FR2801549A1 - Dispositif antivol pour vehicule automobile et procede de mise en oeuvre d'un tel dispositif antivol - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend une unité émettrice et réceptrice (20), qui est disposée dans le véhicule automobile et qui émet des signaux d'émission, puis reçoit des signaux d'écho en provenance d'un générateur de code (30) portable et/ ou comme résultat de réflexions sur des objets, et une unité d'analyse qui détermine la position du générateur de code (30) à partir du profil d'écho des signaux d'écho reçus.
Description
L'invention concerne un dispositif antivol pour véhicule automobile et un
procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif antivol dans le cas desquels l'accès (dispositif de fermeture) à un véhicule et son utilisation (dispositif de blocage de conduite) ne sont permis qu'en
communiquant une habilitation.
A la place des dispositifs mécaniques de fermeture courants, on utilise de plus en plus souvent des dispositifs électroniques de fermeture, -la plupart du temps par ondes radio-électriques. Un tel dispositif de fermeture par ondes radio-électriques par la voie hertzienne est constitué d'une clé électronique, de ce qu'il est convenu d'appeler un générateur de code (également appelé générateur ID, pour identification", ou étiquette ID, en anglais "ID tag") et d'au moins une unité émettrice et réceptrice située dans le véhicule automobile. Le générateur de code comprend un transpondeur qui contient un code électronique qui est interrogé par ondes radio-électriques par une ou plusieurs unités
émettrices et réceptrices.
Différents types de transmission sans contact sont actuellement courants dans la technique automobile, comme par exemple des dispositifs à basse fréquence, dans la gamme de fréquences de 125 kHz, dans le cas desquels les signaux sont émis et reçus au moyen de bobines. Des dispositifs à haute fréquence, à 433 MHz ou 868 MHz, sont
également courants.
D'une manière tout à fait générale, il est possible d'utiliser des dispositifs micro-ondes ou des dispositifs radar pour la transmission de signaux. Leur avantage est qu'il est possible de les moduler en large bande d'une manière telle qu'ils permettent de réaliser une mesure d'éloignement ou de distance conformément au principe du radar. La mesure de distance par micro-ondes est essentiellement basée sur le fait qu'un signal radar est émis en direction de l'objet à mesurer, est réfléchi sur celui-ci, puis est de nouveau reçu, sous forme de signal réfléchi, après un certain temps de propagation t. Une analyse de la différence de phase ou de la différence de temps entre le signal émis et le signal reçu permet alors de tirer une conclusion sur l'éloignement de l'objet ou également sur des variations d'éloignement. Outre la mesure du temps de propagation d'impulsions, des procédés à modulation de fréquence, qu'il est convenu d'appeler procédés FM-CW, de l'anglais "frequency modulated continuous wave" = onde continue modulé en fréquence) sont également courants pour la mesure d'éloignement. Les principes généraux de mesure radar sont par exemple décrits dans J. Detlevsen, "Radartechnik", éditions
Springer, Berlin, 1989.
Si de tels procédés de transmission par ondes radio-
électriques ou haute fréquence sont utilisés pour la transmission de signaux de commande à distance dans le cas de dispositifs antivol ou dispositifs de fermeture à télécommande pour véhicules automobiles, il est très important dans le cas de ces dispositifs de fermeture par ondes radio-électriques que l'emplacement du générateur de code soit connu, afin de respecter également toutes les conditions requises de sécurité et de confort. En particulier, l'information concernant la question de savoir si la clé au moyen de laquelle le dispositif doit être commandé à distance se trouva à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule est d'une importance décisive si les portes doivent être déverrouillées ou le dispositif de
blocage de conduite doit être libéré.
Une possibilité de détection de la situation à l'intérieur/à l'extérieur consiste à analyser la puissance transmise moyenne des signaux radioélectriques ou signaux radio. Dans le cas de dispositifs à basse fréquence, cela s'effectue relativement bien, mais exige des moyens considérables en ce qui concerne la conception des antennes et le montage de ces antennes et des adaptations
souvent spéciales à des types différents de véhicules.
Toutefois, des moyens importants sont nécessaires à cet effet compte tenu d'un nombre accru d'unités émettrices et réceptrices et compte tenu de la précision
nécessaire de mesure d'éloignement de celles-ci.
C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un dispositif antivol au moyen duquel une meilleure distinction puisse être effectuée entre une situation à
l'intérieur et une situation à l'extérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif antivol pour véhicule automobile, comprenant une unité émettrice et réceptrice, qui est disposée dans le véhicule automobile et qui émet des signaux d'émission, puis reçoit ensuite des signaux d'écho en provenance d'un générateur de code portable et/ou comme résultat de réflexions sur des objets, et une unité d'analyse qui détermine la position du générateur de code à partir du profil d'écho
des signaux d'écho reçus.
Dans le même but, l'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre d'un dispositif antivol pour véhicule automobile, comprenant les opérations de procédé suivantes consistant à émettre des signaux d'émission au moyen d'une unité émettrice et réceptrice située dans le véhicule automobile, et à analyser des signaux d'écho reçus, dans une unité d'analyse du véhicule automobile, en ce qui concerne le profil d'écho des signaux d'écho, la position du générateur de code étant déterminée à partir
de cette analyse.
On utilise ainsi une unité émettrice et réceptrice, située dans le véhicule automobile, qui émet, à large bande, des signaux d'émission, puis attend des signaux d'écho. Tous les signaux d'écho reçus sont envoyés à une unité d'analyse. Celle-ci détermine alors la position du générateur de code au moyen du profil d'écho. Ensuite, des éléments appropriés, tels qu'une installation de verrouillage central ou un dispositif de blocage de
conduite, peuvent alors être commandés.
