WO2018189430A1 - Dispositif et procédé de localisation relative d'au moins trois noeuds - Google Patents

Dispositif et procédé de localisation relative d'au moins trois noeuds Download PDF

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WO2018189430A1
WO2018189430A1 PCT/FR2017/050884 FR2017050884W WO2018189430A1 WO 2018189430 A1 WO2018189430 A1 WO 2018189430A1 FR 2017050884 W FR2017050884 W FR 2017050884W WO 2018189430 A1 WO2018189430 A1 WO 2018189430A1
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message
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instant
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PCT/FR2017/050884
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Stéphane Mutz
Matthieu MUTZ
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Blinksight
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • G01S5/0289—Relative positioning of multiple transceivers, e.g. in ad hoc networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for locating at least one node with respect to two other nodes.
  • a field of application of the invention relates to devices comprising a plurality of telecommunication nodes exchanging messages with each other, in order to obtain position information from at least one of the nodes.
  • the aim of the invention is to provide a device for positioning a third node with respect to a first and a second node by taking only the first node as a position reference.
  • a first node is able to calculate its distance from a second node by exchanging with the second node a message and measuring the time of 'go and return the message.
  • N the number of messages exchanged between the nodes to make it possible to calculate all the distances between these varies in N 2 .
  • a device of this type is known, for example, from the document WO 2015/101 674, in which a beacon transmits a first message, a relay transmits a second message following reception of the first message, a sensor measures the instants of arrival of the messages from the beacon and the relay, and a position calculator determines the position of one of the beacon, the relay and the sensor, from the arrival time information and positions, known by the calculator , others among the beacon, the relay and the sensor.
  • This system therefore requires knowing in advance the position of two of the nodes to know the position of a third node.
  • US-B-6,300,903 and US-A-6,801,782 disclose systems for locating a mobile from four reference radios of known positions.
  • Document FR-A-2 924 818 describes a radio localization system from an ad hoc network comprising at least a first master node, a plurality of second reference nodes, said plurality being greater than or equal to two if the network is plane and greater than or equal to three if the network is three-dimensional, the radiolocation system being adapted to determine the position of at least one transmitter, said free node , the master node being able to:
  • This system requires during the localization phase an exchange of messages between the master node and each reference node and another exchange of messages to identify the distances between the pairs of reference nodes.
  • WO 2005/081012 A1 describes a similar system in which an ad hoc network of four base stations is created. Each base station sends a UWB signal to the other three base stations and measures the arrival time of their responses, to calculate the distances between the four stations. The position of a target node is calculated by the fact that the target first sends a signal to the base stations and then that each base station sends a response signal to the target after a known delay of the target.
  • a first object of the invention is a relative location device, comprising at least a first node, at least a second node and at least a third node, distant from each other,
  • the first node (A) comprises a first unit (AER) for transmitting and receiving messages, able to trigger an exchange of first messages (M1, M2) to and from a second unit ( BER) for transmitting and receiving messages, present in the second node (B), the first node (A) comprising a first unit (AC) for calculating a first time (Tab) of the path of the first message (Ml). , M2) to go or return between the first node (A) and the second node (B), the first unit (AER) for transmitting and receiving being also able to transmit a third message (M5) containing a first information (INF1) indicating at least the first travel time (Tab).
  • the third node (C) comprises a third unit (CER) for transmitting and receiving messages, the third or first unit (AER, CER) for transmitting and receiving messages being able to trigger an exchange of second messages (M3, M4) for going and returning with the first or third unit (CER, AER) of transmission and reception, the third node (C) or the first node (A) comprising a third calculating unit (CC) or the first calculating unit (CA), able to calculate a second path time (Tac) of the second message (M3, M4) to go or return between the third node (C) and the first node (A).
  • CER third unit
  • AER first unit
  • CA first calculating unit
  • the third unit (CER) for transmitting and receiving messages is able to receive the first messages of go and return (Ml, M2) and the third message (M5), the third node ( C) comprising a third time measuring unit (CMT) capable of measuring a first reception instant (Tl) of the first message (M1) to go and a second reception instant (T2) of the first message (M2) of return.
  • CMT third time measuring unit
  • the third computing unit (CC) is able to calculate a third path time (Tbc) of the first message (M2) returning from the second node (B) to the third node (C) from the first and second moments (T1, T2), the second path time (Tac) and the first information (INF1) indicating the first travel time (Tab), contained in the third message (M5).
  • Tbc third path time of the first message (M2) returning from the second node (B) to the third node (C) from the first and second moments (T1, T2), the second path time (Tac) and the first information (INF1) indicating the first travel time (Tab), contained in the third message (M5).
  • the first calculation unit (AC) and / or the third calculation unit (CC) is able to calculate a first distance (Dab) between the first node (A) and the second node (B) to from the first travel time (Tab) and / or the third calculation unit (CC) is able to calculate a second distance (Dac) between the first node (A) and the third node (C) from the second time ( Path Tac) and / or the first calculating unit (AC) is adapted to calculate a second distance (Dac) between the first node (A) and the third node (C) from the second path time (Tac) and or the third calculation unit (CC) is able to calculate a third distance (Dbc) between the second node (B) and the third node (C) from the third path time (Tbc).
  • the number of messages transmitted in the device is proportional to the number of nodes.
  • the invention makes use of the fact that the third node uses the exchange of forward and backward messages between the first and second nodes and initiates itself an exchange of messages with the first node to make it possible to know the three distances between the three nodes. nodes.
  • the invention therefore implements collaborative messages as indicated above, in order to reduce the number of messages transmitted in the device.
  • obtaining the three distances (Dab, Dac, Dbc) between the three nodes (A, B, C) requires only the exchange of five messages (Ml, M2, M3, M4 and M5).
  • the relative location device comprises at least a fourth node (D),
  • the first unit (AER) for transmitting and receiving messages of the first node (A) being able to trigger an exchange of fourth messages (M10, M20) to go and return with a fourth unit (DER) of transmission and receiving messages, present in the fourth node (D),
  • the first calculation unit (AC) of the first node (A) being able to calculate a fourth travel time (Tad) of the fourth message (M10, M20) to go or return between the first node (A) and the fourth node (D), the first unit (AER) transmission and reception being able to transmit a fifth message (M50) containing a second information (INF2) indicating the fourth time (Tad) of the journey
  • the third unit (CER) for transmitting and receiving messages being able to receive the fourth messages (M10, M20) to go and return and the fifth message (M50),
  • the third time measurement unit (CMT) of the third node (C) being able to measure a third instant (T3) of reception of the fourth message (M10) to go and a fourth instant (T4) of reception of the fourth message (M20) ) back,
  • the third calculation unit (CC) being able to calculate a fifth path time (Tdc) of the fourth message (M20) returning from the fourth node (D) to the third node (C) from the third and fourth instants (T3, T4), the second path time (Tac) and the second information (INF2) indicating the fourth path time (Tad) contained in the fifth message (M50).
  • the first calculation unit (AC) and / or the third calculation unit (CC) is able to calculate a fourth distance (Dad) between the first node (A) and the fourth node (D) to starting from the fourth path time (Tad) and / or the third computing unit (CC) is able to calculate a fifth distance (Dde) between the third node (C) and the fourth node (D) from the fifth beat ( Tdc) of journey.
  • the fifth message (M50) coincides with the third message (M5) and contains both the first information (INF1) indicating the first travel time (Tab) and the second information (INF2) indicating the fourth time (Tad) of journey.
  • the first or third unit (AER, CER) for transmitting and receiving messages is capable of transmitting, after a second known delay (TRA) following the reception of the second message (M3) to go , the second message (M4) back, the second unit (BER) for transmitting and receiving messages of the second node (B) is able to transmit, after a first known delay (TRB) following the reception of the first message (M1) to go, the first message (M2) return, the first node (A) having a first time measurement unit (AMT) for measuring a fifth instant (T5) of transmission of the first message (Ml) to go through the first node (A) and a sixth instant (T6) of reception of the first message (M2) of return by the first node (A),
  • TRA second known delay
  • M3 second message
  • M4 back
  • the second unit (BER) for transmitting and receiving messages of the second node (B) is able to transmit, after a first known delay (TRB) following the reception of the first message (M1) to go
  • the first calculation unit (AC) being able to calculate, from the fifth transmission instant (T5), the sixth reception instant (T6) and the first known delay (TRB), the first travel time (Tab) from the first message (M1) to go from the first node (A) to the second node (B) or from the first message (M2) back from the second node (B) to the first node (A),
  • the third or first time measurement unit (CMT, AMT) being able to measure a seventh instant (T7) of transmission of the second message (M3) to go through the third or first node (C, A) and an eighth instant (T8) receiving the second message (M4) back by the third or first node (C, A),
  • the third or first unit (CC, AC) for calculating the third or first node (C, A) being able to calculate, from the seventh instant (T7) of transmission, the eighth instant (T8) of reception and the second known delay (TRA), the second travel time (Tac) of the second message (M3) to go or the second message (M4) back between the first node (A) and the third node (C),
  • the third calculation unit (CC) being able to calculate the third travel time (Tbc), starting from the second travel time (Tac), the first reception time (Tl), the second reception time (T2), the first known delay (TRB) and the first information (INF1) indicating the first travel time
  • the fourth unit (DER) for transmitting and receiving messages of the fourth node (D) is capable of transmitting, after a fourth known delay (TRD) following the reception of the fourth message (M 10). to go, the fourth message (M20) back, the first time measurement unit (AMT) of the first node (A) being able to measure a ninth instant (T9) of transmission of the fourth message (M 10) to go through the first node (A) and a tenth instant ( T10) receiving the fourth message (M20) return by the first node (A), the first unit (AC) calculation being able to calculate, from the ninth instant (T9) issue, the tenth instant (T10 ) and the fourth known delay (TRD), the fourth path time (Tad) of the fourth message (M 10) to go from the first node (A) to the fourth node (D) or the fourth message (M20) of return of the fourth node (D) to the first node (A),
  • the third calculation unit (CC) being able to calculate the fifth travel time (Tdc), starting from the third and fourth instants (T3, T4), of the second travel time (Tac), of the fourth known delay (TRD) and the second information (INF2) indicating the fourth path time (Tad) contained in the fifth message (M50).
  • the second message to go (M3) is merged with the first message to go (M1) and / or the fourth message to go (M10) is merged with the first message to go ( ml).
  • T6 is the sixth time of receipt
  • T5 is the fifth transmission time and TRB is the first known delay.
