FR3031190A1 - METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD - Google Patents

METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD Download PDF

Info

Publication number
FR3031190A1
FR3031190A1 FR1463517A FR1463517A FR3031190A1 FR 3031190 A1 FR3031190 A1 FR 3031190A1 FR 1463517 A FR1463517 A FR 1463517A FR 1463517 A FR1463517 A FR 1463517A FR 3031190 A1 FR3031190 A1 FR 3031190A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
mobile terminal
beacon
location
time
acoustic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1463517A
Other languages
French (fr)
Inventor
Loic Thomas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR1463517A priority Critical patent/FR3031190A1/en
Publication of FR3031190A1 publication Critical patent/FR3031190A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/30Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/72Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S1/74Details

Abstract

L'invention concerne un procédé de localisation au moins bidimensionnelle d'un terminal mobile dans un espace perturbé comprenant les étapes suivantes : - mise en œuvre d'au moins deux balises acoustiques asynchrones qui émettent chacune un signal acoustique comprenant au moins une composante d'identification de la balise émettrice, et dont la position dans l'espace perturbé est connue en permanence, - mise en œuvre d'au moins un terminal mobile comprenant au moins des moyens d'acquisition acoustique, des moyens de communication sans fil et une unité centrale, - mise en œuvre d'au moins un point de référence dans l'espace perturbé dont la position dans l'espace perturbé est connue, - acquisition et enregistrement d'au moins un échantillon numérisé, dit d'initialisation, de l'ambiance acoustique perçue au niveau du point de référence, - acquisition et enregistrement par le terminal mobile d'au moins un échantillon numérisé, dit de localisation, de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile, - calcul de la localisation du terminal mobile à partir de l'échantillon d'initialisation, de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du point de référence dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise. L'invention se rapporte également à une installation pour la mise en œuvre de ce procédé.The invention relates to a method of at least two-dimensional localization of a mobile terminal in a disturbed space comprising the following steps: implementation of at least two asynchronous acoustic beacons each emitting an acoustic signal comprising at least one component of identification of the transmitting beacon, and whose position in the disturbed space is permanently known, - implementation of at least one mobile terminal comprising at least acoustic acquisition means, wireless communication means and a unit central, - implementation of at least one reference point in the disturbed space whose position in the disturbed space is known, - acquisition and recording of at least one digitized sample, called initialization, of the acoustic environment perceived at the reference point, acquisition and recording by the mobile terminal of at least one digitized sample, referred to as the location, of the acoustic environment; the mobile terminal perceived, - calculation of the location of the mobile terminal from the initialization sample, the location sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in the disturbed space and knowledge of the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon. The invention also relates to an installation for implementing this method.

