FR2978239A1 - Dispositif portable et procede de geolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint - Google Patents

Abstract

L'invention comprend un dispositif portable et un procédé de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint. Ce dispositif comprend : - des moyens (10) de détermination du vecteur vitesse de déplacement de cet objet par mesure anémométrique apte à effectuer des mesures de vent relatif engendrées par le déplacement de l'objet et à délivrer un signal correspondant (11), - des moyens (12) de traitement de ce signal aptes à calculer le vecteur vitesse de cet objet et la position de celui-ci, et - une unité (13) de visualisation de cette position.

Description

DISPOSITIF PORTABLE ET PROCEDE DE GEOLOCALISATION ET DE LOCALISATION CONTINUE D'UN OBJET EN MOUVEMENT DANS UN ENVIRONNEMENT CONTRAINT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif et un procédé de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint. L'assistance au guidage d'un objet est une des applications possibles de l'invention. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le domaine de l'invention est celui des dispositifs de géolocalisation et de localisation continue utilisés en embarqué dans des appareils nomades, par exemple des téléphones mobiles, des tablettes ou des PC (ordinateurs personnels) portables, ou sur des appareils mobiles (robots mobiles, véhicules, piétons...) visant des applications civiles (par exemple d'aide a la navigation) ou des applications de sécurité (par exemple de surveillance), impliquant un besoin de positionnement là où des approches classiques par exemple GPS (« système de positionnement global »), sont inopérantes. Par « géolocalisation » on désigne une localisation géographique, donc absolue, contrairement au terme « localisation » qui désigne une localisation relative. Les solutions de géolocalisation et de localisation continue par satellite (GPS) sont 2 aujourd'hui largement commercialisées et déployées dans de très nombreuses applications grand public. Mais ces solutions voient leur efficacité réduite, voire inopérante, dans des environnements « indoor » ou contraints, comme des zones à forte densité urbaine (« canyon urbain » ou configuration urbaine présentant une forte densité d'habitation) ou à l'intérieur d'une enceinte fermée (bâtiment, souterrain, tunnel, _). Une discontinuité flagrante apparait entre extérieur et intérieur en matière de géolocalisation et de localisation continue. Il existe deux grandes familles de solutions pour résoudre ce problème de géolocalisation et de localisation continue dans un environnement contraint. Dans une première famille, on retrouve des concepts basés sur des techniques : ^ A-GPS (GPS d'intérieur), ^ RFID ("Radiofrequency Identification" ou Identification Radiofréquence), UWB ("Ultra Wide Band" ou bande très large), UHF ("Ultra High Frequency » ou fréquences très hautes), ^ WiFi ("Wireless Fidelity" ou réseau sans fil), ID-Cellular, ^ GSM/3G, ^ Bluetooth (technique radio courte distance). Dans une seconde famille, qui est celle de l'invention, On peut citer les concepts basés sur des techniques : ^ Vision, 3

^ Inertielle, ^ Ultrasonore, ^ Infrarouge, ^ Magnétique, ^ SLAM (cartographie et localisation laser). La majorité des solutions utilisées aujourd'hui (A-GPS, WiFi, UWB, ...) nécessitent des infrastructures lourdes et onéreuses pour fonctionner. La qualité et la précision de ces solutions dépend en grande partie de la densité de déploiement de ces infrastructure puisqu'elles reposent sur un principe de triangulation, mettant en oeuvre au moins trois balises. D'autres solutions (Vision, SLAM) font appel à des notions de mesure de flux optique, de reconnaissance d'image ou de reconstitution 3D de l'espace environnant. Ces solutions doivent traiter un flux de données très important et nécessitent donc des ressources informatiques importantes limitant la compacité et la portabilité.

