FR3125134A1 - Gesture detection method, in particular for controlling automatic opening of a motor vehicle door - Google Patents

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Abstract

Procédé de détection de geste utilisant un signal radiofréquence retour (SRr(t)) qui correspond à la réflexion, sur une cible, d’un signal radiofréquence émis (SRem(t)), le procédé comportant les étapes suivantes : a/ détermination d’un déphasage entre le signal radiofréquence émis (SRem(t)) et le signal radiofréquence retour (SRr(t)), pour une pluralité d’instants d’échantillonnage ; b/ pour une pluralité d’instants d’échantillonnage consécutifs, calcul d’une valeur courante de différence de phase δΦ(t), définie par :  δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt), avec Φ(t) et Φ(t-Δt) les valeurs du déphasage à un instant d’échantillonnage t, respectivement t-Δt, chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduisant une valeur courante d’un déplacement de la cible. L’invention permet de mesurer un mouvement par détection radar, sans algorithme complexe ni matériel coûteux. Figure 1Gesture detection method using a return radiofrequency signal (SRr(t)) which corresponds to the reflection, on a target, of a transmitted radiofrequency signal (SRem(t)), the method comprising the following steps: a/ determination of a phase difference between the transmitted radiofrequency signal (SRem(t)) and the return radiofrequency signal (SRr(t)), for a plurality of sampling instants; b/ for a plurality of consecutive sampling instants, calculation of a current phase difference value δΦ(t), defined by: δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt), with Φ (t) and Φ(t-Δt) the values of the phase shift at a sampling instant t, respectively t-Δt, each current phase difference value δΦ(t) reflecting a current value of a displacement of the target. The invention makes it possible to measure movement by radar detection, without complex algorithms or expensive equipment. Figure 1

Description

Procédé de détection de geste, notamment pour piloter une ouverture automatique d’un ouvrant de véhicule automobileGesture detection method, in particular for controlling automatic opening of a motor vehicle door

L’invention concerne un procédé de détection de geste, destiné notamment à être utilisé pour piloter à distance l’ouverture automatique d’un ou plusieurs ouvrants d’un véhicule automobile, par exemple l’ouverture automatique de la malle arrière. L’invention concerne également un système adapté à la mise en œuvre d’un tel procédé.The invention relates to a gesture detection method, intended in particular to be used to remotely control the automatic opening of one or more openings of a motor vehicle, for example the automatic opening of the trunk. The invention also relates to a system adapted to the implementation of such a method.

Etat de la techniqueState of the art

On connaît dans l’art antérieur différents procédés de détection de geste basés sur l’émission et la réception de signaux radiofréquence, pour piloter notamment une ouverture automatique d’un ouvrant de véhicule automobile.Various gesture detection methods based on the transmission and reception of radiofrequency signals are known in the prior art, in particular to control automatic opening of a motor vehicle door.

Dans tout le texte, des signaux radiofréquence désignent des signaux fréquentiels dont la fréquence de la porteuse est comprise entre 3 kHz et 300 GHz. De manière préférentielle, la fréquence de la porteuse est comprise entre 23 GHz et 25 GHz, plus préférentiellement entre 24,00 GHz et 24,50 GHz (bande de fréquence autorisée par l’autorité de régulation européenne, connue sous le nom d’ISM pour « Scientifique, Industrielle et Médicale ») et plus préférentiellement encore entre 24,00 GHz et 24,25 GHz.Throughout the text, radio frequency signals denote frequency signals whose carrier frequency is between 3 kHz and 300 GHz. Preferably, the frequency of the carrier is between 23 GHz and 25 GHz, more preferably between 24.00 GHz and 24.50 GHz (frequency band authorized by the European regulatory authority, known as ISM for “Scientific, Industrial and Medical”) and more preferably still between 24.00 GHz and 24.25 GHz.

Des procédés connus de détection de geste sont basés sur l’émission d’un signal radiofréquence en direction d’une cible, par exemple le pied d’un utilisateur effectuant un geste prédéterminé, et la réception d’un signal radiofréquence retour qui correspond à la réflexion du signal radiofréquence émis, sur ladite cible.Known gesture detection methods are based on the transmission of a radiofrequency signal in the direction of a target, for example the foot of a user performing a predetermined gesture, and the reception of a return radiofrequency signal which corresponds to the reflection of the emitted radiofrequency signal, on said target.

Ces procédés peuvent mettre en œuvre le calcul d’un temps de vol, c’est-à-dire la durée nécessaire au signal pour se propager depuis l’émetteur-récepteur jusqu’à la cible et depuis la cible jusqu’à l’émetteur-récepteur. Une telle solution présente l’avantage de pouvoir être mise en œuvre à l’aide d’un émetteur-récepteur simple et peu onéreux, émettant un signal continu (CW, pour l’anglais « continuous wave ») monofréquence. Une telle solution est cependant peu adaptée lorsque la cible est peu éloignée de l’émetteur-récepteur, comme c’est le cas dans le contexte de la détection de geste pour piloter une ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile.These methods can implement the calculation of a time of flight, that is to say the time required for the signal to propagate from the transceiver to the target and from the target to the transmitter receiver. Such a solution has the advantage of being able to be implemented using a simple and inexpensive transceiver, emitting a single-frequency continuous signal (CW). However, such a solution is not very suitable when the target is not very far from the transceiver, as is the case in the context of gesture detection for controlling the opening of a motor vehicle door.

D’autres solutions connues sont basées sur l’exploitation de l’effet Doppler, induisant un décalage en fréquence (décalage Doppler) lorsque le signal radiofréquence est réfléchi sur une cible en mouvement.Other known solutions are based on the exploitation of the Doppler effect, inducing a frequency shift (Doppler shift) when the radiofrequency signal is reflected on a moving target.

De telles solutions utilisent par exemple des traitements de signaux basés sur des transformées de Fourier rapides (FFT pour l’anglais « Fast Fourier Transform »). Dans le contexte de la détection de geste pour piloter l’ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, le geste à détecter est cependant assez lent, d’une vitesse comprise typiquement entre 0,1 m/s et 3 m/s. Cette vitesse réduite se traduit par un décalage Doppler très faible, typiquement inférieur à 500 Hz pour une fréquence de porteuse de 24 GHz. Ce faible décalage Doppler induit le besoin d’une grande précision de mesure, et donc la mise en œuvre de traitements de signaux lourds, complexes, et gourmands en énergie.Such solutions use, for example, signal processing based on Fast Fourier Transforms (FFT). In the context of gesture detection for controlling the opening of a motor vehicle door, the gesture to be detected is however quite slow, with a speed typically comprised between 0.1 m/s and 3 m/s. This reduced speed results in a very low Doppler shift, typically less than 500 Hz for a carrier frequency of 24 GHz. This low Doppler shift induces the need for high measurement accuracy, and therefore the implementation of heavy, complex, and energy-intensive signal processing.

En variante, les solutions basées sur l’exploitation du décalage Doppler peuvent utiliser un signal radiofréquence à émission continue et modulé en fréquence (ou FMCW, pour l’anglais « Frequency Modulated Continuous Wave »). En réception, le signal radiofréquence émis et le signal émis sont mélangés, pour extraire des informations relatives au décalage Doppler. Un inconvénient de cette solution est cependant qu’elle impose l’utilisation de signaux large bande, avec une largeur de bande d’autant plus élevée que la cible à détecter est proche de l’émetteur-récepteur. Par exemple, pour obtenir une précision inférieure à 5 cm, avec une cible à moins d’un mètre et une fréquence de porteuse à 24 GHz, il est nécessaire que la largeur de bande soit au moins égale à 3 GHz. Cette exigence sur la largeur de bande passante se traduit par un système d’émission et réception plus complexe et donc plus onéreux. En outre, l’exigence sur la largeur de la bande passante est incompatible avec la largeur d’une bande de fréquence autorisée, par exemple la bande ISM.As a variant, the solutions based on the exploitation of the Doppler shift can use a radiofrequency signal with continuous emission and frequency modulated (or FMCW, for English “Frequency Modulated Continuous Wave”). In reception, the transmitted radiofrequency signal and the transmitted signal are mixed, to extract information relating to the Doppler shift. A disadvantage of this solution is however that it imposes the use of broadband signals, with a bandwidth all the higher as the target to be detected is close to the transceiver. For example, to obtain an accuracy of less than 5 cm, with a target less than a meter away and a carrier frequency of 24 GHz, the bandwidth must be at least equal to 3 GHz. This bandwidth requirement results in a more complex and therefore more expensive transmission and reception system. In addition, the bandwidth requirement is incompatible with the width of an authorized frequency band, for example the ISM band.