Description

1 PROCEDE DE LOCALISATION AU MOINS BIDIMENSIONNELLE D'UN TERMINAL MOBILE DANS UN ESPACE PERTURBE ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE [1] L'invention concerne le domaine technique de la localisation en espace perturbé. Elle s'intéresse plus particulièrement à la localisation de mobiles en 3 dimensions dans un espace non accessible aux signaux de localisation émis par des satellites de radiolocalisation tel que GPS, GLONASS ou GALILEO pour des applications requérant une précision de l'ordre du mètre, tout en étant d'un très faible coût de fabrication, facile d'installation et d'exploitation fiable. Elle s'intéresse aussi au guidage d'un utilisateur vers un point d'intérêt spécifique, à la détection de personnes dans une zone déterminée, à l'organisation de la rencontre entre deux personnes et à l'analyse statistique des parcours suivis par les utilisateurs. [2] La recherche de solutions répondant aux critères exposés ci-dessus a fait l'objet mondialement de très nombreux travaux. [3] Une étude de l'état de l'art a été présentée au colloque "Future Information Technology" tenu à Busan, sous le titre "Localization Technologies for Indoor Human Tracking" au mois de mai 2010, par messieurs Da Zhang, Feng Xia ; Zhuo Yang ; Lin Yao ; Wenhong Zhao ISBN : 978-1-4244-6948-2. Dans cette étude, la table 1 récapitule les différents principes physiques utilisés. Ils utilisent différents types d'ondes : radioélectriques, lumineuses et acoustiques, voire anomalies magnétiques. [04] Une communication au colloque Sensors-2013 par messieurs Carlos Medina, Jose Carlos Segura and Angel De la Torre sous l'intitulé "Ultrasound Indoor Positioning System Based on a Low-Power Wireless Sensor Network Providing Sub-Centimeter Accuracy" ISSN 1424-8220 fait un descriptif de l'état de l'art du domaine. Y sont notamment cités des systèmes expérimentaux tels que : l'ATLINTIDA, le BAT, le CRICKET, le DOLPHIN, le 3D- LOCUS et le LOK8. Les auteurs s'intéressent tout particulièrement aux technologies permettant d'offrir des très grandes précisions de localisation : centimétriques, voire millimétriques. [5] Le brevet français FR 2.987.136 décrit un procédé de localisation d'un objet basé sur l'exploitation des temps de propagation de signaux sans fil issus de 2 sources et acquis au niveau d'au moins 3 récepteurs de coordonnées connues. [6] Le brevet FR 2.934.729 décrit un procédé et système de localisation complexe et onéreux à fabriquer d'un objet mobile communiquant basé sur l'exploitation d'émissions 3031190 2 acoustiques depuis le mobile à destination de récepteurs fixes synchrones et directionnels. [7] Le brevet FR 2.951.832 utilise des signaux émis par des pseudo-satellites GPS installés à l'intérieur d'un espace perturbé. Un tel système souffre des conditions de 5 propagation des signaux radioélectriques dans la bande radar en espace fermé et est compliqué à mettre en oeuvre. [8] La demande de brevet américain US2008/0151692 décrit un système de localisation en espace fermé de faible coût de réalisation utilisant une station fixe interrogeant le mobile par des signaux acoustiques et exploitant pour la localisation les temps de 10 propagation des signaux acoustiques aller-retour et tels que réfléchis par les murs du local clos. Ce système requiert pour son exploitation des parois réfléchissantes n'existant pas dans les espaces couverts de grande dimension. [9] La publication en 2013 de M. Filonenco dans l'ISRS International Journal of GeoInformation ISSN 2220-9964 sous le titre " Indoor Positioning for Smartphones Using 15 Asynchronous Ultrasound Trilateration" fait une synthèse très détaillée de l'état de l'art des techniques utilisant spécifiquement des ondes acoustiques. [10] Le brevet français FR 2999857 intitulé "Procédé de localisation d'un terminal de télécommunication" décrit plus un système de détection de présence par proximité à l'émetteur qu'un procédé de localisation. L'application qui y est décrire sert à la 20 transmission de données par canal acoustique. [11] Aucun des systèmes selon l'état de l'art antérieur ne satisfait les besoins de la localisation en environnement perturbé de mobiles avec un faible coût d'installation et une faculté de localisation avec une bonne voire une grande précision d'un grand nombre de mobiles simultanément. 25 [12] L'invention vise à remédier à ce manque en proposant une solution offrant : Une capacité avec un nombre limité de matériels d'adresser la problématique de la localisation précise et simultanée d'un grand nombre de mobiles pris individuellement ou simultanément sur une grande étendue dans un environnement non accessible aux signaux d'origine satellitaire, 30 Une utilisation de signaux à la fois compatibles avec les performances des récepteurs rencontrés dans les dispositifs portables tels que notamment les téléphones ou les tablettes, tout en restant quasiment inaudibles à l'oreille humaine, Une utilisation de matériels de faibles coûts, 3031190 3 - Une grande facilité d'installation, de mise en oeuvre et de maintenance. [13] A cet effet, l'invention concerne un procédé de localisation au moins bidimensionnelle d'un terminal mobile dans un espace perturbé comprenant les étapes suivantes : 5 mise en oeuvre d'au moins deux balises acoustiques asynchrones qui émettent chacune un signal acoustique comprenant au moins une composante d'identification de la balise émettrice, et dont la position dans l'espace perturbé est connue en permanence, mise en oeuvre d'au moins un terminal mobile comprenant au moins des moyens 10 d'acquisition acoustique, des moyens de communication sans fil et une unité centrale, mise en oeuvre d'au moins un point de référence dans l'espace perturbé et dont la position dans l'espace perturbé est connue, acquisition et enregistrement d'au moins un échantillon numérisé, dit d'initialisation, de l'ambiance acoustique perçue au niveau du point de référence, 15 acquisition et enregistrement par le terminal mobile d'au moins un échantillon numérisé, dit de localisation, de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile, calcul de la localisation du terminal mobile à partir de l'échantillon d'initialisation, de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du point de référence dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante 20 d'identification du signal acoustique émis par chaque balise. [14] Selon une caractéristique de l'invention, l'acquisition de l'échantillon d'initialisation est effectuée par le terminal mobile. [15] Selon une variante de cette caractéristique, le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps et le procédé comprend les étapes 25 suivantes : acquisition de l'échantillon numérisé d'initialisation daté dans le référentiel de temps du terminal mobile, - déplacement du terminal mobile, acquisition par le terminal mobile de l'échantillon numérisé de localisation daté dans le 30 référentiel de temps du mobile, calcul, pour chaque balise, de son référentiel de temps propre pilotant l'émission de son signal acoustique en relation avec le référentiel de temps du terminal mobile, à 3031190 4 partir de l'échantillon d'initialisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du point de référence dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise, - calcul de la localisation du mobile à partir de l'échantillon de localisation, de la 5 connaissance des positions de chaque balise dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise et du référentiel de temps propre de chaque balise en relation avec le référentiel de temps du mobile. [16] Selon une autre forme de mise en oeuvre du procédé de localisation : 10 il est mis en oeuvre au moins un équipement fixe situé au point de référence et comprenant au moins des moyens d'acquisition acoustique, des moyens de communication et une unité centrale, l'acquisition de l'échantillon d'initialisation est effectuée par l'équipement fixe. [17] Cette autre variante de mise oeuvre permet une localisation du terminal mobile 15 sans qu'il soit nécessaire que ce dernier se place au point de référence en utilisant des algorithmes de localisation en mode hyperbolique. L'horloge de l'équipement fixe sert alors de référentiel de temps commun pour déterminer les instants d'émission des balises asynchrones. [18] Selon une caractéristique de cette forme de mise en oeuvre : 20 l'équipement de réception fixe comprend des moyens de définition d'un premier référentiel de temps associé à l'équipement fixe, le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps, il est réalisé de manière répétée une phase d'initialisation comprenant les étapes suivantes: 25 - acquisition par l'équipement fixe d'un échantillon numérisé d'initialisation daté dans le premier référentiel de temps, calcul pour chaque balise de son référentiel de temps propre pilotant l'émission de son signal acoustique en relation avec le premier référentiel de temps, à partir de l'échantillon d'initialisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du 30 point de référence dans l'espace perturbé, de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise, 3031190 5 - enregistrement pour chaque balise de son référentiel de temps propre en relation avec le premier référentiel de temps le calcul de la localisation du mobile est effectué à partir de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise dans l'espace perturbé 5 et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise et du référentiel de temps propre de chaque balise en relation avec le premier référentiel de temps calculé lors de l'étape d'initialisation la plus récente. [19] Cette caractéristique permet une correction régulière des référentiels de temps dans la mesure où les horloges balises connaissent une dérive temporelle qui sans 10 correction régulière pourrait induire des erreurs de localisation. [20] Selon une autre caractéristique de cette forme de réalisation : le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps, et il est effectué régulièrement via les moyens de communication une étape de synchronisation entre le référentiel de temps de l'équipement fixe et le référentiel de 15 temps du terminal mobile avec une précision inférieure ou égale à 10ms. [21] Cette caractéristique vise à augmenter la précision de la localisation en offrant la possibilité de compenser la dérive temporelle des horloges internes. [22] Selon une variante de cette caractéristique : Il est mis en oeuvre un serveur comprenant des moyens de définition d'un référentiel 20 de temps universel, des moyens de communication avec l'équipement fixe et le terminal mobile, l'étape de synchronisation est effectuée via le serveur au moyen de son référentiel de temps universel. [23] Selon une caractéristique de l'invention, chaque balise émet de façon périodique un 25 signal aléatoire ou pseudo-aléatoire combinant des caractéristiques d'espacement temporel et d'évasion de fréquence, chaque signal étant orthogonal par rapport aux signaux des autres balises. Cette caractéristique permet la réception simultanée du signal sonore de plusieurs balises tout en conservant la possibilité de les distinguer et/ou d'identifier chacune d'entre elle. 30 [24] Selon une autre caractéristique de l'invention chaque balise émet son signal combiné à un fond sonore d'ambiance. Cette caractéristique vise à éviter la gène des personnes évoluant dans l'environnement perturbé en masquant le signal sonore des 3031190 6 balises dans l'éventualité où ce dernier se situerait en partie dans le spectre audible de certains individus. [25] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, il est mis en oeuvre au moins trois balises acoustiques asynchrones. Cette caractéristique permet de résoudre le calcul 5 des coordonnées X, Y et du décalage d'horloge en mode hyperbolique sans qu'il soit nécessaire d'utiliser la connaissance de la topographie de l'environnement perturbé pour le calcul de la localisation. [26] Selon une caractéristique de l'invention, l'information de localisation du terminal mobile est utilisée pour déterminer une information de guidage du mobile en direction 10 d'un point d'intérêt. [27] Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque point de référence est identifié par au moins une étiquette numérique qui comprend au moins des données numériques d'identification du point de référence correspondant et en ce que le terminal mobile est configuré pour lire chaque étiquette numérique. Cette caractéristique permet 15 d'automatiser l'identification de chaque point de référence et supprime les risques d'erreur de saisie. De plus, les étiquettes électroniques peuvent être utilisées pour permettre une automatisation des procédures de chargement et d'installation sur le terminal mobile des logiciels nécessaire à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. 20 [28] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les données de localisation du terminal mobile dans l'espace sont utilisées pour commander l'affichage d'une unité d'affichage interactif. [29] L'invention concerne également une installation de localisation d'un terminal mobile dans un espace perturbé comprenant: 25 au moins deux balises acoustiques asynchrones qui émettent chacune un signal acoustique comprenant au moins une composante d'identification de la balise émettrice, et dont la position dans l'espace perturbé est connue en permanence, au moins un point référence identifié qui est accessible au mobile dans l'espace perturbé et dont les positions dans l'espace perturbé sont connues en permanence, 30 au moins un terminal mobile comprenant au moins des moyens de communication sans fil, des moyens d'acquisition acoustique, une horloge interne, une unité centrale adaptée pour enregistrer au moins un échantillon numérisé de l'ambiance acoustique 3031190 7 perçue par le terminal mobile et le dater en utilisant l'horloge interne du terminal mobile, au moins un moyen de stockage des positions des balises acoustiques, de la forme du signal acoustique émise par chaque balise, de la position du point de référence, 5 des moyens de traitement adaptés pour dans une phase d'initialisation : placement du mobile à proximité ou sur le point de référence, - acquisition par le terminal mobile d'un échantillon, dit d'initialisation, numérisé de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile au niveau du point de référence et daté en utilisant l'horloge interne du terminal mobile, 10 - calcul pour chaque balise de sa référence de temps propre pilotant l'émission de son signal acoustique en relation avec la référence de temps donnée par l'horloge interne du terminal mobile et à partir de la connaissance la position de chaque balise par rapport au point de référence et de l'échantillon d'initialisation et de la connaissance de la forme du signal acoustique émis par ladite balise, 15 - enregistrement pour chaque balise de sa référence de temps propre en relation avec la référence de temps donnée par l'horloge interne du terminal mobile, dans une phase de localisation du terminal mobile : - acquisition par le terminal mobile d'un échantillon numérisé de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile daté en utilisant l'horloge interne du 20 terminal mobile, - calcul de la localisation du mobile à partir de l'échantillon, de la connaissance de la position de chaque balise dans l'espace perturbé, de la connaissance de la forme du signal acoustique émis par chaque balise et des références de temps propre de chaque balise déterminées dans la phase d'initialisation. 25 [30] Selon une caractéristique de l'invention, l'unité de traitement est intégrée au terminal mobile. [31] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'installation intègre un serveur qui comprend l'unité de traitement et qui est configuré pour communiquer avec le terminal mobile et recevoir de ce dernier les échantillons d'initialisation et de localisation et pour 30 envoyer au terminal mobile au moins les résultats des calculs de localisation. 3031190 8 [32] Cette caractéristique permet d'effectuer les calculs de localisation plus rapidement en mettant en oeuvre au niveau du serveur des unités de calcul plus puissantes que celles équipant le terminal mobile. [33] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'installation comprend une 5 unité d'affichage interactif comprenant une unité de présentation d'image et une unité de commande de l'unité de présentation d'image, l'unité de commande étant configurée pour recevoir les données de localisation du terminal mobile et commander l'unité de présentation d'image en fonction des données de localisation du terminal. [34] Cette caractéristique de l'invention peut notamment être utilisée pour assurer la 10 commande de l'affichage sur un écran de très grande dimension par des utilisateurs situés à distance de l'écran dans l'environnement perturbé. Il est ainsi possible de simuler ou reproduire le fonctionnement d'un dispositif de pointage tel qu'une souris d'ordinateur. Le terminal mobile dans la main de l'utilisateur assure alors une fonction analogue à celle de la souris. 15 [35] Dans le cadre de la présente invention il est adopté les définissions suivantes pour les termes utilisés dans la description et les revendications : Calcul de localisation asynchrone, aussi appelé mode hyperbolique : Un calcul de localisation d'un mobile est dit asynchrone lorsqu'il exploite des mesures de pseudo-distances à des points de coordonnées connues. Ce qui signifie que les 20 émetteurs de signaux de localisation et le récepteur du mobile ne partagent pas de référence de temps commune. Seuls les émetteurs de signaux de localisation partagent entre eux une référence de temps commune. Calcul de localisation synchrone, aussi appelé mode circulaire : Un calcul de localisation d'un mobile est dit synchrone lorsqu'il exploite des mesures 25 de distances du mobile à des points de coordonnées connues. Espace ou environnement perturbé : Volume non accessible à l'utilisation de signaux de radiolocalisation d'origine satellitaire tel que GPS, GLONASS ou GALILEO ou autre du fait de la perturbation des conditions de propagation des ondes radio électriques liée à la présence d'obstacles ou 30 de réflexions sur des parois. Étiquettes numériques : Étiquettes contenant des informations numériques de type : - Code barre 2D 3031190 9 - QR-Code - NFC-Tag - étiquette RFID - E-Beacon Bluetooth BLE 5 ou autres susceptibles d'être lues par un terminal mobile de manière automatique ou semi-automatique par voie optique, ou électromagnétique. Heures d'arrivée des signaux acoustiques TOA : Instant précis où le début de la séquence d'émissions d'un signal acoustique aléatoire ou pseudo-aléatoire vient frapper le microphone d'un terminal mobile, cet instant 10 étant mesuré par rapport à son horloge interne. En anglais : Time Of Arrivai. Balises asynchrones : Deux balises sont dites asynchrones si elles exploitent des référentiels temporels disjoints pour piloter leurs émissions de signaux acoustiques. NTP Serveur : 15 Le Protocole d'Heure Réseau Network Time Protocol ou NTP est un protocole qui permet de synchroniser, via un réseau informatique, l'horloge locale d'ordinateurs sur une référence d'heure universelle de type Horloge Atomique. Ondes acoustiques : Ondes sonores dans les fréquences audibles par l'homme ou ultrasonores fréquences 20 supérieures à la bande audible. Point d'intérêt : Lieu ou une destination potentiellement intéressante, acronyme : POI notamment pour un utilisateur d'un terminal mobile. Référentiel local : 25 Système d'axes à deux ou 3 dimensions rattaché à un lieu donné servant de référentiel pour la géo-localisation. Référence de temps universelle : Horloge servant de référence de temps pour déterminer les décalages de temps avec d'autres horloges utilisées par l'installation.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the technical field of localization in disturbed space. It is particularly interested in the location of mobiles in 3 dimensions in a space not accessible to the location signals emitted by radiolocation satellites such as GPS, GLONASS or GALILEO for applications requiring a precision of the order of one meter, all being of a very low manufacturing cost, easy installation and reliable operation. It is also interested in guiding a user to a specific point of interest, detecting people in a specific area, organizing a meeting between two people and analyzing the statistical trajectories of the trainees. users. [2] The search for solutions meeting the criteria outlined above has been the subject of a great deal of work worldwide. [3] A state-of-the-art study was presented at the Future Information Technology Symposium in Busan under the title "Localization Technologies for Indoor Human Tracking" in May 2010 by Da Zhang, Feng Xia; Zhuo Yang; Lin Yao; Wenhong Zhao ISBN: 978-1-4244-6948-2. In this study, Table 1 summarizes the different physical principles used. They use different types of waves: radio, light and acoustic, even magnetic anomalies. [04] A paper presented at the Sensors-2013 conference by Carlos Medina, Jose Carlos Segura and Angel De la Torre under the title "Ultrasound Indoor Positioning System Based on a Low-Power Wireless Sensor Network Providing Sub-Centimeter Accuracy" ISSN 1424- 8220 makes a description of the state of the art of the domain. These include experimental systems such as: ATLINTIDA, BAT, CRICKET, DOLPHIN, 3D-LOCUS and LOK8. The authors are particularly interested in technologies that offer very precise localization: centimeter or even millimeter. [5] French Patent FR 2,987,136 describes a method of locating an object based on the exploitation of the propagation delays of wireless signals originating from 2 sources and acquired at the level of at least 3 known coordinate receivers. [0008] Patent FR 2 934 729 describes a method and system of location that is complex and expensive to manufacture a communicating mobile object based on the exploitation of acoustic transmissions from the mobile to fixed synchronous and directional receivers. [7] Patent FR 2,951,832 uses signals emitted by pseudo-GPS satellites installed inside a disturbed space. Such a system suffers from the propagation conditions of the radio signals in the closed-space radar band and is complicated to implement. [8] US patent application US2008 / 0151692 discloses a low-cost closed-space location system using a fixed station interrogating the mobile by acoustic signals and exploiting for the localization the propagation times of the acoustic signals to be transmitted. back and as reflected by the walls of the closed room. This system requires reflective walls that do not exist in large covered areas. [9] The publication in 2013 of M. Filonenco in the ISRS International Journal of GeoInformation ISSN 2220-9964 under the title "Indoor Positioning for Smartphones Using Asynchronous Ultrasound Trilateration" makes a very detailed synthesis of the state of the art techniques specifically using acoustic waves. [10] French patent FR 2999857 entitled "Method of locating a telecommunication terminal" describes a presence detection system by proximity to the transmitter as a location method. The application described therein is for acoustic channel data transmission. [11] None of the systems according to the state of the prior art satisfies the needs of the location in a disturbed environment of mobiles with a low cost of installation and a locating ability with a good or even a great precision of a large number of mobiles simultaneously. [12] The invention aims to remedy this lack by proposing a solution offering: A capacity with a limited number of materials to address the problem of accurate and simultaneous location of a large number of mobiles taken individually or simultaneously on a large extent in an environment not accessible to signals of satellite origin, 30 A use of signals both compatible with the performance of receivers encountered in portable devices such as in particular phones or tablets, while remaining virtually inaudible to the human ear, Use of low cost equipment, 3031190 3 - Great ease of installation, implementation and maintenance. [13] For this purpose, the invention relates to a method of at least two-dimensional localization of a mobile terminal in a disturbed space comprising the following steps: implementation of at least two asynchronous acoustic beacons each emitting an acoustic signal comprising at least one identifying component of the transmitting beacon, and whose position in the disturbed space is permanently known, using at least one mobile terminal comprising at least acoustic acquisition means, means wireless communication system and a central unit, implementation of at least one reference point in the disturbed space and whose position in the disturbed space is known, acquisition and recording of at least one digitized sample, said d initialization, of the acoustic environment perceived at the reference point, acquisition and recording by the mobile terminal of at least one digitized sample, called localization, the acoustic environment perceived by the mobile terminal, calculating the location of the mobile terminal from the initialization sample, the location sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in the mobile terminal. disturbed space and knowledge of the identification component 20 of the acoustic signal emitted by each beacon. [14] According to one characteristic of the invention, the acquisition of the initialization sample is performed by the mobile terminal. [15] According to one variant of this characteristic, the mobile terminal comprises means for defining a time reference and the method comprises the following steps: acquisition of the digitized initialization sample dated in the time repository of the terminal mobile, - moving the mobile terminal, acquisition by the mobile terminal of the digitized location sample dated in the mobile time frame, calculating, for each beacon, its own time repository controlling the emission of its acoustic signal in relation to the time reference of the mobile terminal, from the initialization sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in the disturbed space and the knowledge of the component of identification of the acoustic signal emitted by each beacon, - calculation of the location of the mobile from the location sample, the knowledge of this position of each beacon in the disturbed space and the knowledge of the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon and the own time repository of each beacon in relation to the time repository of the mobile. [16] According to another form of implementation of the location method: at least one stationary equipment is used located at the reference point and comprising at least acoustic acquisition means, communication means and a unit. central, the acquisition of the initialization sample is performed by the fixed equipment. [17] This alternative implementation allows a location of the mobile terminal 15 without it being necessary that the latter is placed at the reference point using location algorithms in hyperbolic mode. The clock of the fixed equipment then serves as a common time repository for determining the times of transmission of the asynchronous tags. [18] According to one characteristic of this embodiment: the fixed reception equipment comprises means for defining a first time reference associated with the fixed equipment, the mobile terminal comprises means for defining a time repository, it is repeatedly performed an initialization phase comprising the following steps: - acquisition by the fixed equipment of a digitized initialization sample dated in the first time reference, calculation for each tag of its own time repository controlling the emission of its acoustic signal in relation to the first time reference, from the initialization sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in space disturbed, knowledge of the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon, 3031190 5 - recording for each beacon of its repository of own time in relation to the first time reference the calculation of the location of the mobile is made from the location sample, the knowledge of the positions of each beacon in the disturbed space 5 and knowledge of the component identifying the acoustic signal emitted by each beacon and the own time repository of each beacon in relation to the first time repository calculated during the most recent initialization step. [19] This characteristic allows a regular correction of the time frames in that the beacons are experiencing a time drift which without regular correction could induce location errors. [20] According to another characteristic of this embodiment: the mobile terminal comprises means for defining a time reference, and is regularly performed via the communication means a synchronization step between the time reference of the Fixed equipment and the 15-time repository of the mobile terminal with a precision less than or equal to 10ms. [21] This feature aims to increase the accuracy of localization by offering the possibility of compensating for the time drift of internal clocks. [22] According to a variant of this characteristic: It is implemented a server comprising means for defining a universal time frame 20, means of communication with the fixed equipment and the mobile terminal, the synchronization step is performed via the server using its universal time repository. According to a characteristic of the invention, each beacon periodically transmits a random or pseudo-random signal combining time spacing and frequency evasion characteristics, each signal being orthogonal to the signals of the other beacons. . This characteristic allows the simultaneous reception of the sound signal of several beacons while preserving the possibility of distinguishing them and / or identifying each one of them. [24] According to another characteristic of the invention each beacon transmits its combined signal to a background sound background. This feature aims to avoid the gene of people moving in the disturbed environment by masking the sound signal of the beacons in the event that the latter is located in part in the audible spectrum of some individuals. [25] According to yet another characteristic of the invention, at least three asynchronous acoustic beacons are used. This characteristic makes it possible to solve the calculation of the X, Y coordinates and the clock offset in hyperbolic mode without it being necessary to use the knowledge of the topography of the disturbed environment for the calculation of the location. [26] According to a feature of the invention, the location information of the mobile terminal is used to determine a guidance information of the mobile towards a point of interest. [27] According to another characteristic of the invention, each reference point is identified by at least one digital tag which comprises at least digital data identifying the corresponding reference point and that the mobile terminal is configured to read. each digital label. This feature makes it possible to automate the identification of each reference point and eliminates the risk of input errors. In addition, the electronic tags can be used to allow automation of the loading and installation procedures on the mobile terminal of the software necessary for the implementation of the method according to the invention. [28] According to yet another feature of the invention, the location data of the mobile terminal in space is used to control the display of an interactive display unit. [29] The invention also relates to a location installation of a mobile terminal in a disturbed space comprising: at least two asynchronous acoustic beacons each emitting an acoustic signal comprising at least one identification component of the transmitting beacon, and whose position in the disturbed space is permanently known, at least one identified reference point which is accessible to the mobile in the disturbed space and whose positions in the disturbed space are permanently known, at least one mobile terminal comprising at least one wireless communication means, acoustic acquisition means, an internal clock, a central unit adapted to record at least one digitized sample of the acoustic environment 30311907 perceived by the mobile terminal and to date it using the internal clock of the mobile terminal, at least one means for storing the positions of the acoustic beacons, the form of the acoustic signal emitted e by each beacon, the position of the reference point, 5 processing means adapted for in an initialization phase: placing the mobile in the vicinity or on the reference point, - acquisition by the mobile terminal of a sample, said initialization, digitized of the acoustic environment perceived by the mobile terminal at the reference point and dated using the internal clock of the mobile terminal, 10 - calculation for each beacon of its own time reference driving the transmission of its acoustic signal in relation to the time reference given by the internal clock of the mobile terminal and from the knowledge of the position of each beacon relative to the reference point and the initialisation sample and the knowledge of the form of the acoustic signal emitted by said beacon, 15 - recording for each beacon of its own time reference in relation to the time reference given by the internal clock of the mobile terminal, in a phase of location of the mobile terminal: acquisition by the mobile terminal of a digitized sample of the acoustic environment perceived by the mobile terminal dated using the internal clock of the mobile terminal, calculation of the location of the mobile from the sample, knowledge of the position of each beacon in the disturbed space, knowledge of the form of the acoustic signal emitted by each beacon and the own time references of each beacon determined in the initialization phase. [30] According to one characteristic of the invention, the processing unit is integrated in the mobile terminal. [31] According to another characteristic of the invention, the installation integrates a server which comprises the processing unit and which is configured to communicate with the mobile terminal and receive from the latter the initialization and location samples and for 30 send to the mobile terminal at least the results of the location calculations. 3031190 8 [32] This feature makes it possible to perform the location calculations more quickly by implementing at the server level more powerful computing units than those equipping the mobile terminal. [33] According to yet another feature of the invention, the installation comprises an interactive display unit comprising an image presentation unit and a control unit of the image presentation unit, the unit control unit being configured to receive the location data of the mobile terminal and to control the image display unit according to the location data of the terminal. [34] This feature of the invention can in particular be used to control the display on a very large screen by users located remote from the screen in the disturbed environment. It is thus possible to simulate or reproduce the operation of a pointing device such as a computer mouse. The mobile terminal in the hand of the user then performs a function similar to that of the mouse. [35] In the context of the present invention, the following definitions are adopted for the terms used in the description and the claims: Asynchronous localization calculation, also called hyperbolic mode: A location calculation of a mobile is said to be asynchronous when it exploits pseudo-distance measurements at known coordinate points. This means that the location signal transmitters and the mobile receiver do not share a common time reference. Only the location signal transmitters share a common time reference with each other. Synchronous Location Calculation, also called Circular Mode: A location calculation of a mobile is said to be synchronous when it uses measurements of distances from the mobile to known coordinate points. Space or disturbed environment: Volume not accessible to the use of radiolocation signals of satellite origin such as GPS, GLONASS or GALILEO or other because of the disturbance of the conditions of propagation of radio waves related to the presence of obstacles or 30 of reflections on walls. Digital Labels: Labels containing numeric information such as: - 2D barcode 3031190 9 - QR-Code - NFC-Tag - RFID tag - E-Beacon Bluetooth BLE 5 or others that can be read by a mobile terminal automatically or semiautomatic optical, or electromagnetic. Acoustic signal arrival times TOA: Precise instant when the beginning of the emission sequence of a random or pseudo-random acoustic signal strikes the microphone of a mobile terminal, this instant being measured with respect to its clock internal. In English: Time Of Arrivai. Asynchronous tags: Two tags are said to be asynchronous if they exploit disjoint time frames to control their acoustic signal emissions. NTP Server: 15 The Network Time Protocol Network Time Protocol or NTP is a protocol that synchronizes, via a computer network, the local computer clock to a universal time reference of the Atomic Clock type. Acoustic waves: Sound waves in man-audible frequencies or ultrasonic frequencies greater than the audible band. Point of interest: Location or a potentially interesting destination, acronym: POI especially for a user of a mobile terminal. Local repository: 25 A two or three dimensional axis system attached to a given location that serves as a repository for geolocation. Universal Time Reference: Clock used as a time reference to determine time offsets with other clocks used by the installation.

