FR3120939A1 - Procede de determination de la position d’un equipement portable par rapport a un vehicule automobile et equipement portable associe - Google Patents

Procede de determination de la position d’un equipement portable par rapport a un vehicule automobile et equipement portable associe Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de détermination de la position d’un équipement portable (SD) porté par un utilisateur (U) par rapport à un véhicule automobile (V), comprenant une centrale inertielle (20) constituée d’un accéléromètre (ACC), d’un gyroscope (G) et d’un magnétomètre (Ma) et générant des valeurs d’orientation représentatives d’une orientation (OR) dudit équipement, le procédé comprenant, lorsque l’utilisateur est en mouvement par rapport au sol : -La détermination de la position (POSU) de l’équipement sur l’utilisateur, soit porté dans une main (M), soit porté au contact d’un membre inférieur (L), à partir des valeurs d’orientation, -Si l’équipement portable est porté au contact d’un membre inférieur, la détermination de l’orientation (VOR), uniquement lorsqu’il est détecté que le membre inférieur touche le sol, -La détermination de la position (POSV) de l’équipement par rapport au véhicule en fonction de la position dudit équipement sur l’utilisateur et en fonction de l’orientation dudit équipement. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

PROCEDE DE DETERMINATION DE LA POSITION D’UN EQUIPEMENT PORTABLE PAR RAPPORT A UN VEHICULE AUTOMOBILE ET EQUIPEMENT PORTABLE ASSOCIE
L’invention concerne un procédé de détermination de la position d’un équipement portable d’utilisateur par rapport à un véhicule automobile et un équipement portable associé.
Dans un véhicule automobile, il est connu d’utiliser des dispositifs de détection de présence afin de détecter la présence d’une main ou d’un pied d’un utilisateur du véhicule et permettre ainsi le verrouillage ou le déverrouillage de tout ou partie des ouvrants du véhicule, par exemple les portières ou le coffre. A titre d’exemple, la détection de la présence d’une main d’un utilisateur sur ou devant une poignée de portière couplée à la reconnaissance d’un identifiant d’un dispositif d’accès « mains libres » porté par cet utilisateur, permet le verrouillage et le déverrouillage de ces ouvrants.
Un système d’accès dits « mains libres » à un véhicule automobile permet à un utilisateur autorisé de verrouiller et/ou de déverrouiller les ouvrants de son véhicule sans avoir à appuyer physiquement sur des boutons d’une clé. Pour cela, le véhicule procède à l’identification d’un dispositif d’accès, c’est-à-dire un équipement portable tel qu’un badge ou d’une télécommande porté(e) ou même d’une clé, par l’utilisateur et si le badge ou la télécommande ou bien la clé est situé dans une zone prédéterminée autour du véhicule ou dans le véhicule et est identifié(e) comme appartenant au véhicule, alors le véhicule verrouille/déverrouille automatiquement ses ouvrants selon l’intention de l’utilisateur, sans que l’utilisateur ait à manipuler physiquement une clé.
Pour ce faire, lorsque l’utilisateur approche du véhicule, une communication est établie sur un lien de communication sans fil entre le dispositif d’accès, par exemple un badge électronique ou un téléphone mobile, et le dispositif de détection afin d’authentifier ledit dispositif d’accès grâce à son identifiant.
A cette fin, le dispositif de détection comporte une antenne permettant la réception de l’identifiant envoyé par le dispositif d’accès. Le dispositif de détection est connecté à un calculateur électronique du véhicule («ECU»: abréviation anglaise pour « Electronic Control Unit ») auquel il transmet l’identifiant.
Selon l’état de la technique, le dispositif d’accès est généralement un badge électronique. Le signal reçu par l’antenne du dispositif de détection, comprenant l’identifiant du dispositif d’accès, est émis via des ondes RF (Radiofréquences) ou LF (« Low Frequency » en anglais ou basses fréquences). La localisation précise de l’équipement portable autour du véhicule est réalisée par une mesure de l’intensité du signal LF reçu par l’équipement portable (via les antennes et l’unité électronique de commande) en provenance du véhicule, appelées plus communément mesures RSSI (« Received Signal Strength Indication » en anglais, ou mesure de la puissance en réception d’un signal reçu par une antenne). La mesure de la puissance du signal reçu par l’équipement portable en provenance de chaque antenne LF, est reçue et analysée par un dispositif de détection, embarqué dans le véhicule, qui détermine ainsi la position de l’équipement portable par rapport auxdites antennes LF, c'est-à-dire par rapport au véhicule.