Une autre solution utilise plutôt deux signaux monofréquences, chacun à une fréquence distincte et avec un écart suffisant entre les deux fréquences. On retrouve les mêmes limitations relatives aux performances du système d’émission et réception, et à l’éventuelle incompatibilité avec la largeur d’une bande de fréquence autorisée et avec un système à faible coût.Another solution instead uses two single-frequency signals, each at a separate frequency and with a sufficient difference between the two frequencies. We find the same limitations relating to the performance of the transmission and reception system, and to the possible incompatibility with the width of an authorized frequency band and with a low-cost system.

Un objectif de la présente invention est de proposer un procédé de détection de geste qui ne présente pas l’un au moins des inconvénients de l’art antérieur.An objective of the present invention is to propose a gesture detection method which does not have at least one of the drawbacks of the prior art.

En particulier, un but de la présente invention est de proposer un procédé de détection de geste adapté à une détection à courte portée, permettant l’utilisation de matériel peu onéreux, et n’impliquant pas la mise en œuvre de traitements de signal très complexes.In particular, an object of the present invention is to propose a gesture detection method suitable for short-range detection, allowing the use of inexpensive equipment, and not involving the implementation of very complex signal processing. .

Un autre but de la présente invention est de proposer un système adapté à la mise en œuvre d’un tel procédé.Another object of the present invention is to propose a system adapted to the implementation of such a method.

Cet objectif est atteint avec un procédé détection de geste, utilisant un signal radiofréquence retour qui correspond à la réflexion, sur une cible, d’un signal radiofréquence émis, le procédé comportant lesdites étapes, mises en œuvre à l’aide d’au moins un module de traitement de signal :
a/ à partir d’un signal électrique correspondant au signal radiofréquence retour, détermination d’un déphasage entre le signal radiofréquence émis et le signal radiofréquence retour, ledit déphasage étant déterminé pour une pluralité d’instants d’échantillonnage séparés deux à deux par une période d’échantillonnage prédéterminée ; et
b/ pour une pluralité de premiers instants d’échantillonnage consécutifs, calcul d’une valeur courante de différence de phase δΦ(t), définie par :
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
avec Φ(t) la valeur du déphasage audit premier instant d’échantillonnage, et
avec Φ(t-Δt) la valeur du déphasage à un second instant d’échantillonnage précédent immédiatement ledit premier instant d’échantillonnage (lorsque cette valeur existe),
où chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de ladite cible.
This objective is achieved with a gesture detection method, using a return radiofrequency signal which corresponds to the reflection, on a target, of a transmitted radiofrequency signal, the method comprising said steps, implemented using at least a signal processing module:
a/ from an electrical signal corresponding to the return radiofrequency signal, determination of a phase shift between the transmitted radiofrequency signal and the return radiofrequency signal, said phase shift being determined for a plurality of sampling instants separated two by two by one predetermined sampling period; And
b/ for a plurality of first consecutive sampling instants, calculation of a current phase difference value δΦ(t), defined by:
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
with Φ(t) the value of the phase shift at said first sampling instant, and
with Φ(t-Δt) the value of the phase shift at a second sampling instant immediately preceding said first sampling instant (when this value exists),
where each current value of phase difference δΦ(t) translates a current value of a displacement of said target.

L’idée à la base de l’invention consiste à suivre des variations d’un déphasage, où ledit déphasage est représentatif d’une valeur courante de distance entre la cible et l’émetteur-récepteur. Les variations du déphasage correspondent donc à des variations de ladite distance, de sorte que l’on peut déterminer un mouvement réalisé par la cible à partir desdites variations du déphasage. La détermination du mouvement réalisé par la cible constitue, en d’autres termes, une détection de geste.The idea underlying the invention consists in following variations of a phase shift, where said phase shift is representative of a current distance value between the target and the transceiver. The variations in the phase shift therefore correspond to variations in said distance, so that it is possible to determine a movement carried out by the target from said variations in the phase shift. Determining the movement made by the target constitutes, in other words, gesture detection.

Le procédé selon l’invention est basé sur des calculs de valeurs courantes d’un déphasage entre le signal radiofréquence émis et le signal radiofréquence retour. Un tel calcul peut être mis en œuvre de façon connue en soi, et ne nécessite pas la mise en œuvre d’algorithmes particulièrement complexes. En particulier, il n’est pas nécessaire de calculer des transformées de Fourier. Ainsi, le procédé selon l’invention ne met pas en œuvres des traitements de signal complexes, gourmands en énergie.The method according to the invention is based on calculations of current values of a phase shift between the transmitted radiofrequency signal and the return radiofrequency signal. Such a calculation can be implemented in a manner known per se, and does not require the implementation of particularly complex algorithms. In particular, it is not necessary to calculate Fourier transforms. Thus, the method according to the invention does not implement complex, energy-intensive signal processing.

Le procédé selon l’invention n’implique pas non plus l’utilisation de signaux radiofréquence répartis sur une large bande de fréquence, que ce soit un signal modulé en fréquence ou deux signaux chacun à une fréquence fixe. En particulier, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre à l’aide de signaux radiofréquence de fréquence fixe. Par conséquent, le procédé selon l’invention peut être mis en œuvre à l’aide d’un système peu onéreux, qui ne présente pas une architecture particulièrement complexe en émission et réception.The method according to the invention also does not involve the use of radio frequency signals distributed over a wide frequency band, whether it is a frequency modulated signal or two signals each at a fixed frequency. In particular, the method according to the invention can be implemented using fixed frequency radiofrequency signals. Consequently, the method according to the invention can be implemented using an inexpensive system, which does not have a particularly complex architecture in transmission and reception.

L’utilisation d’une seule et unique fréquence en émission évite par ailleurs toute problématique d’incompatibilité avec la largeur d’une bande de fréquence autorisée pour l’émission radiofréquence.The use of a single and unique frequency in transmission also avoids any problem of incompatibility with the width of a frequency band authorized for radio frequency transmission.

L’invention n’impose pas non plus l’utilisation de deux émetteurs radiofréquence, pointés chacun dans une direction respective, et destinés à repérer un passage de la cible en deux endroits respectifs pour en déduire une information de mouvement. Dans l’invention, seul un unique émetteur radiofréquence est nécessaire.The invention also does not require the use of two radio frequency transmitters, each pointed in a respective direction, and intended to identify a passage of the target in two respective places in order to deduce movement information therefrom. In the invention, only a single radiofrequency transmitter is necessary.

En outre, il ne s’agit pas dans l’invention de calculer des temps de vol, mais plutôt des déphasages, de sorte que l’on s’affranchit des limitations liées à la précision d’une mesure de temps de vol sur des détection à courte portée.In addition, the invention does not involve calculating times of flight, but rather phase shifts, so that the limitations linked to the precision of a time-of-flight measurement on short range detection.

L’invention permet ainsi de mesurer un mouvement par détection radar, sans algorithme complexe ni matériel coûteux. De préférence, le procédé selon l’invention est mis en œuvre dans un véhicule automobile.The invention thus makes it possible to measure a movement by radar detection, without a complex algorithm or expensive equipment. Preferably, the method according to the invention is implemented in a motor vehicle.

De manière avantageuse, le procédé selon l’invention comporte en outre l’étape suivante, mise en œuvre à l’aide de l’au moins un module de traitement de signal :
c/ à partir de chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t), calcul d’une valeur courante de variation de distance δd(t), où ladite valeur courante de variation de distance désigne un déplacement de la cible entre les premier et second instants d’échantillonnage.
Advantageously, the method according to the invention further comprises the following step, implemented using the at least one signal processing module:
c/ from each current phase difference value δΦ(t), calculation of a current distance variation value δd(t), where said current distance variation value designates a displacement of the target between the first and second sampling instants.

Le procédé selon l’invention peut comporter en outre une étape de reconnaissance de geste, à partir d’une série de valeurs courantes de variation de distance δd(t).The method according to the invention may also comprise a gesture recognition step, from a series of current values of distance variation δd(t).

Avantageusement, le procédé comporte en outre une étape de formulation et transmission d’une consigne de déverrouillage et/ou ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, lorsqu’un geste prédéterminé est reconnu à l’étape de reconnaissance de geste.Advantageously, the method further comprises a step of formulating and transmitting an instruction for unlocking and/or opening a motor vehicle door, when a predetermined gesture is recognized at the gesture recognition step.