Une solution moins invasive, en termes d'infrastructures et portabilité, s'appuie sur l'utilisation de capteurs inertiels et gyroscopiques ou magnétiques. En raison des dérives importantes occasionnées par l'usage de tels capteurs, leur utilisation reste restreinte à des configurations aux paramètres maîtrisés (par exemple marche d'un piéton, course, ) De tels capteurs nécessitent des algorithmes de traitement de signal complexes (couteux en terme de ressource informatique) pour entrevoir des possibilités de mobilité. 4 L'invention a pour objet de résoudre ces problèmes de géolocalisation et de localisation continue dans des environnements contraints, lorsque les signaux GPS/GSM sont faibles ou indisponibles (canyon urbain, bâtiment, souterrain, _), notamment pour une application piéton ou sur tout autre entité mobile évoluant dans cet environnement spécifique (chariot, robot, véhicule, _). L'invention a aussi pour objet de pallier les inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un dispositif et un procédé ne nécessitant pas la mise en place d'infrastructures spécifiques et permettant : - une géolocalisation précise (inférieure 15 au mètre) et une localisation continue en environnement contraint, sans pré-équipement des lieux, - une compacité importante (quelques ) par rapport aux systèmes existants permettant d'adresser des applications embarquées, 20 - de palier aux dérives importantes des capteurs dans les dispositifs de l'art connu (notamment inertiels). EXPOSÉ DE L'INVENTION 25 L'invention concerne un dispositif portable de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens de détermination du vecteur 30 vitesse de déplacement de cet objet par mesure anémométrique apte à effectuer des mesures de vent relatif engendrées par le déplacement de cet objet et à délivrer un signal correspondant, - des moyens de traitement de ce signal 5 aptes à calculer le vecteur vitesse de cet objet et la position de celui-ci, et une unité de visualisation de cette position. Avantageusement ces moyens de détermination de vecteur vitesse comprennent au moins un capteur anémométrique, avantageusement colinéaire au déplacement du corps. Avantageusement le dispositif de l'invention peut comprendre des moyens de combinaison des données de sortie de cet au moins un capteur anémométrique avec des données issues d'au moins un capteur de type inertiel, magnétique, barométrique ou radio, ces moyens permettant d'adresser une géolocalisation et une localisation suivant les trois dimensions. Avantageusement les moyens de détermination du vecteur vitesse utilisent l'une des techniques suivantes . - mesure par fil chaud, - mesure par ultrasons, - mesure par gradient de pression. Avantageusement l'assemblage mécanique de chaque capteur anémométrique sur le dispositif de l'invention est l'un des assemblages suivants : - assemblage avec écoulement ouvert, - assemblage avec écoulement directionnel, 30 6 - assemblage avec écoulement Pitot. Les performances optimales sont obtenues par un embout anémométrique de type Pitot. L'invention concerne aussi un appareil nomade, par exemple de type Smartphone/GPS/tablette/véhicule/robot, comprenant un tel dispositif, qui vient s'adapter sur cet appareil nomade. Avantageusement cet appareil comprend un dispositif portable comportant une unité de visualisation de la position tridimensionnelle de l'objet en mouvement et permettant l'assistance au guidage. L'invention concerne également un procédé de géolocalisation et localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de détermination du vecteur vitesse de déplacement de cet objet par mesure anémométrique apte à effectuer des mesures de vent relatif engendrées par le déplacement de cet objet et à délivrer un signal correspondant, - une étape de traitement de ce signal apte à calculer le vecteur vitesse de cet objet et la 25 position de celui-ci, et une étape de visualisation de cette position. Avantageusement le procédé de l'invention comprend une étape de combinaison des données de mesure 30 anémométrique avec des données issues d'au moins un 7 capteur de type inertiel, magnétique, barométrique ou radio. Dans l'invention, l'utilisation d'un capteur anémométrique permet d'obtenir les avantages suivants . - Le dispositif de l'invention présente peu ou pas de dérive (de moins d'un facteur 5 inférieur à des approches inertielles). - Il présente une compacité (quelques = R-) 10 permettant son intégration dans un dispositif portable peu invasif. - Il ne nécessite que peu de traitement de signal, du fait que sa position est obtenue par l'intégration d'un vecteur vitesse et non de 15 l'exploitation complexe de données accélérométriques et gyroscopiques, voire magnétiques. Il peut être utilisé dans toute application nécessitant une géolocalisation et une localisation continue dans un environnement contraint, 20 où les signaux GPS ne fonctionnent pas, ou lorsque l'on ne souhaite pas déployer d'infrastructures extérieures (balises, pseudolites) contrairement à des approches de localisation et de géolocalisation de l'art connu (par WiFi, GNSS (« Global Navigation Satellite System »), 25 UWB (« Ultra Wide Band »), GSM (« Global System for Mobile Communication »),...) où des balises émettrices sont positionnées dans l'environnement. En effet, le dispositif de l'invention repose sur la mesure du vent relatif, et ne nécessite aucun équipement préalable des 30 lieux. Les données obtenues sont directement des mesures de vitesses de l'objet mobile. Par intégration 8 mathématique simple (ordre 1) des données anémométriques, on en déduit des mesures de déplacement. Le dispositif de l'invention peut viser les domaines applicatifs de : - sécurité et surveillance, - travailleur isolé, - robotique mobile, - guidage en environnement contraint (« indoor ») - service et contenu géolocalisés pour grand public, - intervention en milieu inconnu (GIGN, militaire, -) BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 illustre le dispositif de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint selon l'invention. La figure 2 illustre un ensemble de capteurs anémométriques et le vent relatif incident.

