Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR REDUCING RADAR SIGNAL NOISE AND COMPUTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/110451
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for filtering noise, intended to be implemented on a set of elementary amplitude signals each originating from a sensor (2), wherein the sensor (2) is configured to transmit transmitted radio frequency pulses (Tx(k)) and receive received elementary signals (Rx(k)) originating from the reflection, on a target, of the transmitted radio frequency pulses (Tx(k)). The method according to the invention comprises: a. selecting a plurality of elementary amplitude signals, each associated with one of the elementary amplitude signals, b. calculating a variance indicator for the selected elementary amplitude signals, c. when the variance indicator is below a predetermined threshold, updating a noise vector, and d. calculating a corrected elementary signal by subtracting the noise vector from the relevant elementary amplitude signal.

Inventors:
WASZAK WLADIA (FR)
CUMINAL EMILIE (FR)
MESSAOUDI DAMIEN (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/084195
Publication Date:
June 22, 2023
Filing Date:
December 02, 2022
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
VITESCO TECH GMBH (DE)
International Classes:
G01S13/52; G01S7/40; H04B1/10
Foreign References:
JP2000241542A2000-09-08
CN104112079A2014-10-22
Other References:
RAO A ET AL: "SLAM with adaptive noise tuning for the marine environment", OCEANS, 2011 IEEE - SPAIN, IEEE, 6 June 2011 (2011-06-06), pages 1 - 6, XP032040450, ISBN: 978-1-4577-0086-6, DOI: 10.1109/OCEANS-SPAIN.2011.6003630
GREGORY HELLBOURG: "RFI subspace smearing and projection for array radio telescopes", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 11 September 2018 (2018-09-11), XP081189593
Attorney, Agent or Firm:
VITESCO TECHNOLOGIES - ASSOCIATION NO. 1137 (DE)
Download PDF:
Claims:
Revendications

[Revendication 1] Procédé de filtrage du bruit, destiné à être mis en œuvre sur un ensemble de signaux d’amplitude élémentaires provenant chacun d’un capteur (2), ledit capteur (2) étant configuré pour :

- émettre des impulsions radiofréquence dites émises (Tx(k)), en direction d’une cible (3), et de manière périodique avec une période d’émission d’impulsions (Te) prédéterminée, et ;

- mesurer l’amplitude d’un signal radiofréquence reçu (Rx) provenant notamment de la réflexion sur ladite cible (3) des impulsions radiofréquence émises (Tx(k)), le signal radiofréquence reçu (Rx) étant constitué de signaux élémentaires reçus (Rx(k)) associés chacun à l’une respective des impulsions radiofréquence émises (Tx(k)), l’amplitude de chacun des signaux élémentaires reçus (Rx(k)) étant mesurée pour une pluralité de fenêtres d’échantillonnage (At) et sur une plage temporelle prédéterminée ayant pour origine un instant d’émission de l’impulsion radiofréquence émise correspondante, chaque fenêtre d’échantillonnage (At) étant associée à un indice / se rapportant à un écart à l’origine de la plage temporelle correspondante ; le procédé étant mis en œuvre par au moins un calculateur (10), et le procédé comprenant : a. la réception (S100), par ledit calculateur (10), d’une pluralité de signaux d’amplitude élémentaires (S(k), 1<k<Ni), chaque signal d’amplitude élémentaire étant représentatif de l’amplitude d’un signal élémentaire reçu (Rx(k)) correspondant b. la sélection d’une pluralité de signaux parmi les signaux d’amplitude élémentaires (S(k)), reçus à l’étape a., pour former un sous-ensemble prédéterminé de signaux d’amplitude élémentaires (S(k), ko < k < ko+Afe) (S200), c. pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, le calcul d’un indicateur de variation des signaux d’amplitude élémentaires dudit sous-ensemble (S300), d. lorsque chacun parmi un nombre prédéterminé d’indicateurs de variation est inférieur à un seuil prédéterminé (Th) (S410), la mise à jour d’un vecteur de bruit (G), ladite mise à jour comprenant : d1. le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, d’une moyenne M(i) pour ledit sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires (S(k, i), ko<k<ko+N2) (S310), et d2. la construction d’un nouveau vecteur de bruit (G), où chaque composante G(i) du vecteur de bruit (G) est associée à l’une des fenêtres d’échantillonnage d’indice /, et où chaque composante G(i) du vecteur de bruit (G) prend une valeur fonction de la moyenne M(i) calculée à l’étape d1 et associée à la même fenêtre d’échantillonnage d’indice / (S420), et e. pour l’un au moins des signaux d’amplitude élémentaires (S(k)), calcul d’un signal élémentaire corrigé (Scorr(ki)), en soustrayant audit signal d’amplitude élémentaire, et pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, la composante correspondante G(i) du vecteur de bruit (S500).

[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel chacune des composantes Gi du vecteur de bruit est calculée comme suit :

Gi=M(i) + C(i) avec M(i) la moyenne associée à la fenêtre d’échantillonnage d’indice i, pour le sous- ensemble prédéterminé de signaux de signaux d’amplitude élémentaires (S(k, i), ko<k<ko+N2) ; et

C(i) une constante positive ou nulle.

[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indices i, l’indicateur de variation est un écart-type STDV(i) du sous- ensemble.

[Revendication 4] Procédé selon l’une des revendications 2 à 3, dans lequel, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indices i, C(i) est un multiple de l’écart-type STDV(i).