Le dispositif antivol conforme à l'invention peut également présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - le générateur de code portable émet un signal d'écho modulé, s'il a au préalable reçu un signal d'émission, et vérifie l'habilitation du générateur de code (30) à l'aide du profil d'écho, - l'unité émettrice et réceptrice est disposée sur le rétroviseur intérieur et/ou sur une ou plusieurs portes du véhicule automobile, - il est prévu, disposées d'une manière répartie dans le véhicule automobile, plusieurs unités émettrices et réceptrice qui émettent toutes un signal d'émission, puis attendent la réception des signaux d'écho et transmettent alors ces signaux d'écho à une unité centrale d'analyse, - l'unité d'analyse comprend une mémoire dans laquelle des signaux d'écho sont rangés en tant que modèle de référence, - l'unité d'analyse analyse les signaux d'écho au
moyen d'un réseau neuronal.
Le procédé conforme. à l'invention peut également présenter une ou plusieurs des particularités suivantes: - les signaux d'émission sont modulés, et renvoyés en tant que signaux d'écho, par un générateur de code portable, une habilitation du générateur de code étant vérifiée à l'aide du profil d'écho des signaux d'écho, - plusieurs unités émettrices et réceptrices disposées d'une manière répartie dans le véhicule automobile émettent chacune un signal d'émission et, ensuite, plusieurs profils d'écho sont analysés pour la détermination de position, - les signaux d'écho sont associés, au moyen d'un classificateur, à une position du générateur de code correspondant à une position dans l'espace intérieur ou
une position dans l'espace extérieur.
- le signal d'émission est émis sous forme d'un signal micro-ondes ou d'un signal radar ayant une
fréquence (f) supérieure à 1 GHz.
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont exposés ci-après en détail en regard des dessins schématiques. On voit: à la figure 1, un dispositif antivol conforme à l'invention qui est disposé dans un véhicule automobile, à la figure 2, un schéma-blocs du dispositif antivol de la figure 1, à la figure 3, un spectre de fréquences d'un signal d'écho mesuré par une unité réceptrice du dispositif antivol aux figures 4A à 4F des profils d'écho reçus servant à déterminer une position de la clé, et, aux figures 5A à 5D, des spectres de fréquences des
profils d'écho servant à décoder le signal d'écho reçu.
Un dispositif antivol pour véhicule automobile 10 (figure 1) comprend une unité émettrice et réceptrice (représentée en détail à la figure 2) qui est disposée dans le véhicule 10, par exemple sur le miroir intérieur/rétro-viseur 17. Cette unité émettrice et réceptrice 20 émet, à large bande, des signaux d'émission, en cas de besoin ou d'une manière permanente, puis attend ensuite la réception de signaux réfléchis (ciaprès appelés signaux d'écho). Les signaux d'émission sont émis
en étant modulés à large bande dans la gamme des micro-
ondes. Ces signaux sont réfléchis en partie ou totalement sur des objets, ou également réfléchis plusieurs fois, et
retransmis vers l'unité réceptrice.
Si un générateur de code 30 portable, comportant un transpondeur, est disposé dans le domaine d'action de l'unité émettrice et réceptrice 20 (c'est-à-dire à sa portée) et reçoit un signal d'émission, il renvoie alors automatiquement un signal codé modulé (du fait de la présence d'un réflecteur actif qu'on appelle également rétrodiffuseur (en anglais "backscatter" dans le jargon technique). Lorsque le procédé radar FM-CW connu est utilisé, le signal d'émission envoyé est mélangé aux signaux réfléchis. On obtient ainsi un signal de mesure à basse fréquence qui, en tant que signal d'écho, est représenté respectivement aux figures 3 et 4 avec son
profil d'écho.
Du fait de la modulation, le signal codé est par exemple déplacé de la bande de base 41 jusque dans une autre gamme de fréquences (par exemple une bande latérale 42, 42'). Etant donné que ces signaux codés sont également situés dans la gamme des micro-ondes, ils sont aussi en partie réfléchis plusieurs fois et reçus par l'unité
émettrice et réceptrice 20.
La figure 3 représente un spectre de fréquences de signaux d'écho qui ont déjà été mélangés par l'unité émettrice et réceptrice 20 conformément au principe radar FM-CW connu et sont reçus en tant que signaux de mesure ou signaux mesurés (signaux d'écho). La courbe enveloppe de toutes les amplitudes â des signaux d'écho sur toute l'étendue de la gamme de fréquences ou également uniquement sur l'étendue d'une section de celleci est ici appelée profil d'écho, celui-ci étant analysé. Les amplitudes a, les phases p et la fréquence f des signaux d'écho sont donc mesurées et soumises à un traitement
ultérieur dans une unité de calcul.
L'unité émettrice et réceptrice 20 peut fonctionner conformément au principe, connu dans la technique radar, du procédé FM-CW. La fréquence d'émission est dans ce cas modifiée à l'intérieur d'une gamme préfixée. Un éloignement d'un objet peut être déterminé à partir d'une mesure de la différence de fréquence Af entre la fréquence d'émission et la fréquence de réception. La fréquence
reçue f est donc proportionnelle à un éloignement.
Le premier maximum (situé au plus près de la fréquence de modulation fM à la figure 3) de la bande latérale supérieure 42 est un signal d'écho direct provenant du générateur de code 30. Les autres maxima représentent des réflexions multiples sur des objets. Leur temps de propagation jusqu'à l'unité d'émission et de réception 20 est plus grand. Ils sont donc situés à une
fréquence plus élevée.
Dans la gamme de fréquences entourant la fréquence de mélange de 0 Hz (également appelée bande de base 41), on trouve les signaux d'écho réfléchis directement sur des objets, tels que la carrosserie du véhicule 10 ou analogue, qui se trouvent à proximité du véhicule 10. Ces signaux d'écho dans la bande de base 41 présentent peu
d'intérêt pour l'invention.
