WO2020120491A1 - Procédé d'estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d'authentification - Google Patents

Procédé d'estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d'authentification Download PDF

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WO2020120491A1
WO2020120491A1 PCT/EP2019/084466 EP2019084466W WO2020120491A1 WO 2020120491 A1 WO2020120491 A1 WO 2020120491A1 EP 2019084466 W EP2019084466 W EP 2019084466W WO 2020120491 A1 WO2020120491 A1 WO 2020120491A1
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distance
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signal
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Sylvain Godet
Dawid Durka
Rachid Benbouhout
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Aumovio Germany GmbH
Aumovio France SAS
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Continental Automotive Technologies GmbH
Continental Automotive France SAS
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    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/765—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted with exchange of information between interrogator and responder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
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    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • B60R25/245—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user where the antenna reception area plays a role
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/27—Monitoring; Testing of receivers for locating or positioning the transmitter

Definitions

  • the invention relates to detection systems for a motor vehicle and more particularly to a method and a computer for estimating the distance between an authentication device and a vehicle, in particular for remotely activating functions of said vehicle.
  • certain motor vehicles are equipped with a detection system making it possible to remotely authenticate a device worn by the user, for example a badge or an electronic ignition key, in order to implement certain functions. from outside of said vehicle.
  • a detection system can be used to unlock the doors of the vehicle, in particular the doors or the trunk, or to activate reception functions such as, for example, mood lighting or adjustment of the seats.
  • the vehicle and the device communicate on wireless communication links of the LF / RF (Low Frequency / RadioFrequency) type.
  • the vehicle periodically transmits a detection signal on an LF communication link.
  • the device receives this detection signal, it responds to the vehicle over an RF communication link in order to authenticate itself.
  • the vehicle measures the power of the signals received from the authentication device during these exchanges and deduces the distance therefrom.
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • the vehicle receives the BLE signals emitted by the smartphone and determines their power, for example by measuring an indication of the strength of the received signal (RSSI or Received Signal Strength Indication ) in order to deduce the distance.
  • RSSI Received Signal Strength Indication
  • the measurement of the RSSI can be distorted when the signal sent by the smartphone divides into a signal received in a direct line and one or more signals which bounce off one or more obstacles before reaching the vehicle ( "multi-path" signal).
  • the strength of the combined signal received by the vehicle can be either higher or lower than the actual value of the signal received in a direct line, which distorts the estimate of the distance.
  • the BLE communication modules of the vehicle filter and sample each received signal and detect that a signal is a BLE signal when a predetermined detection threshold of signal strength has been exceeded, the exceeding of this threshold being detected only at the time of a sample of said signal.
  • FIG. 1 shows the superposition of an example of an unfiltered and noiseless response signal A and, for comparison, of the same filtered response signal B and also of said sampled filtered response signal C, the power P of these signals being represented as a function of time t.
  • the sampled filtered RESP response signal C is detected when one of the samples c1 exceeds the predetermined detection threshold Sd. The time interval between two samples therefore determines the maximum error that can occur on the measurement of the distance.
  • the receiver can receive several signals for the same signal sent by the transmitter since the latter can bounce off obstacles during its propagation, thus creating several components of the same signal.
  • the detection is carried out on one of the received signals, the first for which a threshold is exceeded on the sample, which again may cause an error in the estimation of the real distance between the transmitter and receiver.
  • This type of detection system therefore has notable technical limits which can make it ineffective at times.
  • the invention therefore aims to at least partially remedy these drawbacks by providing a simple and reliable solution to estimate the distance between a vehicle and an authentication device and effectively activate functions of a vehicle remotely .
  • the invention relates to a method for estimating the distance between a vehicle, in particular an automobile, and an authentication device, said vehicle comprising a computer and a plurality of communication modules each capable of communicate with said device on a wireless communication link, each communication module comprising an electronic clock which defines the sampling frequency of the signals received from the device, said method being remarkable in that it comprises the steps of:
  • noise preferably white, preferably Gaussian
  • white noise preferably Gaussian
  • the method comprises, between adding noise to the received response signal and sampling the noisy response signal, a step of filtering the received response signal.
  • filtering makes it possible to "smooth" the noisy signal, by at least partially filtering the noise, in order to avoid untimely detections due to the noise level around the detection threshold.
  • the added noise will shift the detection time at the filter output and thus improve the detection time.
  • the role of the filter is to filter the injected noise, while retaining a delay corresponding to the noise, but also to define the optimal rise time of the received signal in order to improve the performance of the process.
  • detection can be faster because the noise is eliminated by correlation and does not introduce any additional delay due to the filter (filter delay). Lack of filtering can also increase the time resolution of the distance determination.
  • the added noise is characterized by a variance between 0.01 and 0.1, for example of the order of 0.05, which represents an advantageous compromise between the desired precision and the number of samples. necessary to detect the received signal.
  • the variance of the added noise is greater than 0.0015, in particular in the absence of filtering of the response signal received in order to allow the estimation of the distance to be refined.
  • the method is repeated a plurality of times so as to estimate a plurality of distance values.
  • the method comprises a step of calculating a distance, called "real", from the plurality of estimated distances, for example by calculating the median or the average of the estimated distances.
  • the calculation of the real distance is carried out once the number of estimated distances has exceeded a so-called "acquisition" threshold.
  • the acquisition threshold is greater than 10, preferably 100, in order to refine the estimate of the real distance as the distance estimates are made from several signals received, preferably consecutively.
  • Such iterations make it possible to refine the estimate of the distance to make it relatively precise and reduce, for example, the error to less than two meters, preferably to less than 50 centimeters.
  • the wireless communication link is of the Bluetooth® Low Energy (BLE) type.
  • the electronic clock is a piezoelectric element.
  • any type of clock suitable for this application could be used.
  • the sampling frequency of each communication module is less than 50 MHz, preferably of the order of 24 MHz, the piezoelectric elements operating at this frequency of 24 MHz being common and therefore less expensive.
  • the method comprises, after the step of estimating the distance, a step of saving the estimated distance value in a memory area.
  • the method comprises, after the step of estimating the distance or calculating the actual distance, a step of activating at least one function of the vehicle when the estimated distance is less than a predetermined distance.
  • the predetermined distance can for example be two, five or six meters.
  • the wireless communication link allows the exchange of signals in the UHF (Ultra High Frequencies) frequency band between 300 and 3000 MHz. More preferably, the wireless communication link operates according to the BLE (Bluetooth® Low Energy) standard.
  • UHF Ultra High Frequencies
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • the invention also relates to a communication module for a vehicle, said communication module being able to communicate with an authentication device of a user of said vehicle on a wireless communication link, each module communication comprising an electronic clock which defines the sampling frequency of the signals received from the device, the communication module being configured to:
  • the added noise is white noise, preferably Gaussian.
  • the communication module is configured to filter the response signal received.
  • the added noise is characterized by a variance between 0.01 and 0.1, for example of the order of 0.05.
  • the variance of the added noise is greater than 0.0015 in the absence of filtering of the received response signal.
  • the wireless communication link is of the type
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • the electronic clock is a piezoelectric element.
