FR2943827A1 - Dispositif de memorisation de la trajectoire suivie par un porteur, notamment pour guider une personne - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de mémorisation de la trajectoire (10) suivie par un porteur, notamment pour guider une personne. Le dispositif comporte au moins : - un ensemble de capteurs aptes à équiper le porteur, capables au moins de donner une mesure de distance parcourue par le porteur et une mesure de changement de cap effectué par la personne ; - des moyens de traitement des mesures effectués par l'ensemble de capteurs, lesdits moyens de traitement créant et mémorisant un graphe métrique représentant la trajectoire (10) suivie par le porteur, ledit graphe étant formé d'un ensemble de noeuds, un noeud (noeud 2) étant composé au moins d'un événement détecté par l'ensemble de capteurs (1) à un endroit de la trajectoire et d'un lien indiquant une mesure de distance et de cap par rapport au noeud précédent (noeud 1) effectués par le porteur, le premier noeud du graphe (noeud 0) étant le point de départ (A) de la trajectoire. L'invention s'applique par exemple pour guider des personnes sur l'aller ou le retour d'une trajectoire ainsi mémorisée, notamment pour des opérations dans le domaine de la sécurité civile.

Description

DISPOSITIF DE MEMORISATION DE LA TRAJECTOIRE SUIVIE PAR UN PORTEUR, NOTAMMENT POUR GUIDER UNE PERSONNE La présente invention concerne un dispositif de mémorisation de la trajectoire suivie par un porteur, notamment pour guider une personne. Elle s'applique par exemple pour guider des personnes sur l'aller ou le retour d'une trajectoire ainsi mémorisée.

De nombreuses activités exigent de connaître la localisation de personnes à l'intérieur de bâtiments ou d'édifice, ou encore dans d'autres endroits publics ou privés. Les opérations de sécurité civile peuvent nécessiter ce type de localisation de personnes, par exemple pour guider des pompiers.

Dans ce type d'applications, un problème général à résoudre est le développement d'un équipement de capteurs complété par des algorithmes de traitement qui permettent d'effectuer une mesure de position métrique en trois dimensions (3D) de la personne par rapport à son point de départ ainsi que la mesure de la trajectoire métrique 3D réalisée pour aller du point de départ au point d'arrivée, là où est la personne. Toutes ces mesures doivent par ailleurs être effectuées en temps réel. Ce problème d'équipement comporte plusieurs difficultés. Une première difficulté est de résoudre le problème à l'intérieur de bâtiments inconnus, donc sans plans, et donc également sans repère initial pour les 20 mesures métriques. Une deuxième difficulté tient dans le fait que tout bâtiment peut être concerné. II faut en effet être capable de fournir une information exploitable et en temps réel de la position et de la trajectoire effectuée par la personne à localiser pour des bâtiments pour lesquels aucun plan n'est disponible et 25 aucun repérage ou apprentissage des lieux n'a été effectué. Cela implique qu'aucun pré-équipement d'un bâtiment pouvant faciliter la tâche de localisation et de guidage n'est disponible. Une troisième difficulté réside dans le fait que le dispositif doit être porté par une personne. Il doit donc être peu encombrant et léger. 30 Enfin, étant donné qu'un tel dispositif s'adresse à des applications pour des marchés de grandes quantité et publics, son coût doit être faible.

En ce qui concerne la sécurité civile, et notamment le guidage des pompiers dans les opérations de secours, une solution connue utilise un fil d'Ariane physique qui est déroulé au fur et à mesure de la progression du pompier qui le tient. Ce dispositif ne fournit pas la localisation de la personne mais un guide pour revenir en arrière ou amener du secours. Par ailleurs, les limites d'un tel dispositif sont la faible distance permise par le lien physique utilisé constitué par le fil, la fragilité du fil, la difficulté de passer ce fil dans tous les endroits ainsi que l'impossibilité ou la grande difficulté à suivre plusieurs pompiers.

Plusieurs solutions sont connues pour remplacer ce fil d'Ariane physique. Dans un milieu extérieur, une première solution utilise un système à GPS. Cependant, dans certaines zones très urbanisées, la couverture n'est pas toujours complètement assurée. A l'intérieur d'un bâtiment, les signaux GPS ne sont plus captés et cette solution y est donc inadaptée.

