WO2024251574A1 - Procédé de commande d'un ouvrant d'un véhicule automobile par détection d'un mouvement d'une cible - Google Patents

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Ihssen Masri
Cyril Robin
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Vitesco Technologies GmbH
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method for controlling an opening of a motor vehicle by detecting a movement of a target, such as a hand or a foot of a user.
  • the present disclosure relates to the field of management of access to a motor vehicle.
  • a radiofrequency signal is an electromagnetic signal comprising a carrier with a frequency of, for example, between 3 kHz and 300 GHz but most often between 5 and 30 GHz in automotive applications.
  • gesture detection methods used for controlling a vehicle opening.
  • a radiofrequency signal is transmitted towards a target and the analysis of a return radiofrequency signal makes it possible to recognize a predetermined gesture made by a user's foot.
  • An objective of the present invention is to propose a method and a device offering an improved user experience.
  • the present document relates to a method for controlling an opening leaf of a motor vehicle by detecting a movement of a target, such as a hand or a foot of a user, said opening leaf being able to be moved using an actuator so as to be able to control its opening speed and/or its degree of opening between a fully open position, a fully closed position and at least one partially open intermediate position, said method comprising the steps consisting of:
  • the opening may be an opening capable of pivoting about at least one axis of rotation.
  • the degree of opening is a function of the angle of the opening relative to the fully closed position of the opening. The greater this angle, the greater the degree of opening. We can speak of the angular degree of opening.
  • the opening may be able to slide or translate along an axis.
  • the degree of opening is a function of the distance of the opening from the fully closed position. The greater this distance, the higher the degree of opening. We can speak of a linear degree of opening.
  • Said actuator may be a motor or a cylinder, for example electric, hydraulic or pneumatic.
  • Such a method thus makes it possible to control the degree of opening and/or the speed of opening, by simply moving the target relative to the vehicle.
  • a large amplitude gesture can for example allow a significant movement of the opening, while a small amplitude gesture can for example allow a limited movement of the opening.
  • a large amplitude gesture can for example allow a movement of the opening from a closed position to a position having a large degree of opening or to a completely open position, or vice versa
  • a small amplitude gesture can for example allow a movement of the opening from a closed position to a position having a small degree of opening, or vice versa.
  • a rapid gesture may, for example, allow rapid movement of the opening
  • a slow gesture may, for example, allow slow movement of the opening.
  • the opening degree of the opening leaf can be controlled discretely or continuously. In other words, a limited quantity of different opening degrees can be controlled using a gesture, or an infinite number of positions and opening degrees of the opening leaf can be controlled using a gesture.
  • the opening speed of the opening leaf can be controlled discretely or continuously. In other words, a limited quantity of different speeds can be controlled using a gesture, or an infinite number of speed values can be controlled using a gesture.
  • the movement of the opening can be controlled in the opening direction or in the closing direction. The direction of movement of the opening can be dependent on the direction of movement of the target, or its trajectory, for example.
  • the linear range of motion of the target is the measure of the total distance traveled by the target as it moves from its starting position to its final position.
  • the linear range of motion is then expressed in units of length.
  • the angular range of motion of the target is the measure of the total angle traveled by the target as it moves from its starting position to its final position.
  • the angular range of motion is then expressed in units of angle.
  • the angle can be a plane angle, i.e. a two-dimensional angle, or a solid angle, i.e. a three-dimensional angle.
  • the transmitter and the receiver may be located in the same transmitting and receiving device.
  • the transmitter and the receiver may be formed by an antenna.
  • transmitters and associated receivers may also be used, the transmitters (and associated receivers) may be located in areas of the vehicle spaced apart from each other.
  • the transmitted signal may be a pulse signal comprising a carrier modulated by a sequence of pulses.
  • the emitted signal is a radiofrequency signal.
  • a radiofrequency signal means a frequency electromagnetic signal whose carrier frequency is between 3 kHz and 300 GHz.
  • the carrier frequency may be, in the present document, between 5 GHz and 30 GHz, for example between 5 GHz and 10 GHz.
  • the signal may be an ultra-wideband signal.
  • An ultra-wideband (or UWB) signal is an electromagnetic signal that is characterized by very short pulses in time (for example, of the order of a few nanoseconds) and a very wide bandwidth (for example, greater than 500 MHz or even more than 1 GHz).
  • the pulses are so short that they have a duration of the order of a few periods of the carrier frequency, which means that the signal can have a considerably wider bandwidth than conventional signals.
  • a UWB signal also has very low transmitted energy. This type of signal is suitable for use in environments with a lot of radio noise or interference.
  • step (c) may include the substeps consisting of: (c1) determining an approximate distance to the target, implementing a measurement of time shift between a pulse of the return signal and the corresponding pulse of the transmitted signal;
  • (c3) optionally, combining the approximate target distance and the target distance complement, to obtain an estimated target distance value
  • Said time series of values defining the gesture can in particular make it possible to calculate a speed of movement and/or a linear amplitude relative to the trajectory of the target during such a gesture.
  • Sub-step (c1) implements the measurement of a flight time, i.e. the measurement of a duration taken by a pulse to make the round trip between the transmitter, the target and the receiver.
  • the flight time is linked to the distance traveled by the pulse by c, the speed of light in a vacuum. The flight time thus makes it possible to determine the distance between the target and the transmitter or the receiver.
  • the pulses of the return radiofrequency signal are detected on an amplitude signal, sampled in time by an analog-to-digital converter.
  • the frequency of the time sampling defines sampling time windows, and therefore a precision on the measurement of the time of flight. In order to maximize this precision, the sampling frequency must be as high as possible.
  • the sampling frequency of the envelope of the emitted pulse signal is for example approximately 1 GHz, i.e. a resolution of 15 cm on the value of the approximate distance to the target.
  • step (c2) Using the complement of distance to the target during step (c2) then makes it possible to reduce the margin of error to a few millimeters.
  • the sub-step (c2) uses a monitoring of phase shift values between the return pulse signal and the transmitted pulse signal.
  • Each phase shift value relates to the difference between the phase of a pulse of the return signal, upon reception by the receiver, and the phase of the corresponding pulse of the transmitted signal, as transmitted by the transmitter.
  • each increment of 2rr on the value of this phase shift corresponds to a variation of ⁇ /2 on the outward distance between the transmitter and the target.
  • the frequency f of the carrier of the emitted pulse signal is higher than the sampling frequency fe of the pulse envelope, with for example a ratio of approximately 7 between the two. Consequently, the resolution on the determination of the distance complement to the target is lower than the resolution on the determination of the approximate distance to the target, with for example a ratio of 7 between the two, i.e. a resolution of the order of 2 cm.
  • the resolution is even much better.
  • the resolution depends on the resolution of the measurements, in practice it is much lower than a millimeter.
  • substep (c3) the complement of distance to the target is combined with the approximate distance, to obtain an estimated value of distance to the target.
  • said combination is a sum.
  • This combines the advantages linked to each of these two values, namely a known origin, thanks to the approximate distance to the target, and a reduced margin of error, thanks to the complement of distance to the target.
  • Said known origin corresponds to the location of the transmitter and the receiver.
  • step (c) does not include step (c1) or step (c3), and includes step (c2) as well as a step of repeating step (c2) to obtain a time series of estimated values of variations in distance to the target, said time series defining a gesture.
  • step (c2) may include the sub-steps consisting of:
  • Sub-step (c22) can be implemented using an analog-to-digital converter. This time sampling can be implemented downstream of the generation of the signals l(t) and Q(t). The sampling step can be between 0.8 ns and 2 ns, for example equal to 1 ns.
  • Said method may include an optional step of constructing matrices, occurring for example between sub-steps (c22) and (c23).
  • the sampled data l(ti) and Q(ti) can be arranged in the form of matrices.
  • a first axis of the matrix denoted “CIR index”
  • a second axis of the matrix can correspond to an index, denoted “tap num”, of a sampling instant. The value of this index can be reset to zero at each new pulse of the emitted signal. In other words, this involves implementing a time folding of a signal formed by the data considered.
  • a third axis of the matrix can correspond to the value, denoted S, taken by each sampled data.
