FR3085813A1 - Procede de localisation d'un identifiant pour l'acces a un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de localisation (PR) d'un identifiant (ID) pour l'accès à un véhicule (V) comprenant: - l'établissement d'une connexion sans fil (Cx1) selon un protocole de communication (P1) au moyen de signaux primaires (S1) échangés entre ledit identifiant (ID) et ledit véhicule; - l'estimation d'une distance (d) de l'identifiant (ID) par rapport audit véhicule en fonction d'un temps de propagation desdits signaux primaires; - l'émission de signaux secondaires (S2) par des balises (BA) dudit véhicule selon ledit protocole de communication (P1); - la détermination d'une zone de détection (Z) dudit identifiant (ID) autour dudit véhicule en fonction de mesures de la puissance (RSSI) des signaux secondaires reçus; - si une sphère (SH1) de rayon égal à ladite distance (d) coupe ladite zone de détection (Z), la comparaison de ladite distance avec une distance d'autorisation d'accès (d1); - en fonction de ladite comparaison, l'autorisation/l'interdiction de l'accès audit véhicule.

Description

PROCEDE DE LOCALISATION D’UN IDENTIFIANT POUR L’ACCES A UN VEHICULE AUTOMBILE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un procédé de localisation d’un identifiant pour l’accès à un véhicule automobile, ainsi qu’une unité électronique et un identifiant associés.
Elle trouve une application particulière, mais non limitative dans les véhicules automobiles.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Il est connu d’utiliser un identifiant, typiquement porté par un utilisateur d’un véhicule automobile, pour détecter l’approche de l’utilisateur et commander alors automatiquement l’accès au véhicule automobile, à savoir le déverrouillage des portières dudit véhicule automobile.
A cet effet, un procédé de localisation dudit identifiant pour l’accès au véhicule automobile comprend de manière connue de l’homme du métier :
- l’établissement d’une connexion sans fil selon un protocole de communication sans fil pour l’échange de signaux primaires entre ledit identifiant et ledit véhicule automobile ;
- l’échange desdits signaux primaires entre ledit identifiant et ledit véhicule automobile ;
- l’estimation d’une distance de l’identifiant par rapport audit véhicule automobile en fonction d’un temps de propagation desdits signaux primaires échangés, typiquement par mesure du temps d'arrivée (ou TOA pour Time Of Arrival) des signaux primaires reçus ou par mesure de phase des signaux primaires reçus. Une telle estimation est par exemple réalisée selon la technique décrite dans l’article High-Precision 2,5 GHz DSSS RF Ranging, de B.D. Farnsworth et D.W.A. Taylor, ENSCO Inc.
On sait ainsi à quelle distance se situe l’identifiant par rapport au véhicule automobile.
Un inconvénient de cet état de la technique est que si l’utilisateur porteur de l’identifiant se trouve à l’extérieur du véhicule automobile côté conducteur et à une distance suffisante pour déverrouiller les portières, cela n’empêche pas le carjacking par une personne se trouvant côté passager.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l’inconvénient mentionné ci-dessus.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION
A cette fin, l’invention propose un procédé de localisation d’un identifiant pour l’accès à un véhicule automobile, ledit procédé de localisation comprenant :
- l’établissement d’une connexion sans fil selon un protocole de communication sans fil au moyen de signaux primaires échangés entre ledit identifiant et ledit véhicule automobile ;
- l’estimation d’une distance de l’identifiant par rapport audit véhicule automobile en fonction d’un temps de propagation desdits signaux primaires échangés ;
- l’émission de signaux secondaires par des balises dudit véhicule automobile selon le même protocole de communication sans fil utilisé pour l’échange desdits signaux primaires ;
- la détermination d’une zone de détection dudit identifiant autour du véhicule automobile en fonction de mesures de la puissance des signaux secondaires reçus correspondant auxdits signaux secondaires émis ;
- si une sphère de rayon égal à ladite distance estimée coupe ladite zone de détection, la comparaison de ladite distance estimée avec une distance d’autorisation d’accès ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile audit identifiant.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, la zone de détection permet de déterminer la position de l’identifiant autour du véhicule automobile, à savoir de quel côté il se trouve, tandis que la distance estimée permet d’obtenir une précision plus grande pour la localisation que celle obtenue uniquement par les mesures de puissance de signaux secondaires reçus. Ainsi, le fait de combiner l’estimation de la distance et la zone de détection obtenue par les mesures de la puissance permet de déterminer de façon précise (distance et position) où se trouve l’identifiant par rapport au véhicule automobile. En fonction de l’intersection entre la sphère virtuelle de rayon égal à la distance estimée, et la zone de détection, on autorise ou non l’accès au véhicule automobile, et notamment l’ouverture ou non d’un ou plusieurs ouvrants (portières, coffre/hayon) du véhicule automobile. On évite ainsi le car-jacking.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le procédé de localisation peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes :
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite distance et la détermination de ladite zone de détection sont réalisées par ledit identifiant ou ledit véhicule automobile.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit protocole de communication est Bluetooth Low Energy™.
Selon un mode de réalisation non limitatif, lesdits signaux primaires sont des trames d’annonce.
Selon un mode de réalisation non limitatif, des balises sont disposées sur tout le pourtour dudit véhicule automobile.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit véhicule automobile comprend un module de communication configuré pour envoyer lesdits signaux primaires audit identifiant et ladite sphère est centrée sur ledit module de communication.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit identifiant est un téléphone mobile, une clef, un badge, ou une tablette.
Selon un mode de réalisation non limitatif, l’estimation de ladite distance est réalisée périodiquement avec une période variable.
