Le document présente le système de positionnement indoor 'pxposloc', développé par px group et EPFL, visant à améliorer la logistique et la sécurité dans la gestion des flux de fabrication. Il décrit les défis technologiques, les développements réalisés entre 2006 et 2011, ainsi que les résultats d'une installation prototype chez px précimet sa, soulignant les avantages et les applications potentielles de la technologie. Le projet a contribué à des publications, des brevets, et une thèse de doctorat.

1. PX POSLOC
un système de positionnement local
« INDOOR »
Andreas Blatter, PX Group, La Chaux-de-Fonds
andreas.blatter@pxgroup.com
Cyril Botteron, EPFL ESPLAB, Neuchâtel
cyril.botteron@epfl.ch

2. Agenda
 Motivations
 Développements technologiques
 Installation chez PX Précimet SA
 Résumé et bilan
 Perspectives
Février 2013 - Démonstration du système de positionnement "PXPosLoc" 2

3. Projet atypique
 Projet ne visant pas un nouveau produit PX
 Projet à long-terme
 Projet hors des « core competences »
 Stimuler l’innovation
 Collaboration université – industrie
 Contribuer au développement d’une nouvelle
technologie avec de grands potentiels
3

4. A quoi ça sert?
Suivre un lot de fabrication à tout moment pour des
raisons de:
 Logistique (gérer les flux)
 Sécurité (métaux précieux)
Défis
 Zones encombrées
 Sans fil
 Basse puissance, bon-marché, miniature
 Précision de l’ordre de 10 cm
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5. Quelle technologie?
Hui Liu; Darabi, H.; Banerjee, P.; Jing Liu; , "Survey of Wireless Indoor Positioning Techniques and Systems,"
Systems, Man, and Cybernetics, Part C: Applications and Reviews, IEEE Transactions on , vol.37, no.6, pp.1067-
1080, Nov. 2007
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6. UWB LPS – comment ça marche?
1) Distance measurement 3) Unknown time of transmission
ToF=44ns 13.2m => Time difference of arrival
(TDOA) Synchro
Rx4 Rx2
A2
TO
TO
Synchro
A4
Synchro
TOA3 TOA
1
Synchro
Rx3 Rx1
2) Time of Flight => Distance
=> Trilateration
Top synchro Computer
ToA1
Rx1
TDoA1
ToA2
Rx2 TDoA2
Transmit pulse
ToA3
Time
Rx3 Received pulse
TDoA3
ToA4
Rx4
ToF1 ToF2 ToF3 ToF4
Tx3
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7. Axes de développement
 Emetteurs (TAGs): low cost + miniature + low power
 ASIC transmetteurs
 Design de petites antennes
 Minimiser la consommation
 LPS infrastructure: low cost + scalable + easy
deployment + low power
 Étape intermédiaire: récepteur programmable sur une
plateforme de développement (not low cost!)
 Développement de nouveaux algorithmes pour un
déploiement grande échelle
 Objectif final: ASIC émetteur-récepteur (transceiver)
Février 2013 - Démonstration du système de positionnement "PXPosLoc"

8. Agenda
 Motivations
 Développements technologiques
 Installation chez PX Précimet SA
 Résumé et bilan
 Perspectives
Février 2013 - Démonstration du système de positionnement "PXPosLoc" 8

9. PX PosLoc Développements (2006-2011)
1) Application Specific Integrated Circuits (ASICs) 2) UWB receivers (custom PCB and COTS)
UWB ASIC modulator & pulse UWB ASIC receiver building
generator (CMOS 180nm) blocks (CMOS 180nm)
4) Control Centre Application (running on a PC)
3) UWB tags (custom PCB and ASIC+COTS)
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10. Agenda
 Motivations
 Développements technologiques
 Installation chez PX Précimet SA
 Résumé et bilan
 Perspectives
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11. Installation chez PX Précimet SA
RX
TX
Février 2013 - Démonstration du système de positionnement "PXPosLoc" 11

12. Installation in PX Précimet SA
 Cellules de positionnement (vert) et de détection de présence
(rouge) couvrant la grande partie de la halle de fabrication avec
22 récepteurs.
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13. TAG mobile
(émetteur)
Récepteurs fixes
Logfile
date heure ID X (m) Y (m) x^2 y^2 # Recv Réf
20.01.2012 10:26:41 15 57.37 19.6 0.001453 0.000819 6 5
20.01.2012 10:28:43 20 45.5 30.4 0 0 1 0
ID_15: positionnement
ID_20: détection de présence
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14. Agenda
 Motivations
 Développements technologiques
 Installation chez PX Précimet SA
 Résumé et bilan
 Perspectives
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15. Résumé
 “Over the coming decades, high-definition
situationally-aware (HDSA) networks have the
potential to create revolutionary applications in the
social, scientific, commercial, and military sectors” *1+.
Avantages de la technologie UWB pour LPS:
 Haute précision de positionnement
 Erreur de trajets multiples diminuée
 Pénétration d’obstacles (zones encombrées)
 Ultra-low power et low cost transceiver designs
[1] D. Dardari et al, “RangingWith Ultrawide Bandwidth Signals in Multipath Environments,” Proceedings of the IEEE | Vol. 97,
No. 2, 2009

16. Bilan
Ce projet de R&D a permis
 le développement et le déploiement d’une installation
prototype – une plateforme technologiques pour
guider les développements futurs ,
 l’élaboration d’une thèse de doctorat,
 de déposer des brevets et
 la réalisation de nombreuses publications.
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17. Agenda
 Motivations
 Développements technologiques
 Installation chez PX Précimet SA
 Résumé et bilan
 Perspectives
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18. Axes technologiques
 Systèmes sans batterie (100 W)
 Intégration des antennes = passer à 25GHz+
 Transceiver (récepteur-émetteur)
 Miniaturisation (étude de faisabilité 0.5x1x1 cm3)
 Communication entre objets, avec communication de
la position
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19. Applications
 Logistique, gestion des stocks: suivi en temps réel
des objets dans une fabrication; localisation
d’équipement
 Médical: surveillance de patients en promenade dans
un hôpital; localisation d’équipement médical
 Sécurité: monitoring de personnes dans une zone
sécurisée ou à risque (ex: plateforme pétrolière)
 Smart Buildings: sécurité; contrôle; repérage
 Robotique: inter-communication de leurs positions
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20. Merci de votre attention
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