  • sub-step (c23) it is a question of extracting, for each pulse of the transmitted signal, data relating to a portion of the return signal, portion for which the difference between the time of emission of the pulse of the transmitted signal and the time of reception of said portion of the corresponding pulse of the return signal is less than the threshold, denoted T1.
  • step (c23) the data relating only to portions of the return signal, for which a time difference AT between the reception of said portion of signal and the emission of a corresponding pulse of the emitted signal, is both lower than the threshold T1 and higher than a second threshold T2, lower than T1.
  • this extraction sub-step makes it possible to consider only portions of the signal associated with a reflection on a target located in said predetermined detection zone, and to avoid the effect of reflection on targets that are not relevant because they are located outside said detection zone.
  • Sub-steps (c25) and (c26) aim to follow, on said extracted data, the return signal having been reflected on the target, in order to deduce the movement of said target.
  • the phase of the return signal being representative of a position of the target
  • the evolution of the phase indicates a variation of the position of the target, and therefore a movement of the latter.
  • the evolution of this phase value makes it possible to characterize a movement made by the target.
  • the monitoring of the phase values can take into account the fact that, each time the distance traveled by the radiofrequency wave varies by X (where X is the central wavelength of the carrier of said radiofrequency signal), this phase value varies by 2TT.
  • This monitoring can also take into account a possible change in the time difference between the peak considered on the return signal and the time of emission of the corresponding pulse of the emitted signal (in other words, a change in the “tap num” index of the peak considered).
  • step (c) implements Doppler frequency calculations, based for example on the use of a fast Fourier transform (or FFT).
  • FFT fast Fourier transform
  • the FFT making it possible to obtain the frequencies of the return signal, if a difference exists between the frequency of the transmitted carrier f, and the frequency received, this is due to the Doppler effect. From this difference, the radial speed of said target is deduced. By integrating this speed over time, the distance of the radial displacement of said target is deduced.
  • the position of the target is not defined solely in terms of distance to the area receiving the transmitter and the receiver, but also in terms of angle of incidence on the receiver.
  • Step (c) of the method can then comprise a step of determining a time offset between the time of arrival of a portion of return signal on a first receiver and the time of arrival of an equivalent portion of return signal on a second receiver, this time offset making it possible to determine a distance D, which in turn makes it possible to determine the angle of incidence 0 of a beam of parallel rays on the first and second receivers.
  • the angle 0 is formed between the axis connecting the target with a first receiver, and the axis connecting the first receiver with a second receiver.
  • a first transmitter, associated with the first receiver can be located in the same area as the first receiver.
  • a second transmitter, associated with the second receiver can be located in the same area as the second receiver.
  • each receiver is a transceiver.
  • a single transmitter extends in proximity to the first and second receivers.
  • a transceiver is associated with a single receiver.
  • d be the length of the side of the triangle connecting the two receivers and let D be the length of the side of the triangle connecting one of the two receivers at the vertex presenting a right angle.
  • D c.AT
  • AT the difference between the instants of reception of the signal received between the two receivers
  • a position, a speed, an amplitude of movement and/or a trajectory of the target relative to the vehicle can thus be calculated on the basis of the evolution of the distance between the target and the emission and/or reception zone (measured using the time of flight and/or the evolution of the phase and/or via Doppler frequency measurements), and where appropriate by further using the evolution of the angle 0, over time.
  • the present document also relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by at least one processor, cause the latter to implement all the steps of a method of the type mentioned above.
  • This document also relates to a calculator intended to be installed in a motor vehicle comprising at least one processor and at least one memory, characterized in that it is configured for the implementation of each of the steps of a method of the type mentioned above.
  • This document also relates to a system for managing the opening of an opening intended to be installed in a motor vehicle, characterized in that it comprises:
  • At least one antenna intended to emit the transmitted signal (radiofrequency signal, preferably of the pulse type) and to receive the return signal (radiofrequency signal, preferably of the pulse type), and
  • an electronic management module comprising a calculator according to the claim of the type described above.
  • This document also relates to a motor vehicle equipped with a movable opening leaf, capable of being moved by an actuator between a fully open position, a fully closed position and at least one partially open intermediate position, characterized in that it comprises a system for managing the opening of said opening leaf of the type described above.
  • FIG. 1 is a schematic view of a motor vehicle according to the present document
  • FIG. 2 illustrates the different steps of the process according to this document
  • FIG. 3 illustrates a matrix grouping values of a plurality of pulses
  • FIG. 4 schematically illustrates a step of determining an angle 0 formed between the axis connecting the target with a first receiver and the axis connecting the first receiver with a second receiver.
  • Figure 1 schematically represents a motor vehicle 1 comprising a movable opening leaf 2, capable of being moved by actuator 3 between a fully open position, a fully closed position and at least one partially open intermediate position, the vehicle comprising a system for managing the opening of said opening leaf 2.
  • Said management system comprises:
  • At least one antenna 4 intended to transmit and receive a pulsed radiofrequency signal
  • the calculator comprises a processor and at least one memory, and is configured to implement each of the steps of a method for managing the opening of the opening 2 described below.
  • the calculator is capable of generating an output signal enabling the actuator 3 to be controlled.
  • This method makes it possible to control said opening 2 by detecting a movement of a target 5, such as a hand or a foot of a user.
  • This method comprises the successive steps described below.
  • a signal is emitted, using the antenna, this signal being intended to interact with the target.
  • This signal is an ultra-wideband pulse signal, comprising a carrier modulated by a sequence of pulses, and characterized by very short pulses in time (for example of the order of a few nanoseconds) and a very wide bandwidth (for example greater than 500 MHz, or even more than 1 GHz).
  • step (b) the signal reflected on the target is returned and captured by the antenna, this signal being called the return signal.
  • step (c) at least one characteristic is determined from the emitted signal and the return signal, among a speed of movement, a linear amplitude of movement and/or an angular amplitude of movement relating to a movement of the target 5 relative to a determined zone of the vehicle.
  • the approximate distance to the target is determined, implementing a measurement of the time shift between a pulse of the return pulse signal and the corresponding pulse of the emitted pulse signal.
  • This sub-step (c1) in particular implements the measurement of the flight time, that is to say the measurement of a duration taken by a pulse to make the round trip between the antenna and the target, as indicated previously.
  • a complement of distance to the target is determined, implementing a monitoring of phase shift values between the return pulse signal and the emitted pulse signal.
  • this complement of distance to the target is calculated, the relevant information relating to a movement, therefore to variations in position.
  • the sub-step (c22) can be implemented using an analog-to-digital converter. This time sampling can be implemented downstream of the generation of the signals l(t) and Q(t). The sampling step can be between 0.8 ns and 2 ns, for example equal to 1 ns.
  • Said method may then include an optional step (c22’) of constructing matrices.
  • the sampled data l(ti) and Q(ti) can be arranged in the form of matrices, as illustrated in FIG. 3.
  • a first axis of the matrix denoted “CIR index”
  • a second axis of the matrix can correspond to an index, denoted “tap num”, of a sampling instant. The value of this index can be reset to zero at each new pulse of the emitted signal. In other words, this involves implementing a time folding of a signal formed by the data considered.
  • a third axis of the matrix can correspond to the value, denoted S, taken by each sampled data.
  • this sub-step (c23) it is a question of extracting, for each pulse of the transmitted signal, data relating to a portion of the corresponding pulse of the transmitted signal, portion for which the difference between the time of emission of the pulse of the transmitted signal and the time of reception of said portion of the corresponding pulse of the return signal is less than the threshold, noted T1.
  • this extraction sub-step makes it possible to consider only portions of the signal associated with a reflection on a target located in said predetermined detection zone, and to avoid the reflection effect on irrelevant targets located outside the said detection zone.
  • a sub-step (c25) the presence of a peak of amplitude greater than or equal to a predetermined threshold is searched on the calculated
  • Sub-steps (c25) and (c26) aim to follow, on said extracted data, the phase of the return signal having reflected on the target, in order to deduce the movement of said target.
  • the phase being representative of a position of the target
  • the evolution of the phase indicates a variation of the position of the target, and therefore a movement of the latter.
  • the evolution of this phase value makes it possible to characterize a movement made by the target.
  • the monitoring of the phase values can take into account the fact that, each time the distance traveled by the radiofrequency wave varies by X (where X is the central wavelength of the carrier of said radiofrequency signal), this phase value varies by 2TT.