Selon un mode de réalisation non limitatif, l’autorisation de l’accès au véhicule automobile comprend le déverrouillage d’un seul ouvrant ou de plusieurs ouvrants du véhicule automobile.
Il est également proposé une unité électronique pour véhicule automobileconfigurée pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil selon un protocole de communication sans fil au moyen de signaux primaires échangés entre ledit identifiant et ledit véhicule automobile ;
- déterminer ou recevoir une distance estimée de l’identifiant par rapport audit véhicule automobile en fonction d’un temps de propagation desdits signaux primaires échangés ;
- lancer l’émission des signaux secondaires par des balises dudit véhicule automobile selon le même protocole de communication sans fil utilisé pour l’échange de signaux primaires ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection dudit identifiant autour du véhicule automobile en fonction de mesures de la puissance des signaux secondaires reçus correspondant auxdits signaux secondaires émis ;
- si une sphère de rayon égal à ladite distance estimée coupe ladite zone de détection, la comparaison de ladite distance estimée avec une distance d’autorisation d’accès ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile audit identifiant.
Il est également proposé un identifiant pour l’accès à un véhicule automobile, ledit identifiant étant configuré pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil selon un protocole de communication sans fil au moyen de signaux primaires échangés entre ledit identifiant et ledit véhicule automobile ;
- déterminer ou recevoir une distance estimée de l’identifiant par rapport audit véhicule automobile en fonction d’un temps de propagation desdits signaux primaires ;
- recevoir des signaux secondaires de balises dudit véhicule automobile selon le même protocole de communication sans fil utilisé pour l’échange desdits signaux primaires ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection dudit identifiant autour du véhicule automobile en fonction de mesures de la puissance des signaux secondaires reçus correspondant auxdits signaux secondaires émis.
Dans un autre mode de réalisation non limitatif, l’identifiant est en outre configuré pour :
si une sphère de rayon égal à ladite distance estimée coupe ladite zone de détection, la comparaison de ladite distance estimée avec une distance d’autorisation d’accès ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile audit identifiant.
Les caractéristiques optionnelles présentées ci-dessus en termes de procédé peuvent éventuellement s’appliquer à une telle unité électronique ou à un tel identifiant.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
- la figure 1 représente un organigramme d’un procédé de localisation d’un identifiant pour l’accès à un véhicule automobile, selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention ;
- la figure 2 représente schématiquement un identifiant avec une distance estimée par rapport à un véhicule automobile, selon une étape du procédé de localisation de la figure 1 ;
- la figure 3 représente schématiquement un identifiant avec une zone de détection autour d’un véhicule automobile, selon une étape du procédé de localisation de la figure 1 ;
- la figure 4 représente schématiquement l’intersection entre une sphère de rayon égal à la distance estimée de la figure 2 et la zone de détection de la figure 3 ;
- la figure 5 représente schématiquement un identifiant et une unité électronique configurés pour mettre en œuvre le procédé de localisation de la figure 1.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Un procédé de localisation PR d’un identifiant ID pour l’accès à un véhicule automobile V est illustré sur la figure 1.
Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé.
Dans des modes de réalisation non limitatif, le véhicule automobile V est un véhicule électrique, hybride ou à moteur thermique.
Les éléments qui permettent de mettre en oeuvre le procédé de localisation PR sont décrits dans un premier temps, puis le procédé de localisation PR en luimême est décrit dans un deuxième temps.
• Yehjcule.automobjley
Tel qu’illustré sur la figure 5, le véhicule automobile V comprend :
- une unité électronique ECU ;
- un module de communication MOD1 ;
- une pluralité de balises BA.
Par souci de simplification, une seule balise BA est illustrée sur la figure 5.
On notera que la mise en oeuvre des fonctions exposées ci-dessous peut être effectuée au moyen d’un dispositif micro programmé « software », d’une logique câblée et/ou de composants électroniques « hardware >>.
Ainsi, le véhicule automobile V peut comporter un ou plusieurs produits programmes d'ordinateur comportant une ou plusieurs séquences d’instructions exécutables par l’unité électronique ECU telle qu'un microprocesseur ou un circuit intégré à application spécifique (ASIC pour Application Specific Integrated Circuit'), l’exécution desdites séquences d’instructions permettant une mise en oeuvre des fonctions décrites.
Un tel programme d'ordinateur peut être inscrit en mémoire non volatile inscriptible de type ROM ou en mémoire non volatile réinscriptible de type EEPROM ou FLASH. Ledit programme d'ordinateur peut être inscrit en mémoire en usine ou encore chargé en mémoire ou téléchargé à distance en mémoire. Les séquences d'instructions peuvent être des séquences d'instructions machine, ou encore des séquences d’un langage de commande interprétées par l’unité électronique ECU au moment de leur exécution.
o Unité électronique ECU.
L’unité électronique ECU est illustrée sur la figure 5.
L’unité électronique ECU est configurée pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil Cx1 selon un protocole de communication sans fil P1 au moyen de signaux primaires S1 échangés entre ledit identifiant ID et ledit véhicule automobile V (fonction illustrée sur la figure 5 LNCH(S1, Cx1, P1)) ;
- déterminer ou recevoir une distance d estimée de l’identifiant ID par rapport audit véhicule automobile V en fonction d’un temps de propagation t1 desdits signaux primaires S1 échangés (fonction illustrée sur la figure 5 ESTM(d, t1, ID, T1)) ;
- lancer l’émission des signaux secondaires S2 par les balises BA dudit véhicule V selon le même protocole de communication sans fil P1 utilisé pour l’échange de signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 LNCH(S2, BA, P1)) ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection Z dudit identifiant ID autour dudit véhicule V en fonction de mesures de la puissance RSSI des signaux secondaires reçus S2’ correspondant auxdits signaux secondaires S2 émis (fonction illustrée sur la figure 5 DET(Z, RSSI)).
