WO2025168554A1 - Module radiofréquence de détection d'un utilisateur, et procédé de détection correspondant - Google Patents

Module radiofréquence de détection d'un utilisateur, et procédé de détection correspondant

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WO2025168554A1
WO2025168554A1 PCT/EP2025/052804 EP2025052804W WO2025168554A1 WO 2025168554 A1 WO2025168554 A1 WO 2025168554A1 EP 2025052804 W EP2025052804 W EP 2025052804W WO 2025168554 A1 WO2025168554 A1 WO 2025168554A1
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WO
WIPO (PCT)
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signal
module
radiofrequency
contribution
antenna
Prior art date
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Application number
PCT/EP2025/052804
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English (en)
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Wladia WASZAK
Assia NGUYEN
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Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93274—Sensor installation details on the side of the vehicles

Definitions

  • Radiofrequency module for detecting a user and corresponding detection method.
  • the invention relates to the field of presence detection around a motor vehicle.
  • the presence detection information is intended to be used for controlling, from the outside, a function such as locking and/or unlocking a vehicle opening, or opening and/or closing the opening, or any other function to be controlled from outside the vehicle.
  • Such presence sensors are generally capacitive sensors, the limitations of which are now well known. These include problems of false detection when the sensor is exposed to water.
  • radiofrequency type sensors intended for the location and/or authentication of a user by exchanging data with a user terminal, such as a key or on-board access card or a smartphone equipped with a dedicated application.
  • a radiofrequency signal is an electromagnetic signal comprising a carrier with a frequency ranging, for example, between 3 kHz and 300 GHz.
  • the frequency of this carrier is generally between 5 and 20 GHz in automotive applications.
  • the radiofrequency signal can be pulse-modulated, i.e. amplitude modulated to form so-called radiofrequency pulses, i.e. whose carrier frequency belongs to the radiofrequency spectrum.
  • the use of this type of signal makes it possible, in particular, to determine a distance between a target and a signal transmission/reception device.
  • the pulse-modulated radiofrequency signal is a signal modulated using the modulation technique known as “UWB”, for “Ultra Wide Band”.
  • UWB modulation technique
  • This modulation technique is based on the transmission of pulses of very short duration, preferably less than one nanosecond, and over a wide frequency spectrum.
  • An objective of the present invention is to propose a presence detection device and method, for detecting the presence of a user in the immediate vicinity of a motor vehicle, and making it possible to overcome at least some of the drawbacks of capacitive type solutions.
  • the invention relates to a radiofrequency module intended to be embedded in a motor vehicle, and comprising: a transmission and reception module comprising a detection circuit and an antenna, the antenna being configured to carry out the transmission of a pulse-modulated radiofrequency signal called the transmitted signal and the reception of a received signal returning to the antenna, and the detection circuit being configured to carry out at least one frequency demodulation of the received signal so as to provide signals I (t) and Q (t) corresponding respectively to the in-phase and quadrature-phase components of a frequency-demodulated received signal; a signal extraction module, configured to extract a first contribution from the frequency-demodulated received signal, said first contribution corresponding to internal reflections of the transmitted signal inside the antenna.
  • the first signal processing module is configured to receive said first contribution as input, and to deduce therefrom information relating to a user presence when at least one predetermined condition is verified, the at least one predetermined condition including the amplitude of a signal corresponding to said first contribution greater than the predetermined threshold.
  • the detection of a user's presence is intended to activate, from outside the vehicle, a specific function of the vehicle, for example locking and/or unlocking an opening, opening and/or closing an opening, lowering and/or raising electric windows, etc.
  • a user wishing to activate such a function places at least part of their hand against an external surface of the vehicle, facing the antenna. This presence of the hand against the antenna results in a modification of the impedance of the antenna, and therefore a modification of the impedance matching between the impedance of the antenna and the impedance of a detection circuit connected to the antenna.
  • the modification of the impedance adaptation results in a variation in the amplitude of a part of the signal received by the detection circuit, corresponding to the internal reflections in the antenna.
  • the invention thus makes it possible to use a radiofrequency module as a presence sensor, and in a very simple manner.
  • the invention also makes it possible to pool resources with a radiofrequency module, in particular a UWB module, already present in the vehicle for other functions (for example for the location or authentication of a user by communication with a user terminal as described in the introduction, or for the detection of a gesture by receiving a signal reflected on a target moving relative to the vehicle).
  • a radiofrequency module in particular a UWB module
  • the first contribution of the received signal is used to implement presence detection, while a second contribution of the received signal can be used for location, authentication and/or gesture detection.
  • the invention proposes a solution, based on the original exploitation of part of the received signal that we usually seek to filter in order to free our from it.
  • the radiofrequency module according to the invention is configured to operate in “radar” mode, the received signal then comprising the reflection on a target of the transmitted signal.
  • the radiofrequency module according to the invention is configured to operate in “ranging” mode, the received signal then comprising a signal transmitted by a terminal in response to the reception of the transmitted signal.
  • the transmission and reception module is configured to transmit a transmitted signal consisting of periodic radiofrequency pulses, the received signal consisting of elementary signals received each associated with a respective one of the transmitted radiofrequency pulses,
  • the transmission and reception module is further configured to carry out time sampling of the received signal or of the signals I (t) and Q(t), so as to obtain sampled data I (ti) and Q(ti) relating to a plurality of time windows, the time windows being distributed over time ranges each associated with a respective one of the elementary signals received and each having as its origin an instant of emission of the corresponding emitted radiofrequency pulse.
  • the signal extraction module is configured to calculate an amplitude of the frequency-demodulated received signal, using the sampled data I (ti) and Q(ti), and to extract the amplitude values relating, for each of said time ranges, to the first sampling window from the origin of said time range.
  • the first signal processing module is configured to determine the presence of a user when said amplitude of a signal relating to said first contribution is greater than the predetermined threshold for a duration greater than a predetermined duration threshold.
  • the emitted signal may be an ultra-wideband radio frequency signal.
  • Another subject of the invention is a motor vehicle comprising a radiofrequency module as described above, the antenna of said module being located in a handle of an opening of the motor vehicle or in a structural side pillar of the motor vehicle, including a structural vertical pillar located between a front side door and a rear side door, or behind a decorative element located at the front or rear of the vehicle.
  • the antenna may be arranged to extend along an exterior surface of the motor vehicle, with the direction of transmission of the antenna being directed from the interior of the vehicle to the exterior of the vehicle.
  • the step of detecting the presence of a user is carried out when said amplitude is greater than the predetermined threshold for a duration greater than a predetermined duration threshold.