  • any type of clock suitable for this application could be used.
  • the sampling frequency of each communication module is less than 50 MHz, preferably of the order of 24 MHz.
  • the communication module is configured to exchange signals in the UHF (Ultra High Frequencies) frequency band between 300 and 3000 MHz, preferably according to the BLE standard (Bluetooth® Low Energy ).
  • UHF Ultra High Frequencies
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • the invention also relates to a vehicle computer, in particular an automobile computer, for estimating the distance separating said vehicle and an authentication device, said vehicle comprising a plurality of communication modules, as presented above, said computer being remarkable in that it is configured for: command the emission, by at least one of the communication modules, of a request signal intended for the device at a first instant,
  • the computer is configured to save the estimated distance value in a memory area.
  • the computer is configured to estimate a plurality of corresponding distances.
  • the computer is configured to calculate a distance, called "real", from the plurality of corresponding distances, for example by calculating the median or the average of the estimated distances.
  • the computer is configured to calculate the real distance once the number of estimated distances has exceeded a so-called "acquisition" threshold.
  • the acquisition threshold is greater than 10, preferably 100, in order to refine the estimate of the real distance as the distance estimates are made from several signals received, preferably consecutively.
  • Such iterations make it possible to refine the estimate of the distance to make it relatively precise and reduce, for example, the error to less than two meters, preferably to less than 50 centimeters.
  • the computer is configured to activate at least one vehicle function when the estimated distance or the actual distance is less than a predetermined distance, for example two, five or six meters.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising a computer as presented above and a plurality of communication modules as presented above.
  • the invention also relates to a detection system comprising a vehicle, as presented above, and an authentication device capable of communicating with the plurality of communication modules of said vehicle on a wireless communication link, preferably in the UHF (Ultra High Frequencies) frequency band between 300 and 3000 MHz, more preferably according to the BLE (Bluetooth® Low Energy) standard.
  • UHF Ultra High Frequencies
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • FIG. 1 graphically illustrates the variation in power of a signal received by the communication module as a function of time in the prior art.
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment of a detection system according to the invention.
  • FIG. 3 schematically illustrates an embodiment of a vehicle according to the invention.
  • FIG. 4 schematically shows an embodiment of a vehicle communication module according to the invention.
  • FIG. 5 schematically represents the exchange of BLE signals between a vehicle and an authentication device.
  • FIG. 6 schematically illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 7 graphically illustrates an example of variation in power of a signal received by the communication module according to the invention as a function of time.
  • FIG. 8 is an enlarged view of FIG. 7 between two signal samples.
  • FIG. 9 is a test result showing the evolution of the error over the estimated distance as a function of said estimated distance.
  • FIG. 10 is a test result showing the cumulative probability as a function of the estimated distance.
  • the detection system according to the invention is intended to be mounted in a vehicle, in particular a motor vehicle, in order to detect an authentication device worn by a user of said vehicle.
  • an authentication device can, for example, be in the form of a badge, an electronic contact key or a smartphone ("smart phone" in French).
  • the authentication device allows the user to authenticate himself to the vehicle in order to implement certain functions such as, for example, a vehicle lighting function or even a function for unlocking the doors of the vehicle (doors, trunk , etc.). For security reasons, it is known to configure the system to activate these functions only when the user is at a distance less than a predetermined distance called “detection distance” which depends on the function to be activated.
  • the unlocking function can only be activated when the user is within two meters of the vehicle.
  • FIG. 2 a detection system 1 according to the invention.
  • the detection system 1 comprises a vehicle 10 and an authentication device 20.
  • the vehicle 10 comprises a computer 110, for example of the ECU (Electronic Control Unit) type, and a plurality of communication modules 120.
  • ECU Electronic Control Unit
  • the authentication device 20 comprises a management module 210 and a communication unit 220.
  • the authentication device 20 is a smartphone, without this being limiting of the scope of the present invention.
  • the communication modules 120 and the communication unit 220 are configured to communicate over a wireless L1 communication link in the UHF (Ultra High Frequencies) frequency band between 300 and 3000 MHz, preferably again according to the BLE (“Bluetooth® Low Energy”) standard.
  • UHF Ultra High Frequencies
  • BLE Bluetooth® Low Energy
  • BLE technology notably allows communication that consumes little energy and is advantageously integrated into most current smartphones. BLE technology being known per se, it will not be further detailed here.
  • a vehicle 10 comprises five doors, four doors and the trunk door, each having a handle PG1, PG2, PG3, PG4 and PG5, each handle PG1, PG2, PG3, PG4, PG5 being connected both to a dedicated communication module 120 and to the computer 110.
  • each communication module 120 on board the vehicle 10 comprises an antenna 121, an amplifier 122 and a baseband circuit 123.
  • the antenna 121 is used to receive the signals sent by the device 20 or to transmit signals to the device 20 on the wireless L1 communication link.
  • the amplifier 122 makes it possible to amplify the signals received which have an attenuated power due to their propagation in the air.
  • amplifier 122 may be a low noise amplifier, commonly called “LNA”, in English “Low Noise Amplifier”, by those skilled in the art.
  • the baseband circuit 123 makes it possible to sample the signals received, that is to say to digitize them, so that they can be used by the computer 110.
  • the baseband circuit 123 includes an electronic clock, in this example in the form of a piezoelectric element 123A, a switch 123B and a signal detection module 123C.
  • the 123A piezoelectric element comprises a quartz clocked at a predetermined frequency, for example 24 MHz, in order to control the switch 123B at said frequency.
  • the 123B switch is used to sample the received signals.
  • the signal detection module 123C receives the signals sampled by the switch 123B in order to detect the response signals received from the device 20.
  • the communication module 120 further comprises a low-pass filter module 125 (optional) and a noise addition module 126.
  • the pass-filter module bottom 125 is configured to reduce the frequency of the signals received via the antenna 121.
  • the noise addition module 126 is configured to generate noise, preferably white Gaussian noise, and add it to each of the signals received via the antenna 121.
  • the added noise is characterized by a variance of between 0.01 and 0.1, for example of the order of 0.05. In particular, the variance of the added noise is greater than 0.0015 in the absence of low-pass filter module 125.
  • the addition module 126 can for example be produced from a diode or several diodes, generator ( s) noise source.
  • the baseband circuit 123 is further configured to detect, at a second time T2, a noisy RESP response signal, sent in response to a REQ request signal previously sent by the antenna 121 at a first instant T1, when the amplitude of said noisy and delayed response signal exceeds a predetermined detection threshold.
  • the request signal REQ is emitted by the antenna 121 following the reception of a detection signal AD emitted by the communication unit 220 of the authentication device 20.
  • the baseband circuit 123 is further configured to send the value of the second instant T2 detected to the computer 110 so that said computer 110 estimates the distance between the vehicle 10 and the device 20.
  • the computer 110 of the vehicle 10 is configured to control the transmission, by at least one of the communication modules 120, of a request signal REQ to destination of the device 20 at a first instant T 1, to receive from at least one communication module 120 the value of a second instant T2 detected by said at least one communication module 120, to calculate the time elapsed between the first instant T1 and the second instant T2, and to estimate the distance between the vehicle 10 and the device 20 from the calculated time.