  • Tac is the second travel time
  • T8 is the eighth instant of receipt
  • T7 is the seventh time of issue
  • TRA is the second known time
  • T2 is the second reception instant
  • Tl is the first reception instant
  • Tab is the first travel time obtained from the first information (INF1) contained in the third message (M5)
  • TRB is the first known delay
  • Tac is the second journey time.
  • T10 is the tenth instant of reception
  • T9 is the ninth transmission instant
  • TRD is the fourth known delay
  • the fifth path time (Tdc) is equal to
  • Tdc T4 - T3 - Tad - TRD + Tac
  • Tdc is the fifth travel time
  • T4 is the fourth receive time
  • T3 is the third receive time
  • Tad is the fourth travel time obtained from the second information (INF2) contained in the fifth message (M50, M5)
  • TRD is the fourth known delay.
  • the number of messages transmitted in the device following the addition of a fourth node (D) is only seven messages (M1, M2, M3, M4, M10, M20 and M5 or M50) for allow the exchange of five distances (Dab, Dac, Dbc, Dad and Dde). This confirms the linear growth of the number of messages with the number of nodes.
  • a second object of the invention is a method for the relative location of at least one third node with respect to at least one first node and at least one second node, the first, second and third nodes being distant from one another.
  • the first node (A) transmits a first message (Ml) to go, to which the second node (B) responds with a first message (M2) of return,
  • the first node (A) calculates a first travel time (Tab) of the first departure message (Ml) or the first return message (M2) between the first node (A) and the second node (B),
  • the first node (A) transmits a third message (M5) containing a first information (INF1) indicating at least the first travel time (Tab), the third or first node (C, A) transmits a second message (M3) d to go, to which the first or third node (A, C) responds with a second message (M4) back, the third or first node (C, A) calculates a second path time (Tac) of the second message (M3) to go or the second message (M4) of return between the third node (C) and the first node (A )
  • the third node (C) receives the first message (M1) to go, the first message (M2) return and the third message (M5),
  • the third node (C) measures a first reception instant (Tl) of the first message (Ml) to go and a second reception instant (T2) of the first message (M2) of return,
  • the third node (C) calculates a third path time (Tbc) of the first message (M2) returning from the second node (B) to the third node (C) from the first and second instants (T1, T2) of the second travel time (Tac) and first information (INF1) indicating the first travel time (Tab), contained in the third message (M5).
  • Tbc third path time of the first message (M2) returning from the second node (B) to the third node (C) from the first and second instants (T1, T2) of the second travel time (Tac) and first information (INF1) indicating the first travel time (Tab), contained in the third message (M5).
  • FIG. 1 schematically represents a localization device comprising three nodes, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a diagram of the locating device comprising four nodes, according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a diagram of the locating device comprising four nodes, according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 4 diagrammatically represents a variant of the location device of FIG. 1,
  • FIG. 5 diagrammatically represents a variant of the location device of FIG. 3.
  • the nodes A, B, C and / or D and / or other nodes E, F are telecommunication nodes.
  • Each node A, B, C, D or others comprises respectively at least one antenna ANTA, ANTB, ANTC, ANTD, transmission and reception of messages to and from the other nodes.
  • the nodes are separated from each other in a medium, which is for example air.
  • communication between nodes or between the antennas of the nodes is wireless, for example radio.
  • the messages sent between the nodes can be for example messages of the pulse type or ultra-wide band.
  • Each node is distinct from the other nodes and is located at a non-zero distance from the other nodes, distances that must be calculated for at least some.
  • Each node may be for example a communicating terminal or a communicating object.
  • Each node can be for example a positioning terminal, for positioning (calculate coordinates) or calculate one or more distances with respect to one or more other nodes.
  • Each node may be or include a message transceiver.
  • Each node may be contained in a housing or an envelope or container, which may be fixed by any suitable attachment means to an object, fixed or mobile, or be part of this object, fixed or mobile.
  • Messages are sent in an omnidirectional way. Each message sent by a node is able to be received by the other nodes. Each message sent by one node can be addressed to all other nodes. Thus, a message sent by one node can be sent simultaneously to several other nodes.
  • the transmission of the same message by one node to several other nodes is symbolized by a point and the reception of a message by one of the other nodes is symbolized by the tip of an arrow, the message being symbolized by a segment.
  • Locating device and method of locating at least three nodes Firstly, reference is made below with reference to FIG. 1, the relative positioning device 1 in which three distinct nodes A, B, C are provided.
  • a first message exchange M1, M2 is performed between the nodes A and B, making it possible to calculate the first tab travel time between them, and a second message exchange M3, M4 between the nodes C and A, making it possible to calculate the second travel time Tac between them.
  • the first node A sends by its first message sending and receiving unit AER the first message M1 to go to the second node B and the third node C.
  • the second node B receives, by its second message transmission and reception unit BER, the first message M1 to go and sends the first message M2 back to the first node A and the third node C.
  • the first node A calculates by its first calculating unit AC the first path time Tab of the first message M1 to go from the first node A to the second node B or the first return message from the second node B to the first node A.
  • the third node C receives by its third message sending and receiving unit CER the first message Ml of go, having been sent by the first node A, and the first message M2 of return having been sent by the second node B.
  • the third node C measures, by its third time measurement unit CMT, a first instant T1 of receipt of the first message M1 to go and a second instant T2 of receipt of the first message M2 return.
  • the third node C transmits, by its third unit CER of sending and receiving messages, the second message M3 to go.
  • the second message M3 to go is received by the first transmitting and receiving AER unit of the first node A, which returns in response a second message M4 of return, which is received by the third unit CER of transmission and reception of the third node C.
  • the third node C calculates, by its third calculation unit CC, the second path time Tac of the second message M3 to go from the third node C to the first node A or the second message M4 from the first node A to the first node. third node C.
  • the first node A transmits, by its first transmitting and receiving AER unit, a third message M5 containing a first information INF1 indicating the first tab travel time.
  • This third message M5 is received by the third transmission unit CER of transmission and reception of the third node C.
  • This first information INF1 can be or comprise the first travel time Tab and / or a first distance Dab calculated from the first time of way Tab.
  • the third node C calculates, by its third calculation unit CC, a third path time Tbc of the first message M2 returning from the second node B to the third node C from the first instant T1, the second instant T2, the second time Tac path and the first information INF1 indicating the first travel time Tab, contained in the third message M5.
  • the first path time Tab makes it possible to calculate, in the first calculation unit AC and / or in the third calculation unit CC, a first distance Dab present between the first node A and the second node B. for example by multiplying this first path time Tab by the known propagation speed of the messages in the medium present between the nodes.
  • the first AER unit for transmitting and receiving messages from the first node A sends the second message M4 back after a second known delay TRA after receiving the second message M3 to go through this first unit.
  • EAR the first AER unit for transmitting and receiving messages from the first node A
  • the second message sending and receiving unit BER of the second node B sends the first message M2 return after a first known delay TRB following receipt of the first message M1 to go through. this second BER unit.
  • the first node A may comprise a first memory MEMA in which is pre-recorded the first known delay TRB and / or the second known delay TRA.
  • the third node C comprises a third memory MEMC in which is pre-recorded the first known delay TRB and / or the second known delay TRA.
  • the first node A comprises a first time measurement unit AMT for measuring a fifth transmission instant T5 of the first message M1 to go through the first node A and a sixth instant T6 of receiving the first message M2 back by the first node A.
  • the first computing unit AC of the first node A calculates, from the fifth transmission instant T5, the sixth reception time T6 and the first known delay TRB, the first travel time Tab of the first message Ml to go from the first node A to the second node B or the first tab travel time of the first message M2 return from the second node B to the first node A.
  • the third time measurement unit CMT of the third node C measures a seventh transmission instant T7 of the second message M3 to go through the third node C and an eighth instant T8 of reception of the second message M4 return by the third node C.
  • the third computing unit CC of the third node C calculates, from the seventh transmission instant T7, the eighth instant T8 of reception and the second known delay TRA, the second time of travel Tac of the second message M3 to go from the third node C to the first node A or the second travel time Tac of the second message M4 back from the first node A to the third node C.
  • the third calculation unit CC of the third node C calculates the third path time Tbc from the second path time Tac, the first reception time T1, the second reception time T2, the first known delay TRB and the first information INF1 indicating the first time Tab path, contained in the third message M5.
  • the second path time Tac makes it possible to calculate, in the third calculation unit CC, the second distance Dac present between the first node A and the third node C, for example by multiplying this second path time Tac. by the known propagation speed of the messages in the medium present between the nodes.
  • the third path time Tbc makes it possible to calculate, in the third calculation unit CC, the third distance Dbc present between the second node B and the third node C, for example by multiplying this third path time Tbc. by the known propagation speed of the messages in the medium present between the nodes.
  • the calculation of the three travel times Tab, Tac, Tbc and / or the three distances Dab, Dac, Dbc between the three nodes A, B, C only requires the transmission of five messages M1, M2, M3, M4, M5.
  • These travel times and / or distances can be used to calculate the position (or coordinates along one or more dimensions of the third node C and / or the second node B with respect to the first node A, which can serve as a reference position.
  • location according to the invention can be part of a device for calculating the position of one or more of the nodes A, B, C.
  • the position of A will be known as the origin of coordinates (0; 0)
  • the invention may relate to three or more nodes of three nodes, such as also the node D, and / or the node E and / or the node F and / or others, with which the node A and / or B and / or C can exchange messages.
  • Locating device and method of locating at least four nodes Below is described with reference to Figure 2, an embodiment of the relative locating device in which four distinct nodes A, B, C and D are provided.
  • FIG. 2 The process described in Figure 1 for the third node C is performed in Figure 2 not only for the third node C, but also for the fourth node D.
  • the first node A sends, by the first message transmission and reception unit AER, a fourth message M 10 to go, which message is received by a fourth unit DER for sending and receiving messages. of the fourth node D.
  • the fourth node D transmits by its fourth message sending and receiving unit DER a fourth message M20 return.
  • the first node A receives, by its first message transmission and reception AER unit, the fourth message M20 of return and calculates by its first calculation unit AC a fourth time Tad of the fourth message M 10 to go from the first node A at the fourth node D or a fourth path time Tad of the fourth message M20 returning from the fourth node D to the first node A.
  • the fourth travel time Tad makes it possible to calculate, in the first calculation unit AC and / or in the third calculation unit CC, a fourth distance Dad present between the first node A and the fourth node B. for example by multiplying this fourth path time Tad by the known propagation speed of the messages in the medium present between the nodes.
  • the first node A transmits by its first message transmission and reception AER unit a fifth message M50 containing a second information INF2 indicating the fourth path time Tad.