Dans la suite de la description, les termes mesures de la puissance RSSI et mesures RSSI seront indifféremment utilisés.
Dans un mode de réalisation illustré sur la figure 5, l’unité électronique ECU est en outre configurée pour :
si une sphère SH1 de rayon r1 égal à ladite distance d estimée coupe ladite zone de détection Z, comparer ladite distance d estimée avec une distance d’autorisation d’accès d1 (fonction illustrée sur la figure 5 COMP(d, d1)) ;
- en fonction de ladite comparaison, autoriser ou interdire l’accès dudit véhicule automobile V audit identifiant ID (fonctions illustrées sur la figure 5 AUT(ID), FORB(ID)).
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’unité électronique ECU est en outre configurée pour calculer la sphère SH1 de rayon r1 égal à la distance d estimée (fonction illustrée sur la figure 5 COMP(SH1, r1, d)).
La mémoire mémorise également des valeurs ou paramètres au cours de l’exécution de ces fonctions, par exemple la distance d estimée, la distance d’autorisation d’accès d1, et une distance prédéterminée dO décrite plus loin, la zone de détection Z déterminée etc.
o Module de communication MOD.1.
Le module de communication MOD1 est illustré sur les figures 2, 4 et 5.
Le module de communication MOD1 est un module de communication sans fil.
Le module de communication MOD1 comprend une antenne A1 et est configuré pour :
- établir une connexion sans fil Cx1 selon un protocole de communication sans fil P1 avec d’autres appareils électroniques, tel que l’identifiant ID (en particulier avec son module de communication MOD2), au moyen de signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 CONCT(Cx1 )).
- émettre et recevoir des signaux primaires S1 via son antenne A1 (fonction illustrée sur la figure 5 TX(ADV)).
L’antenne A1 sert d’émetteur/récepteur.
Dans un exemple non limitatif, l’antenne A1 est réalisée sous la forme d’une piste conductrice.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les signaux primaires S1 sont des trames d’annonce ADV.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le protocole de communication P1 est un protocole de communication Bluetooth Low Energy™, autrement appelé protocole BLE. Dans ce cas, l’antenne A1 est une antenne BLE.
Ainsi, la connexion sans fil Cx1 est de type BLE et les signaux primaires S1 sont des signaux BLE, donc des signaux haute-fréquence, ici dans la bande de fréquence à 2,4 GHz.
o Balises BA
Les balises BA sont illustrées sur les figures 3 à 5.
Les balises BA sont configurées pour :
- émettre des signaux secondaires S2 sur commande de l’unité électronique ECU, selon le même protocole de communication sans fil P1 utilisé pour l’échange desdits signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 TX(S2, P1)).
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, les signaux secondaires S2 sont des signaux BLE.
Des balises BA sont disposées sur tout le pourtour dudit véhicule automobile V. Ainsi, dans l’exemple non limitatif illustré sur les figures 3 et 4, il existe six balises
BA disposées de sorte à couvrir :
- le côté avant gauche du véhicule automobile V (balises BA1), à savoir côté moteur avant gauche par exemple ;
- le côté avant droit du véhicule automobile V (balises BA2), à savoir côté moteur avant droit par exemple ;
- le côté portières gauches du véhicule automobile V (balises BA3) ;
- le côté portières droites du véhicule automobile V (balises BA4) ;
- le côté arrière gauche du véhicule automobile V (balises BA5), à savoir côté coffre/hayon arrière gauche, par exemple ;
- le côté arrière droit du véhicule automobile V (balises BA6), à savoir côté coffre/hayon arrière droit par exemple.
Par ailleurs, le véhicule automobile V comprend en outre une balise centrale BAO située à l’intérieur de l’habitacle du véhicule automobile V. Elle est utilisée pour la localisation intérieure.
Les balises BA sont configurées pour émettre des signaux secondaires S2 selon le protocole de communication P1, à savoir selon le protocole BLE dans le mode de réalisation non limitatif pris.
Ainsi, il n’est pas nécessaire d’avoir des antennes basse fréquence, dites antennes BF, dans le véhicule automobile V, qui émettent aux alentours de 125kHz pour déterminer la distance d et localiser un identifiant autour dudit véhicule automobile V. On notera qu’une antenne BF qui est une bobine, est coûteuse et est très consommatrice en énergie car les antennes BF doivent continuellement émettre pour localiser un identifiant.
• Identifiant.l.D
L’identifiant ID est illustré sur les figures 2, 4 et 5.
L’identifiant ID est généralement porté par un utilisateur du véhicule automobile V et permet la commande de certaines fonctionnalités du véhicule automobile V, tel que l’accès audit véhicule automobile V, par le déverrouillage des portières du véhicule V, notamment lorsqu’il est approché du véhicule V.
Tel qu’illustré sur la figure 5, l’identifiant ID est configuré pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil Cx1 selon le protocole de communication sans fil P1 au moyen de signaux primaires S1 échangés entre ledit identifiant ID et ledit véhicule automobile V (fonction illustrée sur la figure 5 LNCH(S1, Cx1, P1)) ;
- déterminer ou recevoir une distance d estimée de l’identifiant ID par rapport audit véhicule automobile V en fonction d’un temps de propagation t1 desdits signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 ESTM(d, t1, ID, T1 )) ;
- recevoir des signaux secondaires S2 desdites balises BA dudit véhicule V selon le même protocole de communication sans fil P1 utilisé pour l’échange desdits signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 RX(S2, P1)) ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection Z dudit identifiant ID autour dudit véhicule V en fonction de mesures de la puissance RSSI des signaux secondaires reçus S2’ correspondant auxdits signaux secondaires S2 émis (fonction illustrée sur la figure 5 DET(Z, RSSI)).