  • the computer 110 is configured to save the estimated distance value in a memory area, to estimate a plurality of corresponding distances, to calculate a distance, called "real", from the plurality corresponding distances, for example by calculating the median or the average of the estimated distances, in order to calculate the real distance once the number of estimated distances has exceeded a so-called "acquisition" threshold.
  • This acquisition threshold is preferably greater than 10 or even 100 in order to refine the estimate of the real distance as the distance estimates are carried out consecutively. Such iterations refine the estimation of the distance to make it relatively precise and reduce the value of the error, preferably to less than 50 centimeters.
  • the computer 110 is configured to activate at least one function of the vehicle 10 when the estimated distance or the actual distance is less than a predetermined distance, for example two, five or six meters.
  • the management module 210 of the device 20 controls the communication unit 220 so that said communication unit 220 emits in a step E1 a detection signal AD called “advertising” by a person skilled in the art.
  • This detection signal AD is transmitted periodically, for example with a period between 20 milliseconds and 10.24 seconds.
  • the computer 110 When at least one of the communication modules 120 is in the radio coverage of the device 20 and receives this detection signal AD (step E2), the computer 110 responds to the device 20 and controls, at a first instant T1 , the transmission of a request signal REQ by at least one of the communication modules 120 (step E3) in order to ask the device 20 for its identifier to authenticate it.
  • the computer 110 records the value of the first instant T1 and waits for the response from the device 20.
  • the management module 210 of the device 20 commands the transmission of a response signal RESP in a step E5, comprising in particular the identifier of the device 20 so that the vehicle 10 authenticates it.
  • This RESP response signal is received via the antenna 121 from at least one of the communication modules 120 in a step E6 and filtered by the low-pass filter module 125 of said communication module 120 if necessary. in a step E7.
  • the noise addition module 126 then adds noise to the response signal received in a step E8 which is transmitted to the switch 123B in order to be sampled in a step E9.
  • the signal detection module 123C detects (step E10), at a second instant T2, this noisy response signal when the amplitude of said signal exceeds a predetermined detection threshold, for example by a value equivalent to half the amplitude of the clock signal, which may for example have an amplitude of 5 V, 3.3 V or 1.2 V depending on the technologies used.
  • the signal detection module 123C transmits, in a step E11, this detection information to the computer 110 in the same way as the detection signal AD was received , that is to say through the RF reception stage of the BLE component, then the computer 110 decodes this detection information in the baseband part (low layers).
  • the computer 110 calculates in a step E12 the time elapsed between the first instant T1 and the second instant T2 and then estimates in a step E13 the distance between the vehicle 10 and the device 20 from the calculated time. More precisely, the computer 110 records the second instant T2 and calculates the average flight time of the signals, which corresponds to the time elapsed between the first instant T1 and the second instant T2 minus 150 ps, divided by two. The computer 110 estimates the distance d (FIG. 2) separating the vehicle 10 from the device 20 between these two instants according to the following formula:
  • D c. [pp) - 0.00015] where “d” is the distance in meters, “c” is the speed of light, “T1” and “T2” are given in seconds, 0.00015 seconds (150 microseconds ) corresponding to the predefined delay between the reception of the REQ request signal and the transmission of the RESP response signal.
  • the computer 110 again commands the emission of a request signal REQ so that the steps E1 to E13 of the method are repeated and so on, generating an estimated distance at each iteration which is stored by the computer 110.
  • Steps E1 and E13 are repeated a number N of times until a threshold of acquisition Nb is reached, for example greater than 10, preferably greater than 100.
  • the computer 110 calculates in a step E14 a distance, called "real", from the plurality of corresponding distances, for example by calculating the median or the average of the estimated distances.
  • the computer 110 triggers in a step E15 one or more corresponding functions of the vehicle 10, for example, unlocking the opening of the said vehicle 10 when the actual distance is less than two meters. Otherwise, if the actual distance is greater than the detection distance, one or more functions implemented remotely by the vehicle 10 remain inactive.
  • FIG. 7 illustrates the response signal RESP of FIG. 1 noised by the noise addition module 126.
  • the noise added to the response signal makes it possible to detect the signal more quickly than in the solution of the prior art at the same sampling frequency.
  • FIG. 8 illustrates an enlarged view of FIG. 7 between two samples between which the detection of the response signal RESP received takes place as soon as the noisy signal exceeds the detection threshold Sd.
  • FIG. 9 represents the variation of the error (in meters) over the estimated distance as a function of said distance (in meters). It is found that the value of the error Err1 of the noisy signal according to the invention is of the order of half of the value of the error Err2 of the noiseless signal of the prior art.
  • FIG. 10 the cumulative probability P1 as a function of the error Err1 of the noisy signal of FIG. 9 and the cumulative probability P2 as a function of the error Err2 of the non-noisy signal of FIG. 9. It can be seen that l Err1 was found to be less than about 3.30 meters while Err2 was less than about 6.30, a gain G of the order of 3 meters over the estimated distance error.

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé d'estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d'authentification, ledit véhicule comprenant un calculateur et une pluralité de modules de communication apte à communiquer avec ledit dispositif sur un lien de communication sans fil, chaque module de communication comprenant une horloge électronique qui définit la fréquence d'échantillonnage des signaux reçus du dispositif. Le procédé comprend notamment les étapes d'ajout (E8) de bruit à un signal de réponse reçu du dispositif, d'échantillonnage (E9) du signal de réponse bruité, de détection (E10), à un deuxième instant, du signal de réponse bruité lorsque l'amplitude dudit signal de réponse bruité dépasse un seuil de détection prédéterminé, de calcul (E12) du temps écoulé entre un premier instant et le deuxième instant et d'estimation (E13) de la distance entre le véhicule et le dispositif à partir du temps calculé.

Description

Description
Titre : Procédé d’estimation de la distance séparant un véhicule et un dispositif d’authentification
[Domaine technique]
[0001] L’invention concerne les systèmes de détection pour véhicule automobile et plus particulièrement un procédé et un calculateur pour estimer la distance entre un dispositif d’authentification et un véhicule afin notamment d’activer à distance des fonctions dudit véhicule.
[Etat de la technique antérieure]
[0002] De nos jours, certains véhicules automobiles sont équipés d’un système de détection permettant d’authentifier à distance un dispositif porté par l’utilisateur, par exemple un badge ou une clé de contact électronique, afin de mettre en œuvre certaines fonctions depuis l’extérieur dudit véhicule. Par exemple, un tel système de détection peut être utilisé afin de déverrouiller les ouvrants du véhicule, notamment les portières ou le coffre, ou d’activer des fonctions d’accueil telles que, par exemple, un éclairage d’ambiance ou un réglage des sièges.
