FR3038400A1 - SENSOR DEVICE PROVIDED FOR ONBOARD ON A ROBOTIC VECTOR, DRONE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE. - Google Patents
SENSOR DEVICE PROVIDED FOR ONBOARD ON A ROBOTIC VECTOR, DRONE EQUIPPED WITH SUCH A DEVICE. Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif capteur (100) prévu pour être embarqué par un vecteur robotisé, en particulier un vecteur robotisé télécommandé de type drone, comprenant au moins un module de traitement (124) de données, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux modules (1061-1064), dits modules capteurs, amovibles ou démontables, comprenant chacun une interface physique (1081-1084), dite interface de module, comportant : - un connecteur identique (1122,1124), dit connecteur de module, pour relier ledit module capteur (1061-1064) audit module de traitement (124) ; et - au moins un connecteur (1101-1104), dit connecteur de capteur, spécifique à un capteur d'une grandeur physique et prévu pour connecter ledit capteur audit module capteur (1061-1064). Elle concerne également un drone équipé d'un tel dispositif capteur et un système comprenant de tels dispositifs capteurs (100).The invention relates to a sensor device (100) intended to be embedded by a robotic vector, in particular a robotic remote-controlled vector of the drone type, comprising at least one data processing module (124), characterized in that it comprises at least two modules (1061-1064), called sensor modules, removable or removable, each comprising a physical interface (1081-1084), said module interface, comprising: an identical connector (1122, 1124), said module connector, for connecting said sensor module (1061-1064) to said processing module (124); and at least one connector (1101-1104), called sensor connector, specific to a sensor of a physical quantity and designed to connect said sensor to said sensor module (1061-1064). It also relates to a drone equipped with such a sensor device and a system comprising such sensor devices (100).
Description
« Dispositif capteur prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, drone équipé d'un tel dispositif »"Sensor device intended to be embedded on a robotic vector, drone equipped with such a device"
La présente invention concerne un dispositif capteur prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé tel qu'un drone volant, roulant ou flottant, pour la mesure et/ou la surveillance d'une grandeur physique. Elle concerne également un drone équipé d'un tel dispositif capteur.The present invention relates to a sensor device intended to be embedded on a robotic vector such as a flying, rolling or floating drone, for measuring and / or monitoring a physical quantity. It also relates to a drone equipped with such a sensor device.
Le domaine de l'invention est le domaine des dispositifs capteurs de dimensions et de poids tels qu'ils peuvent être embarqués sur de très petits drones, en particulier des drones télécommandés, en particulier des drones dont la plus grande dimension est inférieure ou égale à 5 mètres de diamètre et de poids inférieur ou égal 200kg.The field of the invention is the field of sensor devices of dimensions and weight such that they can be embedded on very small drones, in particular remote-controlled drones, in particular drones whose largest dimension is less than or equal to 5 meters in diameter and weight less than or equal to 200kg.
Etat de la technique L'utilisation de vecteurs robotisés, de type drone, est en pleine croissance. Les drones peuvent être utilisés dans une multitude de domaines, tels que la mesure et/ou la surveillance de la qualité de l'air ou de l'eau, la surveillance de l'état d'une culture, la cartographie d'un bâtiment ou d'une zone, etc. Pour réaliser une telle mesure/surveillance, les drones sont équipés de capteurs divers prévus chacun pour détecter ou mesurer une grandeur physique, telle que la quantité de CO2, la puissance d'un rayonnement de longueur d'onde donnée, ou tout simplement un capteur d'images.STATE OF THE ART The use of robotic vectors, of the drone type, is in full growth. UAVs can be used in a multitude of areas, such as measuring and / or monitoring air or water quality, monitoring the condition of a crop, mapping a building or area, etc. To perform such a measurement / monitoring, the drones are equipped with various sensors each intended to detect or measure a physical quantity, such as the amount of CO2, the power of a radiation of a given wavelength, or simply a sensor images.
Cependant, dans la plupart des domaines d'application, les drones sont équipés de capteurs, chacun dédié à une mesure spécifique, et qui sont intégrés dans le drone. Lorsqu'il est nécessaire de mesurer une nouvelle grandeur physique, pour laquelle aucun capteur n'est prévu dans le drone, il est alors indispensable de modifier le drone lui-même pour y intégrer un capteur spécifique dédié à la mesure de la nouvelle grandeur physique.However, in most areas of application, drones are equipped with sensors, each dedicated to a specific measurement, and which are integrated into the drone. When it is necessary to measure a new physical quantity, for which no sensor is provided in the drone, it is then essential to modify the drone itself to incorporate a specific sensor dedicated to the measurement of the new physical quantity. .
Une telle opération ne peut être réalisée par l'utilisateur et il est nécessaire de faire appel à un opérateur expérimenté dans la conception des drones. De plus, il n'est pas toujours possible d'ajouter a posteriori un capteur à drone existant sans modification profonde de l'architecture du drone.Such an operation can not be carried out by the user and it is necessary to call on an operator experienced in the design of drones. In addition, it is not always possible to add a posteriori sensor an existing drone without profound modification of the architecture of the drone.
Il existe également une solution permettant d'ajouter un ou plusieurs capteurs externes au drone, telle qu'une caméra fixée sur un châssis du drone. Bien que cette solution évite une modification profonde du drone lui-même, elle reste chronophage et complexe. De plus, le nombre de capteurs pouvant être fixé sur un châssis extérieur d'un drone reste faible.There is also a solution for adding one or more external sensors to the drone, such as a camera attached to a chassis of the drone. Although this solution avoids a profound modification of the drone itself, it remains time-consuming and complex. In addition, the number of sensors that can be attached to an outer frame of a drone remains low.
Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.An object of the present invention is to overcome these disadvantages.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif capteur, prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, permettant une plus grande modularité de capteurs pouvant être utilisés.Another object of the invention is to provide a sensor device, intended to be embedded on a robotic vector, allowing a greater modularity of sensors that can be used.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif capteur, prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, permettant un changement plus simple et moins chronophage de capteurs.Yet another object of the invention is to provide a sensor device, intended to be embedded on a robotic vector, allowing a simpler and less time-consuming change of sensors.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif capteur, prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, permettant une personnalisation à la volée des capteurs utilisés.Yet another object of the invention is to provide a sensor device, intended to be embedded on a robotic vector, allowing on-the-fly personalization of the sensors used.
