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WO2010003898A1 - Systeme de geolocalisation adaptif pilote par l'environnement - Google Patents

Systeme de geolocalisation adaptif pilote par l'environnement Download PDF

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Publication number
WO2010003898A1
WO2010003898A1 PCT/EP2009/058417 EP2009058417W WO2010003898A1 WO 2010003898 A1 WO2010003898 A1 WO 2010003898A1 EP 2009058417 W EP2009058417 W EP 2009058417W WO 2010003898 A1 WO2010003898 A1 WO 2010003898A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gnss
gps
mobile device
geographical area
mobile apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/058417
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English (en)
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WO2010003898A9 (fr
Inventor
Gilles Rooss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2010003898A1 publication Critical patent/WO2010003898A1/fr
Publication of WO2010003898A9 publication Critical patent/WO2010003898A9/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/34—Power consumption

Definitions

  • This invention relates to geolocation technologies, to precisely define the geographical position (latitude, longitude) of a mobile device (mobile phone, PDA, ).
  • the mobile device of the user using the GSM technology is by default connected to an antenna of the network of the mobile operator.
  • the geographical area covered by this antenna the unique identifier of this antenna and the intensity of the signal, it is possible to geolocate the user, even inside a building.
  • This technology works certainly inside buildings, but it has the disadvantage of being imprecise, compared to GPS.
  • the defined geographical area has a precision of 300 meters (urban area) to several km (rural area).
  • the same geographical point can be covered by several zones, which makes the antenna-geographical location association even more delicate.
  • Geolocation by signals (Wi-Fi, GSM) of the environment
  • the mobile device of the user receives at a given geographical point the signals of the Wi-Fi terminals in the vicinity. Any terminal is defined by a unique MAC address and the signal strength varies depending on the geographical point.
  • his mobile device identifies the signature of the place to transmit it to a system which, by comparison with a base of GPS coordinates-coordinates, thus precisely geolocates the device.
  • This technology also works inside buildings, but it requires a location of all possible locations, to identify for each geographical point the associated signature. Note that the terminals change over time (change of physical position, MAC address if the terminal is changed), which requires driving the operation regularly.
  • the technologies that can allow indoor location are either too imprecise to be used, too cumbersome to implement or too restrictive for the user.
  • the object of the invention is to provide a solution to accurately geolocate the mobile device at the entrance of the building in which it is located, without any prior identification, without any manipulation of the user, while optimizing the use of GPS (energy consumption).
  • the invention provides the last position at the entrance of the building, sufficient to unambiguously identify the building in which the mobile device is located. In the case of a call to the emergency services, this information is sufficient to guide the relief.
  • This solution has the advantage over the prior art to allow the geolocation of any mobile device located in a building without prior operation and without consequences on the use of the device, including its autonomy on battery .
  • FIGS 1a and 1b schematically illustrate the main methods of the invention.
  • FIG. 1c illustrates an overview of the system infrastructure of the invention.
  • Figures 2 to 9 illustrate more specifically the methods of the invention relating to the algorithms of: GPS control ( Figures 2 and 3); GPS reading (Fig. 4); cell mapping (Figs 5 and 6); fusion algorithm (Fig. 7); updated places (Fig. 8 and 9).
  • a mobile device equipped with a GPS and a transmission means, being connected to an antenna can be considered in a geographical area (Cell).
  • the mobile device can connect to a cell of a mobile radiotelephone network, for example a 2G, 3G or higher network, such as GSM, GPRS, EDGE, UMTS, CDMA2000 or other, or to a network Wi-Fi (IEEE 802.11), WiMAX (IEEE 802.16) or any other wireless network.
  • a mobile radiotelephone network for example a 2G, 3G or higher network, such as GSM, GPRS, EDGE, UMTS, CDMA2000 or other, or to a network Wi-Fi (IEEE 802.11), WiMAX (IEEE 802.16) or any other wireless network.
  • the exemplary embodiment presented refers to the NAVSTAR GPS navigation system (Global Positioning System) by brevity.
  • the invention is however not limited to this system and can be applied to any GNSS navigation system (Global Navigation Satellite System), for example the Galileo system, GLONASS, Beidou, COMPASS and so on.
  • GNSS navigation system Global Navigation Satellite System
  • the 131 a 131 b, 131 b corresponding to a cell can be likened to a circle of a few tens of meters to several kilometers radius. Since the intensity of the signal can fluctuate, at a geographical point, the mobile device can oscillate between several antennas 132a, 132b, 132c.
  • the mobile device 120 can identify the antenna 132a, 132b, 132c to which it is connected by a unique identifier designating it (CeII-ID).
  • This identifier can be for example the CeII-ID of the GSM network, or the MAC address for a Wi-Fi terminal.
  • the system of the invention identifies the geographical areas, also designated as "places" 180 in the following, usual of the user and stores it, each place is defined by several parameters, for example:
  • the system of the invention comprises a GPS control method 102 and a GPS reading method 103, carried out permanently, according to the terms that will be seen in the following .