A l'intérieur de bâtiments les solutions connues nécessitent un équipement de ces bâtiments, cet équipement comprenant notamment des bornes radios, des répétiteurs ou des capteurs. Un inconvénient de ces solutions basées sur un équipement des bâtiments est leur coût d'installation et de maintenance, le nombre de bornes relais nécessaires étant généralement très important. De ce fait, un tel équipement dans tous les bâtiments existant n'est pas envisageable. D'autres solutions technologiques existent mais ne sont pas assez précises ou sont inexploitables. En particulier les techniques basées sur la vision ne sont pas assez robustes. Elles sont notamment perturbées par des problèmes d'éclairement (obscurité, nuit) ou encore de poussières ou de fumée. Elles nécessitent également un calculateur de forte puissance de calcul. Les techniques basées sur des capteurs inertiels permettent de mesurer un déplacement 3D mais mesurent des vitesses ou des accélérations au bout d'un temps de mesure relativement court. Les mesures sont alors entachées d'une erreur rendant le dispositif inutilisable ou inexploitable. D'autres systèmes permettent une simple localisation sans assurer la fonction du guidage d'un fil d'Ariane. C'est le cas du système décrit dans le brevet US 6 323 807 BI. La technique décrite est basée sur un apprentissage préalable des lieux. La localisation est ensuite effectuée par comparaison entre le jeu de valeurs des capteurs de la base d'apprentissage et la valeur des capteurs mesurée lors de la progression de la personne. Un tel système permet de localiser une personne mais pas de la guider en lui indiquant notamment un trajet à suivre. En particulier, l'apprentissage permet effectivement une localisation d'une personne mais ne permet pas l'élaboration d'une stratégie de navigation élaborée et compréhensible par la personne du fait de la non-identification des événements et des distances et de la nature des liens entre les différents noeuds du parcours.

~o Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, en proposant une solution fonctionnant à l'intérieur de tous types de bâtiments, ne nécessitant pas d'équipement préalable des bâtiments, ni d'apprentissage des lieux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mémorisation d'une trajectoire suivie par un porteur, ce dispositif comportant moins : 15 - un ensemble de capteurs aptes à équiper le porteur, capables au moins de donner une mesure de distance parcourue par le porteur et une mesure de changement de cap effectué par la personne ; - des moyens de traitement des mesures effectués par l'ensemble de capteurs, lesdits moyens de traitement créant et mémorisant un graphe 20 métrique représentant la trajectoire suivie par le porteur, ledit graphe étant formé d'un ensemble de noeuds, un noeud étant composé au moins d'un événement détecté par l'ensemble de capteurs à un endroit de la trajectoire et d'un lien indiquant une mesure de distance et de cap par rapport au noeud précédent effectués par le porteur, le premier noeud du graphe étant le point 25 de départ de la trajectoire. Les indications de mesures de distance et de cap peuvent être en trois dimensions. Un événement de la trajectoire est par exemple un changement de cap effectué par le porteur, ou encore environnement local rencontré sur la 30 trajectoire provoquant une détection caractéristique de l'ensemble des capteurs. Les indications de mesures sont par exemple des nombres de pas effectués par le porteur. Dans un autre mode de réalisation possible, les indications de mesures 35 donnent la distance métrique parcourue par le porteur.

L'ensemble de capteurs comporte par exemple au moins une centrale inertielle apte à mesurer une distance parcourue et un changement de cap du porteur. Le dispositif comporte par exemple un capteur barométrique, apte à mesurer 5 un changement de hauteur, un magnétomètre, apte à mesurer un changement de cap du porteur et/ou un capteur de température Avantageusement, les moyens de traitement comportent par exemple une fonction de guidage du porteur sur le trajet aller ou retour de la trajectoire mémorisée, le porteur étant guidé par des instructions calculées par les 10 moyens de traitement, ces instructions indiquant le chemin à parcourir en donnant au moins des indications de distance à parcourir et de changement de cap, le calcul du chemin à parcourir défini en fonction d'objectifs intermédiaires atteints identifiés, ces objectifs intermédiaires correspondant aux noeuds du graphe mémorisé. 15 Le porteur étant une personne, les instructions lui sont par exemple fournies au moyen d'une interface homme-machine. Les instructions peuvent être accompagnées d'informations environnementales relatives à la trajectoire, ces informations étant fournies en certains noeuds du graphe comportant des événements caractéristiques 20 de l'environnement local. Lorsqu'un événement d'un noeud du graphe n'a pas été détecté au bout d'un temps donné suivant la détection de l'événement du noeud précédent, une instruction est par exemple donnée de faire demi-tour.

