FR3149393A1 - Détermination d'une caractéristique de localisation - Google Patents

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Abstract

Détermination d'une caractéristique de localisation La présente description concerne un procédé de détermination d'une première caractéristique de localisation d'un système électronique (100 ; 200) comprenant au moins un capteur (204), et un dispositif de positionnement par satellites (201-1) composé d'au moins un module de calcul (201-3) de ladite première caractéristique, comprenant les étapes successives suivantes : - utiliser ledit dispositif de positionnement par satellites (201) pour obtenir des premières données ; - utiliser ledit au moins un capteur (204) pour déterminer un état dudit système (200) ; - choisir au moins un premier paramètre de configuration (Tuned_Param) dans une première matrice de configuration en utilisant l'état dudit système (200) ; - configurer ledit module de calcul (201-3) en utilisant ledit au moins un premier paramètre (Tuned_Param) ; et - calculer ladite première caractéristique en utilisant ledit module de calcul (201-3). Figure pour l'abrégé : Fig. 2

Description

Détermination d'une caractéristique de localisation
La présente description concerne de façon générale les systèmes et dispositifs électroniques, et plus particulièrement la détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation de tels systèmes ou dispositifs électroniques.
Il existe, de nos jours, différents moyens de localisation d'un objet dans l'espace. L'un consiste à utiliser un système de positionnement par satellites pour récupérer des données.
Il serait souhaitable de pouvoir améliorer, au moins en partie, certains aspects des procédés connus de détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation d'un système ou dispositif électronique.
Il existe un besoin pour des procédés de détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation d'un système ou dispositif électronique, plus précis.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des procédés connus de détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation d'un système ou dispositif électronique.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation d'un système ou dispositif électronique, utilisant, en outre, une détermination d'un état dudit système ou dispositif électronique.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de détermination d'une première caractéristique de localisation d'un système électronique comprenant au moins un capteur, et un dispositif de positionnement par satellites composé d'au moins un module de calcul de ladite première caractéristique, E(Vel)), comprenant les étapes successives suivantes :
- utiliser ledit dispositif de positionnement par satellites pour obtenir des premières données ;
- utiliser ledit au moins un capteur pour déterminer un état dudit système ;
- choisir au moins un premier paramètre de configuration dans une première matrice de configuration en utilisant l'état dudit système ;
- configurer ledit module de calcul en utilisant ledit au moins un premier paramètre ; et
- calculer ladite première caractéristique, E(Vel)) en utilisant ledit module de calcul.
Un autre mode de réalisation prévoit un système électronique comprenant au moins un capteur, et un dispositif de positionnement par satellites composé d'au moins un module de calcul d'une première caractéristique de localisation, E(Vel)) dudit système et adapté à mettre en oeuvre un procédé de détermination de ladite première caractéristique de localisation, E(Vel)) comprenant les étapes successives suivantes :
- utiliser ledit dispositif de positionnement pour obtenir des premières données ;
- utiliser ledit au moins un capteur pour déterminer un état dudit système ;
- choisir au moins un premier paramètre de configuration dans une première matrice de configuration en utilisant l'état dudit système ;
- configurer ledit module de calcul en utilisant ledit au moins un premier paramètre ; et
- calculer ladite première caractéristique, E(Vel)) en envoyant lesdites premières données ledit module de calcul.
Selon un mode de réalisation, ledit au moins un capteur est choisi parmi le groupe comprenant : un capteur de vitesse, un capteur d'accélérations, un gyroscopes, un capteur de vitesse angulaire, un capteur d'altitude, un capteur de pression, un capteur de proximité, et/ou un capteur de temps de vol.
Selon un mode de réalisation, lesdites premières données comprennent une ou plusieurs mesures de pseudodistances, et une ou plusieurs mesures de fréquence Doppler.
Selon un mode de réalisation, ledit module de calcul est un filtre de Kalman.
Selon un mode de réalisation, ledit premier paramètre est choisi dans le groupe comprenant : un paramètre représentant une matrice de mesures de bruit liées à des pseudodistances, un paramètre représentant une matrice de mesures de bruit liées à des fréquences Doppler, un paramètre représentant une matrice de covariance liée à l'extrapolation de l'estimation d'une position, et un paramètre représentant une matrice de covariance liée à l'extrapolation de l'estimation d'une vitesse.
Selon un mode de réalisation, la première caractéristique de localisation est une estimation de la position) dudit système.
Selon un mode de réalisation, la première caractéristique de localisation est une estimation de la vitesse) dudit système.
Selon un mode de réalisation, le procédé est, en outre un procédé de détermination d'une deuxième caractéristique de localisation, E(Pos)) dudit système.
Selon un mode de réalisation, la deuxième caractéristique de localisation est une estimation de la position) dudit système.
Selon un mode de réalisation, la deuxième caractéristique de localisation est une estimation de la vitesse) dudit système.
Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, un échantillonneur adapté à recevoir lesdites premières données, et le procédé comprend, en outre, les étapes successives suivantes :
- choisir au moins un deuxième paramètre de configuration dans une deuxième matrice de configuration en utilisant l'état dudit système ;
- configurer ledit échantillonneur en utilisant ledit au moins un deuxième paramètre ; et
- échantillonner lesdites premières données en utilisant ledit échantillonneur.
Selon un mode de réalisation, ledit deuxième paramètre est choisi dans le groupe comprenant : un taux d'échantillonnage.
Selon un mode de réalisation, le système comprend, en outre, un processeur, et le procédé comprend, en outre, les étapes successives suivantes :
- choisir au moins un troisième paramètre de configuration dans une troisième matrice de configuration en utilisant l'état dudit système ; et
- configurer ledit processeur en utilisant ledit au moins un troisième paramètre.
Selon un mode de réalisation, ledit troisième paramètre est choisi dans le groupe comprenant : une fréquence de fonctionnement, une tension d'alimentation, un mode de fonctionnement basse consommation.