Du fait du déplacement ou changement de fréquence dû à la modulation du générateur de code 30, il se présente, dans la gamme supérieure de fréquences (bandes latérales 42 et 42' dans le cas d'une modulation à deux bandes latérales), des signaux d'écho qui sont utilisés en tant que profil d'écho (répartition des signaux d'écho en fonction de la fréquence f et/ou du temps t) en vue de l'analyse des signaux d'écho. Du fait de la modulation (de préférence une modulation de fréquence), il se présente deux bandes latérales 42 et 42' qui sont situées d'une manière symétrique par rapport à la fréquence de modulation fM- Etant donné que les signaux d'écho émis par le générateur de code 30 sont également réfléchis en partie, plusieurs fois, sur des objets, on obtient, en fonction de la fréquence f. plusieurs valeurs maximales dont les positions de fréquence respectives reproduisent chacune un éloignement associé vis-à-vis d'un objet. Le profil d'écho d'une bande latérale 42 ou 42' suffit pour procéder à une analyse dans une unité d'analyse, telle
qu'un microprocesseur 27.
Dans l'unité d'analyse, le profil d'écho est analysé en ce qui concerne l'habilitation du générateur de code 30 (ce qui signifie que le signal codé coïncide avec un signal codé attendu) et/ou en fonction de la position du générateur 30. Si le générateur 30 est habilité, des actions appropriées, telles que verrouillage des serrures de porte, libération du dispositif de blocage de conduite, fermeture des fenêtres, verrouillage des serrures de porte, déverrouillage/ver-rouillage du coffre, déverrouillage/verrouillage du bouchon de réservoir, etc., sont commandées en fonction de la localisation/position du
générateur 30.
Pour respecter des conditions de sécurité et de confort, il est très important, dans le cas de tels dispositifs antivol, que la localisation ou la position du générateur de code 30 soit connue. Notamment, l'information concernant le fait de savoir si le générateur 30 se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule 10 est d'une importance décisive. Le conducteur ne doit pas pouvoir s'exclure volontairement du véhicule 10 s'il oublie le générateur 30 dans le véhicule 10. En outre, des générateurs 30 se trouvant encore dans le véhicule 10 doivent être désactivés si un second générateur 30 a été oublié dans le véhicule 10 et si le véhicule 10 a été verrouillé correctement avec un premier
générateur 30 qui se trouve à l'extérieur du véhicule 10.
Des enfants ou des personnes non habilitées - sans générateur de code 30 valable - ne devraient pas être en mesure de faire démarrer le véhicule 10 si la personne habilitée, avec son générateur 30 valable, se trouve
encore au voisinage, mais à l'extérieur du véhicule 10.
Ceci signifie que le véhicule 10 ne doit pas être démarré si un générateur 30 valable ne se trouve pas à l'intérieur
du véhicule 10.
La question de savoir si une autorisation de démarrage peut être affectée à un tiers possédant un générateur de code 30 valable dans le même cas est rendue
dépendante d'un concept de sécurité ou de confort.
Pour que la position du générateur de code 30 et donc la constatation de la situation à l'intérieur/à l'extérieur de ce générateur 30 soient établies, on utilise des dispositifs micro-ondes, mesurant l'éloignement, qui fonctionnent avec des profils d'écho (comme représenté aux figures 3 et 4A à 4F). Les profils d'écho représentent les intensités (amplitudes a) des réflexions des signaux d'émission envoyés, en fonction d'une mesure d'éloignement rapportée à la position de l'unité émettrice et réceptrice 20. Les maxima présents dans un tel profil d'écho peuvent être associés à des objets réfléchissants ou agencements de réflecteurs, les éloignements des objets pouvant être déterminés à partir de la position des maxima et les propriétés de réflexion des objets à partir de la forme du profil d'écho, ainsi
que des amplitudes â des maxima.
La détermination des maxima et leurs particularités (par exemple position, amplitude â et forme) a lieu soit au moyen de circuits analogiques ou numériques (détecteurs de seuil ou de valeur de pointe, comparateurs, compteurs, filtres, ou autres) ou en connexion avec une représentation numérique du profil d'écho à l'aide d'une unité de calcul. La détermination de maxima et le relevé de variations de signal sont connus d'une manière générale et qu'il n'est donc pas nécessaire d'entrer ici dans les
détails à cet égard.
Dans le présent exemple de réalisation, l'unité
émettrice et réceptrice 20 envoie des signaux d'émission.
Un générateur de code 30 joue le rôle de réflecteur actif (rétrodiffusion ou, en anglais, "backscattering"), module les signaux reçus et les renvoie. Par conséquent, les signaux d'écho reçus par l'unité 20 sont des réflexions des signaux d'émission, des signaux reçus directement par le générateur 30 (transmission dans l'espace libre) en tant que signaux modulés, ou des signaux codés réfléchis qui ont parcouru le trajet entre le générateur 30 et l'unité 20 en passant par des changements de direction,
donc par des réflexions sur d'autres objets.
Une modulation appropriée du générateur de code 30, telle que par exemple décrite dans la demande de brevet allemand à date de publication postérieure 199 46 161.9, permet de supprimer, en vue de l'analyse, des réflexions directes (unité émettrice et réceptrice 20 - objet - unité émettrice et réceptrice 20; voir bande de base 41 à la
figure 3) et donc de ne plus en tenir compte par la suite.
Pour la détermination de position, il suffit d'analyser l'une des deux bandes latérales 42 ou 42' sur la figure 3. Une telle bande latérale 42 ou 42' est représentée à titre d'exemple à la figure 4A en tant que profil d'écho. On suppose que, dans l'exemple de la figure 4A, il n'existe pas de réflexions sur des objets. Le signal d'écho du générateur de code 30 parvient directement à l'unité émettrice et réceptrice 20. Pour que par ailleurs la représentation reste simple, on considère comme compensées des influences éventuelles d'une modulation supplémentaire (outre la modulation sur laquelle la mesure d'éloignement repose) qui entraînerait un autre aspect du profil d'écho. En principe, grâce à une telle compensation, chaque mesure d'éloignement par radar ou micro-ondes, également vers un récepteur actif modulé,
peut être transformée en un tel profil.
La largeur 6. du signal d'écho provenant du générateur de code 30 est inversement proportionnelle à la largeur de bande B du signal d'émission. Dans l'exemple de réalisation de la figure 4A, il se présente un maximum unique dans la zone d'un éloignement d'approximativement 2 m. Etant donné qu'il n'existe en dehors de cela aucun maximum, il en résulte que le générateur 30 est disposé en étant éloigné d'approximativement deux mètres de l'unité
émettrice et réceptrice 20.