Selon la localisation de l’équipement portable identifié par le véhicule, dans lesdites zones de localisation certaines actions spécifiques aux dites zones de localisation sont automatiquement réalisées, déverrouillage/verrouillage ou mise en marche préalable de l’éclairage de l’habitacle (appelé également « welcome lighting » en anglais).
De nos jours cependant, il est de plus en plus fréquent d’utiliser un téléphone mobile pour réaliser des fonctions d’authentification, ce qui permet d’éviter d’utiliser un badge électronique dédié et de limiter ainsi le nombre d’équipements. La plupart des téléphones mobiles ne possédant pas de moyens de communication LF. Il devient donc nécessaire d’adapter le système d’accès et/ou de démarrage « mains libres » à un véhicule afin qu’il puisse fonctionner également avec un téléphone portable équipé d’autres standards de communication, tels que, par exemple, l’"Ultra Wide Band » en anglais ou UItra Large Bande en français, et non plus uniquement par l’intermédiaire des ondes radio basses fréquences LF). L’ultra wide band (UWB), ou Ultra Large Bande en français (ULB) est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission d'impulsions de très courte durée, souvent inférieure à la nanoseconde. Ainsi, la bande passante peut atteindre de très grandes valeurs.
Cependant, la localisation de l’équipement portable par ultra large bande présente certains inconvénients : la méthode classique consiste à utiliser la puissance maximale du signal envoyé par l’équipement portable et reçu par l’antenne située sur le véhicule pour déterminer la distance entre l’équipement portable et le véhicule. Mais dans un environnement automobile, la transmission du signal se fait généralement en empruntant plusieurs trajets de propagation entre l’équipement portable et l’antenne du véhicule. Ainsi, les signaux peuvent se retrouver atténués car ils ont été réfléchis par une ou plusieurs parois métalliques. En l’occurrence la position et l’orientation de l’équipement portable par rapport au corps de l’utilisateur, par exemple soit porté à la main, soit dans une poche de pantalon et avec une antenne soit positionnée en vis-à-vis du véhicule, soit positionnée en vis-à-vis du corps de l’utilisateur, impacte la valeur de la puissance émise par l’équipement portable, et donc la distance calculée à partir de la puissance reçue par le véhicule.
Une autre méthode de l’art antérieur utilise la durée de vol du signal entre l’équipement portable et l’antenne du véhicule, pour estimer la distance entre les deux. Puis les méthodes de triangulation ou trilatération en utilisant au moins trois antennes situées sur le véhicule permet de déterminer la position de l’équipement portable. Cependant, un taux d’erreur important dans la mesure du temps de vol, en l’occurrence due à la position et l’orientation de l’équipement portable par rapport au corps de l’utilisateur ainsi qu’aux réflexions que subit le signal, détériore la qualité de la localisation de l’équipement portable et génère une grande imprécision sur la détermination finale du positionnement dudit équipement par rapport au véhicule.
L’invention propose donc de remédier tout ou en partie aux inconvénients de l’art antérieur en déterminant avec précision la position et l’orientation de l’équipement portable lorsqu’il est porté par l’utilisateur afin d’obtenir une valeur de distance fiable entre l’équipement portable et le véhicule.
L’invention propose un procédé de détermination de la position d’un équipement portable par rapport à un véhicule automobile, l’équipement portable étant porté par un utilisateur et comprenant une centrale inertielle constituée d’un accéléromètre, d’un gyroscope et d’un magnétomètre et générant des valeurs d’orientation représentatives d’une orientation de l’équipement portable, et le procédé comprenant, lorsque l’utilisateur est en mouvement par rapport au sol, les étapes de
  1. Détermination de la position de l’équipement portable sur l’utilisateur, soit porté dans une main, soit porté au contact d’un membre inférieur de l’utilisateur, à partir des valeurs d’orientation issues de la centrale inertielle,
  2. Si l’équipement portable est porté au contact d’un membre inférieur de l’utilisateur, détermination de l’orientation de l’équipement portable, à partir des valeurs d’orientation issues de la centrale inertielle uniquement lorsqu’il est détecté que le membre inférieur touche le sol,
  3. Détermination de la position de l’équipement portable par rapport au véhicule en fonction de la position dudit équipement sur l’utilisateur et en fonction de l’orientation dudit équipement.