  • the system of the invention also comprises a method for organizing and updating the locations illustrated schematically in FIG. 1b.
  • This method is preferably activated with a predetermined frequency, for example every 24 hours. It comprises a step of mapping cells 1 12, one or more melting steps 1 13 and one or more updating steps places 1 16. The development of these Steps will be explained later, with reference to the corresponding figures.
  • the system of the invention may comprise one or more autonomous mobile devices 120, for example cellular telephones with a satellite geolocation interface, for locating on the basis of radio signals received by GNSS locating satellites 130.
  • Each of the devices 120 is arranged to independently execute the method of the invention, or the mobile devices are connected to a central server (not shown), for example an alarm center or a control center. logistics, and wherein part of the methods of the invention is executed in the server.
  • the mobile device learns and dynamically stores the places 180 that the user usually frequents, based on the identifiers of the cells 131a, 131b, 131c of the sound network. environment.
  • this learning involves the creation and the continuous updating of a list of the visited cells, as well as periodic stages of mapping of the cells, making it possible to identify and memorize the places visited usually and, for each location, the average position of GPS signal loss.
  • the system also provides mechanisms to erase places that have not been visited for some time. This limits the memory occupancy of the list of stored locations while increasing the statistical reliability of the system, because the memory resources of the mobile device are used to store the locations with a higher probability of being visited. Examples of such mechanisms to "forget" places will be presented later.
  • the mobile device periodically identifies, for example with a rate of 10 s the CeII-ID in which it is connected (step 203), in steps 205 and 206 the system decides whether the device has just changed cells, and whether it has been in the same cell for more than 30 minutes, or another specified time interval.
  • the GPS playback frequency is switched to 'sleep' mode (T G ps-2, step 208), for example once an hour.
  • the data is updated (step 210).
  • the t ⁇ ⁇ variable is used to determine the time spent in a cell.
  • the cells are stored in an array, cell (k), or other appropriate data structure, sequentially, each with the time spent in that cell, and the array cell (k) will be analyzed later for identify new places and update existing ones.
  • the system of the invention also decides (steps 215 and 216) if, when changing cell, the mobile device also leaves a known place. In this case, the GPS playback frequency is reset to normal cycle (steps 217 and 218).
  • the GPS playback frequency is increased around the PS t to determine more closely the last GPS position valid.
  • the mobile device enters and leaves the place before t PS . In this case, the frequency must be restored in normal mode.
  • step 220 the location data are updated.
  • the variable measuring the effectiveness of GPS reading is weighted taking into account the previous results, so as not to influence this average by an extreme result (mobile device left outdoors or on the contrary in a place without GPS reception).
  • the system identifies whether, when changing cells, the mobile device enters a place or changes location (steps 302 and 303).
  • the variable t L ⁇ eu is used to determine the time spent in a cell and / or a given place.
  • the variables making it possible to evaluate the effectiveness of the GPS reading are also initialized (step 305).
  • CountGPS to count the number of GPS readings
  • CountNoGPS to count the number of invalid reads
  • CountGPSok to count the number of valid readings
  • the reading frequency of the GPS is modified (step 309), for example: if the PS t is less than 3 minutes, reading every 20 seconds during the 4 first minutes after entering the place, then normal period of 15 minutes; if the PS t is greater than 3 minutes, reading every 30 seconds, three minutes before and three minutes after t PS , otherwise normal period of 15 minutes.
  • the GPS playback frequency has changed to 'sleep' mode (step 312, T GP s-2), for example a times per hour.
  • the reading of the GPS is controlled by the GPS control methods mentioned in Figures 1a and 2 with a frequency T GP s-
  • the GPS efficiency is systematically determined.
  • the system distinguishes between valid and non-valid GPS readings (step 405), a valid GPS reading being defined as a reading whose accuracy is less than a predetermined threshold, for example 60 m.
  • the efficiency corresponds to the ratio between the number of valid readings (variable GPSOK count, step 406) / total number of readings (variable GPS count, step 404).
  • the GPS reading algorithm of the invention selects the GPS readings with a precision greater than that required in step 405, for example greater than 30 meters (step 418).
  • the variables used in the calculation of the efficiency are also used for the management of the PS T.
  • the system keeps in memory the last three valid GPS positions (step 415).
  • An 'average' GPS position, Pos PS (i) is determined for each location with a t PS , closest to the last GPS position read before the loss of the GPS signal (step 420).
  • the average position before the loss of the GPS signal is used as a position indication when the mobile device can not receive the GPS signal, for example inside a building.
  • the places or geographical areas that are usual and significant for the user are identified in that the time spent in a predetermined number of consecutive or adjacent cells exceeds a predefined threshold, for example a location. is identified when the time spent in three consecutive cells is greater than 10 minutes (step 505).