La figure 4B représente un profil d'écho dans lequel, outre le signal direct (la plus grande amplitude) du générateur de code 30, qui se trouve ici à une distance d'approximativement plus de 2 mètres, il se présente deux trajets de réflexion plus longs (amplitudes plus petites) comportant un éloignement d'approximativement 5,5 et 9,5 m (correspondant à des objets sur lesquels les signaux sont réfléchis). La figure 4C représente une situation analogue, si ce n'est qu'ici, le trajet de transmission directe entre le générateur 30 et l'unité émettrice et réceptrice 20 a été masqué par un objet, étant donné qu'il
ne se présente pas de maximum prononcé unique.
La figure 4D représente une situation de mesure comportant de très nombreux trajets de réflexion qui sont rapprochés d'une manière si étroite en ce qui concerne leur distance qu'en raison de la résolution limitée (déterminée par la largeur 6ax d'un écho), ils ne peuvent plus être relevés comme étant des échos individuels
séparés.
Il ressort que clairement des figures 4A à 4D que le caractère prononcé du profil d'écho dépend fortement de la situation de mesure chaque fois considérée et du milieu environnant. C'est pourquoi il est important pour l'invention que ce caractère prononcé du profil d'écho soit analysé en vue d'une décision concernant la situation
à l'intérieur/à l'extérieur du générateur de code 30.
Cette analyse peut seule être utilisée pour une telle décision concernant la situation à l'intérieur/à
l'extérieur.
Cela peut toutefois également compléter des procédés de mesure d'éloignement, qui sont basées sur des valeurs de mesure d'éloignement et/ou sur la puissance transmise,
en vue de déterminer la position du générateur de code 30.
Si un générateur de code 30 qui se trouve dans le compartiment des passagers du véhicule 10 est interrogé par une unité émettrice et réceptrice 20 qui se trouve également dans cet espace intérieur du véhicule, il est alors caractéristique qu'il se présente de nombreuses réflexions sur les parois de l'espace intérieur et sur les équipements intérieurs (par exemple le profil d'écho tel que représenté aux figures 4C et 4F). De tels "profils d'écho d'espace intérieur" n'ont pas de maximum prononcé et séparé, mais présentent de nombreuses augmentations d'amplitude sur toute l'étendue de la gamme de fréquences concernée et donc également sur toute l'étendue des éloignements concernés dans la limite desquels le générateur 30 doit rester pour commander des unités
situées dans le véhicule 10.
Dans le cadre du profil d'écho des figures 4 C et 4 F, il est caractéristique que les amplitudes â de l'écho ne diminuent que très peu en moyenne en fonction de l'éloignement, ce qui peut être motivé par le fait que l'espace intérieur du véhicule est délimité par la carrosserie vers les quatre côtés sans exception (au moins dans la partie inférieure). De ce fait, une grande partie du rayonnement des micro-ondes est réfléchie dans un sens et dans l'autre dans l'espace intérieur et n'est amortie
que lentement par absorption. Le rayonnement des micro-
ondes peut s'échapper uniquement par des objets non
réfléchissants, tels que fenêtres ou toit ouvrant.
Si, en revanche, le générateur de code 30 se trouve dans l'espace extérieur, c'est-à-dire en dehors du véhicule 10, la situation de transmission des signaux et donc le profil d'écho sont d'une manière générale nettement différents (profil d'écho tel que représenté aux figures 4B et 4E; l'unité émettrice et réceptrice 20 se trouve à l'extérieur du véhicule 10). En général, il ne se présente pas ici de limitation étroite due à des surfaces réfléchissantes. Un espace de réflexion dans une large mesure fermé n'est même pas produit par plusieurs véhicules rangés d'une manière serrée l'un à côté de l'autre. Il en résulte qu'il se présente des maxima prononcés. C'est pourquoi, habituellement, les profils d'écho dans l'espace extérieur correspondent à la manière dont ils sont représentés aux figures 4A, 4B ou 4E. D'une manière typique, il se présente donc ici extrêmement peu de réflexions, les échos provenant d'un éloignement assez grand étant en outre en général reçus en étant nettement affaiblie. La détermination conforme à l'invention de la position du générateur de code 30 et donc la possibilité de distinguer si ce générateur 30 se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur s'effectuent en classant les profils d'écho mesurés en ce qui concerne leur caractère prononcé (par exemple figures 4A, 4B ou 4E: le générateur 30 se trouve à l'extérieur; figures 4C, 4D ou 4F: le
générateur 30 se trouve à l'intérieur).
On dispose de multiples possibilités pour ce type de classements. Une possibilité consiste par exemple à mesurer les amplitudes â du profil d'écho en plusieurs emplacements et à introduire ces valeurs, ou des valeurs déduites de celles-ci, dans un réseau neuronal qui a au préalable été soumis à un apprentissage avec de multiples données d'exemple en vue de faire la distinction entre des profils d'écho avec le générateur 30 à l'intérieur et avec le générateur 30 à l'extérieur. On dispose à la sortie du réseau neuronal de la décision indiquant s'il s'agit, en ce qui concerne les données introduites, d'un profil d'écho de l'espace intérieur ou d'un profil d'écho de
l'espace extérieur.
Pour améliorer le résultat de classement, les données d'apprentissage correspondant à différents véhicules ou différents types d'espace intérieur pourraient être recueillies, et faire l'objet d'un apprentissage, d'une manière séparée. Le réseau neuronal pourrait également faire l'objet d'un apprentissage avec des données de mesure mélangées provenant de différents espaces intérieurs typiques de véhicule, afin d'obtenir ainsi en moyenne de bons résultats de classement pour tous les
types de véhicule.
Une autre possibilité consiste à extraire des particularités des profils d'écho et d'utiliser ces particularités en tant que données d'entrée pour un classificateur. Des particularités avantageuses sont la position des maxima et la grandeur des amplitudes a, ainsi que des facteurs de forme tels que par exemple la largeur des maxima. Le classement de profils d'écho est déjà connu
et est décrit longuement dans le brevet US 5 587 969.
