FR3112396A1 - Procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite, comportant des étapes de :- obtention (31) d’une première estimée de la position géographique du véhicule par triangulation de signaux émis par au moins trois antennes relais d’un réseau de communication terrestre ;- obtention (32) d’une seconde estimée de la position géographique du véhicule à partir de mesures prises par au moins un capteur LIDAR ;- obtention (33) de la position géographique du véhicule par combinaison linéaire pondérée de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule Figure pour l’abrégé : Figure 3
Description
L’invention concerne un procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement satellitaire telle qu’un parking couvert ou un sous-sol.
Arrière-plan technologique
La position géographique d’un véhicule dans un espace couvert peut être déterminée par une méthode de localisation de Monte Carlo basée sur des données de capteurs LIDAR (de l’anglais « Light Detection And Ranging », ou « Détection et estimation de la distance par la lumière » en français) embarqués dans le véhicule. Le véhicule peut embarquer, par exemple, un ou plusieurs capteurs LIDAR à l’avant du véhicule, à l’arrière du véhicule et/ou sur chaque côté.
Un capteur LIDAR correspond à un système optoélectronique composé d’un dispositif émetteur laser, d’un dispositif récepteur comprenant un collecteur de lumière (pour collecter la partie du rayonnement lumineux émis par l’émetteur et réfléchi par tout objet situé sur le trajet des rayons lumineux émis par l’émetteur) et d’un photodétecteur qui transforme la lumière collectée en signal électrique. Un tel capteur LIDAR permet ainsi de détecter la présence d’objets situés dans le faisceau lumineux émis et de mesurer la distance entre le capteur et chaque objet détecté. Un tel capteur LIDAR permet d’obtenir une cartographie tridimensionnelle d’au moins une partie de l’environnement extérieur du véhicule ou une projection bidimensionnelle de cette cartographie tridimensionnelle. Chaque objet détecté est représenté par un nuage de points (chaque point correspondant à un point de l’objet recevant un rayon lumineux émis par le capteur LIDAR et réfléchissant au moins en partie ce rayon lumineux), le nuage de points représentant l’enveloppe (ou une partie de l’enveloppe) de l’objet détecté tel que vu par le capteur LIDAR et in fine par le véhicule.
Selon la méthode de localisation de Monte Carlo, cette cartographie tridimensionnelle est projetée sur une cartographie bidimensionnelle du local couvert qui répertorie les murs, les ouvertures et tout objet présent dans ce local couvert. Le ou les nuages de points des objets du local couvert qui sont à proximité du véhicule sont alors détectables par différence de contraste sur la cartographie bidimensionnelle du local couvert et il est alors trivial de déterminer la position spatiale du véhicule.
Toutefois, ce type de méthode ne permet pas d’obtenir une position géographique précise d’un véhicule lorsque le local couvert présente un nombre important de murs de séparation et/ou d’objets car dans ce cas un grand nombre de nuage de points seront alors projetés sur la cartographie bidimensionnelle rendant difficile la détermination précise d’une position géographique du véhicule.
Une méthode SLAM (en anglais « Simultaneous Localization and Mapping ») peut aussi être utilisée pour déterminer la position de géographique d’un véhicule dans un local couvert. Cette méthode consiste à déterminer simultanément la position géographique d’un véhicule dans un environnement inconnu et à construire une cartographie tridimensionnelle de cet environnement à partir de données issues, par exemple, de capteur LIDAR.
Toutefois, ce type de méthode ne permet pas d’obtenir une position géographique précise d’un véhicule lorsque le local couvert présente un nombre important de murs de séparation et/ou d’objets car dans ce cas la cartographie générée devient complexe du fait d’un grand nombre objets environnants. De plus, l’approximation de ces objets par les nuages de points peut amener à des incohérences physiques du local et/ou à des ambiguïtés de positionnement et/ou de dimensionnement des objets sur la cartographie bidimensionnelle. La précision de de la position géographique du véhicule en sera alors affectée et il pourra même être impossible de déterminer la position géographique du véhicule dans des cas extrêmes.