Préférentiellement, la détermination de la position de l’équipement portable sur l’utilisateur est réalisée en comparant un écart type de valeurs d’orientation de la centrale inertielle calculé dans une fenêtre de temps prédéterminée avec une valeur seuil.
Avantageusement, la détection du membre inférieur touchant le sol est réalisée en considérant des instants de valeurs maximales de l’accéléromètre.
Ou bien la détection du membre inférieur touchant le sol est réalisée en considérant des instants de valeurs minimales du gyroscope.
L’invention concerne également un équipement portable porté par un utilisateur comprenant une centrale inertielle constituée d’un accéléromètre, d’un gyroscope et d’un magnétomètre et générant des valeurs d’orientation représentatives d’une orientation de l’équipement portable, l’équipement portable étant remarquable en ce qu’il comprend :
  1. Des moyens de détermination que l’utilisateur est en mouvement par rapport au sol,
  2. Des moyens de détermination de la position de l’équipement portable sur l’utilisateur, soit porté dans une main, soit porté au contact d’un membre inférieur de l’utilisateur, à partir des valeurs d’orientation issues de la centrale inertielle,
  3. Des moyens de détection d’instants où le membre inférieur touche le sol
  4. Des moyens de détermination de l’orientation de l’équipement portable, à partir des valeurs d’orientation issues de la centrale inertielle uniquement aux instants ou il est détecté que le membre inférieur touche le sol,
  5. Des moyens de détermination de la position de l’équipement portable par rapport au véhicule en fonction de la position dudit équipement sur l’utilisateur et en fonction de l’orientation dudit équipement.
Préférentiellement, les moyens de détermination de la position de l’équipement portable sur l’utilisateur comprennent des moyens de calcul d’un écart type de valeurs d’orientation de la centrale inertielle dans une fenêtre de temps prédéterminée et des moyens de comparaison dudit écart type avec une valeur seuil.
Avantageusement, les moyens de détection d’instants ou le membre inférieur touche le sol comprend des moyens de détermination d’instants de valeurs maximales de l’accéléromètre
Ou bien, les moyens de détection d’instants ou le membre inférieur touche le sol comprend des moyens de détermination d’instants de valeurs minimales du gyroscope.
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur, comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, mettent en œuvre le procédé de détermination selon l’une quelconque des caractéristiques énumérées précédemment.
L’invention concerne également toute application pour équipement portable comprenant ledit produit programme d’ordinateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
: la représente schématiquement un utilisateur portant un équipement portable selon l’invention à proximité d’un véhicule automobile,
: la représente schématiquement un équipement portable selon l’invention,
: la est un graphe représentant une valeur d’orientation provenant de la centrale inertielle de l’équipement portable de l’utilisateur et un écart type de ladite valeur, selon le temps dans le cas où l’utilisateur est en mouvement par rapport au sol, et l’équipement portable est porté dans la main de l’utilisateur,
: la est un graphe représentant une valeur d’orientation provenant de la centrale inertielle de l’équipement portable de l’utilisateur et un écart type de ladite valeur, selon le temps, dans le cas où l’utilisateur est en mouvement par rapport au sol et l’équipement portable est porté au contact d’un membre inférieur du corps de l’utilisateur,
: la comprend deux graphes, illustrant le procédé de l’invention, en haut est représentée, la valeur de l’accélération selon le temps et en bas est représentée, la valeur de l’orientation provenant de la centrale inertielle selon le temps, et la valeur de l’orientation selon l’invention, dans le cas où l’équipement portable est situé au contact d’un membre inférieur du corps de l’utilisateur,
: la comprend deux graphes : en haut est représentée la valeur de l’accélération selon le temps et en bas la valeur de l’orientation issue du procédé de l’invention selon le temps, dans le cas où l’équipement portable est porté dans la main de l’utilisateur,
: la est un logigramme représentant les différentes étapes du procédé de détermination selon l’invention.