Enfin, un autre but de l'invention est de proposer un dispositif capteur, prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, permettant un changement de capteurs sans modification du vecteur robotisé.Finally, another object of the invention is to provide a sensor device, intended to be embedded on a robotic vector, allowing a sensor change without modification of the robotic vector.
Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre au moins l'un de ces buts par un dispositif capteur prévu pour être embarqué sur un vecteur robotisé, en particulier un vecteur robotisé télécommandé de type drone, comprenant au moins un module de traitement de données, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux modules, dits modules capteurs, amovibles ou démontables, comprenant chacun une interface physique, dite interface de module, comportant : - un connecteur identique, dit connecteur de module, pour relier ledit module capteur audit module de traitement ; et - au moins un connecteur, dit connecteur de capteur, spécifique à un capteur d'une grandeur physique et prévu pour connecter ledit capteur audit module capteur.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention makes it possible to achieve at least one of these aims by a sensor device intended to be embedded on a robotic vector, in particular a robotic remote-controlled vector of the drone type, comprising at least one processing module. of data, characterized in that it comprises at least two modules, called sensor modules, removable or removable, each comprising a physical interface, said module interface, comprising: - an identical connector, said module connector, for connecting said module sensor to said processing module; and at least one connector, referred to as a sensor connector, specific to a sensor of a physical quantity and designed to connect said sensor to said sensor module.
Ainsi, l'invention propose un dispositif capteur auquel il est possible de connecter un ou plusieurs capteurs à l'aide d'un connecteur de module identique, quels que soient les capteurs en question. Selon l'invention, le dispositif capteur est fixé au vecteur robotisé, de type drone, et les différents capteurs souhaités par l'utilisateur peuvent être connectés au dispositif capteur de manière démontable ou amovible à l'aide de modules capteurs.Thus, the invention provides a sensor device to which it is possible to connect one or more sensors using an identical module connector, regardless of the sensors in question. According to the invention, the sensor device is attached to the robotic vector, of the drone type, and the various sensors desired by the user can be connected to the sensor device removably or removably using sensor modules.
Ainsi, le dispositif selon l'invention permet d'ajouter ou d'enlever un capteur embarqué par un drone, sans avoir à modifier le drone, ni intervenir sur ledit drone, ni même gérer le type de connectique. Par conséquent, le dispositif selon l'invention offre une plus grande modularité dans le choix de l'utilisation de capteurs avec un drone robotisé et une possibilité de personnalisation à la volée de la combinaison de capteurs utilisés.Thus, the device according to the invention makes it possible to add or remove an on-board sensor by a drone, without having to modify the drone, or intervene on said drone, or even manage the type of connection. Therefore, the device according to the invention offers a greater modularity in the choice of the use of sensors with a robotic drone and a possibility of customization on the fly of the combination of sensors used.
De plus, chaque module capteur pouvant être fixé ou enlevé de manière démontable, et préférentiellement amovible, l'ajout ou l'enlèvement d'un capteur peut être réalisé de manière simple, rapide, ergonomique et sans intervention d'un opérateur.In addition, each sensor module can be fixed or removed removably, and preferably removable, the addition or removal of a sensor can be achieved in a simple, fast, ergonomic and without operator intervention.
Plus particulièrement, lorsqu'un module capteur est prévu pour recevoir au moins deux capteurs, identiques ou différents, le connecteur de module est commun audits capteurs, au moins pour un sens de communication, c'est-à-dire pour les communications vers et/ou depuis le module de traitement.More particularly, when a sensor module is provided to receive at least two identical or different sensors, the module connector is common to the sensors, at least for one direction of communication, that is to say for communications to and / or from the processing module.
Le connecteur de module peut être agencé pour réaliser une communication avec plusieurs capteurs insérés dans/sur ledit module capteur en série ou en parallèle.The module connector may be arranged to provide communication with a plurality of sensors inserted in / on said sensor module in series or in parallel.
Lorsque la communication entre les capteurs et le module de traitement est bidirectionnelle, chaque module capteur peut comprendre un premier connecteur de module pour la communication dans un sens, par exemple depuis les capteurs vers le module de traitement, et un deuxième connecteur de module, identique ou différent du premier connecteur de module, pour la communication dans le sens opposé, c'est-à-dire depuis le module de traitement vers les capteurs.When the communication between the sensors and the processing module is bidirectional, each sensor module may comprise a first module connector for communication in one direction, for example from the sensors to the processing module, and a second module connector, identical or different from the first module connector, for the communication in the opposite direction, that is to say from the processing module to the sensors.
Alternativement, même lorsque la communication entre les capteurs et le module de traitement est bidirectionnelle, chaque module capteur peut comprendre un unique connecteur de module assurant ladite communication bidirectionnelle.Alternatively, even when the communication between the sensors and the processing module is bidirectional, each sensor module may comprise a single module connector providing said bidirectional communication.
Suivant un mode de réalisation préféré, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre une interface physique, dite interface passerelle, disposée entre ledit au moins un module de traitement et chaque module capteur, comprenant : - plusieurs connecteurs identiques, dits connecteurs de passerelle, chacun complémentaire au connecteur de module et prévu pour relier un module capteur à ladite interface passerelle, et - au moins un moyen de connexion commun au moins deux modules capteur, pour relier lesdits modules capteurs audit module de traitement.According to a preferred embodiment, the device according to the invention may further comprise a physical interface, called gateway interface, arranged between said at least one processing module and each sensor module, comprising: a plurality of identical connectors, called gateway connectors , each complementary to the module connector and provided for connecting a sensor module to said gateway interface, and - at least one common connection means at least two sensor modules, for connecting said sensor modules to said processing module.