La position spatiale d’un véhicule peut aussi être obtenu à partir d’un système de positionnement par satellite de type GPS (de l’anglais « Global Positioning System » ou en français « Système mondial de positionnement ») embarqué dans le véhicule. Toutefois, ces systèmes sont inopérants dans un local couvert tel qu’un parking sous-terrain.
Une méthode de triangulation peut aussi être utilisée pour déterminer la position géographique d’un véhicule. Cette méthode utilise l’émission et la réception de signaux balises émis par plusieurs (au moins trois) antennes relais d’un réseau de communication terrestre (mobile) pour déterminer la distance du véhicule par rapport à chacune de ces antennes et pour déduire la position géographique du véhicule par construction géométrique. Cette méthode présente l’avantage de ne pas être dépendante de la topologie du local couvert.
Toutefois cette approche ne permet d’obtenir des positions géographiques à 0,5 voire 1m de précision.
Il est donc nécessaire d’améliorer la détermination de la position géographique d’un véhicule lorsque celui-ci se trouve dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite tel qu’un local couvert.
Un objet de la présente invention est de proposer un procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite, comportant une étape d’obtention d’une première estimée de la position géographique du véhicule par triangulation de signaux émis par au moins trois antennes relais d’un réseau de communication terrestre ; une étape d’obtention d’une seconde estimée de la position géographique du véhicule à partir de mesures prises par au moins un capteur LIDAR ; et une étape d’obtention de la position géographique du véhicule par combinaison linéaire pondérée de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule.
Le procédé est avantageux car la combinaison de deux estimées de la position géographique d’un véhicule permet de repousser les limites de chacune des méthodes utilisée pour obtenir ces estimées. D’un côté, un première estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par triangulation de signaux émis par au moins trois antennes relais d’un réseau de communication terrestre et, d’autre part, une seconde estimée est obtenue par un système de capteurs LIDAR. La combinaison linéaire pondérée de ces deux estimées permet, d’une part, d’augmenter la précision de la première estimée par l’utilisation de la seconde estimée obtenue par des capteurs LIDAR et la précision de la seconde estimée par l’utilisation de la première estimée obtenue par triangulation. Une position géographique du véhicule est alors plus précise lorsqu’elle est obtenue par combinaison de ces deux estimées que lorsqu’elle est obtenue avec l’une d’entre elles.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, des coefficients de pondération de ladite combinaison linéaire pondérée dépendent d’erreurs d’estimation de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule.
Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car il permet de tenir plus ou moins compte de l’une des deux estimées selon les erreurs de ces estimées. Ainsi, si l’erreur de la première estimée est supérieure à l’erreur de la seconde estimée alors la position géographique obtenue tiendra plus compte de la seconde estimée et réciproquement. La position géographique du véhicule alors situé dans un local dont la topologie est complexe sera alors plus dépendante de la première estimée que de la seconde, et la position géographique du véhicule sera plus dépendent de la seconde estimée dès lors que la topologie du local couvert sera plus simple.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, la combinaison linéaire est donnée par :
dans lesquelles et représentent des coordonnées de la position géographique du véhicule et and représentent des coefficients de pondération associés aux coordonnées de la position géographique du véhicule.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, la première estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par un premier filtre de Kalman et la seconde estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par un second filtre de Kalman distinct du premier.
Cet exemple est avantageux car il permet d’obtenir des estimées optimales (erreurs réduites) compte tenu de l’évolution temporelles des mesures prises par triangulation et par les capteurs LIDAR.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, le premier et second filtres de Kalman comportent une même phase de prédiction pour obtenir une prédiction de la position géographique et d’un cap du véhicule à un instant courant.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, la prédiction de la position géographique du véhicule à un instant courant dépend d’une estimée de cette position géographique à un instant antérieur à l’instant courant, et d’une mesure d’une vitesse du véhicule et d’une estimée du cap du véhicule à l’instant courant, et la prédiction du cap du véhicule à l’instant courant dépend d’une estimée du cap de ce véhicule à l’instant antérieur et de la mesure de la vitesse de lacet de ce véhicule à l’instant courant.