Dans un mode de réalisation non limitatif non illustré, l’identifiant ID peut en outre être configuré pour :
- si une sphère SH1 de rayon r1 égal à ladite distance d estimée coupe ladite zone de détection Z, la comparaison de ladite distance d estimée avec une distance d’autorisation d’accès d1 ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile V audit identifiant ID.
Pour réaliser ces fonctions, l’identifiant ID comprend dans un mode de réalisation non limitatif :
- une unité de commande CD2 ;
- un module de communication MOD2 ; et
- un circuit de mesure M2.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’identifiant ID est un téléphone mobile, une clef, un badge, ou une tablette. Dans une variante de réalisation non limitative, c’est un téléphone mobile dit intelligent, appelé « Smartphone >>.
On notera que lorsqu’on utilise le protocole BLE, cela permet d’être compatible avec la plupart des identifiants ID, tels que les téléphones mobiles, qui communiquent avec d’autres appareils électroniques via ce protocole BLE. Il n’est ainsi pas nécessaire d’implémenter un protocole de communication spécifique dans ces identifiant ID pour déterminer la distance d ou encore la zone de détection Z.
Par ailleurs, le fait d’utiliser le même protocole de communication P1, ici le protocole BLE, pour les signaux primaires S1 et les signaux secondaires S2 permet de simplifier les communications entre le véhicule automobile V et l’identifiant ID.
Ainsi, il n’est pas nécessaire d’avoir des antennes basse fréquence, dites antennes BF, qui émettent aux alentours de 125kHz dans l’identifiant ID tel qu’un téléphone mobile qui n’a pas une telle antenne BF d’origine pour estimer la distance d en coopération avec des antennes BF dans le véhicule automobile V. On notera que dans le cas d’utilisation de telles antennes BF, il est nécessaire d’avoir trois antennes BF implantées dans l’identifiant ID.
On notera que la mise en oeuvre des fonctions exposées ci-dessus peut être effectuée au moyen d’un dispositif micro programmé « software », d’une logique câblée et/ou de composants électroniques « hardware ».
Ainsi, l’identifiant ID peut comporter un ou plusieurs produits programmes d'ordinateur comportant une ou plusieurs séquences d’instructions exécutables par l’unité de commande CD2 telle qu'un microprocesseur ou un ASIC, l’exécution desdites séquences d’instructions permettant une mise en oeuvre des fonctions décrites.
Un tel programme d'ordinateur peut être inscrit en mémoire non volatile inscriptible de type ROM ou en mémoire non volatile réinscriptible de type EEPROM ou FLASH. Ledit programme d'ordinateur peut être inscrit en mémoire en usine ou encore chargé en mémoire ou téléchargé à distance en mémoire. Les séquences d'instructions peuvent être des séquences d'instructions machine, ou encore des séquences d’un langage de commande interprétées par l’unité de commande CD2 au moment de leur exécution.
O Unité de commande CD.2
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’unité de commande CD2 comprend un microprocesseur et une mémoire (non illustrés). La mémoire mémorise notamment des instructions de programme qui permettent, lorsqu’elles sont exécutées par le microprocesseur, la mise en oeuvre par l’unité de commande CD2 des fonctions :
- de lancement de l’établissement de la connexion sans fil Cx1 ;
- de détermination ou de réception de la distance d estimée ;
- de détermination ou de réception de la zone de détection Z.
Dans un mode de réalisation non limitatif non illustré, l’unité de commande CD2 peut en outre être configurée pour mettre en œuvre les fonctions :
- de calcul de la sphère SH1 de rayon r1 égal à la distance d estimée ;
- de comparaison de la distance d estimée avec la distance d’autorisation d’accès d1 ;
- de l’autorisation de l’accès audit véhicule automobile V ;
- de l’interdiction de l’accès audit véhicule automobile V.
La mémoire mémorise également des valeurs ou paramètres utilisés au cours de l’exécution de ces fonctions, par exemple les mesures RSSI et la zone de détection Z déterminée etc.
Dans un autre mode de réalisation non limitatif, l’unité de commande CD2 pourrait être réalisée sous la forme d’un circuit intégré à application spécifique.
o Module de communication MOD2
Le module de communication MOD2 est un module de communication sans fil.
Le module de communication MOD2 comprend une antenne A2 et est configuré pour :
- établir la connexion sans fil Cx1 avec d’autres appareils électroniques, tel que le véhicule automobile V (en particulier avec son module de communication MOD1), au moyen de signaux primaires S1 ;
- émettre et recevoir des signaux primaires S1 via son antenne A2 (fonction illustrée sur la figure 5 TX(ADV)) ;
- recevoir des signaux secondaires S2 des balises BA dudit véhicule V selon le même protocole de communication sans fil P1 utilisé pour l’échange desdits signaux primaires S1 (fonction illustrée sur la figure 5 RX(S2, P1)) ;
L’antenne A2 sert d’émetteur/récepteur.