Ainsi, l'interface passerelle permet de réaliser une communication entre le module de traitement et les capteurs, avec un moyen de communication commun, à savoir soit un connecteur filaire, soit un moyen de connexion sans fil de type WIFI, BLUETOOTH, NFC, etc. La communication entre le module de traitement et chaque capteur peut être réalisée en série ou en parallèle, de manière filaire ou sans fil, en fonction du protocole de communication et de la nature du moyen de connexion utilisé.Thus, the gateway interface makes it possible to carry out a communication between the processing module and the sensors, with a common means of communication, namely either a wired connector or a wireless connection means such as WIFI, BLUETOOTH, NFC, etc. . The communication between the processing module and each sensor can be performed in series or in parallel, wired or wireless, depending on the communication protocol and the nature of the connection means used.
Lorsque la communication entre les capteurs et le module de communication est bidirectionnelle, l'interface passerelle peut comprendre un premier moyen de communication, filaire ou sans fil, commun pour la communication dans un sens, par exemple depuis les capteurs vers le module de traitement, et un deuxième moyen de connexion, identique ou non au premier connecteur, filaire ou sans fil, pour la communication dans le sens opposé, c'est-à-dire depuis le module de traitement vers les capteurs.When the communication between the sensors and the communication module is bidirectional, the gateway interface may comprise a first means of communication, wired or wireless, common for communication in one direction, for example from the sensors to the processing module, and a second connection means, identical or not to the first connector, wired or wireless, for communication in the opposite direction, that is to say from the processing module to the sensors.
Une telle interface permet donc d'éviter de prévoir un moyen de communication pour chaque module capteur, et permet donc un gain de place, une architecture plus simple et une réduction du coût pour le dispositif selon l'invention.Such an interface thus makes it possible to avoid providing a communication means for each sensor module, and thus allows space savings, a simpler architecture and a reduction in the cost for the device according to the invention.
Suivant un exemple de réalisation particulier, l'interface passerelle peut comprendre un premier connecteur filaire, tel qu'un connecteur nappe 25 pins, commun pour la communication depuis les capteurs vers le module de traitement, et un deuxième connecteur filaire, tel qu'un connecteur nappe 25 pins, commun pour la communication depuis le module de traitement vers les capteurs.According to a particular exemplary embodiment, the gateway interface may comprise a first wired connector, such as a common pin connector 25 for communication from the sensors to the processing module, and a second wired connector, such as a 25-pin ribbon connector, common for communication from the processing module to the sensors.
Suivant un autre exemple de réalisation, l'interface passerelle peut comprendre un unique connecteur nappe 75 pins réalisant à la fois la communication depuis les capteurs vers le module de traitement et la communication depuis le module de traitement vers les capteurs.According to another exemplary embodiment, the gateway interface may comprise a single 75-pin ribbon connector performing both the communication from the sensors to the processing module and the communication from the processing module to the sensors.
Le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre au moins une source d'énergie, le connecteur de module d'au moins un, en particulier de chaque, module capteur comprenant au moins un port d'alimentation prévu pour alimenter au moins un capteur de mesure disposé dans ledit module à partir de ladite source d'énergie.The device according to the invention may further comprise at least one energy source, the module connector of at least one, in particular of each sensor module comprising at least one power supply port intended to supply at least one sensor measuring device disposed in said module from said source of energy.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir dans chaque capteur ou dans chaque module capteur une source d'énergie, ce qui augmente encore plus la flexibilité et la modularité du dispositif selon l'invention en termes de capteurs.Thus, it is not necessary to provide in each sensor or in each sensor module a power source, which further increases the flexibility and modularity of the device according to the invention in terms of sensors.
Une telle source d'énergie peut être une batterie ou un moyen de production d'énergie de type solaire ou éolien.Such an energy source may be a battery or a means of producing energy of the solar or wind type.
Préférentiellement, au moins un, en particulier chaque, connecteur de passerelle comprend au moins un port d'alimentation prévu pour alimenter au moins un, en particulier chaque, module capteur à partir de ladite source d'énergie.Preferably, at least one, in particular each, gateway connector comprises at least one power port provided for supplying at least one, in particular each, sensor module from said power source.
En plus, lorsque le moyen de connexion commun de l'interface passerelle comprend, au moins dans le sens module de traitement vers les modules capteurs, un connecteur filaire commun, ledit connecteur filaire commun peut aussi comprendre un port d'alimentation prévu pour recevoir depuis la source d'énergie le signal électrique d'alimentation et le transmettre de manière filaire à chaque connecteur de passerelle.In addition, when the common connection means of the gateway interface comprises, at least in the processing module direction to the sensor modules, a common wire connector, said common wire connector may also include a power port provided to receive from the power source the electrical supply signal and transmit it wired to each gateway connector.
Alternativement, le signal électrique d'alimentation peut être transmis à chaque connecteur de passerelle par un port indépendant du moyen de connexion commun, en particulier lorsque le moyen de connexion commun de l'interface passerelle est de nature sans fil.Alternatively, the electrical supply signal can be transmitted to each gateway connector by a port independent of the common connection means, particularly when the common connection means of the gateway interface is wireless in nature.
Avantageusement, le dispositif selon l'invention peut en outre comprendre pour au moins un, en particulier chaque, module capteur un logement d'accueil, dans lequel est inséré, au moins en partie ledit module capteur.Advantageously, the device according to the invention may further comprise, for at least one, in particular each sensor module, a receiving housing, into which at least a portion of said sensor module is inserted.
Un tel logement d'accueil peut comprendre une ou plusieurs formes de guidage permettant l'insertion et/ou le positionnement et/ou le maintien correct(e) du module capteur.Such a housing may include one or more forms of guidance for insertion and / or positioning and / or proper maintenance (e) of the sensor module.
Alternativement, ou en plus, au moins un module capteur peut comprendre un logement d'accueil, prévu pour recevoir au moins en partie un élément mâle de positionnement et/ou de maintien, prévu sur le reste du dispositif selon l'invention.Alternatively, or in addition, at least one sensor module may comprise a receiving housing, designed to receive at least in part a male positioning and / or holding member, provided on the rest of the device according to the invention.
