BE1023168B1

BE1023168B1 - Systeme de protection de personnes sur chantier par localisation precise.

Info

Publication number: BE1023168B1
Application number: BE2014/0201A
Authority: BE
Inventors: Ghislain Roland; Fabrice Frebel
Original assignee: Bordersystem Sprl
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2016-12-08
Also published as: WO2015144684A1; EP3123195B1; EP3123195A1

Abstract

Système de protection individuelle ou collective de personnes (1) se trouvant dans une zone potentiellement dangereuse, comprenant : - une pluralité de bornes de référence (3) et une borne centrale (4), réparties dans ladite zone, lesdites bornes de référence (3) communiquant de manière bidirectionnelle entre elles et avec la borne centrale (4), et capables de mesurer la distance qui les sépare les unes des autres avec une précision au moins égale à une valeur prédéterminée, la borne centrale (4) étant capable de déterminer un repère bidimensionnel ou XY, c'est-à-dire d'assigner une position à trois bornes de référence (10, 20, 30) et d'ensuite localiser les autres bornes de référence (40, ...) dans ce repère XY par une méthode de trilatération ; - au moins un émetteur-récepteur mobile, appelé tag ou balise (6), porté par une personne (1) et capable de communiquer bidirectionnellement avec la borne centrale (4) et avec d'autres tags (6), ainsi que de mesurer par trilatération la distance le séparant de chacune des bornes de référence (3), ledit tag (6) étant muni de moyens d'avertissement de danger actionnables par la borne centrale (4) ; - des moyens de traçage (5) d'une frontière (2) de la zone potentiellement dangereuse à partir de la position des bornes de référence (3) une fois localisées dans le repère XY précité, ladite frontière (2) étant destinée à la définition d'au moins une zone dans laquelle la présepce d'une personne (1) provoque l'actionnement par la borne centrale (4) des moyens d'avertissement de danger associés au tag (6).

Description

SYSTEME DE PROTECTION DE PERSONNES SUR CHANTIER PAR

LOCALISATION PRECISE

Oblet de l'invention [0001] La présente invention sé rapporte à un système de protection collective ou individuelle de la personne humaine dans des lieux où des dispositions visant à la sécurité des personnes, en particulier à la prévention des chutes des travailleurs, sont requises. L'utifisation du système peut ainsi s'étendre à la protection de tout être humain confronté à des zones dangereuses comme par exemple la protection de piétons contre les collisions avec des engins de génie civil, de chantier ou par rapport à tout autre véhicule confronté par exemple à un danger de chute, de retournement dans des zones dangereuses ou aux abords de celles-ci.

Etat de la technique [0002] L’état de l’art est décrit ci-après dans une série de documents, sans que cet état de l’art soit considéré comme exhaustif.

[0003] GB200816469 décrit une protection de processus industriel par autorisation sélective d'accès en fonction de la position et de l'identité du porteur d'un communicateur portable (tag électronique). La position de l'utilisateur peut être déterminée par RTLS.

[0004] CA2709171 décrit une protection de travailleur sur les voies ferrées basée sur la détection du travailleur portant un « tag », urF système central déterminant la position du travailleur par rapport au train qui approche et l'avertissant dès qu'il ne lui reste que peu de temps pour se mettre à l'abri. Les bornes qui jonchent le parcours du train sont par exemple connectées entre elles à l'aide de fils.

[0005] US200810099 décrit un système de protection de personnes par détermination de leur position vis-à-vis de processus industriels. Ces processus ne peuvent en aucun cas démarrer si une zone n'a pas préalablement été évacuée par exemple. Le problème posé est très similaire à celui de GB200816469.

[0006] CN102768352 et CN202770989U décrivent un système de protection minière (souterraine) basé sur une localisation conjointe en UWB et ultrason, nécessitée par un nombre d'échos important.

[0007] EP2226646 décrit un système de localisation « relatif » ou «mobile». Le système comporte des modules émetteurs/récepteurs sans fil connectés à un réseau sans fil. Parmi ceux-ci figure un « anchor » central de position connue dans l’espace considéré et faisant office de station de base, les autres modules ayant une position à déterminer par rapport à cette station de base. Néanmoins, aucun moyen n'est avancé pour définir une frontière délimitant une zone dangereuse.

