FR2609812A1 - Method and device for locating and identifying mobile elements - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé de localisation d'éléments mobiles (piétons, véhicules, robots, ...) par voie hertzienne ou infra-rouge.The present invention relates to a method for locating mobile elements (pedestrians, vehicles, robots, etc.) by radio or infrared.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The invention also relates to a device for implementing this method.
De nombreux systèmes de localisation existent déjà : par satellites (non exploitables en temps réel), par balises émettrices (pour certaines applications pré-déterminées et très limitées), par passage sur des boucles (sur des voies réservées), ... Il n'existe pas actuellement de système permettant l'utilisation d'une infrastructure simple et peu onéreuse. Celle-ci apparait cependant indispensable dans l'avenir pour renseigner par exemple les futurs ordinateurs de bord de véhicules (gestion des plans de parcours), les centraux de gestion (parc de véhicules, personnels d'astreinte, ...), les centres de paiement automatique (péage automatique).Enfin les différents types de balises esistants nécessitent une infrastructure (source d'énergie électrique, positionnement très précis des cornets hyperfréquence en vis-à-vis,...) et fonctionnent de façon unilatérale (indication au véhicule de l'endroit où il se trouve OU identification d'un véhicule à destination d'une balise).Many localization systems already exist: by satellites (not usable in real time), by transmitting beacons (for certain pre-determined and very limited applications), by passing over loops (on reserved lanes), ... There is no There is currently no system allowing the use of a simple and inexpensive infrastructure. However, it appears essential in the future to inform, for example, future on-board computers of vehicles (management of route plans), central offices (fleet of vehicles, on-call staff, etc.), centers automatic payment (automatic toll). Finally, the different types of existing beacons require an infrastructure (source of electrical energy, very precise positioning of the microwave cones opposite, ...) and operate unilaterally (indication at vehicle from where it is OR identification of a vehicle to a beacon).
Les figures 1 et 2 représentent les systèmes conventionnels :
Figure 1 : système d'identification
Figure 2 : système de localisation
Dans un système à identification traditionnel (fig. 1) l'équipement mobile (2) n'est équipé que d'un émetteur (3), alors que l'équipement fixe (1) n'est équipé que d'un récepteur (4),
Dans un système de localisation traditionnel (fig. 2), l'équipement fixe (1) n'est équipé que d'un émetteur (3) déclanché en permanence ou optionnellement par passage du mobile (2) sur une boucle enterrée (5), alors que l'équipement mobile (2) n'est équipé que d'un récepteur (4) relié lui-même à un équipement externe (@)
La présente invention vise à réaliser un procédé et un dispositif de télécommunication qui permettent la reversibilité localisation/identification ainsi que l'établissement d'une infrastructure utilisable par des usagers multiples (fig. 3).Figures 1 and 2 show the conventional systems:
Figure 1: identification system
Figure 2: location system
In a traditional identification system (fig. 1) the mobile equipment (2) is only equipped with a transmitter (3), while the fixed equipment (1) is only equipped with a receiver ( 4),
In a traditional location system (fig. 2), the fixed equipment (1) is only equipped with a transmitter (3) permanently or optionally triggered by passing the mobile (2) over a buried loop (5) , while the mobile equipment (2) is only equipped with a receiver (4) itself connected to external equipment (@)
The present invention aims to provide a telecommunication method and device which allow location / identification reversibility as well as the establishment of an infrastructure usable by multiple users (fig. 3).
Ce résultat est obtenu, grâce à l'invention, en effectuant automatiquement les opérations suivantes :
a.- l'équipement (2) d'identification (toujours supposé mobi
le) envoie cycliquement un message (7) permettant de
l'identifier.This result is obtained, thanks to the invention, by automatically carrying out the following operations:
a.- identification equipment (2) (always assumed to be mobi
the) cyclically sends a message (7) allowing
identify it.
b.- la réception de ce message (7) par l'équipement (1)
de localisation (supposé fixe) provoque l'envoi par ce même
équipement d'un message de localisation (8)
c.- suivant une réalisation préférée du procédé, cette réponse,
quand elle est reçue correctement par l'équipement d'identi
fication, inhibe celui-ci pendant un temps pré-établi, permet
tant l'interrogation par d'autres équipements d'identification
Cette procédure est résumée figure 4. Il est à noter que seul un simple indice dans le message distingue les messages d'identification et ceux de localisation.b.- reception of this message (7) by the equipment (1)
location (assumed to be fixed) causes sending by the same
equipment of a location message (8)
c.- according to a preferred embodiment of the method, this response,
when correctly received by the identi equipment
fication, inhibits it for a preset time, allows
both the interrogation by other identification equipment
This procedure is summarized in Figure 4. It should be noted that only a simple clue in the message distinguishes between identification and location messages.