Les figures 3A à 4B illustrent les signaux issus d'un ensemble de capteurs anémométriques et la représentation de deux composantes de flux. La figure 5 illustre la mise en oeuvre du dispositif de l'invention, avec affichage de la localisation, en environnement contraint. La figure 6 illustre un synoptique représentant le fonctionnement de la chaine d'acquisition et de traitement du dispositif de l'invention. 9 La figure 7 illustre un exemple de schéma électrique d'un anémomètre à courant constant. La figure 8 illustre un exemple de schéma électrique d'un anémomètre à température constante.

La figure 9 illustre un exemple de principe exploité par un capteur MEMS anémomètre à fil chaud. La figure 10 illustre le schéma de principe d'un anémomètre à ondes sonores. La figure 11 illustre le schéma de principe d'un anémomètre par gradient de pression. La figure 12 illustre un exemple d'un capteur anémométrique avec écoulement ouvert. La figure 13 illustre un exemple d'un capteur anémométrique avec écoulement directionnel. La figure 14 illustre un exemple d'un capteur anémométrique avec écoulement Pitot. La figure 15 illustre un dispositif mobile selon l'invention (Smartphone et dispositif anométrique) et une unité graphique associée. Les figures 16A et 16B illustrent un exemple de réalisation à fil chaud 1D et écoulement ouvert respectivement dans une vue de face et une vue en coupe. La figure 17 illustre les caractéristiques 25 correspondant à l'exemple de réalisation illustré sur les figures 16A et 16B. La figure 18 illustre un second exemple de réalisation d'une solution à fil chaud 1D et écoulement ouvert. 20 10 Les figures 19 et 20 illustrent deux exemples de réalisation d'une solution à ultrasons 1D et écoulement ouvert. Les figures 21A à 21C illustrent trois embouts pour une solution d'anémomètre par différentiel de pression, respectivement avec trou débouchant, avec cône, et avec plan. La figure 22 illustre une comparaison de l'utilisation des trois embouts bidirectionnels illustrés sur les figures 21A à 21C. La figure 23 illustre les déplacements obtenus sur 40 tests de 49 m avec un anémomètre par différentiel de pression 1D. La figure 24 illustre un exemple de 15 réalisation 1D d'anémomètre par différentiel de pression et écoulement Pitot. Les figures 25A et 25B illustrent des détails de l'exemple illustré sur la figure 24, respectivement dans une vue de face et en coupe AA. 20 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention concerne un dispositif portable de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement, intégrant un procédé passif, qui 25 permet la détermination du vecteur vitesse de déplacement de cet objet en mouvement par mesure anémométrique, et de la position de cet objet à tout moment par intégration du vecteur vitesse, une unité de visualisation intégrée permettant un affichage en temps 30 réel de cette position. 11 Le dispositif de l'invention se présente sous la forme d'un capteur anémométrique couplé ou intégré à un appareil de type smartphone/GPS/tablette ou tout autre appareil présentant des possibilités de calcul arithmétique susceptible de se déplacer dans un environnement contraint et les flux d'écoulement sont connus et maitrisés. Il permet à terme à l'utilisateur d'évaluer sa position relative et absolue ou la position d'un objet mobile équipé avec ce dispositif.

Le dispositif de l'invention permet une géolocalisation et localisation continue en environnement contraint, dans lequel l'utilisation des ondes GPS est impossible, grâce à l'exploitation d'un procédé de mesure du vent relatif créé autour de l'objet en mouvement.