Selon un exemple particulier et non limitatif de la présente invention, le premier filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour de la première estimée de la position géographique du véhicule qui dépend d’erreurs de mesure provenant la triangulation de signaux et le second filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour de la seconde estimée de la position géographique du véhicule qui dépend d’erreurs de mesure dudit au moins un capteur LIDAR.
Selon un second aspect, l’invention concerne un dispositif qui met en œuvre le procédé d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite selon le premier aspect.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comportant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes des procédés selon le premier aspect lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur.
Un tel programme d’ordinateur peut utiliser n’importe quel langage de programmation, et être sous la forme d’un code source, d’un code objet, ou d’un code intermédiaire entre un code source et un code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n’importe quelle autre forme souhaitable.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon le premier aspect de l’invention.
D’une part, le support d’enregistrement peut être n'importe quel entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une mémoire ROM, un CD-ROM ou une mémoire ROM de type circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique ou un disque dur.
D'autre part, ce support d’enregistrement peut également être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, un tel signal pouvant être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio classique ou hertzienne ou par faisceau laser autodirigé ou par d'autres moyens. Le programme d’ordinateur selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme d’ordinateur est incorporé, le circuit intégré étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description des modes de réalisation non limitatifs de l’invention ci-après, en référence aux figures 1 à 3 annexées, sur lesquelles :
Des procédés et dispositifs vont maintenant être décrits dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 3. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.
L’environnement de communication 100 comporte une zone 101 non couverte par un système de positionnement par satellite de type GPS c’est-à-dire toute zone dans laquelle il n’est pas possible d’obtenir une position géographique d’un véhicule 102 par GPS telle que dans un parking sous-terrain par exemple. La zone 101 est ici illustrée comme étant un parking avec des murs de séparation mais cet exemple n’est donné ici qu’à titre illustratif.
L’environnement de communication 100 comprend aussi une infrastructure d’un réseau de communication terrestre 108 correspondant avantageusement à une infrastructure d’un réseau de type cellulaire, par exemple une infrastructure d’un réseau cellulaire de téléphonie mobile. Un tel réseau cellulaire est composé de cellules, chaque cellule correspondant à une zone de couverture géographique d’une antenne de communication (aussi appelée station de base ou antenne relais) permettant d’établir des communications radio entre utilisateurs (aussi appelés clients ou usagers, chaque utilisateur étant porteur d’un dispositif de communication mobile) et/ou entre les utilisateurs et l’infrastructure du réseau de communication 108. La taille d’une cellule varie et est par exemple comprise entre 1 km et quelques dizaines de kilomètres (par exemple 20 ou 30 kms).
Un utilisateur correspond par exemple à une personne physique portant un dispositif de communication mobile de type téléphone intelligent (de l’anglais « smartphone ») ou une tablette. Selon une variante, un utilisateur correspond à un véhicule embarquant un dispositif de communication de type calculateur, par exemple une unité de contrôle télématique, dite TCU (de l’anglais « Telematic Control Unit »), ou un dispositif de communication mobile de type téléphone intelligent embarqué dans le véhicule et connecté à ce dernier via une liaison filaire (par exemple de type USB (de l’anglais « Universal Serial Bus » ou en français « Bus série universel »)) ou sans fil (par exemple de type Bluetooth® ou Wifi®).
L’infrastructure du réseau de communication 108 met en œuvre par exemple des communications selon la technologie LTE (de l’anglais « Long-Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme »), LTE-Avanced (de l’anglais « Long-Term Evolution - Advanced » ou en français « Evolution à long terme avancée »), C-V2X (de l’anglais « Cellular - Vehicle to Everything » ou en français « Cellulaire – Véhicule vers tout ») qui s’appuie sur la 4G et bientôt la 5G, basées sur LTE.