[0008] DE202008005467 décrit un système de localisation de personnes dans un tunnel à partir d'anchors sous forme d’émetteurs/récepteurs sans fil dont la position est connue.

[0009] CN101571406 décrit un système de localisation d'animaux de compagnie.

[0010] IT2004BA0059 décrit un système do- localisation de personnes ou d’animaux qui transmet la position de proche en proche au travers d'un réseau d'émetteurs/récepteurs fixes et qui ont connaissance de leur position absolue.

[0011] US2003122666 décrit un système de mesure de position par triangulation en jouant sur la phase des signaux reçus. L'invention décrit une méthode de positionnement nécessitant des anchors dont les posifibns et les orientations sont connues.

[0012] WO200398528 décrit une méthode de mesure de distance entre deux objets munis de tags RF.

[0013] US20030052776 décrit une méthode de mesure de distance entre deux objets basée sur l'UWB.

[0014] BR9000368U décrit un système de localisation par bracelet avec lecture à distance et automatique.

[0015] EP2282106 décrit un système de localisation de travailleurs dans une zone par scanning laser.

[0016] KR101258905 décrit un système de protection de travailleurs présentant uniquement deux tags RTLS (position d’une grue et position d’un travailleur) et un point d'accès connecté à un serveur.

[0017] KR20110017707 décrit un système de localisation dans un tunnel à partir de bornes fixes (similaire à CA2709171).

[0018] CA2768054 décrit un système complexe de localisation utilisant la méthode de puissance reçue dans un bâtiment. Le système nécessite une phase de calibration mais vérifie lui-même s’il y a suffisamment d'anchors. Le système a besoin qu'on lui décrive la topologie du bâtiment, les points d'accès, etc.

[0019] US2010017126 décrit un système de localisation, visiblement GPS ou SPS satellite, dans lequel une zone, visiblement circulaire, est définie par rapport à un premier objet localisé. Ensuite une série d'alertes sont données si d'autres objets s’approchent de ce premier objet.

[0020] JP2009020847 décrit un système de prévention des accidents de personnes âgées ou handicapées utilisant des anchors placés à l'intérieur d’une habitation. Chaque balise reçoit une puissance d'un signal émis par un tag, ce qui permet de déterminer si un tag est près d'un anchor et de donner une alerte si nécessaire. La communication se fait par le réseau électrique (comme une ligne d’alimentation de lampes par exemple).

[0021] W02006085280 décrit un système de suivi d'anim§ux sur de grandes étendues basé sur GPS et utilisant des relais.

[0022] US2004087314 décrit un système de localisation d'un tag par rapport à un seul anchor en utilisant des mesures de distance et d'angle. Beaucoup d'idées générales sont citées dans ce document comme par exemple l'utilisation d'un écran tactile mais peu de détails sont donnés sur la façon de réaliser le système ou de gérer les obstacles. La précision souhaitée n'est pas mentionnée non plus.

Buts de l'invention [0023] La présente invention vise à protéger spécifiquement les mineurs, les foreurs, les conducteurs d'engins, les travailleurs présents ainsi que les visiteurs occasionnels dans les carrières à ciel ouvert, les mines, les chantiers avec activités de minage ou non, les chantiers de démolition avec explosifs ou non et les zones de déminage.

[0024] En particulier, l’invention vise à apporter une solution qui ne nécessite plus l’encodage manuel de la localisation des bornes de référence et qui permet le traçage simple et efficace d’une frontière.

[0025] Enfin, l’invention a pour but l’obtention d’une solution basée sur la collaboration des personnes.

Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0026] Un premier aspect de la présente invention se rapporte à un système de protection individuelle ou collective de personnes se trouvant dans une zone potentiellement dangereuse, comprenant : - une pluralité de bornes de référence et une borne centrale, réparties dans ladite zone, lesdites bornes de référence communiquant de manière bidirectionnelle entre elles et avec la borne centrale, ej: capables de mesurer la distance qui les sépare les unes des autres avec une précision au moins égale à une valeur prédéterminée, la borne centrale étant capable de déterminer un repère bidimensionnel ou >ÇY, .c’est-à-dire d’assigner une position à trois bornes de référence et d’ensuite localiser les autres bornes de référence dans ce repère XY par une méthode de trilatération ; - au moins un émetteur-récepteur mobile, appelé tag ou balise, porté par une personne et capable de communiquer bidirectionnellement avec la borne centrale et avec d’autres tags, ainsi que de mesurer par trilatération la distance le séparant de chacune des bornes de référence, ledit tag étant muni de moyens d’avertissement de danger actionnables par la borne centrale ; - des moyens de traçage d’une frontière de la zone potentiellement dangereuse à partir de la position des bornes de référence une fois localisées dans le repère XY précité, ladite frontière étant destinée à la définition d’au moins une zone dans laquelle la présence d’une personne provoque l’actionnement par la borne centrale des moyens d’avertissement de danger associés au tag.

[0027] Selon des formes d’exécution préférées, le système de l’invention comprend au moins une, ou le cas échéant une combinaison appropriée, des caractéristiques additionnelles suivantes : - la borne centrale est placée dans une valise munie d’un contrôleur et de moyens d’entrées/sorties ; - les moyens d’entrée/sortie comportent des boutons-poussoirs et un écran, de préférence un écran tactile ; - les bornes de référence et la borne centrale sont équipées de transmetteurs radio UWB et/ou de transducteurs ultrasoniques ; - les moyens d’avertissement sont des moyens lumineux, acoustiques et/ou vibratoires ; - la valeur prédéterminée de précision sur la détermination de la distance séparant les bornes entre elles est de 50 cm, de préférence 10 cm.

[0028] Un deuxième aspect de l’invention se rapporte à un procédé de mise en œuvre du système précité de protection individuelle ou collective de personnes dans une zone potentiellement dangereuse, caractérisé par au moins les étapes suivantes : - on installe la pluralité de bornes de référence de façon arbitraire dans la zone potentiellement dangereuse ; - la borne centrale interroge la pluralité de bornes de référence et détermine les distances les séparant les unes des autres ainsi que la distance les séparant de la borne centrale ; - la borne centrale établit un repère de référence bidimensionnel ou XY qui sera utilisé pour la localisation des personnes ; - on détermine et on filtre une frontière fermée de la zone potentiellement dangereuse, dite zone rouge, ladite frontière fermée étant définie comme étant un polygone, c’est-à-dire un ensemble de points ou sommets reliés par des segments de droite ou côtés ; - on détermine une frontière d’une zone se trouvant à l’intérieur de la zone rouge, définissant une zone dite orange, la zone se trouvant à l’intérieur de la frontière délimitant la zone orange étant définie comme la zone de sécurité pour les personnes ou zone verte, les étapes précédentes étant des étapes de configuration ; - en fonctionnement, on munit d’un tag chaque personne amenée à se trouver dans la zone potentiellement dangereuse ; - la borne centrale interroge périodiquement l’ensemble des tags, détermine leur position dans le repère XY et assigne à chacune de ces positions une localisation soit dans la zone verte, soit dans la zone orange, soit dans la zone rouge ; - si un des tags se trouve dans la zone orange ou rouge, la borne centrale actionne les moyens d’avertissement associés audit tag et optionnellement actionne un des moyens d’avertissement associés aux autres tags. y [0029] Selon des formes d’exécution préférées, le procédé de l’invention comprend au moins une, ou le cas échéant une combinaison appropriée, des caractéristiques additionnelles suivantes : - la frontière de la zone rouge est déterminée : soit en utilisant une localisation des bornes de référence dans le repère XY affichée sur un écran tactile associé à la borne centrale et en traçant ladite frontière sur l’écran tactile sous forme du polygone précité ; soit en utilisant un appareil appelé traceur qui communique avec la borne centrale et les bornes de référence, la borne centrale interrogeant périodiquement le traceur lorsqu’il est déplacé dans la zone et lui demandant les distances respectives le séparant des bornes de référence, ce qui permet à la borne centrale de déterminer les positions successives du traceur dans le repère XY et de créer la frontière en joignant ces positions par des segments de droite pour créer le polygone précité ; soit par localisation géométrique en partant des positions d’une pluralité de bornes de référence dans le repère XY et en appliquant une homothétie pour définir une frontière qui englobe le polygone réalisé par les bornes de référence ; - le filtrage de la frontière de la zone rouge est réalisé en remplaçant les sommets constitutifs du polygone précité par un nombre réduit de sommets reliés par des segments de droite ou côtés, de sorte que la frontière filtrée corresponde sensiblement à la frontière de départ ; - la frontière de la zone orange est déterminée à partir de la frontière de la zone rouge en créant un polygone intérieur par homothétie, la distance correspondante au retrait étant comprise entre 50 cm et 1 m ; - le repère XY est établi de la manière suivante par la borne centrale : une première borne (de référence) est assignée arbitrairement à la coordonnée (0, 0) ; une deuxième borne se trouvant à une distance d est assignée à la coordonnée (d, 0) ; une troisième borne est localisée à partir des deux bornes précitées en utilisant l’intersection de deux cercles à partir des distances respectives de la troisième borne par rapport aux deux bornes précitées, une des deux intersections possibles étant choisie arbitrairement comme position de la troisième borne ; les bornes suivantes sont localisées à partir des trois premières bornes en utilisant un algorithme de trilatération. - une étape de raffinement est utilisée pour rendre insensible l’algorithme de localisation au choix initial des trois premières bornes.