30 Signal acoustique d'identification: Signal acoustique construit de façon mathématique pour lui donner 3 caractéristiques essentielles. La première, offrir une grande précision de datation des signaux à la 3031190 10 réception. La deuxième, porter suffisamment d'énergie dans une large bande de fréquences pour pouvoir être détecté tout en étant noyé dans le bruit ambiant afin d'être inaudible. La troisième, permettre une identification de chaque balise dans un ensemble de balises d'un même système de localisation. A cet effet, les signaux 5 d'identification des balises sont de préférence orthogonaux entre eux au sein d'une même famille, permettant ainsi d'extraire du signal reçu, sans ambigüité, un signal particulier appartenant à l'une des balises. A ces fins, les signaux pseudo-aléatoires objet de l'invention utilisent les techniques d'étalement temporel et d'évasion de fréquences. Au sens de l'invention deux signaux sont dit orthogonaux si la hauteur du 10 pic de leur fonction d'inter-corrélation est très faible par rapport aux hauteurs des pics respectifs de leurs fonctions d'auto-corrélation. Signaux acoustiques à espacement temporel : Des signaux acoustiques sont dits à espacement temporel lorsqu'ils sont constitués d'une suite d'impulsions acoustiques séparées par des intervalles de temps 15 prédéterminés dont le séquencement est connu aussi bien au niveau de l'émetteur que du récepteur. Signaux acoustiques à évasion de fréquence : Des signaux acoustiques sont dits à évasion de fréquence lorsqu'ils sont constitués d'une suite d'impulsions acoustiques de fréquences couvrant une étendue du spectre.30 Acoustic identification signal: Acoustic signal constructed mathematically to give it 3 essential characteristics. The first, to offer a high accuracy of dating signals to the receiving 3031190. The second is to have enough energy in a wide band of frequencies to be able to be detected while being drowned in the ambient noise in order to be inaudible. The third, allow identification of each tag in a set of tags of the same location system. For this purpose, the identification signals of the beacons are preferably orthogonal to each other within the same family, thus making it possible to extract from the signal received, without ambiguity, a particular signal belonging to one of the beacons. For these purposes, the pseudo-random signals object of the invention use the techniques of time spreading and frequency evasion. Within the meaning of the invention, two signals are said to be orthogonal if the height of the peak of their inter-correlation function is very small relative to the heights of the respective peaks of their auto-correlation functions. Time-spaced acoustic signals: Acoustic signals are said to be temporally spaced when they consist of a series of acoustic pulses separated by predetermined time intervals whose sequencing is known both at the transmitter and the transmitter. receiver. Acoustic signals with frequency evasion: Acoustic signals are called frequency evasion when they consist of a series of acoustic pulses of frequencies covering a range of the spectrum.