  • the method of mapping the cells is performed on the cells recorded periodically, for example once every 24 hours, (step 1 12 of Figure 1).
  • the cells are sequentially taken in groups, for example groups of three cells in sequence, to compare the duration of permanence to the desired threshold, for example 10 minutes (step 505).
  • a zone, or place is then formed (step 508).
  • the system evaluates whether the following cells can not be integrated into this zone, first according to this 10 minute criterion (steps 506, 507), then by observing whether these cells are not in fact already included in the formed area.
  • the system finally observes whether previous cells are not included in the zone (step 51 1) or in the previous zone (step 512), and where appropriate integrates them (step 515), or merges the zone into examination with the previous zone (step 518).
  • the system analyzes all the cells created.
  • the zones will first be analyzed in turn before being confronted with the existing places. At this stage, several identical zones may exist distinct ways, and in the same area, identical cells can be repeated.
  • the invention also comprises a method of sorting cells within the same area to avoid duplication. This process will now be described with reference to FIG.
  • the zones are considered one by one, and the cells the constituents are classified, for example by CeII-ID ascending (step 602).
  • CeII-ID ascending step 602
  • Several data sorting algorithms are available and usable in the present invention, for example the so-called 'Partition-Fusion' algorithm (MergeSort) commonly described in the computer literature.
  • Sorting identifies duplicate cells in each area (step 605) and eliminates them by correctly accounting for the time (duration) spent in each cell and area (step 607).
  • the zones composed of variables Cell (k) are now formed of variables CellZone (k), with in addition to parameters CeII-ID and duration, a new datum, the number of visits.
  • a fusion algorithm makes it possible to merge the zones which have at least one cell in common. This algorithm will now be described with reference to FIG.
  • the algorithm comprises a step (step 704) of listing all the cells present in the zones, in an intermediate variable CelITri, by associating them with the following parameters: CeII-ID, associated zone, or a index to identify the associated area. These cells are then sorted in increasing order of CeII-ID (step 705), with an appropriate sorting algorithm, for example a fusion sorting algorithm.
  • an appropriate sorting algorithm for example a fusion sorting algorithm.
  • the duplicate cells are then easily identified (step 710), which then allows to merge the relevant areas correctly counting the passage counter and durations (steps 720, 730).
  • the method of the invention comprises an update algorithm places that will now be described with reference to Figures 8 and 9.
  • the 'Fusion' algorithm described above is used to merge the areas and places that have at least one cell in common (step 803).
  • a coefficient R is introduced (step 805) in order to update the data related to the Places.
  • This coefficient is decreasing because of the elapsed time of the last update, for example according to an exponential law, and applies to the parameters of duration and counting of the visits of the places and cells that compose them (steps 806 and 807). .
  • This principle allows to 'forget' an important place when no longer visited for several weeks (move, change of work, end of vacation, ).
  • the Zones make it possible to gradually connect new cells to already created places. Nevertheless, these cells can be anecdotal (a café next to the user's home and very occasionally visited) and must be erased. This avoids an artificial phenomenon of irreversible enlargement of the Places with time.
  • Places are sorted according to the variable "duration" (step 904) and only the places appearing at the top of the list, for example the first 20, are kept (step 906).
  • the goal is indeed to 'learn' the environment of the user (and the mobile device) by keeping only what is significant in his lifestyle.
  • a PS t is introduced (step 908) so as to control the GPS reading accurately.
  • o CellTri (i) [Cell-ID, Zone n (n)]
  • o Location (i) [count, duration, tPS, GPSEf f, CellLieu (1), CellLieu (2), ...]

Landscapes

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Le système gère en parallèle et de manière permanente deux processus : - Lecture GPS périodique par l'appareil mobile afin de déterminer la position géographique précise où il se trouve, - Identification par l'appareil mobile de l'identifiant (ID) de l'antenne à laquelle il est connecté (GSM, UMTS, Wimax, Wifi et combinaison). Le système enregistre chaque nouvel ID, puis lui associe la durée pendant laquelle il est resté connecté lorsqu'il est par la suite relié à une nouvelle antenne. Ces données sont triées de manière périodique (par exemple, toutes les 24 heures), afin d'identifier et de conserver en mémoire les zones géographiques dans lesquelles l'utilisateur passe un temps significatif. L'identification de l'ID permet au système de savoir s'il se trouve dans une zone géographique connue et déjà enregistrée. La fréquence de lecture GPS est alors augmentée et focalisée sur la durée moyenne entre l'entrée dans la zone géographique et la perte du signal GPS. Le système peut ainsi précisément localiser l'appareil mobile à l'entrée d'un bâtiment. Le système identifie et conserve également en mémoire pour chaque zone géographique la position GPS moyenne avant la perte du signal GPS. Le cas échéant cette position estimée peut être utilisée pour localiser l'appareil mobile.