Brève description des figures [0030] La figure 1 représente schématiquement une vue générale et synthétique du système de protection de personnes selon la présente invention.

[0031] La figure 2 représente schématiquement la création d'un repère XY.

[0032] La figure 3 représente schématiquement les zones respectives rouge, orange et verte définies autour d’un véhicule en mouvement.

[0033] La figure 4 représente un exemple de filtrage de frontière.

Description détaillée de l'invention et de formes d’exécution préférées [0034] Le système selon la présente invention permet d'avertir le mineur ou toute autre personne située à proximité d’une zone dangereuse. Cet avertissement se fait par l'intermédiaire d'un émetteur-récepteur, ou tag ou balise, porté(e) par la personne directement sur le corps ou sur un équipement de protection individuelle (EPI). L’émetteur-récepteur ou le tag signale le danger par des signaux lumineux, acoustiques et vibratoires côrribinés ou non en fonction de la dangerosité.

[0035] Le fonctionnement requiert que chaque émetteur-récepteur }·· puisse se localiser par rapport à la zone de danger. Pour ce faire, plusieurs bornes de référence sont disposées sur le terrain. Après la pose des bornes, une étape de configuration consiste de préférence à déplacer un_émetteur-récepteur spécial appelé traceur le long de la frontière entre la zone dangereuse et la zone de sécurité. Cette étape permet au système d’enregistrer un ensemble de positions qui définissent finalement la limite d'avertissement. L'enregistrement se fait au sein d'une borne centrale placée de préférence dans une valise.

[0036] La localisation des émetteurs-récepteurs par rapport aux bornes est effectuée par un système de trilatération ou de triangulation.

[0037] Une particularité de l'invention est que la définition de la zone se fait lors du traçage alors que les bornes ont été initialement posées de façon arbitraire et que la position des bornes de référence est inconnue lors de l'installation du dispositif et le restera tout au long du fonctionnement du dispositif. La résolution de cette contradiction apparente est un élément de l'invention.

[0038] Une seconde particularité est la protection du système contre les erreurs de mesure par la redondance de mesures et par la redondance de canaux de communication entre les bornes, le (ou les) récepteurs) et la valise.

[0039] La figure 1 reprend schématiquement les différents éléments constitutifs du système de l’invention : une personne 1 porteuse d’un tag 6 (se trouvant ici en zone verte), les bornes de référence 3, la borne centrale (et la valise) 4, le traceur 5 et les trois zones de sécurité 7, 8, 9.