25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1, des composants pouvant être utilisés dans un dispositif selon l'invention ; la figure 2, une illustration du processus de création des noeuds d'un 30 graphe métrique représentatif du trajet suivi par un porteur ; la figure 3, un exemple de trajet suivi par une personne à l'intérieur d'un bâtiment ; la figure 4, un exemple de trajet retour représenté en regard du trajet aller de la figure 3 ; la figure 5, un exemple de trajet retour comportant une erreur de trajet ; la figure 6, un exemple de début de trajectoire suivi par une personne rejoignant la personne ayant effectué le trajet aller.

La figure 1 présente les composants d'un dispositif selon l'invention. Un tel dispositif comporte au moins un ensemble de capteurs 1 et des moyens de traitement 2, par exemple un calculateur et ses mémoires associées, ces composants 1, 2 équipant un porteur en déplacement, par exemple une personne. Le calculateur 2 ou tout autre moyen de traitement équivalent peut être situé à distance de la personne pourvu que les données captées par les capteurs puissent être transmises à ce calculateur. Le calculateur 2 effectue la création d'un graphe métrique représentatif du trajet suivi par le porteur. Ce graphe comporte un ensemble de noeuds correspondant chacun à un endroit du trajet parcouru par le porteur. Chaque noeud comporte une information de distance par rapport à un noeud précédent ainsi qu'une information de cap, ces informations de bases peuvent éventuellement être enrichies par d'autres informations, notamment des informations d'environnement. Un noeud est défini au moyen des capteurs 1 qui détectent la distance parcourue par le porteur ainsi que son changement de cap. Les informations de distance et de cap fournies par les capteurs sont en trois dimensions. Le graphe ainsi constitué, et mémorisé, peut être exploité par le porteur lui-même pour retrouver son chemin de retour ou par une autre entité destinée à retrouver le porteur en utilisant le même chemin. A cet effet, le graphe peut être transmis par des moyens d'émissions 3, équipant par exemple le porteur, vers un centre de réception distant, situé à l'extérieur du bâtiment où se déplace le porteur. Le graphe créé par le calculateur 2 forme ainsi un fil d'Ariane virtuel reliant le porteur à son point de départ.

