FR3101435A1 - système d’aide à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un système (10) d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise (11) destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur (12), ledit système comportant : - des moyens de représentation (100) d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installé ladite balise (11), - des moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et au moins un point sur la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

système d’aide à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible
Domaine technique de l’invention
La présente invention appartient au domaine de l’installation d’équipements d’un système de communication sans fil. Plus particulièrement, l’invention concerne un système d’aide à l’orientation d’une antenne d’un équipement d’infrastructure du système de communication sans fil, appelé ici « balise » comprenant une antenne destinée, en fonction de l’équipement, soit à émettre soit à recevoir un signal radio, en regard d’une zone d’intérêt dans laquelle est susceptible d’être positionné un dispositif émettant vers ladite balise ou recevant de ladite balise (appelé ici « dispositif émetteur/récepteur »).
La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans les systèmes de géolocalisation à base de communication sans fil. Dans un tel système, l’objet à localiser, appelé ici « étiquette », est destiné à être en liaison de communication avec une ou plusieurs balises.
L’étiquette peut, par exemple, être collée sur un objet dans une zone industrielle (par exemple un paquet ou un équipement stocké dans un magasin de stockage). L’étiquette comporte, par exemple, un circuit intégré et une antenne afin d’émettre un signal radio à destination de la balise, ou de recevoir un signal radio en provenance de la balise, positionnée dans ladite zone industrielle de façon appropriée pour recevoir ou émettre ledit signal radio. Lorsque le signal radio est émis par l’étiquette à destination de la balise, il transporte par exemple un message correspondant à un identifiant de l’étiquette. Lorsque le signal radio est émis par la balise à destination de l’étiquette, il transporte par exemple un message encodé et/ou est utilisé comme source de télé-alimentation par ondes radio dont l’énergie est collectée par l’étiquette.
Lorsqu’elle est installée dans la zone industrielle, la balise est généralement orientée convenablement de sorte que son antenne émette ou reçoive un signal radio pour que la communication entre l’étiquette et la balise soit optimale.
Pour que leur orientation soit convenable, les opérateurs en charge de la mise en place de la balise tiennent notamment compte du chemin parcouru par le signal radio vers ou depuis la balise afin que les étiquettes soient comprises dans une zone optimale du diagramme de rayonnement de l’antenne de ladite balise dans laquelle la puissance du signal est suffisante pour établir une communication, lors du parcours des signaux montant et/ou descendant entre la balise et l’étiquette.
Il n’existe actuellement pas d’outil fiable pour assister cette opération d’orientation de la balise et l’opérateur est donc généralement contraint d’orienter ladite balise avec l’aide de personnels qualifiés estimant la correspondance entre la portée de l’antenne de la balise et un emplacement que l’étiquette est susceptible d’occuper. En outre, l’orientation de la balise doit nécessairement être validée par lesdits experts qualifiés.
Il est à noter que les balises sont généralement installées en hauteur, typiquement à plusieurs mètres du sol. Leur accès requiert donc d’imposants matériels de levage, par exemple une nacelle de levage, ce qui impose l’emploi d’un opérateur qualifié la manipulant et d’un opérateur au sol pour son guidage. Cela implique ainsi l’immobilisation de deux personnes et de la surface au sol nécessaire à la mise en place de ladite nacelle.
Aux contraintes d’accessibilité de la balise s’ajoutent des contraintes d’accessibilités du lieu dans laquelle elle est installée. En effet, l’installation des balises est réalisée lorsque la zone industrielle est relativement peu encombrée et lorsque les lieux sont accessibles, ce qui n’est pas forcément le cas par la suite par exemple s’il est nécessaire de corriger l’orientation de la balise. Plus précisément, par la suite, le site peut être occupé par exemple par des moyens de production, des moyens de stockage, des chaines de convoyage, etc. L’accès à la balise peut donc être fortement contraint (accès pendant des horaires réglementés, en dehors des plages horaires de travail, …), voire impossible.
Lorsqu’il n’est pas impossible pour un opérateur de revenir sur site pour ajuster la direction de ladite balise, cela génère un surcoût et une perte de temps importante.
Présentation de l'invention
La présente invention a pour objectif de palier les inconvénients précités en proposant un système d’aide au positionnement, notamment à l’orientation d’une antenne d’une balise au regard d’une position cible dans laquelle est susceptible d’être positionné un dispositif émetteur/récepteur.
Autrement dit, la présente invention concerne un système pour positionner, et notamment orienter, une balise de façon à permettre une communication optimale entre ladite balise et un dispositif émetteur/récepteur.
Un autre objectif de la présente invention est de proposer une solution peu onéreuse.
À cet effet, l’invention concerne un système d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur.