Selon un mode de réalisation, le système est un véhicule automobile.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la représente, très schématiquement et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un système électronique ;
la représente, sous forme de blocs, un mode de réalisation plus détaillé d'une partie du système électronique de la ;
la représente un schéma-bloc illustrant un exemple de procédé de fonctionnement d'une partie du mode de réalisation de la ;
la représente quatre séries de graphiques illustrant l'exemple du procédé de fonctionnement décrit en relation avec la ;
la représente un exemple de réalisation d'une matrice de paramètres du mode de réalisation de la ;
la représente un schéma bloc illustrant l'exemple de procédé de fonctionnement d'une autre partie du mode de réalisation de la ;
la représente un exemple de réalisation d'une autre matrice de paramètres du mode de réalisation de la ; et
la représente un exemple de réalisation d'une autre matrice de paramètres du mode de réalisation de la .
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
Les modes de réalisation décrits ci-après concernent la localisation d'un système électronique, et, plus particulièrement, la détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de positionnement d'un système électronique.
On appelle, ci-après, une caractéristique de positionnement, ou une caractéristique de localisation, d'un système électronique, une grandeur physique associée à un système électronique permettant de qualifier son positionnement, ou sa localisation, dans l'espace. Des exemples de caractéristiques de positionnement sont les suivants :
- la position relative, ou absolue, du système électronique, exprimée par l'intermédiaire de deux ou trois coordonnées dans un référentiel prédéfini ;
- la vitesse relative, ou absolue, du système électronique ;
- l'accélération relative, ou absolue, du système électronique;
- la direction du système électronique, qui peut être présentée par un vecteur ; et
- l'orientation dans l'espace du système électronique, qui peut être exprimé par un ou plusieurs angles dans un repère prédéfini.
Selon un mode de réalisation préféré, d'autres exemples de caractéristiques de positionnement sont les suivants :
- la position relative, ou relative, du système électronique, exprimée par l'intermédiaire de trois coordonnées dans le référentiel géocentrique, aussi appelé Earth-Centered Earth Fixed (ECEF) ;
- la vitesse relative, ou relative, du système électronique dans le référentiel géocentrique ; et
- l'accélération relative, ou relative, du système électronique dans el référentiel géocentrique.
En particulier, les modes de réalisation décrits ci-après concernent la détermination d'un état du système pour fournir une estimation d'une ou plusieurs caractéristiques de positionnement dudit système. Pour cela, le système utilise des paramètres de configuration déterminés à partir de son état physique pour configurer un module de calcul, comme un filtre de Kalman, recevant des données obtenues par un dispositif de positionnement par satellites (GNSS, Global Navigation Satellite System). Les modes de réalisation décrits ci-après présentent donc une meilleure précision de l'estimation desdites une ou plusieurs caractéristiques de positionnement.
La est un schéma bloc représentant, très schématiquement, une architecture d'un exemple d'un système électronique 100 adapté à exécuter un mode de mise en oeuvre du procédé de détermination d'une ou plusieurs caractéristiques de localisation décrit ci-après.
Le système électronique 100 comprend un processeur 101 (CPU) adapté à mettre en oeuvre différents traitements de données stockées dans des mémoires et/ou fournies par d'autres circuits du système 100.
Le système électronique 100 comprend, en outre, une ou plusieurs mémoires 102 (MEM), par exemple des mémoires 102 de différents types, parmi lesquelles, par exemple, une mémoire non volatile, une mémoire volatile, et/ou une mémoire morte. Chaque mémoire 102 est adaptée à stocker différents types de données.
Le système électronique 100 peut comprendre, en outre, des circuits d'interface 103 (IN/OUT) adaptés à envoyer et/ou à recevoir des données provenant de l'extérieur du système 100. Les circuits d'interface 103 peuvent être, en outre adaptés à mettre en oeuvre un affichage de données, par exemple, un écran d'affichage.
Le système électronique 100 comprend, en outre, un ou plusieurs capteurs 103 (SENSOR) adapté à mesurer un ou plusieurs grandeurs physiques liées au système 100. Selon un exemple, un des capteurs 103 peut être adaptés à mesurer, ou configuré pour mesurer, un estimation d'une donnée qui est utile pour le calcul d'une caractéristique de positionnement. Le ou les capteurs 103 sont choisis dans le groupe comprenant : un capteur de distance, aussi appelé odomètre, un capteur de vitesse, aussi appelé un capteur de vélocité, un capteur d'accélération, aussi appelé accéléromètre, un gyroscope ou un capteur de vitesse angulaire, un capteur d'altitude, aussi appelé baromètre, un capteur de pression, un capteur de proximité, un capteur de direction, aussi appelé un magnétomètre, et un capteur de temps de vol (Time of Flight sensor).
Selon un mode de réalisation, les mesures effectuées par le ou les capteurs 103 sont utilisées pour déterminer un état physique du système 100. Un exemple de module adapté à déterminer l'état du système 100 en fonction des capteurs 103 est décrit en relation avec la à 4.
Le système électronique 100 comprend, en outre, un dispositif de positionnement par satellites 104 (GNSS), ou système de positionnement par satellites (GNSS, Global Navigation Satellite Systems), ou dispositif de géo-stationnement ou de localisation. Le dispositif 104 est adapté à recevoir, décoder, et fournir des mesures à partir de signaux reçus de la part d'un ou plusieurs système de positionnement satellites. Le dispositif 104 est utilisé par le système 100 pour fournir une estimation d'une ou plusieurs caractéristiques de positionnement du système 100. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif 104 est adapté à être mis en oeuvre pour fournir une estimation de la position et/ou de la vitesse du système 100. Pour cela, le dispositif 104 est adapté à fournir des données qui, une fois traitées, permettent de fournir ces estimations de caractéristiques de positionnement. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif 104 est, entre autres, adapté à fournir :
- des données représentant des mesures de pseudodistances (Pseudoranges ou Phase ranges) qui sont des mesures indirectes de distance fondées sur un retard présenté par un signal à sa réception par comparaison à son émission ; et
- des données représentant des mesures de fréquences Doppler (Doppler Frequencies) qui sont des mesures de différences de fréquence entre une fréquence nominal de la porteuse d'un signal émis et la fréquence d'un signal reçu.