Selon l'invention, au moins un module capteur peut comprendre au moins un capteur, en particulier plusieurs capteurs, choisis dans la liste suivante : - au moins un capteur environnemental ou abiotique de type capteur de pression, de température, d'humidité, d'hygrométrie, d'éclairement tel qu'un luxmètre, de géolocalisation tel qu'un GPS et/ou de direction tel qu'un compas magnétique ; - au moins un capteur optique pour la mesure d'un rayonnement dans l'infrarouge, dans le proche infrarouge et/ou dans le visible ; et - au moins un capteur de gaz pour mesurer une quantité de NOx, de COV, de CO, de C02, de dérivés sulfuriques, d'hydrocarbures, de NH3, de HCI, de SO2, de N2O, de CH4, de HC, de HF, de H2S, TRS, O2, H2O, de poussières, de dioxine et/ou de mercure.According to the invention, at least one sensor module may comprise at least one sensor, in particular several sensors, chosen from the following list: at least one environmental or abiotic sensor of the pressure sensor type, temperature, humidity, hygrometry, illumination such as a luxmeter, geolocation such as a GPS and / or direction such as a magnetic compass; at least one optical sensor for measuring infrared, near-infrared and / or visible radiation; and at least one gas sensor for measuring an amount of NOx, VOC, CO, CO2, sulfuric derivatives, hydrocarbons, NH3, HCI, SO2, N2O, CH4, HC, HF, H2S, TRS, O2, H2O, dust, dioxin and / or mercury.
Bien entendu cette liste n'est en aucun cas exhaustive, ni limitative.Of course, this list is by no means exhaustive or limiting.
Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre un module de communication sans fil, mono- ou multi-protocoles, avec un appareil distant au travers d'un réseau de communication sans fil, ou avec le vecteur robotisé embarquant ledit dispositif capteur.Furthermore, the device according to the invention may further comprise a wireless communication module, mono- or multi-protocol, with a remote device through a wireless communication network, or with the robotic vector carrying said device sensor.
Un tel module de communication peut être agencé et configuré pour réaliser une communication sans fil en champ proche de type WIFI, BLUETOOTH, NFC, etc., et/ou une communication sans fil par ondes radio de plus longue portée de type GPRS, 3G, 4G, 5G, etc.Such a communication module can be arranged and configured to perform WIFI, BLUETOOTH, NFC, etc. wireless near-field communication, and / or a longer-range wireless radio communication type GPRS, 3G, 4G, 5G, etc.
Un tel module de communication peut servir à communiquer audit appareil externe ou audit vecteur robotisé les données/signaux fourni(e)s par les capteurs.Such a communication module can be used to communicate to said external device or to said robotic vector the data / signals provided by the sensors.
Alternativement, ou en plus, le dispositif de capteur selon l'invention peut comprendre un port de communication filaire, en série ou en parallèle, par exemple de type RJ45 ou RS232, avec un appareil externe. Un tel port de communication peut être utilisé pour transmettre, audit appareil externe, les données/signaux fourni(e)s par les capteurs et/ou pour transmettre des signaux vers le dispositif capteur, par exemple pour le paramétrage d'un composant dudit dispositif et/ou d'au moins un capteur.Alternatively, or in addition, the sensor device according to the invention may comprise a wired communication port, in series or in parallel, for example of the RJ45 or RS232 type, with an external device. Such a communication port may be used to transmit, to said external apparatus, the data / signals supplied by the sensors and / or to transmit signals to the sensor device, for example for parameterizing a component of said device and / or at least one sensor.
La transmission des données/signaux fourni(e)s par les capteurs, vers un appareil externe ou vers un serveur distant peut être réalisée de manière continue.The transmission of the data / signals supplied by the sensors to an external device or to a remote server can be carried out continuously.
Alternativement, les données/signaux fourni(e)s par les capteurs peuvent être transmis(es) vers un appareil externe ou vers un serveur distant à fréquence prédéterminée, ou en fin d'une campagne de mesure/surveillance. Dans ce cas, le dispositif selon l'invention peut comprendre un moyen de mémorisation, dans lequel ces données/signaux sont mémorisé(s), au moins jusqu'à leur transmission.Alternatively, the data / signals provided by the sensors can be transmitted to an external device or to a remote server at a predetermined frequency, or at the end of a measurement / monitoring campaign. In this case, the device according to the invention may comprise a storage means, in which these data / signals are memorized, at least until their transmission.
Un tel moyen de mémorisation peut être intégré au dispositif selon l'invention ou amovible.Such a storage means may be integrated in the device according to the invention or removable.
De plus, le dispositif selon l'invention peut comprendre un moyen de mémorisation, mémorisant une pluralité de programmes informatiques, permettant chacun d'interagir avec un capteur.In addition, the device according to the invention may comprise a storage means, storing a plurality of computer programs, each of which makes it possible to interact with a sensor.
Ainsi, il est possible de mémoriser au niveau du dispositif une multitude de programmes informatiques permettant l'utilisation d'une multitude de capteurs. Une telle caractéristique permet une utilisation « prête à l'emploi » (« Plug and Play » ou « PnP »en anglais) d'une multitude de capteurs, ce qui augmente encore plus la flexibilité et la modularité du dispositif selon l'invention.Thus, it is possible to store at the device level a multitude of computer programs allowing the use of a multitude of sensors. Such a feature allows "plug and play" or "PnP" use of a multitude of sensors, which further increases the flexibility and modularity of the device according to the invention.
Le dispositif selon l'invention peut comprendre un module de gestion d'alimentation électrique, prévu pour alimenter, de manière individuelle, chacun des capteurs à partir d'une même source d'énergie, en vue par exemple : - d'adapter la puissance d'alimentation pour chaque capteur, et/ou - d'allumer ou d'éteindre un capteur, en fonction d'un paramétrage préalablement renseigné ou d'un signal de commande.The device according to the invention may comprise a power supply management module, designed to supply, individually, each of the sensors from the same energy source, with a view for example to: - adapting the power for each sensor, and / or - turn on or off a sensor, according to a parameterization previously entered or a control signal.