  • the method comprises the following steps:
  • the received signal or said signals l(t) and Q(t) are sampled in time, so as to obtain the sampled data l(ti) and Q(ti) relating to a plurality of time windows, the time windows being distributed over time ranges each associated with a respective one of the elementary signals received and each having as its origin an instant of emission of the corresponding emitted radiofrequency pulse;
  • FIG. 1 illustrates the main elements of a radiofrequency module according to the invention
  • FIG 2 is a graph illustrating the signal received by the radiofrequency module, when a user's thumb comes to rest and then moves away three times from a support zone with regard to the antenna of the radiofrequency module,
  • FIG. 3 is a graph illustrating the signal of figure 2, after removal of background noise,
  • FIG 4 is a graph illustrating a portion of the signal illustrated in figure 3, associated with a predetermined sampling window index
  • FIG. 5 is a graph illustrating the signal of figure 4, after application of a low-pass filter
  • FIG. 6 is a graph illustrating the result of the comparison between the signal of figure 5 and a predetermined threshold
  • FIG 7 illustrates the main steps of a detection method according to the invention.
  • FIG. 1 illustrates a radiofrequency module 1 according to the invention.
  • the radio frequency module 1 is integrated into a motor vehicle, and located:
  • a structural side pillar of the motor vehicle in particular a structural vertical pillar located between a front side door and a rear side door, or
  • the radiofrequency module 1 is configured to perform presence detection. When it detects the presence of a user, the radiofrequency module 1 generates a presence detection signal, which it sends to an ancillary device configured to activate a given function of the vehicle, in particular a function of locking and/or unlocking an opening of the vehicle or a function of opening and/or closing the opening and/or a function of raising and/or lowering an electric window of the vehicle.
  • an ancillary device configured to activate a given function of the vehicle, in particular a function of locking and/or unlocking an opening of the vehicle or a function of opening and/or closing the opening and/or a function of raising and/or lowering an electric window of the vehicle.
  • the radio frequency module 1 in addition to a presence detection function, the radio frequency module 1 also serves to implement two-way communication with a user terminal, for authentication or location of a user terminal.
  • a user terminal may be a key or an on-board access card or a smartphone.
  • the radio frequency module 1 also serves to implement a gesture detection for controlling a second function associated for example with access to the vehicle.
  • the radio frequency module 1 comprises a transmission and reception module 10, also called a transmitter (“transceiver” in English).
  • the transmission and reception module 10 is configured for the transmission and reception of UWB signals (an English acronym for “Ultra Wide Band”).
  • the transmission and reception module 10 comprises a detection circuit 2 and an antenna 3.
  • Antenna 3 is configured to perform:
  • spill over is defined as the part of the electrical signal intended to be converted into an electromagnetic signal emitted by the antenna 3, reflected in the antenna 3 and transformed into an electrical signal considered as coming from a received electromagnetic signal.
  • the transmitted pulse signal 101 consists of a succession of pulses Tx(k), transmitted periodically.
  • the received signal 102 is defined as consisting of a plurality of elementary signals received Rx(k) each relating to a respective one of the transmitted radiofrequency pulses Tx(k).
  • the index k called here first index, or CIR index, reflects the place of a transmitted pulse, respectively received, in a train of transmitted pulses, respectively received.
  • the received signal 102 is frequency demodulated and time sampled, to obtain sampled data I (ti) and Q (ti).
  • the signals I and Q result respectively from an in-phase mixing (I signal) and in-phase quadrature mixing (Q signal) between the electrical signal corresponding to the received signal 102 and the carrier of the transmitted signal 101.
  • the time sampling can be performed on the received signal 102 or on the signals I and Q. In any case, the sampled data I (ti) and Q(ti) are finally obtained.
  • the time sampling is performed using an analog-to-digital converter, with a sampling period corresponding to the width At of the time windows.
  • the sampled data I(ti) and Q(ti) thus relate to a plurality of time windows which are distributed over different time ranges.
  • each time range is associated with a respective one of the received elementary signals Rx(k) and has as its origin the instant of emission of the corresponding emitted pulse Tx(k).
  • the successive sampling windows are numbered using a second index i, the value of which reflects a difference relative to the instant of origin of the time range considered.
  • the index i represents an increasing delay between the emission of the emitted pulse Tx(k) of index k and the reception of a portion of the corresponding received elementary signal Rx(k).
  • the second index i is also called “Tap number”. It is linked to the time elapsed between the emission of a pulse Tx(k) of the emitted signal, and the detection of a portion of the corresponding received elementary signal Rx(k).
  • An amplitude of the received signal demodulated in frequency is determined, which corresponds to the modulus of a complex number l+j*Q, and which is denoted
  • the amplitude of the received signal demodulated in frequency
  • is determined using the data I (ti) and Q(ti).
  • CIR signal amplitudes for the English “Channel Impulse Response” are determined, denoted
  • the amplitude of the received signal demodulated in frequency is generally represented in the form of a graph as illustrated in figure [Fig 2], in which:
  • a first horizontal axis reflects the first index k, or CIR index, identifying a given pulse k of the emitted signal
  • a second horizontal axis reflects the second index i of the sampling time window, and representing the time difference, or time t, between the emission of a pulse Tx(k) of the transmitted signal and the reception of a portion of the corresponding elementary signal received Rx(k);
  • This variation in amplitude serves as a signature of the presence of the user, in particular the presence of a hand and/or a finger near the antenna 3.
  • Figure [Fig 2] illustrates the approach of a user's thumb to three successive occurrences, which results in three variations 21 of the amplitude of the received signal demodulated in frequency (
  • ) at i i0.
  • Figures 3 to 6 illustrate the different stages of processing the amplitude of the received frequency-demodulated signal (
  • a first contribution corresponding to the internal reflections of the emitted signal (101) inside the antenna (3) is extracted from the received frequency-demodulated signal.
  • the signal relating to the first contribution simply corresponds to the first contribution filtered but without shifting by a constant amplitude value. In still other variants, the signal relating to the first contribution corresponds directly to the first contribution (without filtering or shifting by a constant amplitude value).
  • the radiofrequency module 1 intended to be embedded in a motor vehicle comprises the transmission and reception module 10 as described above, a signal extraction module 6 connected at the input to the transmission and reception module 10, and at the output to a first signal processing module 7.
  • the signal extraction module 6 is connected at the output, in addition, to a second signal processing module 8.
  • the signal extraction module 6 is configured so as to extract, from a signal obtained using the received signal 102, said first contribution corresponding to the internal reflection of the transmitted signal 101 in the antenna 3.
  • the second signal processing module 8 is configured here so as to receive said second contribution as input, and to deduce therefrom information on terminal location, or terminal authentication, or user gesture recognition.
  • An on-board access management system of the vehicle can receive said information and control in response at least one vehicle access function, in particular locking or unlocking of the opening, or opening or closing of said opening.
  • the first signal processing module 7 is configured to determine the presence of a user in the immediate vicinity of the vehicle, using said first contribution extracted by the signal extraction module 6 as detailed above.
  • the first signal processing module 7 is connected to a management system which uses presence information provided by the first signal processing module 7.
  • signal processing 7 for controlling at least one function of the vehicle, in particular locking and/or unlocking an opening, or opening and/or closing said opening, or lowering and/or raising an electric window.
  • the invention also covers a motor vehicle equipped with at least one opening such as a door, and a radiofrequency module 1 as described above.