Dans la suite, on considère plus spécifiquement le cadre d'une application piéton, dans laquelle le capteur anémométrique et les moyens d'acquisition et de traitement d'information sont associés à un terminal mobile de type « Smartphone » du commerce. Trois procédés de mesure pour l'approche anémométrique (fil chaud, ultrasons et gradient de pression) sont ainsi considérés, différentes approches étant adoptées dans le cadre de la mobilité d'un piéton. Mais l'utilisation du dispositif de l'invention avec d'autres terminaux (PC, robot, véhicule, _) dans d'autres applications est aisément envisageable. Le dispositif de l'invention illustré sur la figure 1 comprend au moins un capteur anémométrique 10, destiné à effectuer des mesures de vent relatif (écoulement produit par l'objet en mouvement) et positionné de manière à être sensible aux variations de 12 vent relatif engendrées par le déplacement de cet objet. Le capteur anémométrique 10 permet de transformer la grandeur physique de la vitesse du vent relatif en une grandeur physique 11 se traduisant sous forme d'un potentiel électrique ou un courant électrique. Des moyens de traitement 12 permettent de déterminer, à partir d'un tel signal, le vecteur vitesse dudit objet en mouvement et sa position. Une unité de visualisation 13 affiche en temps réel cette position déterminée par le dispositif de l'invention. Elle comprend, par exemple, un affichage standard (écran de visualisation). Mais elle peut également exploiter les fonctionnalités d'affichage d'un terminal mobile (smartphone, tablette,_).

La position du capteur anémométrique offrant la meilleure sensibilité de mesure est celle où l'angle d'ouverture du capteur anémométrique 20 est colinéaire avec le flux 21 à mesurer, comme illustré sur la figure 2. Ainsi une multiplicité de capteurs 20 (Cl-C7) offrant des orientations différentes permettent de détecter les différentes composantes du flux, comme illustré sur les figures 3A et 4A. Les signaux obtenus, illustrés sur les figures 3B et 4B, correspondent aux différents capteurs Cl-C7.

Le dispositif de l'invention peut néanmoins utiliser tout ou partie d'autres moyens permettant d'effectuer une localisation dans un environnement contraint. On peut ainsi effectuer une fusion de données avec des capteurs de types inertiels, magnétiques, barométriques, radio, qui peuvent être déjà inclus dans l'objet (par exemple smartphone, 13 tablette...), afin d'obtenir une meilleure précision de localisation, comme illustré sur la figure 5. La référence 30 concerne un capteur anémométrique, et la référence 31 l'objet en mouvement. Par fusion des données, on désigne une technique logicielle d'hybridation permettant de tirer le meilleur parti de chaque capteur sans dégrader les performances générales de mesure. Dans le cadre de l'application piéton envisagée la plage de mesure utile en termes de vitesse s'étend de 0 m/s à 5 m/s. Trois techniques de mesure anémométrique sont ainsi considérées : - mesure par fil chaud, - mesure par ultrasons, - mesure par gradient de pression. Suivant les besoins, on peut utiliser l'une ou l'autre de ces techniques pour mesurer la vitesse du vent relatif pour une à six dimensions (trois axes de translation et trois axes de rotation). Chaque procédé de mesure ainsi utilisé exploite la combinaison d'une technique de mesure anémométrique et d'un assemblage mécanique permettant d'exploiter les écoulements de manière optimale. Les trois techniques de mesure anémométrique citées ci-dessus ont été testées dans une application piéton à l'intérieur d'un bâtiment. Des tests de répétabilités ont montré la faisabilité du procédé selon un axe de déplacement. Il est possible d'adresser la problématique multi-axes (trois translations, trois rotations) en dupliquant les capteurs anémométriques et en les disposant de manière 14 appropriée selon les axes préférentiels de déplacement. L'étude de faisabilité a également porté sur la quantification de la sensibilité du dispositif de l'invention aux perturbations environnantes (variations de température, croisement avec une autre personne, courant d' air...) . Enfin, l'algorithme de post-traitement, basé sur le calcul de l'intégration du premier ordre, a été porté sur un terminal mobile de type Smartphone. Le choix a été fait sur la base de ce terminal afin de privilégier la mobilité dans le cadre de cette application piéton. Mais il est possible d'envisager tout autre terminal (tablette, carte microprocesseur, robot, véhicule,_).

