mainly by calculating the maximum correlation argument of the signals recorded by the second objects 102 of the same pair. This method is the most used but there are other methods to estimate this difference in flight time.

25 Ces différences de temps d'arrivée sont converties en différences de distance via la multiplication par la vitesse de propagation v supposée connue. Pour un couple de deuxièmes objets 102, cette différence de distances (euclidiennes) précise sur quel hyperboloïde est localisé le premier objet correspondant. La fusion de toutes les différences de 3024776 19 distances permet de remonter à la position absolue dudit au moins un premier objet, relativement au repère dans lequel les positions des deuxièmes objets 102 sont connues. Pour déterminer la position dudit au moins un premier objet à partir 5 d'hyperboloïde(s), l'homme du métier peut, outre ce qui a été dit ci- dessus, utiliser les enseignements du document « A simple and Efficient Estimator for Hyperbolic Location » de Y. T. Chan et al publié dans IEEE Transactions on signal processing, vol. 42, NO. 8, Aout 1994. On comprend de tout ce qui a été dit ci-dessus que le procédé peut 10 comporter, pour chaque signal enregistré, une étape de traitement dudit signal enregistré permettant simultanément d'extraire d'une part la coda, et d'autre part une partie de signal dépourvue de la coda, de telle sorte que la coda extraite (préférentiellement seulement la coda extraite) participe à estimer le positionnement des deuxièmes objets 102 et que 15 ladite partie de signal dépourvue de la coda (préférentiellement seulement ladite partie de signal dépourvue de la coda) participe à estimer le positionnement dudit au moins un premier objet 101. Cette étape de traitement a pour but de limiter la taille des parties de signaux à analyser pour d'une part estimer le positionnement de chacun 20 des deuxièmes objets 102 et d'autre part chaque premier objet 101. En effet, elle consiste à retirer les parties du signal qui ne sont pas utiles en vue de limiter les opérations par la suite. La localisation par hyperboloïde à partir de signaux enregistrés par un couple de deuxièmes objets 102 met généralement en oeuvre une étape 25 de corrélation des deux signaux enregistrés d'un même couple. En ce sens, sachant que la coda n'apporte rien à la détermination de la position 3024776 20 du premier objet, n'utiliser que les parties des signaux enregistrés en amont des codas limite les temps de calcul dus à la corrélation. Ceci peut être quantifié dans le cas le plus pessimiste. La localisation de du premier objet se fait en utilisant les différences de temps de vol entre 5 les signaux utiles corrélés. Une corrélation entre deux signaux de N points coûte environ N*log(N) opérations. Par conséquent, si on note N le nombre d'échantillons total du signal et Ncoda le nombre d'échantillons de la coda alors le nombre d'échantillons du signal utile et le facteur de diminution du temps de calcul s'écrit : 10 Si le signal corrélé est échantillonné à 44.1 kHz. On a N = 110250 et N Ncoda = 22050, le temps de calcul présente alors un facteur de 15 diminution G d'environ 17%. Il a été évoqué à plusieurs reprises des calculs ou des traitements réalisés sur les signaux enregistrés. Par exemple, chaque deuxième objet 102 transmet son signal enregistré ainsi qu'un identifiant unique au 20 sein du système à une unité maîtresse extérieure qui va traiter lesdits signaux enregistrés de la manière telle que décrite dans la présente description en vue d'estimer la position des deuxièmes objets 102 et de chaque premier objet 101. Il résulte de cet exemple que le système comporte l'unité maîtresse et un système de communication permettant 25 l'échange de données (signal enregistré et identifiant) entre chaque deuxième objet 102 et l'unité maîtresse. Alternativement l'unité maîtresse décrite ci-dessus peut être le premier objet 101 ou l'un des deuxièmes objets 102.These arrival time differences are converted into distance differences via multiplication by the known propagation velocity v. For a pair of second objects 102, this distance difference (Euclidean) specifies on which hyperboloid is located the first corresponding object. The merging of all the differences of distances makes it possible to go back to the absolute position of said at least one first object, relative to the coordinate system in which the positions of the second objects 102 are known. To determine the position of said at least one object from hyperboloid (s), one skilled in the art may, in addition to what has been said above, use the teachings of the document "A Simple and Efficient Estimator for Hyperbolic". Location of YT Chan et al published in IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 42, NO. 8, August 1994. It will be understood from all that has been said above that the method may comprise, for each recorded signal, a step of processing said recorded signal allowing simultaneously extracting the coda, and d on the other hand, a signal part devoid of the coda, so that the extracted coda (preferably only the extracted coda) participates in estimating the positioning of the second objects 102 and that said signal part devoid of the coda (preferentially only said signal part devoid of the coda) participates in estimating the positioning of said at least one first object 101. This processing step is intended to limit the size of the signal portions to be analyzed to