[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le procédé comprend en outre une étape de calibration (S000) comportant :

- la réception d’une pluralité de signaux d’amplitude élémentaires, formant des signaux élémentaires dits de référence (Sref(k), 1<k<N3) provenant dudit capteur,

- le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice / et pour la pluralité de signaux élémentaires de référence (Sref(k), 1<k<N3), d’une moyenne de référence (Mref(i)), et

- l’initialisation, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, de la composante G(i) du vecteur de bruit à partir de la moyenne de référence Mref(i).

[Revendication 6] Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’étape de calibration (S000) comprend en outre :

- le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice / et pour la pluralité de signaux élémentaires de référence (Sref(k), 1<k<N3), d’un écart-type de référence (STDVref(i)), et

- l’initialisation du seuil prédéterminé (Th) en fonction de l’un au moins desdits écarts-type de référence (STDVref(i)) . -18-

[Revendication 7] Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la cible comprend une main ou un pied d’un opérateur humain, procédé comprenant en outre une étape de détection d’un geste prédéterminé de l’opérateur humain (S600).

[Revendication 8] Procédé selon la revendication 1 à 7, dans lequel le procédé comprend en outre, sur détection d’un geste prédéterminé, une étape de formulation et émission d’une commande d’ouverture ou de fermeture d’un ouvrant motorisé de véhicule automobile (S700).

[Revendication 9] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte en outre les étapes suivantes, mises en œuvre plusieurs fois : f. nouvelle réception d’au moins un signal d’amplitude élémentaire (S(k) , g. la sélection d’une pluralité de signaux parmi les signaux d’amplitude élémentaires (S(k)), reçus à l’étape a. ou à une étape f. précédente, pour former un nouveau sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires ; h. répétition des répétition des étapes c. à d., pour déterminer une nouvelle valeur courante du vecteur de bruit (G).

[Revendication 10] Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l’étape e. est mise en œuvre plusieurs fois, chaque fois en utilisant la valeur courante du vecteur de bruit.

[Revendication 11] Ensemble d’au moins un calculateur (10) comprenant au moins une mémoire (11) et au moins un processeur (12), l’au moins une mémoire (11) comportant des instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par l’au moins un processeur (12), configurent ledit processeur pour mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 10.

[Revendication 12] Système (30) comportant ledit capteur (2) configuré pour émettre les impulsions radiofréquence émises (Tx) et mesurer l’amplitude du signal radiofréquence reçu (Rx), ainsi que l’ensemble d’au moins un calculateur (10) selon la revendication 11.

[Revendication 13] Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 10 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.

[Revendication 14] Support d’enregistrement non transitoire lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme pour la mise en œuvre du procédé selon l’une des revendications 1 à 10 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.

Description:
Descri ption

Titre : Procédé de réduction de bruit de signaux RADAR et calculateur associé

Domaine technique

[0001] La présente divulgation relève du domaine de la réduction de bruit sur les signaux radiofréquence impulsionnels réfléchis par une cible, notamment lorsque la cible se déplace.

Technique antérieure

[0002] Dans tout le texte, le terme « radiofréquence » se rapporte à un signal, ou une impulsion, dont la fréquence de la porteuse est comprise entre 3 kHz et 300 GHz. De préférence, la fréquence de la porteuse est comprise, dans l’invention, entre 5 GHz et 20 GHz, plus préférentiellement entre 5 GHz et 10 GHz.

[0003] Les signaux radiofréquence impulsionnels sont couramment utilisés, notamment dans le domaine de l’automobile, pour détecter la présence d’un objet ou d’une personne dans un environnement. Pour ce faire, des signaux radiofréquence impulsionnels sont émis par un capteur en direction de l’environnement à étudier puis reçus par celui-ci après réflexion des signaux dans l’environnement. Il est ainsi possible, par exemple en évaluant la différence de temps entre l’émission du signal radiofréquence et la réception du signal réfléchi, d’évaluer la distance entre le capteur et une cible. Il est également possible de détecter et mesurer un mouvement de ladite cible, notamment un mouvement d’approche et/ou d’éloignement relativement au capteur. On parle alors de détection de geste.

[0004] La détection de gestes à l’aide de signaux radiofréquence impulsionnels pose problème car les signaux radiofréquence à analyser comprennent, en plus du signal utile réfléchi par la cible, des signaux parasites. Ces signaux parasites comprennent notamment des réflexions provenant de l’environnement autour de la cible, ou encore une partie d’un signal radiofréquence émis vers la cible et circulant directement vers un élément de détection au sein du capteur, sans passer par la cible. Les signaux parasites peuvent masquer le signal utile et/ou être confondus avec ce dernier. Ainsi, les signaux délivrés par le capteur ne sont pas directement exploitables pour la détection de geste et doivent être nettoyés des signaux parasites gênant les mesures. Autrement dit, il est nécessaire de réaliser un filtrage du bruit, où le bruit correspond auxdits signaux parasites.

[0005] Une solution consiste à utiliser un filtre passe-haut pour filtrer les signaux à basse fréquence, en considérant que le signal utile est associé à un mouvement rapide, haute fréquence, tandis que le bruit correspond à des variations lentes, basses fréquences. Cette solution nécessite donc de faire un compromis entre la capacité à détecteur un geste lent et le filtrage efficace du bruit. Une fréquence de coupure trop haute empêchera ainsi de détecter un geste lent, tandis qu’une fréquence de coupure trop basse ne filtrera pas suffisamment le bruit. Résumé

[0006] La présente divulgation vise à remédier au moins en partie aux inconvénients de l’art antérieur.

[0007] Un but de l’invention est également de proposer une solution permettant de réduire le bruit dû aux signaux parasites sans filtrer une partie au moins d’un geste que l’on souhaite détecter.