Dans un exemple non limitatif, l’antenne A2 est réalisée sous la forme d’une piste conductrice.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’antenne A2 est une antenne BLE.
o Circuit de mesure.M2
Le circuit de mesure M2 est quant à lui configuré pour :
- mesurer la puissance, au niveau de l’identifiant ID, des signaux secondaires reçus S2’ correspondants aux signaux secondaires S2 émis par les balises BA du véhicule automobile V, conformément à une technique dite RSSI pour
Received Signal Strength Indication connue de l’homme du métier (fonction illustrée sur la figure 5 MEAS(S2’, S2, RSSI)) ;
- transmettre lesdites puissances mesurées RSSI au circuit de commande CD2 (fonction illustrée sur la figure 5 TX(RSSI)).
Dans un mode de réalisation non limitatif, le circuit de mesure M2 peut être compris dans le module de commande CD2.
• Procédé de localisation. PR
Le procédé de localisation PR mis en oeuvre par les éléments qui viennent d’être décrit est décrit selon un mode de réalisation illustré sur la figure 1.
Comme décrit dans les étapes ci-dessous, la distance d entre l’identifiant ID et le véhicule automobile V est d’abord estimée dans le cadre de la connexion sans fil établie Cx1, sans faire appel à l’émission de signaux secondaires S2 dédiés au niveau du véhicule automobile V.
On peut ainsi détecter l’arrivée de l’utilisateur et estimer sa distance d par rapport au véhicule relativement tôt (dès que l’identifiant entre dans la portée de la connexion sans fil Cx1, à savoir du module de communication MOD1), sans nécessiter une activation des balises BA du véhicule automobile V. On retrouve toutefois :
- le bénéfice des mesures RSSI pour détecter la zone de détection Z de l’identifiant ID autour du véhicule automobile V dès que l’utilisateur est suffisamment proche du véhicule automobile V (les balises BA étant activées à une distance prédéterminée dO d’environ 5 à 6 mètres dans l’exemple non limitatif pris) ; et enfin
- le bénéfice d’une localisation précise en fusionnant les deux informations de distance d et de zone de détection Z via l’intersection entre la sphère SH1 de rayon r1 égal à la distance d et ladite zone de détection Z.
Ainsi, dans une étape initiale EO) illustrée TX(ADV), l’un des deux modules de communication MOD1 ou MOD2 est placé dans un mode d’annonce (advertising mode selon la terminologie anglo-saxonne) dans lequel il émet des trames d’annonce ADV (ou advertising packets selon l’appellation anglo-saxonne). L’un des deux modules de communication MOD1 ou MOD2 est placé dans un tel mode sous la commande respective de l’unité électronique ECU ou de l’unité de commande CD2.
Dans un tel mode, le module de communication MOD1 ou MOD2 émet périodiquement une trame d’annonce ADV dans l’attente d’une réponse d’un autre appareil électronique. Dans un mode de réalisation non limitatif, la période est de 100ms.
De son côté, l’autre des deux modules de communication MOD1 ou MOD2 est placé dans un mode de balayage (scanning mode selon l’appellation anglosaxonne), sous la commande respective de l’unité électronique ECU ou de l’unité de commande CD2. Dans ce mode, le module de communication MOD2 ou MOD1 détecte l’arrivée des trames d’annonce ADV émises par d’autres appareils électroniques.
Ainsi, lorsque l’identifiant ID arrive dans la portée du module de communication MOD1 du véhicule automobile V, l’autre des deux modules de communication MOD1 ou MOD2 reçoit une trame d’annonce ADV émise par l’un des deux modules de communication MOD1 ou MOD2 et émet en réponse une trame de réponse REP.
Une telle trame de réponse REP est par exemple une requête de connexion (trame de type CONNECT_REQ dans le cadre du protocole BLE) qui permet l’établissement d’une connexion sans fil Cx1, autrement appelée liaison sans fil Cx1, entre ledit identifiant ID et ledit véhicule automobile V via leur module de communication MOD1 et leur unité de communication MOD2.
On notera que dans le cas où, en vue de l’établissement de la connexion sans fil Cx1, c’est l’unité de communication MOD2 de l’identifiant ID qui est placé dans un mode d’annonce (advertising mode), une telle solution permet de réduire la consommation électrique au niveau de l’identifiant ID. En effet, lorsqu’il est placé dans le mode d'annonce, l’identifiant ID décide seul du moment où il va se réveiller et émettre une trame d’annonce ADV, alors que dans le cas où c’est lui qui reçoit une trame d’annonce ADV, il ne sait pas quand va arriver cette trame d’annonce ADV et doit dont rester tout le temps à l’écoute pour être certain de recevoir la trame d’annonce émise.
On notera que dans le cadre du protocole BLE, la portée des modules de communication MOD1 ou MOD2 est grande, à savoir environ de 50 mètres.
Ainsi, dans une étape E1), une connexion sans fil Cx1 est établie entre l’identifiant ID et le véhicule automobile V.
Avec la connexion sans fil Cx1 établie entre l’identifiant ID et le véhicule automobile V, les étapes suivantes peuvent être réalisées.
Dans un mode de réalisation non limitatif non illustré, le procédé de localisation PR comprend en outre une authentification de l’identifiant ID par l’unité électronique ECU qui accepte la requête de connexion suite à ladite authentification. Une telle authentification étant connue de l’homme du métier, elle n’est pas décrite ici. Dans ce cas, le procédé de localisation PR se poursuit comme décrit ci-après qu’en cas de réussite de cette authentification.
Dans une étape E2), une distance d de l’identifiant ID par rapport au véhicule automobile V est estimée en fonction d’un temps de propagation t1 desdits signaux primaires S1 échangés.
