Brevet FR2002814A1 — publié le 19691031

-1- 2002814 La présente invention se rapporte à "un procédé et à un dispositif pour évaluer des images photographiques produites automatiquement par un radar de mesure de vitesse par effet Doppler, notamment, des photographies de véhicules automobiles. 5 On utilise des installations de radar de mesure de vites se par effet Doppler, entre autres, pour surveiller le trafic routier afin de s ' assurer que les véhicules respectent bien les limites de vitesse imposées. Four obtenir des preuves lors de dépassements de vitesse, 10 on prend souvent automatiquement des vues photographiques. Les photographies ainsi obtenues montrent généralement une section de route avec un ou plusieurs véhicules, ainsi qu'une indication de la vitesse de ceux-ci incorporée par des moyens optiques auxiliaires, par exemple, l'image du cadran d'un instrument de mesure 15 gradué en km/h. L'indication de cet instrument de mesure est fondée sur l'évaluation d'une fréquence Doppler f^. Comme l'on sait, cette fréquence Doppler s'obtient par superposition de l'énergie réfléchie par un véhicule et d'une partie de l'énergie de haute fré-20 quence engendrée par l'émetteur de l'installation de radar . On connaît des procédés et des installations de radar Doppler de mesure de vitesse dont la précision est suffisante pour les besoins pratiques. Une difficulté particulière à laquelle on se heurte lors 25 de l'exploitation de ces installations radar de mesure de vitesse résulte de la difficulté d'attribuer sans ambiguïté une mesure de vitesse constatée à un véhicule déterminé lorsque plusieurs.véhicules apparaissent sur la photographie prise automatiquement de la manière indiquée . 30 Ceci peut,notamment,être le cas lorsque le trafic est dense, lorsque la route comporte plusieurs voies ou lorsqu'il y a une certaine circulation en sens inverse . Il convient de noter que les installations de radar Doppler de mesure de vitesse sont généralement montées, afin d'amé-35 liorer la résolution ( par rapport aux divers véhicules } sous un angle o( de, par exemple, 20°, par rapport à la direction des véhicules suivant la direction normale du trafic. Cet angle o( est l'angle compris entre l'axe du diagramme de directivité de COf* 69 05270 -2- 2002814 l'antenne de radar et la direction des véhicules , cependant que la direction du champ de la caméra ( terme utilisé ici pour désigner indifféremment un appareil de prise de vues fixes ou animées) est située dans le même plan vertical que l'axe du diagramme de 5 rayonnement de l'antenne de radar . Lorsque l'on mesure la vitesse des véhicules par derrière ( c'est-à-dire, dans la direction du trafic normal ) et sous un angle o( de 20°, par exemple, le véhicule n'est généralement pas situé, à l'instant de la mesure, de manière que sa plaque mi-10 néralogique puisse être photographiée par une caméra placée au même endroit que l'installation de radar et dont le champ est o-rienté suivant l'angle o( . C'est la raison pour laquelle il est avantageux de retarder le déclenchement de la caméra de façon que le véhicule occupe un emplacement avantageux pour la prise de 15 vues, emplacement qualifié ci-après, de " zone photographique". Le délai ou retard nécessaire à cette fin peut, par exemple,être choisi selon les principes suivants : - Délai fixe par rapport à l'instant d'entrée du véhicule dans la zone d'action du radar; 20 - retard inversement proportionnel à la vitesse du véhicule à son entrée dans la zone d'action du radar; déclenchement de la caméra à l'instant où le véhicule quitte la zone d'action du radar, sans délai supplémentaire . Le défaut commun de ces trois procédés est que la situa-25 tion du trafic est susceptible de se modifier entre l'instant où la mesure est réellement effectuée et celui de la prise de vues de telle sorte qu'il n'est plus possible d'attribuer sans équivoque la grandeur de mesure obtenue au véhicule dont elle provient. Il en résulte que les installations de ce genre ne fournissent 30 des vues photographiques utilisables que quand un seul véhicule se trouve, à l'instant de la prise de vues, dans ou au voisinage de la zone d'action effective du radar. Il est bien évident que «eoi limite considérablement les possibilités d'utilisation de 'Selles installations en cas de trafic dense . . 