Il est proposé un procédé de filtrage du bruit, destiné à être mis en œuvre sur un ensemble de signaux d’amplitude élémentaires provenant chacun d’un capteur, ledit capteur étant configuré pour :

- émettre des impulsions radiofréquence dites émises, en direction d’une cible, et de manière périodique avec une période d’émission d’impulsions prédéterminée, et ;

- mesurer l’amplitude d’un signal radiofréquence reçu provenant notamment de la réflexion sur ladite cible des impulsions radiofréquence émises, le signal radiofréquence reçu étant constitué de signaux élémentaires reçus associés chacun à l’une respective des impulsions radiofréquence émises, l’amplitude de chacun des signaux élémentaires reçus étant mesurée pour une pluralité de fenêtres d’échantillonnage et sur une plage temporelle prédéterminée ayant pour origine un instant d’émission de l’impulsion radiofréquence émise correspondante, chaque fenêtre d’échantillonnage étant associée à un indice / qui se rapporte à un écart à l’origine de la plage temporelle correspondante.

Lesdites étapes d’émission des impulsions radiofréquence et mesure d’amplitude sont mises en œuvre par ledit capteur, et sont préalables à la mise en œuvre du procédé selon l’invention en lui-même.

[0008] Le procédé selon l’invention est mis en œuvre par au moins un calculateur, et le procédé comprenant : a. la réception, par ledit calculateur, d’une pluralité de signaux d’amplitude élémentaires, chaque signal d’amplitude élémentaire étant représentatif de l’amplitude d’un signal élémentaire reçu correspondant b. la sélection d’une pluralité de signaux parmi les signaux d’amplitude élémentaires, reçus à l’étape a., pour former un sous-ensemble prédéterminé de signaux d’amplitude élémentaires, c. pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, le calcul d’un indicateur de variation des signaux d’amplitude élémentaires dudit sous-ensemble, d. lorsque chacun parmi un nombre prédéterminé d’indicateurs de variation est inférieur à un seuil prédéterminé, la mise à jour d’un vecteur de bruit, ladite mise à jour comprenant : d1. le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, d’une moyenne M(i) pour ledit sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires, et d2. la construction d’un nouveau vecteur de bruit, où chaque composante du vecteur de bruit est associée à l’une des fenêtres d’échantillonnage d’indice /, et où chaque composante du vecteur de bruit prend une valeur fonction de la moyenne M(i) calculée à l’étape d1 et associée à la même fenêtre d’échantillonnage d’indice /, et e. pour l’un au moins des signaux d’amplitude élémentaires, calcul d’un signal élémentaire corrigé en soustrayant audit signal d’amplitude élémentaire, et pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, la composante correspondante du vecteur de bruit.

[0009] Selon l’invention, on distingue deux cas. Dans un premier cas, le signal d’amplitude varie peu, d’un signal élémentaire à l’autre, ce qui indique que la cible n’est pas en déplacement. Puisque la cible n’est pas en déplacement, le signal d’amplitude correspond essentiellement à du bruit, de sorte que les valeurs moyennes d’amplitude de ce dernier sont utilisées pour mettre à jour le vecteur de bruit. Ce premier cas correspond à un nombre suffisant d’indicateurs de variation qui sont chacun inférieur au seuil prédéterminé, de préférence tous les indicateurs de variations sont chacun inférieur au seuil prédéterminé. Le seuil prédéterminé peut être le même, pour chaque fenêtre d’échantillonnage considérée. En variante, ce seuil peut varier en fonction de la fenêtre d’échantillonnage considérée.

[0010] Dans un second cas, le signal d’amplitude varie fortement, d’un signal élémentaire à l’autre, et sur au moins une fenêtre d’échantillonnage. On en déduit que la cible est en déplacement, de sorte que le signal d’amplitude comporte à la fois du bruit, et du signal utile. Dans ce cas, le vecteur de bruit n’est pas mis à jour.

[0011] Dans tous les cas, le vecteur de bruit est ensuite utilisé pour filtrer le signal parasite.

[0012] Ainsi, dans le procédé selon l’invention, le filtrage utilise un vecteur de bruit dont les composantes sont mises à jour en temps réel. Cela permet d’adapter le filtrage à des évolutions de l’environnement extérieur et du signal parasite, au cours du temps. On s’assure ainsi d’offrir à chaque instant un compromis optimal entre la capacité à détecteur un geste lent et le filtrage efficace du bruit. Par conséquent, le procédé décrit ci-dessus permet d’améliorer significativement le rapport signal sur bruit des signaux radiofréquence destinés à être utilisés pour détecter des mouvements, notamment pour détecter des gestes d’un utilisateur destiné à piloter une ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile.

[0013] En outre, le procédé décrit ci-dessus propose de réaliser un filtrage, en retranchant au signal utile (ici un signal d’amplitude élémentaire) un vecteur de bruit dont chaque composante est associée à une fenêtre d’échantillonnage prédéterminée. L’utilisation d’un vecteur de bruit, permet d’affiner le filtrage en offrant un seuil de filtrage qui dépend d’un écart à l’instant d’émission de l’impulsion émise correspondante. On peut ainsi prendre en compte des caractéristiques propres à l’environnement, lequel peut être plus ou moins bruité selon l’emplacement considéré (c’est-à-dire selon la distance au capteur, laquelle se rapporte à un écart à l’instant d’émission d’une impulsion émise). Cela permet notamment de s’affranchir d’un signal parasite très haute intensité, correspondant à une partie du signal émis qui arrive directement sur la zone de détection du capteur sans avoir été réfléchi d’abord sur la cible, sans que cela n’affecte le signal utile.

