WO2011088985A1 - Procede de localisation et de detection de la position des roues d'un vehicule - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method of locating the position of the wheels of a vehicle and a method of detecting the position of a wheel on a vehicle.
- the receiver is equipped with four receiving antennas, one for each wheel, arranged on the frame of the car near each of the wheels.
- the antennas are connected to the receiver by electric cables.
- Each antenna is associated with a wheel position (front left, front right, rear left, right rear).
- the location of the sensor of a wheel is then determined by determining, for each antenna, the most powerful signal picked up by this antenna, which signal corresponds to the signal emitted by the sensor of the wheel closest to this antenna.
- the document FR 2,774,178 discloses a method of locating the position of the wheels on a vehicle.
- the wheels are each equipped with a sensor emitting a detection signal representative of the corresponding wheel.
- the vehicle is in turn equipped with a detection signal processing unit.
- the processing unit is equipped with an antenna for receiving the detection signal emitted by each antenna.
- the method described in this document consists in determining, for each wheel, a signature of a detection signal emitted by the sensor of this wheel and then memorizing this signature and the corresponding position of the wheel on the vehicle in the transmission member. treatment.
- Recognition of the position (or location) of a wheel on the vehicle is obtained by analyzing the signature of a detection signal and comparing this signature to the signatures stored in the processing unit.
- the signal for determining the signature is received by a single antenna.
- the intensity of the signal received by the antenna varies not only depending on the position of the sensor that emitted the signal but also according to many other criteria such as the temperature of the sensor, the battery level of the sensor, the tolerances of the power emitted ... These criteria can cause a variation of power several decibels (of the order of 6 to 8 dB for example) at the level of the signal received by the antenna and consequently induce errors in the recognition of the position of the wheels.
- the comparison between the extracted signature and the stored signatures is relatively complex to implement since it involves determining the correlation between a signature extracted from a detection signal and stored signatures extracted from detection signals which have not necessarily been issued at the same angular position of the wheel.
- the subject of the present invention is a method for locating the position of the wheels of a vehicle, each wheel being equipped with a sensor able to emit a location signal and the vehicle being equipped with a receiver capable of receive the location signals emitted by the sensors, said method comprising the step of determining a signature of the location signal emitted by the sensor of each wheel as a function of the position of said wheel on the vehicle, and the step of storing in said receiver said signature and the corresponding position of each wheel on the vehicle.
- the receiver being provided with at least two antennas, said first and second antennas, the signature of the location signal emitted by the sensor of each wheel is determined from the power difference between the power of the received signal. by the first antenna and the power of the signal received by the second antenna.
- the signature is thus based on a differential power measurement, which makes it possible to overcome, in particular, the aforementioned temperature, battery and tolerance effects.
- said first and second antennas are antennas having different electromagnetic properties, the first antenna having for example a horizontal polarization and the second antenna having a vertical polarization.
- the signature of the identification signal emitted by the sensor of a wheel is determined by the following steps:
- N being an integer greater than or equal to 1, so as to define, for each of the N threshold values, a so-called statistical value representative of the number of values of difference greater than or equal to said threshold value or representative of the number of difference values less than or equal to said threshold value.
- the statistical values associated with the N threshold values thus form a signature of the location signal emitted by the wheel sensor.
- the power of the signal received by an antenna is measured at the receiver by a power indication device type RSSI (for Receiver Signal Strength Indicator in English) known per se or any other similar means.
- RSSI Receiver Signal Strength Indicator in English
- the statistical analysis consists in determining, for each of the N threshold values, the percentage of difference values greater than or equal to the said threshold value.
- N the more precise the signature of the signal emitted by the sensor.
- M the number of power measurements received by the first and the second antenna, the more precise the signature of the signal emitted by the sensor.
- the number N of threshold values is preferably at least equal to 3.
- the location signal emitted by the sensor of a wheel comprises a plurality of frames, distributed or not in one or more bursts, and at least one difference value between the power received by the first antenna and the power received by the second antenna is determined during each of these frames.
- the number of power measurements per frame depends on the speed of the wheel and increases as the speed of the wheel increases.
- This method of locating the position of the wheels is equivalent to a learning method at the end of which signatures and corresponding wheel positions on the vehicle are stored in the receiver.
- the invention also relates to a method for detecting the position of a wheel on a vehicle, each wheel of the vehicle being equipped with a sensor adapted to emit a locating signal and the vehicle being equipped with a receiver adapted to receive the location signals emitted by the sensors, a signature of the location signal of each sensor being previously determined and stored in said receiver, comprising a step of determining the signature of a received location signal by the receiver and a step of comparing said signature with the stored signatures so as to determine the position of the wheel corresponding to said received signal.
- the receiver being provided with at least two antennas, said first and second antennas, said signature is determined from the power difference between the power of the signal received by the first antenna and the power of the signal received by the second antenna. The power difference values are then listed with respect to predetermined threshold values N.
- the invention also relates to a locating device for implementing the method of locating and detecting the position of the wheels of a vehicle as defined above.