C'est pourquoi on n'entre pas ici plus dans les détails à
cet égard.
Comme procédé de classement, il est notamment proposé ici des algorithmes de logique floue, à côté d'autres algorithmes. Pour les présentes applications, les règles devraient être adaptées d'une manière appropriée aux spécifications ci-dessus des profils d'écho. Les règles prévues pour le classement résultent des lois physiques de diffraction, de dispersion, de réflexion et de transmission qui doivent être appliquées à la situation de mesure chaque fois considérée, ou également de valeurs expérimentales qui ont été obtenues à partir de mesures
d'exemple.
Une possibilité améliorée de faire la distinction entre une situation à l'intérieur et une situation à l'extérieur résulte du fait que le classement de profils d'écho conforme à l'invention est en supplément combiné à une détermination de position basée sur une mesure de triangulation et/ou sur l'analyse de niveau connue (puissance transmise moyenne). En tout état de cause, dans le cas de dispositifs micro-ondes, une détection de situation à l'intérieur/situation à l'extérieur au moyen de la puissance transmise moyenne s'avère être nettement plus mauvaise, étant donné que les micro-ondes peuvent être réfléchies fortement sur des objets situés à l'intérieur et à l'extérieur du véhicule 10 et les lois simples et connues de l'amortissement par propagation des ondes électromagnétiques dans l'espace libre n'ont plus de sens comme base pour des comparaisons de puissance et des
évaluations de puissance.
Si la forme de profil d'écho ou la largeur de bande de mesure ne permet pas que le maximum du premier écho puisse être détecté d'une manière sûre, il est alors judicieux de déterminer l'éloignement de l'écho au moyen du trajet de transmission le plus court, sur la base de son flanc montant gauche, et de réaliser la détermination de position dans l'espace à l'aide de la valeur d'éloignement ainsi déterminée. Même si l'on doit supposerque ce n'est pas dans chaque cas que l'écho, dans le profil d'écho mesuré présentant l'éloignement le plus court, a été transmis directement suivant le trajet le plus court du générateur de code 30 à l'unité émettrice et réceptrice 20, les valeurs de position éventuellement fausses peuvent également servir à étayer le classement conforme à l'invention en ce qui concerne sa décision sur la situation à l'intérieur/à l'extérieur. Le résultat de la mesure complète et du classement qui en résulte est une mesure de probabilité qui indique la probabilité pour que le générateur 30 se trouve dans l'espace intérieur ou dans l'espace extérieur. Plus les modèles de référence à la disposition du réseau neuronal sont nombreux, meilleure
est la précision de la conclusion à laquelle on aboutit.
Une possibilité encore améliorée de distinction entre une situation à l'intérieur et une situation à l'extérieur peut s'obtenir par le fait que les profils d'écho de plusieurs unités émettrices et réceptrices 20 sont analysés en commun dans le classement espace intérieur/espace extérieur. Le classement peut lui-même reposer directement sur les profils d'écho relevés ou sur des particularités (amplitude, fréquence et largeur 6. du
maximum) des profils d'écho.
Cela doit être exposé à l'aide de la situation de mesure correspondant aux figures 4E et 4F qui est présentée à titre d'exemple. Il est dans ce cas supposé que deux unités émettrices et réceptrices 20 sont disposées d'une manière répartie dans le véhicule. Une unité 20 est disposée sur le rétroviseur 17 situé dans l'espace intérieur (correspond à la figure 4F; direction de mesure prépondérante le long de toute la largeur de l'espace intérieur; donc appelée ici capteur d'espace intérieur) et une autre sur la face extérieure du véhicule dans la baguette d'enjoliveur (correspond à la figure 4E; direction de mesure prépondérante sur la moitié de l'espace à partir du véhicule 10; donc appelée ici capteur d'espace extérieur). Les deux unités 20 interrogent le générateur de code 30, c'est-à-dire
envoient chacune un signal d'émission.
Chaque unité 20 reçoit un profil d'écho respectif (figures respectivement 4E et 4F), ces profils d'écho étant alors analysés. Si on ne considère les profils d'écho qu'individuellement, le profil d'écho du capteur d'espace extérieur de la figure 4E permet de conclure, conformément au procédé de classement décrit ci-dessus, que le générateur de code 30 se trouve dans l'espace extérieur, étant donné qu'il existe des maxima prononcés
et séparés.
En revanche, le profil d'écho du capteur d'espace intérieur de la figure 4F laisse supposer que le générateur de code 30 se trouve dans le véhicule 10, étant
donné qu'il n'existe pas de maxima prononcés.
Si on compare les valeurs d'amplitude à l'intérieur des profils d'écho et le domaine d'éloignement des signaux d'écho chaque fois considérés, il se trouve que le profil d'écho d'espace extérieur de la figure 4E prend de très grandes valeurs d'amplitude pour un éloignement nettement plus court. Si on considère l'emplacement de montage et le diagramme directionnel de l'unité émettrice et réceptrice située sur la face extérieure du véhicule, il est très probable, en raison des règles physiques de transmission de signaux possibles ou les plus plausibles, que le
générateur de code 30 se trouve dans l'espace extérieur.
Pour faire la distinction d'une manière sûre entre l'espace intérieur et l'espace extérieur, il est avantageux de ranger dans une mémoire, en tant que modèle de référence, les résultats de mesure et d'analyse de mesures antérieures et d'en tenir compte dans les mesures actuelles. Des grandeurs pertinentes sont par exemple des variations de localisation et d'amplitude et des variations en ce qui concerne le caractère prononcé du profil d'écho. Souvent, une simple formation de moyenne sur des données de mesure ou des résultats d'analyse conduit également déjà à une nette amélioration de la sécurité de mesure. Des résultats particulièrement bons sont obtenus lorsqu'on utilise un réseau neuronal pour
analyser les résultats de mesure.