  • This second information INF2 may be or comprise the fourth travel time Tad and / or the fourth distance Dad calculated.
  • the fourth message M 10 to go and the fourth message M20 to return, as well as the fifth message M50, are received by the third message transmission and reception unit CER of the third node C.
  • the third node C measuring by its third time measuring unit CMT a third instant T3 of receiving the fourth message M 10 to go and a fourth instant T4 of receiving the fourth message M20 of return.
  • the third node C calculates, by its third calculation unit CC, a fifth path time Tdc of the fourth message M20 returning from the fourth node D to the third node C from the third instant T3 of reception, the fourth reception time T4, the second path time Tac and the second information INF2 indicating the fourth path time Tad, contained in the fifth message M50.
  • the fifth travel time Tdc makes it possible to calculate, in the third calculation unit CC, a fifth distance Dde present between the third node C and the fourth node D, for example by multiplying this fifth time Tdc of the path by the known propagation speed of the messages in the medium present between the nodes.
  • the fourth node D transmits, by its fourth transmission and reception unit DER messages, the fourth message M20 return after a fourth known delay TRD following the receipt of the fourth message M 10 to go by this fourth DER unit.
  • the first node A may comprise a first memory MEMA in which is pre-recorded the fourth known delay TRD.
  • the third node C comprises a third memory MEMC in which is pre-recorded the fourth known delay TRD.
  • the first node A measures by its first time measurement unit AMT a ninth transmission time T9 of the fourth message M10 to go through the first node A and a tenth instant T10 of reception of the fourth message M20 back by the first node A.
  • the first node A calculates by its first calculation unit AC, from the ninth transmission instant T9, the tenth reception time T10 and the fourth known delay TRD, the fourth travel time Tad of the fourth message M 10 to go from the first node A to the fourth node D or the fourth path time Tad of the fourth message M20 back from the fourth node D to the first node A.
  • the third node C calculates, by its third calculation unit CC, the fifth path time Tdc from the third reception time T3, the fourth reception time T4, the second path time Tac, the fourth known delay TRD and the second information INF2 indicating the fourth path time Tad, contained in the fifth message M50.
  • Tdc and / or five distances Dab, Dac, Dad, Dbc and Dde between the four nodes A, B, C, D only requires the transmission of eight messages M1, M2, M3, M4, M5, M50, MIO and M20.
  • the invention may relate to four or more nodes of four nodes, such as also the node E and / or the node F and / or others, with which the node A and / or the node B and / or the node C and / or node D can exchange messages.
  • FIG. 3 represents a four node localization device 1 conforming to that described above with reference to FIG. 2, but in which, according to a preferred embodiment, the third message M5 is replaced by the fifth message M50 or is confused with this one.
  • the message M5 or M50 therefore contains both the first information INF1 indicating the first path time Tab and the second information INF2 indicating the fourth path time Tad.
  • FIG. 4 represents a variant of the locating device 1 described above with reference to FIG. 1. What has been described above with reference to FIG. 1.
  • FIG. 4 the role of the first node A and the third node C is exchanged with regard to the second message M3 to go, the second message M4 to return, the second time Tac to the path, the second known delay TRA, the seventh transmission T7 T7, the eighth T8 reception time. It is thus the first node A which sends by its unit AER the second message M3 to go to the third node C.
  • the third node C responds to the second message M3 to go by sending the second message M4 back to the first node A.
  • the AC unit of the first node A calculates the second path time Tac of the second message M3 to go from the first node A to the third node C or the second path time Tac of the second message M4 of the third node C at the first node A.
  • the third message transmission and reception unit CER is able to transmit, after a second known delay TRA following the reception of the second message M3 to go, the second message M4 to return.
  • the first time measurement unit AMT is able to measure a seventh instant T7 of transmission of the second message M3 to go through the first node A and an eighth instant T8 of reception of the second message M4 of return by the first node A.
  • the first calculation unit AC of the first node A is able to calculate, from the seventh instant T7 of emission, the eighth instant T8 of reception and the second known delay TRA, the second time of travel Tac of the second message M3 to go from the first node A to the third node C or the second message M4 back from the third node C to the first node.
  • the first transmitting and receiving AER unit is able to transmit the third message M5 containing a first information item INF1 indicating at least the first tab travel time and the second travel time Tac.
  • the second message to go M3 is merged with the first message to go M1 and the first known delay TRB is chosen different from the second known delay TRA so that that the second return message M4 is sent by the third node C at a time different from the transmission of the first return message M2 by the second node B.
  • the second known delay TRA is chosen to be greater than or equal to the first known delay TRB plus the maximum travel time corresponding to the largest distance allowed between two nodes.
  • FIG. 5 represents a variant of the location device 1 described above with reference to FIG. 3. What has been described above with reference to FIG. 3 is valid for FIG. 5 and is modified by the variant described herein. -Dessous.
  • the role of the first node A and the third node C is exchanged with regard to the second message M3 to go, the second message M4 to return, the second time Tac to the path, the second known delay TRA, the seventh transmission time T7, the eighth reception time T8. It is thus the first node A which sends by its unit AER the second message M3 to go to the third node C.
  • the third node C responds to the second message M3 to go by sending the second message M4 back to the first node A.
  • the AC unit of the first node A calculates the second path time Tac of the second message M3 to go from the first node A to the third node C or the second path time Tac of the second message M4 of the third node C at the first node A.
  • the first transmitting and receiving AER unit is able to transmit the third message M5 containing a first information INF1 indicating at least the first travel time Tab and the second travel time Tac.
  • the third message M5 contains both the first information INF1 indicating at least the first path time Tab and the second path time Tac and the second information INF2 indicating the fourth path time Tad.
  • the third message transmission and reception unit CER is able to transmit, after a second known delay TRA following the reception of the second message M3 to go, the second message M4 to return.
  • the first time measurement unit AMT is able to measure a seventh transmission instant T7 of the second message M3. to go through the first node A and an eighth instant T8 of receiving the second message M4 return by the first node A.
  • the first calculation unit AC of the first node A is able to calculate, from the seventh instant T7 of sending, the eighth reception time T8 and the second known delay TRA, the second travel time Tac of the second message M3 to go from the first node A to the third node C or the second message M4 back from the third node C to the first node AT.
  • the first transmitting and receiving AER unit is capable of transmitting the third M5 message containing the first information INFl indicating at least the first path time Tab and the second path time Tac, and the message M50, distinct from the message M5 and containing the second information INF2 indicating the fourth path time Tad.
  • the second message to go M3 and / or the fourth message to go M 10 is confused with the first message to go M1 and the second known delay TRA and / or the fourth known delay TRD is chosen different from the first known delay TRB so that the second return message M4 and / or the fourth return message M20 is sent by the third node C and / or the fourth node D at a different time from the transmission of the first return message M2 by the second node B and / or the fourth return message M20 being sent by the fourth node D at a different time from the transmission of the second return message. M4 by the third node C.
  • the second known delay TRA is chosen to be equal to the first known delay TRB plus the maximum travel time corresponding to the largest distance allowed between two nodes and the fourth lai known will be chosen as being greater than or equal to the first known time TRB plus twice the maximum travel time corresponding to the greatest permissible distance between two nodes.
  • first node A it can be provided as first node A several first nodes;
  • second node B it can be provided as second node B several second nodes;
  • third node C it can be provided as third node C several third nodes;
  • the fourth node D can comprise means making it possible to calculate a travel time Tbd between the nodes B and D and / or a distance Dbd between the nodes B and D, and / or a travel time Tdc between the nodes C and D and / or a distance Dde between the nodes C and D, these means being similar to what has been described above for the node C;
  • the node D and the nodes E, F or others may each be analogous to the node C;
  • the third node C and / or the second node B and / or the fourth node D can also send in one or more other messages the travel time Tbc and / or the distance Dbc and / or the travel time Tab and / or the distance Tab and / or the travel time Tac and / or the distance Dac and / or a travel time Tbd between the nodes B and D and / or a distance Dbd between the nodes B and D, and / or a time of path Tdc between the nodes C and D and / or a distance Dde between the nodes C and D and / or the travel time Tad and / or the distance Dad, to communicate them to the other nodes.
  • all the nodes have this information.
  • the node B can calculate by its calculation unit the distance Dab from the travel time Tab received in the message M5;
  • the node B can calculate by its calculation unit the distance Dbc,
  • the node B can calculate by its calculation unit the distance Dbd.
  • the first node A, the second node B, the third node C and / or the fourth node D is able to calculate, by its first calculation unit AC and / or its second calculation unit BC and / or its third calculation unit CC and / or its fourth calculation CD unit, at least one arrival angle of the message M1, M2, M3, M4, M10 and / or M20.
  • each node is able to determine a relative orientation angle relative to the other nodes.
  • the third node C obtains an orientation angle with respect to the first node A, the second node B and the fourth node D.
  • one or more of the messages indicated above, received by one of the nodes A, B, C, D or others can be used to measure, by a unit of measure of angle that includes this node, an arrival angle of this message received by this node.
  • the invention also relates to a locating method comprising one or more of the steps described above and / or the first node A, and / or the second node B and / or the third node C and / or the fourth node D.
  • the location method is implemented using the location device.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de localisation relative, comportant au moins trois nœuds distants l'un de l'autre. Suivant l'invention, le nœud (A) comporte une unité (AER), apte à déclencher un échange de messages (Ml, M2) d'aller et de retour avec une deuxième unité (BER), présente dans le nœud (B), le nœud (A) comportant une unité (AC) de calcul d'un temps (Tab) de trajet du message (Ml, M2), l'unité (AER) étant apte à émettre un message (M5) contenant une information (INF1) indiquant le temps de trajet (Tab), le nœud (C) comportant une unité (CER), apte à déclencher un échange de messages (M3, M4) avec l'unité (AER) et une unité (CC) de calcul d'un temps (Tac) de trajet du message (M3, M4), l'unité (CER) étant apte à recevoir les messages (Ml, M2, M5), le nœud (C) comportant une unité (CMT) de mesure temporelle des instants de réception (Tl, T2) des messages (Ml, M2), l'unité (CC) étant apte à calculer un temps (Tbc) de trajet du message (M2) du nœud (B) au nœud (C) à partir des instants (Tl, T2), du temps (Tac) et de l'information (INF1), contenue dans le message (M5).

Description

Dispositif et procédé de localisation relative d'au moins trois noeuds
L'invention concerne un dispositif et un procédé de localisation d'au moins un nœud par rapport à deux autres nœuds.
Un domaine d'application de l'invention concerne les dispositifs comportant une pluralité de nœuds de télécommunication échangeant entre eux des messages, afin d'obtenir une information de position d'au moins l'un des nœuds.
