EP4592161A1 - Procédé de localisation d'un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d'ordinateur associés - Google Patents

Procédé de localisation d'un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d'ordinateur associés

Info

Publication number
EP4592161A1
EP4592161A1 EP25153831.0A EP25153831A EP4592161A1 EP 4592161 A1 EP4592161 A1 EP 4592161A1 EP 25153831 A EP25153831 A EP 25153831A EP 4592161 A1 EP4592161 A1 EP 4592161A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
track
signatures
profile
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25153831.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bastian SIMONI
Jean-Paul ARCANJO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Alstom Holdings SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Holdings SA filed Critical Alstom Holdings SA
Publication of EP4592161A1 publication Critical patent/EP4592161A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates

Definitions

  • the invention relates to a method for locating a vehicle.
  • the invention also relates to an electronic device for locating a vehicle, and to a computer program product suitable for implementing the locating method.
  • the invention relates to the field of locating a vehicle moving on a railway track.
  • the method comprises generating a plurality of hypotheses of the vehicle's position. Then, the method comprises, at a characteristic instant, a measurement of an inclination of the track on which the vehicle is traveling, a measurement of the vehicle's speed and a measurement of the vehicle's acceleration. From the measurements obtained at the characteristic instant, the method comprises calculating the probability of each hypothesis being true using a Bayesian network. The method further comprises applying particle filter(s) to the probabilities to obtain the vehicle's position.
  • the object of the invention is therefore to propose a method for locating a vehicle which is simpler to implement.
  • the present invention relates to a method for locating a vehicle according to claim 1.
  • the method comprises one or more of the characteristics corresponding to claims 2 to 7, taken in isolation or in all technically possible combinations.
  • the electronic location device comprises the characteristic corresponding to claim 9.
  • the present invention also relates to a computer program product according to claim 10.
  • vehicle 10 is a railway vehicle, such as a train, subway or tram.
  • the vehicle 10 is moving on a track 13.
  • the track 13 typically comprises rails 15.
  • the vehicle 10 comprises on-board communication means 20, an electronic location device 25 capable of locating the vehicle 10, and optionally an external positioning device 30 configured to obtain a position L r , ⁇ r of the vehicle 10, called the received position, by means external to the vehicle 10 not shown, and to transmit the received position L r , ⁇ r to the location device 25.
  • the on-board communication means 20 are connected to the location device 25 and configured to exchange signals with remote communication means 32, themselves connected to a remote database 35.
  • the remote communication means 32 and the database 35 are for example located in a centralized station such as a server room, several kilometers away from the vehicle 10. Such a database 35 is then able to exchange signals, via the remote communication means 32, with a plurality of vehicles 10.
  • the database 35 is included within the vehicle 10, and is directly connected to the electronic location device 25.
  • a part of the database 35 comprising the data corresponding to the route planned by the vehicle 10 is loaded into the location device 25 prior to the movement of the vehicle 10.
  • the location device 25 comprises a set of sensor(s) 40, a computer 45 capable of processing quantities measured by the set of sensor(s) 40, and optionally an audible or luminous warning device 46.
  • the on-board communication means 20 are included in the location device 25.
  • the set of sensor(s) 40 is capable of measuring at successive times t i , a speed V of the vehicle 10 and at least one inclination of the track 13 in at least one direction.
  • the set of sensor(s) 40 comprises for example a first angular sensor 50, a second angular sensor 55, a speed sensor 60 and optionally a time sensor 65 and an altitude sensor 70.
  • the first angular sensor 50 is configured to measure a pitch angle ⁇ of the vehicle 10.
  • the vehicle 10 being in contact with the track 13 via the rails 15, the pitch angle ⁇ of the vehicle 10 is representative of a slope of the track 13.
  • the pitch angle ⁇ characterizes a variation in altitude of the vehicle 10 as it advances on the track 13.
  • the pitch angle ⁇ is positive.
  • the pitch angle ⁇ is negative.
  • the second angular sensor 55 is configured to measure a roll angle ⁇ of the vehicle 10.
  • the roll angle ⁇ is representative of a cant of the track 13.
  • the term cant is understood here in the sense of an angle defined around a longitudinal axis X along which the track 13 extends.
  • the vehicle 10 is suitable for traveling along the longitudinal axis X.
  • the associated roll angle ⁇ is positive.
  • the associated roll angle ⁇ is negative.
  • the roll angle ⁇ is substantially zero.
  • the unit of measurement for the pitch angles ⁇ and roll angles ⁇ is, for example, the degree, noted °.
  • the first 50 and second 55 angular sensors are for example included in a two-axis inclinometer, integrated into the vehicle 10.
  • the speed sensor 60 is configured to measure the speed V of the vehicle 10 along the longitudinal axis X. Alternatively, the speed sensor 60 receives the speed V of the vehicle 10 from an on-board computer not shown and included in the vehicle 10.
  • the unit of measurement of the speed V of the vehicle 10 is for example the kilometer/hour.
  • the time sensor 65 is configured to measure the elapsed time. More specifically, the stopwatch 65 is configured to measure each measurement instant t i , at which the set of sensor(s) 40 performs a measurement.
  • the altitude sensor 70 is configured to measure an altitude of the vehicle 10 above sea level.
  • the altitude sensor 70 is known per se and is, for example, suitable for measuring the altitude of the vehicle 10 from ambient air pressure measurements.
  • the unit of altitude H is, for example, the meter.
  • the set of sensor(s) 40 is configured to measure the pitch angle ⁇ , the roll angle ⁇ , the speed V, and optionally the measurement instant t i , and the altitude H.
  • a duration between two measurement instants t i is for example equal to five seconds or fifteen seconds.
  • the acquisition frequency of each sensor 50, 55, 60, 65, 70 is preferably equal, so that at each measurement instant t i , each sensor 50, 55, 60, 65, 70 performs a measurement simultaneously.
  • the set of sensor(s) 40 is configured to form, for each measurement instant t i , a set of measurements, and to form an instantaneous profile of the channel 13 by concatenation of the successive sets of measurements.
  • the set of sensor(s) 40 is further configured to send to the computer 45, the instantaneous profile of the channel 13.
  • the instantaneous profile of track 13 is a set of data measured at successive times and characterizing a temporal evolution of the data of track 13 traveled by the vehicle 10 between a first measurement time t 1 and a last measurement time.
  • the set of sensor(s) 40 is configured to send each data set to the computer 45.
  • the computer 45 is then configured to generate the instantaneous profile of the channel 13 by concatenating the received data sets.
  • the computer 45 comprises a processor 75 and a memory 80.
  • the memory 80 is suitable for storing software modules, or software bricks, intended to be executed by the processor 75.
  • the computer 45 comprises a plurality of communication ports, in particular ports of the universal serial bus type (from the English Universal Serial Bus or USB ), or even Ethernet ports, via which the computer 45 is connected to the set of sensor(s) 40 and to the on-board communication means 20, by connectors.
  • the computer 45 is configured to exchange data with equipment external to the vehicle 10 via the on-board communication means 20.
  • the memory 80 comprises a comparison software module 85, a determination software module 90, and optionally an update software module 95, a calculation software module 100, a selection software module 105, and a detection software module 110.
  • the comparison module 85 is configured to compare the instantaneous profile, received from the set of sensor(s) 40, to a plurality of signatures received from the database 35 via the on-board communication means 20.
  • These communication means can be supported by general public networks, or private networks. They can use GSM-R technologies, or even FRMCS.
  • each signature defines a profile of the track 13 over time. More specifically, each signature comprises data characteristic of the track 13. In particular, each signature is specific to a position expressed by a longitude L and a latitude ⁇ . Each signature comprises a slope ⁇ ' and a superelevation ⁇ ' of the track 13 at the aforementioned position. For example, each signature corresponds to measurements made by a machine (not shown) having traveled on the track 13 before the vehicle 10 and of which a position L, ⁇ at each instant was known. Thus, the slope ⁇ ' and the superelevation ⁇ ' are respectively measurements of the pitch and roll angle of the machine, acquired at a respective instant t' i of the signature. Furthermore, each signature comprises a speed V' of the machine at the instant t' i of the signature, the instant t' i of the signature, and the altitude H' of the machine at the instant t' i of the signature.
  • the comparison module 85 is therefore configured to compare the measurements of each of the instantaneous profile of the channel 13 and the signatures.
  • the comparison module 85 is for example configured to generate a likelihood indicator between the instantaneous profile and a part of the signatures of the database 35.
  • the likelihood indicator characterizes similarities between the instantaneous profile and a part of the signatures. Thus, the higher the likelihood indicator, the more the instantaneous profile corresponds to the part of the signatures.
  • the comparison module 85 is configured to calculate an integral of each measurement with respect to time.
  • figure 2 graphically represents an example of temporal evolutions of the roll angle ⁇ by circles connected by solid lines, and of the cant ⁇ ' by crosses connected by dotted lines.
  • the data to be integrated are discrete.
  • each integral is for example obtained using a method of rectangles, trapezoids or Runge-Kutta of order four. Consequently, the comparison module 85 is configured to generate the likelihood indicator from the difference(s) between the integrals of the instantaneous profile and those of the signatures.
  • the comparison module 85 is further configured to identify, among the plurality of signatures, those corresponding to the instantaneous profile.
  • the comparison module 85 is for example configured to apply an operational search algorithm on the likelihood indicator by varying the chosen signatures, the algorithm providing a set of signatures, called identified signatures, maximizing the likelihood indicator with the instantaneous profile.
  • the identified signatures are specific to the section traveled by the vehicle 10, and for which the instantaneous profile is measured.
  • the comparison module 85 is configured to, prior to the comparison, perform a resampling of the datasets of the instantaneous profile.
  • the comparison module 85 is configured to, if the speeds of the instantaneous profile differ from those of the signatures by more than a first predefined value, resample the datasets of the instantaneous profile.
  • the comparison module 85 is configured to, if necessary, delete one or more datasets of the instantaneous profile and/or add, to the instantaneous profile, one or more additional datasets, corresponding to an additional instant between two instantaneous profile measurement instants.
  • the measurements of the additional dataset are then obtained, for example, by averaging the measurements of the dataset at the instant preceding the additional instant and the measurements of the dataset at the instant following the additional instant in the instantaneous profile.
  • the comparison module 85 is then configured to adapt the instantaneous profile speed measurements to match the V speeds of the signatures.
  • the speeds V' of the signatures of the database 35 are two times lower than those of the vehicle 10 contained in the instantaneous profile of the track.
  • the roll angle ⁇ has a similar evolution to that of the superelevation ⁇ ' of the signatures represented.
  • the shape of the curve representing the roll angle ⁇ is more contracted than that representing the superelevation ⁇ ', because the speeds of the instantaneous profile are greater than those of the signatures represented.
  • the comparison module 85 is then configured to add between each data set of the instantaneous profile of the track 13, an additional data set.
  • the additional data set between the first two data sets of the instantaneous profile of the track 13 comprises for example an additional pitch angle ⁇ " equal to 1.05°, an additional roll angle ⁇ " equal to 2.2°, an additional measurement instant t" i equal to t 1 +2.5, an additional altitude H" equal to 113 m.