  • This monitoring can also take into account a possible change in the time difference between the peak considered on the return signal and the time of emission of the corresponding pulse of the emitted signal (in other words, a change in the “tap num” index of the peak considered).
  • a sub-step (c3) (optional), the approximate distance to the target and the complement of the distance to the target are combined, to obtain an estimated value of the distance to the target.
  • said sub-steps (c1) to (c3) (or alternatively step (c2) alone) are repeated, to obtain a time series of estimated values of distance from the target, said time series of values defining a gesture.
  • step (c) of the method can also include a step of determining an angle 0 formed between the axis connecting the target 5 with a first antenna 4 and the axis connecting the first antenna 4 with the second antenna 4'.
  • D c.AT
  • AT is the difference between the times of reception of the return signal by each respective of the two antennas 4, 4’
  • the speed of movement and the linear amplitude of movement of the target 5 relative to the vehicle can be calculated both on the basis of the evolution of the distance between the target and the emission and/or reception zone (measured for example using the time of flight and/or the evolution of the phase) and on the basis of the evolution of the angle 0, over time.
  • the calculation of an angular amplitude of movement of the target uses said evolution of the angle 0, over time.
  • the method may implement at least three antennas, for example three antennas, not aligned on the same axis or on the same plane.
  • the use of three non-coplanar antennas makes it possible to determine the position of a target in all directions of space, i.e. in three dimensions. This makes it possible in particular to be able to detect complex positions, trajectories, movements or gestures of the target, in particular gestures that are not contained solely in a single plane.
  • Such complex gestures may in particular involve a rotation of the wrist or a rotation of the arm when the target is a user's hand.
  • the degree of opening of the opening leaf 2 is controlled using the actuator 3, as a function of the linear amplitude of movement and/or where appropriate the angular amplitude of movement of the target 5.
  • the opening speed of the opening 2 is controlled using the actuator 3, depending on the speed of movement of the target 5.
  • the calibration can come simply from so-called “factory” settings or even from self-adaptation to the user’s average gestures.
  • This calibration data is stored in a memory of a computer intended to be installed in the vehicle 1, this computer comprising at least said memory and at least one processor, and being configured to implement the steps of the method described above.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un ouvrant (2) d'un véhicule automobile (1) par détection d'un mouvement d'une cible (5), telle qu'une main ou qu'un pied d'un utilisateur, ledit ouvrant (2) étant apte à être déplacé à l'aide d'un actionneur (3) de façon à pouvoir commander sa vitesse d'ouverture et/ou son degré d'ouverture entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, ledit procédé comportant les étapes consistant à : - émettre, à l'aide d'au moins un émetteur (4), un signal radiofréquence nommé signal émis, destiné à se réfléchir au moins partiellement sur ladite cible (5), - recevoir, à l'aide d'au moins un récepteur (4), un signal radiofréquence nommé signal retour, provenant de la réflexion du signal émis sur ladite cible (5), - à partir du signal émis et du signal retour, déterminer au moins une caractéristique parmi une vitesse de déplacement, une amplitude linéaire de mouvement et/ou une amplitude angulaire de mouvement, relative à un mouvement de la cible (5) par rapport à une zone déterminée du véhicule, - commander le degré d'ouverture et/ou la vitesse d'ouverture de l'ouvrant (2), à l'aide de l'actionneur (3),et en fonction de ladite caractéristique relative au mouvement de la cible (5).

Description

Description
Procédé de commande d’un ouvrant d’un véhicule automobile par détection d’un mouvement d’une cible
[0001] La présente divulgation concerne un procédé de commande d’un ouvrant d’un véhicule automobile par détection d’un mouvement d’une cible, telle qu’une main ou qu’un pied d’un utilisateur
Domaine technique
[0002] La présente divulgation relève du domaine de la gestion des accès à un véhicule automobile.
Etat de la technique
[0003] Il est connu d’utiliser des signaux radiofréquence pour piloter l’ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, par exemple une porte d’un coffre. Un signal radiofréquence est un signal électromagnétique comportant une porteuse avec une fréquence comprise par exemple entre 3 kHz et 300 GHz mais le plus souvent entre 5 et 30 GHz dans des applications du monde de l’automobile.
[0004] Il existe notamment des procédés de détection de geste utilisés pour le pilotage d’un ouvrant de véhicule. Dans un tel procédé, une émission d’un signal radiofréquence est réalisée en direction d’une cible et l’analyse d’un signal radiofréquence retour permet de reconnaitre un geste prédéterminé effectué par un pied d’utilisateur.
[0005] Il est également connu d’utiliser un signal radiofréquence de type impulsionnel (par opposition à un signal continu) présentant des impulsions dites radiofréquence, c’est-à-dire dont la fréquence de porteuse appartient à un spectre radiofréquence large. L’utilisation de ce type de signal permet notamment de déterminer une distance entre une cible et un dispositif d’émission et réception dudit signal radiofréquence de type impulsionnel.
[0006] La détection d’un geste dans la zone considérée pilote l’ouverture ou la fermeture complète de l’ouvrant. Un objectif de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif offrant une expérience utilisateur améliorée.
Exposé de l’invention
[0007] A cet effet, le présent document concerne un procédé de commande d’un ouvrant d’un véhicule automobile par détection d’un mouvement d’une cible, telle qu’une main ou qu’un pied d’un utilisateur, ledit ouvrant étant apte à être déplacé à l’aide d’un actionneur de façon à pouvoir commander sa vitesse d’ouverture et/ou son degré d’ouverture entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, ledit procédé comportant les étapes consistant à :
(a) émettre, à l’aide d’au moins un émetteur, un signal radiofréquence nommé signal émis, destiné à se réfléchir au moins partiellement sur ladite cible, (b) recevoir, à l’aide d’au moins un récepteur, un signal radiofréquence nommé signal retour, provenant de la réflexion du signal émis sur ladite cible,
(c) à partir du signal émis et du signal retour, déterminer au moins une caractéristique parmi une vitesse de déplacement, une amplitude linéaire de mouvement et/ou une amplitude angulaire de mouvement, relative à un mouvement de la cible par rapport à une zone déterminée du véhicule,
(d) commander le degré d’ouverture et/ou la vitesse d’ouverture de l’ouvrant, à l’aide de l’actionneur, et en fonction de ladite caractéristique relative au mouvement de la cible.
[0008] L’ouvrant peut être un ouvrant apte à pivoter autour d’au moins un axe de rotation. Dans un tel cas, le degré d’ouverture est fonction de l’angle de l’ouvrant par rapport à la position totalement fermée de l’ouvrant. Plus cet angle est important, plus le degré d’ouverture est élevé. On peut parler de degré angulaire d’ouverture.
[0009] Alternativement, l’ouvrant peut être apte à coulisser ou translater le long d’un axe. Dans un tel cas, le degré d’ouverture est fonction de la distance de l’ouvrant par rapport à la position totalement fermée. Plus cette distance est importante, plus le degré d’ouverture est élevé. On peut parler de degré linéaire d’ouverture.
[0010] Ledit actionneur peut être un moteur ou un vérin, par exemple électrique, hydraulique ou pneumatique.
[0011] Un tel procédé permet ainsi de commander le degré d’ouverture et/ou la vitesse d’ouverture, par simple déplacement de la cible par rapport au véhicule.
[0012] De cette manière, un geste de grande amplitude peut par exemple permettre un déplacement important de l’ouvrant, tandis qu’un geste de faible amplitude peut par exemple permettre un déplacement limité de l’ouvrant. En d’autres termes, un geste de grande amplitude peut par exemple permettre un déplacement de l’ouvrant d’une position fermée à une position présentant un grand degré d’ouverture ou à une position totalement ouverte, ou inversement, tandis qu’un geste de faible amplitude peut par exemple permettre un déplacement de l’ouvrant d’une position fermée à une position présentant un faible degré d’ouverture, ou inversement.
[0013] De manière similaire, un geste rapide peut par exemple permettre un déplacement rapide l’ouvrant, tandis qu’un geste lent peut par exemple permettre un déplacement lent de l’ouvrant.