Description

SYSTEME DE GEOLOCALISATION ADAPTIF PILOTE PAR L'ENVIRONNEMENT
Description
Domaine technique
[0001] Cette invention concerne les technologies de géolocalisation, permettant de définir précisément la position géographique (latitude, longitude) d'un appareil mobile (téléphone portable, PDA,...).
Etat de la technique
[0002] Alors que l'utilisation du GPS se répand dans nombre d'applications, le problème de la géolocalisation par GPS lorsque l'utilisateur se trouve à l'intérieur d'un bâtiment reste sans solution. Cette limite a un impact significatif sur la performance des applications, un utilisateur passant en effet la majorité de son temps dans des endroits ne permettant pas une réception GPS correcte (à ciel ouvert).
[0003] Plusieurs technologies ne s'appuyant pas sur le GPS tentent d'apporter une réponse :
Géolocalisation par le réseau de l'opérateur mobile
[0004] L'appareil mobile de l'utilisateur utilisant la technologie GSM est par défaut connecté à une antenne du réseau de l'opérateur mobile. En considérant la zone géographique couverte par cette antenne, l'identifiant unique de cette antenne et l'intensité du signal, il est possible de géolocaliser l'utilisateur, même à l'intérieur d'un bâtiment. [0005] Cette technologie fonctionne certes à l'intérieur des bâtiments, mais elle a l'inconvénient d'être imprécise, comparée au GPS. La zone géographique définie a en effet une précision de 300 mètres (zone urbaine) à plusieurs km (zone rurale). De plus, un même point géographique peut être couvert par plusieurs zones, ce qui rend l'association antenne-lieu géographique, encore plus délicate.
[0006] Cette technologie a été améliorée en considérant plusieurs antennes de manière à établir une triangulation (E-OTD, TOA, TDOA notamment). Cette approche nécessite un investissement conséquent pour équiper le réseau, ce qu'aucun opérateur important n'a fait et n'envisage de faire.
Géolocalisation par les signaux (Wi-Fi, GSM) de l'environnement
[0007] L'appareil mobile de l'utilisateur reçoit en un point géographique donné les signaux des bornes Wi-Fi se trouvant à proximité. Toute borne est définie par une adresse MAC unique et l'intensité du signal varie selon le point géographique.
[0008] II est ainsi possible, pour tout point géographique donné, de définir une signature unique des adresses MAC et intensité du signal, et de la lier aux coordonnées GPS du point, obtenues par d'autres méthodes.
[0009] Ainsi, lorsque l'utilisateur souhaite connaître sa position, son appareil mobile identifie la signature du lieu pour la transmettre à un système qui, par comparaison avec une base de signatures-coordonnées GPS, géolocalise ainsi précisément l'appareil.
[0010] Cette technologie fonctionne également à l'intérieur des bâtiments, mais elle nécessite un repérage de tous les lieux possibles, afin de relever pour chaque point géographique la signature associée. A noter que les bornes évoluent dans le temps (changement de position physique, d'adresse MAC si la borne est changée), ce qui nécessite de conduire l'opération régulièrement.
[0011] Une approche similaire a été développée à partir de la signature des 7 antennes de l'opérateur situées dans l'environnement de l'utilisateur.
Géolocalisation par GPS (tracking)
[0012] La seule alternative possible, utilisant la technologie GPS, consiste à enregistrer à intervalles réguliers la position de l'appareil mobile (tracking). On obtient ainsi la dernière position très précise, idéalement 'devant la porte du bâtiment'.
[0013] Cette technique est néanmoins impossible à mettre en œuvre du fait de la consommation d'énergie du GPS, lorsque l'appareil mobile associe téléphonie et GPS. Une périodicité de lecture GPS de quelques minutes (toutes les 5 minutes par exemple) limite la durée de la batterie à quelques heures.
Inconvénients
[0014] A l'heure actuelle, les technologies pouvant permettre une géolocalisation à l'intérieur sont soient trop imprécises pour être utilisées, soient trop lourdes à mettre en œuvre ou trop contraignante pour l'utilisateur.
[0015] Dans le cas d'un appel aux services d'urgence, par exemple, les technologies actuelles ne permettent donc pas d'indiquer précisément où se trouve l'utilisateur. Bref résumé de l'invention
[0016] Le but de l'invention est de proposer une solution permettant de géolocaliser précisément l'appareil mobile à l'entrée du bâtiment dans lequel il se trouve, sans aucun repérage préalable, sans aucune manipulation de l'utilisateur, tout en optimisant l'usage du GPS (consommation d'énergie).
[0017] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen de l'objet des revendications annexées. Notamment l'invention fournit la dernière position à l'entrée du bâtiment, suffisante pour identifier sans équivoque le bâtiment dans lequel se trouve l'appareil mobile. Dans le cas d'un appel aux services d'urgence, cette information est suffisante pour guider les secours.
[0018] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre la géolocalisation de tout appareil mobile situé dans un bâtiment sans opération préalable et sans conséquence sur l'utilisation de l'appareil, notamment sur son autonomie sous batterie.