[0003] Pour des raisons de sécurité, il est connu de paramétrer le système afin d’activer ces fonctions seulement lorsque l’utilisateur se trouve à une distance inférieure à une distance prédéterminée, dite « distance de détection », qui dépend de la fonction à activer. Par exemple, une fonction de déverrouillage des ouvrants peut être activée uniquement lorsque l’utilisateur se trouve à moins de deux mètres du véhicule. Par exemple encore, une fonction d’éclairage d’accueil peut être activée uniquement lorsque l’utilisateur se trouve à moins de cinq mètres du véhicule ou une demande de manœuvre du véhicule, appelée communément « remote parking », peut être activée uniquement lorsque l’utilisateur se trouve à moins de six mètres du véhicule.
[0004] Dans une solution connue, le véhicule et le dispositif communiquent sur des liens de communication sans fil de type LF/RF (Low Frequency / RadioFrequency). Dans cette solution, le véhicule émet de manière périodique un signal de détection sur un lien de communication LF. Lorsque le dispositif reçoit ce signal de détection, il répond au véhicule sur un lien de communication RF afin de s’authentifier. Afin de déterminer la distance entre l’utilisateur et le véhicule, le véhicule mesure la puissance des signaux reçus du dispositif d’authentification lors de ces échanges et en déduit la distance. L’avantage de ce type de technologie est que la propagation des signaux n’est pas impactée par des éléments mécaniques tels que la carrosserie du véhicule. [0005] Pour des raisons pratiques, il est aujourd’hui connu d’utiliser un smartphone afin de s’authentifier auprès du véhicule. Cependant, les smartphones utilisés aujourd’hui ne présentent pas, pour la plupart, d’interface de communication LF/RF. Afin de remédier à cet inconvénient, il est connu d’utiliser une interface de communication Bluetooth®, notamment une interface de type BLE (Bluetooth® Low Energy), présente sur la plupart des smartphones actuels. Les échanges sont réalisés sur une telle interface à l’aide de trames codées dans un signal dit « signal BLE ».
[0006] Afin de déterminer la distance entre le dispositif et le véhicule, le véhicule reçoit les signaux BLE émis par le smartphone et en détermine la puissance, par exemple en mesurant une indication de la force du signal reçu (RSSI ou Received Signal Strength Indication) afin d’en déduire la distance. Cependant, de manière connue et fréquente, la mesure du RSSI peut être faussée lorsque le signal envoyé par le smartphone se divise en un signal reçu en ligne directe et un ou plusieurs signaux qui rebondissent sur un ou plusieurs obstacles avant d’atteindre le véhicule (signal dit « multi-chemins »). Dans ce cas, la puissance du signal combiné reçu par le véhicule peut être soit supérieure, soit inférieure à la valeur réelle du signal reçu en ligne directe, ce qui fausse l’estimation de la distance.
[0007] Afin de remédier à cet inconvénient, il est connu de déterminer la distance entre le véhicule et le dispositif en évaluant le temps de communication des signaux entre le véhicule et le dispositif. A cette fin, il est connu de procéder à l’émission par le véhicule d’un signal dit « de requête », le dispositif répondant de manière connue par un signal dit « de réponse » après une durée prédéterminée de 150 microsecondes dans le protocole BLE. Le véhicule, connaissant l’instant d’émission du signal de requête, la durée entre la réception du signal de requête et l’émission du signal de réponse par le dispositif et l’instant de réception du signal de réponse, en déduit alors le temps moyen de parcours des signaux et la distance séparant le véhicule et le dispositif.
[0008] De manière connue, les modules de communication BLE du véhicule filtrent et échantillonnent chaque signal reçu et détectent qu’un signal est un signal BLE lorsqu’un seuil de détection prédéterminé de puissance du signal a été dépassé, le dépassement de ce seuil n’étant détecté qu’au moment d’un échantillon dudit signal. On a représenté à la figure 1 la superposition d’un exemple de signal de réponse non filtré et non bruité A et, à titre de comparaison, du même signal de réponse filtré B et également dudit signal de réponse filtré échantillonné C, la puissance P de ces signaux étant représentée en fonction du temps t. Le signal de réponse RESP filtré échantillonné C est détecté lorsque l’un c1 des échantillons dépasse le seuil de détection Sd prédéterminé. [0009] L’intervalle de temps séparant deux échantillons détermine donc l’erreur maximale qui peut survenir sur la mesure de la distance. A titre d’exemple, l’utilisation d’un quartz cadencé à 24 MHz pour réaliser l’échantillonnage du signal BLE conduit à une erreur de plus ou moins 6,25 mètres, ce qui présente un inconvénient important, voire majeur dans le cas où il est nécessaire de détecter l’utilisateur à moins de 2, 5 ou 6 mètres du véhicule pour en activer certaines fonctions.
[0010] De plus, le récepteur peut recevoir plusieurs signaux pour un même signal envoyé par l’émetteur étant donné que ce dernier peut rebondir sur des obstacles pendant sa propagation, créant ainsi plusieurs composantes du même signal. Dans ce cas, la détection est réalisée sur l’un des signaux reçus, le premier pour lequel on détecte un dépassement du seuil sur l’échantillon, ce qui là encore peut provoquer une erreur sur l’estimation de la distance réelle entre l’émetteur et le récepteur. Ce type de système de détection a donc des limites techniques notables qui peuvent le rendre par moment inefficace.
[Exposé de l’invention]
[0011] L’invention a donc pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant une solution simple et fiable pour estimer la distance entre un véhicule et un dispositif d’authentification et activer efficacement à distance des fonctions d’un véhicule.
[0012] A cette fin, l’invention a pour objet un procédé d’estimation de la distance séparant un véhicule, notamment automobile, et un dispositif d’authentification, ledit véhicule comprenant un calculateur et une pluralité de modules de communication aptes chacun à communiquer avec ledit dispositif sur un lien de communication sans fil, chaque module de communication comprenant une horloge électronique qui définit la fréquence d’échantillonnage des signaux reçus en provenance du dispositif, ledit procédé étant remarquable en ce qu’il comprend les étapes de:
émission, par au moins l’un des modules de communication, d’un signal de requête à destination du dispositif à un premier instant,
réception dudit signal de requête par le dispositif,
émission, par le dispositif, d’un signal de réponse à destination d’au moins l’un des modules de communication du véhicule,
réception, par au moins l’un des modules de communication, dudit signal de réponse,
ajout de bruit au signal de réponse reçu,
échantillonnage du signal de réponse bruité,
détection, à un deuxième instant, du signal de réponse bruité lorsque l’amplitude dudit signal de réponse bruité dépasse un seuil de détection prédéterminé, calcul du temps écoulé entre le premier instant et le deuxième instant,
estimation de la distance entre le véhicule et le dispositif à partir du temps calculé.
[0013] L’addition de bruit, de préférence blanc, de préférence encore Gaussien, au signal de réponse reçu permet au signal de réponse de franchir le seuil de détection de manière aléatoire entre les deux échantillons entourant le seuil de détection, c’est-à-dire en moyenne plus tôt que l’échantillon qui conduit à la détection du signal de réponse, ce qui peut permettre de réduire l’erreur sur l’estimation de la distance sensiblement de moitié. Un tel ajout de bruit blanc apparaît contre- intuitif pour l’homme du métier car ce dernier cherche en principe à réduire voire à supprimer la présence de bruit dans les signaux, notamment les signaux utilisés pour estimer des distances. De plus, afin de résoudre le problème technique posé, l’homme du métier aurait naturellement eu tendance à augmenter la fréquence d’échantillonnage, par exemple en la doublant, pour obtenir des résultats similaires, ce qui aurait été particulièrement onéreux dans la mesure où les horloges électroniques, notamment de type piézo-électrique, fonctionnant à des fréquences supérieures à 30 MHz sont notablement coûteux.