  • the radio frequency module 1 is configured to perform a detection method as described below.
  • the detection method is illustrated in Figure [Fig 7] and comprises the following steps:
  • Step E1 (implemented by the transmission and reception module 10): transmission of the transmitted signal (101), and reception of the corresponding received signal (102);
  • Step E2 (implemented by the detection circuit 2 of the transmission and reception module 10): frequency demodulation of the received signal, so as to provide the signals l(t) and Q(t) as described above, corresponding respectively to the in-phase and quadrature-phase components of a frequency-demodulated received signal;
  • Step E3 (implemented at least in part by the extraction module 6, and where appropriate also in part by the detection circuit 2): extraction of a first contribution from the frequency-demodulated received signal, said first contribution corresponding to internal reflections of the emitted signal (101) inside the antenna (3),
  • Step E4 (implemented by the first signal processing module 7): comparison between the amplitude of a signal relating to said first contribution and the predetermined threshold SE. If the amplitude of said signal is greater than the predetermined threshold SE, it is considered that there is a detection of the presence of a user in the immediate vicinity of the vehicle. If this is not the case, it is considered that there is no user in the immediate vicinity of the vehicle.
  • the method comprises time sampling (implemented on the received signal or on the signals I and Q), so as to obtain sampled data l(ti) and Q(ti) as described above.
  • the sampled data l(ti) and Q(ti) relate to a plurality of time windows. Said time windows are distributed over time ranges each associated with one of the received elementary signals Rx(k) forming the received signal.
  • the time windows each originate from the instant of emission of the corresponding pulse Tx(k) of the emitted signal 101.
  • This sampling is advantageously implemented in step E2 of frequency demodulation of the received signal.
  • the method comprises a calculation of the amplitude of the demodulated received signal, using the sampled data l(ti) and Q(ti).
  • this amplitude denoted
  • This amplitude calculation can be part of step E3 or E2.
  • Step E3 of extracting the first contribution is then formed by extracting the amplitude values
  • the method advantageously comprises steps of shaping the signal forming said first contribution, to obtain a smoothed and realigned signal whose amplitude is compared to the predetermined threshold SE during step 4.
  • These shaping steps may comprise low-pass filtering and constant subtraction (offset) operations, as described with reference to figures 2 to 5. When they exist, they are implemented by the signal extraction module 6 and/or by the first signal processing module 7.

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Abstract

Module radiofréquence (1) destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, et comprenant : un module d'émission et réception (10), comportant une antenne (3) pour l'émission d'un signal radiofréquence à modulation impulsionnelle nommé signal émis (101) et la réception d'un signal reçu (102) revenant sur l'antenne (3), et un circuit de détection (2) pour réaliser au moins une démodulation en fréquence du signal reçu de manière à fournir des signaux I(t) et Q(t) correspondant aux composantes en phase et en quadrature de phase d'un signal reçu démodulé en fréquence; un module d'extraction de signal (6), pour extraire une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence, correspondant à des réflexions internes du signal émis (101) à l'intérieur de l'antenne (3); et un premier module de traitement de signal (7), pour recevoir ladite première contribution, et pour en déduire une information relative à une présence d'utilisateur à l'aide d'une comparaison à un seuil prédéterminé.

Description

Module radiofréquence de détection d’un utilisateur, et procédé de détection correspondant.
DESCRIPTION
Domaine technique
L’invention se rapporte au domaine de la détection de présence aux abords d’un véhicule automobile.
L’information de détection de présence est destinée à être utilisée pour le pilotage, depuis l’extérieur, d’une fonction telle qu’un verrouillage et/ou déverrouillage d’un ouvrant du véhicule, ou une ouverture et/ou fermeture de l’ouvrant, ou toute autre fonction à piloter depuis l’extérieur du véhicule.
Techniques antérieures
Il est devenu courant, depuis quelques années, de prévoir un capteur de présence de la main d’un utilisateur, situé dans la poignée d’un ouvrant de véhicule automobile, notamment dans une poignée de portière latérale, de coffre avant ou de coffre arrière.
De tels capteurs de présence sont généralement des capteurs de type capacitif, dont on connait maintenant bien les limites. Il s’agit notamment de problèmes de fausse détection lorsque le capteur est exposé à de l’eau.
Par ailleurs, on connaît également, cette fois dans le domaine de l’accès véhicule, des capteurs de type radiofréquence destinés à la localisation et/ou l'authentification d’un utilisateur par échange de données avec un terminal utilisateur, tel qu’une clé ou carte d’accès à bord ou un téléphone intelligent équipé d’une application dédiée.
On rappelle qu’un signal radiofréquence est un signal électromagnétique comportant une porteuse avec une fréquence comprise, par exemple, entre 3 kHz et 300 GHz. La fréquence de cette porteuse est généralement comprise entre 5 et 20 GHz dans des applications automobiles.
Le signal radiofréquence peut être à modulation impulsionnelle, c’est-à-dire modulé en amplitude pour former des impulsions dites radiofréquence, c’est-à-dire dont la fréquence de porteuse appartient au spectre radiofréquence. L’utilisation de ce type de signal permet notamment de déterminer une distance entre une cible et un dispositif d’émission/réception du signal.
De préférence, le signal radiofréquence à modulation impulsionnelle est un signal modulé selon la technique de modulation dite « UWB », pour l’anglais « Ultra Wide Band ». Cette technique de modulation est basée sur la transmission d’impulsions de très courte durée, de préférence inférieure à une nanoseconde, et sur un large spectre de fréquences. Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif et un procédé de détection de présence, pour détecter la présence d’un utilisateur à proximité immédiate d’un véhicule automobile, et permettant de s’affranchir d’une partie au moins des inconvénients des solutions de type capacitif.
Exposé de l’invention
L’invention a pour objet un module radiofréquence destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, et comprenant : un module d’émission et réception comportant un circuit de détection et une antenne, l’antenne étant configurée pour réaliser l’émission d’un signal radiofréquence à modulation impulsionnelle nommé signal émis et la réception d’un signal reçu revenant sur l’antenne, et le circuit de détection étant configuré pour réaliser au moins une démodulation en fréquence du signal reçu de manière à fournir des signaux I (t) et Q(t) correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase d’un signal reçu démodulé en fréquence ; un module d’extraction de signal, configuré pour extraire une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite première contribution correspondant à des réflexions internes du signal émis à l’intérieur de l’antenne.
Le module radiofréquence selon comprend en outre un premier module de traitement de signal, configuré pour recevoir en entrée ladite première contribution, et pour en déduire une information relative à une présence d’utilisateur à l’aide d’une comparaison entre une amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution et un seuil prédéterminé.
En particulier, le premier module de traitement de signal est configuré pour recevoir en entrée ladite première contribution, et pour en déduire une information relative à une présence d’utilisateur lorsqu’au moins une condition prédéterminée est vérifiée, l’au moins une condition prédéterminée incluant l’amplitude d’un signal correspondant à ladite première contribution supérieure au seuil prédéterminé.
