IIDRE ET CREATIVE GEOSENSING SPRL - BELGIQUE & LUXEMBOURG
Nous avons le plaisir de représenter les solutions et la technologie UWB de la société Française IIDRE.
Créée en 2012, IIDRE est une société d’experts en réseaux de capteurs, spécialisée dans les systèmes de géolocalisation, sans couverture satellitaire. Suite à ses travaux de R&D et aux résultats obtenus, IIDRE s’est concentrée depuis 2015 sur l’UWB (Ultra wideband), sans abandonner les technologies classiques telles que la RFID (Radio Frequency IDentification), le LoRa, entre autres, permettant de répondre à d’autres objectifs.
Grâce aux nombreux retours d’expérience et expérimentations réalisées, notamment dans les environnements de Smart City et d’Industrie 4.0, IIDRE et CGEOS vous accompagne dans tout type d’environnement : indoor où les autres technologies ne suffisent plus, outdoor lorsque le signal GNSS est perdu.
Selon la problématique à traiter, nous avons les capacités d'adapter sur-mesure nos solutions.
Nous avons publié dans la revue XYZ de l'Association Francophone de Topographie les premiers résultats de nos évaluations.
Créée en 2012, IIDRE est une société d’experts en réseaux de capteurs, spécialisée dans les systèmes de géolocalisation, sans couverture satellitaire. Suite à ses travaux de R&D et aux résultats obtenus, IIDRE s’est concentrée depuis 2015 sur l’UWB (Ultra wideband), sans abandonner les technologies classiques telles que la RFID (Radio Frequency IDentification), le LoRa, entre autres, permettant de répondre à d’autres objectifs.
Grâce aux nombreux retours d’expérience et expérimentations réalisées, notamment dans les environnements de Smart City et d’Industrie 4.0, IIDRE et CGEOS vous accompagne dans tout type d’environnement : indoor où les autres technologies ne suffisent plus, outdoor lorsque le signal GNSS est perdu.
Selon la problématique à traiter, nous avons les capacités d'adapter sur-mesure nos solutions.
Nous avons publié dans la revue XYZ de l'Association Francophone de Topographie les premiers résultats de nos évaluations.
| article416510.pdf |
CGEOS développe des applications de traitement et à la capacité de coupler l'UWB IIDRE avec d'autres capteurs/instruments pour des solutions de positionnement continue "indoor" & "outdoor" notamment.
Qu'est-ce que l'ULTRA WIDE BAND ?
C'est une technologie de positionnement (notamment) basée sur des "ancres" fixes déterminées en coordonnées (XYZ) qui détermine les distances vers des "tags" et permet de calculer la position de ceux-ci par multi-latération. En bref, c'est le même principe que le GNSS mais sans satellite, ceux-ci étant matérialisés par les "ancres".
La mesure des distances est basée sur le temps de parcours (aller-retour) d'impulsions électro-magnétiques extrêmement courtes (de l'ordre de la nano seconde).
La bande des fréquences allouées à l'Ultra Wide Band, permet de bien gérer les effets de multi-rebonds.
La mesure des distances est basée sur le temps de parcours (aller-retour) d'impulsions électro-magnétiques extrêmement courtes (de l'ordre de la nano seconde).
La bande des fréquences allouées à l'Ultra Wide Band, permet de bien gérer les effets de multi-rebonds.
PRINCIPE DE MESURE
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SDS TWR (mesure de la distance bidirectionnelle - en Anglais Symmetrical Double Side Two Ways Ranging)
Le Tag envoie un paquet d'interrogation et enregistre des horodatages, qui sont enregistrés en tant que Tsp (interrogation de démarrage de l'heure, Time Send Pulse). L'Ancre reçoit le paquet d'interrogation et enregistre le Trp (interrogation de réception de l'heure, Time Receive Pulse). L'Ancre passe un certain temps (reply 1) à recevoir le signal et à générer un paquet de réponse, nommé Tsa. L'Ancre envoie un message de réponse et enregistre Tsa (Time Start Answer). Le Tag reçoit le message de réponse (round 1) et enregistre la Tra (Time Receive Answer). Le Tag passe du temps à recevoir le signal et à générer le message final (reply 2), nommé Tsf. Le tag envoie un message final et enregistre Tsf (Time start final). L'ancre reçoit le message final et enregistre Trf (heure de réception finale). |
Après les étapes ci-dessus, l'ancre connaîtra toutes les informations d'horodatage, y compris:
Tsp, Trp, Tsa, Tra, Tsf, Trf
Étant donné que l'heure au Tag et l'heure à l'ancre n'est pas synchronisée, les horodatages des enregistrements respectifs ne peuvent pas être simplement soustraits.
La formulation correcte est :
(Tsp - Tra) - (Trp - Tsa) = 2 . ToF (time of Fly)
(Tsa - Trf) - (Tra - Tsf) = 2 . ToF (time of Fly)
En additionnant ces deux équations nous trouvons le ToF
ToF = {(Trr-Tsp) - (Tsr-Trp) + (Trf-Tsr) - (Tsf-Trr)} / 4
On multiplie alors ToF par la vitesse de propagation des ondes électro-magnétiques pour obtenir la distance dans l'espace :
Range = ToF . c
Le processus peut se réaliser du Tag vers l'Ancre et de l'Ancre vers le Tag pour établir une moyenne des résultats obtenus. C'est le "Symmetrical Double Sided".