[0014] Enfin, dans l’art antérieur, le filtrage utilise un filtre de type circuit RLC ou filtre numérique. Un tel filtre n’est opérationnel qu’après un intervalle de temps prédéterminé, nommé temps de latence, lié à sa constante de temps T. Dans l’invention, le filtrage utilise plutôt des soustractions sur un signal. On s’affranchit ainsi du temps de latence avant que le filtrage ne soit opérationnel.

[0015] Dans un mode de réalisation, chacune des composantes Gi du vecteur de bruit est calculée comme suit :

Gi=M(i) + C(i) avec M(i) la moyenne associée à la fenêtre d’échantillonnage d’indice i, pour le sous- ensemble prédéterminé de signaux de signaux d’amplitude élémentaires ; et C(i) une constante positive ou nulle.

[0016] De préférence, la constante C(i) est non nulle. On rajoute ainsi une constante à chaque composante du vecteur de bruit afin de prendre en compte certaines au moins des variations des signaux en l’absence de mouvement. On améliore ainsi encore le rapport signal sur bruit des signaux corrigés.

[0017] Dans un mode de réalisation, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indices i, l’indicateur de variation est un écart-type STDV(i) du sous-ensemble. Ainsi, l’écart-type du sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires est calculé sur chaque fenêtre d’échantillonnage pour définir un indicateur de variation propre à chaque fenêtre d’échantillonnage.

[0018] Dans un mode de réalisation particulier, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indices i, C(i) est un multiple de l’écart-type STDV(i). Ainsi, on prend en compte les variations du signal sur la fenêtre d’échantillonnage considérée pour déterminer le vecteur de bruit. On améliore encore ainsi le rapport signal sur bruit du signal corrigé.

[0019] Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de calibration comportant :

- la réception d’une pluralité de signaux d’amplitude élémentaires, formant des signaux élémentaires dits de référence provenant dudit capteur,

- le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice / et pour la pluralité de signaux élémentaires de référence, d’une moyenne de référence, et

- l’initialisation, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, de la composante G(i) du vecteur de bruit à partir de la moyenne de référence Mref(i). Ainsi, les valeurs initiales des composantes du vecteur de bruit sont déterminées à partir de signaux réels, acquis dans des conditions préétablies de calibration, de préférence dans un environnement de référence, en l’absence de cible mouvante.

[0020] Dans un mode de réalisation, l’étape de calibration comprend en outre :

- le calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice / et pour la pluralité de signaux élémentaires de référence, d’un écart-type de référence, et

- l’initialisation du seuil prédéterminé en fonction de l’un au moins desdits écarts-type de référence. Ainsi, la valeur du seuil prédéterminé est déterminée à partir de signaux réels acquis dans des conditions préétablies de calibration, de préférence dans un environnement de référence en l’absence de cible mouvante.

[0021] Dans un mode de réalisation, la cible comprend une main ou un pied d’un opérateur humain, procédé comprenant en outre une étape de détection d’un geste prédéterminé de l’opérateur humain. Ainsi, il est également proposé un procédé de détection d’un geste prédéterminé de l’utilisateur effectué au regard du capteur.

[0022] Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, sur détection d’un geste prédéterminé, une étape de formulation et émission d’une commande d’ouverture ou de fermeture d’un ouvrant motorisé de véhicule automobile. Ainsi, il est également proposé un procédé de commande d’ouverture ou de fermeture d’un ouvrant motorisé dans un véhicule automobile. L’ouvrant est de préférence un hayon arrière de véhicule automobile, voire une portière latérale.

[0023] Dans un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comporte en outre les étapes suivantes, mises en œuvre plusieurs fois : f. nouvelle réception d’au moins un signal d’amplitude élémentaire ; g. la sélection d’une pluralité de signaux parmi les signaux d’amplitude élémentaires, reçus à l’étape a. ou à une étape f. précédente, pour former un nouveau sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires ; h. répétition des répétition des étapes c. à d., pour déterminer une nouvelle valeur courante du vecteur de bruit. De préférence, l’étape e. est mise en œuvre plusieurs fois, chaque fois en utilisant la valeur courante du vecteur de bruit. Ainsi, il est proposé de mettre en œuvre le filtrage du bruit selon l’invention, à l’aide d’une fenêtre glissantes de signaux d’amplitude élémentaires (décalage progressif du sous ensemble considéré). Les étapes de soustraction du vecteur de bruit et de détermination de la valeur courante du vecteur de bruit peuvent être mises en œuvre en parallèles.

[0024] Selon un autre aspect, il est proposé un ensemble d’au moins un calculateur comprenant au moins une mémoire et au moins un processeur, l’au moins une mémoire comportant des instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par l’au moins un processeur, configurent ledit processeur pour mettre en œuvre le procédé selon l’invention. L’au moins un calculateur comprendre un calculateur intégré au capteur du procédé selon l’invention et/ou un calculateur annexe. Ledit calculateur annexe peut être intégré sur une même carte électronique que calculateur du capteur. En variante, ledit calculateur annexe peut être situé dans un contrôleur en communication avec ledit capteur, par exemple un contrôleur situé dans l’habitacle du véhicule. Il est également proposé un système comportant le capteur du procédé selon l’invention, ainsi que ledit ensemble d’au moins un calculateur.

[0025] L’invention couvre également un système comportant ledit capteur configuré pour émettre les impulsions radiofréquence émises et mesurer l’amplitude du signal radiofréquence reçu, ainsi que l’ensemble d’au moins un calculateur selon l’invention.

[0026] Selon un autre aspect, il est proposé un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre de tout ou partie d’un procédé tel que défini dans les présentes lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Selon un autre aspect, il est proposé un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur, sur lequel est enregistré un tel programme.