On parle d’un signal correspondant à ladite première contribution, pour désigner ladite première contribution, ou, le cas échéant, le signal résultant d’opérations de filtrage(s) et/ou compensation de décalage sur ladite première contribution.
Le module d’extraction de signal peut extraire également une seconde contribution, distincte de ladite première contribution, utilisée pour au moins une autre application telle qu’une localisation de terminal utilisateur ou une détection de geste.
En utilisation, la détection d’une présence d’utilisateur est destinée à activer, depuis l’extérieur du véhicule, une fonction déterminée du véhicule, par exemple un verrouillage et/ou déverrouillage d’ouvrant, une ouverture et/ou fermeture d’ouvrant, une descente et/ou montrée de vitres électriques, etc. Un utilisateur souhaitant activer une telle fonction appose une partie au moins de la main contre une surface externe du véhicule, au regard de l’antenne. Cette présence de la main contre l’antenne se traduit par une modification de l’impédance de l’antenne, et donc une modification de l’adaptation d’impédance entre l’impédance de l’antenne et l’impédance d’un circuit de détection connecté à l’antenne.
La modification de l’adaptation d’impédance se traduit par une variation d’amplitude d’une partie du signal reçu par le circuit de détection, correspondant aux réflexions internes à l’antenne. En réalisant l’extraction de cette partie du signal reçu, nommée ici première contribution du signal reçu, et en comparant son amplitude à un seuil prédéterminé, il est ainsi possible de déterminer la présence ou non d’une main contre l’antenne.
L’invention permet ainsi d’utiliser en tant que capteur de présence, et de manière très simple, un module radiofréquence.
L’invention permet en outre de réaliser une mutualisation de moyens avec un module radiofréquence, notamment un module UWB, déjà présent dans le véhicule pour d’autres fonctions (par exemple pour la localisation ou l’authentification d’un utilisateur par communication avec un terminal utilisateur tel que décrit en introduction, ou pour la détection d’un geste par réception d’un signal réfléchi sur une cible en mouvement relativement au véhicule). En particulier, la première contribution du signal reçu est utilisée pour mettre en œuvre la détection de présence, tandis qu’une seconde contribution du signal reçu peut être utilisée pour la localisation, l’authentification et/ou la détection de geste.
On n’arrive pas, de façon traditionnelle, avec les modules UWB selon l’art antérieur, à identifier un appui d’une main et/ou d’un doigt sur une zone définie, comme le permettrait un capteur capacitif. Cela est dû au manque de résolution de la mesure de distance (15 cm, pour une période d’échantillonnage classique d’une nanoseconde) et de la mesure d’angle (autour de 5°).
L’invention propose une solution, basée sur l’exploitation, de manière originale, d’une partie du signal reçu que l’on cherche habituellement à filtrer pour s’en affranchir.
De manière avantageuse, l’invention propose ainsi de remplacer un capteur de présence de type capacitif, par un capteur ultralarge bande déjà présent sur le véhicule, et modifié pour offrir en outre une fonction de détection de présence et former un le module radiofréquence selon l’invention.
De manière avantageuse, le module radiofréquence selon l’invention est configuré pour fonctionner en mode « radar », le signal reçu comprenant alors la réflexion sur une cible du signal émis. En complément ou en variante, le module radiofréquence selon l’invention est configuré pour fonctionner en mode « ranging », le signal reçu comprenant alors un signal émis par un terminal en réponse à la réception du signal émis. De manière avantageuse :
- le module d’émission et réception est configuré pour émettre un signal émis constitué par des impulsions radiofréquence périodiques, le signal reçu étant constitué de signaux élémentaires reçus associés chacun à l'une respective des impulsions radiofréquence émises,
- le module d’émission et réception est configuré en outre pour réaliser un échantillonnage temporel du signal reçu ou des signaux I (t) et Q(t), de manière à obtenir des données échantillonnées I (ti) et Q(ti) se rapportant à une pluralité de fenêtres temporelles, les fenêtres temporelles étant réparties sur des plages temporelles associées chacune à l’un respectif des signaux élémentaires reçus et ayant chacune pour origine un instant d'émission de l'impulsion radiofréquence émise correspondante.
Le module d’extraction de signal peut être configuré pour extraire ladite première contribution à l’aide d’une sélection de fenêtre temporelles d’intérêt, sur la base d’un écart à l’origine entre les fenêtres temporelles d’intérêt et l’origine de la plage temporelle correspondante.
De manière particulièrement avantageuse, le module d’extraction de signal est configuré pour calculer une amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, à l’aide des données échantillonnées I (ti) et Q(ti), et pour extraire les valeurs d’amplitude se rapportant, pour chacune desdites plages temporelles, à la première fenêtre d’échantillonnage à compter de l’origine de ladite plage temporelle.
De manière avantageuse, le premier module de traitement de signal est configuré pour déterminer la présence d’utilisateur lorsque ladite amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution est supérieure au seuil prédéterminé pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
Le signal émis peut être un signal radiofréquence ultra large bande.
Dans un mode de réalisation avantageux :
- le module d’extraction de signal est configuré en outre pour extraire une seconde contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite seconde contribution correspondant à la réflexion du signal émis sur une cible extérieure au module radiofréquence, ou à un signal secondaire rayonné par un terminal utilisateur en réponse à la réception du signal émis; et
- le module radiofréquence comporte en outre un second module de traitement de signal, configuré pour recevoir en entrée ladite seconde contribution et pour en déduire au moins une information parmi une localisation de cible, un geste effectué par une cible, ou un code d’authentification de terminal utilisateur.
Un autre objet de l’invention est un véhicule automobile comprenant un module radiofréquence tel que décrit ci-dessus, l’antenne dudit module étant située dans une poignée d’un ouvrant du véhicule automobile ou dans un montant latéral structurel du véhicule automobile, notamment un pilier vertical structurel situé entre une portière latérale avant et une portière latérale arrière, ou derrière un élément décoratif situé à l’avant ou à l’arrière du véhicule.
L’antenne peut être disposée de sorte à s’étendre le long d’une surface extérieure du véhicule automobile, la direction d’émission de l’antenne étant dirigée de l’intérieur du véhicule vers l’extérieur du véhicule.
Un autre objet de l’invention est un procédé de détection de présence mis en œuvre dans un module radiofréquence selon l’invention, et comprenant les étapes suivantes : a/ émission d’un signal radiofréquence à modulation impulsionnelle formant ledit signal émis, et réception du signal reçu constitué de signaux élémentaires reçus associés chacun à une respective impulsion du signal émis, b/ démodulation en fréquence du signal reçu, de manière à fournir des signaux I (t) et Q(t) correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase d’un signal reçu démodulé en fréquence ; cl extraction d’une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite première contribution correspondant à des réflexions internes du signal émis à l’intérieur de l’antenne, d/ comparaison entre l’amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution et un seuil prédéterminé (SE), et détection de la présence d’un utilisateur, si ladite amplitude est supérieure au seuil prédéterminé (SE).