Le système électronique 100 comprend, en outre, différents éléments 105 (FCT) adaptés à réaliser différentes fonctions. A titre d'exemple, les éléments 105 peuvent comprendre des éléments moteurs, des éléments mécaniques, etc.
Le système électronique 100 comprend, en outre, un ou plusieurs bus de données 107 adaptés à transférer des données entre ses différents composants.
Selon un mode de réalisation particulier, le système 100 est choisi parmi le groupe, non exhaustif, comprenant :
- toutes formes de véhicules terrestres motorisés, comme des véhicules automobiles ;
- toutes formes d'équipement mobiles, à moteur ou non ;
- toutes formes de moyens de transports aquatiques motorisés, comme, par exemple, un bateau ; et
- toutes formes de dispositifs aériens motorisés, comme, par exemple, un avion ou un drone ;
- toutes formes d'équipements sportifs ; et
- toutes formes d'objets connectés.
La représente, très schématiquement et sous forme de blocs, un mode de réalisation plus détaillé d'une partie d'un système 200 du type du système 100 décrit en relation avec la .
Comme décrit précédemment, le système 200 comprend un dispositif de positionnement par satellites 201 (GNSS) du type du dispositif 104 décrit en relation avec la . Le dispositif 201 est composé :
- d'un sous-dispositif 201-1 (DATA) connu sous le nom de ou un système de suivi par satellites ;
- d'un échantillonneur 201-2 (SAMPLER) ; et
- d'un module de cal 201-3 (CALC MODULE).
Le sous-dispositif 201-1 est adapté à fournir, en sortie une ou plusieurs données P_Ranges représentant des mesures de pseudodistances, appelées ci-après pseudodistances P_Ranges. Le sous-dispositif 201-1 est adapté, en outre, à fournir, en sortie une ou plusieurs données D_Freq représentant des mesures de fréquences Doppler, appelées ci-après fréquences Doppler D_Freq.
L'échantillonneur 201-2 (SAMPLER) adapté à recevoir des données de la part du dispositif de positionnement par satellites 201-1. Plus particulièrement, selon un mode de réalisation, l'échantillonneur 201-2 est adapté à recevoir les pseudodistances P_Ranges et les fréquences Doppler D_Freq. L'échantillonneur 201-2 est adapté à fournir en sortie, des données échantillonnées. Plus particulièrement, l'échantillonneur 201-2 fournit en sortie :
- des pseudodistances échantillonnées Samp(P_Ranges) correspondant aux pseudodistances P_Ranges échantillonnées ; et
- des fréquences Doppler échantillonnées Samp(D_Freq) correspondant aux fréquences Doppler D_Freq échantillonnées.
Le module de calcul 201-3 est un module de détermination 201-3 (CALC MODULE) d'une ou plusieurs caractéristiques de positionnement du système 200, appelé ensuite module de calcul 201-3. Le module de calcul 201-3 est adapté à recevoir, en entrée des données échantillonnées de la part de l'échantillonneur 201-2 et fournir, en sortie, des estimations d'une ou plusieurs caractéristiques de positionnement du système 200. Plus particulièrement, le module de calcul 201-3 est adapté à recevoir les données échantillonnées Samp(P_Ranges) et Samp(D_Freq). Selon un mode de réalisation particulier, le module de calcul 201-3 est adapté à fournir, en sortie, une estimation de la position E(Pos) et de la vitesse E(Vel) du système 200. Selon une variante, le module de calcul 201-3 peut permettre de fournir d'autres estimations de caractéristiques de positionnement du système 200.
Selon un mode de réalisation, le module de calcul 201-3 est adapté à mettre en oeuvre un ou plusieurs algorithmes de calcul permettant de fournir des estimations de caractéristiques de positionnement du système 200. Selon un mode de réalisation préféré, le module de calcul 201-3 est adapté à mettre en oeuvre des filtres de Kalman. Un exemple de mise en oeuvre du module de calcul 201-3 est décrit en relation avec la .
Comme décrit précédemment, le système 200 comprend, en outre, un ou plusieurs capteurs 204 (SENSORS) du type des capteurs 103 décrit en relation avec la . Dans l'exemple représenté en , le ou les capteurs 204 sont adaptés à fournir N données, N étant un entier supérieur ou égal à un, représentant N mesures réalisées par le ou les capteurs 204. Selon un exemple, le système 200 comprend N capteurs 204, chaque capteur étant adapté à fournir une donnée SENSORi, i variant de 1 à N. Selon une variante, le système 200 comprend M capteurs 204, M étant un entier inférieur à N, et dont au moins un des capteurs 204 est adapté à fournir plusieurs données SENSORi.
Selon un mode de réalisation, le ou les capteurs 204 comprennent, au moins :
- un capteur d'accélération selon un premier axe Ox ;
- un capteur d'accélération selon un deuxième axe Oy perpendiculaire au premier axe Ox ; et
- un capteur de vitesse angulaire, aussi appelé gyroscope, selon un troisième axe Oz perpendiculaire aux premier et deuxième axe Ox et Oy.
Selon un autre mode de réalisation, le ou les capteurs 204 comprennent en outre :
- un capteur d'accélération selon chaque axe Ox, Oy, et Oz ; et
- un capteur de vitesse angulaire, aussi appelé gyroscope, selon un chaque axe Ox, Oy, Oz.