Brève description des figures
[0019] Des exemples de mise en œuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
Les figures 1 a et 1 b illustrent schématiquement les principaux procédés de l'invention.
La figure 1c illustre un aperçu général de l'infrastructure du système de l'invention.
Les figures 2 à 9 illustres plus spécifiquement les procédés de l'invention relatifs aux algorithmes de : pilotage du GPS (fig. 2 et 3); lecture du GPS (Fig. 4); cartographie des cellules (Fig. 5 et 6); algorithme de fusion (Fig. 7); mise à jour des lieux (Fig. 8 et 9).
Exemple de mode de réalisation de l'invention
[0020] Un appareil mobile équipé d'un GPS et d'un moyen de transmission, en étant connecté à une antenne, peut être considéré dans une zone géographique (Cellule). Préférablement lorsque l'appareil mobile est dans cette cellule, il se connecte automatiquement à cette antenne, le signal émis étant le plus fort (comparé aux cellules voisines). Selon l'invention, l'appareil mobile peut se connecter à une cellule d'un réseau radiotéléphonique mobile, par exemple un réseau 2G, 3G ou supérieur, tel que GSM, GPRS, EDGE, UMTS, CDMA2000 ou autre, ou à un réseau de données sans fils de type Wi-Fi (IEEE 802.11), WiMAX (IEEE 802.16) ou tout autre réseau sans fil.
[0021] L'exemple de réalisation présenté fait référence au système de navigation par satellites NAVSTAR GPS (Global Positioning System) par brévité. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce système et peut être appliquée à un système de navigation par satellites GNSS (Global Navigation Satellite System) quelconque, par exemple le système Galileo, GLONASS, Beidou, COMPASS et ainsi de suite.
[0022] Avec référence à la figure 1 c, la zone géographique 131 a, 131 b, 131 c correspondant à une cellule peut être assimilée à un cercle de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de rayon. L'intensité du signal pouvant fluctuer, en un point géographique, l'appareil mobile peut osciller entre plusieurs antennes 132a, 132b, 132c.
[0023] Selon un aspect de la présente invention, l'appareil mobile 120 peut identifier l'antenne 132a, 132b, 132c à laquelle il est connecté par un identifiant unique la désignant (CeII-ID). Cet identifiant peut être par exemple le CeII-ID du réseau GSM, ou l'adresse MAC pour une borne Wi-Fi. [0024] Le système de l'invention identifie les zones géographiques, aussi désignés comme " lieux" 180 dans la suite, habituels de l'utilisateur et le mémorise, chaque lieu est défini par plusieurs paramètres, par exemple :
o Les CeII-ID qui le définissent.
o Le nombre de visites depuis sa création.
o Le temps total passé dans le lieu, actualisé, préférablement, l'accumulation du temps total passé dans un lieu comporte un coefficient de pondération, en sorte que les lieux qui ne sont plus habituels sont 'oubliés' après un certain temps.
o Le temps moyen avant la perte du signal GPS (tps) afin de piloter la fréquence de lecture GPS en fonction.
o L'efficacité de la lecture GPS dans le lieu, ce qui permet dans le cas d'une efficacité faible (peu de lectures GPS réussies) d'introduire un tPS.
o Une position GPS 'moyenne' avec perte du signal GPS (PosPS)
[0025] Comme illustré schématiquement aux figures 1 a et 1 b, le système de l'invention comporte un procédé de pilotage de GPS 102 et un procédé de lecture GPS 103, effectués en permanence, selon les modalités qu'on verra dans la suite.
[0026] Le système de l'invention comporte également un procédé d'organisation et mise à jour des lieux illustré schématiquement par la figure 1 b. Ce procédé est préférablement activé avec une fréquence prédéterminée, par exemple toutes les 24 heures. Il comporte une étape de cartographie de cellules 1 12, une ou plus étapes de fusion 1 13 et une ou plusieurs étapes de mise à jour des lieux 1 16. Le développement de ces étapes sera expliqué dans la suite, en référence aux figures correspondantes.
[0027] Avec référence à la figure 1 c, le système de l'invention peut comprendre un ou plusieurs appareils mobiles autonomes 120, par exemple des téléphones cellulaires avec une interface de géolocalisation satellitaire, por se localiser sur la base de signaux radio reçu par des satellites de localisation GNSS 130. Chacun des appareils 120 est arrangé pour exécuter de manière indépendante le procédé de l'invention, ou bien les appareils mobiles sont connectés à un serveur central non représenté, par exemple une centrale d'alarme ou un centre de logistique, et dans lequel une partie des procédés de l'invention est exécutée dans le serveur.