De préférence, le signal radiofréquence émis, à l’origine du signal radiofréquence retour, présente une amplitude constante et une fréquence constante.Preferably, the transmitted radiofrequency signal, at the origin of the return radiofrequency signal, has a constant amplitude and a constant frequency.

Le signal radiofréquence émis, à l’origine du signal radiofréquence retour, présente avantageusement une fréquence centrale comprise dans une bande de fréquence allant de 24,00 GHz à 24,25 GHz.The transmitted radiofrequency signal, at the origin of the return radiofrequency signal, advantageously has a central frequency comprised in a frequency band ranging from 24.00 GHz to 24.25 GHz.

A l’étape b/, la valeur du déphasage Φ(t) au premier instant d’échantillonnage, respectivement la valeur du déphasage Φ(t-Δt) au second instant d’échantillonnage, peut être déterminée à l’aide de deux signaux I0et Q0, avec :
- I0un signal mixé en phase, résultant d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour et au signal radiofréquence émis, et
- Q0un signal mixé en quadrature de phase, résultant d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour, et au signal radiofréquence émis déphasé de π/2.
At step b/, the value of the phase shift Φ(t) at the first sampling instant, respectively the value of the phase shift Φ(t-Δt) at the second sampling instant, can be determined using two signals I 0 and Q 0 , with:
- I 0 a signal mixed in phase, resulting from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal and to the emitted radiofrequency signal, and
- Q 0 a mixed signal in phase quadrature, resulting from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal, and to the emitted radiofrequency signal phase-shifted by π/2.

En variante, la valeur du déphasage Φ(t) au premier instant d’échantillonnage, respectivement la valeur du déphasage Φ(t-Δt) au second instant d’échantillonnage, peut être déterminée à l’aide desdits signaux I0et Q0, auxquels on soustrait respectivement un signal de calibrage en phase Icalet un signal de calibrage en quadrature de phase Qcal, avec
- le signal de calibrage en phase, Ical, qui résulte d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour et au signal radiofréquence émis, en l’absence de cible ou avec une cible à l’arrêt, et
- le signal de calibrage en quadrature de phase, Qcal, qui résulte d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour, et au signal radiofréquence émis déphasé de π/2, en l’absence de cible ou avec une cible à l’arrêt.
As a variant, the value of the phase shift Φ(t) at the first sampling instant, respectively the value of the phase shift Φ(t-Δt) at the second sampling instant, can be determined using said signals I 0 and Q 0 , from which an in-phase calibration signal I cal and a phase quadrature calibration signal Q cal are respectively subtracted, with
- the in-phase calibration signal, I cal , which results from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal and to the emitted radiofrequency signal, in the absence of a target or with a stationary target, and
- the phase quadrature calibration signal, Q cal , which results from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal, and to the emitted radiofrequency signal phase-shifted by π/2, in the absence of a target or with a stationary target.

Avantageusement, les instants d’échantillonnage correspondent aux instants d’échantillonnage d’un convertisseur analogique-numérique.Advantageously, the sampling instants correspond to the sampling instants of an analog-digital converter.

Le procédé selon l’invention peut comporter en outre les étapes suivantes :
- à l’aide d’un émetteur-récepteur radiofréquence, émission du signal radiofréquence émis ;
- à l’aide de l’émetteur-récepteur radiofréquence, réception du signal radiofréquence retour.
The method according to the invention may also comprise the following steps:
- using a radiofrequency transceiver, transmission of the transmitted radiofrequency signal;
- using the radiofrequency transceiver, reception of the return radiofrequency signal.

L’invention couvre également un système pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention, comportant :
- un émetteur-récepteur radiofréquence, configuré pour l’émission du signal radiofréquence émis et pour la réception du signal radiofréquence retour ; et
- au moins un module de traitement de signal, configuré pour mettre en œuvre les étapes suivantes :
a/ à partir d’un signal électrique correspondant au signal radiofréquence retour, détermination d’un déphasage entre le signal radiofréquence retour et le signal radiofréquence émis, ledit déphasage étant déterminé pour une pluralité d’instants d’échantillonnage séparés deux à deux par une période d’échantillonnage prédéterminée ; et
b/ pour une pluralité de premiers instants d’échantillonnage consécutifs, calcul d’une valeur courante de différence de phase δΦ(t), définie par :
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
avec Φ(t) la valeur du déphasage audit premier instant d’échantillonnage, et
avec Φ(t-Δt) la valeur du déphasage à un second instant d’échantillonnage précédent immédiatement ledit premier instant d’échantillonnage,
où chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de ladite cible.
The invention also covers a system for implementing a method according to the invention, comprising:
- a radiofrequency transceiver, configured for the transmission of the transmitted radiofrequency signal and for the reception of the return radiofrequency signal; And
- at least one signal processing module, configured to implement the following steps:
a/ from an electrical signal corresponding to the return radiofrequency signal, determination of a phase shift between the return radiofrequency signal and the transmitted radiofrequency signal, said phase shift being determined for a plurality of sampling instants separated two by two by one predetermined sampling period; And
b/ for a plurality of first consecutive sampling instants, calculation of a current phase difference value δΦ(t), defined by:
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
with Φ(t) the value of the phase shift at said first sampling instant, and
with Φ(t-Δt) the value of the phase shift at a second sampling instant immediately preceding said first sampling instant,
where each current value of phase difference δΦ(t) translates a current value of a displacement of said target.

Description des figuresDescription of figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and must be read in conjunction with the appended drawings on which:

La illustre de façon schématique un système selon l’invention, adapté à la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention ; There schematically illustrates a system according to the invention, suitable for implementing a method according to the invention;

La illustre de façon schématique un procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention ; There schematically illustrates a method according to a first embodiment of the invention;

La illustre de façon schématique un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et There schematically illustrates a method according to a second embodiment of the invention; And

La est un graphique montrant l’évolution en fonction du temps de mesures de distance réalisées à l’aide d’un procédé selon l’invention.
Description détaillée d’au moins un mode de réalisation
There is a graph showing the evolution as a function of time of distance measurements made using a method according to the invention.
Detailed description of at least one embodiment

Afin de faciliter la compréhension de l’invention, on décrit tout d’abord un exemple d’un système 100 selon l’invention, adapté à la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention. De préférence, mais de manière non limitative, le système 100 est configuré pour être monté au sein d’un véhicule automobile.In order to facilitate understanding of the invention, an example of a system 100 according to the invention is first described, adapted to the implementation of a method according to the invention. Preferably, but in a non-limiting way, the system 100 is configured to be mounted within a motor vehicle.

Ici, le système 100 comporte les éléments suivants :
- un oscillateur électronique 101 ;
- un coupleur 102 ;
- un circulateur 103 ;
- une antenne radiofréquence d’émission et réception 104 ;
- un amplificateur 105 ; et
- un ensemble 106 constitué par deux modules de traitement 16A et 16B.
Here, System 100 includes the following:
- an electronic oscillator 101;
- a coupler 102;
- a circulator 103;
- a radio frequency transmission and reception antenna 104;
- an amplifier 105; And
- A set 106 consisting of two processing modules 16A and 16B.

L’oscillateur électronique 101 est configuré pour émettre un signal électrique initial SEinit(t), qui est un signal fréquentiel défini par une porteuse à la fréquence fp, où fpest une constante. De préférence, le signal électrique initial SEinit(t) est un signal d’amplitude constante. De préférence, mais de manière non limitative, la fréquence fpest située dans la bande fréquentielle ISM telle que définie en introduction. L’oscillateur électronique 101 peut comporter un oscillateur commandé en tension, de type VCO (pour l’anglais « Voltage Controlled Oscillator »), dans lequel la valeur de la fréquence fpest fonction de l’amplitude d’une tension continue délivrée en entrée de l’oscillateur. En tout état de cause, signal électrique initial SEinit(t) est un signal à fréquence fixe.The electronic oscillator 101 is configured to emit an initial electric signal SE init (t), which is a frequency signal defined by a carrier at the frequency f p , where f p is a constant. Preferably, the initial electrical signal SE init (t) is a signal of constant amplitude. Preferably, but in a non-limiting way, the frequency f p is located in the ISM frequency band as defined in the introduction. The electronic oscillator 101 may comprise a voltage-controlled oscillator, of the VCO (Voltage Controlled Oscillator) type, in which the value of the frequency f p is a function of the amplitude of a DC voltage delivered in oscillator input. In any event, the initial electrical signal SE init (t) is a fixed frequency signal.

