FR3056303A1 - Procede d'evaluation d'une distance et module electronique - Google Patents

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Abstract

Dans un procédé d'évaluation d'une distance (d) entre un premier module (10) équipant un véhicule et un second module équipant un identifiant, le premier module (10) comprend un émetteur acoustique (14) à base de microsystème électromécanique et le second module (20) comprend un récepteur acoustique (24). Ladite distance (d) est évaluée en fonction d'un instant de réception par le récepteur acoustique (24) d'un signal acoustique (A) émis par l'émetteur acoustique (14). Un module électronique est également décrit.

Description

Titulaire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE Société par actions simplifiée.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : VALEO COMFORT AND DRIVING ASSISTANCE.
FR 3 056 303 - A1 (54) PROCEDE D'EVALUATION D'UNE DISTANCE ET MODULE ELECTRONIQUE.
©) Dans un procédé d'évaluation d'une distance (d) entre un premier module (10) équipant un véhicule et un second module équipant un identifiant, le premier module (10) comprend un émetteur acoustique (14) à base de microsystème électromécanique et le second module (20) comprend un récepteur acoustique (24).
Ladite distance (d) est évaluée en fonction d'un instant de réception par le récepteur acoustique (24) d'un signal acoustique (A) émis par l'émetteur acoustique (14).
Un module électronique est également décrit.
Figure FR3056303A1_D0001
Procédé d’évaluation d’une distance et module électronique
Domaine technique auquel se rapporte l'invention
La présente invention concerne l’évaluation d’une distance entre un véhicule et un identifiant.
Elle concerne plus particulièrement un procédé d’évaluation d’une distance et un module électronique.
L’invention s’applique particulièrement avantageusement dans le cas où l’identifiant n’est pas spécifiquement conçu pour une telle évaluation.
Arriere-plan technologique
Il est connu d’utiliser un identifiant, typiquement porté par un utilisateur d’un véhicule, pour détecter l’approche de l’utilisateur et commander alors automatiquement au moins une fonctionnalité du véhicule (telle que le déverrouillage des portes du véhicule).
On prévoit par exemple dans ce but qu’un module d’émission bassefréquence du véhicule génère un signal électromagnétique (de fréquence typiquement inférieure à 150 kHz) et que l’identifiant mesure la puissance de ce signal électromagnétique, ce qui lui permet d’évaluer précisément la distance séparant l’identifiant et le véhicule (selon une technique couramment dénommée RSSI, pour Received Signal Strength Indication).
Cette distance est généralement transmise au véhicule au moyen d’une communication sans fil établie par ailleurs entre l’identifiant et le véhicule, ce qui permet au véhicule de connaître la distance de l’utilisateur et de ne mettre en œuvre certaines fonctionnalités que lorsque l’utilisateur est suffisamment proche du véhicule.
La technique présentée ci-dessus impose toutefois la présence d’un circuit de réception basse-fréquence au niveau de l’identifiant de sorte qu’un appareil électronique (par exemple un téléphone de l’utilisateur) qui n’est pas spécialement conçu dans ce but ne pourra assurer la fonctionnalité précitée.
Objet de l’invention
Dans ce contexte, la présente invention propose un procédé d’évaluation d’une distance entre un premier module équipant un véhicule et un second module équipant un identifiant, caractérisé en ce que le premier module comprend un émetteur acoustique à base de microsystème électromécanique, en ce que le second module comprend un récepteur acoustique et en ce que ladite distance est évaluée en fonction d’un instant de réception par le récepteur acoustique d’un signal acoustique émis par l’émetteur acoustique.
De tels émetteur et récepteur acoustiques équipent fréquemment des appareils électroniques couramment utilisés, tels que les téléphones mobiles, et l’évaluation de la distance peut ainsi être réalisée même lorsque l’identifiant n’inclut pas de circuit dédié dans ce but.