[0014] Le degré d’ouverture de l’ouvrant peut être commandé de façon discrète ou continue. En d’autres termes, une quantité limitée de degrés d’ouverture différents peut être commandée à l’aide d’un geste, ou une infinité de positions et de degrés d’ouverture de l’ouvrant peut être commandée à l’aide d’un geste. De façon similaire, la vitesse d’ouverture de l’ouvrant peut être commandée de façon discrète ou continue. En d’autres termes, une quantité limitée de vitesses différentes peut être commandée à l’aide d’un geste, ou une infinité de valeurs de vitesse peut être commandée à l’aide d’un geste. [0015] Bien entendu, le déplacement de l’ouvrant peut être commandé dans le sens de l’ouverture ou dans le sens de la fermeture. Le sens de déplacement de l’ouvrant peut être dépendant du sens du mouvement de la cible, ou de sa trajectoire, par exemple.
[0016] L'amplitude linéaire de mouvement de la cible est la mesure de la distance totale parcourue par la cible lorsqu'elle se déplace de sa position de départ à sa position finale. L'amplitude linéaire de mouvement est alors exprimée en unités de longueur. L'amplitude angulaire de mouvement de la cible est la mesure de l’angle total parcouru par la cible lorsqu'elle se déplace de sa position de départ à sa position finale. L'amplitude angulaire de mouvement est alors exprimée en unités d’angle. L’angle peut être un angle plan, c’est-à-dire un angle bidimensionnel, ou un angle solide, c’est-à-dire un angle tridimensionnel.
[0017] L’émetteur et le récepteur peuvent être situés dans un même dispositif d’émission et de réception. L’émetteur et le récepteur peuvent être formés par une antenne.
[0018] Plusieurs émetteurs et plusieurs récepteurs associés peuvent également être utilisés, les émetteurs (et les récepteurs associés) peuvent être situés dans des zones du véhicule écartées l’une de l’autre.
[0019] Le signal émis peut être un signal impulsionnel comportant une porteuse modulée par une séquence d’impulsions.
[0020] Le signal émis est un signal radiofréquence. Un signal radiofréquence désigne un signal électromagnétique fréquentiel dont la fréquence de la porteuse est comprise entre 3 kHz et 300 GHz. La fréquence de la porteuse peut être comprise, dans le présent document, entre 5 GHz et 30 GHz, par exemple entre 5 GHz et 10 GHz.
[0021] Le signal peut être un signal à bande ultralarge.
[0022] Un signal à bande ultralarge (ou UWB pour Ultra Wide Band) est un signal électromagnétique qui est caractérisé par des impulsions très courtes dans le temps (par exemple de l’ordre de quelques nanosecondes) et une largeur de bande très large (par exemple supérieure à 500 MHz, voire plus de 1 GHz). Les impulsions sont si courtes qu’elles ont une durée de l’ordre de quelques périodes de la fréquence de la porteuse, ce qui signifie que le signal peut avoir une largeur de bande considérablement plus large que les signaux classiques. Un signal UWB a également une très faible énergie transmise. Ce type de signal est adapté à une utilisation dans des environnements présentant beaucoup de bruit radioélectrique ou d'interférences.
[0023] On décrit dans la suite des exemples de traitement de signal, permettant de caractériser le mouvement de la cible notamment lorsque le signal émis est un signal impulsionnel comportant une porteuse modulée par une séquence d’impulsions. Ces exemples de traitement de données sont indiqués à titre d’exemple, et ne sont nullement limitatifs.
[0024] Avec un signal émis de type impulsionnel, l’étape (c) peut comporter les sous-étapes consistant à : (c1) déterminer une distance approximative à la cible, mettant en oeuvre une mesure de décalage temporel entre une impulsion du signal retour et l’impulsion correspondante du signal émis;
(c2) déterminer un complément de distance à la cible, mettant en oeuvre un suivi de valeurs de déphasage entre le signal impulsionnel retour et le signal impulsionnel émis ;
(c3) de manière optionnelle, combiner la distance approximative à la cible et le complément de distance à la cible, pour obtenir une valeur estimée de distance à la cible ; et
(c4) répéter lesdites sous-étapes (c1) à (c2) et éventuellement (c3), pour obtenir une série temporelle de valeurs de déphasage ou de valeurs estimées de distance à la cible, ladite série temporelle de valeurs définissant un geste, ou mouvement de la cible.
[0025] Ladite série temporelle de valeurs définissant le geste peut permettre notamment de calculer une vitesse de déplacement et/ou une amplitude linéaire relative à la trajectoire de la cible lors d’un tel geste.
[0026] La sous-étape (c1 ) met en oeuvre la mesure d’un temps de vol, c’est-à-dire la mesure d’une durée mise par une impulsion pour effectuer l’aller-retour entre l’émetteur, la cible et le récepteur. Le temps de vol est relié à la distance parcourue par l’impulsion par c, la célérité de la lumière dans le vide. Le temps de vol permet ainsi de déterminer la distance entre la cible et l’émetteur ou le récepteur.
[0027] En pratique, les impulsions du signal radiofréquence retour sont détectées sur un signal d’amplitude, échantillonné temporellement par un convertisseur analogique numérique. La fréquence de l’échantillonnage temporel définit des fenêtres temporelles d’échantillonnage, et donc une précision sur la mesure du temps de vol. Afin de maximiser cette précision, la fréquence d’échantillonnage doit être la plus élevée possible.
[0028] La sous-étape (c1 ) permet ainsi d’obtenir la valeur d’une distance approximative à la cible, avec une résolution Ad1= c/(2*fe), avec c la célérité de la lumière dans le vide, et fe la fréquence d’échantillonnage de l’enveloppe du signal impulsionnel émis. La fréquence d’échantillonnage de l’enveloppe du signal impulsionnel émis est par exemple d’environ 1 GHz, soit une résolution de 15 cm sur la valeur de la distance approximative à la cible.
[0029] L’utilisation du complément de distance à la cible lors de l’étape (c2) permet alors de réduire la marge d’erreur à quelques millimètres.
[0030] En effet, la sous-étape (c2) utilise un suivi de valeurs de déphasage entre le signal impulsionnel retour et le signal impulsionnel émis. Chaque valeur de déphasage se rapporte à la différence entre la phase d’une impulsion du signal retour, à réception par le récepteur, et la phase de l’impulsion correspondante du signal émis, telle qu’émise par l’émetteur.
[0031] La valeur du déphasage entre le signal impulsionnel retour et le signal impulsionnel émis varie de 2TT, pour chaque variation de X sur la distance aller-retour parcourue par l’impulsion, avec X la longueur d’onde des impulsions du signal impulsionnel émis. [0032] Ainsi, chaque incrément de 2rr sur la valeur de ce déphasage correspond à une variation de À/2 sur la distance aller entre l’émetteur et la cible.
[0033] En décomptant les incréments de 2TT sur ladite valeur du déphasage, on décompte donc des variations de À/2 sur la distance à la cible. Le résultat du décompte de ces variations définit la valeur du complément de distance à la cible. Le cas échéant, une valeur plus précise encore de complément de distance à la cible peut être obtenue, à l’aide d’une valeur exacte de déphasage et du reste une fois les plusieurs incréments de 2TT soustraits. En décomptant les incréments de 2TT sur ladite valeur du déphasage, le complément de distance à la cible présente donc une résolution Ad2 définie par : Ad2= X/2=c/(2*f), avec c la célérité de la lumière dans le vide, et f la fréquence la porteuse du signal émis.
[0034] La fréquence f de la porteuse du signal impulsionnel émis est supérieure à la fréquence d’échantillonnage fe de l’enveloppe des impulsions, avec par exemple un rapport d’environ 7 entre les deux. Par conséquent, la résolution sur la détermination du complément de distance à la cible est inférieure à la résolution sur la détermination de la distance approximative à la cible, avec par exemple un rapport 7 entre les deux, soit une résolution de l’ordre de 2cm.
[0035] En utilisant la valeur du déphasage, la résolution est encore bien meilleure. La résolution dépend de la résolution des mesures, en pratique elle est bien inférieure au millimètre.
[0036] Le complément de distance à la cible offre une marge d’erreur réduite.