[0014] Dans une forme de réalisation, le procédé comprend, entre l’ajout de bruit au signal de réponse reçu et l’échantillonnage du signal de réponse bruité, une étape de filtrage du signal de réponse reçu. Un tel filtrage permet de « lisser » le signal bruité, en filtrant au moins en partie le bruit, afin de s’affranchir de détections intempestives dues au niveau de bruit aux alentours du seuil de détection. Le bruit ajouté va décaler le moment de détection en sortie du filtre et ainsi améliorer le moment de détection. Le filtre a pour rôle de filtrer le bruit injecté, tout en conservant un délai correspondant au bruit, mais également de définir le temps de montée optimal du signal reçu afin d’améliorer les performances du procédé. Lorsqu’aucun filtrage n’est appliqué, la détection peut s’avérer plus rapide car le bruit est éliminé par corrélation et n’introduit pas de délai supplémentaire due au filtre (retard de filtre). L’absence de filtrage peut également permettre d’augmenter la résolution temporelle de la détermination de la distance.
[0015] De préférence, le bruit ajouté est caractérisé par une variance comprise entre 0,01 et 0,1 , par exemple de l’ordre de 0,05, qui représente un compromis avantageux entre la précision souhaitée et le nombre d’échantillons nécessaires à la détection du signal reçu. En particulier, la variance du bruit ajouté est supérieure à 0,0015, notamment en l’absence de filtrage du signal de réponse reçu afin de permettre d’affiner l’estimation de la distance.
[0016] Selon un aspect de l’invention, le procédé est répété une pluralité de fois de manière à estimer une pluralité de valeurs de distance. [0017] Avantageusement, le procédé comprend une étape de calcul d’une distance, dite « réelle », à partir de la pluralité de distances estimées, par exemple en calculant la médiane ou la moyenne des distances estimées.
[0018] De manière préférée, le calcul de la distance réelle est réalisé une fois que le nombre de distances estimées a dépassé un seuil dit « d’acquisition ».
[0019] Selon un aspect de l’invention, le seuil d’acquisition est supérieur à 10, de préférence à 100, afin d’affiner l’estimation de la distance réelle au fur et à mesure des estimations de distance réalisées à partir de plusieurs signaux reçus, de préférence consécutivement. De telles itérations permettent d’affiner l’estimation de la distance pour la rendre relativement précise et réduire par exemple l’erreur à moins de deux mètres, de préférence à moins de 50 centimètres.
[0020] Dans un mode de réalisation préféré, le lien de communication sans fil est de type Bluetooth® Low Energy (BLE).
[0021] Dans une forme de réalisation, l’horloge électronique est un élément piézo- électrique. Cependant, il va de soi que tout type d’horloge adaptée à cette application pourrait être utilisée.
[0022] De manière avantageuse, la fréquence d’échantillonnage de chaque module de communication est inférieure à 50 MHz, de préférence de l’ordre de 24 MHz, les éléments piézo-électriques fonctionnant à cette fréquence de 24 MHz étant courants et donc moins onéreux.
[0023] De manière avantageuse, le procédé comprend, postérieurement à l’étape d’estimation de la distance, une étape de sauvegarde de la valeur de distance estimée dans une zone mémoire.
[0024] De préférence, le procédé comprend, postérieurement à l’étape d’estimation de la distance ou de calcul de la distance réelle, une étape d’activation d’au moins une fonction du véhicule lorsque la distance estimée est inférieure à une distance prédéterminée. La distance prédéterminée peut par exemple de deux, cinq ou six mètres.
[0025] De préférence, le lien de communication sans fil permet l’échange de signaux dans la bande de fréquences UHF (Ultra Hautes Fréquences) comprise entre 300 et 3000 MHz. De préférence encore, le lien de communication sans fil fonctionne selon la norme BLE (Bluetooth® Low Energy).
[0026] L’invention concerne également un module de communication pour véhicule, ledit module de communication étant apte à communiquer avec un dispositif d’authentification d’un utilisateur dudit véhicule sur un lien de communication sans fil, chaque module de communication comprenant une horloge électronique qui définit la fréquence d’échantillonnage des signaux reçus en provenance du dispositif, le module de communication étant configuré pour :
émettre, sur le lien de communication sans fil, un signal de requête à destination du dispositif à un premier instant,
recevoir, sur le lien de communication sans fil, un signal de réponse envoyé par le dispositif suite à la réception par ledit dispositif du signal de requête émis, ajouter du bruit au signal de réponse reçu,
échantillonner le signal de réponse bruité,
détecter, à un deuxième instant, le signal de réponse bruité lorsque l’amplitude dudit signal de réponse bruité dépasse un seuil de détection prédéterminé,
envoyer la valeur du deuxième instant détecté à un calculateur afin que ledit calculateur estime la distance entre le véhicule et le dispositif.
[0027] De manière préférée, le bruit ajouté est un bruit blanc, de préférence Gaussien.
[0028] Dans une forme de réalisation, le module de communication est configuré pour filtrer le signal de réponse reçu.
[0029] De préférence, le bruit ajouté est caractérisé par une variance comprise entre 0,01 et 0,1 , par exemple de l’ordre de 0,05. En particulier, la variance du bruit ajouté est supérieure à 0,0015 en l’absence de filtrage du signal de réponse reçu.
[0030] Dans un mode de réalisation préféré, le lien de communication sans fil est de type
Bluetooth® Low Energy (BLE).
[0031] Dans une forme de réalisation, l’horloge électronique est un élément piézo électrique. Cependant, il va de soi que tout type d’horloge adaptée à cette application pourrait être utilisée.
[0032] De manière avantageuse, la fréquence d’échantillonnage de chaque module de communication est inférieure à 50 MHz, de préférence de l’ordre de 24 MHz.
[0033] Selon un aspect de l’invention, le module de communication est configuré pour échanger des signaux dans la bande de fréquences UHF (Ultra Hautes Fréquences) comprise entre 300 et 3000 MHz, de préférence selon la norme BLE (Bluetooth® Low Energy).
[0034] L’invention concerne également un calculateur de véhicule, notamment automobile, pour l’estimation de la distance séparant ledit véhicule et un dispositif d’authentification, ledit véhicule comprenant une pluralité de modules de communication, tels que présentés ci-avant, ledit calculateur étant remarquable en ce qu’il est configuré pour : commander l’émission, par au moins l’un des modules de communication, d’un signal de requête à destination du dispositif à un premier instant,
recevoir d’au moins un module de communication, la valeur d’un deuxième instant détecté par ledit au moins un module de communication,
calculer le temps écoulé entre le premier instant et le deuxième instant, et estimer la distance entre le véhicule et le dispositif à partir du temps calculé.
[0035] De manière avantageuse, le calculateur est configuré pour sauvegarder la valeur de distance estimée dans une zone mémoire.