Le système comporte :
- des moyens de représentation d’au moins un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installée ladite balise, lesdits moyens de représentation générant une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection,
- des moyens de mesure d’une distance séparant la balise et au moins un point sur la surface de projection correspondant à une position cible, par exemple située dans le prolongement d’un axe longitudinal du lobe.
Les moyens de mesure permettent avantageusement de pouvoir comparer la distance séparant l’antenne de la balise et une position cible, et la portée de réception d’un signal de l’antenne de la balise, de sorte à savoir si une position cible se situe ou non dans la portée de l’antenne de la balise.
L’aide à l’orientation de l’antenne de la balise apportée par le système selon l’invention garantit le positionnement optimal de ladite balise au regard d’une position cible.
En outre, cette caractéristique permet également de garantir à un opérateur la bonne orientation de la balise relativement à une position cible une fois ladite balise installée, dans la mesure où celui-ci peut s’assurer de la correspondance entre une valeur prédéterminée de la distance entre la balise et une position cible et la valeur mesurée de cette même distance.
La présente invention constitue donc un outil efficace de contrôle d’une installation d’une balise.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation comportent un laser configuré pour générer un faisceau dont la projection sur la surface de projection présente une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation comportent un dispositif de visualisation couplé à une caméra destinée à filmer la surface de projection, le dispositif de visualisation comportant une représentation graphique matérialisant une projection du lobe superposée à la surface de projection représentée sur ledit dispositif.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation du lobe de l’antenne de la balise comportent un vidéoprojecteur configuré de sorte à projeter sur la surface de projection de l’environnement une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de mesure d’une distance séparant la balise et la surface de projection comportent un télémètre.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de mesure d’une distance séparant la balise et la surface de projection comportent une caméra temps de vol reliée à un dispositif de visualisation configuré pour afficher une représentation graphique correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, ladite caméra temps de vol étant configurée pour être fixée à la balise de sorte à permettre la visualisation sur le dispositif de visualisation, pour chaque pixel du capteur de la caméra, d’une distance mesurée entre la caméra et la surface de projection.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le dispositif de visualisation comporte un dispositif d’interaction et est configuré pour piloter les moyens de représentation afin qu’ils projettent un motif sur la surface de projection à une position correspondant à la position d’au moins un point sélectionné par un opérateur sur la surface de projection représentée sur ledit dispositif de visualisation.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de resprésentation et les moyens de mesure sont configurés pour représenter différentes zones correspondant à différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur et l’antenne de la balise, lesdits niveaux de qualités étant définis en fonction de différentes plages de distances par rapport à la balise, et/ou de la représentation de différents lobes de rayonnement.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation sont configurés pour représenter des zones présentant différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur et l’antenne de la balise en tenant compte de paramètres intrinsèques du dispositif émetteur/récepteur, notamment de sa sensibilité et/ou de facteurs environnementaux pouvant perturber le signal, tels que la présence de flux d’objets ou de personnes, et/ou la présence d’ d’objets émettant un champ électromagnétique.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, les moyens de représentation sont configurés de sorte à générer une représentation graphique apte à donner une indication relative à la polarité de l’antenne de la balise.
Dans des modes particuliers de réalisation de l’invention, le système comprend des moyens de mesure de la position et de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise.
Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé d’installation d’une balise à l’aide du système tel que décrit précédemment comporte :
- une étape de représentation d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise par les moyens de représentation,
- une étape de mesure de la distance s’étendant entre la balise et au moins un point de la surface de projection correspondant à une position cible,
- une étape de réglage de l’orientation de la balise si la valeur de la distance mesurée est supérieure à une valeur prédéterminée de la portée de réception d’un signal de l’antenne de ladite balise, de sorte que la distance mesurée soit inférieure à la valeur de ladite portée, ou si le point n’est pas situé dans la zone correspondant à la projection du lobe sur la surface de projection.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comprend une étape d’acquisition de données relatives à la position et/ou à l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape de de transmission d’informations propres au réglage de l’orientation de la balise, vers un dispositif d’enregistrement.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé comporte en outre une étape préliminaire de test dans laquelle :
- les moyens de représentation projettent sur une surface de projection un motif correspondant à une sélection par un opérateur d’au moins un point sur un moniteur affichant la surface de projection,
- le dispositif émetteur/récepteur est placé à la place du motif sur la surface de projection,
- la puissance du signal échangé entre la balise et le dispositif émetteur/récepteur est mesurée à l’émission et à la réception et ces données sont comparées.