Problème générique à résoudre [0040] Le problème à résoudre est d'avertir une ou plusieurs personnes qu'elles sont éventuellement en danger en raison de leur position. Cette position doit pouvoir être obtenue rapidement, avec précision (+/- 10 cm par exemple) en intérieur comme en extérieur. Ce dernier point exclut toute solution basée sur un système de géolocalisation (GPS).

[0041] Le danger est défini selon la position occupée par la (ou les) personne(s). Plus précisément, on veut cartographier, selon l’invention, un espace donné en trois zones : - zone verte : zone dans laquelle il n'y a pas de danger ; - zone orange : zone dans laquelle il n'y a pas de danger mais qui est proche d'une zone de danger ; - zone rouge : zone dans laquelle il y a danger effectif.

[0042] Le problème à résoudre se réduit alors selon deux axes : - fournir une solution pour définir ces trois zones et - fournir une solution pour déterminer dans quelle zone une personne se trouve avec une précision de localisation souhaitée de +/-10 cm par exemple.

Particularités du problème [0043] Les particularités ou exigences du problème à résoudre sont les suivantes : - rapidité de mise en œuvre, - nécessité d’avoir des zones mobiles (autour d'un camion par exemple), - détermination de l'heure et de te position du système, - présence d'obstacles, - protection collaborative, - principe du feu de signalisation avec un code universel à trois zones (vert, rouge, orange) et - détermination rapide d'une frontière.

Solution proposée [0044] La solution proposée est ainsi basée sur un ensemble de bornes de référence qui sont réparties plus ou moins uniformément dans la zone dans laquelle on veut réaliser le positionnement des personnes.

[0045] Ces bornes de référence communiquent entre elles et communiquent également vers une borné centrale. C'est cette borne centrale qui orchestre l'ensemble du système. Dans une implémentation préférée, il est envisagé de placer cette borne centrale dans une valise ert- de la munir d'un écran, tactile ou non, et de boutons-poussoirs.

[0046] Les bornes de référence sont également capables de mesurer la distance qui les sépare par des moyens connus de l'homme de métier. Une solution par exemple est d'utiliser des transmetteurs radio UWB ou des transducteurs ultrasoniques avec une méthode TOF (time offlight).

[0047] On notera que la technologie UWB, comme d'autres technologies, peut évaluer un degré de fiabilité sur la distance renvoyée ainsi que la présence d'obstacles potentiels. Ces informations sont avantageusement utilisées pour rejeter de tout calcul les distances considérées comme non fiables.

Création d'un repère « XY » [0048] Une fois les bornes de référence installées, l'utilisateur demande au système de vérifier le placement des bornes. Pour ce faire, la borne centrale interroge l'ensemble de bornes de référence et leur demande la distance qui les sépare chacune les unes des autres.

[0049] Toute localisation nécessite un repère de référence. Selon l'art antérieur il est toujours requis que ce repère soit défini en assignant des postions connues aux bornes de référence. L’invention proposée ne requiert cependant pas cette lourde contrainte pour un système qui doit être installé rapidement.

[0050] A partir des informations de distance collectées au sujet des bornes de référence, la borne centrale détermine un repère XY qui sera utilisé pour la suite de la localisation. Cette détermination fonctionne en plusieurs étapes (voir aussi figure 2) : 1) Une borne 10 est assignée arbitrairement à la coordonnée (0, 0). 2) Une seconde borne 20 qui est à une distance d est assignée à la coordonnée (d, 0). 3) Une troisième borne 30 est localisée à partir des deux autres en utilisant l'intersection de deux cercles à partir des informations de distance ( = rayon des cercles). Cela crée une ambiguïté car il existe deux intersections possibles. Une des deux positions -est alors choisie arbitrairement. 4) A ce stade, étant donné que trois bornes de référence sont localisées, l'ensemble des autres bornes (par ex. borne 40 sur la figuré) peuvent être localisées par des algorithmes de trilatération connus de l'homme de métier. 5) Une étape de raffinement est possible une fois toutes les coordonnées des bornes déterminées. Cette étape a pour but de rendre insensible l'algorithme de localisation au choix initial des bornes aux étapes 1 ), 2) et 3).