  • the speed V" of the additional set is for example equal to 140.5 km/h.
  • the determination module 90 is configured to determine a position L D , ⁇ D of the vehicle 10 from the position L, ⁇ of at least one of the identified signatures. For this, the determination module 90 is configured to determine the longitude L D of the vehicle 10, for example equal to the average of the longitudes L of the identified signatures, and the latitude ⁇ D , for example equal to the average of the latitudes ⁇ of the identified signatures. In the example of tables Table 1 and Table 2 and of the figure 2 , the determination module 90 is configured to determine a position whose longitude L D is equal to -1.1510 and whose latitude ⁇ D is equal to 46.1605. Alternatively, the determined position L D , ⁇ D is equal to the position L, ⁇ of the selected signature whose instant t' i is the latest.
  • the update module 95 is configured to update the database 35 from the instantaneous profile of the channel 13 and the determined position L D , ⁇ D .
  • the update module 95 is then configured to generate a new signature comprising the determined position L D , ⁇ D and one of the data sets of the instantaneous profile or a combination of the data sets of the instantaneous profile.
  • the generated signature comprises for example the determined position L D , ⁇ D and the data set of the instantaneous profile corresponding to the latest measurement instant t i .
  • the update module 95 is further configured to send the newly generated signature to the database 35, via the on-board communication means 20.
  • the newly generated signature is then included in the database 35.
  • the calculation module 100 is configured to, when the vehicle 10 comprises the external positioning device 30, receive the received position L r , ⁇ r from said external positioning device 30.
  • the received position L r , ⁇ r comprises a received longitude L r and a received latitude ⁇ r .
  • the calculation module 100 is further configured to calculate an improved position of the vehicle 10, comprising an improved longitude L a and an improved latitude ⁇ a , from the position determined L D , ⁇ D by the determination module 90 and the received position L r , ⁇ r .
  • the calculation module 100 is configured to perform a data fusion between the determined position L D , ⁇ D and the received position L r , ⁇ r .
  • the calculation module 100 is optionally configured to further replace the longitude L D and latitude ⁇ D determined by the improved longitude L a and the improved latitude ⁇ a in the signature newly generated by the update module 95.
  • the selection module 105 is configured to, when the vehicle 10 comprises the external positioning device 30, select from the plurality of signatures in the database 35, the signature(s) whose position L, ⁇ differs from the received position L r , ⁇ r by at most a second value.
  • the selection module 105 is configured to select the signatures whose position L, ⁇ is within a predefined perimeter around the received position L r , ⁇ r .
  • the selection module 105 is configured to define a circle around the received position L r , ⁇ r whose radius is equal to the second value, and to select, from the signatures in the database 35, the signature(s) whose position L, ⁇ is included in said circle.
  • the anomaly detection module 110 is configured to compare each pitch ⁇ and roll ⁇ measurement of the instantaneous profile, with the slopes ⁇ ' and cant ⁇ ' of each signature selected by the selection module 105.
  • the detection module 110 is further configured to detect an anomaly if, when comparing the inclination measurements of the instantaneous profile and that of the selected signatures, at least a difference between two compared inclination measurements is greater than a third value.
  • the detection module 110 is configured to calculate an average of the pitch ⁇ and roll ⁇ measurements of the instantaneous profile, and an average of the slopes ⁇ ' and the cants ⁇ ' of the selected signatures.
  • the detection module 110 is configured to detect the anomaly if one of the differences between the pitch and slope averages and between the roll and cant averages is greater than the third value, in absolute value.
  • the detected anomaly therefore corresponds to a discrepancy between the angles ⁇ , ⁇ measured by the set of sensor(s) 40 and the slopes ⁇ ' or superelevations ⁇ ' of the selected signatures.
  • a discrepancy is for example due to a landslide, to an error during the constitution of the database 35, or to a calibration error of the first 50 and/or second 55 angular sensor(s).
  • the detection module 110 is configured to detect inconsistencies between the measurements made by the vehicle 10 and those present in the database 35.
  • the detection module 110 is further optionally configured to, in the event of detection of an anomaly(ies), send an alarm signal to the warning device 46 of the vehicle 10.
  • the warning device 46 is configured to then emit an audible signal or light up an indicator light, intended to alert a driver of the vehicle 10.
  • the detection module 110 is configured to send the alarm signal to the database 35, via the on-board communication means 20.
  • the external positioning device 30 is configured to obtain the received position L r , ⁇ r by communication with systems external to the vehicle 10, not shown.
  • the external positioning device 30 is, for example, a GNSS ( Global Navigation Satellite System ) receiver integrated into the on-board computer of the vehicle 10.
  • the external positioning device 30 is then configured to exchange signals with satellites and obtain the received position L r , ⁇ r of the vehicle 10 according to a technique known per se.
  • the external positioning device 30 can also use satellite-based augmentation systems, also called SBAS ( Satellite Based Augmentation System).
  • SBAS Satellite Based Augmentation System
  • the external positioning device 30 is a GSM ( Global System for Mobile Communications ) module configured to exchange signals with telephone relay antennas not shown and to deduce the position L r , ⁇ r of the vehicle 10 from said signals according to a technique known per se.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the external positioning device 30 is configured to directly receive the position L r , ⁇ r of the vehicle 10 from a beacon not shown on the track 13 capable of communicating with said device 30.
  • the external positioning device 30 is connected to the computer 45 and is configured to send to the computer 45 the received position of the vehicle 10.
  • the software modules 85, 90, 95, 100, 105, and 110 of the computer 45 are relocated to the server room where the database 35 is located.
  • the computer 45 is only a relay used to transmit the instantaneous profile to the set of software modules 85, 90, 95, 100, 105, and 110, via the on-board communication means 20.
  • the database 35 Prior to the vehicle 10 being put into circulation on the track 13, the database 35 is generated from measurements taken by one or more machines traveling on the track 13 and acquiring at different successive times t' i measurements of their longitude L, their latitude ⁇ , their speed V', the slope ⁇ ' of the track 13 and/or the superelevation ⁇ ' of the track 13.
  • the machine(s) also acquire measurements of the altitude H' of the track 13, and the measurement time t' i . These measurements are compiled in the form of a plurality of signatures and stored in the database 35, thus forming a profile of the track 13 over time.
  • the vehicle 10 is traveling on track 13 and its driver, or an automation system allowing automatic piloting, wishes to determine the position L D , ⁇ D of said vehicle 10.
  • the set of sensor(s) 40 measures, at successive measurement times t i , the speed V, the pitch angle ⁇ and/or the roll angle ⁇ of the vehicle 10.
  • the set of sensor(s) 40 further measures the altitude H of the vehicle 10 as well as the measurement time t i at which the measurements are taken.
  • the measurements form a data set. All of the data sets then form an instantaneous profile of the track 13. The instantaneous profile of the track 13 is then sent, by the set of sensor(s) 40, to the computer 45.
  • the comparison software module 85 resamples the instantaneous profile of the channel 13 by adding one or more additional data sets to the instantaneous profile of the channel 13, or by deleting data sets from the instantaneous profile and modifying the speeds V of the instantaneous profile so that they correspond to the speeds V' of the signatures.
  • the comparison module 85 compares the instantaneous profile and the signatures of the database 35.
  • the comparison module 85 compares the pitch measurements ⁇ with the slopes ⁇ ', the roll measurements ⁇ with the cants ⁇ ', and optionally the altitude measurements H with the altitudes H' of the track 13.
  • the comparison module 85 calculates, for example, a likelihood indicator between the instantaneous profile and a portion of the plurality of signatures.
  • the comparison module 85 applies an operational search algorithm to the likelihood indicator by varying the signatures of the database.
  • the comparison module 85 identifies, among the plurality of signatures, which correspond to the instantaneous profile of the track, that is to say those which maximize the likelihood indicator. The identified signatures then correspond to the section of the track 13 described by the instantaneous profile.
  • the determination module 90 determines the position L D , ⁇ D of the vehicle 10 from the positions L, ⁇ of the identified signatures.
  • the determined position L D , ⁇ D comprises for example a determined longitude L D equal to the average of the longitudes L of the identified signatures, and a determined latitude ⁇ D equal to the average of the latitudes ⁇ of the identified signatures.
  • the computer 45 receives the received position L r , ⁇ r from the external positioning device 30.
  • the received position includes for example the received longitude L r and the received latitude ⁇ r .
  • the calculation module 100 calculates the improved position L a , ⁇ a by data fusion between the determined position L D , ⁇ D and the received position L r , ⁇ r .
  • the calculation module 100 implements for example the techniques described in the CLUG project, meaning Certifiable Localisation Unit based on GNSS (from the English, Certifiable Localisation Unit with GNSS ) .
  • the update module 95 generates the newly generated signature from the datasets of the instantaneous profile and the determined position L D , ⁇ D , as described previously.
  • the update module 95 then sends the newly generated signature to the database 35, via the on-board communication means 20.
  • the newly generated signature is then added to the plurality of signatures in the database 35.
  • the calculation module 100 replaces the determined position L D , ⁇ D with the improved position L a , ⁇ a in the newly generated signature.
  • the selection module 105 selects, from among the signatures of the database 35, the one(s) whose position L, ⁇ differs from the received position L r , ⁇ r by at most the second value. In other words, the selection module 105 calculates a distance between the received position L r , ⁇ r and the position L, ⁇ of each signature and selects the signatures for which said distance is less than the second value.
  • the detection module 110 compares the inclination measurements ⁇ , ⁇ of the instantaneous profile to the slopes ⁇ ' and the superelevations ⁇ ' of the selected signatures. More specifically, the detection module 110 compares the pitch measurements ⁇ to the slope ⁇ ' of each selected signature and the roll measurements ⁇ to the superelevation ⁇ ' of each selected signature.
  • the detection module 110 detects the anomaly.
  • the detection module 110 sends the alarm signal to the warning device 46 and/or to the database 35, via the on-board communication means 20.
  • the selection step 270, the second comparison step 280, the detection step 290 and the sending step 300 optional, precede, or are carried out in parallel with the calculation steps 250 and update steps 260.
  • the location method and the electronic location device 25 simplify, in particular thanks to the first comparison step 230, the determination of the location of the vehicle 10.
  • the location device 25 is able to determine the location of the vehicle 10 even when it cannot communicate with any external system, particularly in a tunnel or in an area without network coverage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de localisation d'un véhicule (10) notamment ferroviaire, en mouvement sur une voie (13). Le procédé comprend les étapes suivantes :
- mesure, à des instants successifs, d'une vitesse du véhicule et d'une inclinaison (α) de la voie selon au moins une direction pour obtenir un jeu de données à chaque instant, l'ensemble de jeux de données formant un profil instantané de la voie,
- comparaison du profil instantané à une pluralité de signatures, et identification de signatures correspondant au profil instantané et définissant un tronçon du profil de la voie, chaque signature comportant : une mesure de vitesse, une mesure d'inclinaison de la voie selon une direction, et une position, et
- détermination d'une position du véhicule en fonction de la position de l'au moins une signature identifiée.