[0036] Selon un aspect de l’invention, le calculateur est configuré pour estimer une pluralité de distances correspondantes.
[0037] Avantageusement, le calculateur est configuré pour calculer une distance, dite « réelle », à partir de la pluralité de distances correspondantes, par exemple en calculant la médiane ou la moyenne des distances estimées.
[0038] De manière préférée, le calculateur est configuré pour calculer la distance réelle une fois que le nombre de distances estimées a dépassé un seuil dit « d’acquisition ».
[0039] Selon un aspect de l’invention, le seuil d’acquisition est supérieur à 10, de préférence à 100, afin d’affiner l’estimation de la distance réelle au fur et à mesure des estimations de distance réalisées à partir de plusieurs signaux reçus, de préférence consécutivement. De telles itérations permettent d’affiner l’estimation de la distance pour la rendre relativement précise et réduire par exemple l’erreur à moins de deux mètres, de préférence à moins de 50 centimètres.
[0040] De préférence, le calculateur est configuré pour activer au moins une fonction du véhicule lorsque la distance estimée ou la distance réelle est inférieure à une distance prédéterminée, par exemple de deux, cinq ou six mètres.
[0041] L’invention concerne également un véhicule, notamment automobile, comprenant un calculateur tel que présenté ci-avant et une pluralité de modules de communication tel que présenté ci-avant.
[0042] L’invention concerne également un système de détection comprenant un véhicule, tel que présenté ci-avant, et un dispositif d’authentification apte à communiquer avec la pluralité de modules de communication dudit véhicule sur un lien de communication sans fil, de préférence dans la bande de fréquences UHF (Ultra Hautes Fréquences) comprise entre 300 et 3000 MHz, de préférence encore selon la norme BLE (Bluetooth® Low Energy).
[Description des dessins] [0043] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d’exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
[Fig. 1] illustre graphiquement la variation de puissance d’un signal reçu par le module de communication en fonction du temps dans l’art antérieur.
[Fig. 2] illustre schématiquement une forme de réalisation d’un système de détection selon l’invention.
[Fig. 3] illustre schématiquement une forme de réalisation d’un véhicule selon l’invention.
[Fig. 4] représente schématiquement une forme de réalisation d’un module de communication du véhicule selon l’invention.
[Fig. 5] représente schématiquement les échanges de signaux BLE entre un véhicule et un dispositif d’authentification.
[Fig. 6] illustre schématiquement un mode de réalisation du procédé selon l’invention.
[Fig. 7] illustre graphiquement un exemple de variation de puissance d’un signal reçu par le module de communication selon l’invention en fonction du temps.
[Fig. 8] est une vue agrandie de la figure 7 entre deux échantillons de signal.
[Fig. 9] est un résultat de test montrant l’évolution de l’erreur sur la distance estimée en fonction de ladite distance estimée.
[Fig. 10] est un résultat de test montrant la probabilité cumulative en fonction de la distance estimée.
[0044] Le système de détection selon l’invention est destiné à être monté dans un véhicule, notamment automobile, afin de détecter un dispositif d’authentification porté par un utilisateur dudit véhicule. Un tel dispositif d’authentification peut, par exemple, se présenter sous la forme d’un badge, d’une clé de contact électronique ou d’un smartphone (« téléphone intelligent » en français). Le dispositif d’authentification permet à l’utilisateur de s’authentifier auprès du véhicule pour mettre en œuvre certaines fonctions telles que, par exemple, une fonction d’éclairage du véhicule ou encore une fonction de déverrouillage des ouvrants du véhicule (portières, coffre, etc.). Pour des raisons de sécurité, il est connu de paramétrer le système pour activer ces fonctions seulement lorsque l’utilisateur se trouve à une distance inférieure à une distance prédéterminée dite « distance de détection » qui dépend de la fonction à activer. Par exemple, la fonction de déverrouillage peut être uniquement activée lorsque l’utilisateur se trouve à moins de deux mètres du véhicule. [0045] On a représenté schématiquement à la figure 2 un système de détection 1 selon l’invention. Le système de détection 1 comprend un véhicule 10 et un dispositif 20 d’authentification. En référence à la figure 3, le véhicule 10 comprend un calculateur 110, par exemple de type ECU (Electronic Control Unit), et une pluralité de modules de communication 120.
[0046] De nouveau en référence à la figure 2, le dispositif 20 d’authentification comprend un module de gestion 210 et une unité de communication 220. De préférence, le dispositif 20 d’authentification est un smartphone, sans que cela ne soit limitatif de la portée de la présente invention.
[0047] De préférence, les modules de communication 120 et l’unité de communication 220 sont configurés pour communiquer sur un lien de communication L1 sans fil dans la bande de fréquences UHF (Ultra Hautes Fréquences) comprise entre 300 et 3000 MHz, de préférence encore selon la norme BLE (« Bluetooth® Low Energy »). La technologie BLE permet notamment une communication peu consommatrice en énergie et est avantageusement intégrée dans la plupart des smartphones actuels. La technologie BLE étant connue en soi, elle ne sera pas davantage détaillée ici.
[0048] L’invention va être décrite ci-après dans son application au déverrouillage des ouvrants de véhicule 10, sans que cela ne soit limitatif de la portée de la présente invention.
[0049] Dans le cas où le déverrouillage du véhicule 10 se fait avec activation manuelle d’une poignée d’ouvrants de véhicule 10, le nombre de modules de communication 120 est avantageusement égal au nombre de poignées d’ouvrant dudit véhicule 10. Par exemple, en référence à la figure 3, un véhicule 10 comprend cinq ouvrants, quatre portières et la porte du coffre, possédant respectivement une poignée PG1 , PG2, PG3, PG4 et PG5, chaque poignée PG1 , PG2, PG3, PG4, PG5 étant reliée à la fois à un module de communication 120 dédié et au calculateur 110.
[0050] En référence à la figure 4, chaque module de communication 120 embarqué dans le véhicule 10 comprend une antenne 121 , un amplificateur 122 et un circuit de bande de base 123.
[0051] L’antenne 121 permet de réceptionner les signaux envoyés par le dispositif 20 ou d’émettre des signaux à destination du dispositif 20 sur le lien de communication L1 sans fil.
[0052] L’amplificateur 122 permet d’amplifier les signaux reçus qui présentent une puissance atténuée du fait de leur propagation dans l’air. Par exemple, l’amplificateur 122 peut être un amplificateur faible bruit, communément appelé « LNA », en anglais « Low Noise Amplifier », par l’homme du métier.
[0053] Le circuit de bande de base 123 permet d’échantillonner les signaux reçus, c’est-à- dire de les numériser, pour qu’ils soient exploitables par le calculateur 110. Dans ce but, le circuit de bande de base 123 comprend une horloge électronique, se présentant dans cet exemple sous la forme d’un élément piézo-électrique 123A, un interrupteur 123B et un module de détection de signal 123C. L’élément piézo-électrique 123A comprend un quartz cadencé à une fréquence prédéterminée, par exemple 24 MHz, afin de contrôler l’interrupteur 123B à ladite fréquence. L’interrupteur 123B permet de réaliser l’échantillonnage des signaux reçus. Le module de détection de signal 123C reçoit les signaux échantillonnés par l’interrupteur 123B afin de détecter les signaux de réponse reçus du dispositif 20.