Le coupleur 102 est configuré pour diviser le signal électrique initial SEinit(t), de manière à diriger une partie de ce signal vers le circulateur 103 et l’antenne 104, et l’autre partie de ce signal vers les modules de traitement 16A, 16B. La majeure partie du signal électrique initial SEinit(t) est dirigée vers le circulateur 103 et l’antenne 104, et forme un signal électrique d’émission SEem(t). Une petite partie du signal électrique initial SEinit(t) est dirigée quant à elle vers l’ensemble 106, et forme un signal électrique de référence SEref(t).The coupler 102 is configured to divide the initial electrical signal SE init (t), so as to direct part of this signal to the circulator 103 and the antenna 104, and the other part of this signal to the processing modules 16A , 16B. The major part of the initial electrical signal SE init (t) is directed towards the circulator 103 and the antenna 104, and forms an electrical transmission signal SE em (t). A small part of the initial electric signal SE init (t) is directed towards the assembly 106, and forms a reference electric signal SE ref (t).

Le circulateur 103 est configuré pour isoler ledit signal électrique d’émission SEem(t), arrivant de l’oscillateur électronique, d’un signal électrique retour SEr(t), provenant d’une réflexion sur une cible. Le circulateur 103 peut comprendre, par exemple, un diviseur de Wilkinson ou un circulateur passif.The circulator 103 is configured to isolate said electrical transmission signal SE em (t), arriving from the electronic oscillator, from a return electrical signal SE r (t), originating from a reflection on a target. Circulator 103 may comprise, for example, a Wilkinson divider or a passive circulator.

L’antenne 104 est une antenne radiofréquence, configurée pour convertir le signal électrique d’émission SEem(t) en un signal radiofréquence émis SRem(t). Le signal radiofréquence émis SRem(t) présente les mêmes caractéristiques en fréquence et en amplitude que le signal électrique d’émission SEem(t). Ici, le signal radiofréquence émis SEem(t) est donc un signal de fréquence fixe fp.The antenna 104 is a radiofrequency antenna, configured to convert the electrical transmission signal SE em (t) into a transmitted radiofrequency signal SR em (t). The transmitted radiofrequency signal SR em (t) has the same frequency and amplitude characteristics as the electrical transmission signal SE em (t). Here, the emitted radiofrequency signal SE em (t) is therefore a signal of fixed frequency f p .

L’antenne 104 est configurée en outre pour recevoir un signal radiofréquence retour SRr(t), correspondant à la réflexion, sur ladite cible (extérieure au système selon l’invention), du signal radiofréquence émis SRem(t). L’antenne 104 est configurée pour convertir le signal radiofréquence retour SRr(t) en un signal électrique retour SEr(t), lequel se propage jusqu’au circulateur 103.The antenna 104 is further configured to receive a return radiofrequency signal SR r (t), corresponding to the reflection, on said target (external to the system according to the invention), of the transmitted radiofrequency signal SR em (t). The antenna 104 is configured to convert the return radiofrequency signal SR r (t) into a return electric signal SE r (t), which propagates to the circulator 103.

Dans une variante non représentée, l’unique antenne 104 est remplacée par deux antennes voisines, dédiées respectivement à l’émission et à la réception de signal.In a variant not shown, the single antenna 104 is replaced by two neighboring antennas, respectively dedicated to signal transmission and reception.

Un ensemble comportant au moins l’oscillateur électronique 101 et l’antenne radiofréquence 104 forme un émetteur-récepteur radiofréquence, configuré pour l’émission du signal radiofréquence émis SRem(t) et pour la réception du signal radiofréquence retour SRr(t). Cet ensemble est configuré ici pour émettre un signal monofréquence à la fréquence fp, de sorte qu’il ne requiert pas la mise en œuvre d’architectures et/ou de matériel complexe.An assembly comprising at least the electronic oscillator 101 and the radiofrequency antenna 104 forms a radiofrequency transceiver, configured for the transmission of the transmitted radiofrequency signal SR em (t) and for the reception of the return radiofrequency signal SR r (t) . This assembly is configured here to transmit a single-frequency signal at the frequency f p , so that it does not require the implementation of complex architectures and/or hardware.

Dans une variante simple, le signal électrique initial SEinit(t) et le signal radiofréquence émis SRem(t) sont émis tous deux en continu. En variante, le signal radiofréquence émis SRem(t) est émis à intervalles réguliers, à la manière d’un signal impulsionnel (mais avec une amplitude constante pendant la durée de l’émission de sorte que l’on parle toujours d’un signal d’amplitude constante). Les intervalles de temps d’émission peuvent être pilotés via un interrupteur disposé entre l’oscillateur 101 et l’antenne 104, ou directement au niveau de l’oscillateur 101.In a simple variant, the initial electrical signal SE init (t) and the transmitted radiofrequency signal SR em (t) are both transmitted continuously. Alternatively, the emitted radiofrequency signal SR em (t) is emitted at regular intervals, like a pulsed signal (but with a constant amplitude for the duration of the emission so that we always speak of a constant amplitude signal). The transmission time intervals can be controlled via a switch placed between the oscillator 101 and the antenna 104, or directly at the level of the oscillator 101.

Au niveau du circulateur 103, le signal électrique retour SEr(t) est dirigé vers l’amplificateur 105. L’amplificateur 105 est de préférence un amplificateur à faible de bruit, de gain compris par exemple entre 20 dB et 30 dB. Il permet d’amplifier le signal électrique retour SEr(t), lequel présente initialement une amplitude réduite puisque seule une petite partie du signal radiofréquence émis SRem(t) parvient jusqu’à la cible et revient ensuite jusqu’à l’antenne 104. Le signal en sortie de l’amplificateur est nommé signal électrique retour amplifié, SEr_am(t).At circulator 103, return electric signal SE r (t) is directed to amplifier 105. Amplifier 105 is preferably a low-noise amplifier, with a gain of between 20 dB and 30 dB, for example. It makes it possible to amplify the return electric signal SE r (t), which initially has a reduced amplitude since only a small part of the emitted radiofrequency signal SR em (t) reaches the target and then returns to the antenna. 104. The signal at the output of the amplifier is called the amplified return electrical signal, SE r_am (t).

Le premier module de traitement 16A, est configuré pour recevoir en entrée le signal électrique retour amplifié, SEr_am(t), en provenance de l’amplificateur 105, ainsi que le signal électrique de référence SEref(t) ayant été prélevé au niveau du coupleur 102.The first processing module 16A is configured to receive as input the amplified return electric signal, SE r_am (t), coming from the amplifier 105, as well as the reference electric signal SE ref (t) having been sampled at the level of the coupler 102.

Le premier module de traitement 16A est configuré pour mettre en œuvre un traitement de signal utilisant ces deux signaux électriques, afin d’obtenir un signal mixé en phase, I0(t), et un signal mixé en quadrature de phase, Q0(t). Les signaux I0(t) et Q0(t) sont obtenus par mixages du signal électrique retour amplifié, SEr_am(t) et du signal électrique de référence SEref(t), de façon connue en soi. Le premier module de traitement 16A comporte pour cela deux séparateurs, deux mixeurs, et un élément de déphasage, configurés ensemble pour obtenir les signaux I0(t) et Q0(t).The first processing module 16A is configured to implement signal processing using these two electrical signals, in order to obtain a phase-mixed signal, I 0 (t), and a quadrature-phase mixed signal, Q 0 ( t). The signals I 0 (t) and Q 0 (t) are obtained by mixing the amplified return electric signal, SE r_am (t) and the reference electric signal SE ref (t), in a manner known per se. The first processing module 16A therefore comprises two separators, two mixers, and a phase-shifting element, configured together to obtain the signals I 0 (t) and Q 0 (t).

Les signaux I0(t) et Q0(t) sont ensuite envoyés vers le second module de traitement 16B. Le cas échéant, le système 100 selon l’invention peut comprendre un filtre passe-bande, non représenté, disposé entre la sortie du premier module de traitement 16A et l’entrée du second module de traitement 16B, et configuré pour filtrer le bruit sur les signaux I0(t) et Q0(t) en supprimant leurs variations très rapides.The signals I 0 (t) and Q 0 (t) are then sent to the second processing module 16B. If necessary, the system 100 according to the invention may comprise a band-pass filter, not shown, arranged between the output of the first processing module 16A and the input of the second processing module 16B, and configured to filter the noise on the signals I 0 (t) and Q 0 (t) by suppressing their very rapid variations.