La qualité de la transmission du signal, et par conséquent la qualité de la communication, peut ainsi être déterminée.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent :
schématiquement un système d’aide à l’orientation de l’antenne d’une balise, au regard d’une position cible, comprenant des moyens de représentation du lobe de rayonnement de l’antenne de la balise selon une première variante de réalisation ;
un logigramme d’un procédé d’installation d’une balise à l’aide d’un système d’aide à l’orientation selon la figure 1.
Dans ces figures, des références numériques identiques d’une figure à l’autre désignent des éléments identiques ou analogues. Par ailleurs, pour des raisons de clarté, les dessins ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire.
Le système 10 selon l’invention permet de fournir un ou des repères visuels pour assister un opérateur dans l’installation d’une balise 11 pour l’établissement d’une liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur 12.
Plus précisément, le système 10 a pour objectif de fournir une aide au positionnement, notamment à l’orientation, d’une antenne de la balise 11 au regard d’une zone d’intérêt prédéterminée dans l’environnement, dite « position cible » ci-après, dans laquelle est susceptible d’être positionné un dispositif émetteur/récepteur 12.
Le dispositif émetteur/récepteur 12 comporte par exemple une puce électronique, une antenne, et une batterie qui se recharge à partir de l’énergie provenant de champs électromagnétiques environnants, pour émettre un signal radio à destination d’une balise 11. Dans des modes particuliers de réalisation, les champs électromagnétiques permettant de recharger la batterie de l’étiquette sont générés par une balise.
Dans une application préférée de la présente invention, la balise 11 est destinée à être installée sur une structure porteuse au sein d’un environnement ouvert ou fermé, tel qu’un bâtiment industriel, par exemple un magasin ou hangar de stockage, une usine, etc., dans lequel un dispositif émetteur/récepteur 12 est amené à être placé.
La balise 11 peut comporter des moyens de communication sans fil, considérés comme connus de l’homme de l’art, permettant à la balise 11 de recevoir des signaux radioélectriques afin de recevoir un message en provenance du dispositif émetteur/récepteur 12 également sous la forme de signaux radioélectriques.
Dans des modes particuliers de réalisation, la balise 11 peut additionnellement ou alternativement comporter une source d’énergie électromagnétique permettant de générer des champs électromagnétiques à destination du dispositif émetteur/récepteur 12.
L’antenne de la balise 11 présente un diagramme de rayonnement propre représentatif de la répartition angulaire dans l’espace du rayonnement radioélectrique de l’antenne. Il y a lieu de noter que, de façon connue de l’homme du métier, le diagramme de rayonnement est également celui de réception de l'antenne.
Le système 10 comporte avantageusement des moyens de représentation 100 d’au moins un lobe d’émission/réception d’un diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise 11 dans l’environnement dans lequel ladite balise 11 est destinée à être installée. Le lobe représente une zone de rayonnement et/ou de réception radioélectrique de l’antenne de la balise 11.
Une telle caractéristique permet à un opérateur, lors de l’installation de la balise 11, de visualiser une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe de l’antenne de la balise 11 dans l’environnement, et ainsi d’identifier la couverture du rayonnement du signal qu’elle peut recevoir ou émettre, relativement audit environnement.
L’opérateur peut donc orienter de façon appropriée la balise 11 de sorte que le lobe corresponde avec une position cible susceptible d’être occupée par un dispositif émetteur/récepteur 12.
Les moyens de représentation 100 sont configurés selon des paramètres intrinsèques de l’antenne de la balise 11 de sorte que la forme de la représentation graphique qu’ils émettent corresponde sensiblement à celle de la projection d’un lobe de l’antenne de ladite balise 11.
A cet effet, les moyens de représentation 100 peuvent comporter un calculateur, par exemple de type microprocesseur, relié à une base de données dans laquelle sont mémorisés des modèles de représentation du diagramme de rayonnement correspondant à celui de l’antenne de la balise 11 à installer.
Alternativement, les paramètres intrinsèques de l’antenne de la balise 11 peuvent être identifiés automatiquement par les moyens de représentation 100 par exemple lors de leur fixation sur la balise 11, grâce à un support de communication comprenant des données représentatives de ces paramètres, tel qu’un capteur de communication en champ proche dit « NFC » pour « Near Field Communication », un code barre, ou tout autre moyen de communication attaché à ladite balise 11.
Autrement dit, lorsque les moyens de représentation sont fixés sur la balise 11, ils acquièrent les caractéristiques de l’antenne de ladite balise 11 et sur la base de ces informations peuvent adapter le modèle de la représentation graphique qu’ils sont destinés à émettre.
La ou les positions cible sont prédéterminées et peuvent être matérialisées dans l’environnement par un repère graphique (non représenté sur la figure 1), un objet ou tout autre moyen d’identification.