Brève description des dessins

[0027] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1

[0028] [Fig. 1] montre un système selon l’invention, permettant de mettre en œuvre d’un procédé selon l’invention. Fig. 2

[0029] [Fig. 2] montre un exemple d’un ensemble de signaux d’amplitude élémentaires selon l’invention ;

Fig. 3A

[0030] [Fig. 3A] montre un exemple d’un signal d’amplitude élémentaire selon l’invention.

Fig. 3B

[0031] [Fig. 3B] montre le signal de la figure 3A après mise en oeuvre du procédé de filtrage du bruit selon l’invention.

Fig. 4

[0032] [Fig. 4] illustre le procédé de filtrage du bruit selon un mode de réalisation de l’invention.

Description des modes de réalisation

[0033] De préférence, mais de manière non limitative, le procédé, l’au moins un calculateur et le système selon l’invention sont mis en œuvre au sein d’un véhicule automobile, pour réaliser une détection de geste, où ledit geste est effectué par un opérateur humain situé au droit du capteur et à l’extérieur du véhicule. Le geste est par exemple un mouvement de balancement du pied d’avant en arrière. Un tel geste est par exemple effectué par un utilisateur situé à l’arrière du véhicule, au droit du hayon arrière, dans le but de piloter une ouverture de ce dernier.

[0034] Il est maintenant fait référence à la figure 1 qui illustre un système (30) selon l’invention, permettant de mettre en œuvre le procédé de la présente divulgation. Selon un mode de réalisation, le système 30 comprend un capteur 2 apte à communiquer avec un contrôleur 1 .

[0035] Le contrôleur 1 comprend un calculateur 10 configuré pour détecter un mouvement, par exemple un mouvement effectué par un opérateur humain, à partir des signaux fournis par le capteur 2. Ici, mais de manière non limitative, le calculateur 10 est configuré en outre pour émettre une commande d’ouverture ou de fermeture, référencée COMM, d’un ouvrant motorisé, par exemple un hayon de véhicule ou une portière latérale de véhicule automobile, sur détection d’un mouvement prédéterminé. Le calculateur 10 comprend une mémoire 11 et un processeur 12. La mémoire 11 comporte des instructions de code de programme qui, lorsqu’elles sont exécutées par le processeur 12, configurent ledit processeur pour mettre en œuvre la détection de mouvement et, le cas échéant, l’émission de la commande COMM d’ouverture ou de fermeture. [0036] Le contrôleur 1 comprend en outre au moins une interface de communication 13 avec le capteur 2 et, le cas échéant, une unité de contrôle de l’ouvrant motorisé (non représentée), par exemple par le biais d’un bus commun de transfert de données adapté.

[0037] Le capteur 2 est configuré pour émettre des impulsions radiofréquence émises Tx, de manière périodique selon une période d’émission d’impulsions Te, et en direction d’une cible 3. De préférence, les impulsions radiofréquence émises sont modulées selon la technique de modulation dite « UWB », pour l’anglais « Ultra WideBand ». 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 fréquence (par exemple, mais de manière non limitative, une largeur spectrale supérieure à 500 MHz voire même 1000 MHz). Le capteur 2 est configuré en outre pour mesurer l’amplitude d’un signal radiofréquence reçu Rx, provenant notamment de la réflexion, sur la cible 3, des impulsions radiofréquence émises. Ainsi, le capteur 2 comprend, de manière schématique, un émetteur 21 d’impulsions radiofréquence et un récepteur 22 de signal radiofréquence. Le capteur 2 comprend également une unité de pré- traitement 23 des signaux radiofréquences émis et reçus, ainsi qu’un calculateur 24 comprenant une mémoire 24a et un processeur 24b communiquant avec l’unité de pré-traitement 23.

[0038] L’unité de pré-traitement 23 peut être configurée pour générer les impulsions radiofréquence émises Tx, émises par l’émetteur 21 , et pour effectuer un premier traitement sur le signal radiofréquence reçu Rx. L’unité de pré-traitement 23 peut comprendre notamment des convertisseurs analogique/ numérique. Le calculateur 24 est configuré de préférence pour déterminer l’amplitude du signal radiofréquence reçu, pour chaque fenêtre d’échantillonnage. Le capteur 2 comprend en outre une interface de communication 25 configurée pour communiquer avec le contrôleur 1 .

[0039] Dans un mode de réalisation, le capteur 2 envoie au contrôleur 1 des données relatives à l’amplitude du signal radiofréquence reçu Rx, sous la forme d’un signal d’amplitude S(k).

[0040] Le signal radiofréquence reçu Rx est constitué de signaux élémentaires reçus Rx(k), se rapportant chacun à l’une respective des impulsions radiofréquence émises. Dit autrement, le signal radiofréquence reçu peut être découpé en signaux élémentaires reçu Rx(k), associés chacun à une plage temporelle prédéterminée, où ladite plage temporelle a pour origine un instant d’émission de l’une respective des impulsions radiofréquence émises. A chaque signal élémentaire reçu Rx(k), correspond un signal d’amplitude élémentaire respectif S(k). [0041] De préférence, le capteur 2 envoie au contrôleur 1 , de manière périodique, des données relatives à un nouveau signal d’amplitude élémentaire S(k+1), au fur et à mesure de l’émission des impulsions radiofréquence émises T(k) et de la réception des signaux élémentaires reçus R(k).