Les signaux d'écho peuvent être associés au moyen d'un classificateur à une position du générateur de code correspondant à une position dans l'espace intérieur ou une position dans l'espace extérieur. Le classificateur décide donc de la question de savoir si le générateur 30 se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur. Il n'a pas besoin de déterminer l'éloignement exact du générateur 30 vis-à-vis de l'unité émettrice et réceptrice 20 correspondante. Pour l'unité émettrice et réceptrice 20, on utilise de préférence des dispositifs micro-ondes qui fonctionnent
à des fréquences de 2,4 GHz, 5,8 GHz, 9,5 GHz ou 24 GHz.
L'avantage de tels dispositifs micro-ondes réside dans le fait qu'ils peuvent être modulés à large bande de façon que, grâce à eux, une mesure d'éloignement puisse être
effectuée convenablement conformément au principe radar.
Cela se répercute dans les profils d'écho.
"A large bande" signifie qu'une fréquence d'oscillateur fait l'objet d'une variation et d'une démodulation ou modulation dans les limites d'une bande de fréquences relativement grande lors de l'émission ou de la réception. Cela s'oppose à la modulation typique dans laquelle on procède à une modulation et une démodulation
pour une fréquence porteuse fixe.
L'unité émettrice et réceptrice 20 peut également fonctionner avec d'autres ondes électromagnétiques, telles que par exemple des ondes optiques. Des signaux à ultrasons sont également possibles en tant que signaux d'émission. La base servant pour tous les types de transmission est constituée par les lois physiques de diffraction, de diffusion, de réflexion et de transmission qui doivent être appliquées à la situation de mesure
chaque fois considérée.
Des emplacements possibles de montage de l'unité émettrice et réceptrice 20 dans le véhicule 10 sont indiqués à la figure 1. De préférence, les unités 20 sont situées dans la porte de conducteur 11 (avec deux unités 20, à savoir un capteur pour l'extérieur et un capteur pour l'intérieur) et/ou la porte de passager 12. S'il existe des portes latérales arrière 13, 14, deux unités 20 peuvent également être disposées respectivement à l'endroit de celles-ci. Une unité 20 peut être disposée sur le rétroviseur intérieur 17, une autre dans la tablette arrière 16 et une autre sur la partie arrière de
carrosserie au voisinage du coffre 15.
L'unité émettrice et réceptrice 20 émet son signal d'émission dans une direction préférentielle, à la demande (par exemple à l'actionnement d'un interrupteur ou d'une poignée de porte du véhicule 10), d'une manière constamment intermittente ou lorsqu'une personne s'approche. Si le générateur de code 30 reçoit le signal d'émission, il renvoie un signal codé. Le signal codé et les réflexions aussi bien du signal d'émission que du signal codé sur des objets fournissent la variation typique de fréquence (spectre de fréquences) du signal d'écho qui est reçu par l'unité 20 et analysé dans l'unité d'analyse. Un exemple de réalisation pour le montage d'une unité émettrice et réceptrice 20 et d'un générateur de code 30 est représenté à la figure 2. L'emplacement de montage et le nombre des unités émettrices et réceptrices 20 résultent de la géométrie du véhicule et des conditions exigées voulues concernant la zone de détection dans laquelle le générateur de code 30 devrait se trouver et concernant le confort de transport du générateur 30. Pour la détermination du profil d'écho, il est avantageux qu'au moyen de ce profil d'écho, les conditions exigées concernant la mesure d'éloignement (précision de mesure et nombre nécessaire d'emplacements de mesure) puissent être
nettement réduites.
Les modules à haute fréquence de l'unité émettrice et réceptrice 20 sont conçus de façon à pouvoir fournir des profils d'écho du type décrit plus haut. Dans cet exemple de réalisation, les unités 20 sont réalisées conformément au principe du radar FM-CW. Selon ce procédé FM-CW, un signal radar modulé en fréquence d'une manière linéaire ou étagée est émis (la fréquence d'émission est modifiée, tandis que la fréquence de réception reste fixe). Le signal d'émission est mélangé au signal de réception. Le FM-CW est le plus répandu dans les émetteurs radar du commerce et est donc si bien connu qu'il n'est pas
nécessaire d'entrer ici davantage dans les détails.
L'unité émettrice et réceptrice 20 est constituée d'un oscillateur 21 commandé par une tension (VCO), d'un amplificateur HF 22 (HFA), d'un récepteur-émetteur 23 (TRX), d'une antenne 24 (ANT), d'un filtre passebande 25 (FLT) et d'un microprocesseur 27 (IP) en amont duquel est
connecté un convertisseur analogique/numérique 26 (A/D).
Le microprocesseur 27 sert d'unité d'analyse ou de classificateur dans laquelle ou lequel les profils d'écho sont analysés et le classement de profils d'écho décrit ci-dessus est effectué. Toutefois, il peut également être effectué dans un calculateur central prévu pour plusieurs
unités 20.
Le résultat de ce classement, l'éloignement déterminé du générateur de code 30 et l'amplitude â du signal d'écho présentant le temps de propagation court sont envoyés dans un calculateur central, situé dans le véhicule 10, qui recueille les données de toutes les unités 20 et les
soumet au traitement ultérieur.
Lors du classement du profil d'écho, on détermine la position du générateur de code 30 par rapport au véhicule en tenant compte d'une ou plusieurs valeurs de mesure d'éloignement qui sont fournies par les unités émettrices et réceptrices 20 dans la zone de détection desquelles le générateur de code 30 se trouve. Cette valeur de position ou également plusieurs valeurs de positions possibles, ainsi que les résultats du premier classement de profils d'écho et les valeurs d'amplitude des échos concernés et les résultats des mesures précédentes sont envoyés à l'unité centrale d'analyse qui décide alors finalement si le générateur 30 se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule 10. La répartition des différentes opérations d'analyse peut bien entendu être également réparties d'une
autre manière sur un ou plusieurs processeurs.
Le calculateur central peut également décider si seule la porte de conducteur 11, la porte de passager 12, toutes les portes 11 - 14 ou seul le coffre doivent être déverrouillés ou verrouillés. Cela dépend de savoir quelle est celle des unités émettrices et réceptrices 20, disposées d'une manière répartie sur la carrosserie du véhicule, qui a constaté d'une manière sûre la position du générateur de code 30, c'est-à- dire pour laquelle la plus grande amplitude â ou le temps de propagation de signal le plus court entre l'envoi du signal d'émission et la
réception du signal d'écho a été mesuré.