[0037] A la sous-étape (c3), le complément de distance à la cible est combiné avec la distance approximative, pour obtenir une valeur estimée de distance à la cible. De préférence, ladite combinaison est une somme. On combine ainsi les avantages liés à chacune de ces deux valeurs, à savoir une origine connue, grâce à la distance approximative à la cible, et une marge d’erreur réduite, grâce au complément de distance à la cible. Ladite origine connue correspond à l’emplacement de l’émetteur et du récepteur. La répétition des étapes (c1) à (c3) permet d’obtenir une suite de valeurs estimées de distance à la cible, définissant un mouvement effectué par la cible.
[0038] Dans une variante avantageuse, l’étape (c) ne comporte pas l’étape (c1) ni l’étape (c3), et comporte l’étape (c2) ainsi qu’une étape de répétition de l’étape (c2) pour obtenir une série temporelle de valeurs estimées de variations de distance à la cible, ladite série temporelle définissant un geste. En d’autres termes, il n’est pas forcément nécessaire de calculer des valeurs de distance à la cible relativement au véhicule, puisque l’information utile se rapporte à un mouvement. La sous- étape (c2) peut comporter les sous-étapes consistant à :
(c21 ) générer un signal l(t) relatif à une composante en phase du signal retour par mélange en phase entre le signal retour et un signal en phase et à la fréquence du signal émis, et un signal Q(t) relatif à une composante en quadrature de phase du signal retour par mélange en quadrature de phase entre le signal retour et un signal en quadrature et à la fréquence du signal émis, les signaux l(t) et Q(t) définissant les deux composantes d’un signal retour démodulé,
(c22) obtenir des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) correspondant à un échantillonnage temporel des signaux l(t) et Q(t), (c23) extraire, dans les données échantillonnées l(ti) et Q(ti), celles se rapportant uniquement à des portions du signal retour, pour lesquelles un écart temporel entre la réception de chaque portion de signal retour et l’émission d’une impulsion correspondante du signal émis est inférieur ou égal à un seuil,
(c24) pour chaque instant d’échantillonnage ti, calculer un module des données extraites l(ti) et Q(t), noté |CIR(ti)|, correspondant à l’amplitude du signal retour démodulé, et de valeur égale à la racine carrée de l2(ti)+Q2(ti),
(c25) rechercher, sur les données |CIR(ti)| calculées et successivement pour chaque impulsion du signal émis, la présence d’un pic d’amplitude supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, la première détection d’un tel pic correspondant au repérage du début d’un mouvement de la cible (5), l’instant tj associé à un tel pic étant enregistré et une impulsion d’indice k du signal émis étant associée à la première détection d’un tel pic,
(c26) calculer la phase <p(k) du signal retour démodulé en utilisant les valeurs I et Q associées audit instant tj du pic, à l’aide des formules suivantes : si l(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) si l(tj) <0 et si Q(tj) <0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) - TT si l(tj) <0 et si Q(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) + TT
(c27) calculer l’évolution de la valeur de la phase <p, pour les impulsions k+n suivantes du signal émis.
[0039] La sous-étape (c22) peut être mise en oeuvre à l’aide d’un convertisseur analogique numérique. Cet échantillonnage temporel peut être mis en oeuvre en aval de la génération des signaux l(t) et Q(t). Le pas d’échantillonnage peut être compris entre 0,8 ns et 2 ns, par exemple égal à 1 ns.
[0040] Ledit procédé peut comporter une étape optionnelle de construction de matrices, intervenant par exemple entre les sous-étapes (c22) et (c23).
[0041] Dans cette sous-étape, les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) peuvent être rangées sous la forme de matrices. Un premier axe de la matrice, noté « CIR index », peut correspondre à un indice d’impulsion du signal émis. Un second axe de la matrice peut correspondre à un indice, noté « tap num », d’un instant d’échantillonnage. La valeur de cet indice peut être remise à zéro à chaque nouvelle impulsion du signal émis. Il s’agit en d’autres termes de mettre en oeuvre un repliement temporel d’un signal formé par les données considérées. Un troisième axe de la matrice peut correspondre à la valeur, notée S, prise par chaque donnée échantillonnée.
[0042] Dans la sous-étape (c23), il s’agit d’extraire, pour chaque impulsion du signal émis, des données se rapportant à une portion du signal retour, portion pour laquelle l’écart entre l’instant d’émission de l’impulsion du signal émis et l’instant de réception de ladite portion de l’impulsion correspondante du signal retour est inférieur au seuil, noté T1. [0043] Le seuil T 1 définit une zone de détection prédéterminée qui s’étend, à compter de la zone d’émission et de réception du signal, jusqu’à une distance maximale D1 à ce dernier, avec D1=c*T 1/2, dans lequel c est la célérité de la lumière dans le vide.
[0044] Une telle sous-étape d’extraction peut être aisément visualisable lorsque les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) sont représentées sous la forme de matrices.
[0045] Le cas échéant, il est possible d’extraire, à l’étape (c23), les données se rapportant uniquement à des portions du signal retour, pour lesquelles un écart temporel AT entre la réception de ladite portion de signal et l’émission d’une impulsion correspondante du signal émis, est à la fois inférieur au seuil T1 et supérieur à un second seuil T2, inférieur à T1. La zone de détection prédéterminée peut alors s’étendre entre deux disques concentriques de rayon respectivement D1=c*T1/2 et D2=c*T2/2. On peut choisir T2 = 1 unité de « tap num » (par exemple 1 ns), pour s’affranchir de l’effet de réflexions internes au sein du dispositif d’émission et/ou de réception.
[0046] En tout état de cause, cette sous-étape d’extraction permet de ne considérer que des portions de signal associées à une réflexion sur une cible située dans ladite zone de détection prédéterminée, et de s’affranchir de l’effet de réflexion sur des cibles non pertinentes car situées en dehors de ladite zone de détection.
[0047] La zone de détection prédéterminée peut correspondre à une zone dans laquelle s’effectue généralement le mouvement destiné à piloter l’ouverture de l’ouvrant. Cette zone de détection prédéterminée peut ne pas s’étendre pas au-delà d’une distance D1=60 cm, ce qui correspond à T1=4 ns, soit un indice « tap num » égal à 4 sur la matrice précitée.
[0048] Les sous-étapes (c25) et (c26) visent à suivre, sur lesdites données extraites, le signal retour ayant été réfléchi sur la cible, afin d’en déduire le mouvement de ladite cible.
[0049] En effet, la phase du signal retour étant représentative d’une position de la cible, l’évolution de la phase indique une variation de la position de la cible, et donc un mouvement de cette dernière. Ainsi, l’évolution de cette valeur de phase permet de caractériser un mouvement effectué par la cible.
[0050] Le suivi des valeurs de phase peut prendre en compte le fait que, chaque fois que la distance parcourue par l’onde radiofréquence varie de X (où X est la longueur d’onde centrale de la porteuse dudit signal radiofréquence), cette valeur de phase varie de 2TT.
[0051] Ce suivi peut également prendre en compte un éventuel changement d’écart temporel entre le pic considéré sur le signal retour et l’instant d’émission de l’impulsion correspondante du signal émis (en d’autres termes, un changement d’indice « tap num » du pic considéré).
[0052] Selon d’autres variantes encore, l’étape (c) met en oeuvre des calculs de fréquence Doppler, basés par exemple sur l’utilisation d’une transformée de Fourier rapide (ou FFT pour l’anglais « Fast Fourier Transform »). La FFT permettant d’obtenir les fréquences du signal retour, si un écart existe entre la fréquence de la porteuse émise f, et la fréquence reçue, cela est dû à l’effet Doppler. De cet écart on en déduit la vitesse radiale de ladite cible. En intégrant cette vitesse sur le temps on en déduit la distance du déplacement radial de ladite cible. [0053] De manière avantageuse, la position de la cible n’est pas définie uniquement en termes distance à la zone recevant l’émetteur et le récepteur, mais également en termes d’angle d’incidence sur le récepteur. Cela permet de déterminer de manière plus précise des valeurs de vitesse de déplacement et d’amplitude linéaire de mouvement, lorsque l’angle d’incidence varie fortement lors de ce mouvement. En outre, cela permet de déterminer lorsque nécessaire une amplitude angulaire de mouvement. Le procédé met alors en oeuvre au moins deux récepteurs associés, écartés l’un de l’autre d’une distance connue. L’étape (c) du procédé peut alors comporter une étape de détermination d’un décalage temporel entre l’instant d’arrivée d’une portion de signal retour sur l’un premier récepteur et l’instant d’arrivée d’une portion équivalente de signal retour sur l’un deuxième récepteur, ce décalage temporel permettant de déterminer une distance D, laquelle permet à son tour de déterminer l’angle d’incidence 0 d’un faisceau de rayons parallèles sur les premier et deuxième récepteurs. L’angle 0 est formé entre l’axe reliant la cible avec un premier récepteur, et l’axe reliant le premier récepteur avec un second récepteur. Un premier émetteur, associé au premier récepteur, peut être situé dans la même zone que le premier récepteur. De même, un second émetteur, associé au second récepteur, peut être situé dans la même zone que le second récepteur. En variante, chaque récepteur est un émetteur-récepteur. Selon d’autres variantes encore, un unique émetteur s’étend à proximité des premier et deuxième récepteurs. Selon une autre variante, un émetteur-récepteur est associé à un récepteur seul.