first estimate the positioning of each of the 20 second objects 102 and secondly each first object 101. Indeed, it consists in removing the parts of the signal that are not useful in order to limit the operations by the su ite. The location by hyperboloid from signals recorded by a pair of second objects 102 generally implements a step 25 of correlating the two recorded signals of the same pair. In this sense, knowing that the coda does not contribute anything to the determination of the position of the first object, using only the parts of the signals recorded upstream of the codas limits the calculation times due to the correlation. This can be quantified in the most pessimistic case. The location of the first object is done using the differences in flight time between the correlated useful signals. A correlation between two signals of N points costs about N * log (N) operations. Therefore, if we write N the total number of samples of the signal and Ncoda the number of samples of the coda then the number of samples of the useful signal and the factor of decrease of the calculation time is written: correlated signal is sampled at 44.1 kHz. N = 110250 and N Noda = 22050, the computation time then has a reduction factor G of about 17%. It has been mentioned several times calculations or treatments performed on the recorded signals. For example, each second object 102 transmits its recorded signal as well as a unique identifier within the system to an external master unit that will process said recorded signals in the manner as described herein to estimate the position. second objects 102 and each first object 101. It follows from this example that the system comprises the master unit and a communication system allowing the exchange of data (recorded signal and identifier) between each second object 102 and the master unit. Alternatively the master unit described above may be the first object 101 or one of the second objects 102.

3024776 21 Selon une mise en oeuvre particulière, chaque couple de deuxièmes objets 102 est configuré de telle sorte que l'un des deux objets du couple reçoit des données de l'autre objet dudit couple de sorte à déterminer lui- 5 même la distance de séparation entre lesdits deux deuxièmes objets dudit couple. On comprend alors que l'homme du métier, en fonction des ressources à sa disposition pourra favoriser l'endroit où sont réalisées les différentes 10 étapes du procédé. L'invention est aussi relative à un système 100 destiné à être disposé dans un milieu 1, ledit système comportant au moins un premier objet 101 configuré de sorte à émettre une onde, et une pluralité de deuxièmes 15 objets 102 configurés de sorte à enregistrer, chacun à leur niveau, un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu 1. Le système comporte en outre un module configuré de sorte à localiser lesdits deuxièmes objets 102 et ledit au moins un premier objet 101 en utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets 102, lesdits 20 signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la même onde émise par ledit au moins un premier objet. De manière générale, on aura compris que la présente invention consiste à utiliser le même signal (la même onde) émis par au moins un premier 25 objet, formant préférentiellement une source impulsionnelle, dans un milieu de propagation pour lequel l'onde propagée sera composée d'une coda. Selon un premier exemple, deux deuxièmes objets 102 et un premier 30 objet 101 sont disposés selon une variété de dimension 1 de nature connue (par exemple une droite). Dans ce cas, il est possible de 3024776 22 remonter à un positionnement précis des premier et deuxièmes objets 101, 102 à partir de seulement deux signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets 102.According to a particular embodiment, each pair of second objects 102 is configured in such a way that one of the two objects of the pair receives data from the other object of said pair so as to determine the distance of the pair itself. separating said two second objects from said pair. It will be understood that the person skilled in the art, depending on the resources at his disposal, will be able to favor the place where the various steps of the process are carried out. The invention also relates to a system 100 intended to be arranged in a medium 1, said system comprising at least a first object 101 configured to emit a wave, and a plurality of second objects 102 configured to record, each at their level, a signal representative of the propagation of the wave transmitted in the medium 1. The system further comprises a module configured to locate said second objects 102 and said at least one first object 101 using recorded signals by said second objects 102, said recorded signals being representative each of the same wave emitted by said at least one first object. In general, it will be understood that the present invention consists in using the same signal (the same wave) emitted by at least a first object, preferentially forming a pulse source, in a propagation medium for which the propagated wave will be composed. of a coda. According to a first example, two second objects 102 and a first object 101 are arranged in a variety of dimension 1 of known nature (for example a straight line). In this case, it is possible to go back to a precise positioning of the first and second objects 101, 102 from only two signals recorded by said second objects 102.