Le générateur de code 30 comprend une antenne 31 (ANT) qui est reliée à un commutateur HF 32 (en anglais "RF switch") et à un générateur d'impulsions 33 (en allemand "ID-Taktgeber") qui lui est propre et est caractéristique de ce générateur de code 30. Un signal d'émission adapté au générateur de code 30 peut être reconnu par un détecteur à haute fréquence 34(en anglais "GHz detector"). Ensuite, le commutateur HF 32 est actif suivant un fonctionnement cadencé en impulsions qui est préfixé et est caractéristique du générateur de code 30 et qui commute l'antenne 31 de façon que le signal d'émission soit réfléchi une fois, puis ne soit pas de nouveau réfléchi. L'analyse, conforme à l'invention, du profil d'écho permet d'effectuer déjà une constatation de situation à l'intérieur et de situation à l'extérieur au moyen d'une unité émettrice et réceptrice 20 unique. Bien que la plupart des positions du générateur de code 30 soient alors constatées, il peut toutefois exister encore des emplacements, pour le générateur 30, o il n'est pas reconnu d'une manière correcte, par exemple lorsqu'il se trouve dans un sac à main placé près du plancher et non pas dans la direction de rayonnement principale de l'unité 20. Au moyen d'une unité émettrice et réceptrice 20 qui se trouve par exemple sur le rétroviseur intérieur 17, il est possible que soient soumis au rayonnement des signaux d'émission, à haute fréquence, tout l'espace intérieur du véhicule et en même également de grandes parties de l'espace extérieur. Dans l'espace intérieur, le signal d'émission est réfléchi plusieurs fois dans un sens et dans l'autre par la carrosserie et le compartiment des passagers est ainsi balayé dans une large mesure par le rayonnement. Les fenêtres ne jouent pas le rôle de réflecteurs, ce qui signifie que le signal d'émission produit à l'intérieur du véhicule par l'unité 20 peut ainsi parvenir dans l'espace extérieur. Toutefois, grâceà l'analyse conforme à l'invention des signaux d'écho, il est déjà possible, avec seulement une unité 20, de distinguer si un générateur de code 30 se trouve à
l'intérieur du véhicule ou à l'extérieur du véhicule.
L'habilitation prévue pour le générateur de code 30 est également vérifiée au moyen du profil d'écho. Une fois qu'un signal micro-ondes d'émission a été émis (conformément au procédé FM-CW) par l'unité émettrice et réceptrice 20, le générateur 30 reçoit ce signal s'il se trouve dans la zone d'action de cette unité 20. Le générateur 30 comporte un réflecteur actif assurant une modulation (par exemple un filtre USW ou filtre d'ondes superficielles) qui module et renvoie le signal d'émission
reçu ou un signal d'émission réfléchi sur un objet.
La modulation s'effectue avec un code qui est caractéristique pour le générateur de code 30 et qui sert à indiquer une habilitation d'accès au véhicule 10. Le signal codé renvoyé est reçu par l'unité émettrice et réceptrice 20 et analysé dans l'unité d'analyse, du fait
que le profil d'écho reçu est analysé.
La modulation et la démodulation, ainsi que le
décodage, sont exposés en regard des figures 3 et 5A à 5D.
L'unité émettrice et réceptrice 20 émet un signal d'émission à haute fréquence. Si le générateur de code 30 est appelé à réagir par le signal d'émission, ce signal d'émission est alors modulé en ce qui concerne son amplitude â avec la fréquence de modulation fM (dans le cas o une modulation de fréquence est utilisée). On utilise dans ce cas ce qu'il est convenu d'appeler une modulation 1-0 dans laquelle le signal d'émission est réfléchi lorsqu'il a la valeur 1 et n'est pas réfléchi
lorsqu'il a la valeur 0.
Le signal d'émission reçu par le générateur de code peut être modulé au moyen de la modulation de fréquence, par exemple un simple décalage de fréquence, par laquelle est modulé en fréquence le signal d'écho renvoyé par le récepteur actif à l'unité émettrice et réceptrice 20. Il en résulte que le signal utile est transféré au moins dans une bande latérale 42, 42'. Cela permet avantageusement de séparer des signaux parasites le signal d'écho envoyé par le réflecteur actif, ceci dans la bande de base 41 de l'unité 20, par exemple par filtrage
passe-bande lors de la réception dans cette unité 20.
Le filtrage ou démodulation peut par exemple être effectué au moyen d'un circuit électronique ou à l'aide d'un algorithme dans un processeur. Ce procédé a l'avantage que des influences perturbatrices sont réduites et qu'une grande portée peut être obtenue. Il présente en
outre de la souplesse et est relativement économique.
Le spectre de fréquences complet de tous les signaux d'écho reçus par l'unité émettrice et réceptrice 20 est représenté à la figure 3. Pour la vérification de l'habilitation, les réflexions sur des objets quelconques restent ignorées (cela correspond aux lignes de fréquence de la bande de base 41 situées tout à fait à gauche à la figure 3). Il n'est alors pas tenu compte des réflexions dans la bande de base 41 de l'unité 20. Seules sont alors prises en considération les fréquences qui sont situées autour de la fréquence de modulation fM (c'est-à-dire dans les deux bandes latérales 42 et 42' résultant de la
modulation à deux bandes latérales).
L'écart de fréquence Af et l'écart de phase Ap des deux bandes latérales 42 et 42' sont proportionnels à l'éloignement vis-à-vis du générateur de code 30. La valeur moyenne des bandes latérales symétriques 42 et 42' fournit la fréquence de modulation fM, laquelle peut être calculée par une formation de moyenne du côté du démodulateur. Des données peuvent être transmises d'une manière modulée en faisant varier un la fréquence de modulation fM conformément à un algorithme préfixé contenu dans le générateur de code 30. Les figures 5A à 5D représentent des spectres de fréquences comportant quatre fréquences de modulation fM1 à fM4 différentes. Celles-ci
correspondant à quatre "bits" différents du signal codé.