Description

  • L'invention concerne un procédé de localisation d'un véhicule.
  • L'invention porte aussi sur un dispositif électronique de localisation d'un véhicule, et sur un produit programme d'ordinateur adapté pour mettre en oeuvre le procédé de localisation.
  • L'invention concerne le domaine de la localisation de véhicule en mouvement sur une voie ferrée.
  • On connaît du document DE 10 2012 209311 un procédé de localisation d'un véhicule ferroviaire. Le procédé comprend une génération d'une pluralité d'hypothèses de position du véhicule. Puis, le procédé comprend à un instant caractéristique, une mesure d'une inclinaison de la voie sur laquelle le véhicule circule, une mesure de la vitesse du véhicule ainsi qu'une mesure d'accélération du véhicule. A partir des mesures obtenues à l'instant caractéristique, le procédé comprend le calcul de la probabilité de véracité de chaque hypothèse à l'aide d'un réseau Bayésien. Le procédé comprend en outre l'application de filtre(s) à particules aux probabilités pour obtenir la position du véhicule.
  • Cependant, un tel procédé de localisation est complexe à mettre en oeuvre.
  • L'objet de l'invention est donc de proposer un procédé de localisation d'un véhicule plus simple à mettre en oeuvre.
  • À cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de localisation d'un véhicule selon la revendication 1.
  • Selon des modes de mise en oeuvre particuliers, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques correspondant aux revendications 2 à 7, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
  • La présente invention se rapporte aussi à un dispositif électronique de localisation d'un véhicule selon la revendication 8.
  • Selon un mode de mise en oeuvre particulier, le dispositif électronique de localisation comprend la caractéristique correspondant à la revendication 9.
  • La présente invention concerne également un produit programme d'ordinateur selon la revendication 10.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui suit, de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • [Fig.1] la figure 1 est une représentation schématique partielle d'un véhicule ferroviaire comprenant un dispositif électronique de localisation selon l'invention, le dispositif communiquant avec une base de données ;
    • [Fig.2] la figure 2 est une représentation graphique d'évolutions de mesures de roulis d'un véhicule et de dévers d'un tronçon d'une voie dans le temps; et
    • [Fig.3] la figure 3 est un organigramme d'un exemple de mise en oeuvre d'un procédé de localisation selon l'invention.
  • Un exemple d'une portion d'un véhicule 10 est illustré par la figure 1. Par exemple, le véhicule 10 est un véhicule ferroviaire, tel qu'un train, un métro ou tramway.
  • Le véhicule 10 est en mouvement sur une voie 13. Lorsque le véhicule 10 est un véhicule ferroviaire, la voie 13 comprend typiquement des rails 15.
  • Le véhicule 10 comprend des moyens de communication embarqués 20, un dispositif électronique de localisation 25 propre à localiser le véhicule 10, et optionnellement un dispositif de positionnement externe 30 configuré pour obtenir une position Lr, λr du véhicule 10, dite position reçue, par des moyens externes au véhicule 10 non-représentés, et pour transmettre la position reçue Lr, λr au dispositif de localisation 25.
  • Les moyens de communication embarqués 20 sont connectés au dispositif de localisation 25 et configurés pour échanger des signaux avec des moyens de communication déportés 32, eux même connectés à une base de données 35 déportée. Les moyens de communication déportés 32 et la base de données 35 sont par exemples localisés dans une station centralisée telle qu'une salle de serveurs, distante du véhicule 10 de plusieurs kilomètres. Une telle base de données 35 est alors apte à échanger des signaux, via les moyens de communication déportés 32, avec une pluralité de véhicules 10.
  • En variante, la base de données 35 est incluse au sein du véhicule 10, et est directement connectée au dispositif électronique de localisation 25.
  • En variante encore, une partie de la base de données 35 comprenant les données correspondant au trajet prévu par le véhicule 10 est chargée au sein du dispositif de localisation 25 préalablement à la circulation du véhicule 10.
  • Les données contenues dans la base de données 35 seront détaillées ci-après.
  • Le dispositif de localisation 25, comprend un ensemble de capteur(s) 40, un ordinateur 45 propre à traiter des grandeurs mesurées par l'ensemble de capteur(s) 40, et optionnellement un avertisseur sonore ou lumineux 46.
  • Optionnellement, les moyens de communication embarqués 20 sont compris dans le dispositif de localisation 25.
  • L'ensemble de capteur(s) 40 est propre à mesurer à des instants successifs ti, une vitesse V du véhicule 10 et au moins une inclinaison de la voie 13 selon au moins une direction. A cet effet, l'ensemble de capteur(s) 40 comprend par exemple un premier capteur angulaire 50, un deuxième capteur angulaire 55, un capteur de vitesse 60 et optionnellement un capteur de temps 65 et un capteur d'altitude 70.
  • Le premier capteur angulaire 50 est configuré pour mesurer un angle de tangage α du véhicule 10. Le véhicule 10 étant en contact avec la voie 13 via les rails 15, l'angle de tangage α du véhicule 10 est représentatif d'une pente de la voie 13. Autrement dit, l'angle de tangage α caractérise une variation d'altitude du véhicule 10 au fur et à mesure qu'il avance sur la voie 13. Ainsi, lorsque la voie 13 présente une côte, l'angle de tangage α est positif. À contrario, lorsque la voie 13 présente une descente, l'angle de tangage α est négatif.
  • Le deuxième capteur angulaire 55 est configuré pour mesurer un angle de roulis β du véhicule 10. De manière analogue à l'angle tangage α, l'angle de roulis β est représentatif d'un dévers de la voie 13. La dénomination dévers est entendue ici au sens d'un angle défini autour d'un axe longitudinal X le long duquel la voie 13 s'étend. Le véhicule 10 est propre à circuler le long de l'axe longitudinal X. Par convention, pour un passager du véhicule 10 regardant dans le sens de circulation du véhicule 10, lorsque le véhicule 10 penche vers la gauche, l'angle de roulis β associé est positif. Toujours par convention, pour ce même passager, lorsque le véhicule 10 penche vers la droite, l'angle de roulis β associé est négatif. Il en résulte que lorsque le véhicule 10 ne penche ni vers la gauche ni vers la droite, l'angle de roulis β est sensiblement nul.
  • On remarque que pour un véhicule ferroviaire, lorsque les rails 15 sont tels que le véhicule 10 effectue un virage vers la gauche, l'angle de roulis β est positif. De manière analogue, lorsque les rails 15 sont telles que le véhicule 10 effectue un virage vers la droite, l'angle de roulis β est négatif.
  • L'unité de mesure des angles de tangage α et de roulis β est par exemple le degré, noté °.
  • Les premier 50 et deuxième 55 capteurs angulaires sont par exemple compris dans un inclinomètre deux axes, intégré au véhicule 10.
  • Le capteur de vitesse 60 est configuré pour mesurer la vitesse V du véhicule 10 selon l'axe longitudinal X. En variante, le capteur de vitesse 60 reçoit la vitesse V du véhicule 10 depuis un ordinateur de bord non représenté et inclus dans le véhicule 10. L'unité de mesure de la vitesse V du véhicule 10 est par exemple le kilomètre/heure.
  • Le capteur de temps 65, ou chronomètre, est configuré pour mesurer le temps qui s'écoule. Plus spécifiquement, le chronomètre 65 est configuré pour mesurer chaque instant de mesure ti, auquel l'ensemble de capteur(s) 40 effectue une mesure.
  • Le capteur d'altitude 70, ou altimètre est configuré pour mesurer une altitude du véhicule 10 au-dessus du niveau de la mer. Le capteur d'altitude 70 est connu en soi et est par exemple propre à mesurer l'altitude du véhicule 10 à partir de mesure de pression de l'air ambiant. L'unité de l'altitude H est par exemple le mètre.