5 Selon un deuxième exemple, les deuxièmes objets 102 sont disposés dans une variété courbée. Dès lors, les distances de séparation déterminées ne sont plus euclidiennes mais géodésiques. Dans ce cas on peut avoir : - soit trois deuxièmes objets 102 non alignés si ces derniers et le 10 premier objet 101 sont sur une variété de dimension 2 connue (un plan par exemple), - soit quatre deuxièmes objets 102 non coplanaires si les deuxièmes objets 102 et le premier objet 101 sont placés dans un espace tridimensionnel.In a second example, the second objects 102 are arranged in a curved variety. Consequently, the determined separation distances are no longer Euclidean but geodesic. In this case one can have: - either three second non-aligned objects 102 if the latter and the first object 101 are on a known variety of dimension 2 (a plane for example), or four second non-coplanar objects 102 if the second objects 102 and the first object 101 are placed in a three-dimensional space.

15 Le procédé de caractérisation peut fonctionner sur toute variété dans laquelle une source impulsionnelle crée une coda et que cette variété est un milieu de propagation linéaire. Le cas d'un milieu tridimensionnel est un exemple de variété plane Euclidienne. Le cas d'une sphère 20 tridimensionnelle est un exemple de variété 2D. Formellement, ce procédé peut fonctionner lorsque la géométrie de la variété est connue (espace 3D, sphère, cylindre, etc.). Encore plus formellement, connaître la géométrie c'est connaître la métrique Riemannienne associée à cette variété.The characterization method can operate on any variety in which a pulse source creates a coda and that this variety is a linear propagation medium. The case of a three-dimensional medium is an example of a Euclidean plane manifold. The case of a three-dimensional sphere is an example of a 2D variety. Formally, this process can work when the geometry of the variety is known (3D space, sphere, cylinder, etc.). Even more formally, knowing geometry means knowing the Riemannian metrics associated with this variety.