Dans des modes de réalisation non limitatif, la distance d séparant le véhicule automobile V et l’identifiant ID est ainsi estimée sur la base du temps de propagation t1 des signaux primaires S1 utilisés dans le cadre de la connexion établie Cx1, par mesure du temps d'arrivée (ou TOA pour Time Of Arrivai) des signaux primaires reçus ou par mesure de phase des signaux primaires reçus par l’un ou l’autre des identifiant ID (en particulier son module de communication MOD2) ou véhicule automobile V (en particulier par son module de communication MOD1).
Une telle estimation est dans un mode de réalisation non limitatif réalisée selon la technique connue de l’homme du métier et décrite dans l’article High-Precision 2,5 GHz DSSS RF Ranging, de B.D. Farnsworth et D.W.A. Taylor, ENSCO Inc. Cette technique permet de contrecarrer les attaques relais connues sous le nom de « relay attack >> ou « man in the middle >> selon la terminologie anglo-saxonne.
Dans un premier mode de réalisation non limitatif, l’estimation de la distance d est réalisée par l’unité électronique ECU du véhicule automobile V, par exemple notamment sur la base d’informations liées audit temps de propagation reçues du module de communication MOD1.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, l’estimation de la distance d est réalisée par l’unité de commande CD2, donc au sein de l’identifiant ID puis transmise à l’unité électronique ECU via la connexion sans fil Cx1 établie.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la distance d est estimée périodiquement avec une période T1 variable. Cela permet d’espacer les estimations de distance d quand l’identifiant ID est loin du véhicule automobile V et donc de gérer la consommation en énergie utilisée pour les calculs, et cela permet d’augmenter le nombre d’estimations lorsque l’identifiant ID se rapproche du véhicule automobile V pour avoir une réactivité de plus en plus importante au fur et à mesure que l’identifiant ID se rapproche.
Ainsi, lorsque l’identifiant ID est loin du véhicule automobile V, par exemple 50 mètres, dans un mode de réalisation non limitatif, la période T1 est comprise entre 2s et 4s. Dans une variante de réalisation non limitative, elle est de 3 secondes, à savoir la distance d est estimée environ tous les 4 mètres pour un utilisateur marchant à 5 km/h.
Plus l’identifiant ID se rapproche du véhicule automobile V, plus la période T1 diminue.
Ainsi, lorsque l’identifiant ID se rapproche du véhicule automobile V, par exemple à 10 mètres, dans un mode de réalisation non limitatif, la période T1 est de 1s.
Ainsi, lorsque l’identifiant ID se trouve à proximité du véhicule automobile V, par exemple à moins de 6 mètres, dans un mode de réalisation non limitatif, la période T1 est de 400ms. Cela permet d’être suffisant réactif pour avoir le temps de déverrouiller les portières du véhicule automobile V quand l’utilisateur porteur de l’identifiant ID arrive à moins de 2 mètres par exemple du véhicule automobile V. On notera que l’estimation de la distance d a une précision de l’ordre de 1,5 m.
On notera qu’en estimant la distance d sur la base du temps de propagation t1 des signaux primaires S1, ladite distance d estimée sera très proche de la distance réelle lorsque l’identifiant ID est loin du véhicule automobile V. Plus l’identifiant ID se rapproche, plus l’estimation sera moins proche de la distance réelle, à savoir moins précise, du fait qu’il est plus difficile de faire l’estimation sur des temps de propagation t1 très courts.
Par ailleurs, en utilisant la distance d seule, on ne sait pas de quel côté du véhicule automobile V se trouve l’identifiant ID.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’unité électronique ECU détermine si la distance d ainsi estimée est inférieure ou égale à une distance prédéterminée dO. Dans un exemple non limitatif, dO est d’environ 5 à 6 mètres.
Dans une étape E3), les signaux secondaires S2 sont émis par les balises BA du véhicule automobile V.
L’unité électronique ECU commande l’émission par les balises BA des signaux secondaires S2. A savoir, il active les balises BA pour qu’elles puissent émettre.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l’activation des balises BA est faite lorsque la distance d estimée de l’identifiant ID est inférieure à la distance prédéterminée dO. Ainsi les balises BA ne sont pas allumées tout le temps. Leur consommation en énergie est ainsi réduite ce qui réduit la consommation de la batterie du véhicule automobile. Dans un mode de réalisation non limitatif, les balises BA sont activées lorsque la distance d est inférieure à dO, soit 5 ou 6 mètres dans l’exemple non limitatif pris.
Les signaux secondaires S2 sont émis selon le même protocole de communication P1 que les signaux primaires S1 échangés pour la connexion sans fil Cx1. Ainsi, dans le mode de réalisation non limitatif pris, ce sont des signaux BLE qui sont échangés via la connexion sans fil Cx1.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les signaux secondaires S2 sont des trames d’annonce ADV.
On notera que les balises BA sont conçues pour avoir une portée de l’ordre de 50 mètres dans le cadre du protocole BLE. Cependant, on ne les active que lorsque l’identifiant ID se trouve à proximité du véhicule automobile V. Cela permet de diminuer la consommation d’énergie desdites balises BA qui ne sont pas allumées même si l’identifiant ID se trouve dans la portée des 50 mètres par exemple.
Dans une étape E4), une zone de détection Z de l’identifiant ID autour du véhicule automobile V est déterminée en fonction de mesures de la puissance RSSI des signaux secondaires reçus S2’ correspondant auxdits signaux secondaires S2 émis.
A cet effet, la puissance RSSI des signaux secondaires reçus S2’ correspondant auxdits signaux secondaires S2 émis est mesurée.