[0054] Selon l’invention et dans la forme de réalisation illustrée, le module de communication 120 comprend en outre un module de filtre passe-bas 125 (optionnel) et un module d’addition de bruit 126. Le module de filtre passe-bas 125 est configuré pour réduire la fréquence des signaux reçus via l’antenne 121. Le module d’addition de bruit 126 est configuré pour générer du bruit, de préférence du bruit blanc gaussien, et l’ajouter à chacun des signaux reçus via l’antenne 121. Le bruit ajouté est caractérisé par une variance comprise entre 0,01 et 0,1 , par exemple de l’ordre de 0,05. En particulier, la variance du bruit ajouté est supérieure à 0,0015 en l’absence de module de filtre passe-bas 125. Le module d’addition 126 peut par exemple être réalisé à partir d’une diode ou plusieurs diodes, génératrice(s) de source de bruit.
[0055] En référence à la figure 5, le circuit de bande de base 123 est en outre configuré pour détecter, à un deuxième instant T2, un signal de réponse RESP bruité, envoyé en réponse à un signal de requête REQ émis préalablement par l’antenne 121 à un premier instant T1 , lorsque l’amplitude dudit signal de réponse bruité et retardé dépasse un seuil de détection prédéterminé. Le signal de requête REQ est émis par l’antenne 121 suite à la réception d’un signal de détection AD émis par l’unité de communication 220 du dispositif 20 d’authentification. Le circuit de bande de base 123 est en outre configuré pour envoyer la valeur du deuxième instant T2 détecté au calculateur 110 afin que ledit calculateur 110 estime la distance entre le véhicule 10 et le dispositif 20.
[0056] A cette fin, toujours en référence à la figure 5, le calculateur 110 du véhicule 10 est configuré pour commander l’émission, par au moins l’un des modules de communication 120, d’un signal de requête REQ à destination du dispositif 20 à un premier instant T 1 , pour recevoir d’au moins un module de communication 120 la valeur d’un deuxième instant T2 détecté par ledit au moins un module de communication 120, pour calculer le temps écoulé entre le premier instant T1 et le deuxième instant T2, et pour estimer la distance entre le véhicule 10 et le dispositif 20 à partir du temps calculé.
[0057] Dans une forme de réalisation préférée, le calculateur 110 est configuré pour sauvegarder la valeur de distance estimée dans une zone mémoire, pour estimer une pluralité de distances correspondantes, pour calculer une distance, dite « réelle », à partir de la pluralité de distances correspondantes, par exemple en calculant la médiane ou la moyenne des distances estimées, pour calculer la distance réelle une fois que le nombre de distances estimées a dépassé un seuil dit « d’acquisition ». Ce seuil d’acquisition est de préférence supérieur à 10 voire 100 afin d’affiner l’estimation de la distance réelle au fur et à mesure estimations de distance réalisées consécutivement. De telles itérations permettent d’affiner l’estimation de la distance pour la rendre relativement précise et réduire la valeur de l’erreur, de préférence à moins de 50 centimètres.
[0058] Enfin, le calculateur 110 est configuré pour activer au moins une fonction du véhicule 10 lorsque la distance estimée ou la distance réelle est inférieure à une distance prédéterminée, par exemple de deux, cinq ou six mètres.
[0059] L’invention va maintenant être décrite dans sa mise en œuvre.
[0060] Tout d’abord, en référence à la figure 6, les ouvrants du véhicule 10 étant verrouillés et le moteur étant arrêté, notamment lorsque le véhicule 10 est garé, le module de gestion 210 du dispositif 20 commande l’unité de communication 220 afin que ladite unité de communication 220 émette dans une étape E1 un signal de détection AD appelé « advertising » par l’homme du métier. Ce signal de détection AD est émis périodiquement, par exemple avec une période comprise entre 20 millisecondes et 10,24 secondes.
[0061] Lorsqu’au moins l’un des modules de communication 120 est dans la couverture radio du dispositif 20 et reçoit ce signal de détection AD (étape E2), le calculateur 110 répond au dispositif 20 et commande, à un premier instant T1 , l’émission d’un signal de requête REQ par au moins l’un des modules de communication 120 (étape E3) afin de demander au dispositif 20 son identifiant pour l’authentifier. Le calculateur 110 enregistre la valeur du premier instant T1 et attend la réponse du dispositif 20.
[0062] Au terme d’un délai prédéfini, par exemple de 150 ps, après la réception (étape E4) du signal de requête REQ, le module de gestion 210 du dispositif 20 commande l’émission d’un signal de réponse RESP dans une étape E5, comprenant notamment l’identifiant du dispositif 20 afin que le véhicule 10 l’authentifie. [0063] Ce signal de réponse RESP est reçu via l’antenne 121 d’au moins l’un des modules de communication 120 dans une étape E6 et filtré par le module de filtre passe-bas 125 dudit module de communication 120 le cas échéant dans une étape E7.
[0064] Le module d’addition de bruit 126 ajoute alors du bruit au signal de réponse reçu dans une étape E8 qui est transmis à l’interrupteur 123B afin d’être échantillonner dans une étape E9. Le module de détection de signal 123C détecte (étape E10), à un deuxième instant T2, ce signal de réponse bruité lorsque l’amplitude dudit signal dépasse un seuil de détection prédéterminé, par exemple d’une valeur équivalente à la moitié de l’amplitude du signal d’horloge, qui peut être par exemple présenter une amplitude de 5 V, 3.3 V ou 1.2 V selon les technologies utilisées.
[0065] Une fois qu’il a détecté le signal de réponse RESP, le module de détection de signal 123C transmet, dans une étape E11 , cette information de détection au calculateur 110 de la même manière que le signal de détection AD a été reçu, c’est-à-dire au travers de l’étage de réception RF du composant BLE, puis le calculateur 110 décode cette information de détection dans la partie bande de base (couches basses).
[0066] Le calculateur 110 calcule dans une étape E12 le temps écoulé entre le premier instant T1 et le deuxième instant T2 et estime alors dans une étape E13 la distance entre le véhicule 10 et le dispositif 20 à partir du temps calculé. Plus précisément, le calculateur 110 enregistre le deuxième instant T2 et calcule le temps de vol moyen des signaux, qui correspond à la durée écoulée entre le premier instant T1 et le deuxième instant T2 moins 150 ps, divisée par deux. Le calculateur 110 estime la distance d (figure 2) séparant le véhicule 10 du dispositif 20 entre ces deux instants selon la formule suivante :
[0067] [Math. 1]
[0068] d = c. [pp) - 0,00015] [0069] où « d » est la distance en mètres, « c » est la vitesse de la lumière, « T1 » et « T2 » sont donnés en secondes, 0,00015 seconde (150 microsecondes) correspondant au délai prédéfini entre la réception du signal de requête REQ et l’émission du signal de réponse RESP.