[0028] Selon un aspect de l'invention, l'appareil mobile apprend et conserve en mémoire dynamiquement les lieux 180 que l'utilisateur fréquente habituellement, sur la base des identifiants des cellules 131 a, 131 b, 131 c du réseau de son environnement. Comme on le verra par la suite, cet apprentissage comporte la création et la mise à jour continue d'une liste des cellules visitées, ainsi que des étapes périodiques de cartographie des cellules, permettant d'identifier et de mémoriser les lieux visités habituellement et, pour chaque lieu, la position moyenne de perte du signal GPS.
[0029] Préférablement, le système prévoit aussi des mécanismes pour effacer les lieux qui ne sont plus visités depuis un certain temps. On limite ainsi l'occupation en mémoire de la liste des lieux mémorisés tout en augmentant la fiabilité statistique du système, car les ressources de mémoire de l'appareil mobile sont utilisées pour mémoriser les lieux avec une plus haute probabilité d'être visités. Des exemples de tels mécanismes permettant d' "oublier" des lieux seront présentés par la suite.
[0030] Le pilotage du GPS sera maintenant décrit en relation aux figures 2 et 3. L'appareil mobile identifie périodiquement, par exemple avec une cadence de 10 s la CeII-ID dans laquelle il est connecté (étape 203), dans les étapes 205 et 206 le système décide si l'appareil vient de changer de cellule, et s'il se trouve dans la même cellule depuis plus de 30 minutes, ou un autre intervalle de temps déterminé. En ce cas la fréquence de lecture du GPS est passée en mode 'sommeil' (TGps-2, étape 208), par exemple une fois par heure.
[0031] Lorsque l'appareil mobile quitte une cellule, les données sont mises à jour (étape 210). La variable tœιι est utilisée pour déterminer le temps passé dans une cellule. Les cellules sont conservées en mémoire dans un tableau, cell(k), ou une autre structure de données appropriée, de manière séquentielle, avec pour chacune, la durée passée dans cette cellule, le tableau cell(k) sera analysé par la suite pour identifier de nouveaux lieux et mettre à jour ceux existants.
[0032] Le système de l'invention décide aussi (étapes 215 et 216) si, en changeant de cellule, l'appareil mobile quitte également un lieu connu. Dans ce cas, la fréquence de lecture du GPS est remise en cycle normal (étapes 217 et 218).
[0033] Préférablement lorsque l'appareil mobile se trouve dans un lieu, et si celui-ci a une efficacité de lecture du GPS faible, la fréquence de lecture du GPS est augmentée autour du tPS de manière à déterminer au plus près la dernière position GPS valable. Toutefois, il n'est pas à exclure que l'appareil mobile entre puis ressorte du lieu avant le tPS. Dans ce cas, la fréquence doit être rétablie en mode normal.
[0034] Dans l'étape 220 les données du lieu sont mises à jour. Préférablement la variable mesurant l'efficacité de la lecture du GPS est pondérée en tenant compte des résultats précédents, de manière à ne pas influencer cette moyenne par un résultat extrême (appareil mobile laissé en extérieur ou au contraire dans un endroit sans réception GPS).
[0035] Avec référence à la figure 3, le système identifie si, en changeant de cellule, l'appareil mobile entre dans un lieu ou change de lieu (étapes 302 et 303). La variable tLιeu est utilisée pour déterminer le temps passé dans une cellule et/ou un lieu donné. Les variables permettant d'évaluer l'efficacité de la lecture GPS sont également initialisées (étape 305). CompteGPS, pour compter le nombre de lectures GPS, CompteNoGPS, pour compter le nombre de lectures non valides, CompteGPSok, pour compter le nombre de lectures valides
[0036] • Si le lieu possède un tPS (étape 308), la fréquence de lecture du GPS est modifiée (étape 309), par exemple : si le tPS est inférieur à 3 minutes, lecture toutes les 20 secondes pendant les 4 premières minutes après entrée dans le lieu, puis périodicité normale de 15 minutes; si le tPS est supérieur à 3 minutes, lecture toutes les 30 secondes, trois minutes avant et trois minutes après le tPS, autrement périodicité normale de 15 minutes.
[0037] Si l'appareil mobile est depuis plus de 30 minutes dans le même lieu (étape 310), la fréquence de lecture du GPS est passée en mode 'sommeil' (étape 312, TGPs-2), par exemple une fois par heure.
[0038] Le procédé de lecture GPS sera maintenant décrit en relation à la figure 4.
[0039] La lecture du GPS est contrôlée par les procédés de pilotage du GPS mentionné aux figures 1a et 2 avec une fréquence TGPs- Lorsque l'appareil mobile se trouve dans un lieu (étape 403), l'efficacité du GPS est déterminée systématiquement. Le système distingue entre lectures GPS valables et non (étape 405), une lecture GPS valable étant définie comme une lecture dont la précision est inférieur à un seuil prédéterminé, par exemple 60 m. L'efficacité correspond au ratio entre nombre de lectures valables (variable compteGPSOK, étape 406) / nombre total de lectures (variable compteGPS, étape 404). [0040] Préférablement, l'algorithme de lecture GPS de l'invention sélectionne les lectures GPS avec une précision supérieure à celle exigée dans l'étape 405, par exemple supérieure à 30 mètres (étape 418).