L'invention vise à obtenir un dispositif permettant de positionner un troisième nœud par rapport à un premier et un deuxième nœud en ne prenant que le premier nœud comme référence de position.
D'une manière générale, il est connu dans l'état de la technique des dispositifs, dans lesquels un premier nœud est apte à calculer sa distance par rapport à un deuxième nœud en échangeant avec ce deuxième nœud un message et en mesurant le temps d'aller et de retour du message. Pour un nombre N de nœuds, le nombre de messages échangés entre les nœuds pour permettre de calculer toutes les distances entre ceux-ci varie en N2.
Un dispositif de ce genre est connu, par exemple, par le document WO 2015/101 674, dans lequel une balise émet un premier message, un relais émet un second message suite à la réception du premier message, un capteur mesure les instants d'arrivée des messages provenant de la balise et du relais, et un calculateur de position détermine la position de l'un parmi la balise, le relais et le capteur, à partir des informations de temps d'arrivée et des positions, connues par le calculateur, des autres parmi la balise, le relais et le capteur.
Ce système nécessite donc de connaître d'avance la position de deux des nœuds pour connaître la position d'un troisième nœud.
Les documents US-B-6,300,903 et US-A-6,801,782 décrivent des systèmes de localisation d'un mobile à partir de quatre bornes radios de référence de positions connues.
Le document FR-A-2 924 818 décrit un système de radio localisation à partir d'un réseau ad hoc comprenant au moins un premier nœud maître, une pluralité de seconds noeuds de référence, ladite pluralité étant supérieure ou égale à deux si le réseau est plan et supérieure ou égale à trois si le réseau est tridimensionnel, le système de radiolocalisation étant adapté à déterminer la position d'au moins un émetteur, dit noeud libre, le noeud maître étant apte à :
- déterminer, au cours d'une phase de découverte, les noeuds présents dans le réseau ;
- déterminer, au cours d'une phase de localisation, d'une part, les distances respectives séparant les noeuds de référence et le noeud maître et, d'autre part, les distances séparant les noeuds de référence, et déduire des distances ainsi déterminées des positions relatives des noeuds de référence ;
- déterminer, pour chaque nœud de référence, la différence de distance entre le nœud libre et le noeud maître, d'une part, et le noeud libre et ce noeud de référence, d'autre part, et déduire à partir des positions relatives des nœuds de référence et des différences de distance ainsi obtenues, une position relative du nœud libre.
Ce système nécessite lors de la phase de localisation un échange de messages entre le nœud maître et chaque nœud de référence et un autre échange de messages pour identifier les distances entre les paires de nœuds de référence.
Le document WO 2005/081012 Al décrit un système similaire dans lequel un réseau ad hoc de quatre stations de base est créé. Chaque station de base envoie un signal UWB aux trois autres stations de base et mesure le temps d'arrivée des réponses de ces dernières, pour calculer les distances entre les quatre stations. La position d'un noeud cible est calculée par le fait que la cible envoie d'abord un signal aux stations de base, puis que, chaque station de base envoie un signal de réponse à la cible après un délai connu de la cible.
L'invention vise à obtenir un dispositif et un procédé de localisation et des noeuds, qui permettent de diminuer le nombre de messages échangés pour permettre de localiser au moins un troisième nœud par rapport à au moins un premier nœud et au moins un deuxième nœud avec une complexité linéaire. A cet effet, un premier objet de l'invention est un dispositif de localisation relative, comportant au moins un premier nœud, au moins un deuxième nœud et au moins un troisième nœud, distants l'un de l'autre,
caractérisé en ce que le premier nœud (A) comporte une première unité (AER) d'émission et de réception de messages, apte à déclencher un échange de premiers messages (Ml, M2) d'aller et de retour avec une deuxième unité (BER) d'émission et de réception de messages, présente dans le deuxième nœud (B), le premier nœud (A) comportant une première unité (AC) de calcul d'un premier temps (Tab) de trajet du premier message (Ml, M2) d'aller ou de retour entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B), la première unité (AER) d'émission et de réception étant également apte à émettre un troisième message (M5) contenant une première information (INF1) indiquant au moins le premier temps de trajet (Tab).
Suivant un mode de réalisation, le troisième nœud (C) comporte une troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages, la troisième ou première unité (AER, CER) d'émission et de réception de messages étant apte à déclencher un échange de deuxièmes messages (M3, M4) d'aller et de retour avec la première ou troisième unité (CER, AER) d'émission et de réception, le troisième nœud (C) ou le premier nœud (A) comportant une troisième unité (CC) de calcul ou la première unité (AC) de calcul, apte à calculer un deuxième temps (Tac) de trajet du deuxième message (M3, M4) d'aller ou de retour entre le troisième nœud (C) et le premier nœud (A).
Suivant un mode de réalisation, la troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages est apte à recevoir les premiers messages d'aller et de retour (Ml, M2) et le troisième message (M5), le troisième nœud (C) comportant une troisième unité (CMT) de mesure temporelle apte à mesurer un premier instant de réception (Tl) du premier message (Ml) d'aller et un deuxième instant de réception (T2) du premier message (M2) de retour.
Suivant un mode de réalisation, la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer un troisième temps (Tbc) de trajet du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au troisième nœud (C) à partir des premier et deuxième instants (Tl, T2), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab), contenue dans le troisième message (M5).
Suivant un mode de réalisation, la première unité (AC) de calcul et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une première distance (Dab) entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B) à partir du premier temps (Tab) de trajet et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une deuxième distance (Dac) entre le premier nœud (A) et le troisième nœud (C) à partir du deuxième temps (Tac) de trajet et/ou la première unité (AC) de calcul est apte à calculer une deuxième distance (Dac) entre le premier nœud (A) et le troisième nœud (C) à partir du deuxième temps (Tac) de trajet et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une troisième distance (Dbc) entre le deuxième nœud (B) et le troisième nœud (C) à partir du troisième temps (Tbc) de trajet.
Grâce à l'invention, le nombre de messages émis dans le dispositif est proportionnel au nombre de nœuds.
Notamment, l'invention exploite le fait que le troisième nœud utilise l'échange de messages aller et retour entre les premier et deuxième nœuds et initie lui-même un échange de messages avec le premier nœud pour permettre de connaître les trois distances entre les trois nœuds.
L'invention met donc en œuvre des messages collaboratifs tels qu'indiqués ci- dessus, afin de diminuer le nombre de messages émis dans le dispositif. Ainsi, l'obtention des trois distances (Dab, Dac, Dbc) entre les trois nœuds (A, B, C) ne nécessite que l'échange de cinq messages (Ml, M2, M3, M4 et M5).
Suivant un mode de réalisation, le dispositif de localisation relative comporte au moins un quatrième nœud (D),
la première unité (AER) d'émission et de réception de messages du premier nœud (A) étant apte à déclencher un échange de quatrièmes messages (M10, M20) d'aller et de retour avec une quatrième unité (DER) d'émission et de réception de messages, présente dans le quatrième nœud (D),
la première unité (AC) de calcul du premier nœud (A) étant apte à calculer un quatrième temps (Tad) de trajet du quatrième message (M10, M20) d'aller ou de retour entre le premier nœud (A) et le quatrième nœud (D), la première unité (AER) d'émission et de réception étant apte à émettre un cinquième message (M50) contenant une deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet
la troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages étant apte à recevoir les quatrièmes messages (M10, M20) d'aller et de retour et le cinquième message (M50),
la troisième unité (CMT) de mesure temporelle du troisième nœud (C) étant apte à mesurer un troisième instant (T3) de réception du quatrième message (M10) d'aller et un quatrième instant (T4) de réception du quatrième message (M20) de retour,
la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer un cinquième temps (Tdc) de trajet du quatrième message (M20) de retour du quatrième nœud (D) au troisième nœud (C) à partir des troisième et quatrième instants (T3, T4), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet, contenue dans le cinquième message (M50).
Suivant un mode de réalisation, la première unité (AC) de calcul et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une quatrième distance (Dad) entre le premier nœud (A) et le quatrième nœud (D) à partir du quatrième temps (Tad) de trajet et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une cinquième distance (Dde) entre le troisième nœud (C) et le quatrième nœud (D) à partir du cinquième temps (Tdc) de trajet.
Suivant un mode de réalisation, le cinquième message (M50) est confondu avec le troisième message (M5) et contient à la fois la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab) et la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet.
Suivant un mode de réalisation, la première ou troisième unité (AER, CER) d'émission et de réception de messages est apte à émettre, après un deuxième délai connu (TRA) suite à la réception du deuxième message (M3) d'aller, le deuxième message (M4) de retour, la deuxième unité (BER) d'émission et de réception de messages du deuxième nœud (B) est apte à émettre, après un premier délai connu (TRB) suite à la réception du premier message (Ml) d'aller, le premier message (M2) de retour, le premier nœud (A) comportant une première unité (AMT) de mesure temporelle pour mesurer un cinquième instant (T5) d'émission du premier message (Ml) d'aller par le premier nœud (A) et un sixième instant (T6) de réception du premier message (M2) de retour par le premier nœud (A),
la première unité (AC) de calcul étant apte à calculer, à partir du cinquième instant (T5) d'émission, du sixième instant (T6) de réception et du premier délai connu (TRB), le premier temps de trajet (Tab) du premier message (Ml) d'aller du premier nœud (A) au deuxième nœud (B) ou du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au premier nœud (A),
la troisième ou première unité (CMT, AMT) de mesure temporelle étant apte à mesurer un septième instant (T7) d'émission du deuxième message (M3) d'aller par le troisième ou premier nœud (C, A) et un huitième instant (T8) de réception du deuxième message (M4) de retour par le troisième ou premier nœud (C, A),
la troisième ou première unité (CC, AC) de calcul du troisième ou premier nœud (C, A) étant apte à calculer, à partir du septième instant (T7) d'émission, du huitième instant (T8) de réception et du deuxième délai connu (TRA), le deuxième temps de trajet (Tac) du deuxième message (M3) d'aller ou du deuxième message (M4) de retour entre le premier nœud (A) et le troisième nœud (C),
la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer le troisième temps de trajet (Tbc), à partir du deuxième temps de trajet (Tac), du premier instant de réception (Tl), du deuxième instant de réception (T2), du premier délai connu (TRB) et de la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet
(Tab), contenue dans le troisième message (M5).