  • A chaque instant de mesure ti, l'ensemble de capteur(s) 40 est configuré pour mesurer l'angle de tangage α, l'angle de roulis β, la vitesse V, et optionnellement l'instant de mesure ti, et l'altitude H. Une durée entre deux instants de mesure ti est par exemple égale à cinq secondes ou quinze secondes. Ainsi, la fréquence d'acquisition de chaque capteur 50, 55, 60, 65, 70 est de préférence égale, de sorte qu'à chaque instant de mesure ti, chaque capteur 50, 55, 60 ,65 ,70 effectue une mesure simultanément.
  • L'ensemble de capteur(s) 40 est configuré pour former, pour chaque instant de mesure ti, un jeu de mesures, et pour former un profil instantané de la voie 13 par concaténation des jeux de mesures successifs. L'ensemble de capteur(s) 40 est configuré pour en outre envoyer à l'ordinateur 45, le profil instantané de la voie 13. Un exemple de profil instantané de la voie est représenté dans le tableau 1 suivant : [Table 1]
    V (km/h) 280 281 279 280
    α (°) 1,1 1,0 1,0 0,9
    β (°) 2,1 2,3 2,5 1,9
    ti (s) t1 t1+5 t1+10 t1+15
    H (m) 112 114 115 115
    où t1 désigne un instant de mesure arbitrairement choisi.
  • Le profil instantané de la voie 13 est un ensemble de données mesurées à des instants successifs et caractérisant une évolution temporelle des données de la voie 13 parcouru par le véhicule 10 entre un premier instant de mesure t1 et un dernier instant de mesure.
  • En variante, l'ensemble de capteur(s) 40 est configuré pour envoyer à l'ordinateur 45, chaque jeu de données. L'ordinateur 45 est alors configuré pour générer le profil instantané de la voie 13 par concaténation des jeux de données reçus.
  • L'ordinateur 45 comprend un processeur 75 et une mémoire 80. La mémoire 80 est propre à stocker des modules logiciels, ou briques logicielles, destinés à être exécutés par le processeur 75. En outre, l'ordinateur 45 comprend une pluralité de ports de communication, notamment des ports du type bus universels en séries (de l'anglais Universal Serial Bus ou USB), ou encore ports Ethernet, via lesquels l'ordinateur 45 est relié à l'ensemble de capteur(s) 40 et aux moyens de communication embarqués 20, par de la connectique. L'ordinateur 45 est configuré pour échanger des données avec des équipements externes au véhicule 10 via les moyens de communication embarqués 20.
  • La mémoire 80 comprend un module logiciel de comparaison 85, un module logiciel de détermination 90, et optionnellement un module logiciel de mise à jour 95, un module logiciel de calcul 100, un module logiciel de sélection 105, et un module logiciel de détection 110.
  • Le module de comparaison 85 est configuré pour comparer le profil instantané, reçu depuis l'ensemble de capteur(s) 40, à une pluralité de signatures reçues depuis la base de données 35 via les moyens de communication embarqués 20. Ces moyens de communication peuvent être supportés par des réseaux grand public, ou bien privés. Ils peuvent utiliser les technologies GSM-R, ou encore FRMCS.
  • La pluralité de signatures définit un profil de la voie 13 dans le temps. Plus spécifiquement, chaque signature comprend des données caractéristiques de la voie 13. En particulier, chaque signature est spécifique d'une position exprimée par une longitude L et une latitude λ. Chaque signature comprend une pente α' et un dévers β' de la voie 13 à la position susmentionnée. Par exemple, chaque signature correspond à des mesures effectuées par un engin non représenté ayant circulé sur la voie 13 avant le véhicule 10 et dont une position L, λ à chaque instant était connue. Ainsi, la pente α' et le dévers β' sont respectivement des mesures d'angle de tangage et de roulis de l'engin, acquise à un instant t'i respectif de la signature. En outre, chaque signature comprend une vitesse V' de l'engin à l'instant t'i de la signature, l'instant t'i de la signature, et l'altitude H' de l'engin à l'instant t'i de la signature.
  • Un exemple de profil dans le temps d'un tronçon de la voie 13 est présenté dans le tableau suivant : [Table 2]
    V' (km/h) 140 139 139 137 137 139 140 141
    α' (°) 1,0 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,9 1,0
    β' (°) 2,1 2,3 2,4 2,4 2,5 2,1 1,9 1,7
    t'i (s) t'0 t'0+5 t'0+10 t'0+15 t'0+20 t'0+25 t'0+30 t'0+35
    H' (m) 112 113 113 114 114 115 115 115
    L (°) -1,1511 -1,1511 -1,1510 -1,1510 -1,1510 -1,1510 -1,1510 -1,1509
    λ (°) 46,1603 46,1604 46,1604 46,1605 46,1606 46,1606 46,1606 46,1606
    où t'0 est un instant arbitrairement choisi.
  • Le module de comparaison 85 est donc configuré pour comparer les mesures de chacun du profil instantané de la voie 13 et les signatures. A cet effet, le module de comparaison 85 est par exemple configuré pour générer un indicateur de vraisemblance entre le profil instantané et une partie des signatures de la base de données 35.
  • L'indicateur de vraisemblance caractérise des similitudes entre le profil instantané et une partie des signatures. Ainsi, plus l'indicateur de vraisemblance est élevé, plus le profil instantané correspond à la partie des signatures.
  • Plus particulièrement, dans un exemple le module de comparaison 85 est configuré pour calculer une intégrale de chaque mesure par rapport au temps. La figure 2 représente graphiquement un exemple d'évolutions temporelles de l'angle de roulis β par des cercles reliés par des traits pleins, et du devers β' par des croix reliées par des traits en pointillé. Ainsi, comme visible sur la figure 2, les données à intégrer sont discrètes. Ainsi chaque intégrale est par exemple obtenue à l'aide d'une méthode des rectangles, des trapèzes ou de Runge-Kutta d'ordre quatre. Par suite, le module de comparaison 85 est configuré pour générer l'indicateur de vraisemblance à partir de différence(s) entre les intégrales du profil instantané et celles des signatures.
  • Le module de comparaison 85 est en outre configuré pour identifier parmi la pluralité de signatures, celles correspondant au profil instantané. A cet effet, le module de comparaison 85 est par exemple configuré pour appliquer un algorithme de recherche opérationnelle sur l'indicateur de vraisemblance en faisant varier les signatures choisies, l'algorithme fournissant un ensemble de signatures, dites identifiées, maximisant l'indicateur de vraisemblance avec le profil instantané. Ainsi, les signatures identifiées sont propres au tronçon parcouru par le véhicule 10, et pour lequel le profil instantané est mesuré.
  • En complément facultatif, le module de comparaison 85 est configuré pour, préalablement à la comparaison, effectuer un rééchantillonnage des jeux de données du profil instantané. Le module de comparaison 85 est configuré pour, si les vitesses du profil instantané diffèrent de celles des signatures de plus d'une première valeur prédéfinie, rééchantillonner les jeux de données du profil instantané. Autrement dit, le module de comparaison 85 est configuré pour, le cas échéant, supprimer un ou plusieurs jeux de données du profil instantané et/ou ajouter, au profil instantané, un ou plusieurs jeux de données additionnel(s), correspondant(s) à un instant additionnel compris entre deux instants de mesure du profil instantané. Les mesures du jeu de données additionnel sont alors obtenues par exemple en moyennant les mesures du jeu de données à l'instant précédent l'instant additionnel et les mesures du jeu de données à l'instant succédant l'instant additionnel dans le profil instantané. Le module de comparaison 85 est alors configuré pour adapter les mesures de vitesse du profil instantané afin qu'elles correspondent aux vitesses V des signatures.