Selon l’exemple de la figure 1, l’infrastructure du réseau de communication 108 comprend au moins trois antennes relais 105, 106 et 107. Chacune de ces antennes couvre la zone 101.
Le véhicule 102 comporte un voire plusieurs capteurs LIDAR, ici un a l’avant 103 et un à l’arrière 104.
L’environnement de communication 108 comporte un dispositif 200.
Le code informatique comprenant les instructions à charger et exécuter par le processeur est par exemple stocké sur la mémoire ou le dispositif de stockage mémoire 202.
Selon un mode de réalisation particulier et non limitatif, le dispositif 200 comprend un bloc 203 d’éléments d’interface pour communiquer avec des dispositifs externes. Les éléments d’interface du bloc 203 comprennent une ou plusieurs des interfaces suivantes :
- interface radiofréquence RF, par exemple de type Bluetooth® ou Wi-Fi® ;
- interface USB (de l’anglais « Universal Serial Bus » ou « Bus Universel en Série » en français) ;
- interface HDMI (de l’anglais « High Definition Multimedia Interface », ou « Interface Multimedia Haute Definition » en français) ;
Selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif 200 comprend une interface de communication 204 qui permet d’établir une communication avec d’autres dispositifs. L’interface de communication 204 correspond par exemple à un transmetteur configuré pour transmettre et recevoir des informations et/ou des données via un canal de communication 205. L’interface de communication 204 comprend par exemple un modem et/ou une carte réseau et le canal de communication peut par exemple être mis en œuvre dans un medium filaire et/ou sans fil.
Des données sont par exemples échangées avec le dispositif 200 en utilisant un réseau Wi-Fi® tel que selon IEEE 802.11. Une communication entre un dispositif 200 embarqué dans le véhicule 102 et un point d’accès peut alors s’établir selon un protocole de communication sans fil tel que Wifi® (selon IEEE 802.11), par exemple dans les bandes de fréquence à 2,4 ou 5 GHz, ou Bluetooth (selon IEEE 802.15.1), dans la bande de fréquence à 2,4 GHz. Le point d’accès sans fil peut également communiquer avec un autre point d’accès par une liaison filaire (ou « backbone » en anglais), par exemple du type MoCA (de l’anglais « Multimedia over Coax Alliance » ou en français « Alliance multimédia sur coax »), Ethernet, PLC (de l’anglais « Powerline Communication » ou en français CPL « Courants Porteurs en Ligne »), POF (de l’anglais « Plastic Optical Fiber » ou en français « Fibre optique plastique) ou encore ITU G.hn (correspondant au standard pour les technologies de réseaux domestiques de prochaine génération de ITU, de l’anglais « International Telecommunication Union » ou en français « Union internationale des télécommunications »).
Des données peuvent aussi être échangées avec le dispositif 200 en utilisant un réseau cellulaire tel qu’un réseau 4G (ou LTE Advanced selon 3GPP release 10 – version 10) ou 5G via par exemple les antennes relais 105, 105 et 107.
Des données peuvent aussi être échangées avec le dispositif 300 par lecture de « radio-étiquette » (de l’anglais RFID tag) alors apposée sur un élément du véhicule 102 ou sur un équipement embarqué dans ce véhicule 102.
L’interface de communication 204 peut également se comporter comme une interface d’un réseau sans fil ad hoc (aussi appelé WANET (de l’anglais « Wireless Ad Hoc Network ») ou MANET (de l’anglais « Mobile Ad Hoc Network »)) correspondant à un réseau sans fil décentralisé. Contrairement à un réseau centralisé qui s’appuie sur une infrastructure existante comprenant par exemple des routeurs ou des points d’accès reliés entre eux par une infrastructure filaire ou sans-fil, le réseau sans fil ad hoc est constitué de nœuds qui participent chacun au routage des données en retransmettant les données d’un nœud à l’autre, de l’émetteur vers le destinataire, en fonction de la connectivité du réseau et d’un algorithme de routage. Le réseau sans fil ad hoc correspond avantageusement à un réseau véhiculaire ad hoc (ou VANET, de l’anglais « Vehicular Ad hoc NETwork ») ou à un réseau véhiculaire ad hoc intelligent (ou InVANET, de l’anglais « Intelligent Vehicular Ad hoc NETwork »). Dans un tel réseau, deux véhicules ou plus embarquant chacun un nœud, c’est-à-dire une interface de communication 204 se comportant comme une interface WANET ou MANET, peuvent communiquer entre eux dans le cadre d’une communication véhicule à véhicule V2V (de l’anglais « vehicle-to-vehicle ») ; ou d’une communication véhicule à infrastructure V2I (de l’anglais « vehicle-to-infrastructure »).