35 Un procédé et un dispositif de déclenchement de caméra pour une installation radar Doppler de mesure de vitesse ont été décrits dans la Demande de brevet français P.V. N° 181.110 déposée le 27.Décembre 1968 et intitulée "Procédé et dispositif de déclenchement de caméra pour une installation radar de mesure de vitesse . BAD ORIGINAL 69 05270 2002814 par effet Doppler Suivant cette demande le véhicule qui se trouve, à l'instant de la prise de vues, à un emplacement déterminé fixe de la route, mais qui, toutefois n'est pas marqué sur celle-ci, c'est-à-dire, dans la zone photographique, est effectivement le véhicule 5 contrôlé. Dans l'installation précitée, un appareil combiné de surveillance et de calcul s'assure si pendant l'intervalle de temps qui s'est écoulé entre l'instant où la vitesse a été mesurée et le déclenchement de la prise de vues, aucun autre véhicule ayant 10 une vitesse différente de celle du véhicule contrôlé ne s'est trouvé dans la zone d'action effective du radar. Ce n'est que lorsque ceci a été constaté qu'une vue photographique est prise. Lorsque le trafic est dense, les photographies prises avec l'installation précédente montrent généralement, en plus du 15 véhicule contrôlé, d'autres véhicules dans ou au voisinage de la zone d'action du radar . En conséquence, il est nécessaire d'identifier sans équivoque le véhicule contrôlé sur la photographie. Il est connu d'incorporer, dans l'image photographique, par exemple, au moyen d'une plaque rayée placée devant le plan 20 d'image de la caméra, la zone photographique fixe de la route, qui n'est, toutefois pas marquée sur cette dernière. 'Tant que, l'ensemble radar-caméra est correctement installé, ce procédé est impeccable . Toutefois, on constate, dans la pratique, que les appareils présentent toujours des défauts 25 angulaires d1installation(en azimut et élévation) plus ou moins importants. Le procédé utilisant des plaques rayées est très sensible aux erreurs d'inclinaison dans la direction du champ de la caméra, c'est-à-dire, lorsque l'axe optique de cette dernière n'est pas 30 parallèle au plan de la route. On imagine facilement que le paysage photographié par la caméra puisse se déplacer vers le bas ou vers le haut lorsque cette caméra est orientée obliquement vers le haut ou vers le bas . Dans ce cas, la plaque rayée projetée dans le champ de la 35 caméra semble se déplacer dans la direction opposée . Etant donné que la caméra fait un angle aigu avec la section de route intéressante, notamment, avec la zone photographique, il est clair que des erreurs angulaires de l'ordre d'un degré seulement se tradui- BAD ORIGINAL 69 05270 2002814 sent déjà par des décalages notables des traits de la plaque rayée lorsqu'il s'agitde points relativement éloignés du paysage. La présente invention remédie à cet inconvénient et apporte à cette fin un procédé pour évaluer les vues photographi-5 ques prises par une installation de radar de mesure de vitesse par effet Doppler dans lequel le véhicule qui se trouve à l'instant de la prise de vues dans une zone déterminée de la route mais qui n'est pas marquée sur celle-ci, dite " zone photographique", est effectivement le véhicule contrôlé et est caractérisé en ce 10 qu'on élimine les erreurs lors de la détermination de la position de la zone photographique sur la photographie, erreurs qui résultent d'une installation imprécise de la combinaison de l'appareil de radar et de la caméra, en situant l'horizon du plan de la route sur la photographie . A cette fin, il est avantageux d'utili-15 ser, pour déterminer la position de la zone photographique sur la vue, un abaque. L'invention apporte aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité qui est caractérisé par une représentation en perspective centrale par rapport au point d'installation 20 de la caméra, de préférence, sur l'abaque, sur la zone photographique fixe de la route, de l'horizon du plan de la route et du plan vertical passant par l'axe optique de la caméra. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement 25 à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : La Fig.1 est une vue en plan montrant la position de la zone photographique sur la route, par rapport à l'axe du diagramme de rayonnement de 1'antenne de radar ; 30 - La Fig.2 est une représentation en perspective centrale de la zone photographique, telle que la caméra la voit; La î'ig.3 montre la relation entre l'image de la zone photographique et l'inclinaison de la caméra ; La Fig.4 montre un exemple de réalisation d'un disposi-35 "tif conforme à l'invention sous la forme d'un abaque; et, La Fig.5 montre un second exemple de réalisation de 1'invention. Sur la Fig.1, la référence 1 désigne l'axe ou la ligne 69 052/0 -5- 2002814 médiane de la trajectoire d1 un véhicule 2 qui se déplace dans la direction de la flèche 3 à travers la zone de radar et la zone photographique 5» La zone photographique 5 est délimitée, entre les bords 15 et 16 de la route par deux droites parallèles s'é-5 tendant parallèlement à 11 axe 4- du diagramme de rayonnement de l'antenne de radar . La référence o(désigne l'angle compris entre l'axe 4- et la direction du véhicule, indiquée par la flèchej Le radar de mesure de vitesse par effet Doppler est installé sur le côté de la route. La distance entre la zone photographique 5 10 et l'axe 4 et la largeur de cette zone dépendent des propriétés du radar de mesure utilisé et peuvent, par exemple, être déterminées par des essais pratiques lors du passage de différents véhicules afin de fixer le point d'installation normal de l'appareil de radar et de la caméra correspondante . 