Tsp, Trp, Tsa, Tra, Tsf, Trf
Étant donné que l'heure au Tag et l'heure à l'ancre n'est pas synchronisée, les horodatages des enregistrements respectifs ne peuvent pas être simplement soustraits.
La formulation correcte est :
(Tsp - Tra) - (Trp - Tsa) = 2 . ToF (time of Fly)
(Tsa - Trf) - (Tra - Tsf) = 2 . ToF (time of Fly)
En additionnant ces deux équations nous trouvons le ToF
ToF = {(Trr-Tsp) - (Tsr-Trp) + (Trf-Tsr) - (Tsf-Trr)} / 4
On multiplie alors ToF par la vitesse de propagation des ondes électro-magnétiques pour obtenir la distance dans l'espace :
Range = ToF . c
Le processus peut se réaliser du Tag vers l'Ancre et de l'Ancre vers le Tag pour établir une moyenne des résultats obtenus. C'est le "Symmetrical Double Sided".
PRINCIPE DE CALCUL
En disposant de 3 à 4 Ancres déterminées en coordonnées XYZ, et les mesures de distance au Tag , on calcul la position de celui-ci par tri-latatération. Il s'agit en première lieu de déterminer les coordonnées par l'intersection des cercles dont on connaît le centre (XYZ de l'Ancre) et ensuite d'appliquer la technique des Moindres Carrés.
La géométrie "Ancres" - "Tag" doit être assurée pour éviter une dégradation des positions. Il s'agit du GDOP utilisé en GNSS. Ce GDOP n'est autre que la trace de la matrice de variance-covariance des paramètres estimés.
Ce facteur de dégradation de la géométrie peut être évaluée lorsque l'on dispose :
La géométrie "Ancres" - "Tag" doit être assurée pour éviter une dégradation des positions. Il s'agit du GDOP utilisé en GNSS. Ce GDOP n'est autre que la trace de la matrice de variance-covariance des paramètres estimés.
Ce facteur de dégradation de la géométrie peut être évaluée lorsque l'on dispose :
- Du réseaux des Ancres (leurs positions en XYZ)
- Les positions du Tags
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Les positions obtenues peuvent être filtrée pour atténuer le bruit des mesures et CGEOS dispose d'une expertise considérable dans ces techniques de traitement des signaux.
Les Tags UWB combinés avec d'autres instruments, permettent de développer des solutions inédites ... pour rencontrer davantage les problématiques des responsables de projet où la localisation intervient de manière prépondérante.
Les Tags UWB combinés avec d'autres instruments, permettent de développer des solutions inédites ... pour rencontrer davantage les problématiques des responsables de projet où la localisation intervient de manière prépondérante.
INTERFACE OUVERTE
IIDRE dispose d'une interface ouverte reprenant toutes les commandes ASCII/TEXT basée sur la même structure que les commandes AT d'un modem, pour s'interfacer en direct sur les ancres, gateway et tags. Ici nous présentons une application connectée à un tag qui permet de reprendre toutes les données de positionnement et pour les développeurs, de développer de nouveaux algorithmes de traitement.
POURQUOI COMBINER LE GNSS ET L'UWB ?
Le GNSS a une couverture globale mais les signaux ne peuvent pas pénétrer les obstacles (on ne peut utiliser le GNSS pour la navigation "indoor") et dans les canyons urbains (comme dans les grandes villes ou même dans les rues étroites) la géométrie "satellites" - "récepteur" se dégrade significativement empêchant un positionnement de haute précision ... ou même un positionnement tout court.
L'UWB permet de construire des réseaux (la distance entre les Ancres et les tags est de maximum 150 mètres) qui dans les zones où le GNSS est dégradé voire impossible à utiliser, autorise un positionnement et une navigation continue.
L'UWB permet de construire des réseaux (la distance entre les Ancres et les tags est de maximum 150 mètres) qui dans les zones où le GNSS est dégradé voire impossible à utiliser, autorise un positionnement et une navigation continue.
APPLICATIONS
Les applications sont celles dont la géolocalisation de haute précision est une composante indispensable.
Avec une flexibilité de déploiement (il suffit de placer les ancres, de les alimenter et d'en déterminer les coordonnées XYZ) , un réseau d'ancres peut localiser des centaines de tags simultanément.
Avec une flexibilité de déploiement (il suffit de placer les ancres, de les alimenter et d'en déterminer les coordonnées XYZ) , un réseau d'ancres peut localiser des centaines de tags simultanément.
- Localisation de drones évoluant à l'intérieur d'un espace fermé
- Guidage des engins dans des sites industriels couverts
- Gestion des véhicules et des bus dans les parkings couverts
- Localisation des personnes dans un immeuble pour les secourir en cas d'incendie ou autres désastres
- Localisation des trans-palettes dans des halls de stockage
- Localisation des outils sur un chantier de génie civil
- Localisation de sportifs en cours de compétition (football, basket ball ...) pour évaluer et coacher
- Assistance a la création de figures artistiques
- Localisation de personnes hospitalisées ou confinées
- Robotique pour la navigation et la guidance
- ...
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