20 La constitution de la suite est connue aussi bien au niveau de l'émetteur que du récepteur. Moyens : Au sens de l'invention le terme moyen au singulier ou au pluriel en ce qu'il se rapporte à un dispositif matériel doit être compris comme synonyme d'unité ou composant 25 matériel adapté ou configuré pour assurer la ou les fonctions indiquées. Les termes configuré et adapté sont synonymes et utilisés indifféremment. [36] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les 30 unes des autres. [37] De même, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'installation selon l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon 3031190 11 diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. [38] Par ailleurs, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent une forme non 5 limitative de réalisation d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 1 est une vue d'ensemble du système de localisation, La figure 2 est un synoptique d'une balise acoustique émettrice asynchrone, La figure 3 est un exemple de fonction d'auto-correlation d'un signal acoustique 10 pseudo-aléatoire, pour lequel l'axe des abscisses représente le temps 0 à 1 seconde et l'axe des ordonnées représente le niveau d'énergie associé La figure 4 est un exemple de fonction d'inter-corrélation de deux signaux acoustique pseudo-aléatoires orthogonaux, pour lequel l'axe des abscisses représente le temps 0 à 1 seconde et l'axe des ordonnées représente le niveau d'énergie associé.The constitution of the sequence is known both at the transmitter and the receiver. Means: Within the meaning of the invention, the term singular or plural means in terms of a hardware device is to be understood as a synonym for a hardware unit or component adapted or configured to perform the indicated function (s). The terms configured and adapted are synonymous and used interchangeably. [36] Of course, the various features, variants and embodiments of the method according to the invention can be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other . [37] Similarly, the various features, variants and embodiments of the plant according to the invention can be associated with each other according to various combinations in so far as they are not incompatible or exclusive of any of the other. [38] Furthermore, various other features of the invention appear from the attached description with reference to the drawings which illustrate a non-limiting embodiment of an installation for carrying out the method according to the invention. FIG. 1 is an overview of the locating system, FIG. 2 is a block diagram of an asynchronous transmitter acoustic beacon; FIG. 3 is an example of a self-correlation function of a pseudo-random acoustic signal; , for which the abscissa axis represents the time 0 to 1 second and the ordinate axis represents the associated energy level FIG. 4 is an example of an inter-correlation function of two orthogonal pseudo-random acoustic signals, for which the x-axis represents the time 0 to 1 second and the y-axis represents the associated energy level.