[0042] Selon l’invention, chacun des signaux élémentaires reçus R(k), et donc chacun des signaux d’amplitude élémentaires S(k), est échantillonné temporellement, avec une largeur de la fenêtre d’échantillonnage At (voir figure 3A). Chaque fenêtre d’échantillonnage est associée à un indice i, dont la valeur se rapporte à un écart à l’origine de la plage temporelle considérée. La largeur At d’une fenêtre d’échantillonnage est comprise entre 1 ns et 6 ns. On notera que l’indice i représente un retard croissant entre l’émission de l’impulsion d’indice k et la réception d’un signal provenant de ladite impulsion, et que l’indice i est également représentatif d’une distance croissante au capteur de l’impulsion.

[0043] Les signaux d’amplitude élémentaires S(k) peuvent être représentés sous la forme d’une matrice telle qu’illustrée à la figure 2. Dans le graphique de la figure 2, l’axe k correspond à un indice relatif à l’impulsion considérée parmi les impulsions radiofréquence émises, l’axe i se rapporte à l’indice de la fenêtre d’échantillonnage considérée, et l’axe S(k, i) se rapporte à l’amplitude du signal d’amplitude élémentaire S(k) pour chaque fenêtre d’échantillonnage i. Cette représentation permet d’illustrer que la définition des indices i des fenêtres d’échantillonnage réalise un repliement de l’axe du temps, pour définir une nouvelle origine des temps à chaque nouvelle émission d’une impulsion radiofréquence émise. Ainsi, chaque indice i de fenêtre d’échantillonnage se rapporte à une pluralité de fenêtres, chacune associée à l’un des signaux d’amplitude élémentaires, et chacune associée à un même écart temporel relativement à un instant d’émission d’une impulsion correspondante.

[0044] Les valeurs d’amplitude S(k,i) peuvent correspondre au module du signal élémentaire reçu Rx(k) reçu par le récepteur 22 du capteur 2. Chaque impulsion radiofréquence émise comprend deux composantes, une composante I en phase et une composante Q en quadrature de phase, de sorte que le module du signal élémentaire reçu Rx correspond de préférence au module de ces composantes I et Q.

[0045] Comme cela est visible sur la figure 2, chaque signal S(k) comprend un pic pour une valeur de i assez proche de 0. Il s’agit d’une portion de l’impulsion radiofréquence émise Tx, qui arrive directement sur un élément de détection du capteur 2, sans avoir été réfléchie d’abord dans l’environnement (couplage partiel de l’impulsion radiofréquence émise avec le récepteur). Il convient d’éliminer ce pic pour accéder au signal utile, comme illustré par les figures 3A et 3B. -IQ-

10046] La figure 3A représente un détail d’un signal d’amplitude élémentaire S(k, i), avec k=ki et i = 1 à 10 tel que reçue par contrôleur 1 mettant en œuvre le procédé de réduction de bruit selon l’invention. La figure 3B représente le même détail sur le signal élémentaire corrigé correspondant Scorr(ki, i), après mise en œuvre du procédé de réduction du bruit selon l’invention. Comme on peut le voir, le pic à i = 1 S(ki, 1) présent sur la figure 3A a disparu, de sorte que des variations de signal d’une amplitude au moins 300 fois moindre sont devenus visibles. Les pics Scorr(ki,4) et Scorr(ki, 7), maintenant visibles sur la figure 3B, correspondent à des réflexions de l’impulsion radiofréquence émise sur une au moins une cible située à proximité du capteur, par exemple à moins d’un mètre de ce dernier. On voit donc que le procédé et le calculateur selon l’invention permettent de filtrer efficacement le bruit, permettant notamment d’isoler un signal utile qui serait sinon masqué par le pic de forte amplitude mentionné ci-dessus. On remarque également que ce signal utile, masqué sinon par le pic de forte amplitude, correspond à une distance à la cible inférieure au mètre. Or, une telle distance à la cible correspond aux distances typiques de la cible, dans le cadre d’une détection de geste pour piloter l’ouverture d’un ouvrant de véhicule automobile, où la cible est par exemple un pied ou une main d’un utilisateur situé à l’extérieur du véhicule, à proximité du capteur.

[0047] On notera qu’il n’est pas exclu que l’unité de pré-traitement 23 comprenne un filtre passe-haut permettant de filtrer en partie les signaux parasites, le procédé de réduction de bruit selon l’invention étant alors mis en œuvre en complément. Il est alors possible d’utiliser un filtre moins performant, donc plus réactif, et de compléter la réduction de bruit par la mise en œuvre des étapes du procédé selon l’invention. Cela permet ainsi d’augmenter la performance en réduction de bruit de capteurs existants peu performants.

[0048] La figure 4 illustre différentes étapes pouvant être mises en œuvre par le procédé selon un mode de réalisation.

[0049] Le procédé comprend une étape S000 de calibration, optionnelle, permettant d’initialiser différentes constantes utilisées dans des étapes ultérieures du procédé.

[0050] L’étape S000 de calibration peut comprendre :

- une sous-étape de réception d’une pluralité de signaux radiofréquence élémentaires dits de référence, Sref(k), 1 <k<Ni , provenant du capteur 2 et relatifs à une série d’impulsions émises TX(k) ), 1<k<Ni. Ladite pluralité de signaux se présente par exemple sous la forme d’une matrice similaire à celle décrite en référence à la figure 2,

- une sous-étape de calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i et pour la pluralité de signaux radiofréquence élémentaires de référence Sref(k), 1<k<Ns, d’une moyenne Mref(i) de référence, avec N3 un entier supérieur ou égal à 2, - une sous-étape d’ nitialisation, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, d’une composante G(i) d’un vecteur de bruit G à partir de la moyenne de référence Mref(i).

[0051] Ainsi, l’étape S000 de calibration permet notamment d’initialiser les différentes composantes G(i) d’un vecteur de bruit G destiné à être soustrait d’un signal d’amplitude élémentaire S(k).