Dans une première variante de réalisation représentée sur la figure 1, les moyens de représentation 100 comportent un laser configuré suivant les caractéristiques du diagramme de rayonnement de sorte que son faisceau présente une forme correspondant sensiblement à la forme du lobe. Par exemple, le faisceau du laser est en forme de cône.
Le laser est destiné à être fixé, préférentiellement de façon amovible, à la balise 11 de sorte que son faisceau soit projeté contre une surface de l’environnement dite « surface de projection ». Le laser est préférentiellement fixé sur la balise 11 au plus près du centre du diagramme de rayonnement, c’est-à-dire du centre de l’antenne, et émet son faisceau dans une direction parallèle à celle selon laquelle s’étend l’axe longitudinal du lobe (non représenté sur la figure 1).
Dans un exemple de réalisation de l’invention, le faisceau du laser peut être projeté à travers un masque ajouré, connu par l’homme du métier sous le terme anglophone « gobo », qui conforme le faisceau selon une forme prédéfinie de sorte que sa projection sur la surface de projection corresponde sensiblement à la projection du lobe de l’antenne de la balise 11.
Dans un autre exemple, notamment si la forme du lobe de l’antenne est complexe, le laser peut comprendre un jeu de miroirs mobiles destinés à dévier continuellement le faisceau du laser pour que la forme de la projection résultant du blayage du faisceau corresponde sensiblement à la projection du lobe de l’antenne de la balise 11. Alternativement, le laser peut être mobile et être orienté en continu de sorte que son faisceau soit projeté selon une forme correspondant à la projection du lobe de l’antenne de la balise 11. Dans ces deux derniers exemples de réalisation, le laser peut émettre son faisceau de manière discontinue au cours de son parcours afin de modéliser des zones disjointes de la projection du lobe de l’antenne de la balise 11.
En outre, les moyens de représentation 100 peuvent comporter une pluralité de lasers.
La surface de projection peut être constituée par le sol, comme illustré sur la figure 1, et/ou par tout objet se trouvant dans l’environnement, par exemple un élément de structure du bâtiment.
La réflexion du faisceau du laser sur la surface de projection permet d’obtenir une représentation graphique 101 d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection.
La représentation graphique est déterminée par le calculateur, selon un modèle de représentation du diagramme de rayonnement correspondant à celui de l’antenne de la balise 11 à installer sélectionné dans la base de données.
Grâce à la représentation graphique 101 projetée sur la surface de projection, l’opérateur peut orienter la balise 11 de sorte à couvrir une position cible par le lobe.
Dans une deuxième variante de réalisation (non représentée sur les figures), les moyens de représentation 100 peuvent comprendre un dispositif de visualisation, tel qu’un moniteur, couplé à une caméra.
Dans cette variante de réalisation, la caméra est destinée à être fixée, préférentiellement de façon amovible, à la balise 11 de sorte à être au plus près du centre du diagramme de rayonnement, et de sorte à être orientée dans une direction parallèle à l’axe longitudinal du lobe.
En outre, le moniteur comporte une représentation graphique fixe matérialisant une projection du lobe sur une surface de projection. La représentation graphique est superposée, sur le moniteur, à la surface de projection filmée par la caméra.
La représentation graphique est virtuellement projetée sur une surface de projection de l’environnement filmée par la caméra. Sur le moniteur, la représentation graphique est, par exemple, sensiblement de la forme d’un cercle.
Ainsi, le déplacement de la balise 11 entraîne le déplacement, sur le moniteur, de la surface de projection en vis-à-vis de la caméra, relativement au cercle représentant le lobe et permet à un opérateur de positionner de manière adéquate rapidement et facilement la balise 11 pour que la ou les positions cible soient inscrites dans la projection du lobe représentée sur le moniteur.
Il est donc aisé pour l’opérateur de positionner la balise 11 avec l’assistance du moniteur pour que la position cible soit comprise dans le lobe de l’antenne de la balise 11.
Dans une troisième variante de réalisation (non représenté sur les figures), les moyens de représentation 100 peuvent comporter un vidéoprojecteur configuré de sorte à projeter sur une surface de projection de l’environnement une représentation graphique représentative du lobe de l’antenne de la balise 11.
De manière analogue aux variantes de réalisation décrites ci-avant, le déplacement de la balise 11 entraîne le déplacement de la ou des images projetées relativement à la surface de projection et permet à un opérateur de positionner de manière adéquate rapidement et facilement la balise 11 pour que la ou les positions cible soient inscrites dans la projection du lobe représentée par la ou les images projetées.
Avantageusement, les moyens de représentation peuvent être configurés de sorte que la représentation graphique donne une indication relative à la polarité de l’antenne de la balise 11.