15 Dans le présent exemple de réalisation de l'invention, l'expression " installation normale " entend désigner : Le montage de la combinaison d'un appareil de radar et d'une caméra suivant l'angle prescrit o( de 20°; L'installation d'une caméra à une hauteur de 130 * 20 cm 20 au-dessus du plan de la route en orientant son champ de vision dans le même plan vertical que l'axe du diagramme de rayonnement de l'antenne de radar; L'axe optique de la caméra étant disposé parallèlement au plan de la route. 25 La IPig.2 est une perspective centrale du champ de la caméra . La référence 11 désigne la ligne d'horizon. L'axe vertical 12 représente la projection du plan vertical passant par 1 ' axe optique de la caméra et par 1 ' axe 4- du diagramme- de rayonnement de l'antenne de radar . Le point de fuite des droites limi-30 tant la zone photographique 5 est situé àl'intersection 13 de la ligne d'horizon 11 et de l'axe vertical 12. La référence 14 désigne le point de fuite des bords parallèles 15 et 16 de l'a route . La Fig.3 illustre l'influence considérable des erreurs 35 résultant de l'inclinaison de la caméra. Quand la caméra occupe une position correcte, la zone photographique apparaissant sur la plaque réglée occupe une position correcte (5) par rapport à la route et, partant, aussi par rapport à la ligne d'horizon 11. BAP QFHQINAl 69 05270 -6- 2002814 Quand la caméra est inclinée vers le bas, l'image (51) de la zone photographique est espacée d'une distance h' au-dessous de la ligne d'horizon 11. Lorsque la caméra est inclinée vers le haut, l'image (5") de la zone photographique s'élève d'une dis-5 tance h" au-dessus de la ligne d'horizon 11. La Fig.4 illustre un exemple de réalisation de l'invention . Il s'agit d'une perspective centrale, résultant du champ de vision de la caméra, de l'horizon 11, sous la forme d'une ligne horizontale 21, de l'axe vertical 12 et de la zone photogra-10 phique 5» cette perspective étant représentée, par exemple, sur une plaque ou une feuille transparente qui constitue ainsi un abaque 20. La Fig.5 illustre un autre exemple de réalisation de l'invention . Pour faciliter son utilisation pratique, l'abaque 15 30 comporte, en plus de la ligne horizontale 21, de l'axe vertical 12 et de la zone photographique 5> des repères symétriques 31 et 32 disposés de part et d'autre de l'axe vertical 12, par exemple, sur la ligne horizontale 21. L'abaque 30 comporte, en outre, une série de lignes pa-20 rallèles 33 destinées à rendre plus aisé le guidage de l'abaque parallèlement aux bords des images . Pour étendre le domaine d'application de l'abaque 30, celui-ci comporte également une zone photographique 5*symétrique à l'axe vertical 12. (La zone photographique 5*est destinée au cas où le radar de mesure de vitesse 25 Doppler surveillerait le trafic du côté opposé de la route 1. ( "Voir Fig.1) . On place un tel dispositif en forme d'abaque 20 ou 30 sur l'image photographique à évaluer d'une manière qui sera décrite plus en détail par la suite . 30 On'peut également imaginer de procéder à l'évaluation directement à partir du négatif à l'aide d'un projecteur et d'un abaque de plus grandes dimensions monté à mouvement sur 18 écran projection „ En plus des erreurs d'inclinaison décrites ci-dessus 35 qui résultent du montage de la caméra, il est également possible que celle-ci soit inclinée obliquement . Toutefois, on peut montrer que ces erreurs sont négligeables comparativement aux erreurs qui résultent de l'inclinaison de I'orientation du champ de BAD OftjQiN^ 69 05270 -7- 2002814 la caméra, du fait que le décalage résultant de la zone photographique sur l'image, en considérant la direction du mouvement du véhicule, n'est pas plus fort pour des points éloignés que pour des points rapprochés ( rotation de l'image de la zone photogra-5 phique 5 sur la Fig.2, autour du point d'intersection 13). En plan; ceci correspond à un décalage parallèle de l'image de la zone photographique 5 • La distance séparant la route du point d'installation de l'ensemble radar et caméra est indifférente dans le procédé 10 d'évaluation à abaque . Ceci se comprend aisément car dans le cas d'un emplacement de montage fixe de