15 La figure 5 : est un synoptique d'un équipement de réception fixe Il est à noter que sur ces figures les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références. [39] On a illustré à la figure 1 les éléments constitutifs d'un exemple d'installation de localisation d'un terminal mobile conforme à l'invention. Ainsi l'installation comprend des 20 balises acoustiques asynchrones ici au nombre de trois 1,1',1" émettant périodiquement des signaux acoustiques. L'installation comprend aussi un terminal mobile 2, positionné en un point de référence 3, et recevant les signaux acoustiques émis par les balises 1,1',1". Selon l'exemple illustré l'installation comprend aussi un équipement de réception fixe 4 ainsi qu'une horloge servant de référence de temps universelle 5 et un serveur de 25 données. Chacun des éléments constitutifs de l'installation comprend des moyens ou unités de communication sans fil configurés pour permettre des échanges de données numériques au moins entre les composants de l'installation et le serveur de données 7. [40] Comme le montre la figure 2, chaque balise acoustique asynchrone 1 comprend une mémoire 10 dans laquelle est stocké sous forme numérique un signal acoustique à 30 émettre. La balise 1 comprend aussi une unité de traitement 11 configurée pour lire ce signal et le convertir en un signal analogique par utilisation d'un convertisseur digital-analogique 12. Le dit signal est ensuite amplifié par des circuits 13 et émis par un haut- 3031190 12 parleur 14. Un circuit d'horloge 15 sert de base de temps interne au convertisseur digital-analogique et pour répéter les émissions des signaux acoustiques de façon périodique. Des circuits 16 optionnels servent à établir un canal de communication sans fil avec le serveur 7 notamment pour activer ou désactiver les émissions, voire en régler le niveau 5 d'émission. Enfin la balise comprend une source d'énergie électrique 17 servant à alimenter les composants précités. Cette source peut être une batterie ou un système de raccordement à un réseau de fourniture d'électricité ou tout autre système adapté. Il doit être remarqué que selon l'invention les balises n'étant pas synchronisées entre elles ou avec un système externe, il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre un câblage 10 spécifique pour leur permettre de communiquer entre elles. De sorte que les coûts d'installation sont réduits. De plus, l'absence de besoin de synchronisation permanente des balises permet de réduire leur consommation électrique. [41] De manière préférée les balises émettent des signaux ayant une forme ou une signature aléatoire ou pseudo aléatoire de manière que chaque balise émette un signaux 15 distinct de celui des autres balises du système. De plus et toujours de manière préférée les balises du système de localisation émettent des signaux orthogonaux entre eux deux à deux. [42] Deux signaux sont dit orthogonaux si la hauteur du pic de leur fonction d'inter-corrélation est très faible par rapport aux hauteurs des pics respectifs de leurs fonctions 20 d'auto-corrélation. Ainsi, la figure 3 est un exemple de fonction d'auto-corrélation d'un signal acoustique pseudo-aléatoire selon l'invention. L'axe horizontal figure l'axe des temps exprimés de 0 à 1 seconde. L'axe vertical figure le niveau d'énergie obtenu par application de la fonction d'auto-corrélation. Il faut observer sur cette figure l'étroitesse du pic de corrélation. L'étroitesse est directement liée à la précision de datation du signal 25 à la réception. Il faut aussi noter la hauteur du pic et la comparer au niveau de bruit tel qu'observé de part et d'autre du pic. [43] Par ailleurs, la figure 4 est un exemple de fonction d'inter-corrélation de deux signaux acoustiques pseudo-aléatoires selon l'invention. L'axe horizontal figure l'axe des temps exprimés de 0 à 1 seconde. L'axe vertical figure le niveau d'énergie obtenu par 30 application de la fonction d'inter-corrélation. Dans ce cas de figure, il faut observer que la fonction d'inter-corrélation ne présente pas de pic ayant une hauteur significative. Ils sont donc bien orthogonaux entre eux. 3031190 13 [44] L'équipement de réception fixe 4 comprend, comme le montre la figure 5, un microphone 30 captant l'ambiance acoustique constituée pour partie des signaux en provenance des balises, des circuits de préamplification et de filtrage 31, un convertisseur analogique-numérique 32 qui permet de stocker un échantillon numérisé dudit signal 5 dans une mémoire 33. L'équipement fixe comprend aussi une unité de traitement 34 permettant de transmettre ledit échantillon numérisé au Serveur 7 en utilisant le canal de communication sans fil 35. L'équipement fixe comprend aussi un circuit d'horloge 36 qui définit un référentiel de temps servant à piloter le convertisseur analogique-numérique 22 et à séquencer les opérations de l'unité traitement. Enfin l'équipement de réception 10 fixe comprend une source d'énergie électrique 37 servant à alimenter les composants précités. [45] Le procédé de localisation selon l'invention est mis en oeuvre dans le cadre de l'installation ainsi constituée de la manière suivante. [46] Dans ce qui suit, les balises 1 sont fixes et leurs coordonnées tridimensionnelles 15 sont connues dans un référentiel local rattaché à l'espace perturbé. [47] Le principe de l'invention est d'exploiter des signaux acoustiques émis par les balises 1. Les signaux pouvant être constitués de séries d'impulsions ultrasonores de durées, fréquences et instants d'émission prédéterminés sur la base des horloges internes 15 des balises qui ne sont, ni synchronisées entre elles, ni à une horloge de référence de 20 temps externe 5 commune. [48] Pour pouvoir exploiter les retards de propagation des ondes acoustiques à l'arrivée sur le microphone 20 du terminal mobile 2 il faut connaître les instants auxquels ces ondes ont été émises en se référant à une horloge unique, de préférence l'horloge du terminal mobile ou, alternativement, l'horloge d'un équipement de réception fixe ou 25 encore une référence de temps universelle. [49] L'invention exploite le positionnement du mobile 2, à un moment donné, en un point de référence 3 de coordonnées connues dans le référentiel local rattaché à l'espace perturbé pour calculer les instants auxquels les ondes ont été émises par les balises dans le référentiel temporel du mobile. Le point de référence 3 peut être identifié par tout 30 moyen approprié et notamment avec une étiquette numérique lisible par le terminal mobile. L'étiquette numérique peut alors, selon les besoins, comprendre notamment un identifiant du point de référence et/ou les coordonnées du point de référence dans l'espace perturbé voire un index permettant d'accéder aux coordonnées du point de 3031190 14 référence dans le référentiel local. Une fois ce travail fait, le mobile peut alors se déplacer et être localisé en utilisant des algorithmes de calcul en mode synchrone. En effet, les ondes étant émises de façon périodique, toutes les secondes par exemple, une fois l'heure d'une première émission connue, il est alors facile de calculer les instants 5 d'émission suivants en ajoutant : 1, 2, ..., n secondes. [50] Dans une variante de l'invention, l'on place au point de référence 3 un équipement dit équipement de réception fixe 4 qui, de la même manière est fixe et à une distance connue de chaque balise 1, en mesurant, par rapport à son horloge interne 36, l'instant d'arrivée des ondes en provenance de chaque balise 1, il est alors possible de déterminer 10 les instants d'émission des balises dans un référentiel commun, celui de l'équipement de réception fixe. [51] Nous allons ci-après détailler les formulations utilisées par l'invention. A cet effet, dans ce qui suit, TEB, signifie l'heure d'émission du début du signal acoustique périodique de la balise i, heure mesurée par rapport à l'horloge interne du terminal mobile ou, dans 15 le cas de la variante, par rapport à l'horloge interne de l'équipement de réception fixe, [52] TRPR, signifie l'heure d'arrivée du signal acoustique de la balise i au niveau du terminal mobile alors qu'il est situé au point de référence 3, cette heure étant mesurée par rapport à l'horloge interne du terminal mobile 2. [53] Par heure d'arrivée, il faut comprendre la position temporelle du pic de la fonction 20 calculée par corrélation numérique entre l'échantillon acoustique numérisé et le signal mémorisé de la balise i. Ladite position temporelle étant ramenée à l'heure d'acquisition du premier élément de l'échantillon, heure datée par rapport à l'horloge interne du terminal mobile 2. [54] Si D, est la distance séparant la balise i du terminal mobile situé au point de 25 référence 3, et C est la célérité du son dans l'air à la température du local, si nécessaire télétransmise au point de calcul de la position depuis un ou des capteurs situés dans l'espace perturbé, alors, la relation [1] est : TEB, = TRPR, - D, / C [55] Après un déplacement du mobile, désignons par TRTM, l'heure d'arrivée du signal acoustique de la balise i au niveau du terminal mobile 2. Cette heure étant mesurée par 30 rapport à l'horloge interne du terminal mobile 2. [56] Une fois calculé pour chaque balise les TEBM, correspondant aux instants d'émissions précédent immédiatement les instants de réception par application de la périodicité , il est alors possible, connaissant les coordonnées de 3 balises et les 3 TEBM, 3031190 15 de calculer les coordonnées : X,Y,Z du mobile par le calcul de l'intersection de 3 sphères centrées aux points correspondant aux coordonnées des balises dans le référentiel local, le rayon R, de chaque sphère étant calculé à partir de : la relation [II] : Ri = TRTM, - TEBM, x C 5 [57] En cas d'utilisation d'un équipement de réception fixe placé au point de référence, il reste à déterminer le décalage de l'horloge interne du terminal mobile 1 par rapport à l'horloge interne de l'équipement de réception fixe 4. Ce décalage est calculé en utilisant des algorithmes de localisation asynchrones similaires à ceux mis en oeuvre aujourd'hui dans un récepteur GPS. Ils requièrent la réception simultanée des 4 balises si l'altitude du 10 mobile n'est pas connue et de seulement 3 balises si l'altitude du mobile est connue. [58] Dans un autre mode de réalisation, on synchronise l'horloge interne du mobile 1 et l'horloge interne 36 de l'équipement de réception fixe 4 précitée en utilisant une référence de temps externe 5, sans câblage, par la mise en oeuvre d'un protocole logiciel de type "NTP Serveur" exploité à travers la liaison sans fil 6. Dans ce cas, le calcul de la 15 position du mobile ne requiert que 3 TRTM, pour un calcul de 3 inconnues les coordonnées X, Y et Z du mobile et de 2 TRTM, pour un calcul de seulement 2 inconnues X,Y, si l'altitude du mobile est connue ou prédéterminée. Dans cette hypothèse, les distances D mesurées par les retards de propagation des signaux acoustiques sont ramenées à l'horizontale par application du théorème de Pythagore, relation [III], les 20 altitudes du mobile et des balises étant connues au niveau du serveur de données 7 effectuant les calculs. La relation [III] est : DHi = VDi2 - JHi2 Où - DHi est la distance dans le plan horizontal séparant la balise i du terminal mobile, - AHi est la différence d'altitude entre la balise i et le terminal mobile.FIG. 5 is a block diagram of a fixed receiving equipment. It should be noted that in these figures the structural and / or functional elements common to the different variants may have the same references. [39] FIG. 1 illustrates the constituent elements of an exemplary location installation of a mobile terminal according to the invention. Thus, the installation comprises three asynchronous acoustic beacons, here three in number, 3, 1 ', 1' emitting periodically acoustic signals, The installation also comprises a mobile terminal 2, positioned at a reference point 3, and receiving the signals acoustic emitted by the beacons 1,1 ', 1 ". According to the illustrated example, the installation also comprises a fixed reception equipment 4 as well as a clock serving as a universal time reference 5 and a data server. Each of the constituent elements of the installation comprises means or wireless communication units configured to allow digital data exchanges at least between the components of the installation and the data server 7. [40] As shown in FIG. 2 each asynchronous acoustic beacon 1 comprises a memory 10 in which is stored in digital form an acoustic signal to be transmitted. The beacon 1 also comprises a processing unit 11 configured to read this signal and convert it into an analog signal by using a digital-analog converter 12. Said signal is then amplified by circuits 13 and emitted by a loudspeaker 3031190 14. A clock circuit 15 serves as the internal time base for the digital-to-analog converter and for repeating the emissions of the acoustic signals periodically. Optional circuits 16 are used to establish a wireless communication channel with the server 7, in particular to enable or disable the transmissions, or even to adjust the transmission level. Finally the beacon comprises a source of electrical energy 17 for powering the aforementioned components. This source may be a battery or a connection system to an electricity supply network or any other suitable system. It should be noted that according to the invention the tags are not synchronized with each other or with an external system, it is not necessary to implement a specific wiring 10 to enable them to communicate with each other. So that installation costs are reduced. In addition, the lack of permanent synchronization of the tags reduces their power consumption. [41] Preferably the beacons transmit signals having a random or pseudo-random shape or signature so that each beacon transmits a signal distinct from that of the other beacons of the system. In addition, and always preferably, the beacons of the localization system emit signals orthogonal to each other in pairs. [42] Two signals are said to be orthogonal if the height of the peak of their inter-correlation function is very small relative to the heights of the respective peaks of their autocorrelation functions. Thus, FIG. 3 is an example of an autocorrelation function of a pseudo-random acoustic signal according to the invention. The horizontal axis is the axis of the times expressed from 0 to 1 second. The vertical axis represents the energy level obtained by applying the autocorrelation function. It is necessary to observe in this figure the narrowness of the peak of correlation. Narrowness is directly related to the timing accuracy of the signal at reception. Note also the height of the peak and compare it to the noise level as observed on both sides of the peak. [43] Furthermore, FIG. 4 is an example of an inter-correlation function of two pseudo-random acoustic signals according to the invention. The horizontal axis is the axis of the times expressed from 0 to 1 second. The vertical axis shows the energy level obtained by applying the inter-correlation function. In this case, it should be noted that the inter-correlation function does not have a peak having a significant height. They are therefore orthogonal to each other. [44] The fixed receiving equipment 4 comprises, as shown in FIG. 5, a microphone 30 sensing the acoustic environment consisting in part of the signals coming from the beacons, the pre-amplification and filtering circuits 31, a converter analog-digital 32 which stores a digitized sample of said signal 5 in a memory 33. The fixed equipment also comprises a processing unit 34 for transmitting said digitized sample to the server 7 using the wireless communication channel 35. L fixed equipment also comprises a clock circuit 36 which defines a time frame used to drive the analog-digital converter 22 and to sequence the operations of the processing unit. Finally, the fixed reception equipment 10 comprises a source of electrical energy 37 serving to supply the aforementioned components. [45] The locating method according to the invention is implemented in the context of the installation thus constituted in the following manner. [46] In the following, the tags 1 are fixed and their three-dimensional coordinates are known in a local reference connected to the disturbed space. [47] The principle of the invention is to exploit acoustic signals emitted by the beacons 1. The signals can consist of series of ultrasonic pulses of predetermined durations, frequencies and transmission times on the basis of the internal clocks 15 tags which are neither synchronized with each other nor with a common external time reference clock. [48] In order to be able to exploit propagation delays of the incoming acoustic waves on the microphone 20 of the mobile terminal 2, it is necessary to know the instants at which these waves were transmitted with reference to a single clock, preferably the clock of the mobile terminal or, alternatively, the clock of a fixed receiving equipment or a universal time reference. [49] The invention exploits the positioning of the mobile 2, at a given moment, in a reference point 3 of known coordinates in the local reference connected to the disturbed space to calculate the times at which the waves were emitted by the beacons in the time frame of the mobile. The reference point 3 can be identified by any suitable means and in particular with a digital tag readable by the mobile terminal. The digital tag may then, as required, include in particular a reference point identifier and / or reference point coordinates in the disturbed space or an index allowing access to the coordinates of the reference point of the reference point in the local repository. Once this work is done, the mobile can then move and be localized using synchronous calculation algorithms. Indeed, the waves being emitted periodically, every second for example, once the hour of a first known emission, it is then easy to calculate the following emission times 5 by adding: 1, 2,. .., n seconds. [50] In a variant of the invention, a so-called fixed reception equipment 4 is placed at the reference point 3 which, in the same way, is fixed and at a known distance from each beacon 1, by measuring, by relative to its internal clock 36, the time of arrival of the waves coming from each beacon 1, it is then possible to determine the times of issue of the beacons in a common repository, that of the fixed reception equipment. [51] Below we will detail the formulations used by the invention. For this purpose, in the following, BER means the time of emission of the beginning of the periodic acoustic signal of the beacon i, measured time with respect to the internal clock of the mobile terminal or, in the case of the variant , relative to the internal clock of the fixed receiving equipment, [52] TRPR, means the arrival time of the acoustic signal of the beacon i at the mobile terminal while it is located at the reference point 3, this time being measured with respect to the internal clock of the mobile terminal 2. [53] By arrival time, it is necessary to understand the time position of the peak of the function 20 calculated by numerical correlation between the digitized acoustic sample and the memorized signal of the beacon i. Said temporal position being reduced to the time of acquisition of the first element of the sample, time dated with respect to the internal clock of the mobile terminal 2. [54] If D, is the distance separating the beacon i from the mobile terminal located at the point of reference 3, and C is the speed of sound in the air at room temperature, if necessary teletransmitted at the point of calculation of the position from a sensor or sensors located in the disturbed space, then, the relation [1] is: TEB, = TRPR, - D, / C [55] After a movement of the mobile, denote by TRTM, the time of arrival of the acoustic signal of the beacon i at the mobile terminal 2. This time being measured with respect to the internal clock of the mobile terminal 2. Once the beacons have been calculated for each beacon corresponding to the times of emissions immediately preceding the times of reception by application of the periodicity, it is then possible , knowing the coordinates of 3 tags and the 3 TEBMs, 3031190 15 to calculate the coordinates: X, Y, Z of the mobile by the calculation of the intersection of 3 spheres centered at the points corresponding to the coordinates of the tags in the local frame, the radius R, of each sphere being calculated from: the relation [II]: Ri = TRTM, - TEBM, x C 5 [57] When using a fixed receiving equipment placed at the reference point, it remains to determine the offset of the internal clock of the mobile terminal 1 relative to the internal clock of the fixed reception equipment 4. This offset is calculated using asynchronous localization algorithms similar to those implemented today in a GPS receiver. They require the simultaneous reception of the 4 beacons if the altitude of the 10 mobile is not known and only 3 beacons if the altitude of the mobile is known. [58] In another embodiment, the internal clock of the mobile 1 and the internal clock 36 of the fixed reception equipment 4 are synchronized using an external time reference 5, without wiring, by the setting A software protocol of the "NTP Server" type operated via the wireless link 6 is used. In this case, the calculation of the mobile position requires only 3 TRTMs, for a calculation of 3 unknowns, the X, Y coordinates. and Z of the mobile and 2 TRTM, for a calculation of only 2 unknowns X, Y, if the altitude of the mobile is known or predetermined. In this hypothesis, the distances D measured by the delays of propagation of the acoustic signals are brought back to the horizontal by application of the Pythagorean theorem, relation [III], the altitudes of the mobile and beacons being known at the level of the data server. 7 performing the calculations. The relation [III] is: DHi = VDi2 - JHi2 Where - DHi is the distance in the horizontal plane separating the beacon i from the mobile terminal, - AHi is the difference in altitude between the beacon i and the mobile terminal.