Ainsi, l'invention est notamment basée sur l'utilisation de capteurs 1 portés par une personne, ou tout autre type de porteur, ces capteurs étant utilisés pour créer le graphe métrique et angulaire du déplacement de la personne, en six dimensions (6D), c'est-à-dire selon trois dimensions de position et trois dimensions d'orientation. Ce graphe permet de localiser en temps réel et de manière précise la position de la personne afin de la guider, pour un trajet inverse, ou de guider d'autres utilisateurs pour la retrouver. Les capteurs portés sont au moins un accéléromètre 3D et un gyromètre 3D pour déterminer les informations de position et de cap. D'autres capteurs peuvent avantageusement être portés pour préciser les mesures ou enrichir les informations sur le trajet représenté par le graphe. Ces autres capteurs sont par exemple des magnétomètres, des baromètres, des capteurs de température ou de vision. Cette liste n'est pas exhaustive. Les capteurs gyromètre et accéléromètre sont utilisés principalement pour mesurer la distance parcourue en 6D. Le principe peut être le suivant. Par combinaison des mesures fournies par ces deux capteurs, le calculateur 2 estime l'assiette, angle par rapport au plan horizontal, du capteur gyromètre. Le calculateur retranche alors la gravité des mesures de l'accéléromètre. II ne reste alors que les accélérations propres au mouvement de la personne. Par une double intégration par rapport au temps, le calculateur peut estimer le déplacement en 3D, c'est-à-dire la distance parcourue. Pour définir le cap, le calculateur se base sur les mesures du gyromètre. Par intégration temporelle, il peut estimer l'angle de la direction prise par la personne. La combinaison 3D de ces deux types de capteurs, accéléromètre et gyromètre, constitue ce que l'on appelle une centrale inertielle. Ces mêmes capteurs peuvent identifier une différence de hauteur et donc détecter par exemple un escalier ou un ascenseur. Une centrale inertielle peut également être utilisée pour identifier un pied posé et donc compter le nombre de pas. En positionnant la centrale inertielle sur le pied de la personne, le calculateur peut identifier les phases du pied posé, une phase de pied posé correspondant à des mesures de vitesse et d'accélération nulles. Ces capteurs peuvent identifier également un changement brusque d'orientation correspondant à un changement de cap dans un couloir par exemple. Les magnétomètres mesurent une orientation par rapport au champ magnétique terrestre, comme une fonction de boussole. Ils peuvent être utilisés pour mesurer le cap en complément des gyromètres. Cependant à l'intérieur d'un bâtiment de nombreuses sources de pollution magnétique existent telles que par exemple des structures métalliques ou des écrans d'ordinateur. Avantageusement, le magnétomètre peut donc détecter ces sources de pollution et donc positionner ces sources dans le graphe. Ce dernier est ainsi enrichi par des informations d'environnement, dans ce cas du type métallique ou plus généralement du type sources perturbatrices de mesures du champ magnétique terrestre. Les baromètres mesurent la pression atmosphérique. Ils peuvent donc détecter avec précision une différence de hauteur et donc détecter un changement d'étage par exemple. Ils peuvent donc avantageusement être utilisés pour recaler les mesures inertielles de hauteurs qui peuvent dériver au cours du temps. La précision de mesures obtenue par les baromètres peut atteindre l'ordre de la dizaine de centimètres. Les capteurs de températures peuvent détecter des sources de chaleur sur le trajet suivi par la personne, plus généralement des différences de températures, contribuant à enrichir les informations d'environnement du graphe. Il est ainsi possible de détecter des radiateurs ou a contrario des zones froides. Les capteurs de visions apportent une autre contribution à l'enrichissement environnemental du graphe. La vision peut aussi être utilisée pour mesurer des distances et des orientations. Elle permet aussi de détecter des événements visuels simples correspondant à des pièces sombres ou lumineuses, ou plus complexes notamment dans le cas de reconnaissance de lieux ou de situations. L'ensemble de capteurs 1 équipant un porteur permettent donc d'obtenir un graphe 6D représentatif d'un trajet parcouru depuis un point de départ identifié qui peut être avantageusement enrichi d'informations environnementales. L'ensemble de capteurs 1 est composé d'au moins une centrale inertielle composée d'un accéléromètre 3D et d'un gyromètre 3D, soit 3 accéléromètres et 3 gyromètres positionnés dans les 3 directions de l'espace. Ces capteurs de base permettent au moins de déterminer le graphe 6D. Ces six dimensions expriment que le graphe comporte des coordonnées de position en 3D et des coordonnées angulaires, ou de cap, en 3D. Les capteurs, notamment les gyromètres, accéléromètres, sont placés en des endroits du corps qui permettent d'obtenir les mesures les plus précises ou les plus exploitables. Ils peuvent ainsi être placés au niveau des jambes ou des pieds, des bras ou du torse. Ils peuvent aussi être placés au niveau de la tête, intégrés par exemple dans un casque équipant le porteur. Le porteur tout au long du trajet qu'il poursuit fait des mouvements parasites, typiquement des mouvements de têtes ou de bras, en générale brusques, ou même des mouvements plus complets lorsqu'il se retourne sur lui-même par exemple. Les mouvements parasites sont en général à vitesse longitudinale moyenne sensiblement nulle et à vitesse angulaire moyenne elle aussi sensiblement nulle. Le calculateur dispose par exemple de filtres numériques passe-bas. D'autre part le dispositif, basé sur des mesures de vitesse et d'accélération commettra nécessairement des erreurs de mesures de distance et de cap ; on pourra compléter le filtrage par des recalages en distance et en position sur des événements particuliers intervenant lors du trajet.