  • Dans l'exemple de la figure 2 et des tableaux 1 et 2, les vitesses V' des signatures de la base de données 35 sont deux fois inférieure à celles du véhicule 10 contenu dans le profil instantané de la voie. Ainsi, sur la figure 2, l'angle de roulis β présente une évolution similaire à celle du dévers β' des signatures représentées. Cependant, la forme de la courbe représentant l'angle de roulis β est plus contractée que celle représentant le dévers β', car les vitesses du profil instantané sont plus grandes que celles des signatures représentées Le module de comparaison 85 est alors configuré pour ajouter entre chaque jeu de données du profil instantané de la voie 13, un jeu additionnel de données. Plus particulièrement, le jeu de données additionnel compris entre les deux premiers jeux de données du profil instantané de la voie 13 comporte par exemple un angle de tangage additionnel α" égal à 1,05°, un angle de roulis additionnel β" égal à 2,2°, un instant de mesure additionnel t"i égal à t1+2,5, une altitude additionnel H" égal à 113 m. La vitesse V" du jeu additionnel est par exemple égale à 140,5 km/h.
  • Le module de détermination 90 est configuré pour déterminer une position LD, λD du véhicule 10 à partir de la position L, λ d'au moins une des signatures identifiées. Pour cela, le module de détermination 90 est configuré pour déterminer la longitude LD du véhicule 10 par exemple égale à la moyenne des longitudes L des signatures identifiées, et la latitude λD par exemple égale à la moyenne des latitudes λ des signatures identifiées. Dans l'exemple des tableaux Table 1 et Table 2 et de la figure 2, le module de détermination 90 est configuré pour déterminer une position dont la longitude LD est égale à -1,1510 et dont la latitude λD est égale à 46,1605. En variante, la position déterminée LD, λD est égale à la position L, λ de la signature sélectionnée dont l'instant t'i est le plus tardif.
  • En complément facultatif, le module de mise à jour 95 est configuré pour mettre à jour la base de données 35 à partir du profil instantané de la voie 13 et de la position déterminée LD, λD. Le module de mise à jour 95 est alors configuré pour générer une nouvelle signature comprenant la position déterminée LD, λD et l'un des jeux de données du profil instantané ou une combinaison des jeux de données du profil instantané. A titre d'exemple, la signature générée comprend par exemple la position déterminée LD, λD et le jeu de données du profil instantané correspondant à l'instant de mesure ti le plus tardif. Ainsi, dans l'exemple des tableaux Table 1 et Table 2 et de la figure 2, la signature générée est représentée dans le tableau 3 suivant : [Table 3]
    V‴ (km/h) 280
    α‴ (°) 0,9
    β‴ (°) 1,9
    ti‴ (s) t1+15
    H‴ (m) 115
    LD (°) -1,1510
    λD (°) 46,1605
  • Optionnellement, le module de mise à jour 95 est en outre configuré pour envoyer à la base de données 35, via les moyens de communication embarqués 20, la signature nouvellement générée. La signature nouvellement générée est alors incluse dans la base de données 35.
  • En complément facultatif, le module de calcul 100 est configuré pour, lorsque le véhicule 10 comprend le dispositif de positionnement externe 30, recevoir la position reçue Lr, λr depuis ledit dispositif de positionnement externe 30. La position reçue Lr, λr comprend une longitude reçue Lr et une latitude reçue λr. Le module de calcul 100 est en outre configuré pour calculer une position améliorée du véhicule 10, comprenant une longitude améliorée La et une latitude améliorée λa, à partir de la position déterminée LD, λD par le module de détermination 90 et de la position reçue Lr, λr. A cet effet, le module de calcul 100 est configuré pour effectuer une fusion de données entre la position déterminée LD, λD et la position reçue Lr, λr.
  • Optionnellement, le module de calcul 100 est optionnellement configuré pour en outre remplacer la longitude LD et la latitude λD déterminées par la longitude améliorée La et la latitude améliorée λa dans la signature nouvellement générée par le module de mise à jour 95.
  • En complément facultatif, le module de sélection 105 est configuré pour, lorsque le véhicule 10 comprend le dispositif de positionnement externe 30, sélectionner parmi la pluralité de signatures de la base de données 35, celle(s) dont la position L, λ diffère de la position reçue Lr, λr d'au plus une deuxième valeur. Autrement dit, le module de sélection 105 est configuré pour sélectionner les signatures dont la position L, λ est dans un périmètre prédéfini autour de la position reçue Lr, λr. Par exemple, le module de sélection 105 est configuré pour, définir un cercle autour de la position reçue Lr, λr dont un rayon est égal à la deuxième valeur, et pour sélectionner, parmi les signatures de la base de données 35, celle(s) dont la position L, λ est comprise dans ledit cercle.
  • Optionnellement, le module de détection d'anomalies 110 est configuré pour comparer chaque mesure de tangage α et de roulis β du profil instantané, aux pentes α' et dévers β' de chaque signature sélectionnée par le module de sélection 105. Le module de détection 110 est en outre configuré pour détecter une anomalie si, lors de la comparaison des mesures d'inclinaison du profil instantané et de celle des signatures sélectionnées, au moins un écart entre deux mesures d'inclinaison comparées est supérieur à une troisième valeur.
  • En variante, le module de détection 110 est configuré pour calculer une moyenne des mesures de tangage α et de roulis β du profil instantané, et une moyenne des pentes α' et des dévers β' des signatures sélectionnées. Le module de détection 110 est configuré pour détecter l'anomalie si l'une des différences entre les moyennes de tangage et de pentes et entre les moyennes de roulis et de dévers, est supérieure à la troisième valeur, en valeur absolue.
  • L'anomalie détectée correspond donc à une discordance entre les angles α, β mesurés par l'ensemble de capteur(s) 40 et les pentes α' ou dévers β' des signatures sélectionnées. Une telle discordance est par exemple due à un glissement de terrain, à une erreur lors de la constitution de la base de données 35, ou à une erreur de calibrage du premier 50 et/ou deuxième 55 capteur(s) angulaire(s). En cela, le module de détection 110 est configuré pour détecter des incohérences entre les mesures effectuées par le véhicule 10 et celles présentes dans la base de données 35.
  • Le module de détection 110 est en outre optionnellement configuré pour, en cas de détection d'anomalie(s), envoyer, en direction de l'avertisseur 46 du véhicule 10, un signal d'alarme.
  • Optionnellement, l'avertisseur 46 est configuré pour alors émettre un signal sonore ou allumer un voyant lumineux, destiné à alerter un conducteur du véhicule 10.
  • En variante ou en complément facultatif, le module de détection 110 est configuré pour envoyer le signal d'alarme à la base de données 35, via les moyens de communication embarqués 20.
  • En complément facultatif, le dispositif de positionnement externe 30 est configuré pour obtenir la position reçue Lr, λr par communication avec des systèmes externes au véhicule 10 non-représentés. A cet effet, le dispositif de positionnement externe 30 est par exemple un récepteur GNSS (de l'anglais Global Navigation Satellite System) intégré à l'ordinateur de bord du véhicule 10. Le dispositif de positionnement externe 30 est alors configuré pour échanger des signaux avec des satellites et obtenir la position reçue Lr, λr du véhicule 10 selon une technique connue en soi. Le dispositif de positionnement externe 30 peut également utiliser des systèmes d'augmentation basés sur les satellites, aussi appelés système d'augmentation SBAS (de l'anglais Satellite Based Augmentation System).
  • En variante, le dispositif de positionnement externe 30 est un module GSM (de l'anglais Global System for Mobile Communications) configuré pour échanger des signaux avec des antennes relais téléphoniques non représentées et pour déduire la position Lr, λr du véhicule 10 à partir desdits signaux selon une technique connue en soi.
  • En variante encore, le dispositif de positionnement externe 30 est configuré pour recevoir directement la position Lr, λr du véhicule 10 depuis une balise non-représentée sur la voie 13 propre à communiquer avec ledit dispositif 30. Le dispositif de positionnement externe 30 est connecté à l'ordinateur 45 et est configuré pour envoyer à l'ordinateur 45 la position reçue du véhicule 10.