25 Pour simplifier le calcul il est considéré que le terminal mobile évolue à une altitude constante [59] Quand le terminal mobile 2 est en progression dans une allée rectiligne identifiée grace à la connaissance de la topographie de l'environnement perturbé, les coordonnées du terminal mobile peuvent être déterminées par la mesure d'une distance à seulement 30 une seule balise 1. La coordonnée Z est fixe et correspond à la hauteur à laquelle est situé le terminal mobile 2. Les coordonnées X et Y sont déduites de l'intersection d'un cercle et 3031190 16 d'une droite. Le rayon du cercle, centré sur la verticale de la balise dans le plan horizontal du terminal mobile, est calculé en appliquant la relation iii après mesure du temps de propagation du signal acoustique de ladite balise. La droite correspond à l'axe central de l'allée où progresse notre terminal mobile 2 projeté dans ledit plan horizontal. Cette 5 technique s'appelle fusion multi-sensorielle car elle associe une mesure de temps de propagation d'un signal acoustique à des informations relatives à la géométrie de l'espace perturbé. [60] L'équipement de réception fixe 4 mise en oeuvre dans la variante de l'invention peut avoir un deuxième usage. En effet, pour que les instants d'arrivée des ondes 10 acoustiques puissent être mesurés avec précision, il convient de disposer au niveau du microphone 20 d'un rapport : signal acoustique reçu/au bruit ambiant, suffisamment élevé pour avoir une bonne détection. Dans un espace perturbé, en fonction du niveau d'activité le bruit ambiant est amené à fluctuer selon les heures de la journée. Si le bruit ambiant est faible et les signaux acoustiques émis avec force, il peut s'en suivre un 15 désagrément aux oreilles des utilisateurs. Inversement, si le bruit ambiant est fort et les signaux acoustiques faibles, il peut s'en suivre des erreurs de détection empêchant la localisation. Pour ces deux raisons, il convient d'ajuster en permanence le niveau sonore d'émission des balises 1 en fonction du niveau du signal reçu par l'équipement de réception fixe 4. L'équipement de réception fixe a donc 2 fonctions, une destinée à 20 mesurer le décalage des horloges 15 des balises 1, l'autre de mesurer le niveau de bruit ambiant dans l'espace perturbé. [61] Pour mieux comprendre l'invention, nous détaillons ci-après les flux de données échangées entre les composants du système. [62] Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, les flux sont organisés 25 comme suit. [63] Les signaux acoustiques sont émis par les balises 1 et reçus par l'équipement de réception fixe 4 et le ou les mobiles 2. [64] Une fois numérisés au niveau de l'équipement de réception fixe et du mobile, les signaux acoustiques sont transmis par le canal radioélectrique 6 sous la forme du 30 message constitué d'un ou plusieurs paquets numériques transmis à destination du centre serveur 7. Chaque message comporte un entête contenant l'identifiant de l'émetteur et la datation de l'instant d'acquisition du signal. Cet instant est mesuré en utilisant l'horloge interne de l'équipement 2 ou 4. 3031190 17 [65] La synchronisation de horloge du serveur 7 avec celle du mobile se fait par l'envoi via le canal radioélectrique 6 depuis le centre serveur 7, à destination du mobile 2, d'un premier paquet numérique contenant l'instant d'émission du paquet daté en utilisant l'horloge interne du serveur. En retour, chaque équipement renvoie un deuxième paquet 5 en ayant ajouté l'instant de réception du premier paquet et l'instant d'émission du deuxième paquet vers le serveur. Ces instants sont datés en utilisant l'horloge interne du mobile 2. [66] Les mêmes échanges permettent la synchronisation de l'horloge 36 de l'équipement de réception fixe 4 avec celle du serveur 7. 10 [67] Une fois la position du mobile calculée, le centre serveur 7 détermine le cheminement optimal à suivre par le mobile et envoie par le canal radioélectrique 6 à ce dernier les informations de guidage de type route à suivre et distance à parcourir avant le prochain point de changement de direction. [68] Le serveur 7 peut aussi, à son initiative, envoyer au mobile 2 des messages 15 spécifiques pour attirer l'attention du porteur du terminal mobile sur un point d'intérêt situé à proximité immédiate. [69] Dans des environnements complexes, il est possible de compléter ou d'utiliser les informations de localisation acoustique aux fins d'alimenter des algorithmes de fusion multi-sensorielle exploitant par exemple des images issues d'une caméra embarquée 20 dans le terminal mobile en relation avec une banque de donnée d'images préenregistrées de l'espace perturbé. De même, l'information de localisation peut être utilisée pour alimenter des algorithmes de réalité virtuelle augmentée exploitant les capteurs d'attitude du terminal mobile. [70] Il doit être remarqué que le système de localisation selon l'invention offre une 25 solution performante aux besoins et aux contraintes rencontrées en localisation en espace perturbé. [71] En effet, le fonctionnement fiable à l'intérieur de l'espace perturbé est rendu possible par l'utilisation de signaux acoustiques dont la propagation dans l'air est bien maitrisée. En arrivant à utiliser des modes de localisation circulaire, l'on réduit le nombre 30 de balises nécessaire aux calculs de localisation et l'on améliore la redondance permettant ainsi d'éliminer des calculs des échos indésirables. [72] Du fait des fréquences et de la forme des signaux acoustiques pseudo-aléatoire émis, il est possible d'atteindre des précisions de datation des instants de réception 3031190 18 meilleures que 10-4 secondes, soit converti en distances, des précisions de mesures de distance de l'ordre de 5 cm. [73] Du fait que les balises émettent en permanence et de façon periodique leurs signaux, sans mécanismes de synchronisation externe, l'invention permet une localisation 5 simultanée d'un nombre illimité de mobile. [74] En utilisant des signaux acoustiques ultrasonores, il s'en suit aucune gène pour les utilisateurs présents dans l'espace couvert par les balises. [75] Le système selon l'invention permet en outre de réaliser des balises de faible coût de fabrication car ne requérant pas d'horloge ultra-stable contrairement à la solution 10 retenue dans les satellites de localisation. [76] De plus, la mise en place de l'installation décrite est simple et rapide, sans requérir de câblage électrique, ou avec un câblage limité aux seules alimentations électriques pour des applications nécessitant plusieurs jours d'autonomie; voire plusieurs semaines ou mois. 15 [77] Par ailleurs, les signaux acoustiques permettant des portées supérieures à 20 mètres, il s'en suit un ratio de nombre de balises au m2 par surface couverte particulièrement faible. [78] Bien entendu, différentes variantes du procédé et de l'installation selon l'invention peuvent être envisagées dans le cadre des revendications annexées. 20To simplify the calculation, it is considered that the mobile terminal is moving at a constant altitude [59] When the mobile terminal 2 is progressing in a rectilinear aisle identified by the knowledge of the topography of the disturbed environment, the coordinates of the terminal The Z coordinate is fixed and corresponds to the height at which the mobile terminal 2 is located. The X and Y coordinates are deduced from the intersection of the mobile terminal. a circle and 3031190 16 of a line. The radius of the circle, centered on the vertical of the beacon in the horizontal plane of the mobile terminal, is calculated by applying the relation iii after measuring the propagation time of the acoustic signal of said beacon. The line corresponds to the central axis of the aisle where our mobile terminal 2 is projected in said horizontal plane. This technique is called multi-sensory fusion because it associates a measurement of the propagation time of an acoustic signal with information relating to the geometry of the disturbed space. [60] The fixed reception equipment 4 implemented in the variant of the invention may have a second use. Indeed, for the arrival times of the acoustic waves can be accurately measured, it is appropriate to have at the microphone 20 a ratio: received acoustic signal / ambient noise, high enough to have a good detection. In a disturbed space, depending on the level of activity, the ambient noise is caused to fluctuate according to the hours of the day. If the ambient noise is low and the acoustic signals emitted forcefully, there may be an inconvenience to the users' ears. Conversely, if the ambient noise is strong and the acoustic signals weak, it may follow detection errors preventing the location. For these two reasons, it is necessary to continuously adjust the noise emission level of the beacons 1 as a function of the level of the signal received by the fixed reception equipment 4. The fixed reception equipment therefore has 2 functions, one destination. 20 to measure the offset of the clocks 15 beacons 1, the other to measure the level of ambient noise in the disturbed space. [61] For a better understanding of the invention, we detail below the data flows exchanged between the system components. [62] According to a preferred embodiment of the invention, the flows are organized as follows. [63] The acoustic signals are emitted by the beacons 1 and received by the fixed receiving equipment 4 and the mobile (s) 2. [64] Once digitized at the fixed reception equipment and the mobile, the signals The acoustic messages are transmitted by the radio channel 6 in the form of the message consisting of one or more digital packets transmitted to the host center 7. Each message includes a header containing the identifier of the transmitter and the dating of the instant. signal acquisition. This time is measured using the internal clock of the equipment 2 or 4. 3031190 17 [65] The clock synchronization of the server 7 with that of the mobile is done by sending via the radio channel 6 from the host 7 to the mobile 2, a first digital packet containing the time of issue of the dated packet using the internal clock of the server. In return, each equipment returns a second packet 5 having added the instant of reception of the first packet and the instant of transmission of the second packet to the server. These instants are dated using the internal clock of the mobile 2. [66] The same exchanges allow synchronization of the clock 36 of the fixed reception equipment 4 with that of the server 7. [67] Once the position of the calculated mobile, the host 7 determines the optimal path to be followed by the mobile and sends through the radio channel 6 thereto the guidance information of the road type to follow and distance to travel before the next point of change of direction. [68] The server 7 can also, on its own initiative, send the mobile 2 specific messages 15 to draw the attention of the mobile terminal holder to a point of interest located in the immediate vicinity. [69] In complex environments, it is possible to supplement or use acoustic location information for the purpose of feeding multi-sensory fusion algorithms exploiting, for example, images from an on-board camera in the mobile terminal. in relation to a database of prerecorded images of the disturbed space. Similarly, the location information can be used to power augmented virtual reality algorithms exploiting the attitude sensors of the mobile terminal. [70] It should be noted that the locating system according to the invention offers a high-performance solution to the needs and constraints encountered in localization in disturbed space. [71] Indeed, the reliable operation inside the disturbed space is made possible by the use of acoustic signals whose propagation in the air is well controlled. By arriving at using circular location modes, the number of tags required for location calculations is reduced and redundancy is improved thereby eliminating unwanted echo calculations. Due to the frequencies and the form of the pseudo-random acoustic signals emitted, it is possible to reach dating accuracies of the reception instants better than 10-4 seconds, or to be converted into distances. distance measurements of the order of 5 cm. [73] Because the beacons continuously and periodically transmit their signals, without external synchronization mechanisms, the invention allows simultaneous location of an unlimited number of mobiles. [74] By using ultrasonic acoustic signals, there is no problem for the users present in the space covered by the beacons. [75] The system according to the invention also makes it possible to produce beacons of low manufacturing cost since it does not require an ultra-stable clock, unlike the solution 10 adopted in the location satellites. [76] In addition, the implementation of the described installation is simple and fast, without requiring electrical wiring, or with wiring limited to only power supplies for applications requiring several days of autonomy; even weeks or months. [77] Furthermore, the acoustic signals allowing ranges greater than 20 meters, it follows a ratio of the number of tags per m2 per covered area particularly low. [78] Of course, different variants of the method and the installation according to the invention can be envisaged within the scope of the appended claims. 20