De manière avantageuse, l’étape de détection de la présence d’un utilisateur est réalisée lorsque ladite amplitude est supérieure au seuil prédéterminé pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
De préférence, le procédé comporte les étapes suivantes :
- le signal reçu ou lesdits signaux l(t) et Q(t) sont échantillonnés temporellement, de manière à obtenir les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) se rapportant à une pluralité de fenêtres temporelles, les fenêtres temporelles étant réparties sur des plages temporelles associées chacune à l’un respectif des signaux élémentaires reçus et ayant chacune pour origine un instant d'émission de l'impulsion radiofréquence émise correspondante ;
- on calcule une amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, à l’aide des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) ; et
- on extrait les valeurs d’amplitude se rapportant, pour chacune desdites plages temporelles, à la première fenêtre d’échantillonnage à compter de l’origine de ladite plage temporelle.
Brève description des dessins D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure [Fig 1] illustre les principaux éléments d’un module radiofréquence selon l’invention,
- la figure [Fig 2] est un graphique illustrant le signal reçu par le module radiofréquence, lorsque le pouce d’un utilisateur vient s’appuyer puis s’éloigner trois fois d’une zone d’appui au regard de l’antenne du module radiofréquence,
- la figure [Fig 3] est un graphique illustrant le signal de la figure 2, après suppression du bruit de fond,
- la figure [Fig 4] est un graphique illustrant une portion du signal illustré en figure 3, associée à un indice prédéterminé de fenêtre d’échantillonnage,
- la figure [Fig 5] est un graphique illustrant le signal de la figure 4, après application d’un filtre passe-bas,
- la figure [Fig 6] est un graphique illustrant le résultat de la comparaison entre le signal de la figure 5 et un seuil prédéterminé, et
- la figure [Fig 7] illustre les principales étapes d’un procédé de détection selon l’invention.
Description détaillée
La figure 1 illustre un module radiofréquence 1 selon l’invention.
En utilisation, le module radiofréquence 1 est intégré sur un véhicule automobile, et situé :
- dans une poignée d’un ouvrant du véhicule automobile ou
- dans un montant latéral structurel du véhicule automobile, notamment un pilier vertical structurel situé entre une portière latérale avant et une portière latérale arrière, ou
- derrière un élément décoratif situé à l’avant ou à l’arrière du véhicule.
Selon l’invention, le module radiofréquence 1 est configuré pour réaliser une détection de présence. Lorsqu’il détecte la présence d’un utilisateur, le module radiofréquence 1 génère un signal de détection de présence, qu’il envoie à un dispositif annexe configuré pour activer une fonction donnée du véhicule, notamment une fonction de verrouillage et/ou déverrouillage d’un ouvrant du véhicule ou une fonction d’ouverture et/ou fermeture de l’ouvrant et/ou une fonction de montée et/ou descente d’une vitre électrique du véhicule.
De manière avantageuse, en plus d’une fonction de détection de présence, le module radiofréquence 1 sert également à la mise en œuvre d’une communication bidirectionnelle avec un terminal utilisateur, pour l’authentification ou la localisation d’un terminal utilisateur. Un tel terminal utilisateur peut être une clé ou une carte d’accès à bord ou un téléphone intelligent. En complément ou en variante, le module radiofréquence 1 sert également à la mise en œuvre d’une détection de geste pour le pilotage d’une seconde fonction associée par exemple à un accès au véhicule.
Le module radiofréquence 1 comprend un module d’émission et réception 10, nommé également transmetteur (« transceiver » en langue anglaise).
Le module d’émission et réception 10 est configuré pour l’émission et la réception de signaux UWB (acronyme anglophone pour « Ultra Wide Band », ou en français « ultra large bande »).
Le module d’émission et réception 10 comprend un circuit de détection 2 et une antenne 3.
L’antenne 3 est configurée pour réaliser :
- l’émission d’un signal radiofréquence émis 101 , à partir d’un signal électrique 4 généré au niveau du circuit de détection 2, et
- la réception d’un signal reçu 102, converti en signal électrique 5 et amené jusqu’au circuit de détection 2.
Sur la figure 1 , et pour des raisons de lisibilité de la figure, on a représenté le signal reçu 102 comme provenant de l’environnement extérieur au module d’émission et réception. Néanmoins, et comme détaillé dans la suite, le signal reçu 102 comporte en outre une composante qui correspond à des réflexions internes sur l’antenne 3.
De manière avantageuse, le module 10 d’émission et réception comporte également un circuit d’adaptation, non représenté, disposé entre l’antenne 3 et le circuit de détection 2. Un tel circuit d’adaptation peut être formé par une variation progressive d’une épaisseur des pistes conductrices sur une plaque de circuit imprimé recevant l’antenne 3 et le circuit de détection 2. En complément ou en variante, un tel circuit d’adaptation peut comprendre des motifs imprimés sur ladite plaque de circuit imprimé et/ou des composants passives résistifs, capacitifs et/ou inductifs.
Le circuit de détection 2 est configuré pour combiner un signal impulsionnel avec une porteuse radiofréquence, de manière à obtenir un signal électrique transmis à l’antenne 3, laquelle le transforme en signal électromagnétique pour former le signal émis 101 . Le circuit de détection 2 est configuré en outre pour réaliser une démodulation en fréquence d’un signal électrique fourni par l’antenne et correspondant au signal reçu 102, de manière à écarter l’information haute fréquence liée à la porteuse uniquement. En particulier, le circuit de détection 2 comprend, au moins, un séparateur, un élément de déphasage, et deux mélangeurs, de manière à faire interférer entre eux le signal électrique fourni par l’antenne et la porteuse du signal émis 101 pour fournir des signaux I (t) et Q(t) correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase du signal reçu démodulé en fréquence.
En utilisation, l’antenne 3 s’étend le long d’une surface extérieure de la carrosserie, côté intérieur du véhicule, et de sorte qu’une zone de détection s’étende à l’extérieur du véhicule. De préférence, une distance entre l’antenne 3 et ladite surface extérieure est inférieure à 5 cm, de préférence inférieure à 2 cm.
L’invention propose d’utiliser l’antenne 3 pour détecter une main et/ou un doigt d’un utilisateur, à proximité immédiate de l’antenne. Lorsqu’il y a une présence à proximité immédiate ou au contact direct de l’antenne 3, l’impédance de l’antenne 3 est perturbée, ce qui impacte l’adaptation d’impédance entre l’antenne 3 et le circuit de détection 2, et fait varier les pertes par réflexion au niveau de l’antenne 3.
Ces pertes par réflexion correspondent à un phénomène dit de «spill over» en langue anglaise, au cours duquel une partie de l’onde émise est directement retournée sur l’antenne 3. Plus précisément, on définit le «spill over» comme la partie du signal électrique destiné à être converti en signal électromagnétique émis, par l’antenne 3, réfléchie dans l’antenne 3 et transformée en signal électrique considéré comme provenant d’un signal électromagnétique reçu.