Bien entendu, le dispositif selon l'invention comprend en outre un moyen de fixation, amovible ou démontable, dudit dispositif sur le vecteur robotisé, par exemple sur un drone volant, roulant ou flottant.Of course, the device according to the invention further comprises a fixing means, removable or removable, said device on the robotic vector, for example on a flying, rolling or floating drone.
Suivant un exemple de réalisation particulier, mais nullement limitatif, le dispositif selon l'invention peut comprendre : - une partie, dite corps, comprenant le module de traitement, et le cas échéant, une source d'énergie, un module de gestion d'alimentation électrique, un module de communication, un port de communication filaire, et un moyen de fixation ; et - une partie, dite tête, relié audit corps, en particulier de manière solidaire, et comprenant les modules capteurs, et le cas échéant l'interface passerelle.According to a particular example of embodiment, but in no way limiting, the device according to the invention can comprise: a part, called body, comprising the processing module, and if necessary, a source of energy, a management module of power supply, a communication module, a wired communication port, and a securing means; and a part, called said head, connected to said body, in particular integrally, and comprising the sensor modules, and optionally the gateway interface.
Avantageusement, la tête peut être amovible, voire démontable par rapport au corps, permettant ainsi un deuxième degré de modularité, en plus des modules capteurs amovibles ou démontables. En effet, un utilisateur peut prévoir deux différentes têtes, chacune équipée d'une combinaison de capteurs différente prévue pour une application spécifique. Dans ce cas, l'utilisateur peut passer d'une application à une autre, en remplaçant directement la tête du dispositif capteur, sans avoir à changer individuellement chaque capteur.Advantageously, the head can be removable, or even removable from the body, thus allowing a second degree of modularity, in addition to detachable or removable sensor modules. Indeed, a user can provide two different heads, each equipped with a different combination of sensors for a specific application. In this case, the user can switch from one application to another, by directly replacing the head of the sensor device, without having to change each sensor individually.
De plus, la tête du dispositif selon l'invention peut avantageusement être mobile par rapport au corps dans au moins une, en particulier dans chaque, direction de l'espace, ce qui permet un positionnement ajustable des capteurs.In addition, the head of the device according to the invention may advantageously be movable relative to the body in at least one, in particular in each direction of space, which allows an adjustable positioning of the sensors.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour la mesure ou la surveillance dans une multitude de domaine, à savoir par exemple la mesure et/ou la surveillance de cultures agricoles, de la qualité de l'air, de la qualité de l'eau, du trafic routier, le domaine de la cartographie, la météo, l'étude de performance énergétique d'un bâtiment, la surveillance de panneaux photovoltaïques, etc.The device according to the invention can be used for measurement or monitoring in a multitude of fields, namely for example the measurement and / or monitoring of agricultural crops, the quality of the air, the quality of the water, road traffic, the field of cartography, the weather, the energy performance study of a building, the surveillance of photovoltaic panels, etc.
Selon un autre aspect de l'invention il est proposé un drone, en particulier un drone télécommandé, comprenant un dispositif capteur selon l'invention.According to another aspect of the invention there is provided a drone, in particular a remotely controlled drone, comprising a sensor device according to the invention.
Un tel drone peut être un drone roulant, un drone volant à voilure fixe ou un drone volant à voilure rotative ou encore un drone flottant.Such a drone can be a rolling drone, a fixed-wing drone or a rotary-wing drone or a floating drone.
Selon encore un autre aspect de l'invention il est proposé un système de mesure et/ou de surveillance d'au moins une grandeur physique comprenant : - au moins un, en particulier une pluralité de, dispositif(s) capteur(s) selon l'invention, ou au moins un, en particulier une pluralité de, drone(s) selon l'invention ; et - un serveur, dit central, connecté à chaque dispositif capteur au travers d'un réseau de communication sans fil, tel que par exemple un réseau de téléphonie mobile de type GRPS, 3g, 4G, 5G, pour : - recevoir de la part de chaque dispositif capteur au moins une donnée relative à une mesure réalisée par au moins un capteur, - et éventuellement, transmettre un signal de commande dudit dispositif ou d'au moins un capteur dudit dispositif capteur.According to yet another aspect of the invention there is provided a system for measuring and / or monitoring at least one physical parameter comprising: at least one, in particular a plurality of sensor device (s) according to the invention, or at least one, in particular a plurality of drone (s) according to the invention; and a server, called central, connected to each sensor device through a wireless communication network, such as for example a GRPS mobile network, 3g, 4G, 5G, to: receive from of each sensor device at least one piece of data relating to a measurement made by at least one sensor, and possibly transmitting a control signal from said device or from at least one sensor of said sensor device.
Le serveur central peut en outre comprendre un processeur pour traiter les données/signaux reçus depuis au moins un dispositif capteur, appliquer au moins un traitement prédéterminé.The central server may further comprise a processor for processing the data / signals received from at least one sensor device, applying at least one predetermined process.
Le système peut en outre comprendre une interface homme-machine, permettant à un utilisateur de : - renseigner des données relatives à au moins un traitement souhaité à appliquer aux données/signaux reçu(e)s depuis au moins un dispositif capteur ; et/ou - consulter les données/signaux reçu(e)s depuis au moins un dispositif capteur, ou le résultat relatif à au moins un traitement appliqué aux données/signaux reçu(e)s depuis au moins un dispositif capteur.The system may further comprise a human-machine interface, enabling a user to: - enter data relating to at least one desired treatment to be applied to the data / signals received from at least one sensor device; and / or - consult the data / signals received from at least one sensor device, or the result relating to at least one processing applied to the data / signals received from at least one sensor device.
Une telle IHM peut être accessible au travers d'un navigateur Internet et/ou d'une application client installée sur un appareil de l'utilisateur tel qu'un ordinateur ou un Smartphone.Such an HMI may be accessible through an Internet browser and / or a client application installed on a user's device such as a computer or a smartphone.
Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels - la FIGURE 1 est une représentation schématique non limitative d'un dispositif capteur selon l'invention ; - les FIGURES 2 et 3 sont des représentations schématiques d'un exemple de réalisation d'un dispositif capteur selon l'invention ; - la FIGURE 4 est une représentation schématique non limitative d'un exemple de drone équipé d'un dispositif capteur selon l'invention ; et - la FIGURE 5 est une représentation schématique non limitative d'un exemple système selon l'invention ;DESCRIPTION OF THE FIGURES AND EMBODIMENTS Other advantages and characteristics will appear on examining the detailed description of a non-limiting embodiment, and the appended drawings in which FIG. 1 is a non-limiting schematic representation of a sensor device according to the invention; FIGS. 2 and 3 are diagrammatic representations of an exemplary embodiment of a sensor device according to the invention; FIG. 4 is a non-limiting schematic representation of an example of a drone equipped with a sensor device according to the invention; and FIG. 5 is a non-limiting schematic representation of a system example according to the invention;
Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur.It is understood that the embodiments which will be described in the following are in no way limiting. It will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics described below, isolated from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from of the prior art. This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, or with only a part of the structural details if this part is only sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.
La FIGURE 1 est une représentation schématique non limitative d'un dispositif capteur selon l'invention.FIGURE 1 is a schematic non-limiting representation of a sensor device according to the invention.
Le dispositif capteur 100 est représenté sur la FIGURE 1 suivant une représentation éclatée.The sensor device 100 is shown in FIGURE 1 in an exploded representation.
Le dispositif 100 comprend une tête 102 et un corps 104, quatre modules capteurs IO61-IO64, chacun prévu pour recevoir un ou plusieurs capteurs (non représenté(s) sur la FIGURE 1) d'une grandeur physique.The device 100 comprises a head 102 and a body 104, four sensor modules IO61-IO64, each designed to receive one or more sensors (not shown in FIG. 1) of a physical quantity.
Chaque module capteur IO61-IO64 comprend une interface physique de module, respectivement IO81-IO84, disposé au fond de chaque module capteur IO61-IO64. Sur la FIGURE 1, les interfaces de modules IO81-IO84 sont représentées séparées des modules capteur IO61-IO64 pour plus de clarté.Each IO61-IO64 sensor module comprises a physical module interface, respectively IO81-IO84, disposed at the bottom of each IO61-IO64 sensor module. In FIGURE 1, the IO81-IO84 module interfaces are shown separately from the IO61-IO64 sensor modules for clarity.
Chaque interface de module IO81-IO84 comprend du côté des capteurs, un ou plusieurs connecteurs spécifiques IIO1-IIO4 permettant de connecter de manière modulaire et flexible un ou plusieurs capteurs à ladite interface de module IO81-IO84. Bien entendu le nombre de connecteurs spécifiques sur chaque interface de module 108 peut être identique ou différent. De plus, au moins deux interfaces de module 108 peuvent comprendre au moins deux connecteurs spécifiques identiques ou différents.Each IO81-IO84 module interface comprises on the sensor side, one or more specific connectors IIO1-IIO4 for modularly and flexibly connecting one or more sensors to said IO81-IO84 module interface. Of course the number of specific connectors on each module interface 108 may be the same or different. In addition, at least two module interfaces 108 may comprise at least two identical or different specific connectors.
Chaque interface de module IO81-IO84 comprend du côté opposé aux capteurs un unique connecteur 112, dit connecteur de module, identique pour toutes les interfaces de module IO81-IO84. Sur la FIGURE 1, seuls les connecteurs de modules 1122 et 1124 des interfaces de module IO82 et IO84 sont visibles.Each interface module IO81-IO84 comprises on the opposite side to the sensors a single connector 112, said module connector, identical for all IO81-IO84 module interfaces. In FIGURE 1, only the module connectors 1122 and 1124 of the IO82 and IO84 module interfaces are visible.
Dans l'exemple représenté les connecteurs 112 sont des connecteurs nappe de type 75 pins anti-arrachement et blindés.In the example shown, the connectors 112 are 75-pin ribbon connectors that are anti-tear and shielded.
De plus, la tête forme un logement dans lequel les modules capteurs IO61-IO64 sont insérés au moins en partie.In addition, the head forms a housing in which the sensor modules IO61-IO64 are inserted at least in part.
Le dispositif 100 comprend en outre une interface physique 114, dite interface de passerelle disposée entre les modules capteur IO61-IO64, par conséquent des interfaces de modules IO81-IO84, et le corps 104 dudit dispositif 100. Cette interface de passerelle 114 est disposée dans le fond de la tête 102 du côté du corps 104. L'interface de passerelle 114 comporte, du côté des modules capteur IO61-IO64, un connecteur physique II61-IO64, dit connecteur de passerelle, pour chaque module capteur IO61-IO64, complémentaire au connecteur de module 112. Autrement dit, tous les connecteurs de passerelle II61-IO64 sont identiques entre eux. L'interface de passerelle 114 comporte, du côté du corps 104, c'est-à-dire du côté opposé aux modules capteur IO61-IO64, deux connecteurs physiques, 118i et II82, communs à l'ensemble des modules capteurs IO61-IO64, c'est-à-dire à l'ensemble des connecteurs de passerelle II61-IO64. Ces deux connecteurs II81 et II82 assurent la communication de l'ensemble des capteurs disposés dans tous les modules capteurs IO61-IO64 avec le corps 104 du dispositif, par l'intermédiaire de deux connecteurs respectifs 120i et 1202, complémentaires aux connecteurs II81 et II82, disposés sur une interface physique 122, dite de corps, agencée sur le corps 104 du dispositif 100.The device 100 further comprises a physical interface 114, said gateway interface disposed between the sensor modules IO61-IO64, therefore IO81-IO84 module interfaces, and the body 104 of said device 100. This gateway interface 114 is arranged in the bottom of the head 102 on the body side 104. The gateway interface 114 comprises, on the side of the IO61-IO64 sensor modules, a physical connector II61-IO64, called the gateway connector, for each complementary IO61-IO64 sensor module. to the module connector 112. In other words, all II61-IO64 gateway connectors are identical to each other. The gateway interface 114 comprises, on the side of the body 104, that is to say on the opposite side to the sensor modules IO61-IO64, two physical connectors, 118i and II82, common to all the sensor modules IO61-IO64 that is, all the II61-IO64 gateway connectors. These two connectors II81 and II82 ensure the communication of all the sensors arranged in all the sensor modules IO61-IO64 with the body 104 of the device, via two respective connectors 120i and 1202, complementary to the connectors II81 and II82, disposed on a physical interface 122, said body, arranged on the body 104 of the device 100.