Le système comprend, en outre, un module de détermination 205 (MOTION CLASSIFIER) de l'état du système 200. Le module 205 est adapté à recevoir, en entrée, les données SENSOR1, …, SENSORN obtenues par le ou les capteurs 204. Le module 205 est adapté à fournir, en sortie, une donnée Motion_State indiquant l'état dans lequel se trouve le système 200. Un exemple de mise en oeuvre du module est décrit plus en détails en relation avec les figures 3 et 4.
On appelle ici, état du système 200, l'état du mouvement du système 200. Autrement dit, l'état du système caractérise son mouvement dans un référentiel prédéfini. Selon un mode de réalisation particulier, l'état du système 200 peut être choisi parmi le groupe comprenant :
- un état immobile, aussi appelé un état arrêté ;
- un état d'avancée en ligne droite à vitesse constante ;
- un état de recul en ligne droite à vitesse constante ;
- un état d'accélération en ligne droite ;
- un état d'avancée en ligne courbe ;
- un état d'accélération en ligne courbe ; et
- un état "aucun des autres états", c'est-à-dire un état qui ne peut être identifié à aucun des autres états prédéfinis.
Selon une variante de réalisation, le module 205 est adapté à prendre en compte, en outre, une ou plusieurs estimations précédentes déjà calculées de caractéristiques de positionnement du système 200 pour déterminer l'état du système 200. Selon un exemple particulier, le module 205 peut recevoir des estimations précédentes déjà calculées de la position E(Pos) et de la vitesse E(Vel) du système 200.
Le système comprend, en outre, un module de génération de paramètres 206 (EST TUNER). Ce module 206 est adapté à recevoir, en entrée, la donnée Motion_State, et à fournir, en sortie, différents paramètres permettant de configurer des éléments ou circuits du système 200 en fonction de l'état du système 200. Pour cela, et selon un mode de réalisation, le module de génération de paramètres comprend une ou plusieurs matrices de correspondance de paramètres. Des exemples de tels matrices sont décrits en relation avec les figures 5, 7 et 8.
Selon un mode de réalisation, le module 206 est adapté, plus particulièrement, à fournir des paramètres Tuned_Param permettant de configurer le traitement de données effectué par le module de calcul 201-3. Selon un mode de réalisation préféré, les paramètres Tuned_Param sont des paramètres de configuration de filtres de Kalman prenant en compte l'état du système 200. Pour cela, le module 206 utilise une matrice de configuration comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres Tuned_Param en fonction des différents états du système 200. Un exemple d'une telle matrice de configuration est décrit en détail en relation avec la .
Selon un mode de réalisation, de façon optionnelle, le module de génération de paramètres 206 est adapté à fournir un ou plusieurs paramètres de configuration de l'échantillonneur 201-2. Selon un exemple préféré, le module 206 est adapté à fournir un paramètre représentant un taux d'échantillonnage S_Rate de l'échantillonneur 201-2 qui prend en compte l'état du système 200. Pour cela, le module 206 utilise une matrice de configuration comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres S_Rate en fonction des différents états du système 200. Un exemple d'une telle matrice de configuration est décrit en détail en relation avec la .
Selon un mode de réalisation, de façon optionnelle, le module de génération de paramètres 206 est adapté à fournir un ou plusieurs paramètres de configuration d'autres éléments du système 200, comme par exemple , par exemple K paramètres Param1, …, ParamK, K étant un entier supérieur ou égal à un. Pour cela, le module 206 utilise une matrice de configuration comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres Param1, …, ParamK en fonction des différents états du système 200. Un exemple d'une telle matrice de configuration est décrit en détails en relation avec la .
Selon un exemple, les paramètres Param1, …, ParamK sont des paramètres de configuration d'un processeur du système 200. Plus particulièrement, les paramètres Param1, …, ParamK comprennent un paramètre représentant une fréquence de fonctionnement du processeur, une tension d'alimentation du processeur, et/ou un mode de fonctionnement influant sur la consommation énergétique du système 200.
Le fonctionnement du système 200 est donc le suivant, le dispositif de positionnement par satellites 201-1 et les capteurs 204 fournissent, en temps réel, des données au système 200. Le module 205 utilise les données SENSOR1 à SENSORN pour déterminer l'état dans lequel se trouve le système 200. Le module 206 utilise cet état pour configurer certains éléments du système 200 et ainsi prendre en compte l'état du système 200 pour calculer des estimations de caractéristiques de positionnement du système 200. Plus particulièrement, et selon un mode de réalisation, le module de calcul 201-3 est configuré pour prendre en compte cet état.
La est un schéma-bloc illustrant un exemple de procédé de fonctionnement 300 d'un module de détermination d'un état, ou un mouvement, d'un système, du type du module 205 et du système 200 décrits en relation avec la .
Dans l'exemple de la , le module de détermination est adapté à choisir l'état du système le comprenant parmi un groupe comprenant :
- un état STOP dans lequel le système est immobile ;
- un état STRAIGHT dans lequel le système avance en ligne droite ;
- un état TURN dans lequel le système avance en ligne courbe ;
- un état ACC dans lequel le système est en cours d'accélération ; et
- un état UNKNOWN dans lequel l'état du système est indéterminé.
D'autres états du système peuvent être envisagés. Dans ce cas, l'adaptation du procédé de fonctionnement décrit ci-après est à la portée de la personne du métier.
A une étape initiale 301 (SENSORS), le module de détermination reçoit des données de la part de capteurs embarqués dans le système, du type des capteurs 204 décrits en relation avec la . Pour rappel, selon un mode de réalisation préféré, ces capteurs peuvent être des capteurs d'accélération et un capteur de vitesse angulaire.
Selon une variante, à l'étape 301, le module de détermination peut recevoir, en outre, des estimations de caractéristiques de positionnement du système déjà calculées précédemment.