Dans une phase de conception classique d’un système radiofréquence, et plus particulièrement à ultralarge bande, on cherche à minimiser le «spill over» en maximisant l’adaptation de l’antenne 3 relativement au circuit de détection 2 et/ou en minimisant les pertes par réflexion dans l’antenne 3. Le but est d’améliorer la puissance du signal transmis, et surtout d’éviter d’aveugler la voie de réception avec ce spill over dont l’amplitude peut être bien plus élevée que celle correspondant par exemple à un signal utile provenant de la réflexion sur une cible d’un signal émis. Dit autrement, le « spill over » est considéré comme du bruit et retiré ou minimisé par une optimisation de l’antenne 3 ou par traitement numérique.
Dans l’invention, par opposition, l’antenne 3 est avantageusement configurée pour maximiser une variation d’impédance lorsqu’un doigt s’approche. Cet objectif est inhabituel pour une conception d’antenne. En outre, et comme détaillé dans la suite, la portion de signal correspondant au spill over n’est pas filtrée, ou supprimée de quelque manière que ce soit en réception, mais au contraire exploitée pour réaliser une détection de présence.
On décrit dans la suite une mise en œuvre particulièrement avantageuse de l’invention.
Le signal impulsionnel émis 101 est constitué d’une succession d’impulsions Tx(k), émises de manière périodique. En réception, on définit le signal reçu 102 comme constitué d’une pluralité de signaux élémentaires reçus Rx(k) se rapportant chacun à l’une respective des impulsions radiofréquence émises Tx(k). L’indice k, nommé ici premier indice, ou index CIR, rend compte de la place d’une impulsion émise, respectivement reçue, dans un train d’impulsions émises, respectivement reçues.
Le signal reçu 102 est démodulé en fréquence et échantillonné temporellement, pour obtenir des données échantillonnées I (ti) et Q(ti). Les signaux I et Q résultent respectivement d’un mélange en phase (signal I) et en quadrature de phase (signal Q) entre le signal électrique correspondant au signal reçu 102 et la porteuse du signal émis 101 . L’échantillonnage temporel peut être réalisé sur le signal reçu 102 ou sur les signaux I et Q. En tout état de cause, on obtient finalement les données échantillonnées I (ti) et Q(ti). L’échantillonnage temporel est réalisé à l’aide d’un convertisseur analogique numérique, avec une période d’échantillonnage correspondant à la largeur At des fenêtres temporelles.
Les données échantillonnées I (ti) et Q(ti) se rapportent ainsi à une pluralité de fenêtres temporelles qui sont réparties sur différentes plages temporelles. De préférence, chaque plage temporelle est associée à l’un respectif des signaux élémentaires reçus Rx(k) et a pour origine l’instant d’émission de l’impulsion émises Tx(k) correspondante. Pour chaque plage temporelle associée à une impulsion émise d’indice k, les fenêtres d’échantillonnage successives sont numérotées à l’aide d’un deuxième indice i, dont la valeur reflète un écart relativement à l’instant d’origine de la plage temporelle considérée. Ainsi, l’indice i représente un retard croissant entre l’émission de l’impulsion émise Tx(k) d’indice k et la réception d’une portion du signal élémentaire reçu Rx(k) correspondant. Le deuxième indice i est également appelé « Tap number ». Il est lié au temps écoulé entre l’émission d’une impulsion Tx(k) du signal émis, et la détection d’une portion du signal élémentaire reçu Rx(k) correspondant.
Le fait de numéroter les indices i de fenêtre d’échantillonnage à compter de l’instant d’émission d’une impulsion correspondante du signal émis, réalise un repliement de l’axe des temps (on définit une nouvelle origine des temps à chaque nouvelle émission d’une impulsion radiofréquence Tx(k)).
On détermine une amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, qui correspond au module d’un nombre complexe l+j*Q, et qui est notée |CIR|. Pour chaque fenêtre temporelle ti, l’amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, notée |CIR|, est déterminée à l’aide des données I (ti) et Q(ti). Dit autrement, pour chaque fenêtre d’échantillonnage de chaque plage temporelle, on détermine, des amplitudes de signal CIR (pour l’anglais « Channel Impulse Response »), notées |CIR|, qui sont calculées à l’aide des signaux élémentaires reçus Rx(k) et des impulsions émises Tx(k).
On représente généralement l’amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, sous la forme d’un graphique tel qu’illustré par la figure [Fig 2], dans lequel :
- un premier axe horizontal rend compte du premier indice k, ou index CIR, identifiant une impulsion k donnée du signal émis ;
- un second axe horizontal rend compte du deuxième indice i de fenêtre temporelle d’échantillonnage, et représentant l’écart temporel, ou temps t, entre l’émission d’une impulsion Tx(k) du signal émis et la réception d’une portion du signal élémentaire reçu Rx(k) correspondant ; et
- l’axe vertical rend compte de l’amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, notée
|CIR|. En utilisation, lorsqu’une partie de la main vient se placer à proximité immédiate de l’antenne 3 (en pratique moins de 5 cm entre l’antenne 3 et ladite partie de la main), il se produit une variation d’adaptation de l’antenne 3 qui se traduit par une variation d’amplitude du « spill over ».
Pour chaque signal élémentaire reçu Rx(k), le « spill over », ou réflexions internes à l’antenne 3, affecte l’amplitude signal reçu démodulé en fréquence correspondant, au niveau de la première fenêtre d’échantillonnage (d’indice i=i0) décomptée à compter de l’émission de l’impulsion correspondante Tx(k) du signal émis. Cette variation d’amplitude sert de signature à la présence de l’utilisateur, notamment la présence d’une main et/ou d’un doigt à proximité de l’antenne 3.
La figure [Fig 2] illustre l’approche du pouce d’un utilisateur à trois occurrences successives, ce qui se traduit par trois variations 21 de l’amplitude du signal reçu démodulé en fréquence (|CIR|) à i=i0.
Les figures 3 à 6 illustrent les différentes étapes d’un traitement de l’amplitude du signal reçu démodulé en fréquence (|CIR|), mises en œuvre pour réaliser la détection de présence.
Dans un premier temps, le signal |CIR| de la figure [Fig 2] est traité de manière à supprimer un bruit de fond, pour ne garder que la partie dynamique du signal correspondant à l’effet des trois appuis du pouce. Le signal résultant est illustré à la figure [Fig 3].
Dans un second temps, on extrait du signal de la figure 3, le signal associé à un deuxième indice de valeur prédéterminée SI, avec ici SI=iO l’indice des premières fenêtres d’échantillonnage telle que définies ci-avant.
En d’autres termes, on extrait du signal reçu démodulé en fréquence, une première contribution correspondant aux réflexions internes du signal émis (101) à l’intérieur de l’antenne (3).
Le signal résultant est illustré à la figure [Fig 4]. Il correspond à une vue en coupe de la figure [Fig 3], selon un plan situé à i=i0.