La figure 2 illustre les phases de créations du graphe, répétées tout au long d'un trajet suivi par le porteur. Dans une première phase 21, le dispositif 1, 2 porté identifie au moyen des capteurs 1 un événement intervenant sur le trajet du porteur, par exemple un changement de cap. Ce changement de cap étant en 3D, il peut s'agir d'un changement de direction vers la droite ou la gauche, mais aussi vers le haut ou vers le bas, typiquement l'entrée dans un escalier. Puis dans une deuxième phase 22, le calculateur 2 effectue la création d'un noeud correspondant à cet événement dans le graphe. Enfin dans une troisième phase 23, le calculateur détermine le lien de ce noeud avec le précédent, le lien étant la distance et le cap avec le noeud précédent. Ces trois phases 21, 22, 23 sont réitérées tout au long du trajet au fur et à mesure de l'identification d'événements. Toutes ces identifications d'événements sont faites automatiquement, sans intervention du porteur. Ainsi, au cours de la progression d'une personne, ou de tout autre porteur, le dispositif porté par la personne, identifie en temps réel les événements intervenant sur la trajectoire de la personne. Entre chaque noeud, une mesure de distance et de cap est effectuée. Le graphe est composé de noeuds et de liens entre ces noeuds. Chaque noeud du graphe est créé en fonction d'événements caractéristiques de la progression de la personne à l'intérieur du bâtiment.

Un noeud du graphe correspond à une signature caractéristique d'un endroit du bâtiment. Cette signature détectée par un capteur est caractérisée aussi bien par un changement d'attitude de la personne, changement de cap lors de l'entrée dans un couloir par exemple, que par un élément caractéristique de l'endroit, existence d'une source de chaleur par exemple. A titre d'exemple, on peut donc citer : changement brusque de cap mesuré par un magnétomètre ou par une centrale inertielle, permettant de détecter l'entrée dans un couloir ou dans une pièce ; passage dans un escalier par identification de hauteur de marche au moyen d'un capteur accéléromètre ou d'un baromètre ; passage dans un ascenseur par la reconnaissance d'une progression lente et continue en hauteur ; une source de chaleur par une mesure d'une variation brusque de 15 température, caractérisant un simple radiateur ou un feu selon l'intensité de la variation ; un événement non identifiable pour un être humain tel qu'une variation brusque du champ magnétique caractérisant notamment la proximité d'une structure métallique. 20 Le lien entre deux noeuds contient plusieurs informations. Il permet en particulier de relier un noeud du graphe au précédent. Il contient par exemple : la distance ou le nombre de pas entre deux noeuds ; 25 la variation de cap entre deux noeuds ; la nature du lien, par exemple une montée ou descente en escalier, ou une montée ou descente en ascenseur.

La trajectoire 3D est mesurée entre chaque noeud afin d'apporter la 30 dimension métrique au graphe et mieux guider la personne. Cependant une solution plus simple, basée sur une mesure du nombre de pas est également possible. Par mesure, métrique ou non, il est également possible de positionner la personne par rapport aux autres intervenants. L'orientation entre chaque noeud permet de définir le cap à suivre. Pour 35 simplifier le système et rendre un graphe facilement exploitable pour des utilisateurs, les caps de référence sont par exemple discrétisés en un nombre fini afin de donner des indications de directions compréhensibles par une personne. Les indications de directions sont par exemple indiquées par pas de 45°, sachant qu'il existe très peu d'endroits où il existe une multitude de directions à prendre, nécessitant une plus grande précision dans l'indication de la direction à prendre. Ainsi dans le cas où l'on opte pour une indication de directions par pas de 45°, toute variation de cap comprise entre -22,5° et +22,5° est considérée comme une avancée en ligne droite par rapport à une mesure précédente. Au-delà, on estime un changement de cap, 45° ou 90° ou 135° etc et un noeud est alors créé pour identifier ce changement de cap dans le graphe.

Le graphe ainsi créé peut être utilisé pour guider la personne sur son retour ou pour guider une personne souhaitant effectuer la même trajectoire, pourvu que le graphe ait été transmis à cette personne, notamment par les moyens d'émission 3 portés par la personne. Le graphe est utilisable au fur et à mesure de sa création. Il peut notamment être utilisé dès que la personne souhaite faire marche arrière par exemple. II n'est pas limité en distance, ni vers les courtes distances, ni vers les longues distances. Il est par ailleurs créé automatiquement et instantanément vis-à-vis de l'utilisateur, d'où son exploitation possible à tout instant. Une utilisation du graphe est notamment décrite dans la demande de brevet français publiée sur le numéro FR 2 918 745 concernant un dispositif d'aide à la navigation d'une personne. Le graphe correspond à la cartographie métrique préexistante utilisée dans ce document pour guider une personne. Les noeuds du graphe peuvent être assimilés aux objectifs intermédiaires à atteindre repérés sur cette cartographie. Ainsi, au fur et à mesure des noeuds atteints, l'utilisateur reçoit des instructions pour être guidé, par exemple : - avancez sur dix mètres, ou dix pas, en ligne droite pour atteindre un escalier ; montez un étage ; tournez d'un angle de 45° et avancez sur 15 métres ; enjambez un obstacle.