  • En variante, les modules logiciels 85, 90, 95, 100, 105, et 110 de l'ordinateur 45 sont déportés dans la salle serveur où est localisée la base de données 35. Ainsi, dans cette variante, l'ordinateur 45 est seulement un relais servant à transmettre le profil instantané à l'ensemble de modules logiciels 85, 90, 95, 100, 105, et 110, via les moyens de communication embarqués 20.
  • Le fonctionnement du dispositif électronique de localisation 25 va maintenant être décrit en référence à la figure 3 présentant un organigramme d'un procédé mis en oeuvre par ledit dispositif 25.
  • Préalablement à la mise en circulation du véhicule 10 sur la voie 13, la base de données 35 est générée à partir de mesures effectuées par un ou plusieurs engins circulant sur la voie 13 et acquérant à différents instants successifs t'i des mesures de leur longitude L, de leur latitude λ, de leur vitesse V', de la pente α' de la voie 13 et/ou du dévers β' de la voie 13. Optionnellement, le ou les engins acquièrent également des mesures, de l'altitude H' de la voie 13, et de l'instant de mesure t'i. Ces mesures sont compilées sous forme d'une pluralité de signatures et stockées dans la base de données 35 formant alors un profil de la voie 13 dans le temps.
  • Initialement, le véhicule 10 circule sur la voie 13 et son conducteur, ou un automatisme permettant le pilotage automatique, souhaite déterminer la position LD, λD dudit véhicule 10.
  • Lors d'une étape de mesure 210, l'ensemble de capteur(s) 40 mesure, à des instants de mesure successifs ti, la vitesse V, l'angle de tangage α et/ou l'angle de roulis β du véhicule 10. En complément facultatif, l'ensemble de capteur(s) 40 mesure en outre l'altitude H du véhicule 10 ainsi que l'instant de mesure ti auquel les mesures sont effectuées. A chaque instant de mesure ti, les mesures forment un jeu de données. L'ensemble des jeux de données forme alors un profil instantané de la voie 13. Le profil instantané de la voie 13 est ensuite envoyé, par l'ensemble de capteur(s) 40, à l'ordinateur 45.
  • Optionnellement, lors d'une étape de rééchantillonnage 220, si les mesures de vitesse V du profil instantané diffèrent des vitesses V' des signatures de plus de la première valeur, le module logiciel de comparaison 85 rééchantillonne le profil instantané de la voie 13 en ajoutant un ou plusieurs jeux de données additionnels au profil instantané de la voie 13, ou en supprimant des jeux de données du profil instantané et en modifiant les vitesses V du profil instantané afin qu'elles correspondent aux vitesses V' des signatures.
  • Puis, lors d'une étape de comparaison 230, le module de comparaison 85 compare le profil instantané et les signatures de la base de données 35. A cet effet, le module de comparaison 85 compare les mesures de tangage α aux pentes α', les mesures de roulis β aux dévers β', et optionnellement les mesures d'altitudes H aux altitudes H' de la voie 13. A cet effet, le module de comparaison 85 calcule par exemple, un indicateur de vraisemblance entre le profil instantané et une partie de la pluralité des signatures. Pour cela, le module de comparaison 85 applique un algorithme de recherche opérationnelle sur l'indicateur de de vraisemblance en faisant varier les signatures de la base de données.
  • Suite à l'application de cet algorithme, lors d'une étape d'identification 235, le module de comparaison 85 identifie, parmi la pluralité de signatures, lesquelles correspondent au profil instantané de la voie, c'est-à-dire celles qui maximisent l'indicateur de vraisemblance. Les signatures identifiées correspondent alors au tronçon de la voie 13 décrit par le profil instantané.
  • Lors d'une étape de détermination 240, le module de détermination 90 détermine la position LD, λD du véhicule 10 à partir des positions L, λ des signatures identifiées. La position déterminée LD, λD comprend par exemple une longitude déterminée LD égale à la moyenne des longitudes L des signatures identifiées, et une latitude déterminée λD égale à la moyenne des latitudes λ des signatures identifiées.
  • En complément facultatif, lors d'une étape de réception 245, l'ordinateur 45 reçoit la position reçue Lr, λr depuis le dispositif de positionnement externe 30. La position reçue comprend par exemple la longitude reçue Lr et la latitude reçue λr.
  • Optionnellement, lors d'une étape de calcul 250, le module de calcul 100 calcule la position La, λa améliorée par fusion de données entre la position déterminée LD, λD et la position reçue Lr, λr. Pour cela, le module de calcul 100 calcule la longitude améliorée La et la latitude améliorée λa. A cet effet, le module de calcul 100 implémente par exemple les techniques décrites dans le projet CLUG, signifiant Unité de localisation certifiable basée sur la GNSS (de l'anglais, Certifiable Localisation Unit with GNSS).
  • Optionnellement, lors d'une étape de mise à jour 260, le module de mise à jour 95 génère la signature nouvellement générée à partir des jeux de données du profil instantané et de la position déterminée LD, λD, comme décrit précédemment. Le module de mise à jour 95 envoie par suite la signature nouvellement générée à la base de données 35, via les moyens de communication embarqués 20. La signature nouvellement générée est alors ajoutée à la pluralité de signatures de la base de données 35.
  • En complément facultatif, lors de l'étape de mise à jour 260, le module de calcul 100 remplace la position déterminée LD, λD par la position améliorée La, λa dans la signature nouvellement générée.
  • Optionnellement, lors d'une étape de sélection 270, le module de sélection 105 sélectionne, parmi les signatures de la base de données 35, celle(s) dont la position L, λ diffère de la position reçue Lr, λr d'au plus la deuxième valeur. Autrement dit, le module de sélection 105 calcule une distance entre la position reçue Lr, λr et la position L, λ de chaque signature et sélectionne les signatures pour lesquelles ladite distance est inférieure à la deuxième valeur.
  • En complément facultatif, lors d'une deuxième étape de comparaison 280, le module de détection 110 compare les mesures d'inclinaison α, β du profil instantané aux pentes α' et aux dévers β' des signatures sélectionnées. Plus spécifiquement, le module de détection 110 compare les mesures de tangage α à la pente α' de chaque signature sélectionnée et les mesures de roulis β au dévers β' de chaque signature sélectionnée.
  • Si au moins deux des grandeurs comparées diffèrent de plus de la troisième valeur, alors, lors d'une étape de détection 290 optionnelle, le module de détection 110 détecte l'anomalie.
  • Si l'anomalie est détectée, lors d'une étape d'envoi 300 optionnelle, le module de détection 110 envoie le signal d'alarme en direction de l'avertisseur 46 et/ou en direction de la base de données 35, via les moyens de communication embarqués 20.
  • En variante, l'étape de sélection 270, la deuxième étape de comparaison 280, l'étape de détection 290 et l'étape d'envoi 300, optionnelles, précèdent, ou sont effectuées en parallèle des étapes de calcul 250 et de mise à jour 260.
  • Le procédé de localisation et le dispositif électronique de localisation 25 simplifient, notamment grâce à la première étape de comparaison 230, la détermination de la localisation du véhicule 10.
  • De plus, lorsque la base de données 35 est déportée du véhicule 10, elle est propre à communiquer avec plusieurs véhicules 10 simultanément. Il en résulte que lorsque le module de mise à jour 95 ajoute la signature nouvellement générée à la base de données 35, chaque véhicule 10 profite simultanément de cet ajout.
  • En outre, lorsque la base de données 35 est intégralement ou partiellement incluse dans le véhicule 10, le dispositif de localisation 25 est apte à déterminer la localisation du véhicule 10 même lorsqu'il ne peut communiquer avec aucun système externe, notamment dans un tunnel ou dans un territoire dépourvu de couverture réseau.
  • L'homme du métier comprendra que les variantes précédemment décrites peuvent être combinées pour former de nouvelles variantes pourvu qu'elles soient compatibles techniquement.