Plus particulièrement, la représentation graphique peut présenter des motifs particuliers selon la polarité de l’antenne, tel que des hachures dont la direction varie suivant la polarité de l’antenne. La représentation graphique peut également ou alternativement présenter une couleur variant suivant la polarité de l’antenne.
Ainsi un opérateur peut facilement visualiser s’il l’antenne de la balise 11 est mal orientée et corriger ce défaut d’orientation.
Avantageusement, le système 10 comporte des moyens de mesure d’une distance séparant la balise 11 et au moins un point sur la surface de projection correspondant notamment à la ou aux positions cible.
Cette caractéristique permet avantageusement, connaissant la portée de réception d’un signal de l’antenne de la balise 11, de savoir si la ou les positions cible se situent ou non dans ladite portée de l’antenne de la balise 11. En effet, dans certains cas, la représentation du lobe projetée sur la surface de projection peut s’étendre sur une distance supérieure à la portée réelle de l’antenne de la balise 11.
En outre, cette caractéristique permet également de garantir à un opérateur la bonne orientation de la balise 11 relativement à la ou aux positions cible une fois ladite balise 11 installée, dans la mesure où il peut s’assurer de la correspondance entre une valeur prédéterminée de la distance entre la balise 11 et la ou les positions cible et la valeur mesurée de cette même distance.
Les moyens de mesure de la distance séparant la balise 11 et l’environnement extérieur peuvent être formés par un télémètre par exemple destiné à être fixé à la balise 11.
Dans une variante des moyens de mesure, ces derniers peuvent être formés par une caméra temps de vol, connue par l’homme du métier sous le sigle anglophone « TOF » pour « Time Of Flight », reliée à un moniteur. Le moniteur est configuré pour afficher une représentation graphique matérialisant la périphérie du lobe. À ce titre, cette variante de réalisation peut avantageusement être combinée à la deuxième variante de réalisation des moyens de représentation 100 décrite plus haut.
Alternativement, cette variante de réalisation des moyens de mesure peut être combinée avec les autres variantes de réalisation des moyens de représentation 100.
La caméra temps de vol est préférentiellement destinée à être fixée à la balise 11 de sorte à être sensiblement adjacente au centre du diagramme de rayonnement, et de sorte à être orientée selon une direction parallèle à l’axe longitudinal du lobe.
La caméra temps de vol permet de représenter sur le moniteur, pour chaque pixel du capteur de la caméra, une distance mesurée entre la caméra, donc la balise 11, et l’environnement en face de ladite balise 11 filmé par la caméra. Sur le moniteur, l’opérateur peut donc visualiser la projection du lobe et avoir une indication relative à la distance de chaque point, matérialisé par des pixels, de cette zone.
Un des avantages de cette caractéristique réside dans le fait que la mesure de distance est réalisée relativement à une surface et non relativement à un point.
Avantageusement, dans un exemple préférentiel de réalisation de l’invention, les moyens de représentation 100 sont associés aux moyens de mesure et sont configurés pour représenter différentes zones correspondant à différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11, c’est-à-dire à différents niveaux de qualité d’un lien de communication radio entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11. Les niveaux de qualités sont définis en fonction de différentes plages de distances par rapport à la balise 11, et/ou de la représentation de différents lobes de rayonnement.
Il y a lieu de noter que plus la distance est grande entre la balise 11 et le dispositif émetteur/récepteur, plus la puissance du signal émis par le dispositif émetteur/récepteur 12 s’atténue lors de sa propagation. La puissance de réception du signal de l’antenne de la balise 11 évolue donc en fonction de la distance la séparant du dispositif émetteur/récepteur 12.
Grâce à cette caractéristique, le système 10, en permettant d’identifier plusieurs niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11, permet de déterminer une ou des zones optimales de réception de ladite balise 11.
Par exemple, les moyens de représentation 100 peuvent être configurés de sorte à projeter sur une surface de projection des représentations graphiques présentant chacune une forme correspondant sensiblement à la projection sur la surface de projection de chacun des lobes du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise 11, c’est-à-dire à la projection sur la surface de projection de chacun des lobes secondaires et à celle du lobe principal (non représenté sur les figures).
Ainsi, l’opérateur pouvant visualiser la couverture de la réception de signaux de l’antenne de la balise 11 lors de son installation, la plage de manœuvre de l’opérateur pour orienter de façon appropriée la balise 11 pour faire correspondre l’un des lobes de l’antenne de ladite balise 11 avec la ou les positions cible s’en trouve augmentée.
Par exemple, selon la variante de réalisation des moyens de représentation 100 considérée, le système 10 peut comprendre plusieurs lasers, caméras et/ou vidéoprojecteurs configurés de sorte que la forme des représentations graphiques qu’ils projettent correspondent respectivement sensiblement à la projection sur la surface de projection des lobes de l’antenne de la balise 11.