Selon d’autres caractéristiques envisageables de manière optionnelle, et donc non limitatives :
- le premier module et le second module comprennent chacun une unité de communication radiofréquence ;
- l’unité de communication radiofréquence du premier module émet (simultanément au signal acoustique) un signal radiofréquence à destination de l’unité de communication radiofréquence du second module ;
- la distance est évaluée en fonction de la différence (temporelle, c’est-àdire de la durée de l’intervalle de temps) entre l’instant de réception du signal acoustique et un instant de réception du signal radiofréquence par l’unité de communication radiofréquence du second module ;
- l’unité de communication radiofréquence du second module transmet une donnée représentant la distance évaluée ou l’instant de réception ;
- l’émetteur acoustique est relié (en pratique intégré) à un équipement de détection d’obstacle, par exemple au sein d’un système d’aide au stationnement ;
- l’identifiant est terminal utilisateur ;
- l’identifiant est un téléphone ;
- le récepteur acoustique est un microphone intégré au téléphone.
L’invention propose également un module électronique (destiné par exemple à équiper un véhicule) comprenant un émetteur acoustique à base de microsystème électromécanique, une unité de communication radiofréquence et un processeur conçu pour commander l’émission d’un signal acoustique par l’émetteur acoustique en synchronisme avec une communication au moyen de l’unité de communication radiofréquence.
Un tel module permet à un dispositif extérieur, tel qu’un identifiant comme expliqué ci-après, d’évaluer la distance le séparant du véhicule (ou de transmettre au véhicule une information liée à cette distance) sur la base de l’instant de réception du signal acoustique, en utilisant comme référence la communication établie entre ce dispositif extérieur et l’unité de communication radiofréquence.
L’émetteur acoustique peut faire partie d’un équipement de détection d’obstacle.
En pratique, le signal acoustique peut être compris dans une première plage de fréquences (ayant par exemple une borne supérieure égale à 20 kHz ou à 22 kHz, de manière générale inférieure à 30 kHz) et l’équipement de détection d’obstacle peut être conçu pour commander une émission acoustique par l’émetteur acoustique dans une seconde plage de fréquences (ayant par exemple une borne inférieure d’au moins 40 kHz dans les exemples décrits, et de manière générale supérieure à 30 kHz) disjointe de la première plage de fréquences.
Description detaillee d’un exemple de réalisation
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
Sur les dessins annexés :
- la figure 1 représente deux modules équipant respectivement un véhicule et un identifiant ;
- la figure 2 est un logigramme d’un procédé mise en œuvre par ces deux modules ; et
- la figure 3 représente un identifiant à proximité d’un véhicule équipé d’équipements de détection d’obstacle.
La figure 1 représente schématiquement un premier module 10 équipant un véhicule V et un second module 20 équipant un identifiant I destiné à coopérer avec ce véhicule V, de manière à commander (ou à autoriser la commande d’) une fonctionnalité du véhicule V (par exemple le déverrouillage des portes du véhicule V) lorsque l’identifiant I est détecté à proximité du véhicule V.
L’identifiant I est ici un terminal utilisateur, tel qu’un téléphone intelligent (ou smartphone selon l’appellation anglo-saxonne couramment utilisée, ou encore ordiphone). En variante, l’identifiant pourrait être une tablette électronique ou un badge d’accès au véhicule V.
Le premier module 10 est par exemple une unité électronique de commande (ou ECU pour Electronic Control Unit') du véhicule V.
Le premier module 10 comprend un processeur 12, un émetteur acoustique 14 et une unité de communication radiofréquence 16.
Le processeur 12 comprend ici un microprocesseur et une mémoire. La mémoire mémorise notamment des instructions de programme qui permettent, lorsqu’elles sont exécutées par le microprocesseur, la mise en œuvre par le processeur 12 de divers procédés, en particulier du procédé décrit ci-dessous en référence à la figure 2. La mémoire mémorise également des valeurs ou paramètres utilisés (comme expliqué plus loin) au cours de ces procédés, par exemple une distance d estimée entre le premier module 10 et le second module
20.
En variante, le processeur 12 pourrait être réalisée sous la forme d’un circuit intégré à application spécifique (ou ASIC pour Application Spécifie Integrated Circuit').
L’émetteur acoustique 14 est réalisé au moyen d’un microsystème électromécanique ou MEMS (pour Micro Electro Mechanical System).