Suivant une réalisation avantageuse de procédé, et pour éviter les collisions, les transmissions peuvent avoir lieu en mode simplex (une seule fréquence) et l'émission des équipements d'identification (7) peut être interdite lorsque cette fréquence est déjà occupée par un autre équipement d'identification, ainst que le montre la figure 5. Il est à noter que complémentairement au c.- ce n'est pas le réception d'une localisation (8) par l'équipement d'identification qui inhibe son émission, mais la corrélation entre la fin de cette émission (α) et la réception (ss) de la localisation correspondante (temps constant).According to an advantageous embodiment of the process, and to avoid collisions, transmissions can take place in simplex mode (only one frequency) and the emission of identification equipment (7) can be prohibited when this frequency is already occupied by another identification equipment, as shown in figure 5. It should be noted that in addition to this - it is not the reception of a location (8) by the identification equipment which inhibits its emission, but the correlation between the end of this transmission (α) and the reception (ss) of the corresponding location (constant time).
Ce cas de figure étant très courant en mode simplex, il est très important de le prévoir pour permettre un suivi correct des identifications (fig. 4 à 7). Complémentairement, un filtrage des données (identification ou localisation) peut être prévu pour n'envoyer aux équipements extérieurs cablés qu'une seule fois la même information reçue (9).This case being very common in simplex mode, it is very important to plan it to allow a correct follow-up of identifications (fig. 4 to 7). In addition, data filtering (identification or location) may be provided so that the same information received is only sent to wired external equipment once (9).
Suivant un second aspect de l'invention, l'infrastructure décrite précédemment peut servir à définir un réseau maillé, centralisé ou non (par liaison filaire ou hertzienne, ...) en tout ou en partie, plus ou moins dense suivant l'utilisation envisagée (ville ou campagne, ...), en prenant comme repères de base les numérations de plans type IGN (parcellaires, ...). De la même façon, on peut aussi rendre l'infrastructure maillée gestionnaire des identifications de véhicules (méthode inverse de celle exposée précédemment) : cela peut permettre par exemple le suivi d'un véhicule en temps réel, gérer des péages automatiques, .According to a second aspect of the invention, the infrastructure described above can be used to define a mesh network, centralized or not (by wire or wireless link, ...) in whole or in part, more or less dense depending on use envisaged (city or country, ...), taking as base benchmarks the IGN type plan counts (plots, ...). In the same way, we can also make the meshed infrastructure manager of vehicle identifications (reverse method to that explained above): this can allow for example the tracking of a vehicle in real time, manage automatic tolls,.
Le dispositif comprend avantageusement les deux types d'équipement suivants :
- des balises (1) de localisation (fixes)
- des balises (2) d'identification (mobiles) il est à noter que l'électronique (technologie) composant ces balises est le même pour les deux matériels : des fonctions peuvent être cablées différemment, ou n'être pas implantées suivant l'application envisagée.The device advantageously includes the following two types of equipment:
- location beacons (1) (fixed)
- identification tags (2) (mobile) it should be noted that the electronics (technology) composing these tags is the same for both devices: functions can be wired differently, or not be implemented depending on the intended application.
C'est le cas des exemples suivants :
Figure 8 : - balise de localisation permanente : émet (3) en
permanence et cycliquement (avec contrôle d'accès à
la fréquence) son message de localisation. Le récep
teur (4) n'est pas indispensable.This is the case with the following examples:
Figure 8: - permanent location beacon: emits (3) in
permanently and cyclically (with access control to
frequency) its location message. The reception
tor (4) is not essential.
Figure 9 : - balise de localisation sur boucle : émet (3) son
message de localisation au passage d'un véhicule sur
une boucle (5) enterrée (couplage possible avec
commande de feu tricolore)
Figure 10 : - balise de localisation déclanchée : n'émet (3)
son message de localisation que sur réception (4)
d'une identification de mobile (fonctionnement normal
du procédé exposé précédemment.Figure 9: - location tag on loop: emits (3) sound
location message when a vehicle passes by
a buried loop (5) (coupling possible with
traffic light control)
Figure 10: - triggered location tag: does not emit (3)
its location message only on receipt (4)
mobile identification (normal operation
of the process described above.
Figure 11 : - balise de localisation avec sortie extérieure : quelle
que soit l'utilisation de cette balise, et si elle est
équipée de l'option convenable, la réception (4)
d'un message d'identification provoque automatiquement
sa transmission vers un équipement (6) extérieur
(réseau maillé : vers frontal d'ordinateur de gestion
par exemple, ..., balise indépendante : vers un équi
pement relié en local, pour sortie de ticket de péage
par exemple,...)