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Procédé de localisation au moins bidimensionnelle d'un terminal mobile dans un espace perturbé comprenant les étapes suivantes : - mise en oeuvre d'au moins deux balises acoustiques asynchrones qui émettent chacune un signal acoustique comprenant au moins une composante d'identification de la balise émettrice, et dont la position dans l'espace perturbé est connue en permanence, - mise en oeuvre d'au moins un terminal mobile comprenant au moins des moyens d'acquisition acoustique, des moyens de communication sans fil et une unité centrale, - mise en oeuvre d'au moins un point de référence dans l'espace perturbé dont la position dans l'espace perturbé est connue, - acquisition et enregistrement d'au moins un échantillon numérisé, dit d'initialisation, de l'ambiance acoustique perçue au niveau du point de référence, - acquisition et enregistrement par le terminal mobile d'au moins un échantillon numérisé, dit de localisation, de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile, - calcul de la localisation du terminal mobile à partir de l'échantillon d'initialisation, de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du point de référence dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise.REVENDICATIONS1. Method for at least two-dimensional localization of a mobile terminal in a disturbed space comprising the following steps: implementation of at least two asynchronous acoustic beacons each emitting an acoustic signal comprising at least one identification component of the transmitting beacon , and whose position in the disturbed space is permanently known, - implementation of at least one mobile terminal comprising at least acoustic acquisition means, wireless communication means and a central unit, - implementation at least one reference point in the disturbed space whose position in the disturbed space is known, - acquisition and recording of at least one digitized sample, called initialization, of the acoustic environment perceived at the level of the reference point, - acquisition and registration by the mobile terminal of at least one digitized sample, referred to as the location, of the acoustic environment perceived by the mobile terminal, - calculating the location of the mobile terminal from the initialization sample, the location sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in the disturbed space and of the knowledge the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon. 2. Procédé de localisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acquisition de l'échantillon d'initialisation est effectuée par le terminal mobile.2. Location method according to claim 1, characterized in that the acquisition of the initialization sample is performed by the mobile terminal. 3. Procédé de localisation selon la revendication 2 caractérisé en ce que le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps et en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : acquisition de l'échantillon numérisé d'initialisation daté dans le référentiel de temps du terminal mobile, - déplacement du terminal mobile, acquisition par le terminal mobile de l'échantillon numérisé de localisation daté dans le référentiel de temps du mobile, calcul, pour chaque balise, de son référentiel de temps propre pilotant l'émission de son signal acoustique en relation avec le référentiel de temps du terminal mobile, à partir de l'échantillon d'initialisation, de la connaissance des positions de chaque balise 3031190 20 et du point de référence dans l'espace perturbé et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise, - calcul de la localisation du mobile à partir de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise dans l'espace perturbé et de la 5 connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise et du référentiel de temps propre de chaque balise en relation avec le référentiel de temps du mobile.3. Location method according to claim 2 characterized in that the mobile terminal comprises means for defining a time reference and in that the method comprises the following steps: acquisition of the digitized initialization sample dated in the time repository of the mobile terminal, moving of the mobile terminal, acquisition by the mobile terminal of the digitized location sample dated in the mobile time frame, calculation for each beacon of its own time repository controlling the transmission. of its acoustic signal in relation to the time reference of the mobile terminal, from the initialization sample, the knowledge of the positions of each beacon 3031190 and the reference point in the disturbed space and the knowledge of the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon, - calculation of the location of the mobile phone from the sample of location, the knowledge of the positions of each beacon in the disturbed space and the knowledge of the identification component of the acoustic signal emitted by each beacon and the own time repository of each beacon in relation to the time repository of the beacon. mobile. 4. Procédé de localisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que : il est mis en oeuvre au moins un équipement fixe situé au point de référence et 10 comprenant au moins des moyens d'acquisition acoustique, des moyens de communication et une unité centrale, l'acquisition de l'échantillon d'initialisation est effectuée par l'équipement fixe.4. Location method according to claim 1, characterized in that: it is implemented at least one fixed equipment located at the reference point and comprising at least acoustic acquisition means, communication means and a central unit , acquisition of the initialization sample is performed by the fixed equipment. 5. Procédé de localisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que : l'équipement de réception fixe comprend des moyens de définition d'un premier 15 référentiel de temps associé à l'équipement fixe, le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps, il est réalisé de manière répétée une phase d'initialisation comprenant les étapes suivantes: acquisition par l'équipement fixe d'un échantillon numérisé d'initialisation daté 20 dans le premier référentiel de temps, calcul pour chaque balise de son référentiel de temps propre pilotant l'émission de son signal acoustique en relation avec le premier référentiel de temps, à partir de l'échantillon d'initialisation, de la connaissance des positions de chaque balise et du point de référence dans l'espace perturbé, de la connaissance de la composante 25 d'identification du signal acoustique émis par chaque balise, enregistrement pour chaque balise de son référentiel de temps propre en relation avec le premier référentiel de temps le calcul de la localisation du mobile est effectué à partir de l'échantillon de localisation, de la connaissance des positions de chaque balise dans l'espace perturbé 30 et de la connaissance de la composante d'identification du signal acoustique émis par chaque balise et du référentiel de temps propre de chaque balise en relation avec le premier référentiel de temps calculé lors de l'étape d'initialisation la plus récente. 3031190 215. Location method according to claim 4, characterized in that: the fixed reception equipment comprises means for defining a first time reference associated with the fixed equipment, the mobile terminal comprises means for defining a time repository, it is repeatedly carried out an initialization phase comprising the following steps: acquisition by the fixed equipment of a digitized initialization sample dated in the first time reference, computation for each beacon of its own time repository controlling the emission of its acoustic signal in relation to the first time reference, from the initialisation sample, the knowledge of the positions of each beacon and the reference point in the disturbed space , of the knowledge of the identification component 25 of the acoustic signal emitted by each beacon, recording for each beacon of its repository of own time in relation to the first time reference the calculation of the location of the mobile is made from the location sample, the knowledge of the positions of each beacon in the disturbed space 30 and knowledge of the component identifying the acoustic signal emitted by each beacon and the own time repository of each beacon in relation to the first time repository calculated during the most recent initialization step. 3031190 21 6. Procédé de localisation selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que : - le terminal mobile comprend des moyens de définition d'un référentiel de temps, - et il est effectué régulièrement via les moyens de communication une étape de synchronisation entre le référentiel de temps de l'équipement fixe et le référentiel de 5 temps du terminal mobile avec une précision inférieure ou égale à 10ms.6. Location method according to claim 4 or 5, characterized in that: - the mobile terminal comprises means for defining a time reference, - and is regularly performed via the communication means a synchronization step between the time frame of the fixed equipment and the 5-time repository of the mobile terminal with a precision less than or equal to 10ms. 7. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que : - Il est mis en oeuvre un serveur comprenant des moyens de définition d'un référentiel de temps universel, des moyens de communication avec l'équipement fixe et le terminal mobile, 10 - l'étape de synchronisation est effectuée via le serveur au moyen de son référentiel de temps universel.7. Method according to the preceding claim characterized in that: - it is implemented a server comprising means for defining a universal time frame, means of communication with the fixed equipment and the mobile terminal, 10 - 1 The synchronization step is performed via the server by means of its universal time frame. 8. Procédé de localisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque balise émet de façon périodique un signal aléatoire ou pseudo-aléatoire combinant des caractéristiques d'espacement temporel et d'évasion de fréquence, 15 chaque signal étant orthogonal par rapport aux signaux des autres balises.8. Location method according to one of the preceding claims, characterized in that each beacon periodically transmits a random or pseudo-random signal combining characteristics of time spacing and frequency evasion, each signal being orthogonal by compared to the signals of the other beacons. 9. Procédé de localisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque point de référence est identifié par au moins une étiquette numérique qui comprend au moins des données numériques d'identification du point de référence correspondant et en ce que le terminal mobile est configuré pour lire chaque étiquette 20 numérique.9. Location method according to one of the preceding claims, characterized in that each reference point is identified by at least one digital tag which comprises at least digital identification data of the corresponding reference point and in that the terminal mobile is configured to read each digital tag. 10. Procédé de localisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données de localisation du terminal mobile dans l'espace sont utilisées pour commander l'affichage d'une unité d'affichage interactif.10. The location method according to one of the preceding claims, characterized in that the location data of the mobile terminal in space is used to control the display of an interactive display unit. 11. Installation de localisation d'un terminal mobile dans un espace perturbé 25 comprenant : au moins deux balises acoustiques asynchrones qui émettent chacune un signal acoustique comprenant au moins une composante d'identification de la balise émettrice, la position de chaque balise acoustique dans l'espace perturbé étant connue en permanence, 30 au moins un point référence identifié qui est accessible au mobile dans l'espace perturbé et dont la position dans l'espace perturbé est connue en permanence, 3031190 22 - au moins un terminal mobile comprenant au moins des moyens de communication sans fils, des moyens d'acquisition acoustique, une horloge interne servant pour définir un référentiel de temps du mobile, une unité centrale configurée pour enregistrer au moins un échantillon numérisé dit d'initialisation de l'ambiance 5 acoustique perçue par le terminal mobile positionné au point de référence et le dater dans le référentiel de temps du terminal mobile et pour enregistrer au moins un échantillon numérisé dit de localisation de l'ambiance acoustique perçue par le terminal mobile positionné en un point quelconque, et le dater dans le référentiel de temps du terminal mobile 10 - au moins une unité de traitement qui comprend au moins une unité de stockage des positions des balises acoustiques, de la forme du signal acoustique émis par chaque balise, de la position du point de référence et qui est configurée pour : - dans une phase d'initialisation : calculer pour chaque balise son référentiel de temps propre pilotant l'émission 15 de son signal acoustique en relation avec le référentiel de temps donné par l'horloge interne du terminal mobile et à partir de la connaissance la position de chaque balise par rapport au point de référence et de l'échantillon d'initialisation et de la connaissance de la forme du signal acoustique émis par ladite balise, Enregistrer pour chaque balise son référentiel de temps propre en relation avec 20 le référentiel de temps donnée par l'horloge interne du terminal mobile, - dans une phase de localisation du terminal mobile : - calculer la localisation du mobile à partir de l'échantillon de localisation, et de la connaissance de la position de chaque balise dans l'espace perturbé, de la connaissance de la forme du signal acoustique émis par chaque balise et des 25 référentiels de temps propre de chaque balise déterminés dans la phase d'initialisation.11. Location installation of a mobile terminal in a disturbed space 25 comprising: at least two asynchronous acoustic beacons each emitting an acoustic signal comprising at least one identification component of the transmitting beacon, the position of each acoustic beacon in the room the disturbed space being permanently known, at least one identified reference point which is accessible to the mobile in the disturbed space and whose position in the disturbed space is permanently known, at least one mobile terminal comprising at least wireless communication means, acoustic acquisition means, an internal clock used to define a mobile time frame, a central unit configured to record at least one digital sample called initialization of the acoustic environment perceived by the mobile terminal positioned at the reference point and date it in the time repository of the mobile terminal e t to record at least one scanned sample said location of the acoustic environment perceived by the mobile terminal positioned at any point, and date it in the time frame of the mobile terminal 10 - at least one processing unit which comprises at least a unit for storing the positions of the acoustic beacons, the form of the acoustic signal emitted by each beacon, the position of the reference point and which is configured for: in an initialization phase: calculating for each beacon its time reference own driving the emission 15 of its acoustic signal in relation to the time reference given by the internal clock of the mobile terminal and from the knowledge of the position of each beacon relative to the reference point and the sample of initialization and knowledge of the form of the acoustic signal emitted by said beacon, record for each beacon its own time repository in relationship with the time frame given by the internal clock of the mobile terminal, in a location phase of the mobile terminal: calculating the location of the mobile from the location sample, and the knowledge of the location of the mobile terminal; each beacon in the disturbed space, the knowledge of the form of the acoustic signal emitted by each beacon and the own time repositories of each beacon determined in the initialization phase. 12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'unité de traitement est intégrée au terminal mobile.12. Installation according to claim 11, characterized in that the processing unit is integrated in the mobile terminal. 13. Installation selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'elle comprend un serveur 30 qui comprend l'unité de traitement et qui est configuré pour communiquer avec le terminal mobile et recevoir de ce dernier les échantillons d'initialisation et de localisation et pour envoyer au terminal mobile au moins les résultats des calculs de localisation. 3031190 2313. Installation according to claim 11, characterized in that it comprises a server 30 which comprises the processing unit and which is configured to communicate with the mobile terminal and receive from the latter the initialization and location samples and for send to the mobile terminal at least the results of the location calculations. 3031190 23 14. Installation selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que chaque point de référence est identifié au moyen d'une étiquette numérique comprenant au moins des données d'identification du point de référence et en ce que le terminal mobile comprend une unité de lecture configurée pour lire chaque étiquette numérique. 514. Installation according to one of claims 11 to 13, characterized in that each reference point is identified by means of a digital tag comprising at least identification data of the reference point and in that the mobile terminal comprises a reading unit configured to read each digital tag. 5 15. Installation selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'elle comprend une unité d'affichage interactif comprenant une unité de présentation d'image et une unité de commande de l'unité de présentation d'image, l'unité de commande étant configurée pour recevoir les données de localisation du terminal mobile et commander l'unité de présentation d'image en fonction des données de localisation du 10 terminal.15. Installation according to one of claims 11 to 14, characterized in that it comprises an interactive display unit comprising an image display unit and a control unit of the image display unit, the control unit being configured to receive the location data of the mobile terminal and to control the image presentation unit according to the location data of the terminal.
FR1463517A 2014-12-31 2014-12-31 METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD Pending FR3031190A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1463517A FR3031190A1 (en) 2014-12-31 2014-12-31 METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1463517A FR3031190A1 (en) 2014-12-31 2014-12-31 METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3031190A1 true FR3031190A1 (en) 2016-07-01