Claims (10)

  1. Procédé de localisation d'un véhicule (10) notamment ferroviaire, en mouvement sur une voie (13), le procédé étant mis en oeuvre par un dispositif électronique de localisation (25) et comprenant les étapes suivantes :
    - mesure (210), à des instants successifs (ti), d'une vitesse (V) du véhicule et d'une inclinaison (α, β) de la voie selon au moins une direction pour obtenir un jeu de données à chaque instant, l'ensemble de jeux de données formant un profil instantané de la voie,
    - comparaison (230) du profil instantané à une pluralité de signatures, et identification (235) de signatures correspondant au profil instantané et définissant un tronçon du profil de la voie, la pluralité de signatures définissant un profil de la voie dans le temps, chaque signature comportant : au moins une mesure de vitesse (V'), au moins une mesure d'inclinaison de la voie (α', β') selon au moins une direction, et au moins une position (L, λ), et
    - détermination (240) d'une position (LD, λD) du véhicule en fonction de la position (L, λ) de l'au moins une signature identifiée.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pluralité de signatures est générée à partir d'un engin circulant sur la voie (13), chaque signature comprenant, pour un instant (t'i) propre à la signature : une mesure de vitesse (V') de l'engin, une mesure d'inclinaison (α', β') de la voie (13) et une mesure de position (L, λ) de l'engin.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque mesure d'inclinaison (α, β) est choisie dans un groupe comprenant : un angle de roulis (β) du véhicule (10) et un angle de tangage (α) du véhicule (10).
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une étape de rééchantillonnage (220) lors de laquelle, si les mesures de vitesse (V) du profil instantané diffèrent des mesures de vitesses (V') des signatures de plus d'une première valeur prédéfinie, au moins un jeu de données est supprimé du profil instantané et/ou au moins un jeu de données additionnel est ajouté au profil instantané, chaque jeu de données additionnel comprenant une mesure de vitesse (V") et une mesure d'inclinaison (α", β"), à un instant additionnel (t"i) compris entre deux instants de mesure (ti) pour lesquels le profil instantané comporte un jeu de données.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le procédé comprend en outre une étape (260) de mise à jour de la pluralité de signatures, par l'ajout, à la pluralité de signatures, d'une signature nouvellement générée comprenant : un jeu de données du profil instantané, et la position déterminée (LD, λD).
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
    - réception (245) d'une position (Lr, λr) du véhicule (10), dite position reçue, et
    - calcul (250) d'une position améliorée (La, λa) du véhicule (10) par fusion de données entre au moins la position déterminée (LD, λD) et la position reçue (Lr, λr).
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 6, comprenant en outre les étapes suivantes :
    - réception (245) d'une position (Lr, λr) du véhicule, dite position reçue,
    - sélection (270) de signature(s) parmi la pluralité de signatures dont la position (L, λ) diffère de la position reçue (Lr, λr) d'au plus une deuxième valeur,
    - deuxième étape de comparaison (280) d'au moins l'une des mesures d'inclinaison (α, β) du profil instantané, à la mesure d'inclinaison (α', β') de chaque signature sélectionnée, et
    - détection (290) d'anomalie(s) si, lors de la deuxième étape de comparaison (280), au moins un écart entre deux mesures d'inclinaison (α, β ; α', β') comparées est supérieur à une troisième valeur.
  8. Dispositif électronique de localisation (25) d'un véhicule (10) notamment ferroviaire, en mouvement sur une voie (13), le dispositif électronique de localisation (25) comprenant :
    - au moins un capteur (50, 55, 60) configuré pour mesurer, à des instants successifs (ti), une vitesse (V) du véhicule (10) et une inclinaison (α, β) de la voie (13) selon au moins une direction pour obtenir un jeu de données à chaque instant (ti), l'ensemble de jeux de données formant un profil instantané de la voie (13),
    - un module de comparaison (85) configuré pour comparer le profil instantané à une pluralité de signatures, la pluralité de signatures définissant un profil de la voie dans le temps, chaque signature comportant : au moins une mesure de vitesse (V'), au moins une mesure d'inclinaison (α', β') de la voie (13) selon au moins une direction, et au moins une position (L, λ), et pour identifier la ou les signatures correspondant au profil instantané et définissant un tronçon du profil de la voie (13), et
    - un module de détermination (90) configuré pour déterminer une position (LD, λD) du véhicule (10) à partir de la position (L, λ) de l'au moins une signature identifiée.
  9. Dispositif (25) selon la revendication 8, dans lequel la pluralité de signatures est comprise dans une base de données (35) déportée du véhicule (10), le dispositif (25) comprenant en outre des moyens de communication embarqués (20) propre à échanger des données entre le véhicule (10) et la base de données (35).
  10. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions logicielles propres à, lorsqu'elles sont mises en oeuvre par ordinateur, mettre en oeuvre au moins les étapes de comparaison (230), d'identification (235) et de détermination (240) d'un procédé de localisation selon la revendication 1.
EP25153831.0A 2024-01-25 2025-01-24 Procédé de localisation d'un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d'ordinateur associés Pending EP4592161A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2400735A FR3158693A1 (fr) 2024-01-25 2024-01-25 Procédé de localisation d’un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d’ordinateur associés