Selon une variante, un nœud du réseau sans fil ad hoc est relié à l’infrastructure de réseau de communication 108 via une connexion filaire et/ou sans fil. Le nœud peut ainsi faire office de relais entre cette infrastructure de réseau de communication et le véhicule 102. Un antenne relais, par exemple 105, peut également mettre en œuvre une interface d’un réseau sans fil ad hoc. Une telle antenne assure donc le lien entre le réseau ad hoc et l’infrastructure de réseau de communication 108 dont elle fait partie.
Le dispositif 200 peut ainsi communiquer avec le dispositif 200 via au moins un nœud d’un réseau ad hoc sans fil en utilisant des technologies de communication telles que l’ITS G5 (de l’anglais « Intelligent Transportation System G5 » ou en français « Système de transport intelligent G5 ») en Europe ou DSRC (de l’anglais « Dedicated Short Range Communications » ou en français « Communications dédiées à courte portée ») aux Etats-Unis d’Amérique qui reposent tous les deux sur le standard IEEE 802.11p ou encore la technologie basée sur les réseaux cellulaires nommée C-V2X (de l’anglais « Cellular - Vehicle to Everything » ou en français « Cellulaire – Véhicule vers tout ») qui s’appuie sur la 4G basé sur LTE (de l’anglais « Long Term Evolution » ou en français « Evolution à long terme ») et bientôt la 5G.
Selon un mode de réalisation particulier supplémentaire, le dispositif 200 peut fournir des signaux de sortie à un ou plusieurs dispositifs externes, tels qu’un écran d’affichage 206, un ou des haut-parleurs 207 et/ou d’autres périphériques 208 (système de projection) via respectivement des interfaces de sortie 209, 210 et 211. Selon une variante, l’un ou l’autre des dispositifs externes est intégré au dispositif 200. L’écran d’affichage 206 correspond par exemple à un écran, tactile ou non.
Dans une première opération, une première estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par triangulation de signaux balise émis/reçus par les antennes 105, 106 et 107.
Dans une deuxième opération, une seconde estimée de la position géographique du véhicule est obtenue à partir de mesures prises par au moins un capteur LIDAR.
Par exemple, la seconde estimée est obtenue par la méthode de localisation de localisation de Monte Carlo.
Dans une troisième opération, une position géographique du véhicule est obtenue par combinaison linéaire pondérée de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule.
Selon un exemple non limitatif, la position géographique du véhicule est obtenue par :
dans lesquelles et représentent des coefficients de pondération associés aux coordonnées de la position géographique (x,y) du véhicule.
Selon un exemple, les coefficients de pondération et sont donnés par :
avec une matrice de covariance représentant l’erreur de la coordonnée de la première estimée , une matrice de covariance représentant l’erreur de la coordonnée de la première estimée , une matrice de covariance représentant l’erreur de la coordonnée de la seconde estimée , une matrice de covariance représentant l’erreur de la coordonnée de la seconde estimée .
Selon un exemple, la première estimée de la position géographique est obtenue par un premier filtre récursif et la seconde estimée de la position géographique est obtenue par un second filtre récursif distinct du premier. Les premières et seconde estimées sont donc obtenues séparément.