Comme expliqué plus loin en référence à la figure 3, un tel émetteur acoustique 14 est par exemple l’émetteur acoustique utilisé dans un équipement de détection d’obstacle monté sur le véhicule V. Dans un tel équipement de détection d’obstacle, une onde acoustique émise par l’émetteur acoustique 14 est réfléchie par le premier obstacle rencontré puis détectée par un capteur acoustique de l’équipement de détection d’obstacle, ce qui permet d’évaluer la distance de l’obstacle.
De tels équipements de détection d’obstacle permettent par exemple une aide au stationnement (ou UPA pour Ultrasound Park Assist').
L’émetteur acoustique 14 à base de microsystème électromécanique est conçu pour émettre des ondes acoustiques sélectivement dans une première plage de fréquences (par exemple comprise entre 18 kHz et 22 kHz) lors de son fonctionnement dans le cadre du premier module 10, ou dans une seconde plage de fréquences (par exemple comprise entre 40 kHz et 100 kHz) lors de son fonctionnement dans le cadre de l’équipement de détection d’obstacle.
L’unité de communication radiofréquence 16 est conçue pour établir une liaison sans fil avec d’autres appareils électroniques, ici une liaison de type
Bluetooth Low Energy (ou BLE'). L’unité de communication radiofréquence 16 comprend un circuit électronique 18 et une antenne 19 (réalisée par exemple sous la forme d’une piste conductrice) conçue pour émettre et recevoir des signaux électromagnétiques haute-fréquence (typiquement de fréquence supérieure à
Mhz, voire à 500 MHz), ici dans la bande à 2,4 GHz.
Le second module 20 comprend une unité de commande 22, un récepteur acoustique 24 et une unité de communication radiofréquence 26.
L’unité de commande 22 est par exemple réalisée au moyen d’un microprocesseur et d’une mémoire. La mémoire mémorise notamment des instructions de programme qui permettent, lorsqu’elles sont exécutées par le microprocesseur, la mise en œuvre par l’unité de commande 22 de divers procédés, en particulier le procédé décrit ci-dessous en référence à la figure 2. La mémoire mémorise également des valeurs ou paramètres utilisés au cours de ces procédés, par exemple la distance estimée d déjà mentionnée.
En variante, l’unité de commande 22 pourrait être réalisée sous la forme d’un circuit intégré à application spécifique.
Le récepteur acoustique 24 est ici réalisé sous la forme d’un microphone. Lorsque l’identifiant I est un téléphone comme c’est le cas ici, le récepteur acoustique 24 est par exemple le microphone intégré au téléphone pour capter les signaux acoustiques vocaux (qui correspondent à la voix de l’utilisateur du téléphone) à transmettre sur le réseau de téléphonie mobile. Un tel récepteur acoustique 24 est typiquement conçu pour détecter des signaux acoustiques de fréquence inférieure à 20 kHz mais reste généralement sensible à des fréquences avoisinant 20 kHz.
L’unité de communication radiofréquence 26 est conçue pour établir une liaison sans fil (ici de type Bluetooth Low Energy ou BLE') avec d’autres appareils électroniques, en particulier avec le processeur 12 du véhicule V via l’unité de communication radiofréquence 16 mentionné plus haut.
L’unité de communication radiofréquence 26 comprend pour ce faire un circuit électronique 28 et une antenne 29 conçue pour émettre et recevoir des signaux électromagnétiques haute-fréquence (typiquement de fréquence supérieure à 1 Mhz, voire à 500 MHz), ici dans la bande à 2,4 GHz.
Grâce à la liaison sans fil établie entre l’unité de communication radiofréquence 16 du premier module 10 et l’unité de communication radiofréquence 26 du second module 20, des données peuvent être échangées entre le processeur 12 et l’unité de commande 22, comme expliqué plus loin.
La figure 2 est un logigramme d’un procédé mis en œuvre par le premier module 10 (au niveau du véhicule V) et par le second module 20 (au niveau de l’identifiant I).