Description détaillée de l'invention Le procédé de géolocalisation et de localisation continue par mesure anémométrique selon l'invention présente plusieurs configurations possibles. Chaque configuration exploite la combinaison d'une technique de mesure anémométrique et d'un assemblage mécanique du capteur anémométrique sur le dispositif de l'invention permettant d'exploiter les écoulements de manière optimale. Les techniques de mesure anémométrique 25 peuvent être les suivantes : - anémométrie par fil chaud - anémométrie par ultrasons - anémométrie par gradient de pression Les configurations d'assemblage mécanique 30 peuvent être les suivantes : 15

- assemblage avec écoulement ouvert (capteur anémométrique non encapsulé), - assemblage avec écoulement directionnel, - assemblage avec écoulement Pitot.

Les combinaisons pertinentes sont définies dans le tableau 1 en fin de description : Le synoptique de la chaine d'acquisition et de traitement du dispositif de l'invention est présenté sur la figure 6. On a ainsi successivement un capteur anémométrique 50, une unité de post-traitement (caractéristique filtrage...) 51 et une unité 52 d'intégration d'ordre 1. Des procédés de mesure, présentant de bonnes performances pour l'application piéton visée, sont ainsi décrits ci-après : - Anémométrie par fil chaud On mesure alors l'échange thermique entre un conducteur électrique chauffé par effet Joule et l'air en mouvement au voisinage de ce dernier. La variation de résistance électrique du conducteur est directement corrélée à la vitesse du fluide le traversant. On utilise couramment des fils chaud à courant constant ou à température constante comme conducteurs. Sur les figures 7 et 8, on considère un pont de quatre résistances disposées en losange, les deux résistances des deux branches supérieures étant des résistances de valeur déterminées et les deux résistances des deux branches inférieures étant respectivement une résistance d'étalonnage Req et une résistance Rw, qui est un capteur fil chaud 60. Le 16 point commun aux deux branches inférieures C est relié à la masse, et les points communs aux branches inférieures et supérieures B et D respectivement aux entrées - et + d'un amplificateur opérationnel 61. Sur la figure 7 le point commun aux deux branches supérieures A est relié à une source de courant constant 62. Par contre, sur la figure 8 ce point commun A est relié à la sortie de l'amplificateur opérationnel 61. Dans la première configuration à courant constant illustrée sur la figure 7, le capteur fil chaud 60 est alimenté par la source de courant constant 62. Lorsque le capteur anémométrique est traversé par un fluide, la résistance du capteur se voit modifiée. La variation de résistance est directement corrélée à la vitesse du fluide. Dans la seconde configuration illustrée sur la figure 8, le courant est maintenu constant par une boucle de rétroaction pilotée par la variation de la vitesse du fluide le traversant. Cette seconde configuration apporte une dynamique de mesure plus intéressante pour la quantification de phénomènes transitoires (marche piétonne, piétinement, ). Un anémomètre à température constante vérifie une équation de la forme : -1- B . V" avec V la vitesse d'écoulement ; ES la tension mesurée ; A,B,n des constantes obtenues par calibration. Des progrès récents en intégration de 30 composants électroniques ont permis l'apparition de capteurs MEMS anémométrique (« Micro Electro-Mechanical 17 Systems ») dont un exemple fonctionnel est illustré sur la figure 9. Ces capteurs permettent de résoudre le problème de mesure de vent relatif de manière similaire au procédé de mesure par fil chaud décrit ci-dessus, avec une compacité et un coût particulièrement intéressants très utiles dans le domaine de l'invention. Sur cette figure 9 sont représentés un fil chaud 70, des résistances sensibles à la température 71, et l'écoulement 72.

Anémométrie par ultrasons La vitesse de propagation d'ondes ultrasonores (trajectoire 80) illustrées sur la figure 10 dépend des propriétés intrinsèques du milieu traversé. En exploitant ce phénomène dans un milieu type air, il est possible de déterminer la vitesse d'écoulement de l'air entre deux points fixes. La mesure anémométrique est rendue possible par l'utilisation d'un émetteur 81 et d'un récepteur 82 éloigné d'une distance calibrée d. Le signal émis par l'émetteur 81 subit un décalage temporel (déphasage 84) mesuré par le récepteur 82 dont l'amplitude dépend directement de la vitesse du fluide traversant la région comprise entre l'émetteur 81 et le récepteur 82. La flèche 83 représente le vent relatif.

Anémométrie par gradient de pression On mesure un différentiel ou gradient de pression entre deux points spécifiques, l'un étant exposé à l'écoulement (vent relatif) et le second étant exposé à la pression atmosphérique statique s' comme illustré sur la figure 11. Ce gradient de 18 pression produit, par l'intermédiaire du capteur, une tension proportionnelle au carré de la vitesse de déplacement.