Selon un exemple, chaque filtre récursif est un filtre de Kalman. Un filtre de Kalman permet d’estimer récursivement des variables d’état. Cela signifie que pour estimer ces variables d’état à un instant courant k, seules une estimation de ces variables à un instant (k-1) antérieur à l’instant courant k et des mesures à l’instant courant k sont nécessaires. Un filtre de Kalman a deux phases distinctes dites de « prédiction » et de « mise à jour ». La phase de prédiction utilise l'état estimé de l'instant (k-1) pour produire une estimation de l'état à un instant courant k. Dans l'étape de mise à jour, les mesures (encore appelées commandes ou observations) sont utilisées pour corriger l’estimation de l'état à un instant courant k dans le but d'obtenir une estimation plus précise.
Selon un exemple, le premier et second filtres de Kalman comportent une même phase de prédiction pour obtenir une prédiction de la position géographique du véhicule et une prédiction du cap du véhicule à un instant courant k. A cet effet, un modèle est utilisé pour mettre en correspondance la prédiction avec des mesures obtenues à partir du véhicule.
Selon un exemple non limitatif, la prédiction de la position géographique du véhicule dépend d’une estimée de cette position géographique à l’instant (k-1), d’une mesure de la vitesse du véhicule à l’instant courant k et d’une estimée du cap (direction) de ce véhicule à l’instant courant k. De plus, la prédiction dépend d’une estimée du cap (direction) de ce véhicule à l’instant (k-1) et de la mesure de la vitesse de lacet (« yaw rate » en anglais) de ce véhicule à l’instant courant k.
Mathématiquement, la prédiction sont données par :
dans lesquelles les fonctions f1, f2 et f3 indiquent des dépendances.
Selon un mode de réalisation, la prédiction sont évaluées différemment selon la value de la mesure de la vitesse de lacet .
si alors
si alors
Selon un exemple non limitatif, le premier filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour pour obtenir la première estimée et les matrices de covariance associées en fonction d’une mesure de la position géographique obtenue par triangulation de signaux radiofréquences, d’erreurs de mesure représentée par des écarts types et et des prédictions . Les erreurs de mesure représentées par les écarts types et proviennent de la précision de la méthode de triangulation utilisée. Plus le nombre d’antennes relais utilisées sera grand et plus les erreurs seront faibles.
Selon un exemple non limitatif, le second filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour pour obtenir la seconde estimée et les matrices de covariance associées en fonction d’une mesure de la position géographique obtenue à partir de mesures de capteurs LIDAR, d’erreur de mesure représentée par des écarts types et et des prédictions . Les erreurs de mesure représentées par les écarts types et proviennent de la précision des capteurs LIDAR utilisés. Mais ces erreurs de mesure proviennent aussi de la méthode utilisée pour déterminer la position géographique du véhicule en fonction de ces mesures, c’est-à-dire de la précision de l’approche utilisée pour déterminer la position du véhicule sur une cartographie tridimensionnelle ou bidimensionnelle à partir de nuages de points représentants des objets dans l’environnement du véhicule.
Dans une première étape 31, une première estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par triangulation de signaux émis par au moins trois antennes relais d’un réseau de communication terrestre.
Dans une deuxième étape 32, une seconde estimée de la position géographique du véhicule est obtenue à partir de mesures prises par au moins un capteur LIDAR ;
Dans une troisième étape 33, la position géographique du véhicule est obtenue par combinaison linéaire pondérée de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant mais s’étend à un procédé d’obtention d’une position géographique d’un véhicule prenant en compte l’état d’un véhicule sur une période temporelle donnée, et au dispositif configuré pour la mise en œuvre d’un tel procédé.
Claims (10)
- Procédé d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite, comportant des étapes de :
- obtention (31) d’une première estimée de la position géographique du véhicule par triangulation de signaux émis par au moins trois antennes relais d’un réseau de communication terrestre ;
- obtention (32) d’une seconde estimée de la position géographique du véhicule à partir de mesures prises par au moins un capteur LIDAR ;
- obtention (33) de la position géographique du véhicule par combinaison linéaire pondérée de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel des coefficients de pondération de ladite combinaison linéaire pondérée dépendent d’erreurs d’estimation de la première et de la seconde estimées de la position géographique du véhicule.
