Positionnement Urbain Connecté en Environnement Terrestre – POUCET

Dans le domaine de la localisation intérieure par analyse de signaux radios, les publications scientifiques s'appuient sur une étude préparatoire afin de prendre en compte l'aspect très hétérogène de ce type d'environnement. L'hétérogénéité des environnements intérieurs composés d'espaces ouverts, de cloisons plus ou moins épaisses, d'étages et parfois de plusieurs niveaux de sous-sol en fait un contexte complexe pour déployer une solution de localisation opérationnelle. Les signaux radios sont particulièrement déformés dans un bâtiment et cela doit être pris en compte pour une localisation de précision. La phase préparatoire peut consister à placer des équipements radios de référence dans les locaux et à modéliser la propagation des ondes en fonction des plans du bâtiment ou à effectuer des mesures expérimentales dans le bâtiment afin de produire un modèle de référence des réceptions radios. Dans certaines situations, comme une mission militaire ou un incendie, cette classique phase préparatoire de calibration n'est pas possible, soit parce que l'intervention doit être menée immédiatement ou que la mise en place d'une technologie radio à l'intérieur n'est pas envisageable. Un sujet non résolu aujourd'hui à notre connaissance, est l'emploi d'un système radio pour effectuer de la localisation intérieure de précision sans placer d'équipements radio à l'intérieur et sans phase de calibration de réception des signaux dans le bâtiment. Une solution de localisation intérieure par signaux radio pour être fonctionnelle, doit s'appuyer d'une part sur des mesures les plus précises possibles de distance entre émetteurs et récepteurs et d'autre part pour être positionné dans un espace de disposer d'un référentiel absolu composé d'équipements radios dont les coordonnées sont connues. Dans le cas où la phase de calibration en fonction du bâtiment ne peut pas être menée et qu'un déploiement préalable d'équipements dans le bâtiment n'est pas possible, il y a dans ce cas précis, des verrous scientifiques et techniques, comme l'absence de référentiel intérieur et l'absence de fonction de conversion précise entre un signal reçu et la distance parcourue qui sont autant d'éléments ne permettant pas la mise en œuvre de techniques ou solutions existantes.

Le consortium du projet POUCET (Positionnement Urbain Connecté en Environnement Terrestre) étudiera et explorera une solution de localisation intérieure sans phase préparatoire dans le bâtiment. L'analyse de ces verrous nous oriente vers une solution composée d'un référentiel extérieur pouvant être mis en place de manière immédiate et auto-calibrante exploitant les signaux traversant le bâtiment et utilisant plusieurs systèmes de mesure intérieure. Toute la difficulté consistera à employer et adapter plusieurs systèmes de mesure intérieure et de pouvoir fusionner les données acquises pour produire des résultats plus robustes et précis. La mesure du temps de vol et de l'atténuation des signaux radioélectriques sont les deux méthodes qui seront explorées. L'exploitation des ondes sonores est aussi une possibilité, mais celle-ci a été écartée dans ce projet, car elle fonctionne difficilement au-delà des murs. Enfin, les centrales inertielles composées d'éléments gyroscopiques, de capteurs d'orientation et parfois magnétiques ont le gros avantage d'être exploitable immédiatement sans initialisation vis-à-vis d'un bâtiment spécifique. Cependant, ce dispositif ne peut pas être mis en œuvre seul car c'est un système de localisation relatif à cumul d'erreur dans le temps. Cette méthode est intéressante, mais elle doit être associée à des solutions de localisation absolue pour pouvoir être recalée régulièrement. L'enjeu de notre projet est donc de proposer des solutions originales combinant positivement plusieurs solutions de localisation ayant des caractéristiques de fonctionnement différentes.