Suivant un mode de réalisation, la quatrième unité (DER) d'émission et de réception de messages du quatrième nœud (D) est apte à émettre, après un quatrième délai connu (TRD) suite à la réception du quatrième message (M 10) d'aller, le quatrième message (M20) de retour, la première unité (AMT) de mesure temporelle du premier nœud (A) étant apte à mesurer un neuvième instant (T9) d'émission du quatrième message (M 10) d'aller par le premier nœud (A) et un dixième instant (T10) de réception du quatrième message (M20) de retour par le premier nœud (A), la première unité (AC) de calcul étant apte à calculer, à partir du neuvième instant (T9) d'émission, du dixième instant (T10) de réception et du quatrième délai connu (TRD), le quatrième temps (Tad) de trajet du quatrième message (M 10) d'aller du premier nœud (A) au quatrième nœud (D) ou du quatrième message (M20) de retour du quatrième nœud (D) au premier nœud (A),
la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer le cinquième temps de trajet (Tdc), à partir des troisième et quatrième instants (T3, T4), du deuxième temps (Tac) de trajet, du quatrième délai connu (TRD) et de la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet, contenue dans le cinquième message (M50).
Suivant un mode de réalisation, le deuxième message d'aller (M3) est confondu avec le premier message d'aller (Ml) et/ou le quatrième message d'aller (M 10) est confondu avec le premier message d'aller (Ml).
Suivant un mode de réalisation, le premier temps de trajet (Tab) est égal à Tab = {T6 - T5 - TRB}/2,
où Tab est le premier temps de trajet, T6 est le sixième instant de réception,
T5 est le cinquième instant d'émission et TRB est le premier délai connu.
Suivant un mode de réalisation, le deuxième temps de trajet (Tac) est égal à Tac = {T8- T7-TRA}/2,
où Tac est le deuxième temps de trajet, T8 est le huitième instant de réception, T7 est le septième instant d'émission, TRA est le deuxième délai connu.
Suivant un mode de réalisation, le troisième temps de trajet (Tbc) est égal à Tbc = T2 - Tl - Tab - TRB + Tac,
où T2 est le deuxième instant de réception, Tl est le premier instant de réception, Tab est le premier temps de trajet obtenu à partir de la première information (INFl) contenue dans le troisième message (M5), TRB est le premier délai connu, Tac est le deuxième temps de trajet. Suivant un mode de réalisation, le quatrième temps (Tad) de trajet est égal à Tad = {T10 - T9 - TRD}/2,
où T10 est le dixième instant de réception, T9 est le neuvième instant d'émission, TRD est le quatrième délai connu.
Suivant un mode de réalisation, le cinquième temps (Tdc) de trajet est égal à
Tdc = T4 - T3 - Tad - TRD + Tac,
où Tdc est le cinquième temps de trajet, T4 est le quatrième instant de réception, T3 est le troisième instant de réception, Tad est le quatrième temps de trajet obtenu à partir de la deuxième information (INF2) contenue dans le cinquième message (M50, M5), TRD est le quatrième délai connu.
Grâce à l'invention, le nombre de messages émis dans le dispositif suite à l'ajout d'un quatrième nœud (D) est uniquement de sept messages (Ml, M2, M3, M4, M10, M20 et M5 ou M50) pour permettre l'échange de cinq distances (Dab, Dac, Dbc, Dad et Dde). Ceci confirme la croissance linéaire du nimbre de messages avec le nombre de nœuds.
Un deuxième objet de l'invention est un procédé de localisation relative d'au moins un troisième nœud par rapport à au moins un premier nœud et au moins un deuxième nœud, les premier, deuxième et troisième nœuds étant distants l'un de l'autre,
caractérisé en ce que le premier nœud (A) émet un premier message (Ml) d'aller, auquel le deuxième nœud (B) répond par un premier message (M2) de retour,
le premier nœud (A) calcule un premier temps (Tab) de trajet du premier message (Ml) d'aller ou du premier message (M2) de retour entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B),
le premier nœud (A) émet un troisième message (M5) contenant une première information (INF1) indiquant au moins le premier temps de trajet (Tab), le troisième ou premier nœud (C, A) émet un deuxième message (M3) d'aller, auquel le premier ou troisième nœud (A, C) répond par un deuxième message (M4) de retour, le troisième ou premier nœud (C, A) calcule un deuxième temps (Tac) de trajet du deuxième message (M3) d'aller ou du deuxième message (M4) de retour entre le troisième nœud (C) et le premier nœud (A),
le troisième nœud (C) reçoit le premier message (Ml) d'aller, le premier message (M2) de retour et le troisième message (M5),
le troisième nœud (C) mesure un premier instant de réception (Tl) du premier message (Ml) d'aller et un deuxième instant de réception (T2) du premier message (M2) de retour,
le troisième nœud (C) calcule un troisième temps (Tbc) de trajet du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au troisième nœud (C) à partir des premier et deuxième instants (Tl, T2), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab), contenue dans le troisième message (M5).
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif de localisation comportant trois nœuds, suivant un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est un schéma du dispositif de localisation comportant quatre nœuds, suivant un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est un schéma du dispositif de localisation comportant quatre nœuds, suivant un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 4 représente schématiquement une variante du dispositif de localisation de la figure 1,
- la figure 5 représente schématiquement une variante du dispositif de localisation de la figure 3.
Aux figures, les nœuds A, B, C et/ou D et/ou d'autres nœuds E, F sont des nœuds de télécommunication. Chaque nœud A, B, C, D ou autres comporte respectivement au moins une antenne ANTA, ANTB, ANTC, ANTD, d'émission et de réception de messages vers et depuis les autres nœuds. Les nœuds sont séparés entre eux dans un milieu, qui est par exemple l'air. Ainsi, la communication entre les nœuds ou entre les antennes des nœuds est sans fil, par exemple radio. Les messages envoyés entre les nœuds peuvent être par exemple des messages du type impulsionnel ou ultra-large bande. Chaque nœud est distinct des autres nœuds et est situé à une distance non nulle par rapport aux autres nœuds, distances qu'il s'agit de calculer au moins pour certaines. Chaque nœud peut être par exemple une borne communicante ou un objet communicant. Chaque nœud peut être par exemple une borne de positionnement, permettant de positionner (calculer les coordonnées) ou de calculer une ou plusieurs distances par rapport à un ou plusieurs autres nœuds. Chaque nœud peut être ou comprendre un émetteur-récepteur de messages. Chaque nœud peut être contenu dans un boîtier ou une enveloppe ou un contenant, lequel peut être fixé, par tout moyen de fixation approprié, à un objet, fixe ou mobile, ou faire partie de cet objet, fixe ou mobile.
Les messages sont émis d'une manière omnidirectionnelle. Chaque message émis par un nœud est apte à être reçu par les autres nœuds. Chaque message émis par un nœud peut être à adressage à tous les autres nœuds. Ainsi, un message émis par un nœud peut être envoyé simultanément à plusieurs autres nœuds. Aux figures, l'émission d'un même message par un nœud vers plusieurs autres nœuds est symbolisée par un point et la réception d'un message par l'un des autres nœuds est symbolisée par la pointe d'une flèche, le message étant symbolisé par un segment.
Dispositif de localisation et procédé de localisation à au moins trois noeuds On décrit d'abord ci-dessous en référence à la figure 1, le dispositif 1 de localisation relative dans lequel trois nœuds distincts A, B, C sont prévus.
Suivant un mode de réalisation, il est effectué un premier échange de messages Ml, M2 entre les nœuds A et B, permettant de calculer le premier temps de trajet Tab entre eux, et un deuxième échange de messages M3, M4 entre les nœuds C et A, permettant de calculer le deuxième temps de trajet Tac entre eux.
Le premier nœud A émet par sa première unité AER d'émission et de réception de messages le premier message Ml d'aller à destination du deuxième nœud B et du troisième nœud C. Le deuxième nœud B reçoit, par sa deuxième unité BER d'émission et de réception de messages, le premier message Ml d'aller et émet le premier message M2 de retour à destination du premier nœud A et du troisième nœud C.
Le premier nœud A calcule par sa première unité AC de calcul le premier temps Tab de trajet du premier message Ml d'aller du premier nœud A au deuxième nœud B ou du premier message de retour du deuxième nœud B au premier nœud A.
Par ailleurs, le troisième nœud C reçoit par sa troisième unité CER d'émission et de réception de messages le premier message Ml d'aller, ayant été émis par le premier nœud A, et le premier message M2 de retour ayant été émis par le deuxième nœud B. Le troisième nœud C mesure, par sa troisième unité CMT de mesure temporelle, un premier instant Tl de réception du premier message Ml d'aller et un deuxième instant T2 de réception du premier message M2 de retour.
Le troisième nœud C émet, par sa troisième unité CER d'émission et de réception de messages, le deuxième message M3 d'aller. Le deuxième message M3 d'aller est reçu par la première unité AER d'émission et de réception du premier nœud A, laquelle renvoie en réponse un deuxième message M4 de retour, lequel est reçu par la troisième unité CER d'émission et de réception du troisième nœud C. Le troisième nœud C calcule par sa troisième unité CC de calcul le deuxième temps Tac de trajet du deuxième message M3 d'aller du troisième nœud C au premier nœud A ou du deuxième message M4 de retour du premier nœud A au troisième nœud C.
Le premier nœud A émet, par sa première unité AER d'émission et de réception, un troisième message M5 contenant une première information INF1 indiquant le premier temps de trajet Tab. Ce troisième message M5 est reçu par la troisième unité CER d'émission et de réception du troisième nœud C. Cette première information INF1 peut être ou comprendre le premier temps de trajet Tab et/ou une première distance Dab calculée à partir du premier temps de trajet Tab.
Le troisième nœud C calcule, par sa troisième unité CC de calcul, un troisième temps Tbc de trajet du premier message M2 de retour du deuxième nœud B au troisième nœud C à partir du premier instant Tl, du deuxième instant T2, du deuxième temps Tac de trajet et de la première information INF1 indiquant le premier temps de trajet Tab, contenu dans le troisième message M5. Dans un mode de réalisation, le premier temps Tab de trajet permet de calculer, dans la première unité AC de calcul et/ou dans la troisième unité CC de calcul, une première distance Dab présente entre le premier nœud A et le deuxième nœud B, par exemple en multipliant ce premier temps Tab de trajet par la vitesse de propagation connue des messages dans le milieu présent entre les nœuds.
Suivant un mode de réalisation, la première unité AER d'émission et de réception de messages du premier nœud A émet le deuxième message M4 de retour après un deuxième délai connu TRA suite à la réception du deuxième message M3 d'aller par cette première unité AER.