[0054] En particulier, soit un triangle rectangle dont deux sommets sont formés par les premier et second récepteurs, et dont le troisième sommet présente un angle droit et est opposé au côté du triangle reliant les deux récepteurs.
[0055] Soit d la longueur du côté du triangle reliant les deux récepteurs et soit D la longueur du côté du triangle reliant l’un des deux récepteurs au sommet présentant un angle droit.
[0056] En supposant la cible suffisamment éloignée par rapport à la distance entre les deux récepteurs, il est possible de considérer que les signaux retour arrivent avec le même angle d’incidence 0 sur chacun des deux récepteurs.
[0057] Alors :
D = c.AT où c est la célérité de la lumière et où AT est la différence entre les instants de réception du signal reçu entre les deux récepteurs, AT peux aussi être calculé à partir de l’écart de phase entre les deux récepteurs : AT= Acp/(2 TT f) f étant la fréquence de la porteuse. cos 0 = D/d et ainsi 0 = cos-1(D/d).
[0058] Une position, une vitesse, une amplitude de mouvement et/ou une trajectoire de la cible par rapport au véhicule peut ainsi être calculée sur la base de l’évolution de la distance entre la cible et la zone d’émission et/ou de réception (mesurée à l’aide du temps de vol et/ou de l’évolution de la phase et/ou via des mesures de fréquence Doppler), et le cas échéant en utilisant en outre l’évolution de l’angle 0, au fur et à mesure du temps. [0059] Le présent document concerne également un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par au moins un processeur, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre toutes les étapes d’un procédé du type précité précédemment.
[0060] Le présent document concerne également un calculateur destiné à être installé dans un véhicule automobile comportant au moins un processeur et au moins une mémoire, caractérisé en ce qu’il est configuré pour la mise en oeuvre de chacune des étapes d’un procédé du type précité précédemment.
[0061] Le présent document concerne également un système de gestion d’ouverture d’un ouvrant destiné à être installé dans un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins une antenne destinée à émettre le signal émis (signal radiofréquence, de préférence de type impulsionnel) et à recevoir le signal retour (signal radiofréquence, de préférence de type impulsionnel), et
- un module de gestion électronique comportant un calculateur selon la revendication du type décrit précédemment.
[0062] Le présent document concerne également un véhicule automobile muni d’un ouvrant mobile, apte à déplacé par actionneur entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, caractérisé en ce qu’il comporte un système de gestion d’ouverture dudit ouvrant du type décrit précédemment.
Description des figures
[0063] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse du dessin annexé présentant diverses figures, sur lesquelles :
[0064] [Fig. 1] est une vue schématique d’un véhicule automobile selon le présent document,
[0065] [Fig. 2] illustre les différentes étapes du procédé selon le présent document,
[0066] [Fig. 3] illustre une matrice regroupant des valeurs d’une pluralité d’impulsions,
[0067] [Fig. 4] illustre schématiquement une étape de détermination d’un angle 0 formé entre l’axe reliant la cible avec un premier récepteur et l’axe reliant le premier récepteur avec un second récepteur.
Description détaillée d’au moins un mode de réalisation
[0068] La figure 1 représente schématiquement un véhicule automobile 1 comportant un ouvrant 2 mobile, apte à déplacé par actionneur 3 entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, le véhicule comportant un système de gestion d’ouverture dudit ouvrant 2.
[0069] Ledit système de gestion comporte :
- au moins une antenne 4 destinée à émettre et à recevoir un signal radiofréquence impulsionnel, et
- un module de gestion électronique comportant un calculateur. Le calculateur comporte un processeur et au moins une mémoire, et est configuré pour la mise en oeuvre de chacune des étapes d’un procédé de gestion de l’ouverture de l’ouvrant 2 décrit ci-après.
[0070] Le calculateur est apte à générer un signal de sortie permettant de commander l’actionneur 3.
[0071] Le procédé de gestion de l’ouverture de l’ouvrant 2 est décrit ci-après en référence à la figure 2.
[0072] Ce procédé permet de commander ledit ouvrant 2 par détection d’un mouvement d’une cible 5, telle qu’une main ou qu’un pied d’un utilisateur.
[0073] Ce procédé comporte les étapes successives décrites ci-après.
Lors d’une étape (a), un signal est émis, à l’aide de l’antenne, ce signal étant destiné à interagir avec la cible. Ce signal est un signal impulsionnel à bande ultralarge, comportant une porteuse modulée par une séquence d’impulsions, et caractérisé par des impulsions très courtes dans le temps (par exemple de l’ordre de quelques nanosecondes) et une largeur de bande très large (par exemple supérieure à 500 MHz, voire plus de 1 GHz).
Lors d’une étape (b), le signal réfléchi sur la cible est renvoyé et capté par l’antenne, ce signal étant appelé signal retour.
Lors de l’étape (c), on détermine, à partir du signal émis et du signal retour, au moins une caractéristique parmi une vitesse de déplacement, une amplitude linéaire de mouvement et/ou une amplitude angulaire de mouvement se rapportant à un mouvement de la cible 5 par rapport à une zone déterminée du véhicule.
[0074] De manière optionnelle, lors d’une sous-étape (c1 ), on détermine distance approximative à la cible, mettant en oeuvre une mesure de décalage temporel entre une impulsion du signal impulsionnel retour et l’impulsion correspondante du signal impulsionnel émis.
[0075] Cette sous-étape (c1) met en particulier en oeuvre la mesure du temps de vol, c’est-à-dire la mesure d’une durée mise par une impulsion pour effectuer l’aller-retour entre l’antenne et la cible, comme indiqué précédemment.
[0076] Ensuite, lors d’une sous-étape (c2), un complément de distance à la cible est déterminé, mettant en oeuvre un suivi de valeurs de déphasage entre le signal impulsionnel retour et le signal impulsionnel émis. Dans une variante avantageuse, seul ce complément de distance à la cible est calculé, l’information pertinente se rapportant à un mouvement, donc à des variations de position.
[0077] Pour ce calcul de complément de distance à la cible, lors d’une sous-étape (c21 ), on génère : un signal l(t) relatif à une composante en phase du signal retour par mélange en phase entre le signal retour et un signal à la fréquence du signal émis, et un signal Q(t) relatif à une composante en quadrature de phase du signal retour par mélange en quadrature de phase entre le signal retour et un signal à la fréquence du signal émis. Cela revient à réaliser une démodulation du signal retour. [0078] Puis, lors d’une sous-étape (c22), on obtient des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) correspondant à un échantillonnage temporel des signaux l(t) et Q(t). La sous-étape (c22) peut être mise en oeuvre à l’aide d’un convertisseur analogique numérique. Cet échantillonnage temporel peut être mis en oeuvre en aval de la génération des signaux l(t) et Q(t). Le pas d’échantillonnage peut être compris entre 0,8 ns et 2 ns, par exemple égal à 1 ns.
[0079] Ledit procédé peut ensuite comporter une étape (c22’) optionnelle de construction de matrices.