Figure 12 : - balise de localisation sans émetteur : seul le récep
teur (4) de la balise est actif, et envoie les
identifications reçues vers un équipement (6)
externe (identification de passage par exemple ...)
Figure 13 : - balise d'identification permanente : émet (3) en
permanence et cycliquement (avec contrôle d'accès à
la fréquence) son message d'identification (fonction
nement normal du procédé exposé précédemment). Le
récepteur (4) n'est indispensable que si l'on
veut relier un équipement extérieur ( 6).Figure 11: - location beacon with external exit: which
that this is the use of this tag, and if it is
equipped with suitable option, reception (4)
of an identification message automatically causes
its transmission to external equipment (6)
(mesh network: to front end of management computer
for example, ..., independent tag: towards an equi
locally connected, for toll ticket output
for example,...)
Figure 12: - location beacon without transmitter: only the receiver
tor (4) of the tag is active, and sends the
identifications received towards an equipment (6)
external (passage identification for example ...)
Figure 13: - permanent identification tag: emits (3) in
permanently and cyclically (with access control to
frequency) its identification message (function
normal process described above). The
receiver (4) is only essential if
wants to connect external equipment (6).
Figure 14 : - balise d'identification déclanchée manuellement;
n'émet (3) son message d'identification que sur
commande de l'opérateur (commande de feu tricolore à
distance par exemple, gestion de ronde gardiennage,
... )
Figure 15 : - balise d'identification déclanchée par le récepteur :
n'émet (3) son message d'identification qu'à
réception (4) d'un message de localisation.Figure 14: - identification tag manually triggered;
only emits (3) its identification message on
operator control (traffic light control at
distance for example, guarding round management,
...)
Figure 15: - identification tag triggered by the receiver:
only emits (3) its identification message
reception (4) of a location message.
Figure 16 : - balise d'identification avec sortie extérieure : quel
le que soit l'utilisation de cette balise, et si elle
est équipée de l'option convenable, la réception (4)
d'un message d'identification provoque automati
quement sa retransmission vers un équipement (6)
extérieur (vers ordinateur de bord, vers système de
gestion de flotte via le radiotéléphone du véhicule,
etc...). L'émetteur (3) n'est pas indispensable.Figure 16: - identification tag with external exit: what
whatever the use of this tag is, and if it
is equipped with the appropriate option, reception (4)
an identification message causes automatic
only its retransmission to an equipment (6)
outdoor (to on-board computer, to
fleet management via the vehicle's radiotelephone,
etc ...). The transmitter (3) is not essential.
Il est bien évident que tous les modes de fonctionnement exposés précédemment ne sont pas restrictifs, et que d'autres combinaisons restent possibles.It is obvious that all of the above operating modes are not restrictive, and that other combinations are possible.
On va maintenant décrire plus en détail les deux dispositifs dans leur réalisation préférée.We will now describe in more detail the two devices in their preferred embodiment.
A) BALISES FIXES (figure 17)
Elles sont prévues pour être de faible coût, autonomes en énergie
à priori, sans entretien et de mise en place très simple. Pour cela
une réalisation intéressante du dispositif consiste en une borne
enterrée (1) de forme cylindrique pour être facilement instal
lée dans la chaussée grâce à une scie cloche. La seule partie dépas
sant au dessus de la chaussée consiste en une portion de globe (10)
transparent pour permettre la recharge en énergie solaire et ser
vant de support à l'antenne (11) de la balise.A) FIXED BEACONS (figure 17)
They are designed to be low cost, energy independent
a priori, maintenance-free and very simple to set up. For that
an interesting embodiment of the device consists of a terminal
buried (1) of cylindrical shape to be easily installed
lée in the roadway with a hole saw. The only part over
health above the road consists of a portion of the globe (10)
transparent to allow recharging of solar energy and ser
front of the antenna support (11) of the beacon.
Une réalisation de cette balise comprend, outre les cellules solai
res (12) disposées sous la surface transparente, une batterie
rechargeable (13) permettant une antonomie importante, un
chargeur secteur (14) lorsque la balise est disposée à proxi
mité d'un point d'alimentation une carte d'électronique (15)
pouvant supporter les circuits émetteur/récepteur, logique de
contrôle, régulation d'alimentation et interface série ou paral
lèle vers un équipement extérieur, lorsqu'ils sont implantés.An embodiment of this tag includes, in addition to the solar cells
res (12) arranged under the transparent surface, a battery
rechargeable (13) allowing significant autonomy, a
mains charger (14) when the beacon is disposed near
an electronic card (15)
able to support transmitter / receiver circuits, logic
control, power regulation and serial or paral interface
link to external equipment, when installed.