Ces exemples d'instructions illustrent la façon dont peut être guidée la personne sur son trajet retour ou une personne cherchant à la rejoindre. Le calculateur qui sert à créer le graphe peut aussi comporter le programme d'interprétation du graphe pour guider la personne.

Le graphe comporte une notion de direction dans le sens où il y a un point de départ et un point d'arrivée identifiés lors de sa création. Lorsque la personne, ou plus généralement le porteur du dispositif selon l'invention, engage le trajet de retour le point d'arrivée devient le point de départ et les instructions données sont adaptées au trajet retour, par exemple un changement de direction vers la gauche devient un changement de direction vers la droite pour le trajet retour. II s'agit d'une simple interprétation du graphe par le dispositif de guidage. Lorsqu'une personne veut rejoindre le porteur, son point de départ est le point de départ du graphe créé à l'origine. Il est éventuellement possible d'engager le trajet en un point situé après le point de départ, par exemple au milieu du graphe ou en tout autre point intermédiaire par la reconnaissance d'un point caractéristique du trajet. En temps réel, le dispositif peut indiquer ou corriger le cap de la personne à guider. Si la personne commet une erreur et que le dispositif ne détecte pas le noeud suivant du graphe, ou détecte un noeud non identifié lors du trajet aller, le dispositif peut guider la personne pour qu'elle retourne au noeud précédent afin de reprendre la bonne trajectoire. Les figures 3 à 6 présentent des exemples d'utilisation.

La figure 3 présente un exemple de trajet réellement effectué 10 par une personne porteuse d'un dispositif selon l'invention, entre un point de départ A et un point d'arrivée B. Le trajet 10 emprunte à partir du point A un couloir 31, d'une longueur d'environ 10 mètres, puis en fin de couloir un escalier 32 comportant 5 marches débouchant dans un hall 33 de surface sensiblement carré, d'environ 10 mètres x 10 mètres. Dans le coin opposé, le trajet 10 se poursuit en empruntant un second couloir 34 au bout duquel se situe le point B. La distance entre le point B et l'entrée du couloir est d'environ 15 mètres. Un radiateur 35 est situé sur la une paroi gauche, dans le sens de la marche, à une distance d'environ 3 mètres de l'entrée du couloir 34.

Un graphe créé par un dispositif selon l'invention, pour une personne parcourant le trajet 10, peut ainsi être décrit par les noeuds et les liens décrit ci-après. Le premier noeud de graphe, le noeud 0, correspond au point de départ A.

Le noeud 1 est créé à la détection de l'escalier 32 grâce par exemple à une centrale inertielle au moyen d'une mesure de hauteur et de nez de marche. Le lien est créé entre le noeud 0 et le noeud 1 avec une information de distance mesurée par la centrale inertielle. La mesure indique 10 mètres et le cap est estimé à zéro bien que le trajet 10 suivi ne soit pas tout à fait rectiligne. Comme indiqué précédemment, le calculateur comporte un algorithme de filtrage annulant les variations de cap de faible amplitude. Le noeud 2 est créé à la fin de l'escalier 32 et correspond à un double événement : fin d'escalier et changement de cap. Un lien est créé entre le noeud 1 et le noeud 2 avec une information de distance mesurée par la centrale inertielle et le nombre de marches détectées. Le noeud 3 est positionné à la fin du hall 33 à l'entrée du deuxième couloir 34, à partir de l'événement changement de cap. Le lien entre le noeud 2 et le noeud 3 est une ligne droite d'environ 12 mètres et un changement de cap de 45° estimé par la centrale inertielle.