Si la variation des fréquences de modulation fM coïncide avec une variation, telle qu'attendue dans l'unité d'analyse, l'habilitation du générateur de code 30 est
ainsi fournie.
De cette manière, un mot de 8 bits peut être transmis, par opération de mesure, par les fréquences de modulation, par exemple dans la gamme de 30 kHz à 55,6 kHz, avec une division par pas de 100 Hz. Cela correspond à un mot codé à 256 valeurs (256 possibilités différentes
de codage).
Le modulateur du générateur de code 30 peut être un amplificateur au moyen duquel le signal d'émission à haute fréquence est amplifié dans le réflecteur actif. Une telle amplification d'amplitude a pour effet que le signal d'écho renvoyé par le réflecteur actif à l'unité émettrice et réceptrice 20 possède, contrairement à des signaux parasites, une beaucoup plus grande amplitude â. Cela permet une suppression des signaux parasites et une augmentation de la portée de mesure d'une manière analogue à un réflecteur passif. Toutefois, contrairement au réflecteur passif, le niveau de l'amplification est dans une large mesure indépendant de la surface du réflecteur et peut en outre être choisi librement. D'une manière avantageuse, chaque générateur de code (avec son réflecteur actif) émet avec une modulation de fréquence qui est caractéristique de celui-ci. De cette manière, des signaux de plusieurs générateurs de code 30 peuvent être distingués l'un de l'autre et séparés. Ainsi, outre la détermination de position précédemment décrite, chaque générateur 30 peut également être vérifié d'une
manière indépendante en ce qui concerne son habilitation.
Par ailleurs, il est possible d'associer à chaque générateur de code 30 un numéro de priorité à l'aide duquel des générateurs 30 à traiter d'une manière prioritaire sont reconnus et leur habilitation est décisive. Au moyen du signal codé, il est également possible que des données personnelles soient transmises au véhicule et qu'en cas d'indication d'habilitation, des réglages correspondants, tels qu'un réglage des sièges et
du rétroviseur, soient exécutés dans le véhicule.
Si le générateur codé 30 se trouve à l'extérieur du véhicule 10, un signal d'écho reçu et objet d'une habilitation assure alors le verrouillage ou le déverrouillage de toutes les portes et serrures du véhicule 10. Si le générateur 30 se trouve à l'intérieur du véhicule 10, le signal d'écho reconnu comme étant habilité peut alors provoquer le déclenchement du dispositif de blocage de conduite si le conducteur actionne un interrupteur de démarrage et actionne éventuellement d'autres éléments de commutation, tels que
pédale de frein ou levier de changement de vitesses.
Le générateur de code 30 peut être réalisé sous forme d'une carte à puce ou d'une clé mécanique classique. La forme du générateur 30 n'est pas essentielle pour l'invention. Plus important est le fait que des signaux d'écho soient analysés, grâce à leur profil d'écho, pour
la détermination de position et qu'éventuellement les signaux d'émission de l'unité émettrice et réceptrice 20 soient automatiquement, dans le générateur 30, modulés et5 renvoyés en vue de la vérification de l'habilitation.
Claims (11)
1. Dispositif antivol, pour véhicule automobile (10), caractérisé en ce qu'il comprend - une unité émettrice et réceptrice (20), qui est disposée dans le véhicule automobile (10) et qui émet des signaux d'émission, puis reçoit des signaux d'écho en provenance d'un générateur de code (30) portable et/ou comme résultat de réflexions sur des objets, et - une unité d'analyse qui détermine la position du générateur de code (30) à partir du profil d'écho des
signaux d'écho reçus.
2. Dispositif antivol suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de code (30) portable émet un signal d'écho modulé, s'il a au préalable reçu un signal d'émission, et vérifie l'habilitation du générateur
de code (30) à l'aide du profil d'écho.
3. Dispositif antivol suivant l'une quelconque des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité
émettrice et réceptrice (20) est disposée sur le rétroviseur intérieur (17) et/ou sur une ou plusieurs
portes (11 - 14) du véhicule automobile (10).
4. Dispositif antivol suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, disposées d'une manière répartie dans le véhicule automobile (10), plusieurs unités émettrices et réceptrices (20) qui émettent toutes un signal d'émission, puis attendent la réception des signaux d'écho et transmettent alors ces signaux d'écho à
une unité centrale d'analyse.
5. Dispositif antivol suivant l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité
d'analyse comprend une mémoire dans laquelle des signaux
d'écho sont rangés en tant que modèle de référence.
6. Dispositif antivol suivant l'une quelconque des
revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'unité
d'analyse analyse les signaux d'écho au moyen d'un réseau neuronal.
7. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif antivol, pour véhicule automobile (10), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations de procédé suivantes consistant: - à émettre des signaux d'émission au moyen d'une unité émettrice et réceptrice (20) située dans le véhicule automobile (10), et - à analyser des signaux d'écho reçus, dans une unité d'analyse du véhicule automobile (10), en ce qui concerne le profil d'écho des signaux d'écho, la position du générateur de code (30) étant déterminée à partir de cette analyse.
8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les signaux d'émission sont modulés, et renvoyés en tant que signaux d'écho, par un générateur de code (30) portable, une habilitation du générateur de code (30) étant vérifiée à l'aide du profil d'écho des signaux d'écho.
9. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que plusieurs unités émettrices et réceptrices (20) disposées d'une manière répartie dans le véhicule automobile (10) émettent chacune un signal d'émission et, ensuite, plusieurs profils d'écho sont analysés pour la
détermination de position.
10. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les signaux d'écho sont associés, au moyen d'un classificateur, à une position du générateur de code (30) correspondant à une position dans l'espace intérieur ou
une position dans l'espace extérieur.
11. Procédé suivant l'une quelconque des
revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le signal
d'émission est émis sous forme d'un signal micro-ondes ou un signal radar ayant une fréquence (f) supérieure à 1 GHz.
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