[0041] Les variables utilisées dans le calcul de l'efficacité sont également employées pour la gestion du TPS.
[0042] Seuls trois événements peuvent arrêter la fréquence de lecture du GPS en TPS :
o Cas 1 : L'appareil mobile est ressorti rapidement du lieu (voir pilotage du GPS, figure 2, étapes 205, 210) ;
o Cas 2 : L'appareil mobile est depuis plus de tps dans le lieu et il y a eu plus de trois lectures GPS non valables (étape 408). L'appareil mobile est probablement déjà dans le bâtiment à cet instant ;
o Cas 3 : les lectures GPS sont valables et le tPS est largement dépassé. i.e. de 2 ou 3 minutes suivant le tPS (étape 410). Le tPS est probablement trop petit ;
[0043] Parallèlement, le système garde en mémoire les trois dernières positions GPS valables (étape 415). Une position GPS 'moyenne', PosPS(i), est déterminée pour chaque lieu avec un tPS, au plus proche de la dernière position GPS lue avant la perte du signal GPS (étape 420). La position moyenne avant la perte du signal GPS est utilisée comme indication de position lorsque l'appareil mobile ne peut pas recevoir le signal GPS, par exemple à l'intérieur d'un bâtiment.
[0044] Dans les cas 2 et 3, à la fin de ce processus, les variables tPS(i) et, PosPS(i) sont mises à jour pour le lieu(i) (étape 420). La fréquence de lecture du GPS est rétablie en mode normal. [0045] Le procédé de cartographie des cellules de l'invention sera maintenant décrit avec référence aux figures 5 et 6
[0046] Selon un aspect de l'invention, les lieux, ou zones géographiques habituelles et significatives pour l'utilisateur sont identifiés en ce que le temps passé dans un nombre déterminé de cellules consécutives ou adjacentes dépasse un seuil prédéfini, par exemple un lieu est identifié lorsque la durée passée dans trois cellules consécutives est supérieure à 10 minutes (étape 505).
[0047] Le procédé de cartographie des cellules est exécuté sur les cellules enregistrées périodiquement, par exemple une fois toutes les 24 heures, (étape 1 12 de la figure 1). Les cellules sont prises séquentiellement par groupes, par exemples des groupes de trois cellules en séquence, pour comparer la durée de permanence au seuil voulu, par exemple de 10 minutes (étape 505).
[0048] Si le critère est respecté, une zone, ou lieu est alors formée (étape 508).
[0049] Le système évalue si les cellules suivantes ne peuvent pas être intégrées à cette zone, d'abord suivant ce critère de 10 minutes (étapes 506, 507), puis en observant si ces cellules ne sont pas en fait déjà comprise dans la zone formée.
[0050] Préférablement le système observe finalement si des cellules précédentes ne sont pas comprises dans la zone (étape 51 1) ou dans la zone précédente (étape 512), et le cas échéant les intègre (étape 515), ou fusionne la zone en examen avec la zone précédente (étape 518).
[0051] De préférence le système analyse toutes les cellules créées. Les zones seront d'abord analysées à leur tour avant d'être confrontées aux lieux existants. A ce stade, plusieurs zones identiques peuvent exister de manière distinctes, et dans une même zone, des cellules identiques peuvent se répéter.
[0052] Préférablement l'invention comporte également un procédé de tri des cellules à l'intérieur d'une même zone afin d'éviter les doublons. Ce procédé sera maintenant décrit avec référence à la figure 6.
[0053] Les zones sont considérées une par une, et les cellules les constituants sont classées, par exemple par CeII-ID croissant (étape 602). Plusieurs algorithmes de tri de données sont disponibles et utilisables dans la présente invention, par exemple l'algorithme de appelé 'Partition- Fusion' (MergeSort) communément décrit dans la littérature informatique.
[0054] Les zones sont à présent toutes ordonnées. Le tri permet d'identifier les cellules doublons en chaque zone (étape 605) et de les éliminer en comptabilisant correctement le temps (durée) dépensé en chaque cellule et zone (étape 607).
[0055] Préférablement les zones composées de variables Cell(k) sont à présent formées de variables CellZone(k), avec en plus des paramètres CeII- ID et durée, une nouvelle donnée, le nombre de visites.
[0056] Selon un autre aspect de l'invention, un algorithme de fusion permet de fusionner les zones qui ont au moins une cellule en commun. Cet algorithme sera maintenant décrit avec référence à la figure 7.
[0057] Selon cet exemple, l'algorithme comporte une étape (étape 704) consistant à lister toutes les cellules présentes dans les zones, dans une variable intermédiaire CelITri, en leur associant les paramètres suivants : CeII-ID, Zone associée, ou un index permettant d'identifier la zone associée. [0058] Ces cellules sont ensuite triées par ordre croissant de CeII-ID (étape 705), avec un algorithme de tri idoine, par exemple un algorithme de tri par fusion.