Le signal extrait, ou première contribution, est ensuite filtré à l’aide d’un filtre passe-bas, pour réaliser un lissage. Le filtre passe-bas présente avantageusement une fréquence de coupure fc=10Hz. On peut également supprimer un offset (constante), afin de supprimer toute contribution liée à l’environnement. Le signal résultant est illustré à la figure [Fig 5]. Il s’agit d’un signal se rapportant à ladite première contribution, correspondant ici à la première contribution filtrée et décalée d’une valeur constante d’amplitude.
L’amplitude de ce signal est ensuite comparée à une valeur de seuil prédéterminée SE. Si l’amplitude est supérieure au seuil SE, on considère que la présence d’un utilisateur est détectée. Sinon, on considère que la présence d’un utilisateur n’est pas détectée. Cette étape de comparaison peut correspondre à la formation d’un signal tel qu’illustré à la figure [Fig 6], prenant une première valeur (ici la valeur haute) lorsque l’amplitude est supérieure au seuil SE et une seconde valeur (ici la valeur basse) lorsque l’amplitude est inférieure ou égale au seuil SE. En d’autres termes, on détermine une information relative à une présence d’utilisateur à l’aide d’une comparaison entre une amplitude dudit signal se rapportant à la première contribution et le seuil prédéterminé SE.
Dans des variantes, le signal se rapportant à la première contribution correspond simplement à la première contribution filtrée mais sans décalage d’une valeur constante d’amplitude. Dans d’autres variantes encore, le signal se rapportant à la première contribution correspond directement à la première contribution (sans filtrage ni décalage d’une valeur constante d’amplitude).
On retrouve sur la figure 6 les trois appuis du pouce illustrés en figure 2.
On se réfère à nouveau à la figure [Fig 1]. Le module radiofréquence 1 destiné à être embarqué dans un véhicule automobile comprend le module d’émission et réception 10 tel que décrit plus haut, un module d’extraction de signal 6 connecté en entrée au module d’émission et réception 10, et en sortie à un premier module de traitement du signal 7. Ici, mais de manière non limitative, le module d’extraction de signal 6 est connecté en sortie, en outre, à un second module de traitement de signal 8.
Le module d’extraction de signal 6 est configuré de sorte à extraire, sur un signal obtenu à l’aide du signal reçu 102, ladite première contribution correspondant à la réflexion interne du signal émis 101 dans l’antenne 3.
Ici, et de manière avantageuse, le module d’extraction de signal 6 est configuré en outre de sorte à extraire, sur ledit signal obtenu à l’aide du signal reçu 102, une seconde contribution distincte de la première contribution, correspondant au restant du signal reçu et pouvant correspondre à la réflexion du signal émis sur un objet distant ou à un nouveau signal émis un terminal utilisateur en réponse à la réception du signal émis.
Le second module de traitement du signal 8 est configuré ici de sorte recevoir en entrée ladite seconde contribution, et en déduire une information de localisation de terminal, ou d’authentification de terminal, ou de reconnaissance de geste d’un utilisateur. Un système de gestion d'accès à bord du véhicule, non représenté, peut recevoir ladite information et piloter en réponse au moins une fonction d’accès au véhicule, notamment un verrouillage ou déverrouillage de l’ouvrant, ou une ouverture ou fermeture dudit ouvrant.
Le premier module de traitement du signal 7 est configuré pour déterminer une présence d’un utilisateur à proximité immédiate du véhicule, à l’aide de ladite première contribution extraite par le module d’extraction de signal 6 comme détaillé ci-dessus.
De manière avantageuse, le premier module de traitement de signal 7 est relié à un système de gestion qui utilise une information de présence fournie par le premier module de traitement de signal 7 pour piloter au moins une fonction du véhicule notamment un verrouillage et/ou déverrouillage d’ouvrant, ou une ouverture et/ou fermeture dudit ouvrant, ou une descente et/ou montée de vitre électrique.
L’invention couvre également un véhicule automobile muni d’au moins un ouvrant tel qu’une porte, et d’un module radiofréquence 1 tel que décrit ci-avant.
Le module radiofréquence 1 est configuré pour réaliser un procédé de détection tel que décrit ci-dessous. Le procédé de détection est illustré par la figure [Fig 7] et comprend les étapes suivantes :
Etape E1 (mise en œuvre par le module d’émission et réception 10) : émission du signal émis (101), et réception du signal reçu (102) correspondant ;
Etape E2 (mise en œuvre par le circuit de détection 2 du module d’émission et réception 10) : démodulation en fréquence du signal reçu, de manière à fournir les signaux l(t) et Q(t) tels que décrits ci-avant, correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase d’un signal reçu démodulé en fréquence ;
Etape E3 (mise en œuvre au moins en partie par le module d’extraction 6, et le cas échéant pour partie également par le circuit de détection 2) : extraction d’une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite première contribution correspondant à des réflexions internes du signal émis (101) à l’intérieur de l’antenne (3),
Etape E4 (mise en œuvre par le premier module de traitement de signal 7) : comparaison entre l’amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution et le seuil prédéterminé SE. Si l’amplitude dudit signal est supérieure au seuil prédéterminé SE, on considère qu’il y a une détection de présence d’utilisateur à proximité immédiate du véhicule. Si tel n’est pas le cas, on considère qu’il n’y a pas d’utilisateur à proximité immédiate du véhicule.
De préférence, et comme détaillé ci-avant, le procédé comporte un échantillonnage temporel (mis en œuvre sur le signal reçu ou sur les signaux I et Q), de manière à obtenir des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) telles que décrites ci-avant. Les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) se rapportent à une pluralité de fenêtres temporelles. Lesdites fenêtres temporelles sont réparties sur des plages temporelles associées chacune à l’un des signaux élémentaires reçus Rx(k) formant le signal reçu. Les fenêtres temporelles ont chacune pour origine l’instant d’émission de l’impulsion correspondante Tx(k) du signal émis 101. Cet échantillonnage est avantageusement mis en œuvre à l’étape E2 de démodulation en fréquence du signal reçu.
De préférence, et comme détaillé ci-avant, le procédé comporte un calcul de l’amplitude du signal reçu démodulé, à l’aide des données échantillonnées l(ti) et Q(ti). Avantageusement, cette amplitude, notée |CI R|, est égale au module d’un nombre complexe l+j*Q. Ce calcul d’amplitude peut faire partie de l’étape E3 ou E2. L’étape E3 d’extraction de la première contribution est formée alors par l’extraction des valeurs d’amplitude |CIR| se rapportant, pour chacune desdites plages temporelles, à la première fenêtre d’échantillonnage à compter de l’origine de ladite plage temporelle.
Le procédé comprend avantageusement des étapes de mise en forme du signal formant ladite première contribution, pour obtenir un signal lissé et recalé dont l’amplitude est comparée au seuil prédéterminé SE lors de l’étape 4. Ces étapes de mise en forme peuvent comprendre des opérations de filtrage passe-bas et de soustraction de constante (offset), telles que décrites en référence aux figures 2 à 5. Lorsqu’elles existent, elles sont mises en œuvre par le module d’extraction de signal 6 et/ou par le premier module de traitement de signal 7.