On considère trois configurations d'assemblage mécanique : un assemblage avec écoulement ouvert Comme illustré sur la figure 12, le capteur anémométrique 90 est à l'air libre et mesure directement la vitesse du vent relatif. La référence 91 correspond à un dispositif d'acquisition et la référence 92 à une coque de protection. Comme illustré sur cette figure, le capteur anémométrique 90 (fil chaud, ou ultrasonore, ou à gradient de pression) est exposé aux chocs et à l'usure. un assemblage avec écoulement directionnel Le capteur anémométrique 90 ayant une bonne sensibilité de mesure est assujetti à saturation. On peut le placer dans une structure 93 qui vise à rendre l'écoulement laminaire (direction de mesure 94), avec élimination des turbulences provoquant des irrégularités de mesure, comme illustré sur la figure 13. Une telle structure 93 permet de protéger mécaniquement le capteur 90 contre les chocs et les bris. Il existe alors plusieurs possibilités pour disposer le capteur et son encapsulation. On identifie et on caractérise la nature des écoulements au sein de cette structure 93 afin d'interpoler la vitesse du flux. La nature des écoulements est tributaire de la 19 géométrie intrinsèque des extrémités terminales de cette structure 93. - un assemblage avec écoulement Pitot Un tel assemblage est uniquement envisageable dans le cas de la mesure de vitesse par différence de pression. Comme un tel assemblage illustré sur la figure 14 s'apparente à une construction de type Pitot, on effectue une mesure différentielle de pression entre deux points spécifiques 95 et 96 en utilisant deux capteurs anémométriques 90 et 90', l'un étant exposé à l'écoulement (vent relatif) et le second étant exposé à la pression atmosphérique statique. Le gradient de pression obtenu produit une tension proportionnelle à la vitesse de déplacement.

Les exemples et les résultats présentés ci-dessus correspondent à des dispositifs adaptés à une mesure uni-axiale, ils peuvent toutefois être étendus à six dimensions. Comme illustré sur le tableau 2 en fin de description, le procédé d'anémométrie de l'invention permet d'aborder des mesures uni-axiales. Pour obtenir un dispositif adapté à un positionnement 3D de localisation, on peut avoir les associations suivantes : - 1 anémomètre + 1 centrale inertielle (celle du smartphone dans le cas de la localisation pédestre) - 3 anémomètres + 3 gyromètres - 3 anémomètres + 3 magnétomètres 20 Dans le premier cas, l'anémomètre vient en complément de correction des mesures inertielles alors que dans le second cas, on tire pleinement partie de la technique de localisation par anémométrie mais on multiplie le nombre d'anémomètre par trois. Dans le cadre de l'application piéton considérée, une unité graphique permet d'afficher la position 3D (trois dimensions) et la distance parcourue de l'utilisateur du dispositif dans le plan de son environnement d'évolution (préalablement renseigné). Un dispositif mobile (Smartphone 100 et dispositif anémomètrique et de traitement 101) et une interface graphique 102 associés sont ainsi illustrés sur la figure 15. La localisation par mesure anémométrique est suffisamment compacte pour se loger dans un boitier externe qui vient s'adapter de façon universelle à un Smartphone. Ce dispositif dans l'esprit « Plug & Play » est réalisable pour ce type d'application et avec la précision désirée. Un tel boitier tout-en-un, facile d'utilisation et peu encombrant pour l'utilisateur est très avantageux au vu des exigences de mobilités qu'exige ce type de développement pour le grand public.

Exemples de réalisation On considère à présent, quelques exemples de réalisation obtenus avec les techniques de mesure anémométrique et les configurations d'assemblage mécanique décrites précédemment pour localiser un piéton. 21