A une étape 302 (STOP ?), successive à l'étape 301, le module de détermination analyse les données et détermine si le système est à l'état STOP. Selon un exemple, le module compare les données des capteurs avec une série de données typiques de l'état STOP. Si le module détermine que le système est à l'état STOP (sortie Y de l'étape 302) alors l'étape suivante est une étape 303 (MOTION STATUS), sinon (sortie N de l'étape 302) l'étape suivante est une étape 304 (STRAIGHT ?).
A l'étape 303, successive à l'étape 302, le module de détermination indique que le système est à l'état STOP. Selon un exemple, le module de détermination fournit une donnée, du type de la donnée Motion_State décrite en relation avec la , indiquant l'état STOP.
A l'étape 304, successive à l'étape 302, l'état du système n'est pas l'état STOP, le module de détermination analyse, de nouveau, les données et détermine si le système est à l'état STRAIGHT. Selon un exemple, le module compare les données des capteurs avec une série de données typiques de l'état STRAIGHT. Si le module détermine que le système est à l'état STRAIGHT (sortie Y de l'étape 304) alors l'étape suivante est l'étape 303 (MOTION STATUS), sinon (sortie N de l'étape 304) l'étape suivante est une étape 305 (TURN ?).
A l'étape 303, successive à l'étape 304, le module de détermination indique que le système est à l'état STRAIGHT.
A l'étape 305, successive à l'étape 304, l'état du système n'est ni l'état STOP, ni l'état STRAIGHT, le module de détermination analyse, de nouveau, les données et détermine si le système est à l'état TURN. Selon un exemple, le module compare les données des capteurs avec une série de données typiques de l'état TURN. Si le module détermine que le système est à l'état TURN (sortie Y de l'étape 305) alors l'étape suivante est l'étape 303 (MOTION STATUS), sinon (sortie N de l'étape 305) l'étape suivante est une étape 306 (ACC ?).
A l'étape 303, successive à l'étape 305, le module de détermination indique que le système est à l'état TURN.
A l'étape 306, successive à l'étape 305, l'état du système n'est ni l'état STOP, ni l'état STRAIGHT, ni l'état TURN, le module de détermination analyse, de nouveau, les données et détermine si le système est à l'état ACC. Selon un exemple, le module compare les données des capteurs avec une série de données typiques de l'état ACC. Si le module détermine que le système est à l'état ACC (sortie Y de l'étape 306) alors l'étape suivante est l'étape 303 (MOTION STATUS), sinon (sortie N de l'étape 306) l'étape suivante est une étape 306 (UNKONWN).
A l'étape 303, successive à l'étape 306, le module de détermination indique que le système est à l'état ACC.
A l'étape 307, successive à l'étape 306, l'état du système n'est ni l'état STOP, ni l'état STRAIGHT, ni l'état ACC. Le système est donc à l'état indéterminé UNKNOWN. le module de détermination indique que le système est à l'état UNKOWN.
Selon une variante de réalisation, l'ordre dans lequel les différents états du système sont testés peut être modifié.
La comprend quatre séries (A), (B), (C) et (D) de graphiques illustrant des exemples de données typiques de capteurs d'un état d'un système du type des données SENSOR1 à SENSORN décrites en relation avec la .
Plus particulièrement, chaque séries (A), (B), (C) et (D) comprend trois courbes 401, 402 et 403. La courbe 401 représente des données obtenues par un capteur de vitesse angulaire, aussi appelé gyroscope, selon l'axe Oz. La courbe 402 représente des données obtenues par un capteur d'accélération selon l'axe Ox. La courbe 403 représente des données obtenues par un capteur d'accélération selon l'axe Oy. Les axes Ox, Oy, et Oz ont été défini en relation avec la .
Selon un premier exemple, la série (A) illustre les données typiques d'un état immobile STOP du système, décrit en relation avec la . En effet, aucune des courbes 401 à 403 ne présente de variation.
Selon un deuxième exemple, la série (B) illustre les données typiques d'un état STRAIGHT du système, décrit en relation avec la . En effet, seule la courbe 402 présente des variations sensiblement constante, ainsi le système ne se déplace que selon une direction rectiligne.
Selon un troisième exemple, la série (C) illustre les données typiques d'un état ACC du système, décrit en relation avec la . En effet, la courbe 402 présente une variation importante, ainsi le système présente une phase d'accélération.
Selon un quatrième exemple, la série (D) illustre les données typiques d'un état TURN du système, décrit en relation avec la . En effet, la courbe 401 présente une variation importante, et les courbes 402 et 403 présentent aussi des variations, ainsi le système est en train de décrire une ligne courbe.
La représente un mode de mise en oeuvre d'un procédé de fonctionnement 500 d'un module de détermination de paramètres d'un système, du type du module 206 et du système 200 décrits en relation avec la . La illustre en particulier une matrice de paramètres 501 utilisée par le module de calcul. Selon un exemple, la matrice 501 est obtenue en utilisation le module 206 pour mettre en oeuvre le procédé 300 décrit en relation avec la .
Le mode de fonctionnement 500 représente la génération, par le module de génération de paramètres 206, de paramètres, du type des paramètres Tuned_Param de la , destinés à configurer un module de calcul du type du module 201-3 décrit en relation avec la .
Pour générer ces paramètres, le module de génération de paramètre utilise une matrice de configuration 501 comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres de configuration du module de calcul pour chaque état du système. Selon un exemple, chaque ligne de la matrice 501 comprend les valeurs des paramètres de configuration pour un seul état du système, et chaque colonne de la matrice 501 comprend les valeurs d'un même paramètre pour chaque état du système. Selon une variante, les lignes et colonnes peuvent être inversées.
Le module de génération de paramètres utilise, en outre, un outil de sélection 502 adapté à recevoir la donnée Motion_State figurant l'état du système, et à choisir les paramètres dans la matrice de configuration. Plus particulièrement, selon un exemple, l'outil de sélection 502 est adapté à choisir une ligne de la matrice 501, ou le cas échéant une colonne, en fonction de la valeur de la donnée Motion_State. La ligne, ou colonne, de paramètres est ensuite fournies au module de calcul.