- the device comprises a receiver, at least first and second antennas, a switch with at least two input channels isolated from each other and mounted so that the receiver is connected to one or the other another of said first and second antennas, a calculation unit for determining the signature and a control unit for controlling said switch and said computing unit.
- Figure 1 shows a vehicle for carrying out the methods of the invention
- FIG. 2 represents a location signal emitted by the sensor of a wheel
- FIG. 3 represents an example of curves illustrating the signatures based on a power difference received between the first and the second antenna for each of the four wheels of a vehicle.
- the method of the invention is intended to be implemented on a vehicle as shown in FIG. 1.
- the vehicle 1 comprises wheels 2 each equipped with a sensor 3 capable of transmitting signals to a receiver 4 disposed on the chassis of the vehicle.
- Each sensor 3 conventionally transmits data representative of measurements made by the sensor 3 on the wheel 2, for example pressure and / or temperature data of the wheel 2, and data, called identification data, which makes it possible to identify the sensor 3.
- the receiver 4 is equipped with at least two antennas, a first antenna 5a and a second antenna 5b having different electromagnetic properties, for example different polarizations.
- the first antenna 5a is for example a horizontally polarized antenna and the second antenna 5b is a vertically polarized antenna.
- These two antennas 5a, 5b are intended to receive the signals emitted by the sensors 3 of the wheels 2.
- These two antennas 5a, 5b having different electromagnetic properties, for the same emitted signal the power level of the signal received by the first antenna 5a is different from the power level of the signal received by the second antenna 5b.
- this power difference varies as a function of the position on the vehicle 1 of the wheel 2 which emits the signal and also varies temporally as the wheels 2 rotate.
- each wheel sensor 3 emits a signal called locating signal.
- This signal can be either a specific signal comprising specific frames for the location, or the usual signal comprising the identification data and the measurement data.
- This signal comprises at least the identification data of the sensor 3 so that the receiver 4 can identify the sensor 3 having emitted the location signal.
- the power measurements are made during the reception of these frames by the receiver 4.
- the location signal includes only frames comprising the identification data of the sensor 3, which makes it possible to send frames of very short duration. . These frames are emitted by bursts and thus allow for different angular positions of the wheel 2, to determine the power of the signal received by each of the antennas 5a, 5b and obtain a statistical distribution of these power measurements on a wheel revolution 2.
- FIG. 2 represents an example of a location signal transmitted per unit of time t. It comprises frames T issued in the form of periodic or quasi-periodic bursts.
- each burst S has three frames T.
- the three frames T of the first burst S are emitted at different angular positions of the wheel 2.
- These frames are then received by each antenna 5a, 5b with different power levels.
- the three frames of the next burst, which are transmitted at angular positions a priori different from the first three frames, are received by each antenna 5a, 5b with still other power levels.
- the power levels received on each antenna 5a, 5b depend not only on the angular position of the wheel 2 but also on the position of the wheel 2 on the vehicle 1. It is then possible to define a clean signature for each wheel 2 from the power difference received by the two antennas 5a, 5b.
- a signature of the localization signal emitted by the sensor 3 of this wheel 2 is determined from the difference in power between the power of the signal received by the first antenna 5a and the power of the signal received by the second antenna 5b.
- the signature of the identification signal emitted by the wheel sensor 2 is determined as follows:
- N being an integer greater than or equal to 1, so as to define, for each of the N threshold values, a so-called statistical value representative of the number of difference values greater than or equal to said threshold value or representative of the number of difference values less than or equal to said threshold value.
- the result of the statistical analysis then forms the signature of the locating signal emitted by the wheel sensor 3.
- a signature is thus determined for each of the wheel sensors 2 and stored in the receiver with the corresponding wheel position 2 on the wheel. the vehicle.
- the power measurements of the signal received by each antenna 5a, 5b are made during the reception of the frames T by the receiver 4.
- Several measurements can be made per frame. This number of measurements per frame depends on the speed of the vehicle 1. Indeed, when the vehicle 1 is stopped, it is not necessary to perform a large number of measurements per frame since they will all be identical. When the vehicle 1 is at a standstill, therefore, for example, a single measurement per frame is carried out. By cons, when the vehicle 1 rolls, it is necessary to perform several measurements per frame to obtain a large number of power measurements per wheel revolution 2 in order to characterize the signature of the wheel 2.
- the difference between the power of the signal received by the first antenna 5a and the power of the signal received by the second antenna 5b is then determined for each measurement instant.
- Curves are then obtained as illustrated in Figure 3.
- Each curve i.e. the curve A, B, C, D
- a wheel 2 of the vehicle 1 respectively in the 1 st, 2 nd , 2 nd and 4 th wheel and represents the temporal variation per time unit t; the difference in power ⁇ between the signal received by the first antenna 5a and the signal received by the second antenna 5b over a given measurement period F, for example here on a wheel revolution 2.
- Each curve A, B, C, D consists of a large number of points representative of the power difference values ⁇ so that the The results of the statistical analysis to follow are sufficiently precise and sufficiently different for each of the wheels 2.
- each curve A, B, C, D comprises at least the measurement results for about twenty bursts of minus 3 frames each.