Dans les exemples dans lesquels les moyens de représentation 100 comportent un ou des lasers dont le faisceau est entraîné en déplacement, la mesure de distance peut être balayée en même temps que le déplacement dudit faisceau. Il est également envisageable que le faisceau du ou des lasers change de couleur en fonction d’une distance maximum prédéterminée.
Dans un mode de réalisation, l’information de distance peut aussi être remontée à un dispositif tiers, par exemple pour sa représentation sur un dispositif de visualisation et/ou pour son stockage.
Alternativement ou additionnellement, les moyens de représentation 100 peuvent, pour un ou chaque lobe, projeter sur une surface de projection un ensemble de représentations graphiques par exemple de formes concentriques, chacune étant représentative de différents niveaux de puissance de réception d’un signal par l’antenne de la balise 11 pouvant correspondre à différentes plages de distances par rapport à la balise et/ou de différents lobes de rayonnement de l’antenne de la balise 11.
Chacune de ces formes concentriques peut être représentée différemment suivant des plages de distances prédéterminées entre les moyens de mesure et l’environnement filmé représentatives de niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11.
Dans une variante de réalisation, les moyens de représentation 100 peuvent être associés à des moyens de mesures.
Par exemple, les moyens de représentation 100 peuvent être associés à une caméra temps de vol telle que décrite précédemment connectée à un moniteur. La caméra temps de vol et le moniteur peuvent être configurés pour permettre la visualisation de l’environnement situé dans la direction de l’axe longitudinal du ou de chaque lobe de l’antenne de la balise 11.
Avantageusement, la caméra temps de vol et/ou le moniteur est configuré de sorte que l’aspect visuel de chaque pixel sur l’image soit fonction de la distance à laquelle l’environnement filmé est positionné par rapport à la caméra temps de vol.
Plus particulièrement, la couleur de chaque pixel représenté sur le moniteur est dépendante de la valeur de la distance entre la caméra temps de vol et l’environnement filmé. Par exemple, la couleur de chaque pixel peut évoluer selon des seuils de distance prédéterminés représentatifs du niveau de qualité d’échange d’un signal entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11. Ainsi, des couleurs différentes peuvent définir des distances représentatives d’un niveau de qualité de réception de l’antenne de la balise 11.
Dans une autre variante préférée de réalisation de l’invention, les moyens de représentation 100 sont configurés pour représenter différents niveaux de qualité d’échange d’un signal entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11, en tenant compte de paramètres intrinsèques du dispositif émetteur/récepteur 12, notamment de sa sensibilité.
Plus un dispositif émetteur/récepteur 12 est sensible, plus une liaison de communication peut être établie avec la balise 11 en réponse à un signal d’une faible intensité. A l’inverse, un dispositif émetteur/récepteur 12 peu sensible nécessite un signal d’intensité plus importante pour l’établissement d’une liaison de communication.
Les moyens de représentation 100 étant aptes à déterminer et représenter une ou des zones optimales de réception selon la sensibilité du le dispositif émetteur/récepteur 12, un opérateur peut donc considérer une plage plus étendue d’orientation de la balise 11 selon les caractéristiques de la ou des dispositifs émetteur/récepteur 12 destinés à communiquer avec la balise 11.
Alternativement ou additionnellement, les moyens de représentation 100 sont configurés pour représenter différents niveaux de qualité d’échange d’un signal entre le dispositif émetteur/récepteur 12 et l’antenne de la balise 11, en tenant compte de facteurs environnementaux pouvant perturber le signal, tel que la présence d’un flux d’objets ou de personnes ou la présence d’objets émettant un champ électromagnétique.
Préférentiellement, afin de permettre de tester la liaison de communication entre la balise 11 et un dispositif émetteur/récepteur 12, le moniteur peut être connecté à la caméra temps de vol et comporter un dispositif d’interaction, telle qu’une surface d’interaction tactile. Le moniteur est configuré de sorte à piloter les moyens de représentation 100 afin qu’ils réagissent à la sélection, par l’opérateur, d’au moins un point sur la surface de projection représentée sur ledit moniteur, en projetant un motif à une position sur la surface de projection correspondant au point sélectionné sur le moniteur.
Ce motif forme avantageusement un repère d’une position de test d’un dispositif émetteur/récepteur 12. Une fois le dispositif émetteur/récepteur 12 placé à la position de test, l’opérateur peut mesurer la puissance d’un signal émis (ou reçu) par le dispositif émetteur/récepteur 12 et le comparer à la puissance du signal reçu (ou émis) par l’antenne de la balise 11.