Le second module de traitement 16B comporte au moins un processeur, et le cas échéant une ou plusieurs mémoires. Il est configuré pour mettre en œuvre un traitement de signal utilisant ces deux signaux I0(t) et Q0(t), de manière à déterminer des valeurs de déphasage Φ(t) entre le signal radiofréquence émis SRem(t) et le signal radiofréquence retour SRr(t), pour une pluralité d’instants d’échantillonnage «t ».The second processing module 16B comprises at least one processor, and where appropriate one or more memories. It is configured to implement signal processing using these two signals I 0 (t) and Q 0 (t), so as to determine phase shift values Φ(t) between the transmitted radiofrequency signal SR em (t) and the return radiofrequency signal SR r (t), for a plurality of sampling instants “t”.

En pratique, on calcule le déphasage entre le signal électrique de référence SEref(t) et le signal électrique retour amplifié SEr_am(t), ce déphasage étant égal au déphasage Φ(t) entre le signal radiofréquence émis SRem(t) et le signal radiofréquence retour SRr(t). Le cas échéant, on utilise simplement la porteuse du signal électrique de référence SEref(t).In practice, the phase difference between the reference electric signal SE ref (t) and the amplified return electric signal SE r_am (t) is calculated, this phase difference being equal to the phase difference Φ(t) between the transmitted radiofrequency signal SR em (t) and the return radio frequency signal SR r (t). If necessary, the carrier of the electrical reference signal SE ref (t) is simply used.

Les instants d’échantillonnage « t » correspondent de préférence aux instants d’échantillonnage d’un convertisseur analogique-numérique dans le système 100 selon l’invention, notamment un convertisseur analogique-numérique recevant en entrée le signal électrique retour SEr(t), ou un convertisseur analogique-numérique recevant en entrée le signal électrique retour amplifié SEr_am(t), ou même un convertisseur analogique-numérique recevant en entrée les signaux I0(t) et Q0(t).The sampling instants "t" preferably correspond to the sampling instants of an analog-digital converter in the system 100 according to the invention, in particular an analog-digital converter receiving as input the return electric signal SE r (t) , or an analog-digital converter receiving the amplified return electric signal SE r_am (t) as input, or even an analog-digital converter receiving the signals I 0 (t) and Q 0 (t) as input.

Lorsque le signal radiofréquence émis SRem(t) est émis à intervalles de temps réguliers, à la manière d’un signal impulsionnel, on ne considère que les instants d’échantillonnage associés à l’émission de signal.When the transmitted radiofrequency signal SR em (t) is transmitted at regular time intervals, like a pulsed signal, only the sampling instants associated with the signal transmission are considered.

Le second module de traitement 16B est configuré en outre pour calculer des valeurs courantes de différence de phase δΦ(t), où δΦ(t)= Φ(t) - Φ(t-Δt), et où « t-Δt » et « t » sont deux instants d’échantillonnage directement successifs.The second processing module 16B is further configured to calculate current phase difference values δΦ(t), where δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt), and where "t-Δt" and “t” are two directly successive sampling instants.

Le second module de traitement 16B est configuré pour fournir en sortie une série de valeurs courantes de différence de phase δΦ(t), pour une pluralité d’instants d’échantillonnage successifs « t ». Chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de la cible, entre les instants « t-Δt » et « t ». La série de valeurs courantes de différence de phase δΦ(t) représente donc l’évolution, en fonction du temps, d’une position de la cible, autrement dit un mouvement de la cible, ou dit encore autrement un geste effectué par la cible.The second processing module 16B is configured to output a series of current phase difference values δΦ(t), for a plurality of successive sampling instants “t”. Each current phase difference value δΦ(t) translates a current value of a displacement of the target, between the instants “t-Δt” and “t”. The series of current phase difference values δΦ(t) therefore represents the evolution, as a function of time, of a position of the target, in other words a movement of the target, or still otherwise said a gesture performed by the target .

Ici, mais de manière non limitative, le premier module de traitement 16A est intégré sur une puce recevant également des éléments tels que le coupleur 102, le circulateur 103, et l’amplificateur 105. Le second module de traitement 16B est ici un module annexe à ladite puce.Here, but in a non-limiting way, the first processing module 16A is integrated on a chip also receiving elements such as the coupler 102, the circulator 103, and the amplifier 105. The second processing module 16B is here an annex module to said chip.

Ici, le système 100 selon l’invention est configuré pour être embarqué à bord d’un véhicule automobile. La détection de geste mise en œuvre est destinée à piloter une ouverture automatique d’un ouvrant dudit véhicule, en particulier une ouverture automatique de la malle arrière. Le geste détecté est un geste d’un utilisateur situé à l’extérieur du véhicule, de préférence un geste du pied, où le pied forme la cible mentionnée ci-dessus.Here, the system 100 according to the invention is configured to be on board a motor vehicle. The gesture detection implemented is intended to control automatic opening of a door of said vehicle, in particular automatic opening of the trunk lid. The detected gesture is a gesture of a user located outside the vehicle, preferably a gesture of the foot, where the foot forms the target mentioned above.

On décrit ensuite, en référence à la , un procédé selon un premier mode de réalisation de l’invention.We then describe, with reference to the , a method according to a first embodiment of the invention.

Le procédé comporte ici une première étape 210, d’émission du signal radiofréquence émis SRem(t), à l’aide de l’émetteur-récepteur tel que décrit en référence à la .The method here comprises a first step 210, of transmitting the transmitted radio frequency signal SR em (t), using the transceiver as described with reference to .

Le procédé comporte ensuite une seconde étape 220, de réception du signal radiofréquence retour SRr(t), à l’aide de l’émetteur-récepteur tel que décrit en référence à la . Le signal radiofréquence retour SRr(t) correspond à la réflexion, sur une cible située à distance de l’émetteur-récepteur, du signal radiofréquence émis SRem(t).The method then comprises a second step 220, of receiving the return radio frequency signal SR r (t), using the transceiver as described with reference to . The return radiofrequency signal SR r (t) corresponds to the reflection, on a target located at a distance from the transceiver, of the transmitted radiofrequency signal SR em (t).

Ces deux étapes 210 et 220 ne font pas forcément partie du procédé selon l’invention, bien que le signal radiofréquence retour SRr(t) soit nécessaire à la mise en œuvre du procédé selon l’invention.These two steps 210 and 220 do not necessarily form part of the method according to the invention, although the return radiofrequency signal SR r (t) is necessary for the implementation of the method according to the invention.

Le procédé selon l’invention comporte ensuite une étape 230 de détermination de valeurs courantes d’un déphasage Φ(t) entre le signal radiofréquence émis SRem(t) et le signal radiofréquence retour SRr(t). Comme précisé ci-avant, les valeurs du déphasage Φ(t) sont déterminées pour une pluralité d’instants d’échantillonnage « t », qui correspondent de préférence aux instants d’échantillonnage d’un convertisseur analogique-numérique. Lesdits instants d’échantillonnage sont séparés deux à deux par un intervalle de temps Δt, nommé période d’échantillonnage. En pratique, et comme détaillé précédemment, on calcule un déphasage entre des signaux électriques, correspondant respectivement au signal radiofréquence retour SRr(t) et au signal radiofréquence émis SRem(t).The method according to the invention then comprises a step 230 of determining current values of a phase shift Φ(t) between the transmitted radiofrequency signal SR em (t) and the return radiofrequency signal SR r (t). As specified above, the values of the phase shift Φ(t) are determined for a plurality of sampling instants “t”, which preferably correspond to the sampling instants of an analog-digital converter. Said sampling instants are separated two by two by a time interval Δt, called the sampling period. In practice, and as detailed previously, a phase shift is calculated between electrical signals, corresponding respectively to the return radiofrequency signal SR r (t) and to the transmitted radiofrequency signal SR em (t).

Le procédé comporte ensuite une étape 240 de calcul de valeurs courantes d’une différence de phase δΦ(t), pour une pluralité d’instants d’échantillonnage t directement successifs, avec :
δΦ(t) = Φ(t)- Φ(t-Δt),
avec :
Φ(t) la valeur du déphasage associée à l’instant d’échantillonnage t,
Φ(t-Δt) la valeur du déphasage associée à un instant d’échantillonnage t précédent immédiatement l’instant t, et
Δt est la durée séparant deux instants d’échantillonnage directement successifs.
The method then comprises a step 240 of calculating current values of a phase difference δΦ(t), for a plurality of directly successive sampling instants t, with:
δΦ(t) = Φ(t)-Φ(t-Δt),
with :
Φ(t) the value of the phase shift associated with the sampling instant t,
Φ(t-Δt) the value of the phase shift associated with a sampling instant t immediately preceding instant t, and
Δt is the duration separating two directly successive sampling instants.

Chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de la cible, entre les instants « t-Δt » et « t ». La série ainsi obtenue de valeurs courantes de différence de phase δΦ(t) traduit donc l’évolution, en fonction du temps, de la position de la cible.Each current phase difference value δΦ(t) translates a current value of a displacement of the target, between the instants “t-Δt” and “t”. The series thus obtained of current values of phase difference δΦ(t) therefore reflects the evolution, as a function of time, of the position of the target.

De préférence, l’étape 230 comporte les sous-étapes suivantes, mises en œuvre pour chaque instant t d’échantillonnage :
- mélange de signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour SRr(t) et au signal radiofréquence émis SRem(t), pour obtenir un signal mixé en phase, I0(t) ; et
- mélange de signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour SRr(t), et au signal radiofréquence émis SRem(t) déphasé de π/2, pour obtenir un signal mixé en quadrature de phase, Q0(t).
Preferably, step 230 comprises the following sub-steps, implemented for each sampling instant t:
- mixing of electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal SR r (t) and to the transmitted radiofrequency signal SR em (t), to obtain a phase-mixed signal, I 0 (t); And
- mixing of electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal SR r (t), and to the emitted radiofrequency signal SR em (t) phase-shifted by π/2, to obtain a mixed signal in phase quadrature, Q 0 (t).

En pratique, on peut mélanger le signal électrique retour amplifié SEr_am(t) avec le signal électrique de référence SEref(t) (le cas échéant déphasé de π/2) ou même avec la seule porteuse du signal électrique de référence SEref(t) (le cas échéant déphasée de π/2).In practice, it is possible to mix the amplified return electric signal SE r_am (t) with the reference electric signal SE ref (t) (if necessary phase-shifted by π/2) or even with the single carrier of the reference electric signal SE ref (t) (possibly phase-shifted by π/2).

La valeur courante du déphasage Φ(t) peut alors être donnée par :
Φ(t)≈arctan (Q0(t)/I0(t))
(le signe « ≈ » traduit le fait qu’on ne prend pas en compte ici le bruit).
The current value of the phase shift Φ(t) can then be given by:
Φ(t)≈arctan (Q 0 (t)/I 0 (t))
(the sign “≈” translates the fact that noise is not taken into account here).

De manière avantageuse, l’étape 230 de détermination de valeurs courantes du déphasage Φ(t) inclut une sous-étape d’application de données de calibration Icalet Qcal.Advantageously, step 230 for determining current values of the phase shift Φ(t) includes a sub-step for applying calibration data I cal and Q cal .

Icalest obtenue par mélange de signaux électrique correspondant respectivement à un signal radiofréquence retour SRr -0et à un signal radiofréquence émis SRem -0, obtenus dans des conditions de calibrage, c’est-à-dire en l’absence de cible ou avec une cible à l’arrêt.I cal is obtained by mixing electrical signals corresponding respectively to a return radiofrequency signal SR r -0 and to an emitted radiofrequency signal SR em -0 , obtained under calibration conditions, that is to say in the absence of target or with a stationary target.

Qcalest obtenue par mélange de signaux électrique correspondant respectivement au signal radiofréquence retour SRr -0, et au signal radiofréquence émis SRem -0déphasé de π/2.Q cal is obtained by mixing electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal SR r -0 , and to the transmitted radiofrequency signal SR em -0 phase shifted by π/2.

Les données Icalet Qcalsont déterminées lors d’une étape préliminaire de calibrage, et stockées dans une mémoire du système 100 selon l’invention. Elles quantifient un bruit de mesure associé au système 100 selon l’invention et au milieu environnant, dans des conditions normales d’utilisation.The data I cal and Q cal are determined during a preliminary calibration step, and stored in a memory of the system 100 according to the invention. They quantify a measurement noise associated with the system 100 according to the invention and with the surrounding environment, under normal conditions of use.

Ces données de calibrage sont utilisées pour calculer des valeurs corrigées Icor(t) et Qcor(t) définies par :
Icor(t)= I0(t) - Ical; et
Qcor(t)= Q0(t) - Qcal.
These calibration data are used to calculate corrected values I cor (t) and Q cor (t) defined by:
I cor (t)= I 0 (t) - I cal ; And
Q cor (t)= Q 0 (t) - Q cal.

La valeur courante du déphasage Φ(t) peut alors être donnée par :
Φ(t)=arctan (Qcor(t)/Icor(t)).
The current value of the phase shift Φ(t) can then be given by:
Φ(t)=arctan (Q cor (t)/I cor (t)).

La soustraction des données de calibrage Icalet Qcal, aux valeurs brutes I0et Q0, permet de réduire une distorsion de la mesure de déphasage et de réaliser un filtrage du bruit.The subtraction of the calibration data I cal and Q cal , from the raw values I 0 and Q 0 , makes it possible to reduce distortion of the phase shift measurement and to perform noise filtering.

On décrit ensuite, en référence à la , un procédé selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, qui ne sera décrit que pour ses différences relativement au procédé de la .We then describe, with reference to the , a method according to a second embodiment of the invention, which will only be described for its differences relative to the method of the .

Comme dans le procédé de la , le procédé de la comporte les étapes suivantes :
- l’étape 310 d’émission du signal radiofréquence émis SRem(t) ; puis
- l’étape 320 de réception du signal radiofréquence retour SRr(t) ; puis
- l’étape 330 de détermination de valeurs courantes du déphasage Φ(t) ; puis
- l’étape 340 de calcul de valeurs courantes de la différence de phase δΦ(t).
As in the process of , the process of involves the following steps:
- the step 310 of transmitting the transmitted radio frequency signal SR em (t); Then
- step 320 of receiving the return radio frequency signal SR r (t); Then
- step 330 of determining current values of the phase shift Φ(t); Then
- step 340 of calculating current values of the phase difference δΦ(t).

Ici, le procédé comporte en outre une étape 350 de calcul, pour chacune desdites valeurs courantes de la différence de phase δΦ(t), d’une valeur courante correspondante de variation de distance, δd(t). Le lien entre δΦ(t) et δd(t) est donné par :
δΦ(t)=2*π* δd(t)/λp
avec λ=c/fp, où c est la célérité de la lumière dans le vide et fpla fréquence de la porteuse du signal radiofréquence émis SRem(t).
Here, the method further includes a step 350 of calculating, for each of said current values of the phase difference δΦ(t), a corresponding current value of distance variation, δd(t). The link between δΦ(t) and δd(t) is given by:
δΦ(t)=2*π* δd(t)/λ p
with λ=c/f p , where c is the speed of light in vacuum and f p the frequency of the carrier of the emitted radiofrequency signal SR em (t).

Ladite valeur courante de variation de distance δd(t) désigne une variation de la distance entre la cible et l’émetteur-récepteur utilisé pour les étapes 310 et 320, entre les instants « t » et « t-Δt ». En d’autres termes, il s’agit du déplacement de la cible, entre les instants « t » et « t-Δt ». Le suivi des valeurs courantes de δd(t) définit ainsi un mouvement réalisé par la cible pendant une durée prédéterminée.Said current distance variation value δd(t) designates a variation of the distance between the target and the transceiver used for steps 310 and 320, between times “t” and “t-Δt”. In other words, it is the displacement of the target, between the instants "t" and "t-Δt". The monitoring of the current values of δd(t) thus defines a movement carried out by the target for a predetermined duration.

A la , à titre d’illustration, on a représenté un graphique montrant l’évolution, en fonction du temps, d’une position de la cible. L’axe des ordonnées est le temps t, exprimé en seconde. L’axe des abscisses est une distance d, exprimée en mètre.To the , by way of illustration, a graph is shown showing the evolution, as a function of time, of a position of the target. The y-axis is time t, expressed in seconds. The abscissa axis is a distance d, expressed in meters.

De manière arbitraire, on considère qu’à l’instant initial t=0, la cible est positionnée en un point origine défini par une valeur nulle de distance.Arbitrarily, it is considered that at the initial time t=0, the target is positioned at an origin point defined by a zero distance value.

Le graphique de la a été obtenu à l’aide d’un système tel que représenté en , avec comme cible le pied d’un utilisateur. L’utilisateur effectue avec le pied, à intervalles réguliers, un mouvement de balancier d’avant en arrière (ou coup de pied, ou « kick », en anglais).The graph of the was obtained using a system as shown in , with a user's foot as the target. The user performs with the foot, at regular intervals, a pendulum movement back and forth (or kick, or "kick", in English).