Les mesures RSSI sont réalisée par le circuit de mesure M2 de l’identifiant ID qui transmet lesdites mesures RSSI à l’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2.
Puis, l’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2 calcule la zone de détection Z à partir desdites mesures RSSI. Le calcul est réalisé par multilatération. On obtient ainsi une zone de détection Z qui est un volume autour dudit identifiant ID. On notera que sur les figures 3 et 4, la zone de détection Z est dessinée sur un plan.
On notera que la zone de détection Z comprend un rayon d’environ 1 à 2 mètres. Plus l’identifiant ID est proche du véhicule automobile V, plus les mesures RSSI sont précises. Lorsque l’identifiant ID est loin du véhicule automobile V, la variation des puissances est faible et donc les mesures RSSI sont moins précises. Par exemple, il sera difficile de voir que l’identifiant ID a bougé de 50cm lorsqu’il se trouve à 50m du véhicule automobile V.
En utilisant la zone de détection Z seule, on ne connaît pas la distance exacte de l’identifiant ID par rapport au véhicule automobile V.
Grâce aux balises BA, on détermine ainsi à quel niveau l’identifiant ID se trouve autour du véhicule automobile V. Par exemple, s’il se trouve du côté des portières à gauche du véhicule automobile V, on peut interdire l’ouverture des portières à droite pour éviter le car-jacking. Par exemple, s’il se trouve du côté du coffre, on peut autoriser l’ouverture du coffre/hayon, mais pas des portières.
Par exemple, s’il se trouve du côté du moteur, on peut interdire l’ouverture des ouvrants (coffre/hayon, portières) du véhicule automobile V.
Dans une étape E5), si une sphère SH1 de rayon r1 égal à ladite distance d estimée coupe ladite zone de détection Z, la distance d estimée est comparée avec une distance d’autorisation d’accès d1.
Ainsi, l’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2 calcule ladite sphère SH1 illustrée sur la figure 4. La sphère SH1 est ainsi une sphère virtuelle.
Comme on peut le voir, ladite sphère SH1 est centrée sur le module de communication MOD1 et a pour rayon r1 égal à la distance d estimée. On notera que sur la figure 4, la sphère SH1 est dessinée sur un plan et est donc représentée par une forme circulaire.
Puis, l’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2 détermine si la sphère SH1 coupe la zone de détection Z.
Ainsi, elle détermine si l’intersection entre la sphère SH1 et la zone de détection Z est vide ou non. Tel qu’illustrée sur la figure 4 (zone hachurée), elle n’est pas vide. Si elle n’est pas vide, l’une des deux unités de commande ECU ou CD2 compare la distance d estimée avec la distance d’autorisation d’accès d1.
Dans le cas contraire, on revient à l’étape E2.
Dans une étape E6), l’accès dudit véhicule automobile V audit identifiant ID est autorisé si la distance d estimée est inférieure ou égale à la distance d’autorisation d’accès d1.
L’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2 autorise l’accès audit véhicule automobile V.
L’autorisation de l’accès au véhicule automobile V comprend le déverrouillage d’un seul ouvrant ou de plusieurs ouvrants du véhicule automobile V.
Le déverrouillage automatique d’au moins un ouvrant du véhicule automobile V est ainsi réalisé en fonction du côté où se trouve l’identifiant ID par rapport au véhicule automobile V. Ainsi, dans un exemple non limitatif, si l’identifiant ID se trouve côté gauche du véhicule automobile V, seule la portière côté conducteur peut être déverrouillée.
Dans la négative, dans une étape E7), l’accès dudit véhicule automobile V audit identifiant ID est interdit si la distance d estimée est supérieure à la distance d’autorisation d’accès d1.
L’une des deux unités électronique ECU ou de commande CD2 interdit l’accès audit véhicule automobile V.
On notera que c’est la même unité électronique ECU ou unité de commande CD2 qui effectuent les étapes E5 à E7.
Bien entendu la description de l’invention n’est pas limitée à l’application, aux modes de réalisation et aux exemples décrits ci-dessus.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, l’unité électronique ECU peut notamment comparer la distance d estimée à un ou plusieurs seuils de distance, par exemple pour activer éventuellement des fonctions d’accueil, notamment par exemple le déploiement de rétroviseurs externes du véhicule automobile V, la mise sous tension de certains feux du véhicule automobile V ou d’un éclairage interne (tel que celui du plafonnier) ou externe (tel qu’un éclairage d’une poignée de portière ou d’un seuil de portière) du véhicule automobile V.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, outre le déverrouillage automatique du véhicule automobile V, l’identifiant ID peut comprendre d’autres fonctions telles que dans des exemples non limitatifs un démarrage dudit véhicule automobile, une vérification des pneumatiques, etc., ces fonctions étant activées au moyen de boutons poussoir dans le cadre d’une clef par exemple ou d’icônes dans le cadre d’un téléphone mobile intelligent ou d’une tablette par exemple.
- Ainsi, dans un autre mode de réalisation non limitatif, le circuit de mesure M2 peut être remplacé par un dispositif de mesure extérieur à l’identifiant ID et qui peut être connecté audit identifiant ID.