Cette caractéristique permet de s’assurer que la liaison de communication est correctement établie entre la balise 11 et le dispositif émetteur/récepteur 12 et éventuellement de déterminer si la position du dispositif émetteur/récepteur12 est adaptée, par rapport notamment à sa sensibilité, et/ou si l’émission du signal du dispositif émetteur/récepteur 12 n’est pas perturbée par un facteur environnemental, tel que des objets en métal situés à proximité du dispositif émetteur/récepteur 12 ou des appareils émettant d’importants champs magnétiques.
Les moyens de représentation 100 peuvent être configurés de sorte à projeter un indicateur du résultat du test. Par exemple, la couleur et/ou la forme du motif peut être modifiée selon que la liaison de communication est correctement établie ou non entre la balise 11 et le dispositif émetteur/récepteur 12.
Par ailleurs, le système 10 comporte des moyens de mesure de la position et/ou de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise 11. Ces moyens peuvent permettre de déterminer la position absolue de l’antenne de la balise 11, par exemple sous la forme de coordonnées inscrites dans un repère cartésien. Alternativement, ces moyens peuvent permettre de déterminer la position relative de l’antenne de la balise 11 par rapport à des éléments de l’environnement dans lequel ladite balise 11 est installée, c’est-à-dire la distance entre l’antenne et lesdits éléments. Ces éléments peuvent être des infrastuctures ou des objets, tels que des murs, poteaux, machniques, etc. Ces moyens peuvent comprendre un ou des capteurs de position en tant que tels à la portée de l’homme du métier.
Alternativement ou additionnellement, ces moyens permettent de déterminer l’inclinaison de l’antenne de la balise 11, c’est-à-dire l’inclinaison de l’axe longitudinal de son lobe, par exemple par rapport à trois axes ortogonaux. Ces moyens peuvent comprendre un gyroscope ou tout autre capteur en tant que tel à la portée de l’homme du métier.
Avantageusement, ces caractéristiques permettent de vérifier et confirmer la conformité de l’installation de l’antenne de la balise 11 par comparaison des données de positionnement et/ou d’orientation déterminées en fonction de données théroriques prédéfinies.
Ces caractéristiques peuvent également être exploitées ultérieurement dans des calculs mis en oeuvre dans des méthodes dites de « différences des temps d’arrivée » (« Time Difference Of Arrival » ou TDOA dans la littérature anglo-saxonne) connues en tant que telles de l’homme du métier.
En outre, afin d’installer la balise 11 fixement par exemple contre une structure fixe du bâtiment et d’assurer son maintien à une position dans l’espace et dans une orientation optimale, la balise 11 comprend des moyens de fixation configurés pour occuper un état dans lequel ils autorisent sa mobilité et un état dans lequel ils l’immobilisent.
La présente invention concerne également un procédé d’installation d’une balise 11 à l’aide du système 10 dont les étapes, par exemple successives, sont représentées sur la figure 2.
Le procédé comporte une étape de représentation 200 d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise 11 par les moyens de représentation 100, puis une étape de mesure 210 de la distance s’étendant entre la balise 11 et au moins un point de la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible.
Une étape de réglage de l’orientation 220 de la balise 11 est opérée si le point n’est pas situé dans la zone correspondant à la projection du lobe sur la surface de projection ou si la valeur de la distance mesurée est supérieure à une valeur prédéterminée de la portée de réception d’un signal de l’antenne de la balise 11, de sorte que la distance mesurée soit inférieure à la valeur de ladite portée.
Le procédé peut comprendre une étape d’acquisition de données 230 relatives à la position et/ou à l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise 11 par des moyens de mesure de la position et/ou de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise 11, suivie d’une étape de mémorisation 240 de ces données.
Le procédé peut également comporter une étape de transmission d’informations 240 propres au réglage de l’orientation de la balise 11, notamment des informations relatives à la mesure réalisée lors de l’étape de mesure 210, des données relatives à un test, etc., vers un dispositif d’enregistrement, tel qu’un serveur tiers, etc.
Cette étape de transmission 240 peut être réalisée par tout moyen de communication connu, par exemple par onde radio, par cable, par mémoire interne amovible transférable après l’étape de réglage de l’orientation 220, etc.
Selon le type de moyen de communication envisagé, cette étape de transmission 240 d’informations peut être réalisée en temps réel ou à la suite de l’installation d’une pluralité de balises 11.
Le fait de conserver ces informations avec le dispositif d’enregistrement permet de pouvoir identifier ou déterminer des configurations particulières pour optimiser les installations futures.
De manière plus générale, il est à noter que les modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.