- a statistical analysis with respect to predetermined thresholds is then performed on each of the curves.
- the values of the points constituting each of the curves A, B, C, D are compared with three threshold values S1, S2 and S3, with S1 ⁇ S2 ⁇ S3.
- the analysis consists in counting, for each of the curves A, B, C, D, the number of difference values ⁇ greater than each of these thresholds.
- the results of this counting step for curves A, B, C, D shown in Figure 3 are presented as a percentage in the following table:
- the number of thresholds necessary for the implementation of the method depends in particular on the number of wheels 4 of the vehicle 1. It is at least equal to 1 and is preferably equal to 3 in the case of a vehicle 1 with four wheels 2.
- the thresholds have different values.
- the thresholds are regularly distributed in the range of variation of the power difference values received by the two antennas 5a and 5b. For example, if D max is the maximum value of power difference received by the two antennas 5a and 5b, then the threshold S1 is equal to, the threshold S2 is equal to
- This method of locating the wheels 2 on the vehicle 1, which is a learning method, is intended to relate the signature of a location signal to the position on the vehicle 1 of the corresponding wheel 2. It can be implemented on each vehicle or for each type of vehicle during characterization phases. These characterization phases can take place, for example during the development of the vehicle at the vehicle manufacturer. Only one characterization per vehicle or type of vehicle is necessary. The detection process, meanwhile, is performed after the characterization phase and at each start of the vehicle. This is to locate the wheels of the vehicle and to detect if the driver has changed the position of the wheels for example.
- the signature of the localization signal emitted by the sensor 3 of this wheel 2 is determined from the power levels received by the two antennas 5a and 5b and the said signature is compared with the stored signatures.
- the signature of the locating signal emitted by the sensor 3 of the wheel is determined as defined above, namely by carrying out power measurements received on each of the antennas 5a, 5b, by determining the difference between the power of the signal received by the first antenna 5a and the power of the signal received by the second antenna 5b and performing a statistical analysis on these difference values.
- the duration of the power measurement period F of the localization method is generally longer than that of the detection method since the signature is formed of a large number of points in order to be statistically representative.
- the measurement period of the detection method can be shorter because it can consist of a plurality of measurement periods corresponding only to portions of the curves A, B, C, D of FIG. it is indeed not necessary during the detection process to reconstruct the curves A, B, C, D of the learning method, if a smaller number of randomly taken measurements make it possible to reconstitute the signatures for each wheel 2.
- the comparison step consists in comparing the signature determined with each of the memorized signatures.
- Each of the statistical values of the determined signature is compared with the statistical values of the stored signature.
- a so-called latitude interval is advantageously defined around each statistical value of the stored signature, for example + 1-5%, to cope with the offset due to a smaller number of power measurements than that used during the localization process (learning ). If the static value of the determined signature falls within the latitude range of the corresponding statistical value of the stored signature, it is considered that the statistical values coincide. If all the statistical values of the determined signature coincide with the statistical values of a stored signature, it is considered that these two signatures are identical.
- the power measurements are made instantaneously or almost instantaneously on the two antennas 5a and 5b.
- the receiver 4 comprises a switch 6 with two input channels isolated from each other and mounted so that the receiver 4 is connected to one or the other. other antennas 5a and 5b, a calculation unit 7 for measuring and determining the signatures and a control unit 8 for controlling the switch and the unit 7.
- the control unit 8 controls the switch 6 to connect the other antenna 5b to the calculation unit 7 so that the latter immediately realizes after a power measurement on the other antenna 5b.
- the distance between the two antennas preferably being a predetermined multiple of the wavelength of the location signals emitted by the sensors.
- the previously described method is then applied for all possible antenna pairs. It is also possible to provide a larger number of receivers, each receiver being connected to at least two antennas.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de localisation de la position des roues (2) d'un véhicule (1), chaque roue (2) étant équipée d'un capteur (3) apte à émettre un signal de localisation et le véhicule (1) étant équipé d'un récepteur (4) apte à recevoir les signaux de localisation émis par les capteurs (3). Le procédé comporte l'étape de déterminer une signature du signal de localisation émis par le capteur (3) de chaque roue (2) en fonction de la position de ladite roue (2) sur le véhicule (1), et l'étape de mémoriser dans ledit récepteur (4) ladite signature et la position correspondante de chacune des roues (2). Selon l'invention, le récepteur (4) étant équipé d'au moins deux antennes, dites première et seconde antennes (5a, 5b), la signature du signal de localisation émis par le capteur (3) de chaque roue (2) est déterminée à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b).
Description
Procédé de localisation et de détection de la position des roues d'un véhicule
La présente invention concerne un procédé de localisation de la position des roues d'un véhicule et un procédé de détection de la position d'une roue sur un véhicule.
On connaît des systèmes pour surveiller en permanence la pression des pneus d'un véhicule. Dans ces systèmes, les pneus sont équipés de capteurs de pression qui transmettent par voie radiofréquence les mesures de pression à une unité centrale disposée dans le véhicule via un récepteur monté sur le châssis du véhicule. Ces informations de pression sont traitées par l'unité centrale pour affichage sur le tableau de bord du véhicule ou pour l'émission d'un signal d'alarme à destination du conducteur du véhicule. Lors de la transmission des mesures de pression, chaque capteur transmet également un code ou identifiant permettant de l'identifier.