[0059] Les cellules en double sont alors facilement identifiées (étape 710), ce qui permet alors de fusionner les zones concernées comptabilisant correctement le compteur de passages et les durées (étapes 720, 730).
[0060] Les zones sont donc à présent ordonnées et uniques (sans point commun).
[0061] Selon un autre aspect la méthode de l'invention comporte un algorithme de mise à jour des lieux que sera maintenant décrit avec référence aux figures 8 et 9.
[0062] Selon la figure 8, l'algorithme 'Fusion' décrit auparavant est utilisé pour fusionner les zones et les lieux qui ont au moins une Cellule en commun (étape 803).
[0063] Préférablement un coefficient R est introduit (étape 805) afin d'actualiser les données liées aux Lieux. Ce coefficient est dégressif en raison du temps écoulé de la dernière mise à jour, par exemple selon une loi exponentielle, et s'applique aux paramètres de durée et de comptage des visites des Lieux et des Cellules qui les composent (étapes 806 et 807).
[0064] Ce principe permet ainsi 'd'oublier' un Lieu important lorsqu'il n'est plus visité depuis plusieurs semaines (déménagement, changement de travail, fin de vacances,...).
[0065] La seconde forme d'actualisation concernant les Cellules qui compose les Lieux sera maintenant décrite avec référence à la figure 9. [0066] Les Zones permettent en effet de rattacher progressivement de nouvelles Cellules à des Lieux déjà créés. Néanmoins, ces Cellules peuvent être anecdotiques (un café à côté du domicile de l'utilisateur et très occasionnellement visité) et doivent donc être effacées. On évite ainsi un phénomène artificiel d'agrandissement irréversible des Lieux avec le temps.
[0067] Les Cellules dont les visites, pondérées, sont inférieures à un critère de 0.1 sont effacées, (étape 902).
[0068] Les Lieux sont triés suivant la variable "durée" (étape 904) et seuls les lieux figurant en haut dans la liste, par exemple les 20 premiers, sont conservés (étape 906). L'objectif est en effet 'd'apprendre' l'environnement de l'utilisateur (et de l'appareil mobile) en ne conservant que ce qui est significatif dans ses habitudes de vie.
[0069] Pour les Lieux dont l'efficacité de lecture du GPS est faible, un tPS est introduit (étape 908) de manière à piloter la lecture GPS de manière précise.
Principales données (structure)
o Zone(i)=[CellZone(1), CellZone(2),...] avec CellZone(j)=[Cell-ID, compte, durée]
o CellTri(i)=[Cell-ID, n de Zone(n)]
o Lieu(i)=[compte, durée, tPS, GPSEf f, CellLieu(1), CellLieu(2),...]
o Avec CellLieu(j)=[Cell-ID, durée, compte]

Claims

Revendications
1. Système de géolocalisation d'un appareil mobile par GNSS, arrangé de manière à reconnaître la zone géographique dans laquelle se trouve l'appareil mobile, caractérisé par le fait que la périodicité de la lecture GNSS est pilotée par la reconnaissance de la zone géographique dans laquelle se trouve l'appareil mobile.
2. Système de géolocalisation par GNSS selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil mobile peut se connecter à un réseau sans fils comprenant plusieurs cellules, par exemple un réseau GSM(2G)/UMTS(3G ou technologie supérieure), ou d'un réseau de données sans fils, par exemple un réseau Wi-Fi ou WiMax, chaque cellule ayant un identifiant, ladite reconnaissance de la zone géographique étant basée sur lesdits identifiants des cellules.
3. Système de géolocalisation par GNSS selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit appareil mobile est programmé pour apprendre les zones géographiques sur la base desdits identifiants des cellules.
4. Système de géolocalisation par GNSS selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système identifie et conserve en mémoire pour chaque zone géographique la position GNSS moyenne avant la perte du signal GNSS.
5. Système de géolocalisation par GNSS selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système identifie et conserve en mémoire pour chaque zone géographique la durée moyenne entre l'entrée dans la zone géographique et la perte du signal GNSS.
6. Système de géolocalisation par GNSS selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système espace la périodicité de la lecture GNSS (mode sommeil) lorsqu'il se trouve dans une même zone géographique depuis un temps suffisamment long.
7. Système de géolocalisation par GNSS selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite reconnaissance de la zone géographique comporte une étape de comparaison du temps passé dans un nombre déterminé de cellules consécutives ou adjacentes avec un seuil prédéfini.
8. Système de géolocalisation par GNSS selon l'une des revendications précédentes,caractérisé en ce que la position moyenne avant la perte du signal GNSS est utilisée pour localiser l'appareil mobile.
9. Système de géolocalisation par GNSS selon l'une des revendications précédentes, arrangé pour effacer les zones géographiques qui ne sont plus visitées depuis un certain temps.
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