Ainsi, l’invention décrite présente notamment les avantages suivants :
- en fusionnant l’information de distance d et la localisation par mesure RSSI, elle permet d’avoir une position très précise de l’identifiant ID par rapport au véhicule automobile V tout en étant robuste aux attaques relais et au carjacking. En effet, lorsque l’identifiant ID est loin du véhicule automobile V, on compense le manque de précision des mesures RSSI par la précision de l’estimation de distance d dans ce cas. Et lorsque l’identifiant ID est proche du véhicule automobile V, on compense le manque de précision de l’estimation de distance d par la précision des mesures RSSI dans ce cas ;
- elle permet d’avoir une localisation plus précise qu’une localisation par estimation d’une distance seule ou qu’une localisation par mesures RSSI seule ;
- elle permet de n’utiliser qu’un seul protocole de communication P1 pour l’estimation de la distance d et la détermination de la zone de détection Z ;
- elle permet d’avoir un système de localisation qui consomme moins d’énergie qu’un système de localisation à base d’antennes BF ; et
- elle permet d’être compatible avec des identifiants ID configurés pour communiquer selon le protocole BLE sans avoir besoin de modifier leur système hardware.

Claims (10)

1. Procédé de localisation (PR) d’un identifiant (ID) pour l’accès à un véhicule automobile (V), ledit procédé de localisation (PR) comprenant :
- l’établissement d’une connexion sans fil (Cx1) selon un protocole de communication sans fil (P1) au moyen de signaux primaires (S1) échangés entre ledit identifiant (ID) et ledit véhicule automobile (V);
- l’estimation d’une distance (d) de l’identifiant (ID) par rapport audit véhicule automobile (V) en fonction d’un temps de propagation (t1) desdits signaux primaires (S1) échangés ;
- l’émission de signaux secondaires (S2) par des balises (BA) dudit véhicule automobile (V) selon le même protocole de communication sans fil (P1 ) utilisé pour l’échange desdits signaux primaires (S1 ) ;
- la détermination d’une zone de détection (Z) dudit identifiant (ID) autour du véhicule automobile (V) en fonction de mesures de la puissance (RSSI) des signaux secondaires reçus (S2’) correspondant auxdits signaux secondaires (S2) émis ;
- si une sphère (SH1) de rayon (ri) égal à ladite distance (d) estimée coupe ladite zone de détection (Z), la comparaison de ladite distance (d) estimée avec une distance d’autorisation d’accès (d1) ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile (V) audit identifiant (ID).
2. Procédé de localisation (PR) selon la revendication 1, selon lequel ladite distance (d) et la détermination de ladite zone de détection (Z) sont réalisées par ledit identifiant (ID) ou ledit véhicule automobile (V).
3. Procédé de localisation (PR) selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel ledit protocole de communication (P1) est Bluetooth Low Energy™.
4. Procédé de localisation (PR) selon l’une des revendications 1 à 3, selon lequel lesdits signaux primaires (S1) sont des trames d’annonce (ADV).
5. Procédé de localisation (PR) selon l’une des revendications 1 à 4, selon lequel des balises (BA) sont disposées sur tout le pourtour dudit véhicule automobile (V).
6. Procédé de localisation (PR) selon l’une des revendications 1 à 5, selon lequel ledit véhicule automobile (V) comprend un module de communication (MOD1) configuré pour envoyer lesdits signaux primaires (S1) audit identifiant (ID) et ladite sphère (SH1) est centrée sur ledit module de communication (MOD1).
7. Procédé de localisation (PR) selon l’une des revendications 1 à 6, selon lequel ledit identifiant (ID) est un téléphone mobile, une clef, un badge, ou une tablette.
8. Procédé de localisation (PR) selon l’une des revendications 1 à 7, selon lequel l’estimation de ladite distance (d) est réalisée périodiquement avec une période (T1) variable.
9. Unité électronique de commande (ECU) pour véhicule automobile (V) configurée pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil (Cx1) selon un protocole de communication sans fil (P1) au moyen de signaux primaires (S1) échangés entre ledit identifiant (ID) et ledit véhicule automobile (V);
- déterminer ou recevoir une distance (d) estimée de l’identifiant (ID) par rapport audit véhicule automobile (V) en fonction d’un temps de propagation (t1) desdits signaux primaires (S1) échangés ;
- lancer l’émission des signaux secondaires (S2) par des balises (BA) dudit véhicule automobile (V) selon le même protocole de communication sans fil (P1) utilisé pour l’échange de signaux primaires (S1) ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection (Z) dudit identifiant (ID) autour du véhicule automobile (V) en fonction de mesures de la puissance (RSSI) des signaux secondaires reçus (S2’) correspondant auxdits signaux secondaires (S2) émis ;
- si une sphère (SH1) de rayon (ri) égal à ladite distance (d) estimée coupe ladite zone de détection (Z), la comparaison de ladite distance (d) estimée avec une distance d’autorisation d’accès (d1) ;
- en fonction de ladite comparaison, l’autorisation ou l’interdiction de l’accès dudit véhicule automobile (V) audit identifiant (ID).
10. Identifiant (ID) pour l’accès à un véhicule automobile (V), ledit identifiant (ID) étant configuré pour :
- lancer l’établissement d’une connexion sans fil (Cx1) selon un protocole de communication sans fil (P1) au moyen de signaux primaires (S1) échangés entre ledit identifiant (ID) et ledit véhicule automobile (V);
- déterminer ou recevoir une distance (d) estimée de l’identifiant (ID) par rapport audit véhicule automobile (V) en fonction d’un temps de propagation (t1) desdits signaux primaires (S1) ;
- recevoir des signaux secondaires (S2) de balises (BA) dudit véhicule automobile (V) selon le même protocole de communication sans fil (P1) utilisé pour l’échange desdits signaux primaires (S1) ;
- déterminer ou recevoir une zone de détection (Z) dudit identifiant (ID) autour du véhicule automobile (V) en fonction de mesures de la puissance (RSSI) des signaux secondaires reçus (S2’) correspondant auxdits signaux secondaires (S2) émis.
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