RAPPORT A UN VEHICULE

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

Le domaine technique de l'invention est, d'une façon générale, les systèmes d'accès et de démarrage mains libres de véhicules. L'invention concerne plus particulièrement un procédé d'aide à la détermination d'un positionnement d'un identifiant mains libres permettant d'accéder au véhicule et/ou de démarrer le véhicule.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Les systèmes d'accès et de démarrage dit « mains libres » ou « hands free », permettant le verrouillage et le déverrouillage des portes d'un véhicule, ainsi que le démarrage de son moteur sans l'utilisation d'une clef traditionnelle, sont aujourd'hui largement répandus sur le marché.

De manière classique, lorsqu'un utilisateur souhaitant déverrouiller une porte d'un véhicule touche un capteur capacitif ou est détecté par un capteur infrarouge situé au niveau de la poignée de porte, un calculateur central du véhicule déclenche l'émission d'un signal d'interrogation basse fréquence (entre 20 et 150kHz) par une antenne basse fréquence du véhicule. Alternativement, l'antenne basse fréquence peut envoyer périodiquement de tels signaux d'interrogation basse fréquence (on parle de « polling »). Si un identifiant (qui prend classiquement et la forme d'une clef ou d'une carte électronique, voire d'un smartphone disposant d'une application adéquate activée), à proximité du véhicule, capte un signal d'interrogation, il répond en envoyant un code de déverrouillage au calculateur central par signal radio. Un récepteur radio du véhicule réceptionne alors le signal radio : si le code de verrouillage est reconnu par le calculateur central, alors ce dernier commande le déverrouillage de la porte. Le procédé est sensiblement le même lorsque l'utilisateur souhaite démarrer le véhicule et appuie sur un interrupteur situé dans l'habitacle : dans ce cas, le moteur n'est démarré par le calculateur central que si un code de démarrage envoyé par l'identifiant est reconnu par le calculateur central.

Pour renforcer la sécurité des systèmes d'accès et de démarrage mains libres, il est souhaitable que des conditions additionnelles soient remplies avant de déclencher un verrouillage, un déverrouillage ou un démarrage. Il est notamment souhaitable que la localisation de l'identifiant soit en cohérence avec l'action à effectuer, par exemple :

Pour un verrouillage, aucun identifiant ne doit être localisé à l'intérieur de l'habitacle Pour un démarrage, l'identifiant doit être localisé à l'intérieur de l'habitacle.

Ainsi, il est nécessaire de détecter si l'identifiant est à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule.

On connaît l'utilisation de la technologie IR-UWB (Impulse Radio Ultra-Wideband) pour déterminer si un identifiant se trouve à l'intérieur d'un véhicule ou non, par l'intermédiaire de mesures de temps de propagation de signaux (« time of flight » selon la terminologie anglo-saxonne). Selon cette méthode, un premier émetteur-récepteur UWB situé au niveau du véhicule envoie une impulsion par signal radio à un temps t ₀ , impulsion qui est reçue par un deuxième émetteur-récepteur UWB appartenant à l'identifiant. Or, à cause des réfractions et réflexions subies sur son trajet par l'onde envoyée, le deuxième émetteur- récepteur ne reçoit pas uniquement l'impulsion directe, mais également des signaux provenant des trajets multiples de l'impulsion. Le signal total reçu est communément appelé signature. Le deuxième émetteur-récepteur date l'amplitude maximale de la signature, qui correspond a priori au temps de réception ti de l'impulsion directe. Puis le deuxième émetteur-récepteur renvoie au premier émetteur-récepteur l'information ti. En fonction de la différence ti-t ₀ , un calculateur du véhicule détermine alors si l'identifiant est positionné à l'intérieur ou à l'extérieur du véhicule.

Cette méthode présente toutefois des inconvénients. Tout d'abord, le système requiert des horloges très rapides et précises pour dater les envois et les réceptions. De plus, une consommation d'énergie élevée est nécessaire au niveau des récepteurs, ces derniers devant réceptionner des signaux très faibles noyés dans du bruit. Enfin, la puissance nécessaire pour générer les impulsions est très importante. L'autonomie des dispositifs d'émission-réception est donc impactée.

DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION

L'objet de l'invention est donc de proposer un procédé de détermination de positionnement résolvant les inconvénients précités.

Pour ce faire, l'invention propose un procédé d'aide à la détermination d'un positionnement d'un identifiant pour accéder et démarrer un véhicule, relativement audit véhicule, comprenant :

Une transmission entre le véhicule et l'identifiant, à un temps d'émission t ₀ , d'un train initial de N signaux sinusoïdaux, d'amplitudes identiques et de fréquences respectives f _p , pe[l;N] telles que pour tout p entre 1 et N-l, Une réception d'un train image correspondant au train initial altéré par la transmission

Une construction d'un spectre fréquentiel du train image

Une transformation de Fourier inverse du spectre, permettant d'obtenir une signature temporelle

Une première intégration de la signature temporelle, entre le temps d'émission t ₀ et un temps intermédiaire t _int prédéterminé, donnant un premier résultat

Une deuxième intégration de la signature temporelle, entre le temps intermédiaire t _int et un temps final t _f prédéterminé, donnant un deuxième résultat

- Une comparaison d'un rapport du premier résultat sur le deuxième résultat, avec une valeur seuil, permettant de déterminer si l'identifiant est positionné à l'intérieur du véhicule.

Par transmission entre le véhicule et l'identifiant, on entend transmission du véhicule vers l'identifiant ou de l'identifiant vers le véhicule. Transmettre un train de signaux sinusoïdaux, d'amplitudes identiques et de fréquences régulièrement espacées, est équivalent à transmettre une impulsion.

Plus le rapport entre le premier résultat et le deuxième résultat est élevé, plus la probabilité que l'identifiant soit positionné à l'intérieur du véhicule est élevée. A partir du résultat de la comparaison et d'une fonction (démarrage ou ouverture d'une portière, par exemple) à réaliser, il est possible de déterminer si la fonction doit être autorisée ou non.

Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le temps intermédiaire t _int est tel que la signature temporelle, entre le temps d'émission t ₀ et le temps intermédiaire t _int , comprend un premier lobe de réception correspondant à un chemin direct entre l'identifiant et le véhicule.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le temps final t _f est tel que la signature temporelle, entre le temps intermédiaire t _int et le temps final t _f , comprend des lobes de réception secondaires correspondant à des chemins d'ondes réfléchies et/ou réfractées entre l'identifiant et le véhicule.

Dans un mode de réalisation non limitatif, le procédé comporte une étape de multiplication par (t _f -t _int )/(t _int -to) du rapport du premier résultat sur le deuxième résultat, et une étape de comparaison du résultat de la multiplication avec la valeur seuil.

Dans un mode de réalisation non limitatif, la valeur seuil est supérieure à 10. Dans un mode de réalisation non limitatif, les fréquences f _p sont telles que N=80, MHz et pour tout p compris entre 1 et 79, f _p+ i-f _p =l MHz. La gamme de fréquences associée correspond au Bluetooth. Ainsi, l'émetteur du véhicule et le récepteur de l'identifiant peuvent être intégrés dans des puces Bluetooth (circuits intégrés pouvant être utilisés en mode émetteur ou récepteur). On note qu'un smartphone comporte nativement une puce Bluetooth, ce qui en fait un identifiant particulièrement adapté pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.

L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :

A la figure 1, deux dispositifs d'émission-réception appartenant respectivement à un véhicule et un identifiant dont on souhaite connaître la position respective, les dispositifs étant adaptés à la mise en œuvre d'un procédé selon un mode de réalisation de l'invention ;

A la figure 2, un diagramme en bloc représentant des étapes du procédé ;

A la figure 3, des signaux échangés entre les dispositifs d'émission-réception lors des étapes du procédé ;

A la figure 4, une signature obtenue lors d'une étape du procédé, caractéristique d'un identifiant positionné à l'intérieur du véhicule

A la figure 5, une signature obtenue lors d'une étape du procédé, caractéristique d'un identifiant positionné à l'extérieur du véhicule.

DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Le procédé décrit ci-après permet de déterminer si un identifiant I dits mains libres, ledit identifiant I permettant de commander selon un principe « mains libres » l'accès ou le démarrage d'un véhicule V, est positionné à l'intérieur dudit véhicule V. L'identifiant I est par exemple une carte ou une clef électronique, ou un smartphone disposant d'une application adaptée. Le véhicule V comporte un premier dispositif d'émission-réception Dv, et l'identifiant I comporte un deuxième dispositif d'émission-réception Di. En référence à la figure 1, le premier dispositif d'émission-réception Dv du véhicule V, comporte :

un émetteur TXv de signaux radio (de fréquence au moins égale à 1GHz)

une antenne Atv à laquelle est connecté l'émetteur TXv

une boucle à verrouillage de phase PLLv pour fournir des signaux de différentes fréquences à l'émetteur TXv.

Par ailleurs, le deuxième dispositif d'émission-réception Di de l'identifiant I, comporte :

un récepteur RXi de signaux radio (de fréquence au moins égale à 1GHz)

une antenne Ati à laquelle est connecté le récepteur RXi

- un calculateur Xi pour effectuer des calculs à partir de signaux reçus par le récepteur

RXi.

On note qu'un smartphone dispose nativement de tous les composants du dispositif d'émission-réception Di décrit. Dans un mode de réalisation préféré, l'identifiant I est donc un smartphone disposant d'une application adaptée à l'accès et au démarrage mains libres du véhicule. Les divers composants du dispositif d'émission-réception Di sont avantageusement déclenchés et contrôlés par l'application installée sur le smartphone.

Le procédé selon l'invention est mis en œuvre par le premier dispositif d'émission-réception Dv et le deuxième dispositif d'émission-réception Di. On note que le premier dispositif d'émission-réception Dv et le deuxième dispositif d'émission-réception Di ont été préalablement synchronisés entre eux, par exemple via un protocole Bluetooth Low Energy (on note qu'un smartphone dispose nativement d'une puce Bluetooth).