[0051] On notera finalement que le choix des bornes aux étapes 1 ), 2) et 3) peut être basé sur les fiabilités des mesures de distance. On choisira ainsi de préférence les bornes correspondant aux mesures de distance les plus fiables. Détermination d'une frontière de la zone rouge [0052] Il est envisagé, selon l'invention, de déterminer la frontière de la zone rouge d’au moins trois façons différentes à partir de la position des bornes de référence localisées dans un repère XY.

Localisation sur écran tactile [0053] Les bornes de référence sont situées sur un écran tactile dans un repère XY. Il est alors possible de tracer sur l’écran tactile une limite déterminant la zone rouge. La frontière est alors définie comme un ensemble de points faiblement espacés et joints par des segments de droite.

Localisation par un traceur [0054] Comme déjà mentionné ci-dessus, un appareil appelé traceur capable de communiquer avec la borne centrale et les bornes de référence est déplacé le long de la frontière par une personne, en marchant par exemple. La borne centrale interroge périodiquement (typiquement 10x par seconde) le traceur et lui demande les distances-qui le sépare des bornes de référence. A partir de ces informations, la borne centrale détermine les positions successives du traceur et crée ainsi une frontière en joignant ces positions rapprochées par des segments de droite. A titre d’illustration non limitative, le traceur pourrait être matérialisé sous forme d’une roulette munie d’un manche. La roulette pourrait être avantageusement utilisée pour envoyer le signal périodique susmentionné qui correspondrait à un déplacemënt donné de celle-ci.

Localisation géométrique [0055] Dans le cas de bornes de référence placées aux quatre « coins » d'un véhicule tel qu’un camion par exemple, la zone de danger est définie en reliant les quatre bornes de référence par des segmentes de droite et en appliquant une homothétie pour définir un rectangle plus grand qui délimite la zone de danger (rouge), comme représenté sur la figure 3.

[0056] Il est également envisagé de ne considérer la présence du danger que dans la direction de déplacement du véhicule afin de limiter au maximum les alertes qui empêchent les véhicules de se déplacer à cause de la signalisation de faux dangers.

[0057] On notera par ailleurs qu'il est aussi envisagé de localiser les bornes de référence mobiles du camion par rapport aux bornes de référence fixes de la même manière que l'on localise les tags. Grâce à cela, il est possible d'avoir une cartographie complète de la localisation des véhicules et des piétons.

Filtrage de la frontière [0058] Comme expliqué ci-dessus, la frontière est définie par un ensemble de points reliés par des segments de droite. Dans le cas du traceur, si la personne munie du traceur se déplace à une vitesse de 1 m/s et détermine une frontière de 1 km de long, cela représente 10 000 points et segments (si acquisition de 10 points par seconde). Il est donc avantageusement prévu de modifier cette frontière et de la remplacer par un nombre réduit de points et de segments en la « filtrant ». Cette étape est exécutée une seule fois et permet de réduire la puissance de calcul nécessaire à la détermination de la position des tags par rapport aux frontières. La figure 4~ représente un exemple de filtrage de frontière (données brutes obtenues à partir du traceur 50 et frontière après filtrage 51). Détermination d'une frontière de la zone orange [0059] La zone orange est définie par un paramètre de distance par rapport à la zone rouge. Par exemple, on peut décider qu'un tag entre dans la zone orange s’il est à moins de 80 cm de la zone rouge. Etant donné une frontière définie par un ensemble de segments, il est aisé pour l'homme du métier de trouver les algorithmes géométriques nécessaires pour déierminer si un tag est ou non à moins de 80 cm de la frontière. Sécurisation en fonctionnement [0060] En fonctionnement, toute personne qui arrive dans une zone protégée doit obligatoirement porter un tag. Ce tag est un émetteur-récepteur mobile, capable de communiquer avec la borne centrale et capable de mesurer les distances qui le séparent des bornes de référence.

[0061] Une fois que la frontière correspondant aux zones rouge et orange est définie par rapport aux bornes de référence, la borne centrale est à même d’interroger périodiquement l'ensemble des tags pour lesquels elle assure la protection, de déterminer leur position dans le repère XY et d'évaluer cette position par rapport aux frontières des zones préalablement définies.