25 De manière générale applicable à tout ce qui a été dit ci-avant, un deuxième objet 102 peut comporter tout ou partie des éléments suivants : - une intelligence embarquée (par exemple un microcontrôleur), - une alimentation, 30 - des composants passifs, 3024776 23 - une électronique de gestion d'alimentation et de conditionnement des éléments dudit deuxième objet, - un module de communication (pour un noeud non filaire par exemple), 5 - un packaging pour faciliter l'intégration dans le milieu et résister aux contraintes associées, - un organe de mesure sensible (par exemple un capteur) à l'onde émise par le ou les premiers objets notamment source impulsionnelle (par exemple, un microphone notamment de type 10 OMNI de PRO SIGNAL pour une onde émise acoustique, ou par exemple un accéléromètre pour une onde émise sismique). Le procédé de caractérisation décrit ci-avant peut être utilisé dans le cadre de la surveillance de structures pour, d'une part, des anomalies qui 15 génèrent des sources impulsionnelles : fuites d'eau dans des plomberies industrielles, chutes d'objets, rupture d'un câble, etc. et, d'autre part, des structures dont la géométrie est évolutive (câble de pont, poutre, tôle d'une aile d'avion, etc.). Dans ce cadre, il est à la fois nécessaire de relocaliser le réseau (les deuxièmes objets), notamment au cours du 20 temps, et de localiser l'anomalie (assimilée comme étant le premier objet). Une fois localisé le réseau (les deuxièmes objets localisés) permet la localisation de la source (premier objet) mais également une capture du 25 contexte : température, pression ainsi dans le cadre de détection d'une rupture par exemple ce procédé détecte puis localise la source mais précise également quel était l'état de l'environnement lorsque cela s'est produit.Generally applicable to all that has been said above, a second object 102 may comprise all or part of the following elements: an embedded intelligence (for example a microcontroller), a power supply, passive components, An electronic power management and conditioning of the elements of said second object, a communication module (for a non-wired node for example), a packaging to facilitate integration into the medium and withstand the constraints. associated with it, a sensitive measuring element (for example a sensor) to the wave emitted by the first object or objects, in particular a pulse source (for example, a microphone especially of the PRO SIGNAL OMNI type for an acoustic transmitted wave, or by example an accelerometer for an emitted seismic wave). The characterization method described above can be used in the context of the monitoring of structures for, on the one hand, anomalies that generate impulse sources: water leaks in industrial plumbing, falling objects, rupture cable, etc. and, on the other hand, structures whose geometry is evolutionary (bridge cable, beam, sheet of an airplane wing, etc.). In this context, it is both necessary to relocate the network (the second objects), especially during the time, and locate the anomaly (assimilated as the first object). Once localized the network (the second localized objects) allows the localization of the source (first object) but also a capture of the context: temperature, pressure and in the framework of detection of a break for example this process detects and localizes the source but also specifies what the state of the environment was when this occurred.

Claims (13)

REVENDICATIONS1. Procédé de caractérisation d'un système disposé dans un milieu (1), ledit système (100) comportant au moins un premier objet (101) apte à émettre une onde à propager dans le milieu (1), et une pluralité de deuxièmes objets (102) chacun apte à enregistrer, au niveau dudit deuxième objet (102), un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu (1), ledit procédé comprenant : - une étape d'émission (El ) de l'onde dans le milieu (1) par ledit au moins un premier objet (101), et - une étape de localisation (E2) desdits deuxièmes objets (102) et dudit au moins un premier objet (101) utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets (102), lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la propagation de la même onde émise.REVENDICATIONS1. A method of characterizing a system disposed in a medium (1), said system (100) comprising at least a first object (101) adapted to emit a wave to be propagated in the medium (1), and a plurality of second objects ( 102) each capable of recording, at said second object (102), a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium (1), said method comprising: a transmission step (E1) of the wave in the medium (1) by said at least one first object (101), and - a step of locating (E2) said second objects (102) and said at least one first object (101) using signals recorded by said second objects objects (102), said recorded signals being representative each of the propagation of the same transmitted wave. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de localisation (E2) comporte les étapes suivantes : - un enregistrement (E2-1) par chacun des deuxièmes objets (102) d'un signal correspondant représentatif de la propagation de l'onde émise, chacun des signaux enregistrés comprenant au moins une coda résultante de la propagation de l'onde émise dans le milieu (1), - une estimation (E2-2) du positionnement desdits deuxièmes objets (102) en utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets (102), - une estimation (E2-3) du positionnement dudit au moins un remier objet (101) à partir d'au moins deux des signaux enregistrés.2. Method according to the preceding claim, characterized in that the locating step (E2) comprises the following steps: - a recording (E2-1) by each of the second objects (102) of a corresponding signal representative of the propagation of the transmitted wave, each of the recorded signals comprising at least one coda resulting from the propagation of the wave emitted in the medium (1), - an estimation (E2-2) of the positioning of said second objects (102) using the codas of the signals recorded by said second objects (102), - an estimate (E2-3) of the positioning of said at least one first object (101) from at least two of the recorded signals. 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de formation d'au moins un couple de deuxièmes objets (102), ou d'une pluralité de couples de deuxièmes objets (102), de 10 telle sorte que chaque deuxième objet (102) appartienne à au moins un couple, et en ce que l'étape d'estimation du positionnement (E2-2) desdits deuxièmes objets (102) comporte, pour chaque couple, une étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets dudit couple utilisant les codas des signaux enregistrés par lesdits deux deuxièmes objets (102) dudit couple.3. Method according to the preceding claim, characterized in that it comprises a step of forming at least a pair of second objects (102), or a plurality of pairs of second objects (102), so that each second object (102) belongs to at least one pair, and in that the step of estimating the positioning (E2-2) of said second objects (102) comprises, for each pair, a step of determining the distance separating the two second objects of said pair using the codas of the signals recorded by said two second objects (102) of said pair. 4. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la distance séparant les deux deuxièmes objets (102) d'un même couple comporte les étapes suivantes : - une extraction d'une première coda à partir du signal enregistré par l'un desdits deux deuxièmes objets dudit couple, - une extraction d'une deuxième coda à partir du signal enregistré par l'autre desdits deux deuxièmes objets (102) dudit couple, - une corrélation des première et deuxième codas, - une utilisation de ladite corrélation pour déterminer la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets (102) du même couple.4. Method according to the preceding claim, characterized in that the step of determining the distance separating the two second objects (102) of the same pair comprises the following steps: - an extraction of a first coda from the signal recorded by one of said two second objects of said pair, - an extraction of a second coda from the signal recorded by the other of said two second objects (102) of said pair, - a correlation of the first and second codas, - a using said correlation to determine the distance between said two second objects (102) of the same pair. 5. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape d'utilisation de ladite corrélation comporte les étapes suivantes : - l'application d'une dérivée troisième à ladite corrélation, - l'utilisation du résultat de ladite dérivée troisième pour déterminer la distance de séparation entre lesdits deux deuxièmes objets (102) du même couple.5. Method according to the preceding claim, characterized in that the step of using said correlation comprises the following steps: - the application of a third derivative to said correlation, - the use of the result of said third derivative for determining the separation distance between said two second objects (102) of the same pair. 6. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 10 l'étape d'utilisation du résultat de ladite dérivée troisième consiste à isoler un argument maximal fonction du résultat de ladite dérivée troisième, notamment à partir d'une application d'une identité de Ward audit résultat de ladite dérivée troisième, cet argument maximal étant égal à la distance séparant lesdits deux deuxièmes objets (102) du même couple 15 divisée par la vitesse de propagation de l'onde émise dans le milieu.6. Method according to the preceding claim, characterized in that the step of using the result of said third derivative consists in isolating a maximum argument based on the result of said third derivative, in particular from an application of an identity. from Ward to said result of said third derivative, said maximum argument being equal to the distance separating said two second objects (102) from the same pair divided by the propagation velocity of the wave emitted into the medium. 7. Procédé selon l'une des revendications 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les distances de séparation des deuxièmes objets (102) de chaque couple étant déterminées, l'étape d'estimation du positionnement (E2-2) desdits deuxièmes objets (102) utilise chacune desdites distances 20 de séparation déterminées pour estimer ledit positionnement.7. Method according to one of claims 3, 4, 5 or 6, characterized in that the separation distances of the second objects (102) of each pair being determined, the step of estimating the positioning (E2-2) said second objects (102) use each of said determined separation distances to estimate said positioning. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'initialisation dans laquelle deux deuxièmes objets étalons sont disposés dans le milieu de telle sorte que la distance 3024776 27 les séparant soit connue, et en ce qu'il comporte une étape de détermination de la vitesse de propagation de l'onde émise dans le milieu utilisant le résultat de la dérivée troisième associée auxdits deux deuxièmes objets étalons de sorte à isoler l'argument maximal fonction dudit résultat de ladite dérivée troisième, la vitesse de propagation à déterminer étant égale à la distance connue séparant lesdits deux deuxième objets étalons divisée par ledit argument maximal.8. Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that it comprises an initialization step in which two second standard objects are arranged in the middle so that the distance 3024776 27 between them is known, and in that it comprises a step of determining the propagation speed of the wave emitted in the medium using the result of the third derivative associated with the said two second standard objects so as to isolate the maximum argument function of the said result of the said derivative third, the propagation speed to be determined being equal to the known distance separating said two second standard objects divided by said maximum argument. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'étape de formation de la pluralité de couples est telle qu'il en résulte la formation de C. couples distincts avec n le nombre de deuxièmes objets (102) contenus dans la pluralité de deuxièmes objets (102).9. Method according to any one of claims 3 to 8, characterized in that the step of forming the plurality of pairs is such that it results in the formation of C. distinct pairs with n the number of second objects ( 102) contained in the plurality of second objects (102). 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que l'étape de positionnement (E2-3) dudit au moins un premier objet (101) comporte la détermination d'au moins un hyperboloïde représentatif d'une surface dans laquelle ledit au moins un premier objet (101) se situe à partir desdits au moins deux des signaux enregistrés.10. Method according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the positioning step (E2-3) of said at least one first object (101) comprises determining at least one representative hyperboloid of a wherein said at least one first object (101) is from said at least two of the recorded signals. 11. Procédé selon l'une des revendications 2 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque signal enregistré, une étape de traitement dudit signal enregistré permettant simultanément d'extraire d'une part la coda, et d'autre part une partie de signal dépourvue de la coda, de telle sorte que la coda extraite participe à estimer le positionnement des deuxièmes objets (102) et que ladite partie de signal dépourvue de la coda participe à estimer le positionnement dudit au moins un premier objet. 3024776 2811. Method according to one of claims 2 to 10 characterized in that it comprises, for each recorded signal, a processing step of said recorded signal to simultaneously extract the coda on the one hand, and on the other hand a signal portion devoid of the coda, so that the extracted coda participates in estimating the positioning of the second objects (102) and that said signal portion devoid of the coda participates in estimating the positioning of said at least a first object. 3024776 28 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape d'émission (El ) par ledit au moins un premier objet de l'onde dans le milieu est telle que l'onde émise est une onde sismique ou acoustique. 512. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the emission step (El) by said at least one first object of the wave in the medium is such that the emitted wave is a seismic wave. or acoustic. 5 13. Système (100) destiné à être disposé dans un milieu (1), ledit système (100) comportant au moins un premier objet (101) configuré de sorte à émettre une onde, et une pluralité de deuxièmes objets (102) configurés de sorte à enregistrer, chacun à leur niveau, un signal représentatif de la propagation de l'onde émise dans le milieu (1), 10 caractérisé en ce qu'il comporte un module configuré de sorte à localiser lesdits deuxièmes objets (102) et ledit au moins un premier objet (101) en utilisant des signaux enregistrés par lesdits deuxièmes objets (102), lesdits signaux enregistrés étant représentatifs chacun de la même onde émise par ledit au moins un premier objet (101). 15A system (100) for being disposed in a medium (1), said system (100) having at least a first object (101) configured to emit a wave, and a plurality of second configured objects (102) of so as to record, each at their level, a signal representative of the propagation of the wave emitted in the medium (1), characterized in that it comprises a module configured so as to locate said second objects (102) and said at least one first object (101) using signals recorded by said second objects (102), said recorded signals being each representative of the same wave emitted by said at least one first object (101). 15