Il est bien évident que toute autre solution concernant l'alimen
tation en énergie de ces balises est envisageable (bio-énergie,..),
permettant alors d'utiliser une partie de globe (10) opaque
(type rado ne).It is obvious that any other solution concerning the food
energy consumption of these tags is possible (bio-energy, etc.),
allowing then to use an opaque part of the globe (10)
(type rado ne).
B) BALISES MOBILES (figure 18)
Elles reprennent les éléments de la balise fixe en ce qui concerne:
- l'antenne (11) et la portion de globe (10)
- la carte électronique
Le tout est disposé dans un boitier étanche extra plat (2)
pouvant être disposé, par exemple, sous un véhicule (fig. 19).B) MOBILE BEACONS (figure 18)
They include the elements of the fixed tag with regard to:
- the antenna (11) and the portion of the globe (10)
- the electronic card
The whole is arranged in an extra flat waterproof case (2)
can be placed, for example, under a vehicle (fig. 19).
Nous allons enfin donner quelques détails techniques dans une réalisation préférée du dispositif.We will finally give some technical details in a preferred embodiment of the device.
L'antenne et l'émetteur sont conçus de façon à avoir un rayonnement omni directionnel et une portée de l'ordre de 5 m. L'implantation des balises fixes dans la chaussée doit être prévue en conséquence.The antenna and the transmitter are designed so as to have omni-directional radiation and a range of the order of 5 m. The installation of fixed beacons in the roadway must be planned accordingly.
Pour des véhicules se déplaçant à 130 km/h maximum, et si on veut deux cycles complets d'identification-localisation sur 5 mètres de déplace-@ ment du mobile, le cycle complet doit durer à peu près 70 ms. En comptant un temps mort du quart du cycle, il reste de l'ordre de 52ms pour les messages de donnée. For vehicles moving at maximum 130 km / h, and if two complete identification-location cycles are required over 5 meters of movement of the mobile, the complete cycle must last approximately 70 ms. By counting a dead time of a quarter of the cycle, there remains around 52 ms for data messages.
Le code de localisation est choisi de façon à permettre la localisation directe à partir d'un système de quadrillage kilométrique de type Lambert : on choisira 6 chiffres pour l'abcisse (précision de la dizaine de mètres), 6 chiffres pour l'ordonnée (idem), 1 chiffre pour l'élévation (10 niveaux possibles), 1 chiffre pour la fonction (ici localisation) et le contrôle de transmission. En codage B C D, on obtient donc un codage sur 7 octets pour les données de localisation.The location code is chosen so as to allow direct location from a Lambert type kilometric grid system: we will choose 6 digits for the abscissa (precision of ten meters), 6 digits for the ordinate ( idem), 1 digit for elevation (10 levels possible), 1 digit for function (here location) and transmission control. In B C D coding, a 7-byte coding is therefore obtained for the location data.
Le code d'identification permet, pat exempte, le codage de 999 999 999 mobiles, soient 9 chiffres et 1 chiffre pour la fonction (ici identification) et le contrôle de validité de transmission. En codage B C D, on obtient donc un codage sur 5 octets pour les données d'identification.The identification code allows, pat exempt, the coding of 999,999,999 mobiles, ie 9 digits and 1 digit for the function (here identification) and the validity check of transmission. In B C D coding, a 5-byte coding is therefore obtained for the identification data.
On suppose à priori un préambule (pour la synchronisation de la réception de l'ordre de 2 ms pour chacun des messages. Il reste alors un temps de codage par octet de 4 ms, soit un transfert de 2000 bits/s.A preamble is assumed a priori (for the synchronization of reception of the order of 2 ms for each of the messages. There then remains a coding time per byte of 4 ms, ie a transfer of 2000 bits / s.
Suivant la bande de fréquences autorisée par les P.T.T., on pourra donc utiliser une modulation de 2400 Bauds, ou 1200 Bauds en dibit, ... Depending on the frequency band authorized by the P.T.T., we can therefore use a modulation of 2400 Bauds, or 1200 Bauds in dibit, ...
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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FR8700702A FR2609812B1 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | METHOD AND DEVICE FOR LOCATING AND IDENTIFYING MOBILE ELEMENTS |
Publications (2)
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Family
ID=9347146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR8700702A Expired FR2609812B1 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | METHOD AND DEVICE FOR LOCATING AND IDENTIFYING MOBILE ELEMENTS |
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Legal Events
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CA | Change of address | ||
ST | Notification of lapse |