Family

ID=53298450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1463517A Pending FR3031190A1 (en) 2014-12-31 2014-12-31 METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3031190A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001034264A1 (en) * 1999-11-11 2001-05-17 Scientific Generics Limited Acoustic location system
US20130083631A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Microsoft Corporation Sound-based positioning

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001034264A1 (en) * 1999-11-11 2001-05-17 Scientific Generics Limited Acoustic location system
US20130083631A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Microsoft Corporation Sound-based positioning

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maghdid et al. Seamless outdoors-indoors localization solutions on smartphones: Implementation and challenges
KR102096677B1 (en) signal transmission Method, storage medium and network in a wide area positioning system(WAPS)
EP2279430B1 (en) Underwater acoustic positioning system
US20140274126A1 (en) Systems and methods providing transmit diversity to combat multipath effects in position estimation
Chen et al. Geospatial computing in mobile devices
EP2353024A1 (en) Method for geolocating an object by multitelemetry
WO2017119969A1 (en) IMPROVED eLORAN POSITIONING VIA CROWDSOURCING
Bill et al. Indoor and outdoor positioning in mobile environments a review and some investigations on wlan positioning
Bartlett Essentials of positioning and location technology
US9992653B2 (en) E911 positioning via background signal tracking
FR3030052A1 (en) ELECTRONIC DEVICE FOR LOCALIZATION NEAR A LAND OBJECT AND METHOD FOR LOCATING SUCH OBJECT
FR3016220A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING AN OBJECT
Nur et al. Integration of GPS with a WiFi high accuracy ranging functionality
Sahoo et al. Integrating GPS, GSM and cellular phone for location tracking and monitoring
Isaia et al. A review of wireless positioning techniques and technologies: From smart sensors to 6G
WO2015175563A1 (en) Multipath rejection using cooperative gps receivers
Henry Indoor Location: study on the IEEE 802.11 Fine Timing Measurement standard
KR20220031007A (en) Improved sensitivity to reflected GNSS signals
FR3031190A1 (en) METHOD FOR LOCATING AT LEAST TWO-DIMENSIONAL OF A MOBILE TERMINAL IN A DISTURB SPACE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING SAID METHOD
Eichelberger Robust Global Localization Using GPS and Aircraft Signals
FR3043467A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR GEOLOCATION OF A BEACON BY TIMING
FR3022033A1 (en) TRACKING GOOD AT ESTIMATE.
Beuster et al. Measurement Testbed for Radar and Emitter Localization of UAV at 3.75 GHz
CN112731462B (en) Positioning method and system of navigation deception jamming source
Mah Time-based location techniques using inexpensive, unsynchronized clocks in wireless networks

Legal Events

Date Code Title Description
PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20160701