[0052] L’étape S000 peut également l’initialisation de la valeur d’un seuil Th, tel que mentionné dans la suite.

[0053] L’étape S000 peut également comprendre l’initialisation d’un nombre N2 mentionné ultérieurement, et relatif à un nombre de signaux d’amplitude élémentaires formant ensemble un sous-ensemble tel que mentionné ultérieurement.

[0054] On notera que les signaux de référence Sref(k) sont obtenus de préférence dans des conditions préétablies de calibration, en l’absence de cible mouvante, par exemple sur une chaine de production avec un environnement prédéfini ou au démarrage du procédé (sous l’hypothèse que l’utilisateur attendra quelques instants avant de démarrer son geste).

[0055] Le procédé comprend également une étape S100 de réception d’un nombre Ni de signaux d’amplitude élémentaires S(k), avec Ni un entier supérieur ou égal à 2. Les Ni signaux d’amplitude élémentaires S(k) se présentent par exemple sous la forme d’une matrice telle que décrite en référence à la figure 2. Cette étape peut être mise en œuvre après l’étape S000 de calibration, ou pendant l’étape S000 de calibration, les signaux d’amplitude élémentaires reçus à l’étape S100 pouvant alors être au moins partiellement confondus avec les signaux élémentaires de référence Sref(k).

[0056] Le procédé comporte ensuite puis une étape S200 de sélection de N2 signaux, parmi les Ni signaux d’amplitude élémentaires reçus à l’étape S100, pour former un sous- ensemble prédéterminé de signaux d’amplitude élémentaires, avec N2 un entier supérieur ou égal à 3, de préférence supérieur ou égal à 10. Il s’agit de préférence de sélectionner N2 signaux consécutifs parmi l’ensemble de signaux S(k) reçus à l’étape S100. Le sous ensemble est alors constitué des signaux S(k) avec ko<k<ko+N2, avec ko un entier strictement positif définissant un indice de la première impulsion radiofréquence émise considérée.

[0057] Le procédé comprend ensuite une étape S300 de calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, d’un indicateur de variation des signaux du sous-ensemble défini à l’étape S200. On peut par exemple calculer, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, l’écart-type STDV(i) pour le sous-ensemble défini à l’étape S200. [0058] Le procédé comprend également une étape S310 de calcul, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice /, d’une moyenne M(i) des signaux S(k). Cette moyenne est calculée à partir des valeurs S(k, i) des signaux S(k), ko<k<ko+N2 du sous-ensemble. Cette étape est de préférence réalisée après l’étape S300 pour optimiser les temps de calcul et les ressources mémoire nécessaires. En variante, elle peut être réalisée en même temps, ou avant l’étape S300.

[0059] Le procédé comprend ensuite une étape S410 lors de laquelle on détermine si oui ou non un nombre prédéterminé des indicateurs de variation définis à l’étape S300 est inférieur à un seuil prédéterminé Th. Lorsque c’est le cas, on met à jour le vecteur de bruit avec des valeurs prenant en compte l’environnement courant en regard du capteur. Avec cette vérification, on s’assure que la mise à jour n’est effectuée que lorsque les signaux du sous-ensemble ont une dérive assez faible, pour correspondre à des fluctuations dites normales de l’environnement, c’est-à-dire en l’absence d’un mouvement à détecter. S’il n’y a pas ledit nombre prédéterminé des indicateurs de variation qui est inférieur au seuil prédéterminé Th, on ne met pas à jour le vecteur de bruit et on passe directement à l’étape S500 décrite dans la suite.

[0060] Dans l’exemple décrit ici, on vérifie, lors d’une étape S410, si un nombre prédéterminé d’écart-types déterminés lors de l’étape S300 est inférieur à un même seuil prédéterminé Th, pour une pluralité de fenêtres d’échantillonnages. De préférence, la vérification est faite pour chacune des fenêtres d’échantillonnages.

[0061] On peut également, en variante, définir un seuil prédéterminé Th(i) propre à chaque fenêtre d’échantillonnage. Le seuil prédéterminé Th(i) est par exemple fonction d’un écart- type STDVref(i) calculé préalablement lors de l’étape S000 de calibration, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i et pour la pluralité de signaux élémentaires de référence Sref(k). L’étape S000 de calibration comprend alors une sous-étape optionnelle d’initialisation d’au moins un seuil prédéterminé Th(i) en fonction d’au moins un écart-type de référence STDVref(i).

[0062] En vérifiant si chacun parmi un nombre prédéterminé d’indicateurs de variation est inférieur à un seuil prédéterminé, où chaque indicateur de variation est propre à l’une respective des fenêtres d’échantillonnage, on évite les mauvaises détections d’absence ou de présence de geste en cas d’anomalies ponctuelles. Le nombre prédéterminé d’indicateurs de variation pris en compte peut correspondre à l’intégralité des fenêtres d’échantillonnages i ou tout du moins à un nombre suffisant de fenêtres d’échantillonnages, par exemple au moins 10. [0063] Si un nombre prédéterminé d’indicateurs de variation est inférieur à un seuil prédéterminé, on réalise une étape S420 de mise à jour du vecteur bruit G, lors de laquelle on met à jour chaque composante G(i) du vecteur G. Chaque composante G(i) est mise à jour en utilisant, au moins, la moyenne M(i) déterminée lors de l’étape S310 pour la même fenêtre d’échantillonnage d’indice i.