Pour qu'un tel système fonctionne correctement, il faut que l'unité centrale soit en mesure de déterminer à quelle roue correspond l'information de pression reçue.
Pour cela, dans certains systèmes, le récepteur est équipé de quatre antennes de réception, une pour chaque roue, disposées sur le châssis de la voiture à proximité de chacune des roues. Les antennes sont reliées au récepteur par des câbles électriques. Chaque antenne est associée à une position de roue (avant gauche, avant droit, arrière gauche, arrière droit). La localisation du capteur d'une roue se fait alors en déterminant, pour chaque antenne, le signal le plus puissant capté par cette antenne, lequel signal correspond au signal émis par le capteur de la roue la plus proche de cette antenne. Ces systèmes ont pour principal inconvénient de nécessiter pour chaque roue une antenne et un câble coaxial pour relier l'antenne au récepteur, ce qui représente à la fois des difficultés de montage et un coût élevé du système.
On connaît par ailleurs des systèmes comprenant un nombre plus réduit d'antennes. Le document FR 2 774 178 divulgue un procédé de localisation de la position des roues sur un véhicule. Les roues sont équipées chacune d'un capteur émettant un signal de détection représentatif de la roue correspondante. Le véhicule est quant à lui équipé d'un organe de traitement du signal de détection. L'organe de traitement est équipé d'une antenne pour recevoir le signal de détection émis par chaque antenne. Le procédé décrit dans ce document consiste à déterminer, pour chaque roue, une signature d'un signal de détection émis par le capteur de cette roue et à mémoriser ensuite cette signature et la position correspondante de la roue sur le véhicule dans l'organe de traitement. La reconnaissance de la position (ou de localisation) d'une roue sur le véhicule est obtenue en analysant la signature d'un signal de détection et en comparant cette signature aux signatures mémorisées dans l'organe de traitement.
Dans ce procédé, le signal permettant de déterminer la signature est reçu par une antenne unique. L'intensité du signal reçu par l'antenne varie non seulement en
fonction de la position du capteur qui a émis le signal mais également en fonction de nombreux autres critères tels que la température du capteur, le niveau de batterie du capteur, les tolérances de la puissance émise... Ces critères peuvent entraîner une variation de puissance de plusieurs décibels (de l'ordre de 6 à 8 dB par exemple) au niveau du signal reçu par l'antenne et induirent en conséquence des erreurs dans la reconnaissance de la position des roues.
De plus, la comparaison entre la signature extraite et les signatures mémorisées est relativement complexe à mettre en œuvre puisqu'il s'agit de déterminer la corrélation entre une signature extraite d'un signal de détection et des signatures mémorisées extraites de signaux de détection qui n'ont pas forcément été émis à la même position angulaire de la roue.
Un but de l'invention est de pallier tout ou une partie des inconvénients précités. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de localisation de la position des roues d'un véhicule, chaque roue étant équipée d'un capteur apte à émettre un signal de localisation et le véhicule étant équipé d'un récepteur apte à recevoir les signaux de localisation émis par les capteurs, ledit procédé comportant l'étape de déterminer une signature du signal de localisation émis par le capteur de chaque roue en fonction de la position de ladite roue sur le véhicule, et l'étape de mémoriser dans ledit récepteur ladite signature et la position correspondante de chaque roue sur le véhicule.
Selon l'invention, le récepteur étant muni d'au moins deux antennes, dites première et seconde antennes, la signature du signal de localisation émis par le capteur de chaque roue est déterminée à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne.
La signature est ainsi basée sur une mesure différentielle de puissance, ce qui permet de s'affranchir notamment des effets de température, de batterie et de tolérance précités.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdites première et seconde antennes sont des antennes ayant des propriétés électromagnétiques différentes, la première antenne ayant par exemple une polarisation horizontale et la deuxième antenne ayant une polarisation verticale. Selon un autre mode de réalisation, on peut également utiliser des antennes distantes l'une de l'autre. D'une manière plus générale, on utilise des antennes permettant d'obtenir une différence de puissance significative entre les signaux reçus par les deux antennes.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la signature du signal d'identification émis par le capteur d'une roue est déterminée par les étapes suivantes :
• mesurer, à M instants de mesure, la puissance du signal reçu par la première antenne et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne,
• déterminer, pour chaque instant de mesure, une valeur, dite valeur de différence, représentative de la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne, et
· effectuer une analyse statistique des M valeurs de différence par rapport à N valeurs seuil prédéterminées, N étant un entier supérieur ou égal à 1 , de manière à définir, pour chacune des N valeurs seuil, une valeur dite statistique représentative du nombre de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil ou représentative du nombre de valeurs de différence inférieures ou égales à ladite valeur seuil.
Les valeurs statistiques associées aux N valeurs seuils forment ainsi une signature du signal de localisation émis par le capteur de la roue.