[0080] Dans cette sous-étape (c22’), les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) peuvent être rangées sous la forme de matrices, comme illustré à la figure 3. Un premier axe de la matrice, noté « CIR index », peut correspondre à un indice d’impulsion du signal émis. Un second axe de la matrice peut correspondre à un indice, noté « tap num », d’un instant d’échantillonnage. La valeur de cet indice peut être remise à zéro à chaque nouvelle impulsion du signal émis. Il s’agit en d’autres termes de mettre en oeuvre un repliement temporel d’un signal formé par les données considérées. Un troisième axe de la matrice peut correspondre à la valeur, notée S, prise par chaque donnée échantillonnée.
[0081] On extrait ensuite, lors d’une sous-étape (c23), dans les données échantillonnées l(ti) et Q(ti), celles se rapportant uniquement à des portions du signal retour, pour lesquelles un écart temporel entre la réception de ladite portion de signal retour et l’émission d’une impulsion correspondante du signal émis, est inférieur ou égal à un seuil.
[0082] Dans cette sous-étape (c23), il s’agit d’extraire, pour chaque impulsion du signal émis, des données se rapportant à une portion de l’impulsion correspondante du signal émis, portion pour laquelle l’écart entre l’instant d’émission de l’impulsion du signal émis et l’instant de réception de ladite portion de l’impulsion correspondante du signal retour est inférieur au seuil, noté T1.
[0083] Le seuil T 1 définit une zone de détection prédéterminée qui s’étend, à compter de la zone d’émission et de réception du signal, jusqu’à une distance maximale D1 à ce dernier, avec D1=c*T 1/2, dans lequel c est la célérité de la lumière dans le vide.
[0084] Une telle sous-étape d’extraction peut être aisément visualisable lorsque les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) sont représentées sous la forme de matrices.
[0085] Le cas échéant, il est possible d’extraire les données se rapportant uniquement à des portions du signal retour, pour lesquelles un écart temporel AT entre la réception de ladite portion de signal et l’émission d’une impulsion correspondante du signal émis, est à la fois inférieur au seuil T1 et supérieur à un second seuil T2, inférieur à T1. La zone de détection prédéterminée peut alors s’étendre entre deux disques concentriques de rayon respectivement D1=c*T1/2 et D2=c*T2/2. On peut choisir T2= 1 unité de « tap num » (par exemple 1 ns), pour s’affranchir de l’effet de réflexions internes au sein du dispositif d’émission et/ou de réception.
[0086] En tout état de cause, cette sous-étape d’extraction permet de ne considérer que des portions de signal associées à une réflexion sur une cible située dans ladite zone de détection prédéterminée, et de s’affranchir de l’effet de réflexion sur des cibles non pertinentes car situées en dehors de ladite zone de détection.
[0087] La zone de détection prédéterminée peut correspondre à une zone dans laquelle s’effectue généralement le mouvement destiné à piloter l’ouverture de l’ouvrant 2. Cette zone de détection prédéterminée peut ne pas s’étendre au-delà d’une distance D1=60 cm, ce qui correspond à T1 =4 ns, soit un indice « tap num » égal à 4 sur la matrice précitée.
[0088] Puis, lors d’une sous-étape (c24), pour chaque instant d’échantillonnage ti, on calcule un module des données extraites l(ti) et Q(ti), noté |CIR(ti)|, correspondant à l’amplitude du signal retour démodulé, et de valeur égale à la racine carrée de l2(ti)+Q2(t).
[0089] Lors d’une sous-étape (c25), on recherche, sur les données |CIR(ti)| calculées et successivement pour chaque impulsion du signal émis, la présence d’un pic d’amplitude supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, un tel pic correspondant au repérage du début d’un geste, l’instant tj associé à un tel pic étant enregistré et une impulsion d’indice k du signal émis étant associée audit pic.
[0090] On calcule ensuite, lors d’une sous-étape (c26), la phase <p(k) du signal retour démodulé en utilisant les valeurs I et Q associées audit instant tj du pic, à l’aide des formules suivantes : si l(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) si l(tj) <0 et si Q(tj) <0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) - TT si l(tj) <0 et si Q(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) + TT
[0091] L’évolution de la valeur de la phase cp est alors calculée, lors d’une sous-étape (c27), pour les impulsions k+n suivantes du signal émis.
[0092] Les sous-étapes (c25) et (c26) visent à suivre, sur lesdites données extraites, la phase du signal retour ayant réfléchi sur la cible, afin d’en déduire le mouvement de ladite cible.
[0093] En effet, la phase étant représentative d’une position de la cible, l’évolution de la phase indique une variation de la position de la cible, et donc un mouvement de cette dernière. Ainsi, l’évolution de cette valeur de phase permet de caractériser un mouvement effectué par la cible.
[0094] Le suivi des valeurs de phase peut prendre en compte le fait que, chaque fois que la distance parcourue par l’onde radiofréquence varie de X (où X est la longueur d’onde centrale de la porteuse dudit signal radiofréquence), cette valeur de phase varie de 2TT.
[0095] Ce suivi peut également prendre en compte un éventuel changement d’écart temporel entre le pic considéré sur le signal retour et l’instant d’émission de l’impulsion correspondante du signal émis (en d’autres termes, un changement d’indice « tap num » du pic considéré).
[0096] Ensuite, lors d’une sous-étape (c3) (optionnelle), on combine la distance approximative à la cible et le complément de distance à la cible, pour obtenir une valeur estimée de distance à la cible. [0097] Puis, lors d’une sous-étape (c4), lesdites sous-étapes (c1 ) à (c3) (ou en variante l’étape (c2) seule) sont répétées, pour obtenir une série temporelle de valeurs estimées de distance la cible, ladite série temporelle de valeurs définissant un geste.
[0098] Dans le cas où le procédé met en oeuvre au moins deux antennes 4, 4’, (figure 4) écartées l’une de l’autre, alors l’étape (c) du procédé peut également comporter une étape de détermination d’un angle 0 formé entre l’axe reliant la cible 5 avec une première antenne 4 et l’axe reliant la première antenne 4 avec la seconde antenne 4’.
[0099] Soit un triangle rectangle dont deux sommets A et B sont formés par les zones des première et seconde antennes 4, 4’, et dont le troisième sommet C présente un angle droit et est opposé au côté AB du triangle reliant les deux antennes 4, 4’.
[0100] Soit d la longueur du côté AB du triangle reliant les deux antennes 4, 4’ et soit D la longueur du côté AC du triangle reliant l’une des deux antennes 4 au sommet C.
[0101] En supposant la cible 5 suffisamment éloignée par rapport à la distance d entre les deux antennes 4, 4’, il est possible de considérer que les signaux retour arrivent avec le même angle 0 sur chacune des deux antennes 4, 4’.
[0102] Alors :
D = c.AT où c est la célérité de la lumière et où AT est la différence entre les instants de réception du signal retour par chacune respective des deux antennes 4, 4’, AT peux aussi être calculé à partir de l’écart de phase entre les deux récepteurs : AT= A<p/(2 TT f) f étant la fréquence de la porteuse. cos 0 = D/d et ainsi 0 = cos-1(D/d).
[0103] La vitesse de déplacement et l’amplitude linéaire de mouvement de la cible 5 par rapport au véhicule peut être calculée à la fois sur la base de l’évolution de la distance entre la cible et la zone d’émission et/ou de réception (mesurée par exemple à l’aide du temps de vol et/ou de l’évolution de la phase) et sur la base de l’évolution de l’angle 0, au fur et à mesure du temps. Le calcul d’une amplitude angulaire de mouvement de la cible utilise ladite évolution de l’angle 0, au fur et à mesure du temps.
[0104] En variante, le procédé peut mettre en oeuvre au moins trois antennes, par exemple trois antennes, non alignées sur un même axe ou sur un même plan. L’utilisation de trois antennes non coplanaires permet de déterminer la position d’une cible dans toutes les directions de l’espace, c’est- à-dire en trois dimensions. Ceci permet notamment de pouvoir détecter des positions, trajectoires, mouvements ou gestes complexes de la cible, en particulier des gestes qui ne sont pas contenus uniquement dans un unique plan. De tels gestes complexes peuvent notamment faire intervenir une rotation du poignet ou une rotation du bras lorsque la cible est une main d’un utilisateur.