Les variations de distance observées entre t=0 et t=1,2s correspondent à du bruit. Entre t=1,2s et t=1,5s, on observe un mouvement du pied dans un premier sens. Entre les instants t=1,5s et t=1,9s, on observe un mouvement du pied dans le sens opposé. Entre les instants t=1,9s et t=2,2s, on observe de nouveau un mouvement du pied dans le premier sens, pour retourner à sa position initiale. Cela correspond bien à un mouvement de balancier dans lequel le pied est balancé vers l’arrière, puis vers l’avant, puis revient à sa position d’appui sur le sol. Ce mouvement est bien observé plusieurs fois au cours du temps. La montre donc que le procédé et le dispositif selon l’invention permettent effectivement de mesurer de façon fiable un mouvement d’une cible, notamment un pied effectuant un mouvement de balancier d’avant en arrière.The distance variations observed between t=0 and t=1.2s correspond to noise. Between t=1.2s and t=1.5s, a movement of the foot in a first direction is observed. Between the instants t=1.5s and t=1.9s, a movement of the foot in the opposite direction is observed. Between the instants t=1.9s and t=2.2s, a movement of the foot is again observed in the first direction, to return to its initial position. This corresponds well to a pendulum movement in which the foot is swung backwards, then forwards, then returns to its position of support on the ground. This movement is well observed several times over time. There therefore shows that the method and the device according to the invention effectively make it possible to reliably measure a movement of a target, in particular a foot performing a rocking movement back and forth.

Le cas échéant, une étape préliminaire de calibrage peut être mise en œuvre pour permettre ensuite de discriminer parmi un mouvement d’approche et un mouvement de recul.If necessary, a preliminary calibration step can be implemented to then make it possible to discriminate between an approaching movement and a retreating movement.

De manière avantageuse, le procédé peut comporter en outre une étape non représentée de filtrage du bruit, notamment à l’aide d’un filtre passe bas, pour supprimer les variations très rapides de la fonction δΦ(t) et/ou de la fonction δd(t).Advantageously, the method may further comprise a noise filtering step, not shown, in particular using a low-pass filter, to suppress the very rapid variations of the function δΦ(t) and/or of the function δd(t).

Dans tout le texte, une détection de geste consiste simplement à mesurer un mouvement de la cible, soit via un suivi de valeurs de déphasage, soit via un suivi de décalages en position.Throughout the text, a gesture detection simply consists in measuring a movement of the target, either via a tracking of phase shift values, or via a tracking of shifts in position.

Ici, le procédé selon l’invention comporte en outre une étape facultative 360 de reconnaissance de geste. Lors de cette étape 360, le mouvement de la cible est analysé pour être classé dans l’une au moins parmi plusieurs catégories prédéterminées. Cette étape peut mettre en œuvre au moins une comparaison avec des formes de courbe prédéterminées. En complément ou en variante, cette étape peut mettre en œuvre au moins une comparaison avec des caractéristiques de courbe prédéterminées, notamment des sens de mouvement et/ou des valeurs seuil.Here, the method according to the invention further comprises an optional step 360 of gesture recognition. During this step 360, the movement of the target is analyzed to be classified in at least one of several predetermined categories. This step can implement at least one comparison with predetermined curve shapes. In addition or as a variant, this step can implement at least one comparison with predetermined curve characteristics, in particular movement directions and/or threshold values.

Par exemple, il peut s’agir à l’étape 360 de déterminer si oui ou non la cible effectue un mouvement de balancier, en recherchant si oui ou non on retrouve un mouvement constitué des déplacements élémentaires suivants : déplacement dans un premier sens et supérieur à un premier seuil, suivi d’un déplacement dans le sens opposé et supérieur à un second seuil, suivi d’un nouveau déplacement dans le premier sens et supérieur à un troisième seuil. Les conditions de seuil permettent de ne prendre en compte que des déplacements d’amplitude suffisante, afin de limiter les erreurs dues au bruit.For example, it may be in step 360 to determine whether or not the target performs a pendulum movement, by seeking whether or not a movement consisting of the following elementary movements is found: movement in a first direction and greater at a first threshold, followed by a displacement in the opposite direction and greater than a second threshold, followed by a new displacement in the first direction and greater than a third threshold. The threshold conditions make it possible to take into account only displacements of sufficient amplitude, in order to limit the errors due to noise.

Ici, le procédé selon l’invention comporte en outre une étape facultative 370 de formulation d’une consigne CO de déverrouillage et/ou ouverture d’un ouvrant de véhicule, lorsqu’un geste prédéterminé a été reconnu à l’étape 360. La consigne CO est par exemple une consigne d’ouverture de la malle arrière d’un véhicule automobile. Ledit geste prédéterminé est par exemple le mouvement du pied tel que décrit ci-dessus. La consigne CO est transmise à un système de pilotage d’ouverture d’ouvrant dans le véhicule automobile.Here, the method according to the invention further comprises an optional step 370 of formulating an instruction CO for unlocking and/or opening a vehicle door, when a predetermined gesture has been recognized at step 360. setpoint CO is for example a setpoint for opening the trunk of a motor vehicle. Said predetermined gesture is for example the movement of the foot as described above. The CO setpoint is transmitted to a door opening control system in the motor vehicle.

De même, l’invention couvre également un système selon l’invention, configuré pour mettre en œuvre l’une au moins des étapes 350, 360 et 370 du procédé de la (à l’aide du module de traitement 16B, ou d’au moins un module de traitement annexe comportant au moins un processeur et le cas échéant une ou plusieurs mémoires).Similarly, the invention also covers a system according to the invention, configured to implement at least one of the steps 350, 360 and 370 of the method of the (using the processing module 16B, or at least one additional processing module comprising at least one processor and, where applicable, one or more memories).

L’invention n’est pas limitée aux exemples détaillés ci-dessus, et de nombreuses autres variantes de système et de procédé selon l’invention peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l’invention, par exemple avec des signaux radiofréquence centrés sur d’autres valeurs de fréquence.The invention is not limited to the examples detailed above, and many other variants of system and method according to the invention can be implemented without departing from the scope of the invention, for example with centered radiofrequency signals on other frequency values.

De préférence, mais de manière non limitative, le procédé et le dispositif selon l’invention sont destinés à être mis en œuvre dans véhicule automobile, dans le but de détecter un geste effectué par un utilisateur situé à l’extérieur du véhicule et souhaitant accéder audit véhicule. Il peut s’agir de piloter une ouverture automatique de la malle arrière, ou d’un autre ouvrant tel qu’une portière. Le geste pilotant l’ouverture est par exemple un geste du pied, le pied forme alors la cible dont on détecte un mouvement. En variante, la cible peut être constituée par une main, un coude, ou tout autre partie du corps de l’utilisateur. De même, l’invention n’est pas limitée à un type particulier de mouvement à détecter.Preferably, but in a non-limiting way, the method and the device according to the invention are intended to be implemented in a motor vehicle, with the aim of detecting a gesture made by a user located outside the vehicle and wishing to access said vehicle. This may be to control an automatic opening of the trunk, or another opening such as a door. The gesture controlling the opening is for example a gesture of the foot, the foot then forms the target from which a movement is detected. Alternatively, the target may consist of a hand, an elbow, or any other part of the user's body. Likewise, the invention is not limited to a particular type of movement to be detected.

En variante, le procédé et le dispositif selon l’invention peuvent être mis en œuvre pour réaliser une détection de geste dans un autre contexte que l’automobile, par exemple pour piloter à distance des appareil électro-ménagers, pour ouvrir une porte d’un bâtiment, etc.As a variant, the method and the device according to the invention can be implemented to carry out gesture detection in a context other than the automobile, for example to remotely control household appliances, to open a door of a building, etc.