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4592161A1 true EP4592161A1 (fr) 2025-07-30

Family

ID=90810120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP25153831.0A Pending EP4592161A1 (fr) 2024-01-25 2025-01-24 Procédé de localisation d'un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d'ordinateur associés

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4592161A1 (fr)
FR (1) FR3158693A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211152A1 (fr) * 2000-12-04 2002-06-05 Alstom Procédé et dispositif de localisation d'un véhicule sur une voie
DE102012209311A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Lokalisierung eines Schienenfahrzeugs innerhalb eines bezüglich seiner Topologie kartographierten Schienennetzes
EP3431362A2 (fr) * 2017-06-30 2019-01-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Procédé de détection sans infrastructure d'un passage sur un tronçon de voie d'un véhicule ferroviaire
EP3939858A2 (fr) * 2020-07-14 2022-01-19 Siemens Mobility Limited Procédé de détection de la position d'un train le long d'une route

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211152A1 (fr) * 2000-12-04 2002-06-05 Alstom Procédé et dispositif de localisation d'un véhicule sur une voie
DE102012209311A1 (de) 2012-06-01 2013-12-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Lokalisierung eines Schienenfahrzeugs innerhalb eines bezüglich seiner Topologie kartographierten Schienennetzes
EP3431362A2 (fr) * 2017-06-30 2019-01-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Procédé de détection sans infrastructure d'un passage sur un tronçon de voie d'un véhicule ferroviaire
EP3939858A2 (fr) * 2020-07-14 2022-01-19 Siemens Mobility Limited Procédé de détection de la position d'un train le long d'une route

Also Published As

Publication number Publication date
FR3158693A1 (fr) 2025-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8417451B2 (en) Autonomous cooperative surveying
EP2922040A1 (fr) Pilotage de vehicules en convoi
WO2012048876A1 (fr) Dispositif de localisation d'un vehicule et procede de generation d'une information de localisation d'un vehicule
EP1466139B1 (fr) Centrale de navigation inertielle hybride a integrite amelioree en altitude
EP3963286B1 (fr) Procédé de navigation à double filtre
WO2020016150A1 (fr) Procédé de localisation d'un véhicule
CA2929198A1 (fr) Procede de calcul de la vitesse surface d'au moins un navire et procede de deduction de chaque vecteur derive en tout point de la trajectoire dudit navire
FR2947342A1 (fr) Procede de determination de la position d'un mobile a un instant donne et de surveillance de l'integrite de la position dudit mobile
WO2020120707A1 (fr) Production de cartes routières numériques par production participative
US9759815B2 (en) Estimation of precise road grade using time-differenced satellite navigation system signals
WO2021009033A1 (fr) Procédé et dispositif de détection d'une opération de leurrage d'un système gnss
WO2020157161A1 (fr) Procédé de localisation par signaux gnss
EP1205732A2 (fr) Centrale inertielle de navigation comportant un récepteur GPS intégré
FR3005510A1 (fr) Procede ameliore de determination de la position et/ou de la vitesse d'un vehicule guide ; systeme associe.
EP4592161A1 (fr) Procédé de localisation d'un véhicule, dispositif électronique de localisation et produit programme d'ordinateur associés
EP2366094B1 (fr) Procede de correction de l'altitude barometrique pour un aeronef
FR2994258A1 (fr) Procede de compensation d'un signal de capteur d'un vehicule et systeme d'informations appliquant un tel procede
EP3472015B1 (fr) Procédé de détermination d'une classe de conduite de référence
FR3085082A1 (fr) Estimation de la position geographique d'un vehicule routier pour la production participative de base de donnees routieres
EP3012667A1 (fr) Détection de perturbation d'un message de correction différentielle de mesure de positionnement d'un dispositif de géolocalisation par satellite
FR3106886A1 (fr) Détermination d’informations d’aide à la navigation sur un réseau routier
EP1462761A1 (fr) Aide à la navigation augmentée en intégrité verticale
EP4308880B1 (fr) Procede et dispositif de determination d'une fiabilite d'une cartographie basse definition.
EP2006707A1 (fr) Procédé de détermination d'une limite de protection avec compensation des retards de calcul
EP4574550A1 (fr) Procédé de gestion du réapprovisionnement en source d'énergie d'un véhicule automobile

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20260109