De même, suivant un mode de réalisation, la deuxième unité BER d'émission et de réception de messages du deuxième nœud B émet le premier message M2 de retour après un premier délai connu TRB suite à la réception du premier message Ml d'aller par cette deuxième unité BER.
Suivant un mode de réalisation, le premier nœud A peut comporter une première mémoire MEMA dans laquelle est pré-enregistré le premier délai connu TRB et/ou le deuxième délai connu TRA.
Suivant un mode de réalisation, le troisième nœud C comporte une troisième mémoire MEMC dans laquelle est pré-enregistré le premier délai connu TRB et/ou le deuxième délai connu TRA.
Suivant un mode de réalisation, le premier nœud A comporte une première unité AMT de mesure temporelle pour mesurer un cinquième instant T5 d'émission du premier message Ml d'aller par le premier nœud A et un sixième instant T6 de réception du premier message M2 de retour par le premier nœud A. La première unité AC de calcul du premier nœud A calcule, à partir du cinquième instant T5 d'émission, du sixième instant T6 de réception et du premier délai connu TRB, le premier temps de trajet Tab du premier message Ml d'aller du premier nœud A au deuxième nœud B ou le premier temps de trajet Tab du premier message M2 de retour du deuxième nœud B au premier nœud A. Suivant un mode de réalisation, ce premier temps de trajet Tab est calculé comme étant égal à Tab = {T6 - T5 - TRB}/2. Suivant un mode de réalisation, la troisième unité CMT de mesure temporelle du troisième nœud C mesure un septième instant T7 d'émission du deuxième message M3 d'aller par le troisième nœud C et un huitième instant T8 de réception du deuxième message M4 de retour par le troisième nœud C. Ainsi, la troisième unité CC de calcul du troisième nœud C calcule, à partir du septième instant T7 d'émission, du huitième instant T8 de réception et du deuxième délai connu TRA, le deuxième temps de trajet Tac du deuxième message M3 d'aller du troisième nœud C au premier nœud A ou le deuxième temps de trajet Tac du deuxième message M4 de retour du premier nœud A au troisième nœud C. Suivant un mode de réalisation, ce deuxième temps de trajet Tac est calculé comme étant égal à Tac = {T8- T7- TRA}/2.
Suivant un mode de réalisation, la troisième unité CC de calcul du troisième nœud C calcule le troisième temps Tbc de trajet à partir du deuxième temps Tac de trajet, du premier instant Tl de réception, du deuxième instant T2 de réception, du premier délai connu TRB et de la première information INFl indiquant le premier temps Tab de trajet, contenue dans le troisième message M5. Suivant un mode de réalisation, ce troisième temps de trajet Tbc est calculé comme étant égal à Tbc = T2 - Tl - Tab - TRB + Tac.
Dans un mode de réalisation, le deuxième temps Tac de trajet permet de calculer, dans la troisième unité CC de calcul, la deuxième distance Dac présente entre le premier nœud A et le troisième nœud C, par exemple en multipliant ce deuxième temps Tac de trajet par la vitesse de propagation connue des messages dans le milieu présent entre les nœuds.
Dans un mode de réalisation, le troisième temps Tbc de trajet permet de calculer, dans la troisième unité CC de calcul, la troisième distance Dbc présente entre le deuxième nœud B et le troisième nœud C, par exemple en multipliant ce troisième temps Tbc de trajet par la vitesse de propagation connue des messages dans le milieu présent entre les nœuds.
Ainsi, à la figure 1 , le calcul des trois temps de trajet Tab, Tac, Tbc et/ou des trois distances Dab, Dac, Dbc entre les trois nœuds A, B, C ne nécessite que l'émission de cinq messages Ml, M2, M3, M4, M5. Ces temps de trajet et/ou distances peuvent être utilisées pour calculer la position (ou coordonnées suivant une ou plusieurs dimensions du troisième nœud C et/ou du deuxième nœud B par rapport au premier nœud A, pouvant servir de position de référence. Le dispositif de localisation suivant l'invention peut faire partie d'un dispositif de calcul de la position d'un ou de plusieurs des nœuds A, B, C.
Par exemple, si l'on définit par convention A comme l'origine d'un repère orthonormé bidimensionnel, dont l'axe des abscisses passe par B,
la position de A sera connue comme l'origine de coordonnées (0 ; 0), la position de B sera définie comme de coordonnées (x_b ; 0) et sera déterminée aisément par x_b = Dab,
la position de C définie comme de coordonnées (x_c ; y_c) sera résolue à l'aide du système d'équations suivant :
-^(x c)2 + (y_c)2 = Dac
^(x_c - x_b)2 + (y_c)2 = Dbc
Bien entendu l'invention peut concerner trois nœuds ou plus de trois nœuds, comme par exemple également le nœud D, et/ou le nœud E et/ou le nœud F et/ou autres, avec lequel ou lesquels le nœud A et/ou B et/ou C peut échanger des messages.
Dispositif de localisation et procédé de localisation à au moins quatre noeuds On décrit ci-dessous en référence à la figure 2, un mode de réalisation du dispositif de localisation relative dans lequel quatre nœuds distincts A, B, C et D sont prévus.
Bien entendu, ce qui a été décrit ci-dessus en référence à la figure 1 pour les nœuds A, B et C est valable dans le cas d'un nombre de nœud supérieur ou égal à 4 et donc pour le dispositif de la figure 2.
Le processus décrit à la figure 1 pour le troisième nœud C est effectué à la figure 2 non seulement pour le troisième nœud C, mais également pour le quatrième nœud D. A la figure 2, le premier nœud A émet, par la première unité AER d'émission et de réception de messages, un quatrième message M 10 d'aller, lequel est reçu par une quatrième unité DER d'émission et de réception de messages du quatrième nœud D. En réponse à la réception de ce quatrième message M 10 d'aller par cette quatrième unité DER, le quatrième nœud D émet par sa quatrième unité DER d'émission et de réception de messages un quatrième message M20 de retour.
Le premier nœud A reçoit, par sa première unité AER d'émission et de réception de messages, le quatrième message M20 de retour et calcule par sa première unité AC de calcul un quatrième temps Tad de trajet du quatrième message M 10 d'aller du premier nœud A au quatrième nœud D ou un quatrième temps Tad de trajet du quatrième message M20 de retour du quatrième nœud D au premier nœud A.
Dans un mode de réalisation, le quatrième temps Tad de trajet permet de calculer, dans la première unité AC de calcul et/ou dans la troisième unité CC de calcul, une quatrième distance Dad présente entre le premier nœud A et le quatrième nœud B, par exemple en multipliant ce quatrième temps Tad de trajet par la vitesse de propagation connue des messages dans le milieu présent entre les nœuds.
Par ailleurs, le premier nœud A émet par sa première unité AER d'émission et de réception de messages un cinquième message M50 contenant une deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet. Cette deuxième information INF2 peut être ou comprendre le quatrième temps Tad de trajet et/ou la quatrième distance Dad calculée.
Par ailleurs, le quatrième message M 10 d'aller et le quatrième message M20 de retour, ainsi que le cinquième message M50, sont reçus par la troisième unité CER d'émission et de réception de messages du troisième nœud C. Le troisième nœud C mesure par sa troisième unité CMT de mesure temporelle un troisième instant T3 de réception du quatrième message M 10 d'aller et un quatrième instant T4 de réception du quatrième message M20 de retour.
Puis, le troisième nœud C calcule par sa troisième unité CC de calcul un cinquième temps Tdc de trajet du quatrième message M20 de retour du quatrième nœud D au troisième nœud C à partir du troisième instant T3 de réception, du quatrième instant T4 de réception, du deuxième temps Tac de trajet et de la deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet, contenue dans le cinquième message M50.
Suivant un mode de réalisation, le cinquième temps Tdc de trajet permet de calculer, dans la troisième unité CC de calcul, une cinquième distance Dde présente entre le troisième nœud C et le quatrième nœud D, par exemple en multipliant ce cinquième temps Tdc de trajet par la vitesse de propagation connue des messages dans le milieu présent entre les nœuds.
Suivant un mode de réalisation, le quatrième nœud D émet, par sa quatrième unité DER d'émission et de réception de messages, le quatrième message M20 de retour après un quatrième délai connu TRD suite à la réception du quatrième message M 10 d'aller par cette quatrième unité DER.
Suivant un mode de réalisation, le premier nœud A peut comporter une première mémoire MEMA dans laquelle est pré-enregistré le quatrième délai connu TRD.
Suivant un mode de réalisation, le troisième nœud C comporte une troisième mémoire MEMC dans laquelle est pré-enregistré le quatrième délai connu TRD.
Suivant un mode de réalisation, le premier nœud A mesure par sa première unité AMT de mesure temporelle un neuvième instant T9 d'émission du quatrième message M 10 d'aller par le premier nœud A et un dixième instant T10 de réception du quatrième message M20 de retour par le premier nœud A. Le premier nœud A calcule par sa première unité AC de calcul, à partir du neuvième instant T9 d'émission, du dixième instant T10 de réception et du quatrième délai connu TRD, le quatrième temps Tad de trajet du quatrième message M 10 d'aller du premier nœud A au quatrième nœud D ou le quatrième temps Tad de trajet du quatrième message M20 de retour du quatrième nœud D au premier nœud A. Suivant un mode de réalisation, le quatrième temps Tad de trajet est calculé comme étant égal à Tad = {T10 - T9 - TRD}/2.
Suivant un mode de réalisation, le troisième nœud C calcule, par sa troisième unité CC de calcul, le cinquième temps Tdc de trajet à partir du troisième instant T3 de réception, du quatrième instant T4 de réception, du deuxième temps Tac de trajet, du quatrième délai connu TRD et de la deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet, contenue dans le cinquième message M50.
Suivant un mode de réalisation, le cinquième temps Tdc de trajet est calculé comme étant égal à Tdc = T4 - T3 - Tad - TRD + Tac.
Ainsi, à la figure 2, le calcul des cinq temps de trajet Tab, Tac, Tad, Tbc et
Tdc et/ou des cinq distances Dab, Dac, Dad, Dbc et Dde entre les quatre nœuds A, B, C, D ne nécessite que l'émission de huit messages Ml, M2, M3, M4, M5, M50, MIO et M20.
Bien entendu l'invention peut concerner quatre nœuds ou plus de quatre nœuds, comme par exemple également le nœud E et/ou le nœud F et/ou autres, avec lequel ou lesquels le nœud A et/ou le nœud B et/ou le nœud C et/ou le nœud D peut échanger des messages.