Ces étapes de mise en forme de signal peuvent également comprendre la soustraction d’une valeur de décalage, déterminée en fonction de la moyenne et de l’écart type des valeurs de signal sur la fenêtre d’échantillonnage considérée et pour des impulsions k précédentes. Lorsque la valeur d’écart-type devient supérieure à une valeur de seuil prédéterminée, la valeur de décalage est mise à jour avec la moyenne des valeurs de signal sur la fenêtre d’échantillonnage considérée et pour les impulsions k précédentes. Alternativement, un filtrage passe-haut est réalisé.
Le procédé peut être affiné en imposant une durée minimale durant laquelle ladite amplitude obtenue est supérieure au seuil SE. Dans un mode de réalisation particulier, lorsque l’on a déterminé que l’amplitude obtenue est supérieure au seuil prédéterminé SE, on détermine si l’amplitude obtenue demeure supérieure audit seuil prédéterminé pendant une au moins égale à un seuil de durée prédéterminé. Si tel est le cas, il y a détection de présence. Si tel n’est pas le cas, il n’y a pas de détection de présence.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Module radiofréquence (1) destiné à être embarqué dans un véhicule automobile, et comprenant : un module d’émission et réception (10) comportant un circuit de détection (2) et une antenne (3), l’antenne (3) étant configurée pour réaliser l’émission d’un signal radiofréquence à modulation impulsionnelle nommé signal émis (101) constitué par des impulsions radiofréquence périodiques et la réception d’un signal reçu (102) revenant sur l’antenne (3) constitué de signaux élémentaires reçus associés chacun à l'une respective des impulsions radiofréquence émises, - le module d’émission et réception (10) est configuré en outre pour réaliser un échantillonnage temporel du signal reçu (102) ou des signaux l(t) et Q(t), de manière à obtenir des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) se rapportant à une pluralité de fenêtres temporelles, les fenêtres temporelles étant réparties sur des plages temporelles associées chacune à l’un respectif des signaux élémentaires reçus et ayant chacune pour origine un instant d'émission de l'impulsion radiofréquence émise correspondante, et le circuit de détection (2) étant configuré pour réaliser au moins une démodulation en fréquence du signal reçu de manière à fournir des signaux l(t) et Q(t) correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase d’un signal reçu démodulé en fréquence ;
-un module d’extraction de signal (6), configuré pour extraire une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence à l’aide d’une sélection de fenêtre temporelles d’intérêt, sur la base d’un écart à l’origine entre les fenêtres temporelles d’intérêt et l’origine de la plage temporelle correspondante. , ladite première contribution correspondant à des réflexions internes du signal émis (101) à l’intérieur de l’antenne (3), comprenant en outre un premier module de traitement de signal (7), configuré pour recevoir en entrée ladite première contribution, et pour en déduire une information relative à une présence d’utilisateur à l’aide d’une comparaison entre une amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution et un seuil prédéterminé (SE), le module radiofréquence étant caractérisé en ce que, le module d’extraction de signal (6) est configuré pour calculer une amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, à l’aide des données échantillonnées l(ti) et Q(ti), et pour extraire les valeurs d’amplitude se rapportant, pour chacune desdites plages temporelles, à la première fenêtre d’échantillonnage à compter de l’origine de ladite plage temporelle.
2. Module radiofréquence (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier module de traitement de signal (7) est configuré pour déterminer la présence d’utilisateur lorsque ladite amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution est supérieure au seuil prédéterminé (SE) pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
3. Module radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le signal émis (101) est un signal radiofréquence ultra large bande.
4. Module radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que :
- le module d’extraction de signal (6) est configuré en outre pour extraire une seconde contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite seconde contribution correspondant à la réflexion du signal émis (101) sur une cible extérieure au module radiofréquence (1), ou à un signal secondaire rayonné par un terminal utilisateur en réponse à la réception du signal émis (101) ; et
- le module radiofréquence (1) comporte en outre un second module de traitement de signal (8), configuré pour recevoir en entrée ladite seconde contribution et pour en déduire au moins une information parmi une localisation de cible, un geste effectué par une cible, ou un code d’authentification de terminal utilisateur.
5. Véhicule automobile comprenant un module radiofréquence selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’antenne (3) dudit module étant située dans une poignée d’un ouvrant du véhicule automobile ou dans un montant latéral structurel du véhicule automobile, notamment un pilier vertical structurel situé entre une portière latérale avant et une portière latérale arrière, ou derrière un élément décoratif situé à l’avant ou à l’arrière du véhicule.
6. Véhicule automobile selon la revendication 5, dans lequel l’antenne (3) est disposée de sorte à s’étendre le long d’une surface extérieure du véhicule automobile, la direction d’émission de l’antenne (3) étant dirigée de l’intérieur du véhicule vers l’extérieur du véhicule.
7. Procédé de détection de présence mis en œuvre dans un module radiofréquence (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes : émission d’un signal radiofréquence à modulation impulsionnelle formant ledit signal émis (101), et réception du signal reçu (102) constitué de signaux élémentaires reçus associés chacun à une respective impulsion du signal émis (101), démodulation en fréquence du signal reçu, de manière à fournir des signaux l(t) et Q(t) correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature de phase d’un signal reçu démodulé en fréquence ; extraction d’une première contribution du signal reçu démodulé en fréquence, ladite première contribution correspondant à des réflexions internes du signal émis (101) à l’intérieur de l’antenne (3), comparaison entre l’amplitude d’un signal se rapportant à ladite première contribution et un seuil prédéterminé (SE), et détection de la présence d’un utilisateur, si ladite amplitude est supérieure au seuil prédéterminé (SE).
8. Procédé de détection selon la revendication 7, dans lequel, l’étape de détection de la présence d’un utilisateur est réalisée lorsque ladite amplitude est supérieure au seuil prédéterminé (SE) pendant une durée supérieure à un seuil de durée prédéterminé.
9. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel :
- le signal reçu (102) ou lesdits signaux l(t) et Q(t) sont échantillonnés temporellement, de manière à obtenir les données échantillonnées l(ti) et Q(ti) se rapportant à une pluralité de fenêtres temporelles, les fenêtres temporelles étant réparties sur des plages temporelles associées chacune à l’un respectif des signaux élémentaires reçus et ayant chacune pour origine un instant d'émission de l'impulsion radiofréquence émise correspondante ;
- on calcule une amplitude du signal reçu démodulé en fréquence, à l’aide des données échantillonnées l(ti) et Q(ti) ; et
- on extrait les valeurs d’amplitude se rapportant, pour chacune desdites plages temporelles, à la première fenêtre d’échantillonnage à compter de l’origine de ladite plage temporelle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20200040619A1 (en) * 2016-11-17 2020-02-06 Continental Automotive France Method of detecting a user's intention to lock or unlock an automotive vehicle door and associated detection device
US20240034274A1 (en) * 2021-01-29 2024-02-01 Continental Automotive Technologies GmbH Method for activating a motor vehicle function and associated activation device

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