Claims (11)

Procédé détection de geste utilisant un signal radiofréquence retour (SRr(t)) qui correspond à la réflexion, sur une cible, d’un signal radiofréquence émis (SRem(t)), le procédé comportant ladite étape, mise en œuvre à l’aide d’au moins un module (16A, 16B) de traitement de signal :
a/ à partir d’un signal électrique correspondant au signal radiofréquence retour, détermination (230 ; 330) d’un déphasage entre le signal radiofréquence émis (SRem(t)) et le signal radiofréquence retour (SRr(t)), ledit déphasage étant déterminé pour une pluralité d’instants d’échantillonnage séparés deux à deux par une période d’échantillonnage prédéterminée ;
caractérisé en ce que le procédé comporte en outre l’étape suivante, mise en œuvre à l’aide de l’au moins un module de traitement de signal (16A, 16B) :
b/ pour une pluralité de premiers instants d’échantillonnage consécutifs, calcul (240 ; 340) d’une valeur courante de différence de phase δΦ(t), définie par :
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
avec Φ(t) la valeur du déphasage audit premier instant d’échantillonnage, et
Φ(t-Δt) la valeur du déphasage à un second instant d’échantillonnage précédent immédiatement ledit premier instant d’échantillonnage,
où chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de ladite cible.
Gesture detection method using a return radiofrequency signal (SR r (t)) which corresponds to the reflection, on a target, of a transmitted radiofrequency signal (SR em (t)), the method comprising the said step, implemented at using at least one signal processing module (16A, 16B):
a/ from an electrical signal corresponding to the return radiofrequency signal, determination (230; 330) of a phase shift between the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)) and the return radiofrequency signal (SR r (t)), said phase shift being determined for a plurality of sampling instants separated two by two by a predetermined sampling period;
characterized in that the method further comprises the following step, implemented using the at least one signal processing module (16A, 16B):
b/ for a plurality of first consecutive sampling instants, calculation (240; 340) of a current phase difference value δΦ(t), defined by:
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
with Φ(t) the value of the phase shift at said first sampling instant, and
Φ(t-Δt) the value of the phase shift at a second sampling instant immediately preceding said first sampling instant,
where each current value of phase difference δΦ(t) translates a current value of a displacement of said target.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte en outre l’étape suivante, mise en œuvre à l’aide de l’au moins un module de traitement de signal :
c/ à partir de chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t), calcul (350) d’une valeur courante de variation de distance δd(t), où ladite valeur courante de variation de distance désigne un déplacement de la cible entre les premier et second instants d’échantillonnage.
Method according to claim 1, characterized in that it further comprises the following step, implemented using the at least one signal processing module:
c/ from each current phase difference value δΦ(t), calculation (350) of a current distance variation value δd(t), where said current distance variation value designates a displacement of the target between the first and second sampling instants.
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape (360) de reconnaissance de geste, à partir d’une série de valeurs courantes de variation de distance δd(t).Method according to claim 2, characterized in that it further comprises a step (360) of gesture recognition, from a series of current values of distance variation δd(t). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape (370) de formulation et transmission d’une consigne de déverrouillage et/ou ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, lorsqu’un geste prédéterminé est reconnu à l’étape (360) de reconnaissance de geste.Method according to claim 3, characterized in that it further comprises a step (370) of formulating and transmitting an instruction for unlocking and/or opening a motor vehicle door, when a predetermined gesture is recognized at the step (360) of gesture recognition. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le signal radiofréquence émis (SRem(t)), à l’origine du signal radiofréquence retour (SRr(t)), présente une amplitude constante et une fréquence constante.Method according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)), at the origin of the return radiofrequency signal (SR r (t)), has a constant amplitude and a constant frequency. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le signal radiofréquence émis (SRem(t)), à l’origine du signal radiofréquence retour (SRr(t)), présente une fréquence centrale comprise dans une bande de fréquence allant de 24,00 GHz à 24,25 GHz.Method according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)), at the origin of the return radiofrequency signal (SR r (t)), has a central frequency comprised in a frequency band ranging from 24.00 GHz to 24.25 GHz. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’à l’étape b/, la valeur du déphasage Φ(t) au premier instant d’échantillonnage, respectivement la valeur du déphasage Φ(t-Δt) au second instant d’échantillonnage, est déterminée à l’aide de deux signaux I0et Q0, avec
- I0un signal mixé en phase, résultant d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour (SRr(t)) et au signal radiofréquence émis (SRem(t)), et
- Q0un signal mixé en quadrature de phase, résultant d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour (SRr(t)), et au signal radiofréquence émis (SRem(t)) déphasé de π/2.
Method according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that in step b/, the value of the phase shift Φ(t) at the first sampling instant, respectively the value of the phase shift Φ(t-Δt) at the second sampling instant, is determined using two signals I 0 and Q 0 , with
- I 0 a signal mixed in phase, resulting from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal (SR r (t)) and to the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)), and
- Q 0 a mixed signal in phase quadrature, resulting from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal (SR r (t)), and to the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)) phase shifted by π/ 2.
Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur du déphasage Φ(t) au premier instant d’échantillonnage, respectivement la valeur du déphasage Φ(t-Δt) au second instant d’échantillonnage, est déterminée à l’aide desdits signaux I0et Q0, auxquels on soustrait respectivement un signal de calibrage en phase Icalet un signal de calibrage en quadrature de phase Qcal, avec
- le signal de calibrage en phase, Ical, qui résulte d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour (SRr(t)) et au signal radiofréquence émis (SRem(t)), en l’absence de cible ou avec une cible à l’arrêt, et
- le signal de calibrage en quadrature de phase, Qcal, qui résulte d’un mixage entre des signaux électriques correspondant respectivement au signal radiofréquence retour (SRr(t)), et au signal radiofréquence émis (SRem(t)) déphasé de π/2, en l’absence de cible ou avec une cible à l’arrêt.
Method according to Claim 7, characterized in that the value of the phase shift Φ(t) at the first sampling instant, respectively the value of the phase shift Φ(t-Δt) at the second sampling instant, is determined using said signals I 0 and Q 0 , from which an in-phase calibration signal I cal and a phase quadrature calibration signal Q cal are respectively subtracted, with
- the phase calibration signal, I cal , which results from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal (SR r (t)) and to the emitted radiofrequency signal (SR em (t)), in the absence of target or with a stationary target, and
- the phase quadrature calibration signal, Q cal , which results from a mixing between electrical signals corresponding respectively to the return radiofrequency signal (SR r (t)), and to the emitted radiofrequency signal (SR em (t)) out of phase of π/2, in the absence of a target or with a stationary target.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les instants d’échantillonnage correspondent aux instants d’échantillonnage d’un convertisseur analogique-numérique.Method according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that the sampling instants correspond to the sampling instants of an analog-digital converter. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes suivantes :
- à l’aide d’un émetteur-récepteur radiofréquence (101, 104), émission du signal radiofréquence émis ;
- à l’aide de l’émetteur-récepteur radiofréquence (101, 104), réception du signal radiofréquence retour.
Method according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that it also comprises the following steps:
- using a radiofrequency transceiver (101, 104), transmission of the transmitted radiofrequency signal;
- using the radiofrequency transceiver (101, 104), reception of the return radiofrequency signal.
Système (100) pour la mise en œuvre d’un procédé selon la revendication 10, comportant :
- un émetteur-récepteur radiofréquence (101, 104), configuré pour l’émission du signal radiofréquence émis (SRem(t)) et pour la réception du signal radiofréquence retour (SRr(t)) ; et
- au moins un module de traitement de signal (16A, 16B), configuré pour mettre en œuvre les étapes suivantes :
a/ à partir d’un signal électrique correspondant au signal radiofréquence retour, détermination (230 ; 330) d’un déphasage entre le signal radiofréquence retour et le signal radiofréquence émis, ledit déphasage étant déterminé pour une pluralité d’instants d’échantillonnage séparés deux à deux par une période d’échantillonnage prédéterminée ; et
b/ pour une pluralité de premiers instants d’échantillonnage consécutifs, calcul (240 ; 340) d’une valeur courante de différence de phase δΦ(t), définie par :
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
avec Φ(t) la valeur du déphasage audit premier instant d’échantillonnage, et
avec Φ(t-Δt) la valeur du déphasage à un second instant d’échantillonnage précédent immédiatement ledit premier instant d’échantillonnage,
où chaque valeur courante de différence de phase δΦ(t) traduit une valeur courante d’un déplacement de ladite cible.
System (100) for implementing a method according to claim 10, comprising:
- a radiofrequency transceiver (101, 104), configured for the transmission of the transmitted radiofrequency signal (SR em (t)) and for the reception of the return radiofrequency signal (SR r (t)); And
- at least one signal processing module (16A, 16B), configured to implement the following steps:
a/ from an electrical signal corresponding to the return radiofrequency signal, determination (230; 330) of a phase shift between the return radiofrequency signal and the transmitted radiofrequency signal, said phase shift being determined for a plurality of separate sampling instants two by two by a predetermined sampling period; And
b/ for a plurality of first consecutive sampling instants, calculation (240; 340) of a current phase difference value δΦ(t), defined by:
δΦ(t)=Φ(t)-Φ(t-Δt),
with Φ(t) the value of the phase shift at said first sampling instant, and
with Φ(t-Δt) the value of the phase shift at a second sampling instant immediately preceding said first sampling instant,
where each current value of phase difference δΦ(t) translates a current value of a displacement of said target.
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