Le noeud 4 est identifié au passage du radiateur 35 grâce à un capteur de température qui détecte sa présence. Le lien entre les noeuds 3 et 4 est une ligne droite de 3 mètres. Dans cet exemple, un événement caractéristique de la trajectoire est une source chaude. D'autres types d'événements caractéristiques peuvent être détectés, tels que des structures métalliques ou des sources lumineuses par exemple, et plus généralement tout environnement local rencontré le long du trajet qui donne lieu à une détection caractéristique de la part des capteurs : changement brusque de température ou de luminosité, variation du champ magnétique terrestre, variation d'altitude etc....

Le noeud 5 est la fin du trajet, correspondant au point B. Le lien entre le noeud 5 et le noeud 4 est une ligne droite de 12 mètres. En notant D la distance, le graphe peut être mémorisé dans le dispositif au moyen du tableau suivant : Noeuds Evénements Liens 0 Départ 1 Escalier montant D= 10m, Cap=O° 2 Fin escalier montant D= 2m ou 5 marches, Cap=O° 3 Changement de cap D= 12m, Cap = 45° 4 Source chaude D= 3m, Cap = 0° Arrivée D=12m, cap =0° Deux utilisations de ce graphe sont possibles. Les figures 4 et 5 illustrent le guidage d'une personne pour le retour. La figure 6 illustre le cas d'un guidage d'une personne qui rejoint le porteur. 5 La figure 4 montre un exemple de trajet retour 40 représenté en regard du trajet aller 10 de la figure 3. Les noeuds 1 à 4 identifiés dans le graphe ont été représentés en regard de ces trajets 10, 40, les noeuds 0 et 5 correspondant respectivement aux points A et B.

Les informations décrites ci-après sont par exemple indiquées à la personne à partir du point B : A partir de ce point B, le dispositif donne l'ordre d'avancer tout droit pendant 15 mètres (ou avancez tout droit pendant 12 mètres puis tout droit pendant 3 mètres après détection d'une source chaude). Une centrale inertielle portée par la personne mesure par exemple la distance parcourue et le cap, puis indique en temps réel la distance restante jusqu'au noeud 3 situé à la sortie du deuxième couloir 34 débouchant dans le hall 33. A l'approche de ce hall 33, à l'approche du noeud 3, le dispositif indique de tourner à droite de 45°. A la détection de l'événement radiateur, au niveau du noeud 4 ou de l'événement changement de cap, au niveau du noeud 3, le dispositif peut se relocaliser par rapport au graphe mémorisé si les mesures de position sont partiellement erronées. Durant le trajet dans le hall 33, le dispositif contrôle le cap et indique la distance à parcourir de façon dégressive jusqu'à l'escalier descendant 5, au niveau du noeud 2, et ainsi de suite jusqu'au point A, point d'arrivée au retour.

La figure 5 illustre un exemple où la personne commet une erreur de trajet 50 en s'engageant dans un couloir 51 au lieu de s'engager dans l'escalier descendant 32. Au bout d'une distance par exemple longue de 12 mètres, supérieure à la traversée du hall 33, le dispositif demande alors à la personne de faire demi-tour, car l'événement attendu correspondant à l'escalier descendant, noeud 2 du graphe, n'est toujours pas atteint. A la détection de l'escalier 32, le dispositif se relocalise dans le graphe. Eventuellement, si l'escalier 32 n'est pas détecté, le dispositif donne l'ordre à la personne de continuer à faire demi-tour jusqu'à l'endroit correspondant au noeud précédent, le noeud 3, pour se relocaliser dans le graphe.

La figure 6 illustre une deuxième utilisation possible du graphe. Il s'agit du cas où une autre personne souhaite parcourir le même trajet, par exemple pour rejoindre la personne au point B. Cette personne porte le même type d'équipement, notamment de capteurs, que la personne ayant fait le premier trajet 10. Elle est par exemple équipée du même dispositif que la première personne, le dispositif ayant en mémoire le graphe créé lors du parcours du trajet 10 par la première personne. A cet effet, le dispositif comporte par exemple des moyens de réception pour recevoir puis mémoriser le graphe.