Dans l'exemple représenté, chaque connecteur 118 est un connecteur 25 pins. Alternativement les connecteurs II81 et II82 peuvent être remplacés par un seul et unique connecteur de type connecteur nappe 75 pins.In the example shown, each connector 118 is a 25 pins connector. Alternatively the connectors II81 and II82 can be replaced by a single connector type connector 75-pin tablecloth.
Chaque connecteur, 110, 112, 116, 118 et 120 comporte également un ou deux ports d'alimentation, permettant d'alimenter chaque capteur de manière indépendante. Autrement dit, en plus de transmettre les signaux de communication mono- ou bidirectionnelle, chaque connecteur, 110, 112, 116, 118 et 120 transporte également le signal d'alimentation fourni par une source d'alimentation dudit dispositif. Alternativement, l'alimentation de chaque capteur peut être réalisée par des connecteurs indépendants d'au moins une partie des connecteurs 110, 112, 116, 118 et 120.Each connector, 110, 112, 116, 118 and 120 also has one or two power ports, to power each sensor independently. In other words, in addition to transmitting the mono- or bidirectional communication signals, each connector 110, 112, 116, 118 and 120 also carries the power signal supplied by a power source of said device. Alternatively, the supply of each sensor may be performed by independent connectors of at least a portion of the connectors 110, 112, 116, 118 and 120.
Chaque interface 108, 114 et 122 peut se présenter sous la forme d'une carte électronique comportant les connecteurs, et éventuellement d'autres composants nécessaires au fonctionnement de chaque connecteur. De plus, les interfaces 108 et 114 peuvent en outre comprendre des moyens de fixation mécanique des modules capteurs 106 dans la tête 114.Each interface 108, 114 and 122 may be in the form of an electronic card comprising the connectors, and possibly other components necessary for the operation of each connector. In addition, the interfaces 108 and 114 may further comprise means for mechanical fixing of the sensor modules 106 in the head 114.
Alternativement à ce qui est décrit plus haut, les connecteurs II81 et II82 peuvent être remplacés par un seul et unique connecteur. Selon encore une autre alternative, l'un des, ou les deux, connecteurs II81 et II82 peu(ven)t être remplacé(s) par un moyen de communication sans fil. Dans ce cas, les connecteurs 120i et/ou 1202 seront modifiés en conséquence.Alternatively to what is described above, connectors II81 and II82 can be replaced by a single connector. According to yet another alternative, one or both connectors II81 and II82 may be replaced by a wireless communication means. In this case, the connectors 120i and / or 1202 will be modified accordingly.
Le corps 104 du dispositif 100 comprend un module de traitement 124, tel qu'un processeur, agencé et configuré pour traiter les données/signaux reçu(e)s des capteurs, et éventuellement envoyer des signaux de commande à chacun des capteurs.The body 104 of the device 100 comprises a processing module 124, such as a processor, arranged and configured to process the data / signals received from the sensors, and possibly send control signals to each of the sensors.
Le corps 104 comprend également : - une batterie 126 pour alimenter les composants du dispositif 100 et éventuellement les capteurs, - une carte d'alimentation électrique 128 pour la gestion de l'alimentation des différents composants du dispositif 100, et éventuellement des capteurs ; - une mémoire 130 pour mémoriser des drivers pour communiquer avec les capteurs, et éventuellement les données envoyées par les capteurs avant leur transmission, ou encore des données de paramétrage d'au moins un composant du dispositif 100 ou d'au moins un capteur ; - une carte de communication 132, associée à une antenne 134, pour communiquer de manière sans fil avec un drone équipé par le dispositif 100, ou un appareil distant au travers d'un réseau de communication sans fil ; et - un port de connexion 136, de type RJ45, permettant de communiquer de manière filaire avec ledit dispositif.The body 104 also comprises: a battery 126 for supplying the components of the device 100 and possibly the sensors; a power supply card 128 for managing the power supply of the various components of the device 100, and possibly sensors; a memory 130 for storing drivers for communicating with the sensors, and possibly the data sent by the sensors before they are transmitted, or else data for parameterizing at least one component of the device 100 or at least one sensor; a communication card 132, associated with an antenna 134, for communicating wirelessly with a drone equipped by the device 100, or a remote device through a wireless communication network; and a connection port 136, of the RJ45 type, making it possible to communicate in a wired manner with said device.
La FIGURE 2 est une représentation schématique, selon une vue de côté, d'un exemple de réalisation d'un dispositif capteur.FIGURE 2 is a schematic representation, in a side view, of an exemplary embodiment of a sensor device.
La FIGURE 3 est une représentation schématique, selon une vue de face, du dispositif capteur 200 de la FIGURE 2.FIGURE 3 is a schematic representation, in a front view, of the sensor device 200 of FIGURE 2.
Le dispositif capteur 200 représenté sur les FIGURES 2 et 3 comprend tous les éléments du dispositif capteur 100 de la FIGURE 1, sauf le module capteur 1064.The sensor device 200 shown in FIGS. 2 and 3 comprises all the elements of the sensor device 100 of FIGURE 1, except for the sensor module 1064.
Le dispositif capteur 200 comprend en outre une fixation à glissière 202 permettant à la fois de le porter manuellement et de le fixer sur un vecteur robotisé de type drone.The sensor device 200 further comprises a slide fastener 202 allowing both to carry it manually and to fix it on a robotic vector of the drone type.