On considère qu’une liaison sans fil (ici de type BLE) a déjà été établie entre l’unité de communication radiofréquence 16 du premier module 10 et l’unité de communication radiofréquence 26 du second module 20, comme il vient d’être indiqué, par exemple au moyen d’échanges antérieurs de signaux et/ou de données entre les unités de communication radiofréquence 16, 26.
Au cours de ces échanges antérieurs, un processus d’authentification du second module 20 par le premier module 10 a par exemple été conduit avec succès (afin de s’assurer que l’identifiant I équipé du second module 20 est bien autorisé à commander la fonctionnalité du véhicule V équipé du premier module 10).
Le processeur 12 commande alors à l’étape EO l’émission simultanée d’un signal (électromagnétique) radiofréquence RF par l’unité de communication radiofréquence 16 et d’un signal acoustique A (comme indiqué ci-dessus, dans la plage de fréquences comprises entre 18 kHz et 22 kHz) par l’émetteur acoustique 14 à base de microsystème électromécanique. Le signal radiofréquence RF et/ou le signal acoustique A sont par exemple chacun formés par un train d’ondes de courte durée (i.e. par exemple de durée comprise entre 1 période et 10 périodes pour chaque signal), ayant éventuellement une forme (ou motif) prédéterminé (obtenu par exemple par modulation).
Du fait de la différence de vitesse de propagation entre le signal radiofréquence RF et le signal acoustique A, le second module 20 reçoit tout d’abord le signal radiofréquence RF, qui est alors détecté par l’unité de communication radiofréquence 26 (étape E2), puis le signal acoustique A, qui est détecté par le récepteur acoustique 24 (étape E4).
L’unité de commande 22 peut ainsi mémoriser à l’étape E2 l’instant ti de réception du signal radiofréquence RF et à l’étape E4 l’instant t2 de réception du signal acoustique A.
L’unité de commande 22 peut ainsi estimer à l’étape E6 la distance d séparant le premier module 10 et le second module 20, ici en fonction de l’instant ti de réception du signal radiofréquence RF et de l’instant t2 de réception du signal acoustique A, précisément sur la base de la différence entre ces deux instants de réception. On a en effet : d = (t2 - ti)/(1/c2 - 1 /c-i), où Ci est la célérité de la lumière et c2 est la célérité du son.
En pratique, la distance d peut être estimée à l’étape E6 en négligeant la durée de propagation du signal radiofréquence RF, ce qui revient à négliger le terme 1/ci dans l’expression ci-dessus et à estimer d par d = c2.(t2 - t-i).
L’unité de commande 22 peut alors commander à l’étape E8 l’émission de la distance estimée d à destination du premier module 10 via la liaison sans fil établie, c’est-à-dire au moyen de l’unité de communication radiofréquence 26.
Le processeur 12 reçoit la distance estimée d via l’unité de communication radiofréquence 16 à l’étape E10.
Le processeur 12 peut ainsi éventuellement commander une fonctionnalité du véhicule V (par exemple le déverrouillage des portes du véhicule V) en fonction de la distance estimée d, par exemple lorsque la distance d est inférieure à un seuil prédéterminé.
Selon une variante envisageable, le second module 20 peut transmettre au processeur 12 (via la liaison sans fil établie) les instants de réception ti, t2 (ou l’intervalle de temps t2-ti séparant ces instants), le processeur 12 estimant alors en fonction des instants de réception t-ι, t2 reçus (ou de l’intervalle de temps reçu) la distance d entre le premier module 10 et le second module 20.
Selon une autre variante envisageable, on peut prévoir que l’unité de communication radiofréquence 26 du second module 20 émette à un instant t0 un signal radiofréquence spécifique, que le premier module 10 génère un signal acoustique (au moyen de l’émetteur acoustique 14 à base de microsystème électromécanique) à réception de ce signal radiofréquence spécifique, et que l’unité de commande 22 détermine l’instant de réception τΊ du signal acoustique par le récepteur acoustique 24. En négligeant le temps de propagation du signal radiofréquence, l’unité de commande 22 peut estimer la distance d entre le premier module 10 et le second module 20 en fonction de la différence (ou intervalle de temps) entre l’instant Ti de réception du signal acoustique et l’instant t0 d’émission du signal radiofréquence, par exemple en tenant compte d’un temps de traitement (au sein du premier module 10) prédéterminé ε : d = c2.(t1 - τ0 - ε).