Claims (15)

  1. Système (10) d’aide au positionnement, notamment à l’orientation, au regard d’une position cible, d’une antenne d’une balise (11) destinée à être en liaison de communication par signal radio avec un dispositif émetteur/récepteur (12), ledit système (10) étant caractérisé en ce qu’il comporte :
    - des moyens de représentation (100) d’au moins un lobe d’un diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) sur une surface de projection d’un environnement dans lequel est destiné à être installé ladite balise (11), lesdits moyens de représentation (100) générant une représentation graphique (101) d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection,
    - des moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et au moins un point sur la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible.
  2. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un laser configuré pour générer un faisceau dont la projection sur la surface de projection présente une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection.
  3. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un dispositif de visualisation couplé à une caméra destinée à filmer la surface de projection, le dispositif de visualisation comportant une représentation graphique matérialisant une projection du lobe superposée à la surface de projection représentée sur ledit dispositif.
  4. Système (10) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de représentation (100) comportent un vidéoprojecteur configuré de sorte à projeter sur la surface de projection de l’environnement une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection.
  5. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et la surface de projection comportent un télémètre.
  6. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de mesure d’une distance séparant la balise (11) et la surface de projection comportent une caméra temps de vol reliée à un dispositif de visualisation configuré pour afficher une représentation graphique d’une forme correspondant sensiblement à la projection du lobe sur la surface de projection, ladite caméra temps de vol étant configurée pour être fixée à la balise (11) de sorte à permettre la visualisation sur le dispositif de visualisation, pour chaque pixel du capteur de la caméra, d’une distance mesurée entre la caméra et la surface de projection.
  7. Système (10) selon la revendication 6, dans lequel le dispositif de visualisation comporte un dispositif d’interaction et est configuré pour piloter les moyens de représentation (100) afin qu’ils projettent un motif sur la surface de projection à une position correspondant à la position d’au moins un point sélectionné par un opérateur sur la surface de projection représentée sur ledit dispositif de visualisation.
  8. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les moyens de représentation (100) et les moyens de mesure sont configurés pour représenter différentes zones correspondant à différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur (12) et l’antenne de la balise (11), lesdits niveaux de qualités étant définis en fonction de différentes plages de distances par rapport à la balise (11), et/ou de la représentation de différents lobes de rayonnement.
  9. Système (10) selon la revendication 8, dans lequel les moyens de représentation (100) sont configurés pour représenter des zones présentant différents niveaux de qualité d’échange d’un signal radio entre le dispositif émetteur/récepteur (12) et l’antenne de la balise en tenant compte de paramètres intrinsèques du dispositif émetteur/récepteur (12), notamment de sa sensibilité et/ou de facteurs environnementaux pouvant perturber le signal.
  10. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel les moyens de représentation sont configurés de sorte à générer une représentation graphique apte à donner une indication relative à la polarité de l’antenne de la balise (11).
  11. Système (10) selon l’une des revendications 1 à 10, comprenant des moyens de mesure de la position et de l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise (11).
  12. Procédé d’installation d’une balise (11) à l’aide du système (10) selon l’une des revendication 1 à 11, comportant :
    - une étape de représentation (200) d’un lobe du diagramme de rayonnement de l’antenne de la balise (11) par les moyens de représentation (100),
    - une étape de mesure (210) de la distance s’étendant entre la balise (11) et au moins un point de la surface de projection correspondant à la ou aux positions cible,
    - une étape de réglage de l’orientation (220) de la balise (11) si la valeur de la distance mesurée est supérieure à une valeur prédéterminée de la portée de réception d’un signal de l’antenne de ladite balise (11), de sorte que la distance mesurée soit inférieure à la valeur de ladite portée, ou si le point n’est pas situé dans la zone correspondant à la projection du lobe sur la surface de projection.
  13. Procédé d’installation d’une balise (11) selon la revendication 12, comprenant une étape d’acquisition de données (230) relatives à la position et/ou à l’orientation dans l’espace de l’antenne de la balise (11).
  14. Procédé d’installation d’une balise (11) selon l’une des revendications 12 ou 13, comprenant en outre une étape de transmission d’informations (240) propres au réglage de l’orientation de la balise (11), vers un dispositif d’enregistrement.
  15. Procédé d’installation d’une balise (11) selon l’une des revendications 12 à 14, comprenant une étape préliminaire de test dans laquelle :
    - les moyens de représentation (100) projettent sur une surface de projection un motif correspondant à une sélection par un opérateur d’au moins un point sur un moniteur affichant la surface de projection,
    - le dispositif émetteur/récepteur (12) est placé à la place du motif sur la surface de projection,
    - la puissance du signal échangé entre la balise (11) et le dispositif émetteur/récepteur (12) est mesurée à l’émission et à la réception et ces données sont comparées.
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