Claims (10)

  1. Procédé de détermination de la position d’un équipement portable (SD) par rapport à un véhicule automobile (V), l’équipement portable (SD) étant porté par un utilisateur (U) et comprenant une centrale inertielle (20) constituée d’un accéléromètre (ACC), d’un gyroscope (G) et d’un magnétomètre (Ma) et générant des valeurs d’orientation représentatives d’une orientation (OR) de l’équipement portable, et le procédé étant caractérisé en qu’il comprend, lorsque l’utilisateur (U) est en mouvement par rapport au sol, les étapes de
    1. Détermination de la position (POSU) de l’équipement portable (SD) sur l’utilisateur, soit porté dans une main (M), soit porté au contact d’un membre inférieur (L) de l’utilisateur, à partir des valeurs d’orientation issues (OR) de la centrale inertielle (20),
    2. Si l’équipement portable (SD) est porté au contact d’un membre inférieur (L) de l’utilisateur, détermination de l’orientation (VOR) de l’équipement portable (SD), à partir des valeurs d’orientation (OR) issues de la centrale inertielle uniquement lorsqu’il est détecté que le membre inférieur (L) touche le sol,
    3. Détermination de la position (POSV) de l’équipement portable (SD) par rapport au véhicule (V) en fonction de la position (POSU) dudit équipement sur l’utilisateur et en fonction de l’orientation (OR, VOR) dudit équipement.
  2. Procédé de détermination selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la détermination de la position de l’équipement portable (SD) sur l’utilisateur (U) est réalisée en comparant un écart type (STD) de valeurs d’orientation (OR) de la centrale inertielle (20) calculé dans une fenêtre de temps prédéterminée avec une valeur seuil (TH).
  3. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’une détection du membre inférieur (L) touchant le sol est réalisée uniquement aux instants (t) correspondant aux valeurs maximales (ACCmax) de l’accéléromètre.
  4. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’une détection du membre inférieur (L) touchant le sol est réalisée uniquement aux instant (t) correspondant aux valeurs minimales (Gmin) du gyroscope.
  5. Equipement portable (SD) porté par un utilisateur (U) comprenant une centrale inertielle (20) constituée d’un accéléromètre (ACC), d’un gyroscope (G) et d’un magnétomètre (Ma) et générant des valeurs d’orientation (OR) représentatives d’une orientation de l’équipement portable (SD), l’équipement portable (SD) étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
    1. Des moyens de détermination (M1) que l’utilisateur (U) est en mouvement par rapport au sol,
    2. Des moyens de détermination de la position (POSU) de l’équipement portable (SD) sur l’utilisateur (U), soit porté dans une main (M), soit porté au contact d’un membre inférieur (L) de l’utilisateur, à partir des valeurs d’orientation (OR) issues de la centrale inertielle (20),
    3. Des moyens de détection (M2) d’instants où le membre inférieur (L) touche le sol
    4. Des moyens de détermination de l’orientation (VOR) de l’équipement portable (SD), à partir des valeurs d’orientation (OR) issues de la centrale inertielle (20) uniquement aux instants ou il est détecté que le membre inférieur (L) touche le sol,
    5. Des moyens de détermination de la position (POSV) de l’équipement portable (SD) par rapport au véhicule (V) en fonction de la position (POSU) dudit équipement sur l’utilisateur(U) et en fonction de l’orientation (OR, VOR) dudit équipement.
  6. Equipement portable (SD) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de détermination (POSU) de la position de l’équipement portable (SD) sur l’utilisateur (U) comprennent des moyens de calcul d’un écart type (STD) de valeurs d’orientation (OR) de la centrale inertielle (20) dans une fenêtre de temps prédéterminée et des moyens de comparaison dudit écart type (STD) avec une valeur seuil (TH).
  7. Equipement portable (SD) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce les instants ou le membre inférieur (L) touche le sol correspondent aux instants de valeurs maximales de l’accéléromètre (ACCmax).
  8. Equipement portable (SD) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les instants où le membre inférieur (L) touche le sol correspondent aux instants de valeurs minimales du gyroscope (Gmin).
  9. Produit programme d’ordinateur, caractérisé en ce qu’il comprend des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur, mettent en œuvre le procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
  10. Application pour équipement portable (SD), caractérisé en ce qu’il comprend un produit programme d’ordinateur selon la revendication précédente.
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