En référence à la figure 2, le procédé METH comporte les étapes suivantes. à un temps t ₀ , une transmission Em_TS _vp , de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant I, d'un train initial TS _vp de N premiers signaux sinusoïdaux S _vp de phases et d'amplitudes identiques, et de fréquences respectives f _p , pe[l;N]. Le train initial TS _vp est représenté à la figure 3. Avantageusement, les fréquences f _p sont telles que N=80, fi=2,4 GHz, f ₈₀ =2,480 GHz et pour tout p entre 1 et 79, f _p+ i-f _p = 1MHz. Ces fréquences correspondent en effet aux canaux Bluetooth Low Energy. On note que le train initial TS _vp est généré par la boucle à verrouillage de phase PLLv du véhicule V. - une réception Rec_TS _vp ', par le récepteur RXi de l'identifiant I, d'un train image TS _vp ' correspondant au train initial TS _vp altéré par la transmission Em_TS _vp . Le train image TS _vp ' est représenté à la figure 3. Le train image TS _vp ' est constitué de N signaux sinusoïdaux images S _vp ' respectivement de phases cp _p , d'amplitudes a _p et de fréquences f _p , pe[l;N]. Si les fréquences f _p des premiers signaux S _vp ne sont pas altérées par la transmission, leur amplitude et leur phase le sont. En effet, les phénomènes de réflexions et réfractions subis par les signaux entre l'émetteur TXv du véhicule V et le récepteur RXi de l'identifiant I déphasent et modifient l'amplitude des signaux. - une construction Cons_Sp _v d'un spectre Sp _v fréquentiel du train image TS _vp ', par détection des raies spectrales du train image TS _vp '. Le spectre Sp _v est représenté à la figure 3. une transformation de Fourier inverse TFI_Sp _v permettant d'obtenir une signature temporelle Sg _v . La première signature temporelle Sg _v est équivalente à celle qui aurait été obtenue si une impulsion avait été transmise en lieu et place du train initial TS _vp . Un spectre caractéristique d'un identifiant à l'intérieur d'un véhicule est montré à la figure 4, tandis qu'un spectre caractéristique d'un identifiant à l'extérieur d'un véhicule est montré à la figure 5. On remarque que les amplitudes de la signature dans une région proche du temps correspondant au temps de parcours direct de l'onde entre l'émetteur et le récepteur, sont plus élevées lorsque l'identifiant est à l'intérieur du véhicule. une transmission Tr_t ₀ , de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant I, du temps d'émission t ₀ . une première intégration lntl_Sg _v de la signature temporelle Sg _v , entre le temps d'émission t ₀ et un temps intermédiaire t _int prédéterminé, donnant un premier résultat Rltl. Le temps intermédiaire t _int , en secondes, est avantageusement celui correspondant au chemin d'onde direct, c'est-à-dire la distance entre l'émetteur récepteur du véhicule et de l'identifiant. On note que la première intégration lntl_Sg _v est réalisée par le calculateur Xi de l'identifiant. une deuxième intégration lnt2_Sg _v de la signature temporelle Sg _v , entre le temps intermédiaire t _int et un temps final t _f prédéterminé, donnant un deuxième résultat Rlt2. Le temps final t _f , en secondes, est avantageusement le temps permettant à toutes les ondes réfléchies et/ou réfractées d'arriver à l'identifiant. On note que la deuxième intégration lnt2_Sg _v est réalisée par le calculateur Xi de l'identifiant. On note que les résultats Rltl, Rlt2 des intégrations lntl_Sg _v , lnt2_Sg _v peuvent éventuellement être divisés respectivement par le temps t _in t-to et le temps t _f -t _int . Cela permet d'avoir une base de comparaison des résultats Rltl et Rlt2 indépendante des temps intermédiaires t _int et finaux t _f . une comparaison Comp_l/2 d'un rapport R du premier résultat Rltl (éventuellement divisé par t _int -to) sur le deuxième résultat Rlt2 (éventuellement divisé par t _f -t _int ) avec une valeur seuil S. La valeur seuil S est une valeur au-delà de laquelle la probabilité que l'identifiant I soit positionné à l'intérieur du véhicule V est élevée. Plus la valeur seuil S est grande, plus la fiabilité du résultat du positionnement via le procédé METH selon l'invention est élevée. Si le rapport R est supérieur à la valeur seuil S, alors l'identifiant I est déterminé positionné à l'intérieur du véhicule V. La valeur seuil S est avantageusement supérieure à 10, ainsi l'identifiant I est déterminé positionné à l'intérieur du véhicule V si le premier résultat Rltl est au moins dix fois plus grand que le deuxième résultat Rlt2. A partir du résultat de la comparaison, et en fonction d'une fonction spécifique demandée (ouverture d'une porte, fermeture d'une porte, démarrage du véhicule, par exemple), le calculateur Xi de l'identifiant I est en mesure de déterminer si la fonction doit être réalisée ou non. Cette information peut alors être relayée au véhicule V.

On note que le procédé METH pourrait, alternativement, ne pas comprendre l'étape de transmission Tr_t ₀ , de l'émetteur TXv du véhicule V au récepteur RXi de l'identifiant, du temps d'émission t ₀ . Le procédé comprendrait alors une étape de transmission, de l'émetteur TXi de l'identifiant I au récepteur RXv du véhicule V, de la signature temporelle Sg _v . Les intégrations lntl_Sg _V; lnt2_Sg _v et la comparaison Comp_l/2, seraient alors réalisées par un calculateur Xv du véhicule V.

Naturellement, les étapes du procédé pourraient, alternativement, être réalisées dans un autre ordre, techniquement possible, que celui présenté ci-avant. Par ailleurs, les étapes de transmission Em_TS _vp , Tr_Dat pourraient, alternativement, être réalisées de l'identifiant I vers le véhicule V. Les autres étapes seraient alors réalisées par un le véhicule V. Alternativement, les étapes pourraient à la fois être réalisées par l'identifiant I et le véhicule V.