[0064] En particulier, chaque composante Gi du vecteur de bruit peut être calculée, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, comme suit :

[0065] [Math. 1]

G(i)=M(i) + C(i) avec C(i) une constante propre à chaque fenêtre d’échantillonnage. Cette constante C(i) peut par exemple prendre en compte l’indicateur de variation propre à la même fenêtre d’échantillonnage d’indice i. En particulier, C(i) peut être un multiple de l’indicateur de variation d’échantillonnage propre à la même fenêtre d’échantillonnage d’indice i. Ainsi, on peut avoir par exemple :

[0066] [Math. 2]

C(i)=l*STDV(i)

Avec / un entier strictement positif.

[0067] En variante, C(i) peut prendre la valeur nulle.

[0068] On ajuste ainsi le vecteur de bruit G en prenant également en compte les variations du signal S(k) mesurées sur le sous-ensemble considéré. Ainsi, le vecteur de bruit G tient compte du bruit de fond présent dans l’environnement en regard du capteur 2.

[0069] Dans une étape suivante S500, on utilise le vecteur de bruit mis à jour G pour calculer un signal élémentaire corrigé Scorr(ki) d’après la formule suivante :

[0070] [Math. 3]

Scorr(i, ki) = S(i, ki) - G(i) avec 1 <ki<Ni ,

S(i,ki) étant la valeur d’un signal d’amplitude élémentaire, et

Scorr(i,ki) étant la valeur du signal élémentaire corrigé correspondant pour cette même fenêtre d’indice i.

[0071] Ainsi, pour chaque signal d’amplitude élémentaire S(ki) considéré, on soustrait, pour chaque fenêtre d’échantillonnage d’indice i, la composante G(i) du vecteur de bruit à la valeur S(i,ki). L’étape S500 réalise ainsi un filtrage du bruit, par soustraction, sur chaque fenêtre d’échantillonnage i, d’une composante correspondante du vecteur de bruit G. [0072] La réception de signaux d’amplitude élémentaires S(k) est avantageusement mise en œuvre en continu. Ainsi, l’étape S100 de réception de Ni signaux d’amplitude élémentaires, est suivie par d’autres étapes de réception de signaux d’amplitude élémentaires S(k), mises en œuvre en même temps que les étapes S200 et suivantes.

[0073] Par conséquent, le signal d’amplitude élémentaire S(ki) qui est corrigé à l’étape S500 peut être l’un des Ni signaux reçus à l’étape S100, ou un signal d’amplitude élémentaire reçu ultérieurement, pendant la mise en œuvre des étapes S200 à S420. Ainsi, l’indice ki peut se rapporter à l’un des N2 signaux du sous ensemble sélectionné à l’étape S200, ou à un signal d’indice compris entre ko+IXL et Ni, ou même à un signal d’indice supérieur à Ni.

[0074] De même, on notera que, dans le mode de réalisation décrit ici, les étapes S200 à S420 permettant de mettre à jour le vecteur de bruit G sont réalisées avant l’étape S500 de calcul d’un signal élémentaire corrigé. On notera que les étapes S500 et S200 à S420 peuvent être réalisées de manière indépendante, et même en parallèle, de sorte que chaque signal d’amplitude élémentaire est corrigé avec une valeur courante mise à jour du vecteur de bruit G.

[0075] De préférence, à chaque nouvelle réception d’au moins un signal d’amplitude élémentaire S(k), on forme un nouveau sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires. Chaque nouveau sous-ensemble de signaux d’amplitude élémentaires est constitué de préférence par le même nombre N2 de signaux. Il s’agit en d’autres termes de mettre en œuvre une fenêtre glissantes de signaux d’amplitude élémentaires.

[0076] Ensuite, les étapes S300 à S420 sont répétées.

[0077] A la suite, ou en parallèle, l’étape S500 est également répétée, de manière à calculer un signal corrigé en fonction de la valeur courante du vecteur de bruit.

[0078] De manière facultative, le procédé peut également comprendre une étape S600 de détection d’un mouvement, par exemple un geste prédéterminé d’un utilisateur en direction du capteur. Il peut par exemple s’agir de détecter un déplacement du pied s’approchant puis s’éloignant du capteur. Pour ce faire, on considère une pluralité de signaux élémentaires corrigés Scorr calculés lors de l’étape S500. On recherche un déplacement d’un un pic d’amplitude, d’un signal Scorr à l’autre. Il s’agit par exemple de détecter si ce pic d’amplitude s’approche puis s’éloigne de l’origine de la plage temporelle associée au signal Scorr, d’un signal Scorr à l’autre.

[0079] En outre, le procédé peut également comprendre une étape optionnelle S700 de commande d’ouverture ou de fermeture d’un ouvrant motorisé de véhicule automobile, sur détection d’un geste prédéterminé. L’étape S700 comporte l’émission d’une commande COMM correspondante, à destination de l’unité de contrôle de l’ouvrant motorisé.

[0080] Dans le mode de réalisation décrit ici, les étapes S100 à S700 sont mises en œuvre par le processeur 12 du contrôleur 1. Dans des variantes de réalisation, les étapes S100 à S500 peuvent être mises en œuvre par un processeur différent d’au moins un autre processeur utilisé pour mettre en œuvre les étapes S000, S600 et S700. Selon une autre variante, les étapes S100 à S500 peuvent être mises en œuvre par le processeur 24b du capteur 2, à l’aide d’instructions de code présentes dans la mémoire 24a du calculateur 24. Les étapes S600 et S700 peuvent alors être mises en œuvre par le processeur 12 du contrôleur 1. Selon une autre variante encore, les étapes S100 à S500 peuvent être mises en œuvre par un processeur d’un calculateur supplémentaire intégré sur la carte électronique comprenant également le capteur 2.

[0081] Dans des variantes, le procédé selon l’invention comprend en outre une étape de détection d’un mouvement effectué par un objet relativement à un véhicule automobile en mouvement.