[0105] Enfin, lors d’une étape (d), le degré d’ouverture de l’ouvrant 2 est commandé à l’aide de l’actionneur 3, en fonction de l’amplitude linéaire de mouvement et/ou le cas échéant l’amplitude angulaire de mouvement de la cible 5. En complément ou en variante, la vitesse d’ouverture de l’ouvrant 2 est commandée à l’aide de l’actionneur 3, en fonction de la vitesse de déplacement de la cible 5.
[0106] On comprend que, pour la mise en oeuvre de cette commande, le procédé met en oeuvre une comparaison entre :
- au moins une valeur courante mesurée de vitesse de déplacement et/ou d’amplitude linéaire de mouvement et/ou d’amplitude angulaire de mouvement, d’une part, et
- des données de calibration permettant de relier ladite valeur courante mesurée avec une vitesse d’ouverture, respectivement un degré d’ouverture.
[0107] La calibration pouvant provenir simplement de réglages dit « usine » ou alors en plus d’une autoadaptation aux gestes moyens de l’utilisateur.
[0108] Ces données de calibration sont stockées dans une mémoire d’un calculateur destiné à être installé dans le véhicule 1 , ce calculateur comportant au moins ladite mémoire et au moins un processeur, et étant configuré pour mettre en oeuvre les étapes du procédé décrit ci-avant.
[0109] Dans la description des figures, on a décrit plus particulièrement le cas où les caractéristiques relatives au mouvement de la cible sont obtenues via un suivi de valeurs de phase. L’invention n’est pas limitée à cette solution, et saura mettre en oeuvre des variantes bien connues, basées par exemple sur une extraction de la fréquence Doppler. En effet, l’effet Doppler sur la fréquence du signal de retour donne l’information de la vitesse radiale de la cible. En appliquant sur les données des matrices l(ti) et Q(ti), une transformée de Fourier rapide (ou FFT pour l’anglais « Fast Fourier Transform ») permet d’obtenir les fréquences du signal retour. L’écart existant entre la fréquence de la porteuse émise f, et la fréquence reçue, est la fréquence Doppler Af. On en déduit la vitesse radiale de la cible par : V=c*Af/f ), avec c la célérité de la lumière dans le vide, et f la fréquence de la porteuse du signal émit. En intégrant cette vitesse sur le temps on en déduit la distance du déplacement radial de ladite cible.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé de commande d’un ouvrant (2) d’un véhicule automobile (1) par détection d’un mouvement d’une cible (5), telle qu’une main ou qu’un pied d’un utilisateur, ledit ouvrant (2) étant apte à être déplacé à l’aide d’un actionneur (3) de façon à pouvoir commander sa vitesse d’ouverture, et/ou son degré d’ouverture entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, ledit procédé comportant les étapes consistant à :
(a) émettre, à l’aide d’au moins un émetteur (4), un signal radiofréquence nommé signal émis, destiné à se réfléchir au moins partiellement sur ladite cible (5),
(b) recevoir, à l’aide d’au moins un récepteur (4), un signal radiofréquence nommé signal retour, provenant de la réflexion du signal émis sur ladite cible (5),
(c) à partir du signal émis et du signal retour, déterminer au moins une caractéristique parmi une vitesse de déplacement, une amplitude linéaire de mouvement et/ou une amplitude angulaire de mouvement, relative à un mouvement de la cible (5) par rapport à une zone déterminée du véhicule,
(d) commander le degré d’ouverture et/ou la vitesse d’ouverture de l’ouvrant (2), à l’aide de l’actionneur (3), et en fonction de ladite caractéristique relative au mouvement de la cible (5), le procédé mettant en oeuvre une comparaison entre :
- ladite au moins une caractéristique parmi une vitesse de déplacement, une amplitude linéaire de mouvement et/ou une amplitude angulaire de mouvement, d’une part, et
- des données de calibration permettant de relier ladite caractéristique avec une vitesse d’ouverture, respectivement un degré d’ouverture, de sorte que :
- une valeur élevée de l’amplitude linéaire de mouvement et/ou de l’amplitude angulaire de mouvement permette un déplacement important de l’ouvrant, et inversement ; et
- une vitesse de déplacement rapide permette un déplacement rapide de l’ouvrant, et inversement.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’ouvrant (2) est apte à être pivoté ou translaté entre sa position totalement ouverte, sa position totalement fermée et au moins une position intermédiaire : l’étape (c) inclut la détermination de l’amplitude linéaire de mouvement de la cible (5) ; et l’étape (d) inclut la commande du degré d’ouverture de l’ouvrant en fonction de l’amplitude linéaire de mouvement de la cible (5).
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel : l’étape (c) inclut la détermination de la vitesse de déplacement de la cible (5) ; et l’étape (d) inclut la commande de la vitesse d’ouverture de l’ouvrant en fonction de la vitesse de déplacement de la cible (5). [Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’ouvrant (2) est apte à être pivoté entre sa position totalement ouverte, sa position totalement fermée et au moins une position intermédiaire, et : l’étape (c) inclut la détermination d’une amplitude angulaire de mouvement de la cible (5) ; et l’étape (d) inclut la commande d’un degré angulaire d’ouverture de l’ouvrant, en fonction de l’amplitude angulaire de mouvement de la cible (5).
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le signal émis est un signal impulsionnel comportant une porteuse modulée par une séquence d’impulsions.
[Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, dans lequel le signal est un signal à bande ultralarge.
[Revendication 7] Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel l’étape (c) comporte les sous- étapes consistant à :
(c21 ) générer un signal l(t) relatif à une composante en phase du signal retour, par mélange entre le signal retour et un signal en phase et à la fréquence du signal émis, et un signal Q(t) relatif à une composante en quadrature de phase du signal retour, par mélange entre le signal retour et un signal en quadrature de phase et à la fréquence du signal émis, les signaux l(t) et Q(t) définissant les deux composantes d’un signal retour démodulé
(c22) obtenir des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) correspondant à un échantillonnage temporel des signaux l(t) et Q(t)
(c23) extraire, dans les données échantillonnées l(ti) et Q(ti), celles se rapportant uniquement à des portions du signal retour, pour lesquelles un écart temporel entre la réception de chaque portion de signal retour et l’émission d’une impulsion correspondante du signal émis, est inférieur ou égal à un ou plusieurs seuils,
(c24) pour chaque instant d’échantillonnage ti, calculer un module des données extraites l(ti) et Q(t), noté |CIR(ti)| , correspondant à l’amplitude du signal retour démodulé, et de valeur égale à la racine carrée de l2(ti)+Q2(ti),
(c25) rechercher, sur les données |CIR(ti)| calculées, et successivement pour chaque impulsion du signal émis, la présence d’un pic d’amplitude supérieure ou égale à un seuil prédéterminé, la première détection d’un tel pic correspondant au repérage du début d’un mouvement de la cible (5), l’instant tj associé à un tel pic étant enregistré et une impulsion d’indice k du signal émis étant associée à la première détection d’un tel pic,
(c26) calculer la phase <p(k) du signal retour démodulé en utilisant les valeurs I et Q associées audit instant tj du pic, à l’aide des formules suivantes : si l(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) si l(tj) <0 et si Q(tj) <0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) - TT si l(tj) <0 et si Q(tj) >0, alors <p(k)=arctan (Q(tj)/I(tj)) + TT
(c27) calculer l’évolution de la valeur de la phase cp, pour les impulsions k+n suivantes du signal émis.
[Revendication 8] Calculateur destiné à être installé dans un véhicule automobile (1) comportant au moins un processeur et au moins une mémoire, caractérisé en ce qu’il est configuré pour la mise en oeuvre de chacune des étapes d’un procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
[Revendication 9] Système de gestion d’ouverture d’un ouvrant (2) destiné à être installé dans un véhicule automobile (1 ), caractérisé en ce qu’il comporte :
- au moins une antenne (4) destinée à émettre le signal émis et à recevoir le signal retour, et - un module de gestion électronique comportant un calculateur selon la revendication 8.
[Revendication 10] Véhicule automobile (1 ) muni d’un ouvrant mobile (2), apte à déplacé par actionneur (3) entre une position totalement ouverte, une position totalement fermée et au moins une position intermédiaire partiellement ouverte, caractérisé en ce qu’il comporte un système de gestion d’ouverture dudit ouvrant selon la revendication 9.
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