Variante du dispositif de localisation et du procédé de localisation à au moins quatre noeuds
La figure 3 représente un dispositif 1 de localisation à quatre nœuds conforme à celui décrit ci-dessus en référence à la figure 2, mais dans lequel, suivant un mode de réalisation préférentiel, le troisième message M5 est remplacé par le cinquième message M50 ou est confondu avec celui-ci. Le message M5 ou M50 contient donc à la fois la première information INF1 indiquant le premier temps Tab de trajet et la deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet.
Ainsi, à la figure 3, le calcul des cinq temps de trajet Tab, Tac, Tad, Tbc et Tdc et/ou des cinq distances Dab, Dac, Dad, Dbc et Dde entre les quatre nœuds A, B, C, D ne nécessite que l'émission de sept messages Ml, M2, M3, M4, M50 (ou M5), M10 et M20.
Variantes du dispositif de localisation et du procédé de localisation à au moins trois noeuds
La figure 4 représente une variante du dispositif 1 de localisation décrit ci- dessus en référence à la figure 1. Ce qui a été décrit ci-dessus en référence à la figure
1 est valable pour la figure 4 et est modifié par la variante décrite ci-dessous. A la figure 4, le rôle du premier nœud A et du troisième nœud C est permuté en ce qui concerne le deuxième message M3 d'aller, le deuxième message M4 de retour, le deuxième temps Tac de trajet, le deuxième délai connu TRA, le septième temsp T7 d'émission, le huitième temps T8 de réception. C'est donc le premier nœud A qui émet par son unité AER le deuxième message M3 d'aller vers le troisième nœud C. Le troisième nœud C répond au deuxième message M3 d'aller en émettant le deuxième message M4 de retour vers le premier nœud A. L'unité AC du premier nœud A calcule le deuxième temps Tac de trajet du deuxième message M3 d'aller du premier nœud A au troisième nœud C ou le deuxième temps Tac de trajet du deuxième message M4 de retour du troisième nœud C au premier nœud A.
Suivant un mode de réalisation, la troisième unité CER d'émission et de réception de messages est apte à émettre, après un deuxième délai connu TRA suite à la réception du deuxième message M3 d'aller, le deuxième message M4 de retour.
Suivant un mode de réalisation, la première unité AMT de mesure temporelle est apte à mesurer un septième instant T7 d'émission du deuxième message M3 d'aller par le premier nœud A et un huitième instant T8 de réception du deuxième message M4 de retour par le premier nœud A. La première unité AC de calcul du premier nœud A est apte à calculer, à partir du septième instant T7 d'émission, du huitième instant T8 de réception et du deuxième délai connu TRA, le deuxième temps de trajet Tac du deuxième message M3 d'aller du premier nœud A au troisième nœud C ou du deuxième message M4 de retour du troisième nœud C au premier nœud.
Suivant un mode de réalisation, la première unité AER d'émission et de réception est apte à émettre le troisième message M5 contenant une première information INF1 indiquant au moins le premier temps de trajet Tab et le deuxième temps Tac de trajet.
Dans une autre variante du dispositif de localisation 1 donné en référence à la figure 4, le deuxième message d'aller M3 est confondu avec le premier message d'aller Ml et le premier délai connu TRB est choisi différent du deuxième délai connu TRA de sorte que le deuxième message de retour M4 soit émis par le troisième nœud C à un instant différent de l'émission du premier message de retour M2 par le deuxième nœud B. Par exemple, le deuxième délai connu TRA est choisi comme étant supérieur ou égal au premier délai connu TRB majoré du temps de trajet maximal correspondant à la plus grande distance admise entre deux nœuds. Variante du dispositif de localisation et du procédé de localisation à au moins quatre noeuds
La figure 5 représente une variante du dispositif 1 de localisation décrit ci- dessus en référence à la figure 3. Ce qui a été décrit ci-dessus en référence à la figure 3 est valable pour la figure 5 et est modifié par la variante décrite ci-dessous.
A la figure 5, le rôle du premier nœud A et du troisième nœud C est permuté en ce qui concerne le deuxième message M3 d'aller, le deuxième message M4 de retour, le deuxième temps Tac de trajet, le deuxième délai connu TRA, le septième temps T7 d'émission, le huitième temps T8 de réception. C'est donc le premier nœud A qui émet par son unité AER le deuxième message M3 d'aller vers le troisième nœud C. Le troisième nœud C répond au deuxième message M3 d'aller en émettant le deuxième message M4 de retour vers le premier nœud A. L'unité AC du premier nœud A calcule le deuxième temps Tac de trajet du deuxième message M3 d'aller du premier nœud A au troisième nœud C ou le deuxième temps Tac de trajet du deuxième message M4 de retour du troisième nœud C au premier nœud A.
Suivant un mode de réalisation, la première unité AER d'émission et de réception est apte à émettre le troisième message M5 contenant une première information INFl indiquant au moins le premier temps de trajet Tab et le deuxième temps Tac de trajet. Par exemple, le troisième message M5 contient à la fois la première information INFl indiquant au moins le premier temps de trajet Tab et le deuxième temps Tac de trajet et la deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet.
Suivant un mode de réalisation, la troisième unité CER d'émission et de réception de messages est apte à émettre, après un deuxième délai connu TRA suite à la réception du deuxième message M3 d'aller, le deuxième message M4 de retour.
Suivant un mode de réalisation, la première unité AMT de mesure temporelle est apte à mesurer un septième instant T7 d'émission du deuxième message M3 d'aller par le premier nœud A et un huitième instant T8 de réception du deuxième message M4 de retour par le premier nœud A. La première unité AC de calcul du premier nœud A est apte à calculer, à partir du septième instant T7 d'émission, du huitième instant T8 de réception et du deuxième délai connu TRA, le deuxième temps de trajet Tac du deuxième message M3 d'aller du premier nœud A au troisième nœud C ou du deuxième message M4 de retour du troisième nœud C au premier nœud A.
Dans une autre variante du dispositif 1 de localisation décrit ci-dessus en référence à la figure 2, ce qui a été décrit ci-dessus est modifié par le fait que la première unité AER d'émission et de réception est apte à émettre le troisième message M5 contenant la première information INFl indiquant au moins le premier temps de trajet Tab et le deuxième temps Tac de trajet, et le message M50, distinct du message M5 et contenant la deuxième information INF2 indiquant le quatrième temps Tad de trajet.
Dans une autre variante du dispositif de localisation décrit ci-dessus en référence à la figure 5, le deuxième message d'aller M3 et/ou le quatrième message d'aller M 10 est confondu avec le premier message d'aller Ml et le deuxième délai connu TRA et/ou le quatrième délai connu TRD est choisi différent du premier délai connu TRB de sorte que le deuxième message de retour M4 et/ou le quatrième message de retour M20 soit émis par le troisième nœud C et/ou le quatrième nœud D à un instant différent de l'émission du premier message de retour M2 par le deuxième nœud B et/ou que le quatrième message de retour M20 soit émis par le quatrième nœud D à un instant différent de l'émission du deuxième message de retour M4 par le troisième nœud C. Par exemple, le deuxième délai connu TRA est choisi comme étant égal au premier délai connu TRB majoré du temps de trajet maximal correspondant à la plus grande distance admise entre deux nœuds et le quatrième délai connu sera choisi comme étant supérieur ou égal au premier délai connu TRB majoré de deux fois le temps de trajet maximal correspondant à la plus grande distance admise entre deux nœuds.
Dans la présente description, d'une manière générale : - il peut être prévu comme premier nœud A plusieurs premiers nœuds ;
- il peut être prévu comme deuxième nœud B plusieurs deuxièmes nœuds ;
- il peut être prévu comme troisième nœud C plusieurs troisièmes nœuds ;
- il peut être prévu comme quatrième nœud D plusieurs quatrièmes nœuds ; - le quatrième nœud D peut comporter des moyens permettant de calculer un temps de trajet Tbd entre les nœuds B et D et/ou une distance Dbd entre les nœuds B et D, et/ou un temps de trajet Tdc entre les nœuds C et D et/ou une distance Dde entre les nœuds C et D, ces moyens étant analogues à ce qui a été décrit ci-dessus pour le nœud C ;
- le nœud D et les nœuds E, F ou autres peuvent être chacun analogues au nœud C ;
- le troisième nœud C et/ou le deuxième nœud B et/ou le quatrième nœud D peut également envoyer dans un ou plusieurs autres messages le temps de trajet Tbc et/ou la distance Dbc et/ou le temps de trajet Tab et/ou la distance Tab et/ou le temps de trajet Tac et/ou la distance Dac et/ou un temps de trajet Tbd entre les nœuds B et D et/ou une distance Dbd entre les nœuds B et D, et/ou un temps de trajet Tdc entre les nœuds C et D et/ou une distance Dde entre les nœuds C et D et/ou le temps de trajet Tad et/ou la distance Dad, pour les communiquer aux autres nœuds. Ainsi, l'ensemble des nœuds dispose de ces informations.
- le nœud B peut calculer par son unité de calcul la distance Dab à partir du temps de trajet Tab reçu dans le message M5 ;
- le nœud B peut calculer par son unité de calcul la distance Dbc,
- le nœud B peut calculer par son unité de calcul la distance Dbd. Suivant un mode de réalisation, le premier nœud A, le deuxième nœud B, le troisième nœud C et/ou le quatrième nœud D est apte à calculer, par sa première unité de calcul AC et/ou sa deuxième unité de calcul BC et/ou sa troisième unité de calcul CC et/ou sa quatrième unité CD de calcul, au moins un angle d'arrivée du message Ml, M2, M3, M4, M10 et/ou M20. Ainsi chaque nœud est apte à déterminer un angle d'orientation relative par rapport aux autre nœuds. Par exemple, le troisième nœud C obtient un angle d'orientation par rapport au premier nœud A, au deuxième nœud B et au quatrième nœud D. Par exemple, l'un ou plusieurs des messages indiqués ci-dessus, reçu par un des nœuds A, B, C, D ou autres, peut servir à mesurer, par une unité de mesure d'angle que comporte ce nœud, un angle d'arrivée de ce message reçu par ce nœud.