La figure 3 représente un identifiant I à proximité d’un véhicule V équipé de quatre équipements de détection d’obstacle 30a, 30b, 30c, 30d d’un système d’aide au stationnement du véhicule V.
Chaque équipement de détection d’obstacle 30a, 30b, 30c, 30d comprend un émetteur acoustique 14A, 14B, 14c, 14D (ici un émetteur acoustique à base de microsystème électromécanique) du même type que l’émetteur acoustique 14 du premier module 10 décrit plus haut.
L’identifiant I comprend quant à lui un second module 20 tel que décrit cidessus.
Un module tel que le premier module 10 décrit ci-dessus peut successivement commander l’émission d’une onde acoustique par chacun des émetteurs acoustiques 14A, 14B, 14c, 14D (pour chacun, comme prévu dans le procédé décrit ci-dessus en référence à la figure 2) et recevoir ainsi la distance dA, dB, de, dû séparant respectivement l’émetteur acoustique concerné 14A, 14B, 14c, 14d et l’identifiant I (précisément son second module 20), afin de déterminer la position de l’identifiant I par trilatération.

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé d’évaluation d’une distance (d) entre un premier module (10) équipant un véhicule (V) et un second module équipant un identifiant (I), caractérisé en ce que le premier module (10) comprend un émetteur acoustique (14) à base de microsystème électromécanique, en ce que le second module (20) comprend un récepteur acoustique (24) et en ce que ladite distance (d) est évaluée en fonction d’un instant de réception par le récepteur acoustique (24) d’un signal acoustique (A) émis par l’émetteur acoustique (14).
  2. 2. Procédé d’évaluation selon la revendication 1, dans lequel le premier module (10) et le second module (20) comprennent chacun une unité de communication radiofréquence (16 ; 26).
  3. 3. Procédé d’évaluation selon la revendication 2, dans lequel l’unité de communication radiofréquence (16) du premier module (10) émet un signal radiofréquence (RF) à destination de l’unité de communication radiofréquence (26) du second module (20).
  4. 4. Procédé d’évaluation selon la revendication 3, dans lequel la distance (d) est évaluée en fonction de la différence entre l’instant de réception du signal acoustique (A) et un instant de réception du signal radiofréquence (RF) par l’unité de communication radiofréquence (26) du second module (20).
  5. 5. Procédé d’évaluation selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel l’unité de communication radiofréquence (26) du second module (20) transmet une donnée représentant la distance évaluée (d) ou l’instant de réception.
  6. 6. Procédé d’évaluation selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’émetteur acoustique (14) est relié à un équipement de détection d’obstacle.
  7. 7. Procédé d’évaluation selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’identifiant (I) est terminal utilisateur.
  8. 8. Procédé d’évaluation selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel l’identifiant (I) est un téléphone.
  9. 9. Procédé d’évaluation selon la revendication 8 prise dans la dépendance de la revendication 6, dans lequel le récepteur acoustique (24) est un microphone intégré au téléphone.
  10. 10. Module électronique comprenant :
    un émetteur acoustique (14) à base de microsystème électromécanique ;
    - une unité de communication radiofréquence (16) ;
    - un processeur (12) conçu pour commander l’émission d’un signal acoustique (A) par l’émetteur acoustique (14) en synchronisme avec une communication (RF) au moyen de l’unité de communication radiofréquence (16).
  11. 11. Module électronique selon la revendication 10, dans lequel l’émetteur acoustique (14) fait partie d’un équipement de détection d’obstacle.
  12. 12. Module électronique selon la revendication 11, dans lequel ledit signal acoustique (S) est compris dans une première plage de fréquences et dans lequel l’équipement de détection d’obstacle est conçu pour commander une émission acoustique par l’émetteur acoustique (14) dans une seconde plage de fréquences disjointe de la première plage de fréquences.
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