[0062] Les tags sont avantageusement munis de moyens de signalisation visuels, auditifs et/ou vibratoires. Quand un tag entre dans une zone orange ou rouge, il en est averti par la borne centrale.

[0063] Il est prévu, selon une modalité particulière de l’invention, d’avertir les autres tags de façon à ce que plusieurs personnes formant une équipe puissent se surveiller et se protéger les unes des autres.

[0064] Ainsi, si un tag entre dans une zone rouge, il peut par exemple se mettre à vibrer, émettre un son strident et indiquer une signalisation lumineuse rouge. Les tags portés par les autres personnes ne feront qu'émettre un son par exemple. Ainsi, les porteurs d’un tel tag savent que quelqu'un d'autre du groupe de personnes est en danger.

[0065] L'originalité de la présente invention réside tout d'abord dans la solution apportée pour ne pas avoir à encoder manuellement la localisation des bornes de référence. Une seconde originalité èst la., manière dont la frontière est définie à l'aide d'un traceur puis filtrée. L'idée de rendre le système basé sur la collaboration des personnes est également innovante.

Glossaire - UWB (ultra-wideband signal): signal à large bande (plus de 100 MHz normalisé par IEEE 802.15.4a - 2007). - RTLS : real-time location System. - anchor (point d’ancrage, balise, borne de référence) : objet fixe ou mobile servant de référence pour localiser un autre objet.

Repères de référence 1 personne à protéger 2 frontière de la zone dangereuse (zone rouge) 3 borne de référence 4 borne centrale (avec valise) 5 traceur de frontière 6 tag porté par la personne 7 zone verte 8 zone orange 9 zone rouge

10 borne N°1 dans le repère XY 20 borne N°2 dans le repère XY 30 borne N°3 dans le repère XY 40 borne N°4 dans le repère XY 50 frontière brute 51 frontière filtrée