Dans l'exemple représenté en , la matrice 501 comprend des valeurs de quatre paramètres de configuration de filtres de Kalman correspondant à cinq états différents du système. Ainsi, la matrice 501 comprend quatre colonnes et cinq lignes.
Les quatre paramètres sont les suivants :
- un paramètre représentant une matrice de covariance de bruits de mesures liées aux pseudodistances fournies par le dispositif de positionnement par satellites du système ;
- un paramètre représentant une matrice de covariance de bruits de mesures liées aux fréquences Doppler fournies par le dispositif de positionnement par satellites du système ;
- un paramètre représentant une matrice de covariance de bruits liés au procédé, et liée à l'extrapolation de l'estimation de la position de l'utilisateur du système ; et
- un paramètre représentant une matrice de covariance bruits liés au procédé, et liée à l'extrapolation de l'estimation de la vitesse de l'utilisateur du système.
Les cinq états sont les suivants :
- un état N représentant un état de base du système ;
- un état S représentant un état immobile du système ;
- un état T représentant un état du système dans lequel le système a une trajectoire courbe ;
- un état A représentant un état d'accélération du système ; et
- un état U représentant un état indéterminé du système.
En , chaque cellule de la matrice 501 représente la valeur d'un des paramètres précédemment cités pour un état du système précédemment cité. Plus particulièrement, chaque cellule de la matrice 501 est donnée par la forme mathématique suivante :
dans laquelle :
- A est le paramètre, c'est-à-dire l'un des paramètres , , ou décrits précédemment ; et
- X est l'état du système, c'est-à-dire l'un des états N, S, T, A ou U décrits précédemment.
La représente un exemple de mise en oeuvre d'un mode de fonctionnement 600 d'un module de calcul du système, du type du module de calcul 201-3 et du système 200 décrits en relation avec la .
Dans l'exemple particulier de la figure 6, le module de calcul met en oeuvre un filtre de Kalman en utilisant les paramètres , , ou décrits en relation avec la pour déterminer la position et la vitesse du système.
Le mode de fonctionnement 600 comprend deux séries d'étapes 610 (VELOCITY CALC) et 620 (POSITION CALC). La série d'étapes 610 permet de déterminer la vitesse du système, et la série d'étapes 620 permet de déterminer la position du système. Selon un mode de réalisation, la série d'étapes 610 est mise en oeuvre avant la série d'étapes 620.
A une étape initiale 611 (Extrapolate State) de la série d'étape 610, le module de calcul extrapole la valeur de la vitesse du système. La valeur de la variation de la vitesse autorisée peut être modulée en utilisant le paramètre .
A une étape 612 (Calc H Matrix), successive à l'étape 611, une matrice d'observation du système, généralement appelée matrice H d'un filtre de Kalman, est calculée. La matrice H est dépendante de la géométrie du système, c'est-à-dire principalement des positions instantanées estimées du système et du satellite.
A une étape 613 (Calc Freq Error), successive à l'étape 612, une fréquence d'erreur est déterminée. Cette erreur de fréquence est la différence entre la fréquence de mesure pour la position instantanée par satellite fournie par le dispositif GNSS and une fréquence prédite générée par la combinaison de la vitesse de l'utilisateur du système et de la vitesse du satellite.
A une étape 614 (Calc R Matrix), successive à l'étape 613, le paramètre est fourni au module de calcul pour calculer une matrice de bruits de mesures. Une telle matrice détermine le niveau de confiance de la fréquence de mesure et la façon dont elle influence l'estimation de la vitesse.
A une étape 615 (Calc K Matrix), successive à l'étape 614, une matrice de gain du filtre de Kalman, généralement appelée matrice K, est calculée est utilisant la matrice de mesure de bruit déterminée à l'étape précédente.
A une étape 616 (Update Vel State), successive à l'étape 615, une estimation de la vitesse du système est calculée, et mise à jour. Cette valeur est utilisée, en outre, pour déterminer la position du système dans la série d'étapes 620. La mise à jour de la vitesse est dépendante de la fréquence d'erreur calculée à l'étape 613, de la matrice de mesure du bruit calculée à l'étape 614, et du gain de la matrice calculée à l'étape 615.
A une étape 617 (Update P Cov Matrix), successive à l'étape 616, le module de calcul utilise la valeur mise à la jour de la vitesse du système pour mettre à jour la matrice de covariance de l'erreur P du filtre de Kalman.
Concernant l'estimation de la position du système, à une étape initiale 621 (Extrapolate State) de la série d'étape 620, le module de calcul extrapole la valeur de la position du système. La valeur de la variation de position autorisée est modulée en utilisant le paramètre .
A une étape 622 (Calc H Matrix), successive à l'étape 621, la matrice d'observation H du système est calculée. La matrice H est dépendante de la géométrie du système, c'est-à-dire principalement des estimations instantanées des positions du système et du satellite.
A une étape 623 (Calc Range Error), successive à l'étape 622, une erreur de pseudodistances est déterminée. Cette erreur est la différence entre les mesures de pseudodistances de la position instantanée du satellite fournie par le dispositif GNSS, et une pseudodistance générée par la combinaison de la position du système et de la position du satellite.
A une étape 624 (Calc R Matrix), successive à l'étape 623, le paramètre est fourni au module de calcul pour calculer une matrice de mesures du bruit. Une telle matrice détermine le niveau de confiance de la mesure de la pseudodistance, et la façon dont elle influence l'estimation de la position.
A une étape 625 (Calc K Matrix), successive à l'étape 624, la matrice de gain K du filtre de Kalman est calculée est utilisant la matrice de mesure du bruit déterminée à l'étape précédente.