En pratique, la puissance du signal reçu par une antenne est mesurée au niveau du récepteur par un dispositif d'indication de puissance de type RSSI (pour Receiver Signal Strength Indicator en langue anglaise) connu en soi ou tout autre moyen similaire.
Selon un mode de réalisation particulier, l'analyse statistique consiste à déterminer, pour chacune des N valeurs seuil, le pourcentage de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil. Plus le nombre de valeurs seuil N est élevé, plus la signature du signal émis par le capteur est précise. De la même façon, plus le nombre M de mesures de puissance reçu par la première et la deuxième antenne est élevé, plus la signature du signal émis par le capteur est précise.
Selon un mode de réalisation particulier, pour un véhicule à quatre roues équipées de capteur, le nombre N de valeurs seuil est de préférence au moins égal à 3.
Selon un mode de réalisation particulier, le signal de localisation émis par le capteur d'une roue comprend une pluralité de trames, réparties ou non en une ou plusieurs salves, et au moins une valeur de différence entre la puissance reçue par la première antenne et la puissance reçue par la deuxième antenne est déterminée pendant chacune de ces trames.
Avantageusement, le nombre de mesures de puissance par trame dépend de la vitesse de la roue et augmente au fur et à mesure que la vitesse de la roue augmente.
Ce procédé de localisation de la position des roues est équivalent à un procédé d'apprentissage au terme duquel des signatures et les positions de roue sur le véhicule correspondantes sont mémorisées dans le récepteur.
L'invention concerne également un procédé de détection de la position d'une roue sur un véhicule, chaque roue du véhicule étant équipée d'un capteur apte à émettre un signal de localisation et le véhicule étant équipé d'un récepteur apte à recevoir les signaux de localisation émis par les capteurs, une signature du signal de localisation de chaque capteur étant préalablement déterminée et mémorisée dans ledit récepteur, comprenant une étape de détermination de la signature d'un signal de localisation reçu
par le récepteur et une étape de comparaison de ladite signature aux signatures mémorisées de manière à déterminer la position de la roue correspondant audit signal reçu. Selon l'invention, le récepteur étant muni d'au moins deux antennes, dites première et seconde antennes, ladite signature est déterminée à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne. Les valeurs de différence de puissance sont ensuite répertoriées par rapport à des valeurs seuil prédéterminées N.
L'invention concerne également un dispositif de localisation pour la mise en œuvre du procédé de localisation et détection de la position des roues d'un véhicule tel que définis précédemment. Le dispositif comporte un récepteur, au moins des première et seconde antennes, un commutateur à au moins deux voies d'entrée isolées l'une de l'autre et monté de telle sorte que le récepteur est connecté à l'une ou à l'autre desdites première et seconde antennes, une unité de calcul pour déterminer la signature et une unité de commande pour la commande dudit commutateur et de ladite unité de calcul.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, en se référant aux figures jointes, parmi lesquelles :
• la figure 1 représente un véhicule permettant la mise en œuvre des procédés de l'invention ;
· la figure 2 représente un signal de localisation émis par le capteur d'une roue ; et
• la figure 3 représente un exemple de courbes illustrant les signatures basées sur une différence de puissance reçue entre la première et la deuxième antenne pour chacune des quatre roues d'un véhicule.
Le procédé de l'invention est destiné à être mis en œuvre sur un véhicule tel que représenté à la figure 1. Le véhicule 1 comprend des roues 2 équipées chacune d'un capteur 3 apte à émettre des signaux vers un récepteur 4 disposé sur le châssis du véhicule. Chaque capteur 3 émet classiquement des données représentatives de mesures effectuées par le capteur 3 sur la roue 2, par exemple des données de pression et/ou de température de la roue 2, et des données, dites données d'identification, permettant d'identifier le capteur 3.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le récepteur 4 est équipé d'au moins deux antennes, une première antenne 5a et une deuxième antenne 5b ayant des propriétés électromagnétiques différentes, par exemple des polarisations différentes. La première antenne 5a est par exemple une antenne à polarisation horizontale et la deuxième antenne 5b est une antenne à polarisation verticale. Lesdites antennes 5a, 5b ayant des propriétés électromagnétiques différentes, elles peuvent être localisées au même endroit ou distantes. Ces deux antennes 5a, 5b sont destinées à recevoir les signaux émis par les capteurs 3 des roues 2. Ces deux antennes 5a, 5b ayant des
propriétés électromagnétiques différentes, pour un même signal émis, le niveau de puissance du signal reçu par la première antenne 5a est différent du niveau de puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b. Pour chaque antenne 5a, 5b, cette différence de puissance varie en fonction de la position sur le véhicule 1 de la roue 2 qui émet le signal et varie également temporellement au fur et à mesure que les roues 2 tournent.
Selon l'invention, on propose d'utiliser cette variation des différences de puissance reçue entre les deux antennes 5a, 5b pour déterminer une signature pour chacune des roues 2.