L'invention a également pour objet un procédé de localisation comportant l'une ou plusieurs des étapes décrites ci-dessus et/ou le premier nœud A, et/ou le deuxième nœud B et/ou le troisième noeud C et/ou le quatrième nœud D. Suivant un mode de réalisation, le procédé de localisation est mis en œuvre à l'aide du dispositif de localisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de localisation relative, comportant au moins un premier nœud, au moins un deuxième nœud et au moins un troisième nœud, distants l'un de l'autre, caractérisé en ce que le premier nœud (A) comporte une première unité (AER) d'émission et de réception de messages, apte à déclencher un échange de premiers messages (Ml, M2) d'aller et de retour avec une deuxième unité (BER) d'émission et de réception de messages, présente dans le deuxième nœud (B), le premier nœud (A) comportant une première unité (AC) de calcul d'un premier temps (Tab) de trajet du premier message (Ml, M2) d'aller ou de retour entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B), la première unité (AER) d'émission et de réception étant apte à émettre un troisième message (M5) contenant une première information (INF1) indiquant au moins le premier temps de trajet (Tab),
le troisième nœud (C) comportant une troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages, la troisième ou première unité (AER, CER) d'émission et de réception de messages étant apte à déclencher un échange de deuxièmes messages (M3, M4) d'aller et de retour avec la première ou troisième unité (CER, AER) d'émission et de réception, le troisième nœud (C) ou le premier nœud (A) comportant une troisième unité (CC) de calcul ou la première unité (AC) de calcul, apte à calculer un deuxième temps (Tac) de trajet du deuxième message (M3, M4) d'aller ou de retour entre le troisième nœud (C) et le premier nœud (A),
la troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages étant apte à recevoir les premiers messages d'aller et de retour (Ml , M2) et le troisième message (M5), le troisième nœud (C) comportant une troisième unité (CMT) de mesure temporelle apte à mesurer un premier instant de réception (Tl) du premier message (Ml) d'aller et un deuxième instant de réception (T2) du premier message (M2) de retour,
la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer un troisième temps (Tbc) de trajet du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au troisième nœud (C) à partir des premier et deuxième instants (Tl, T2), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab), contenue dans le troisième message (M5).
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la première unité (AC) de calcul et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une première distance (Dab) entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B) à partir du premier temps (Tab) de trajet,
la première unité (AC) de calcul et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une deuxième distance (Dac) entre le premier nœud (A) et le troisième nœud (C) à partir du deuxième temps (Tac) de trajet,
la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une troisième distance
(Dbc) entre le deuxième nœud (B) et le troisième nœud (C) à partir du troisième temps (Tbc) de trajet.
3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un quatrième nœud (D),
la première unité (AER) d'émission et de réception de messages du premier nœud (A) étant apte à déclencher un échange de quatrièmes messages (M10, M20) d'aller et de retour avec une quatrième unité (DER) d'émission et de réception de messages, présente dans le quatrième nœud (D),
la première unité (AC) de calcul du premier nœud (A) étant apte à calculer un quatrième temps (Tad) de trajet du quatrième message (M10, M20) d'aller ou de retour entre le premier nœud (A) et le quatrième nœud (D), la première unité (AER) d'émission et de réception étant apte à émettre un cinquième message (M50) contenant une deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet
la troisième unité (CER) d'émission et de réception de messages étant apte à recevoir les quatrièmes messages (M10, M20) d'aller et de retour et le cinquième message (M50),
la troisième unité (CMT) de mesure temporelle du troisième nœud (C) étant apte à mesurer un troisième instant (T3) de réception du quatrième message (M10) d'aller et un quatrième instant (T4) de réception du quatrième message (M20) de retour, la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer un cinquième temps (Tdc) de trajet du quatrième message (M20) de retour du quatrième nœud (D) au troisième nœud (C) à partir des troisième et quatrième instants (T3, T4), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet, contenue dans le cinquième message (M50).
4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la première unité (AC) de calcul et/ou la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une quatrième distance (Dad) entre le premier nœud (A) et le quatrième nœud (D) à partir du quatrième temps (Tad) de trajet,
la troisième unité (CC) de calcul est apte à calculer une cinquième distance
(Dde) entre le troisième nœud (C) et le quatrième nœud (D) à partir du cinquième temps (Tdc) de trajet.
5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le cinquième message (M50) est confondu avec le troisième message (M5) et contient à la fois la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab) et la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet.
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première ou troisième unité (AER, CER) d'émission et de réception de messages est apte à émettre, après un deuxième délai connu (TRA) suite à la réception du deuxième message (M3) d'aller, le deuxième message (M4) de retour,
la deuxième unité (BER) d'émission et de réception de messages du deuxième nœud (B) est apte à émettre, après un premier délai connu (TRB) suite à la réception du premier message (Ml) d'aller, le premier message (M2) de retour, le premier nœud (A) comportant une première unité (AMT) de mesure temporelle pour mesurer un cinquième instant (T5) d'émission du premier message (Ml) d'aller par le premier nœud (A) et un sixième instant (T6) de réception du premier message (M2) de retour par le premier nœud (A),
la première unité (AC) de calcul étant apte à calculer, à partir du cinquième instant (T5) d'émission, du sixième instant (T6) de réception et du premier délai connu (TRB), le premier temps de trajet (Tab) du premier message (Ml) d'aller du premier nœud (A) au deuxième nœud (B) ou du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au premier nœud (A),
la troisième ou première unité (CMT, AMT) de mesure temporelle étant apte à mesurer un septième instant (T7) d'émission du deuxième message (M3) d'aller par le troisième ou premier nœud (C, A) et un huitième instant (T8) de réception du deuxième message (M4) de retour par le troisième ou premier nœud (C, A),
la troisième ou première unité (CC, AC) de calcul du troisième ou premier nœud (C, A) étant apte à calculer, à partir du septième instant (T7) d'émission, du huitième instant (T8) de réception et du deuxième délai connu (TRA), le deuxième temps de trajet (Tac) du deuxième message (M3) d'aller ou du deuxième message (M4) de retour entre le premier nœud (A) et le troisième nœud (C),
la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer le troisième temps de trajet (Tbc), à partir du deuxième temps de trajet (Tac), du premier instant de réception (Tl), du deuxième instant de réception (T2), du premier délai connu (TRB) et de la première information (INF1) indiquant le premier temps de trajet (Tab), contenue dans le troisième message (M5).
7. Dispositif suivant les revendications 3 et 6 prises ensemble, caractérisé en ce que la quatrième unité (DER) d'émission et de réception de messages du quatrième nœud (D) est apte à émettre, après un quatrième délai connu (TRD) suite à la réception du quatrième message (M10) d'aller, le quatrième message (M20) de retour,
la première unité (AMT) de mesure temporelle du premier nœud (A) étant apte à mesurer un neuvième instant (T9) d'émission du quatrième message (M 10) d'aller par le premier nœud (A) et un dixième instant (T10) de réception du quatrième message (M20) de retour par le premier nœud (A), la première unité (AC) de calcul étant apte à calculer, à partir du neuvième instant (T9) d'émission, du dixième instant (T10) de réception et du quatrième délai connu (TRD), le quatrième temps (Tad) de trajet du quatrième message (M 10) d'aller du premier nœud (A) au quatrième nœud (D) ou du quatrième message (M20) de retour du quatrième nœud (D) au premier nœud (A), la troisième unité (CC) de calcul étant apte à calculer le cinquième temps de trajet (Tdc), à partir des troisième et quatrième instants (T3, T4), du deuxième temps (Tac) de trajet, du quatrième délai connu (TRD) et de la deuxième information (INF2) indiquant le quatrième temps (Tad) de trajet, contenue dans le cinquième message (M50).
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième message d'aller (M3) est confondu avec le premier message d'aller (Ml) et/ou le quatrième message d'aller (M10) est confondu avec le premier message d'aller (Ml).
9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendication 6 à 8, caractérisé en ce que le premier temps de trajet (Tab) est égal à
Tab = {T6 - T5 - TRB}/2,
où Tab est le premier temps de trajet, T6 est le sixième instant de réception, T5 est le cinquième instant d'émission et TRB est le premier délai connu.
10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le deuxième temps de trajet (Tac) est égal à
Tac = {T8- T7-TRA}/2,
où Tac est le deuxième temps de trajet, T8 est le huitième instant de réception, T7 est le septième instant d'émission, TRA est le deuxième délai connu.
11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que le troisième temps de trajet (Tbc) est égal à
Tbc = T2 - Tl - Tab - TRB + Tac,
où T2 est le deuxième instant de réception, Tl est le premier instant de réception, Tab est le premier temps de trajet obtenu à partir de la première information (INFl) contenue dans le troisième message (M5), TRB est le premier délai connu, Tac est le deuxième temps de trajet.
12. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le quatrième temps (Tad) de trajet est égal à
Tad = {T10 - T9 - TRD}/2,
où T10 est le dixième instant de réception, T9 est le neuvième instant d'émission, TRD est le quatrième délai connu.
13. Dispositif suivant la revendication 7 ou 12, caractérisé en ce que le cinquième temps (Tdc) de trajet est égal à
Tdc = T4 - T3 - Tad - TRD + Tac,
où Tdc est le cinquième temps de trajet, T4 est le quatrième instant de réception, T3 est le troisième instant de réception, Tad est le quatrième temps de trajet obtenu à partir de la deuxième information (INF2) contenue dans le cinquième message (M50, M5), TRD est le quatrième délai connu.
14. Procédé de localisation relative d'au moins un troisième nœud par rapport à au moins un premier nœud et au moins un deuxième nœud, les premier, deuxième et troisième nœuds étant distants l'un de l'autre,
caractérisé en ce que le premier nœud (A) émet un premier message (Ml) d'aller, auquel le deuxième nœud (B) répond par un premier message (M2) de retour,
le premier nœud (A) calcule un premier temps (Tab) de trajet du premier message (Ml) d'aller ou du premier message (M2) de retour entre le premier nœud (A) et le deuxième nœud (B),
le premier nœud (A) émet un troisième message (M5) contenant une première information (INF1) indiquant au moins le premier temps de trajet (Tab), le troisième ou premier nœud (C,A) émet un deuxième message (M3) d'aller, auquel le premier ou troisième nœud (C,A) répond par un deuxième message (M4) de retour,
le troisième ou premier nœud (C,A) calcule un deuxième temps (Tac) de trajet du deuxième message (M3) d'aller ou du deuxième message (M4) de retour entre le troisième nœud (C) et le premier nœud (A),
le troisième nœud (C) reçoit le premier message (Ml) d'aller, le premier message (M2) de retour et le troisième message (M5),
le troisième nœud (C) mesure un premier instant de réception (Tl) du premier message (Ml) d'aller et un deuxième instant de réception (T2) du premier message (M2) de retour,
le troisième nœud (C) calcule un troisième temps (Tbc) de trajet du premier message (M2) de retour du deuxième nœud (B) au troisième nœud (C) à partir des premier et deuxième instants (Tl , T2), du deuxième temps (Tac) de trajet et de la première information (INFl) indiquant le premier temps de trajet (Tab), contenue dans le troisième message (M5).
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