Claims

REVENDICATIONS

1. Système de protection individuelle ou collective de personnes (1) se trouvant dans une zone potentiellement dangereuse, comprenant : - une pluralité de bornes de référence (3) et une borne centrale (4), réparties dans ladite zone, lesdites bornes de référence (3) communiquant de manière bidirectionnelle entre elles et avec la borne centrale (4), et capables de mesurer la distance qui les sépare les unes des autres avec une précision au moins égale à une valeur prédéterminée, la borne centrale (4) étant capable de déterminer un repère bidimensionnel ou XY, c’est-à-dire d’assigner une position à trois bornes de référence (10, 20, 30) et d’ensuite localiser les autres bornes de référence (40, ...) dans ce repère XY par une méthode de trilatération ; - au moins un émetteur-récepteur mobile, appelé tag ou balise (6), porté par une personne (1) et capable de communiquer bidirectionnellement avec la borne centrale (4) et avec d’autres tags (6), ainsi que de mesurer par trilatération la distance le séparant de chacune des bornes de référence (3), ledit tag (6) étant muni de moyens d’avertissement de danger actionnables par la borne centrale (4) ; - des moyens de traçage (5) d’une frontière (2) de la zone potentiellement dangereuse à partir de la position des bornes de référence (3) une fois localisées dans le repère XY précité, ladite frontière (2) étant destinée à la définition d’au moins une zone dans laquelle la présence d’une personne (1) provoque l’actionnement par la borna centrale (4) des moyens d’avertissement de danger associés au tag (6).
2. Système de protection selon la revendication 1, y caractérisé en ce que la borne centrale (4) est placée dans une valise munie d’un contrôleur et de moyens d’entrées/sorties.
3. Système de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d’entrée/sortie comportent des boutons-poussoirs et un écran, de préférence un écran tactile.
4. Système de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bornes de référence (3) et la borne centrale (4) sont équipées de transmetteurs radio UWB et/ou de transducteurs ultrasoniques.
5. Système de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d’avertissement sont des moyens lumineux, acoustiques et/ou vibratoires.
6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur prédéterminée de précision sur la détermination de la distance, séparant les bornes (3, 4) entre elles, est de 50 cm, de préférence 10 cm.
7. Procédé de mise en œuvre du système de protection individuelle ou collective de personnes (1) dans une zone potentiellement dangereuse, selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par au moins les étapes suivantes : - on installe la pluralité de bornes de référence (3) de façon arbitraire dans la zone potentiellement dangereuse ; - la borne centrale (4) interroge la pluralité de bornes de référence (3) et détermine les distances les séparant les unes des autres ainsi que la distance les séparant de la borne centrale (4) ; - la borne centrale établit un repère de référence bidimensionnel ou XY qui sera utilisé pour la localisation des personnes (1) ; - on détermine et on filtre une frontière fermée (2) de là zone potentiellement dangereuse, dite zone rouge (9), ladite frontière fermée (2) étant définie comme étant un polygone, c’est-à-dire un ensemble de points ou sommets reliés par des segments de droite ou côtés - on détermine une frontière d’une zone se trouvant à l’intérieur de-la zone rouge (9), définissant une zone dite orange (8), la zone se trouvant à l’intérieur de la frontière délimitant la zone orange étant définiescomme la zone de sécurité pour les personnes ou zone verte (7), les étapes précédentes étant des étapes de configuration ; - en fonctionnement, on munit d’un tag (6) chaque personne (1 ) amenée à se trouver dans la zone potentiellement dangereuse ; - la borne centrale (4) interroge périodiquement l’ensemble des tags (6), détermine leur position dans le repère XY et assigne à chacune de ces positions une localisation soit dans la zone verte (7), soit dans la zone orange (8), soit dans la zone rouge (9) ; - si un des tags (6) se trouve dans la zone orange (8) ou rouge (9), la borne centrale (4) actionne les moyens d’avertissement associés audit tag (6) et optionnellement actionne un des moyens d’avertissement associés aux autres tags (6).
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la frontière (2, 50) de la zone rouge (9) est déterminée : - soit en utilisant une localisation des bornes de référence (3) dans le repère XY affichée sur un écran tactile associé à la borne centrale (4) et en traçant ladite frontière (2, 50) sur l’écran tactile sous forme du polygone précité ; - soit en utilisant un appareil appelé traceur (5) qui communique avec la borne centrale (4) et les bornes de référence (3), la borne centrale (4) interrogeant périodiquement le traceur (5) lorsqu’il est déplacé dans la zone et lui demandant les distances respectives le séparant des bornes de référence (3), ce qui permet à la borne centrale (4) de déterminer les positions successives du traceur dans le repère XY et de créer la frontière (2, 50) en joignant ces positions par des segments de droite pour créer le polygone précité ; - soit par localisation géométrique en partant des positions d’unè pluralité de bornes de référence (3) dans le repère XY et en appliquant une homothétie pour définir une frontière (2, 50) qui englobe le polygone réalisé par les bornes de référence.
9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtrage de la frontière (2, 50) de la zone rouge (9) est réalisé en remplaçant les sommets constitutifs du polygone précité par un nombre réduit de sommets reliés par des segments de droite ou côtés, de sorte que la frontière filtrée (51 ) corresponde sensiblement à la frontière de départ (2, 50).
10. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la frontière de la zone orange (8) est déterminée à partir de la frontière (2) de la zone rouge (9) en créant un polygone intérieur par homothétie, la distance correspondante au retrait étant comprise entre 50 cm et 1 m.
11. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le repère XY est établi de la manière suivante par la borne centrale (4) : - une première borne (10) est assignée arbitrairement à la coordonnée (0, 0); - une deuxième borne (20) se trouvant à une distance d est assignée à la coordonnée (d, 0) ; - une troisième borne (30) est localisée à partir des deux bornes précitées (10, 20) en utilisant l’intersection de deux cercles à partir des distances respectives de la troisième borne (30) par rapport aux deux bornes précitées (10, 20), une des deux intersections possibles étant choisie arbitrairement comme position de la troisième borne (30) ; - les bornes suivantes (40, ...) sont localisées à partir des trois premières bornes (10, 20, 30) en utilisant un algorithme de trilatération.
12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu’une étape de raffinement est utilisée pour rendre insensible l’algorithme de localisation au choix initial des trois premières bornes (10, 20, 30).