Pour localiser la position des roues 2 sur le véhicule 1 , chaque capteur 3 de roue 2 émet un signal appelé signal de localisation. Ce signal peut être soit un signal spécifique comprenant des trames spécifiques pour la localisation, soit le signal habituel comprenant les données d'identification et les données de mesure. Ce signal, qu'il soit spécifique ou non, comporte au moins les données d'identification du capteur 3 pour que le récepteur 4 puisse identifier le capteur 3 ayant émis le signal de localisation. Les mesures de puissance sont effectuées pendant la réception de ces trames par le récepteur 4. De préférence, le signal de localisation ne comporte que des trames comportant les données d'identification du capteur 3 ce qui permet d'envoyer des trames de durée très courte. Ces trames sont émises par salves et permettent ainsi pour différentes positions angulaires de la roue 2, de déterminer la puissance du signal reçu par chacune des antennes 5a, 5b et obtenir une répartition statistique de ces mesures de puissance sur un tour de roue 2.
La figure 2 représente un exemple de signal de localisation émis par unité de temps t. Il comporte des trames T émises sous forme de salves S périodiques ou quasi- périodiques. Dans l'exemple de la figure 2, chaque salve S comporte trois trames T. Quand la roue tourne, les trois trames T de la première salve S sont émises à différentes positions angulaires de la roue 2. Ces trames sont alors reçues par chaque antenne 5a, 5b avec des niveaux de puissance différents. Les trois trames de la salve suivante, qui sont émises à des positions angulaires a priori différentes des trois premières trames, sont reçues par chaque antenne 5a, 5b avec encore d'autres niveaux de puissance. Pour un signal de localisation émis, les niveaux de puissance reçus sur chaque antenne 5a, 5b dépendent non seulement de la position angulaire de la roue 2 mais également de la position de la roue 2 sur le véhicule 1. On est alors en mesure de définir une signature propre pour chaque roue 2 à partir de la différence de puissance reçue par les deux antennes 5a, 5b.
Selon l'invention, on détermine donc, pour chaque roue 2, une signature du signal de localisation émis par le capteur 3 de cette roue 2 à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne 5a et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b.
Selon un mode de réalisation particulier, la signature du signal d'identification émis par le capteur 3 de roue 2 est déterminée de la manière suivante :
a) on mesure, à M instants de mesure, la puissance du signal reçu par la première antenne 5a et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b,
b) on détermine ensuite, pour chaque instant de mesure, la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne 5a et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b de manière à obtenir M valeurs de différence, et
c) on effectue une analyse statistique des M valeurs de différence par rapport à N valeurs seuil prédéterminées, N étant un entier supérieur ou égal à 1 , de manière à définir, pour chacune des N valeurs seuil, une valeur dite statistique représentative du nombre de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil ou représentative du nombre de valeurs de différence inférieures ou égales à ladite valeur seuil.
Le résultat de l'analyse statistique forme alors la signature du signal de localisation émis par le capteur 3 de roue 2. Une signature est ainsi déterminée pour chacun des capteurs 3 de roue 2 et mémorisée dans le récepteur avec la position correspondante de roue 2 sur le véhicule.
Les mesures de puissance du signal reçu par chaque antenne 5a, 5b sont effectuées pendant la réception des trames T par le récepteur 4. On peut effectuer plusieurs mesures par trame. Ce nombre de mesures par trame dépend de la vitesse du véhicule 1. En effet, lorsque le véhicule 1 est à l'arrêt, il n'est pas nécessaire d'effectuer un grand nombre de mesures par trame puisqu'elles seront toutes identiques. Lorsque le véhicule 1 est à l'arrêt, on effectue donc par exemple une seule mesure par trame. Par contre, lorsque le véhicule 1 roule, il est nécessaire d'effectuer plusieurs mesures par trame pour obtenir un assez grand nombre de mesures de puissance par tour de roue 2 afin de pouvoir caractériser la signature de la roue 2.
Une fois les mesures effectuées pour chacune des antennes 5a, 5b, on détermine ensuite, pour chaque instant de mesure, la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne 5a et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b.
On obtient alors des courbes telles qu'illustrées à la figure 3. Chaque courbe, c'est à dire la courbe A, B, C, D, est associée à une roue 2 du véhicule 1 , respectivement à la 1ère, 2ème, 2ème et 4ème roue et représente la variation temporelle , par unité de temps t ; de la différence de puissance Δ entre le signal reçu par la première antenne 5a et le signal reçu par la deuxième antenne 5b sur une période de mesure donnée F, par exemple ici sur un tour de roue 2. Chaque courbe A, B, C, D est constituée d'un grand nombre points représentatifs des valeurs de différence de puissance Δ afin que les
résultats de l'analyse statistique à suivre soient suffisamment précis et suffisamment différents pour chacune des roues 2. A titre d'exemple, chaque courbe A, B, C, D comprend au moins les résultats de mesure pour une vingtaine de salves d'au moins 3 trames chacune.