- Procédé selon la revendication 2, pour lequel la combinaison linéaire est donnée par :
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, pour lequel la première estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par un premier filtre de Kalman et la seconde estimée de la position géographique du véhicule est obtenue par un second filtre de Kalman distinct du premier.
- Procédé selon la revendication 4, pour lequel le premier et second filtres de Kalman comportent une même phase de prédiction pour obtenir une prédiction de la position géographique et d’un cap du véhicule à un instant courant.
- Procédé selon la revendication 5, pour lequel la prédiction de la position géographique du véhicule à un instant courant dépend d’une estimée de cette position géographique à un instant antérieur à l’instant courant, et d’une mesure d’une vitesse du véhicule et d’une estimée du cap du véhicule à l’instant courant, et la prédiction du cap du véhicule à l’instant courant dépend d’une estimée du cap de ce véhicule à l’instant antérieur et de la mesure de la vitesse de lacet de ce véhicule à l’instant courant.
- Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, pour lequel le premier filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour de la première estimée de la position géographique du véhicule qui dépend d’erreurs de mesure provenant la triangulation de signaux et le second filtre de Kalman comporte une phase de mise à jour de la seconde estimée de la position géographique du véhicule qui dépend d’erreurs de mesure dudit au moins un capteur LIDAR.
- Dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite, ledit dispositif comprenant une mémoire associée à au moins un processeur configuré pour la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
- Produit programme d’ordinateur comportant des instructions adaptées pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 7, lorsque le programme d’ordinateur est exécuté par au moins un processeur.
- Support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une des revendications 1 à 7.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007207A FR3112396A1 (fr) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite. |
| PCT/FR2021/051090 WO2022008812A1 (fr) | 2020-07-08 | 2021-06-17 | Procédé et dispositif d'obtention d'une position géographique d'un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007207 | 2020-07-08 | ||
| FR2007207A FR3112396A1 (fr) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite. |
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|---|---|
| FR3112396A1 true FR3112396A1 (fr) | 2022-01-14 |
Family
ID=72885710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2007207A Withdrawn FR3112396A1 (fr) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Procédé et dispositif d’obtention d’une position géographique d’un véhicule situé dans une zone non couverte par un système de positionnement par satellite. |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| FR (1) | FR3112396A1 (fr) |
| WO (1) | WO2022008812A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936517A2 (fr) * | 1989-12-11 | 1999-08-18 | Caterpillar Inc. | Procédé, appareil et système de navigation et de positionnement intégrés pour véhicules |
| US20130342391A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-26 | Peter S. Hoang | Hybrid device location determination system |
| US20160349362A1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-12-01 | 5D Robotics, Inc. | Mobile localization using sparse time-of-flight ranges and dead reckoning |
| US20170328977A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | Sick Ag | Position determination apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT287345B (de) | 1968-04-29 | 1971-01-25 | Peter Florjancic | Einrichtung zum Rahmen von Dias |
-
2020
- 2020-07-08 FR FR2007207A patent/FR3112396A1/fr not_active Withdrawn
-
2021
- 2021-06-17 WO PCT/FR2021/051090 patent/WO2022008812A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0936517A2 (fr) * | 1989-12-11 | 1999-08-18 | Caterpillar Inc. | Procédé, appareil et système de navigation et de positionnement intégrés pour véhicules |
| US20130342391A1 (en) * | 2012-06-21 | 2013-12-26 | Peter S. Hoang | Hybrid device location determination system |
| US20160349362A1 (en) * | 2015-05-08 | 2016-12-01 | 5D Robotics, Inc. | Mobile localization using sparse time-of-flight ranges and dead reckoning |
| US20170328977A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | Sick Ag | Position determination apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022008812A1 (fr) | 2022-01-13 |
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