[0070] Une fois la distance d estimée, le calculateur 110 commande de nouveau l’émission d’un signal de requête REQ de sorte que les étapes E1 à E13 du procédé soient répétées et ainsi de suite, générant à chaque itération une distance estimée qui est stockée par le calculateur 110.
[0071] Les étapes E1 et E13 sont répétées un nombre N de fois jusqu’à atteindre un seuil d’acquisition Nb, par exemple supérieur à 10, de préférence supérieur à 100. [0072] Une fois seuil d’acquisition Nb atteint, le calculateur 110 calcule dans une étape E14 une distance, dite « réelle », à partir de la pluralité de distances correspondantes, par exemple en calculant la médiane ou la moyenne des distances estimées.
[0073] Si la distance réelle est inférieure à la distance de détection, le calculateur 110 déclenche dans une étape E15 une ou plusieurs fonctions correspondantes du véhicule 10, par exemple, le déverrouillage des ouvrants dudit véhicule 10 lorsque la distance réelle est inférieure à deux mètres. Dans le cas contraire, si la distance réelle est supérieure à la distance de détection, une ou des fonctions mise en œuvre à distance par le véhicule 10 restent inactivées.
[0074] La figure 7 illustre le signal de réponse RESP de la figure 1 bruité par le module d’addition de bruit 126. Le bruit ajouté au signal de réponse permet de détecter le signal plus rapidement que dans la solution de l’art antérieur à la même fréquence d’échantillonnage.
[0075] La figure 8 illustre une vue agrandie de la figure 7 entre deux échantillons entre lesquels a lieu la détection du signal de réponse RESP reçu dès lors que le signal bruité dépasse le seuil de détection Sd.
[0076] La figure 9 représente la variation de l’erreur (en mètres) sur la distance estimée en fonction de ladite distance (en mètres). On constate que la valeur de l’erreur Err1 du signal bruité selon l’invention est de l’ordre de la moitié de la valeur de l’erreur Err2 du signal non bruité de l’art antérieur.
[0077] La figure 10 la probabilité cumulative P1 en fonction de l’erreur Err1 du signal bruité de la figure 9 et la probabilité cumulative P2 en fonction de l’erreur Err2 du signal non-bruité de la figure 9. On constate que l’erreur Err1 s’avère inférieure à environ 3,30 mètres tandis que l’erreur Err2 était inférieure environ à 6,30, soit un gain G de l’ordre de 3 mètres sur l’erreur de distance estimée.
[0078] L’ajout de bruit blanc permet de faire varier l’instant de dépassement du seuil de détection de manière aléatoire d’un signal de détection à un autre de sorte que l’erreur sur l’estimation de la distance réelle tende vers zéro lorsque le nombre de phases de mesure augmentent, améliorant ainsi significativement la précision du système de détection 1.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé d’estimation de la distance (d) séparant un véhicule (10) et un dispositif (20) d’authentification, ledit véhicule (10) comprenant un calculateur (1 10) et une pluralité de modules de communication (120) aptes chacun à communiquer avec ledit dispositif (20) sur un lien de communication (L1) sans fil, chaque module de communication (120) comprenant une horloge électronique (123A) qui définit la fréquence d’échantillonnage des signaux reçus en provenance du dispositif (20), ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de:
- émission (E3), par au moins l’un des modules de communication (120), d’un signal de requête (REQ) à destination du dispositif à un premier instant (T1),
- réception (E4) dudit signal de requête (REQ) par le dispositif (20),
- émission (E5), par le dispositif (20), d’un signal de réponse (RESP) à destination d’au moins l’un des modules de communication (120) du véhicule (10),
- réception (E6), par au moins l’un des modules de communication (120), dudit signal de réponse (RESP),
- ajout (E8) de bruit au signal de réponse (RESP) reçu,
- échantillonnage (E9) du signal de réponse (RESP) bruité,
- détection (E10), à un deuxième instant (T2), du signal de réponse bruité lorsque l’amplitude dudit signal de réponse (RESP) bruité dépasse un seuil de détection (Sd) prédéterminé,
- calcul (E12) du temps écoulé entre le premier instant (T1) et le deuxième instant (T2),
- estimation (E13) de la distance (d) entre le véhicule (10) et le dispositif (20) à partir du temps calculé.
[Revendication 2] Procédé de détection selon la revendication 1 , dans lequel le bruit ajouté est caractérisé par une variance comprise entre 0,01 et 0, 1.
[Revendication 3] Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le procédé est répété une pluralité de fois de manière à estimer une pluralité de valeurs de distance (d).
[Revendication 4] Procédé de détection selon la revendication précédente, comprenant une étape de calcul d’une distance, dite « réelle », à partir de la pluralité de distances (d) estimées.
[Revendication 5] Procédé de détection selon la revendication précédente, dans lequel la distance réelle correspond à la médiane ou la moyenne des distances (d) estimées.
[Revendication 6] Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel le calcul de la distance réelle est réalisé une fois que le nombre de distances (d) estimées a dépassé un seuil dit « d’acquisition ».
[Revendication 7] Procédé de détection selon la revendication précédente, dans lequel le seuil d’acquisition est supérieur à 10.
[Revendication 8] Module de communication pour véhicule, ledit module de communication étant apte à communiquer avec un dispositif d’authentification d’un utilisateur dudit véhicule sur un lien de communication sans fil, chaque module de communication comprenant une horloge électronique qui définit la fréquence d’échantillonnage des signaux reçus en provenance du dispositif, le module de communication étant caractérisé en ce qu’il est configuré pour :
- émettre, sur le lien de communication sans fil, un signal de requête à destination du dispositif à un premier instant,
- recevoir, sur le lien de communication sans fil, un signal de réponse envoyé par le dispositif suite à la réception par ledit dispositif du signal de requête émis,
- ajouter du bruit au signal de réponse reçu,
- échantillonner le signal de réponse bruité,
- détecter, à un deuxième instant, le signal de réponse bruité lorsque l’amplitude dudit signal de réponse bruité dépasse un seuil de détection prédéterminé,
- envoyer la valeur du deuxième instant détecté à un calculateur afin que ledit calculateur estime la distance entre le véhicule et le dispositif.
[Revendication 9] Véhicule (10) comprenant une pluralité de modules de communication (120), selon la revendication précédente, et un calculateur (110) pour l’estimation de la distance séparant ledit véhicule (10) et un dispositif (20) d’authentification, ledit calculateur (1 10) étant configuré pour :
- commander l’émission, par au moins l’un des modules de communication (120), d’un signal de requête (REQ) à destination du dispositif (20) au premier instant (T 1),
- recevoir d’au moins un module de communication (120), la valeur du deuxième instant (T2) détecté par ledit au moins un module de communication (120),
- calculer le temps écoulé entre le premier instant (T1) et le deuxième instant (T2), et
- estimer la distance (d) entre le véhicule (10) et le dispositif (20) à partir du temps calculé.
[Revendication 10] Système de détection (1) comprenant un véhicule (10) selon la revendication précédente et un dispositif (20) d’authentification apte à communiquer avec la pluralité de modules de communication (120) dudit véhicule (10) sur le lien de communication (L1) sans fil.
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