A une étape 626 (Update Pos State), successive à l'étape 625, une estimation de la position du système est calculée, et mise à jour. La mise à jour de la vitesse est dépendante de l'erreur de la pseudo distance calculée à l'étape 623, de la matrice de mesure du bruit calculée à l'étape 624, et de la matrice de gain calculée à l'étape 625.
A une étape 627 (Update P Cov Matrix), successive à l'étape 626, le module de calcul utilise la valeur mise à la jour de la position du système pour mettre à jour la matrice de covariance de l'erreur P du filtre de Kalman.
Les séries d'étapes 610 et 620 sont des exemples de mise en oeuvre de filtres de Kalman. D'autres mises en oeuvre sont possibles et sont à la portée de la personne du métier.
La représente un exemple d'un autre procédé de fonctionnement 700 d'un module de détermination de paramètres d'un système, du type du module 206 et du système 200 décrits en relation avec la . La illustre en particulier une matrice de paramètres 701 utilisée par l'échantillonneur. Selon un exemple, la matrice 701 est obtenue en utilisation le module 206 pour mettre en oeuvre le procédé 300 décrit en relation avec la .
Le mode de fonctionnement 700 représente la génération, par le module de génération de de paramètres, du type des paramètres S_Rate de la , destinés à configurer un échantillonneur du type de l'échantillonneur 201-2 décrit en relation avec la .
Pour générer ces paramètres, le module de génération de paramètres utilise une matrice de configuration 701, du type de la matrice 501 décrite en relation avec la , comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres de configuration de l'échantillonneur pour chaque état du système. Selon un exemple, chaque ligne de la matrice 701 comprend les valeurs des paramètres de configuration pour un seul état du système, et chaque colonne de la matrice 701 comprend les valeurs d'un même paramètre pour chaque état du système. Selon une variante, les lignes et colonnes peuvent être inversées.
Le module de génération de paramètres utilise, en outre, un outil de sélection 702 adapté à recevoir la donnée Motion_State figurant l'état du système, et à choisir les paramètres dans la matrice de configuration 701. Plus particulièrement, selon un exemple, l'outil de sélection 702 est adapté à choisir une ligne de la matrice 701, ou le cas échéant une colonne, en fonction de la valeur de la donnée Motion_State. La ligne, ou colonne, de paramètres est ensuite fournie à l'échantillonneur.
Dans l'exemple représenté en , la matrice 701 comprend des valeurs d'un seul paramètre de configuration de l'échantillonneur correspondant à cinq états différents du système. Ainsi, la matrice 701 comprend une colonne et cinq lignes.
Le paramètre de la matrice 701 est le taux d'échantillonnage n de l'échantillonneur.
Les cinq états sont les mêmes que les états décrits en relation avec la , c'est-à-dire les états suivants :
- l'état N représentant l'état de base du système ;
- l'état S représentant l'état immobile du système ;
- l'état T représentant l'état du système dans lequel le système a une trajectoire courbe ;
- l'état A représentant l'état d'accélération du système ; et
- l'état U représentant l'état indéterminé du système.
En , chaque cellule de la matrice 701 représente la valeur d'un des paramètres précédemment cités pour un état du système précédemment cité, et la même convention d'écriture que celle utilisée en est utilisée.
La représente un exemple d'un autre procédé de fonctionnement 800 d'un module de détermination de paramètres d'un système, du type du module 206 et du système 200 décrits en relation avec la . La illustre en particulier une matrice de paramètres 801 utilisée par le dispositif. Selon un exemple, la matrice 801 est obtenue en utilisation le module 206 pour mettre en oeuvre le procédé 300 décrit en relation avec la .
Le mode de fonctionnement 800 représente la génération, par le module de génération de paramètres, du type des paramètres Param1, …, ParamK de la , destinés à configurer d'autres éléments d'un système décrit en relation avec la ou du système décrit en relation avec la .
Pour générer ces paramètres, le module de génération de paramètres utilise une matrice de configuration 801, du type des matrices 501 et 701 décrites en relation avec les figures 5 et 7, comprenant toutes les valeurs que peuvent prendre les paramètres de configuration des éléments du système. Selon un exemple, chaque ligne de la matrice 801 comprend les valeurs des paramètres de configuration pour un seul état du système, et chaque colonne de la matrice 801 comprend les valeurs d'un même paramètre pour chaque état du système. Selon une variante, les lignes et colonnes peuvent être inversées.
Le module de génération de paramètres utilise, en outre, un outil de sélection 802 adapté à recevoir la donnée Motion_State figurant l'état du système, et à choisir les paramètres dans la matrice de configuration. Plus particulièrement, selon un exemple, l'outil de sélection 802 est adapté à choisir une ligne de la matrice 801, ou le cas échéant une colonne, en fonction de la valeur de la donnée Motion_State. La ligne, ou colonne, de paramètres est ensuite fournie au module de calcul.
Dans l'exemple représenté en , la matrice 801 comprend des valeurs d'au moins deux paramètres de configuration d'un processeur, tel que le processeur 101 du système 100 de la , du système correspondant à cinq états différents du système. Ainsi, la matrice 801 comprend deux colonnes et cinq lignes.
Les deux paramètres sont les suivants :
- un paramètre f représentant une fréquence d'horloge du processeur du système ; et
- un paramètre représentant une valeur d'une tension d'alimentation du processeur du système.
D'autres paramètres peuvent être envisagés ici, et sont à la portée de la personne du métier.
Les cinq états sont les mêmes que les états des figures 5 et 7, c'est-à-dire les états suivants :
- l'état N représentant un état de base du système ;
- l'état S représentant un état immobile du système ;
- l'état T représentant un état du système dans lequel le système a une trajectoire courbe ;
- l'état A représentant un état d'accélération du système ; et
- l'état U représentant un état indéterminé du système.
En , chaque cellule de la matrice 801 représente la valeur d'un des paramètres précédemment cités pour un état du système précédemment cité, et la même convention d'écriture que celle décrite en relation avec les figures 5 et 7 est employée.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.