Une analyse statistique par rapport à des seuils prédéterminés est ensuite réalisée sur chacune des courbes. Dans l'exemple illustré à la figure 3, les valeurs des points constituants chacune des courbes A, B, C, D sont comparées à trois valeurs de seuils S1 , S2 et S3, avec S1 <S2<S3. L'analyse consiste à comptabiliser, pour chacune des courbes A, B, C, D, le nombre de valeurs de différence Δ supérieures à chacun de ces seuils. Les résultats de cette étape de comptage pour les courbes A, B, C, D illustrées à la figure 3 sont présentés sous forme de pourcentage dans le tableau suivant :
Tableau 1
Les pourcentages contenus dans chaque colonne du Tableau 1 forment la signature du signal de localisation pour la roue 2 correspondante et sont mémorisés dans le récepteur 4.
Le nombre de seuils nécessaire à la mise en œuvre du procédé dépend notamment du nombre de roues 4 du véhicule 1. Il est au moins égal à 1 et est de préférence égal à 3 dans le cas d'un véhicule 1 à quatre roues 2.
Comme indiqué précédemment, les seuils ont des valeurs différentes. Selon un mode de réalisation avantageux, les seuils sont répartis régulièrement dans la plage de variation des valeurs de différence de puissance reçues par les deux antennes 5a et 5b. Par exemple, si D max est la valeur maximale de différence de puissance reçues par les deux antennes 5a et 5b, alors le seuil S1 est égal à , le seuil S2 est égal à
3 · D max
et le seuil S3 est égal à
Ce procédé de localisation des roues 2 sur le véhicule 1 , qui est un procédé d'apprentissage, est destiné à mettre en relation la signature d'un signal de localisation avec la position sur le véhicule 1 de la roue 2 correspondante. Il peut être mis en œuvre sur chaque véhicule ou pour chaque type de véhicule lors de phases de caractérisation. Ces phases de caractérisation peuvent se dérouler, par exemple lors du développement du véhicule chez le constructeur du véhicule. Une seule caractérisation par véhicule ou par type de véhicule est nécessaire.
Le procédé de détection, quant à lui, est réalisé après la phase de caractérisation et à chaque démarrage du véhicule. Ceci afin de localiser les roues du véhicule et afin de détecter si le conducteur a changé la position des roues par exemple.
Pour réaliser cette détection ultérieure de la position d'une roue 2 sur le véhicule 1 , on détermine la signature du signal de localisation émis par le capteur 3 de cette roue 2 à partir des niveaux de puissance reçus par les deux antennes 5a et 5b et on compare ladite signature aux signatures mémorisées. La signature du signal de localisation émis par le capteur 3 de la roue est déterminée comme définie précédemment, à savoir en effectuant des mesures de puissance reçues sur chacune des antennes 5a, 5b, en déterminant la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne 5a et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne 5b et en effectuant une analyse statistique sur ces valeurs de différence.
La durée de la période de mesure de puissance F du procédé de localisation (procédé d'apprentissage) est en général plus longue que celle du procédé de détection puisque la signature est formée d'un grand nombre de points afin d'être statistiquement représentative. La période de mesure du procédé de détection, quant à elle peut être plus courte car elle peut être constituée que d'une pluralité de périodes de mesures correspondant seulement à des portions des courbes A, B, C, D de la figure 3. Il est en effet pas nécessaire lors du procédé de détection de reconstituer les courbes A, B, C, D du procédé d'apprentissage, si un nombre plus réduit de mesures prises aléatoirement permettent de reconstituer les signatures pour chaque roue 2.
L'étape de comparaison consiste à comparer la signature déterminée à chacune des signatures mémorisées. On compare chacune des valeurs statistiques de la signature déterminée aux valeurs statistiques de la signature mémorisée. Un intervalle dit de latitude est avantageusement défini autour de chaque valeur statistique de la signature mémorisée, par exemple +1-5%, pour faire face au décalage dû à un nombre de mesures de puissance moindre de celui utilisé pendant le procédé de localisation (apprentissage). Si la valeur statique de la signature déterminée tombe dans l'intervalle de latitude de la valeur statistique correspondante de la signature mémorisée, on considère que les valeurs statistiques coïncident. Si toutes les valeurs statistiques de la signature déterminée coïncident avec les valeurs statistiques d'une signature mémorisée, on considère que ces deux signatures sont identiques.
Pour la mise en œuvre du procédé de localisation et de détection de la position des roues 2 sur le véhicule, les mesures de puissance sont réalisées instantanément ou quasi instantanément sur les deux antennes 5a et 5b. A cet effet et en référence à la figure 1 , le récepteur 4 comporte un commutateur 6 à deux voies d'entrée isolées l'une de l'autre et monté de telle sorte que le récepteur 4 est connecté à l'une ou à l'autre des antennes 5a et 5b, une unité de calcul 7 pour faire les mesures et déterminer les signatures et une unité de commande 8 pour la commande du commutateur et de l'unité
de calcul 7. Lorsqu'une mesure de puissance est réalisée sur l'une des antennes 5a, l'unité de commande 8 commande le commutateur 6 pour connecter l'autre antenne 5b à l'unité de calcul 7 pour que cette dernière réalise immédiatement après une mesure de puissance sur l'autre antenne 5b.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini dans les revendications.