Le dispositif 200 comprend en outre des pieds 204 permettant d'une part de le poser au sol, et d'autre part, à un drone volant équipé du dispositif 200 de se poser au sol lorsque le dispositif 200 est positionné sous le drone.The device 200 further comprises feet 204 allowing one hand to place it on the ground, and secondly, a flying drone equipped with the device 200 to land on the ground when the device 200 is positioned under the drone.
Dans le dispositif 200, la tête 102 est agencée rotative par rapport au corps 104 autour d'un axe de rotation 206 sensiblement horizontal lorsque le drone est posé sur une surface horizontale sur ses pieds 204.In the device 200, the head 102 is arranged rotatably relative to the body 104 about a substantially horizontal axis of rotation 206 when the drone is placed on a horizontal surface on its feet 204.
La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un drone équipé d'un dispositif capteur selon l'invention. L'ensemble 400 représenté sur la FIGURE 4 comprend un drone volant 402 comprenant quatre hélices relatives, 404i-4044, disposées deux à deux, sur deux côtés opposés du drone. L'ensemble comprend également un dispositif capteur selon l'invention, par exemple le dispositif capteur 200 des FIGURES 2 et 3, fixé sur une face inférieure du châssis du drone 402 par l'intermédiaire de la glissière 202.FIGURE 4 is a schematic representation of a non-limiting example of a drone equipped with a sensor device according to the invention. The assembly 400 shown in FIGURE 4 comprises a flying drone 402 comprising four relative propellers, 404i-4044, arranged in pairs, on two opposite sides of the drone. The assembly also comprises a sensor device according to the invention, for example the sensor device 200 of FIGURES 2 and 3, fixed on a lower face of the chassis of the drone 402 via the slide 202.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux drones volants. Le dispositif capteur selon l'invention peut être fixé à un drone flottant, ou à un drone roulant.Of course, the invention is not limited to flying drones. The sensor device according to the invention can be attached to a floating drone, or to a rolling drone.
La FIGURE 5 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un système selon l'invention.FIGURE 5 is a schematic representation of a non-limiting example of a system according to the invention.
Le système 500 représenté sur la FIGURE 5 comprend une pluralité de drones 400i-400n, chacun équipé d'un dispositif capteur selon l'invention. Chaque dispositif capteur peut comprendre les mêmes capteurs ou des capteurs différents. Sur l'exemple de la FIGURE 5, le drone 400i est équipé de capteurs de cartographie d'une structure, le drone 400i est équipé de capteurs de surveillance de la qualité de l'air et le drone 400n est équipé de capteurs de caractérisation de cultures agricoles.The system 500 shown in FIG. 5 comprises a plurality of 400i-400n drones, each equipped with a sensor device according to the invention. Each sensor device may comprise the same sensors or different sensors. In the example of FIGURE 5, the 400i drone is equipped with mapping sensors of a structure, the 400i drone is equipped with air quality monitoring sensors and the 400n drone is equipped with sensors for characterization of the aircraft. agricultural crops.
Chaque drone équipé 400 est relié à un site distant 502 au travers d'un réseau de communication sans fil 504, par exemple le réseau utilisé pour la téléphonie mobile, pour : - transmettre vers le site distant les données mesurées par les capteurs du dispositif capteur équipant ledit drone, - et éventuellement, recevoir des données de commande ou de configuration.Each equipped UAV 400 is connected to a remote site 502 through a wireless communication network 504, for example the network used for mobile telephony, to: transmit to the remote site the data measured by the sensors of the sensor device equipping said drone, and possibly receiving control or configuration data.
Le site distant 502 comprend un serveur 506 équipé ou couplé à des moyens de communication sans fil pour communiquer avec chaque drone ou chaque dispositif capteur, et comprenant des moyens matériels, et logiciels pour : - traiter les données reçues de chaque dispositif capteur, éventuellement en fonction d'au moins un algorithme de traitement pré-renseigné, et fournir les résultats du traitement, et - éventuellement, générer au moins une donnée de commande pour commander un drone 400 ou un dispositif capteur équipant un drone 400 ;The remote site 502 comprises a server 506 equipped or coupled to wireless communication means for communicating with each drone or each sensor device, and comprising hardware and software means for: processing the data received from each sensor device, possibly in function of at least one pre-filled processing algorithm, and provide the results of the processing, and possibly generate at least one control data for controlling a drone 400 or a sensor device equipping a drone 400;
Le site distant 502 comprend en outre une interface utilisateur 508 pouvant être accédée par un ou plusieurs utilisateurs, ou opérateurs, 510i-510m au travers d'un réseau de communication filaire ou non pour : - consulter les données reçues de chaque dispositif capteur, éventuellement après traitement de celles-ci par le serveur 506, - et éventuellement renseigner au moins un algorithme de traitement des données reçues ou indiquer une commande à destination d'un dispositif capteur. L'interface utilisateur 508 peut être accessible depuis un navigateur web ou depuis une application client, installée sur un appareil utilisateur de type ordinateur ou Smartphone.The remote site 502 further comprises a user interface 508 that can be accessed by one or more users, or operators, 510i-510m through a wired or non-wired communication network to: - consult the data received from each sensor device, possibly after processing thereof by the server 506, - and possibly provide at least one algorithm for processing the received data or indicate a command to a sensor device. The user interface 508 may be accessible from a web browser or from a client application installed on a user device of the computer or smartphone type.
Le site distant 502 peut en outre comprendre une base de données 512 pour mémoriser les données reçues de chaque dispositif capteur et/ou les résultats du traitement desdites données et/ou, les données relatives à chaque drone ou dispositif, etc.The remote site 502 may further comprise a database 512 for storing the data received from each sensor device and / or the results of the processing of said data and / or the data relating to each drone or device, etc.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus.Of course, the invention is not limited to the examples detailed above.
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Publication number | Publication date |
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FR3038400B1 (en) | 2019-06-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20170106 |
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FC | Decision of inpi director general to approve request for restoration |
Effective date: 20210407 |
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Effective date: 20210407 |
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CA | Change of address |
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Effective date: 20230305 |
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RN | Application for restoration |
Effective date: 20230511 |
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