Claims (16)

  1. Procédé de détermination d'une première caractéristique de localisation d'un système électronique (100 ; 200) comprenant au moins un capteur (103 ; 204), et un dispositif de positionnement par satellites (104 ; 201-1) composé d'au moins un module de calcul (201-3) de ladite première caractéristique (E(Pos), E(Vel)), comprenant les étapes successives suivantes :
    - utiliser ledit dispositif de positionnement par satellites (104 ; 201) pour obtenir des premières données (P_Ranges, D_Freq) ;
    - utiliser ledit au moins un capteur (103 ; 204) pour déterminer un état dudit système (100 ; 200) ;
    - choisir au moins un premier paramètre de configuration (Tuned_Param) dans une première matrice de configuration (501) en utilisant l'état dudit système (100 ; 200) ;
    - configurer ledit module de calcul (201-3) en utilisant ledit au moins un premier paramètre (Tuned_Param) ; et
    - calculer ladite première caractéristique (E(Pos), E(Vel)) en utilisant ledit module de calcul (201-3).
  2. Système électronique comprenant au moins un capteur (103 ; 204), et un dispositif de positionnement par satellites (104 ; 201-1) composé d'au moins un module de calcul (201-3) d'une première caractéristique de localisation (E(Pos), E(Vel)) dudit système (100 ; 200) et adapté à mettre en oeuvre un procédé de détermination de ladite première caractéristique de localisation (E(Pos), E(Vel)) comprenant les étapes successives suivantes :
    - utiliser ledit dispositif de positionnement (104 ; 201-1) pour obtenir des premières données (P_Ranges, D_Freq) ;
    - utiliser ledit au moins un capteur (103 ; 204) pour déterminer un état dudit système (100 ; 200) ;
    - choisir au moins un premier paramètre de configuration (Tuned_Param) dans une première matrice de configuration (501) en utilisant l'état dudit système (100 ; 200) ;
    - configurer ledit module de calcul (201-3) en utilisant ledit au moins un premier paramètre (Tuned_Param) ; et
    - calculer ladite première caractéristique (E(Pos), E(Vel)) en envoyant lesdites premières données (SENSOR1, …, SENSORK) ledit module de calcul (201-3).
  3. Procédé selon la revendication 1, ou système selon la revendication 2, dans lequel ledit au moins un capteur (103 ; 204) est choisi parmi le groupe comprenant : un capteur de vitesse, un capteur d'accélérations, un gyroscopes, un capteur de vitesse angulaire, un capteur d'altitude, un capteur de pression, un capteur de proximité, et/ou un capteur de temps de vol.
  4. Procédé selon la revendication 1 ou 3, ou système selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lesdites premières données comprennent une ou plusieurs mesures de pseudodistances (P_Ranges), et une ou plusieurs mesures de fréquence Doppler (D_Freq).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 ou 4, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel ledit module de calcul (201-3) est un filtre de Kalman.
  6. Procédé ou système selon la revendication 5, dans lequel ledit premier paramètre est choisi dans le groupe comprenant : un paramètre ( ) représentant une matrice de mesures de bruit liées à des pseudodistances, un paramètre ( ) représentant une matrice de mesures de bruit liées à des fréquences Doppler, un paramètre ( ) représentant une matrice de covariance liée à l'extrapolation de l'estimation d'une position, et un paramètre ( ) représentant une matrice de covariance liée à l'extrapolation de l'estimation d'une vitesse.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 6, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la première caractéristique de localisation est une estimation de la position (E(Pos)) dudit système (100 ; 200).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 6, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la première caractéristique de localisation est une estimation de la vitesse (E(Vel)) dudit système (100 ; 200).
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 6, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le procédé est, en outre un procédé de détermination d'une deuxième caractéristique de localisation (E(Vel), E(Pos)) dudit système (100 ; 200).
  10. Procédé ou système selon la revendication 9, dans lequel la deuxième caractéristique de localisation est une estimation de la position (E(Pos)) dudit système (100 ; 200).
  11. Procédé ou système selon la revendication 9, dans lequel la deuxième caractéristique de localisation est une estimation de la vitesse (E(Vel)) dudit système (100 ; 200).
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 11, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, dans lequel le système (100 ; 200) comprend, en outre, un échantillonneur (201-2) adapté à recevoir lesdites premières données (P_Ranges, D_Freq), et le procédé comprend, en outre, les étapes successives suivantes :
    - choisir au moins un deuxième paramètre (S_Rate, n) de configuration dans une deuxième matrice de configuration (701) en utilisant l'état dudit système (100 ; 200) ;
    - configurer ledit échantillonneur (201-2) en utilisant ledit au moins un deuxième paramètre (S_Rate, n) ; et
    - échantillonner lesdites premières données (P_Ranges, D_Freq) en utilisant ledit échantillonneur (201-2).
  13. Procédé ou système selon la revendication 12, dans lequel ledit deuxième paramètre (S_Rate, n) est choisi dans le groupe comprenant : un taux d'échantillonnage.
  14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 13, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 13, dans lequel le système (100 ; 200) comprend, en outre, un processeur (101), et le procédé comprend, en outre, les étapes successives suivantes :
    - choisir au moins un troisième paramètre (Param1, …, ParamK ; f, ) de configuration dans une troisième matrice de configuration (801) en utilisant l'état dudit système (100 ; 200) ; et
    - configurer ledit processeur (101) en utilisant ledit au moins un troisième paramètre (Param1, …, ParamK ; f, ).
  15. Procédé ou système selon la revendication 14, dans lequel ledit troisième paramètre (Param1, …, ParamK ; f, ) est choisi dans le groupe comprenant : une fréquence de fonctionnement, une tension d'alimentation, un mode de fonctionnement basse consommation.
  16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 15, ou système selon l'une quelconque des revendications 2 à 15, dans lequel le système (100 ; 200) est un véhicule automobile.
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