En particulier, au lieu d'utiliser des antennes ayant des polarisations différentes, on peut utiliser ayant des formes différentes, par une première antenne en boucle qui est plus sensible au champ magnétique et une autre antenne en brin qui est plus sensible au champ électrique.
Au lieu d'utiliser des antennes ayant des propriétés électromagnétiques différentes, on peut également utiliser des antennes distantes, la distance entre les deux antennes étant de préférence un multiple prédéterminé de la longueur d'onde des signaux de localisation émis par les capteurs.
En particulier, on pourrait prévoir un récepteur avec un plus grand nombre d'antennes. On applique alors le procédé décrit précédemment pour tous les couples d'antennes possibles. On peut également prévoir un plus grand nombre de récepteurs, chaque récepteur étant raccordé à au moins deux antennes.
Claims
1. Procédé de localisation de la position des roues (2) d'un véhicule (1), chaque roue (2) étant équipée d'un capteur (3) apte à émettre un signal de localisation et le véhicule (1 ) étant équipé d'un récepteur (4) apte à recevoir les signaux de localisation émis par les capteurs (4), ledit procédé comportant les étapes suivantes :
· déterminer une signature du signal de localisation émis par le capteur (4) de chaque roue (2) en fonction de la position de ladite roue (2) sur le véhicule (1), et
• mémoriser dans ledit récepteur (4) ladite signature et la position correspondante de chacune des roues (2),
le récepteur (4) étant équipé d'au moins deux antennes (5a, 5b), dites première et seconde antennes (5a, 5b), la signature du signal de localisation émis par le capteur (4) de chaque roue (2) étant déterminée à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b), ledit procédé étant caractérisé en ce que, la signature du signal de localisation émis par le capteur (3) d'une roue (2) est déterminée par les étapes suivantes :
• mesurer, à M instants de mesure, la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b),
· déterminer, pour chaque instant de mesure, une valeur, dite valeur de différence, représentative de la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b), et
• effectuer une analyse statistique des M valeurs de différence par rapport à N valeurs seuil prédéterminées, N étant un entier supérieur ou égal à 1 , de manière à définir, pour chacune des N valeurs seuil, une valeur dite statistique représentative du nombre de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil ou représentative du nombre de valeurs de différence inférieures ou égales à ladite valeur seuil.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'analyse statistique consiste à déterminer, pour chacune des N valeurs seuil, le pourcentage de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour un véhicule à 4 roues, le nombre N de valeurs seuil est au moins égal à 3.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal de localisation émis par le capteur (3) d'une roue (2) comprend une pluralité de trames et en ce qu'au moins une valeur de différence est déterminée pendant chacune des trames.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première (5a) et seconde antennes (5b) ont des propriétés électromagnétiques différentes.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites première (5a) et seconde antennes (5b) ont des polarisations différentes.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites première (5a) et seconde antennes (5b) ont des formes différentes.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première (5a) et seconde antennes (5b) sont des antennes distantes.
9. Procédé de détection de la position d'une roue (2) sur un véhicule (1), chaque roue (2) du véhicule (1 ) étant équipée d'un capteur (3) apte à émettre un signal de localisation et le véhicule (1 ) étant équipé d'un récepteur (4) apte à recevoir les signaux de localisation émis par les capteurs (3), une signature du signal de localisation de chaque capteur (3) étant préalablement déterminée et mémorisée dans ledit récepteur (4), comprenant les étapes suivantes :
• déterminer la signature d'un signal de localisation reçu par le récepteur (4),
• comparer ladite signature aux signatures mémorisées de manière à déterminer la position de la roue (2) correspondant audit signal reçu, te récepteur (4) étant muni d'au moins deux antennes, dites première (5a) et seconde antennes (5b), ladite signature du signal de localisation étant déterminée à partir de la différence de puissance entre la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b), ledit procédé de détection étant caractérisé en ce que la signature du signal de localisation émis par le capteur (3) d'une roue (2) est déterminée par les étapes suivantes :
· mesurer, selon un nombre de mesures moindres que celui utilisé pendant le procédé de localisation, la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b),
• déterminer, pour chaque instant de mesure, une valeur, dite valeur de différence, représentative de la différence entre la puissance du signal reçu par la première antenne (5a) et la puissance du signal reçu par la deuxième antenne (5b), et
• effectuer une analyse statistique des M valeurs de différence par rapport à N valeurs seuil prédéterminées, N étant un entier supérieur ou égal à 1 , de manière à définir, pour chacune des N valeurs seuil, une valeur dite statistique représentative du nombre de valeurs de différence supérieures ou égales à ladite valeur seuil ou représentative du nombre de valeurs de différence inférieures ou égales à ladite valeur seuil.
10. Dispositif de localisation pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un récepteur (4), au moins des première et seconde antennes (5a, 5b), un commutateur (6) à au moins deux voies d'entrée isolées l'une de l'autre et monté de telle sorte que le récepteur (4) est connecté à l'une ou à l'autre desdites première et seconde antennes (5a, 5b), une unité de calcul (7) pour déterminer la signature et une unité de commande (8) pour la commande dudit commutateur (-) et de ladite unité de calcul (7).
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