Eventuellement, le graphe peut être reçu par d'autres moyens de réception puis transmis au dispositif de guidage par un support de communication quelconque. Le graphe est transmis par onde radio, par exemple au fur et à mesure de l'avancée de la première personne ou à tout instant sur ordre de cette personne ou automatiquement, par exemple à la création de chaque noeud. Avantageusement, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens de communication radio complexes ou puissants, car la bande de transmission peut être étroite étant donné le faible débit des informations transmises. La portée utile à l'intérieur d'un bâtiment peut ainsi être très grande et atteindre aisément plusieurs centaines de mètres par exemple.

A partir du point A le dispositif indique d'avancer jusqu'au noeud 1, correspondant au début de l'escalier. Le dispositif indique donc d'avancer de 10 mètres en ligne droite jusqu'à l'escalier. Une ligne 60 illustre un trajet correspondant à la mesure des capteurs portés par la deuxième personne, rejoignant la précédente, cette trajectoire 60 reliant le point de départ A à un point C. La figure 6 illustre un exemple où une erreur d'estimation est commise, la position du point C étant située en dehors du couloir 31. En ce point C, la centrale inertielle a détecté un escalier. Le dispositif recale alors la position de la personne dans le graphe au noeud 1 et donne des indications pour aller au noeud 2, et ainsi de suite jusqu'au point d'arrivée B en combinant mesures de distance et de cap, en relocalisant la personne sur les noeuds du graphe et en la guidant sur la trajectoire. Un exemple d'application a notamment été décrit pour guider une personne, un pompier par exemple lors d'opération de sécurité civile. L'invention peut aussi s'appliquer à d'autres porteurs du dispositif que des personnes. Elle peut par exemple s'appliquer pour guider des robots ou tous autres porteurs mobiles.10

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de mémorisation d'une trajectoire (10) suivie par un porteur, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - un ensemble de capteurs (1) aptes à équiper le porteur, capables au moins de donner une mesure de distance parcourue par le porteur et une mesure 5 de changement de cap effectué par la personne ; - des moyens de traitement (2) des mesures effectués par l'ensemble de capteurs (1), lesdits moyens de traitement créant et mémorisant un graphe métrique représentant la trajectoire (10) suivie par le porteur, ledit graphe étant formé d'un ensemble de noeuds, un noeud (noeud
2. 2) étant composé au 10 moins d'un événement détecté par l'ensemble de capteurs (1) à un endroit de la trajectoire et d'un lien indiquant une mesure de distance et de cap par rapport au noeud précédent (noeud 1) effectués par le porteur, le premier noeud du graphe (noeud 0) étant le point de départ (A) de la trajectoire. 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les indications de mesures de distance et de cap sont en trois dimensions.
3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un événement de la trajectoire (10) est un changement 20 de cap effectué par le porteur.
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un événement de la trajectoire (10) est un environnement local (35) rencontrée sur la trajectoire provoquant une 25 détection caractéristique de l'ensemble des capteurs (1).
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les indications de mesures sont des nombres de pas effectués par le porteur.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les indications de mesures donnent la distance métrique parcourue par le porteur. 30
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de capteurs (1) comporte au moins une centrale inertielle apte à mesurer une distance parcourue et un changement de cap du porteur.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur barométrique, apte à mesurer un changement de hauteur. 10
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un magnétomètre, apte à mesurer un changement de cap du porteur.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de température.
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de transmission (3) du graphe. 20
12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent une fonction de guidage du porteur sur le trajet aller ou retour (40) de la trajectoire mémorisée (10), le porteur étant guidé par des instructions calculées par les moyens de traitement, ces instructions indiquant le chemin à parcourir en 25 donnant au moins des indications de distance à parcourir et de changement de cap, le calcul du chemin à parcourir défini en fonction d'objectifs intermédiaires atteints identifiés, ces objectifs intermédiaires correspondant aux noeuds du graphe mémorisé. 30
13. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le porteur étant une personne, les instructions lui sont fournies au moyen d'une interface homme-machine.
14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, 35 caractérisé en ce que les instructions sont accompagnées d'informations5environnementales relatives à la trajectoire, ces informations étant fournies en certains noeuds du graphe comportant des événements caractéristiques de l'environnement local.
15. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que lorsqu'un événement (32) d'un noeud du graphe n'a pas été détecté au bout d'un temps donné suivant la détection de l'événement du noeud précédent, une instruction est donnée de faire demi-tour. 15