0 Exemple de réalisation 1D d'un anémomètre à fil chaud et écoulement ouvert : Les figures 16A et 16B illustrent un exemple d'une solution à fil chaud et écoulement ouvert. Sur la figure 16B est illustré un smartphone 110, un capteur 1D à fil chaud 111, des batteries 112, une carte de traitement 113. La figure 17 illustre les caractéristiques correspondantes à cette solution. La figure 18 illustre un second exemple de 10 réalisation d'une solution à fil chaud 1D et écoulement ouvert. 0 Exemples de réalisation 1D d'anémomètre à ultrasons et écoulement ouvert : La figure 19 illustre un exemple de 15 réalisation d'une solution à ultrasons 1D et écoulement ouvert. La figure 20 illustre un exemple de réalisation plus compact d'une solution à ultrasons 1D et écoulement ouvert. 20 0 Exemples de réalisation 1D d'anémomètre à différentiel de pression et écoulement directionnel : Les figures 21A, 21B et 21C illustrent trois embouts 116, 117 et 118 étudiés pour une solution d'anémométrie par différentiel : trou débouchant, cône 25 et plan, la référence 115 correspondant au capteur anémométrique. La figure 22 illustre la comparaison des caractéristiques de ces trois embouts bidirectionnels 116, 117 et 118 : trou débouchant courbe I; Cône : courbe II ; Plan : courbe III. 30 La figure 23 illustre les déplacements obtenus sur 40 tests de 49m avec un exemple de 22 réalisation d'anémomètre par différentiel de pression 1D. La figure 24 illustre un exemple de réalisation 1D d'anémomètre par différentiel de pression et écoulement Pitot. Les figures 25A et 25B illustrent des détails de cet exemple de réalisation 1D d'anémomètre par différentiel de pression et écoulement Pitot. Sur la figure 25B sont illustrés un smartphone 120, un capteur différentiel 121, une carte d'acquisition 122, des batteries 123 et une connexion USB 124.

SP 50345 PRI/DB 23 Tableau 1 Combinaisons possibles entre techniques d'anémométrie et type d'écoulement Fil Chaud Ultrasons Gradient de pression Ouvert Directionnel Pitot 5 SP 50345 PRI/DB 24 Tableau 2 Extension à 3 dimensions du dispositif de l'invention 3 translations 3 rotations ---------------------------------------------------- Cas 1 Cas 2 Cas 3 Centrale Inertielle E5

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif portable de géolocalisation et de REVENDICATIONS1. Dispositif portable de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un environnement contraint, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (10) de détermination du vecteur vitesse de déplacement de cet objet par mesure anémométrique apte à effectuer des mesures de vent relatif engendrées par le déplacement de cet objet et à délivrer un signal correspondant (11), - des moyens (12) de traitement de ce signal aptes à calculer le vecteur vitesse de cet objet et la position de celui-ci, et - une unité (13) de visualisation de cette position.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ces moyens de détermination de vecteur 20 vitesse comprennent au moins un capteur anémométrique.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel au moins un capteur anémométrique est colinéaire au déplacement de cet objet. 25
4. 4. Dispositif selon la revendication 2, comprenant des moyens de combinaison des données de cet au moins un capteur anémométrique avec des données issues d'au moins un capteur de type inertiel, 30 magnétique, barométrique ou radio.SP 50345 PRI/DB 26
5. 5. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de détermination du vecteur vitesse utilisent l'une des techniques suivantes : - mesure par fil chaud, - mesure par ultrasons, - mesure par gradient de pression.
6. 6. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'assemblage mécanique de chaque capteur anémométrique sur le dispositif de l'invention est l'un des assemblages suivants : - assemblage avec écoulement ouvert, - assemblage avec écoulement directionnel, - assemblage avec écoulement Pitot.
7. 7. Appareil nomade comprenant un dispositif portable selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui peut s'adapter sur cet appareil nomade.
8. 8. Appareil selon la revendication 7, qui est un appareil de type smartphone/GPS/tablette/véhicule/robot.
9. 9. Appareil, selon la revendication 7 comprenant un dispositif portable comportant une unité de visualisation de la position tri-dimensionnelle de l'objet en mouvement et permettant l'assistance au guidage.
10. 10. Procédé de géolocalisation et de localisation continue d'un objet en mouvement dans un 25 30SP 50345 PRI/DB 27 environnement contraint, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape de détermination du vecteur vitesse de déplacement de cet objet par mesure anémométrique apte à effectuer des mesures de vent relatif engendrées par le déplacement de cet objet et à délivrer un signal correspondant, - une étape de traitement de ce signal apte à calculer le vecteur vitesse de cet objet et la 10 position de celui-ci, et une étape de visualisation de cette position.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, 15 qui comprend une étape de combinaison des données de mesure anémométrique avec des données issues d'au moins un capteur de type inertiel, magnétique, barométrique ou radio. 20