la combinaison d'appareils, la présence de plusieurs voies de circulation correspond à des espacements variables . Du fait que l'image photographique est une perspective 15 centrale, le format de cette image ne joue aucun rôle lors de l'évaluation au moyen de l'abaque . Le seul problème qui se pose alors est celui de placer correctement l'abaque 20 ou 30 sur l'image photographique à évaluer . Ceci est réalisé au moyen de l'intersection des droites 20 21 et 12. L'abaque doit être placé de façon que l'axe vertical 12 coïncide avec la ligne médiane verticale de l'image photographique . Dans le sens de la hauteur de l'image, l'abaque doit être posé de manière que sa ligne horizontale 21 coïncide avec 25 l'horizon virtuel 11 du plan de la route ( voir Fig.2, ligne 11). Il convient donc de reconnaître, sur l'image photographique à évaluer, l'horizon virtuel du plan de la route . Dans le cas où le point de fuite 14 de la route se trouve sur l'image, la hauteur de 1'horizon est déterminée sans 30 équivoque . Il suffit alors de placer la ligne horizontale 21 de l'abaque de façon à passer par ce point de fuite 14. Toutefois, dans le cas présent, le point de fuite 14 de la route est situé en dehors de l'image. Malheureusement, il ne peut pas toujours être construit ultérieurement, car des lignes de fuite univoques 35 font souvent défaut sur l'image. Un procédé relativement simple pour déterminer la haute ur de l'horizon du plan de la route consiste à chercher sur l'image photographique les points qui, dans la nature, sont situés 69 05270 -8- 2002814 au même niveau que la caméra de prise de vues, dans le cas présent, à 130 i 20 cm du plan de la route . De tels points peuvent être considérés, avec une bonne approximation, comme constitués par les bords supérieurs des glaces latérales de véhicules de 5 tourisme normaux . L'influence d'écarts éventuellement importants entre la hauteur d'installation de la caméra et la hauteur des véhicules peut être éliminée en n'utilisant pour déterminer la hauteur de l'horizon sur l'image que des véhicules relativement éloignés . Afin que les erreurs d'obliquité éventuelles aient un 10 minimum d'influence sur la détermination de la hauteur de l'horizon, il convient d'entendre par véhicules éloignés non pas eeuxs$ja±. sont situés près du bord de l'image, mais les véhicules voisins de la ligne médiane verticale de l'image, et qui passent devant le point de mesure en circulant sur une voie aussi éloignée que 15 possible . Si l'on considère seulement les véhicules, éventuellement situés dans la zone photographique, alors les véhicules éloignés remplissant automatiquement cette condition, comme il ressort de la position de la pointe du coin de la zone photographique 5 ( voir ]?ig.2 ). 20 Par rapport à l'abaque 20 ou 30, ceci implique : Etant donné qué l'on désigne généralement, aux fins d'évaluation, d'au moins, un rouleau de pellicule complet pris au même emplacement d'installation, on choisit parmi les multiples vues de cette pellicule celles qui représentent des véhicu-25 les de tourisme aussi éloignés que possible situés dans la zone photographique devant un arrière-plan fixe caractéristique. La hauteur du bord supérieur des glaces latérales peut alors être reportée sur cet arrière -plan fixe en le marquant M. Le repère correspondant M est alors lié à la hauteur de l"horizon pour tou-30 tes les images photographiques prises à partir du même point d'installation de la caméra. En conséquence, la ligne horizontale 21 de l'abaque 20 ou 30 devra être disposée au niveau du repère M de l'image photographique . Lorsque l'abaque 20 ou 30 est posé correctement au-35 dessus de l'image photographique à évaluer, la zone photographique 5, qui est représentée sur l'abaque,, occupe alors l'emplacement correct, c'èst-à-dire, l'endroit où les véhicules mesurés ont été photographiés . 69 05270 -9- 2002814 On voit donc que les exemples de réalisation de l'invention qui viennent d'être décrits, notamment,1'abaque 20 ou 30, atteignent le but visé, c'est-à-dire , permettent d'identifier sur les images photographiques les véhicules contrôlés et ce, in-5 dépendamment d'éventuelles erreurs d'inclinaison de la caméra. 69 05270 2002814 - BETEHDICAEtOUS - 1.- Procédé pour évaluer des vues photographiques prises par une installation de radar de mesure de vitesse par effet Doppler dans lequel le véhicule qui se trouve à l'instant de la prise de vues dans une zone déterminée de la route, mais qui n'est pas 5 marquée sur celle-ci, dite " zone photographique ", est effectivement le véhicule contrôlé, caractérisé en ce que on élimine les erreurs lors de la détermination de la position de la zone photographique sur la photographie, erreurs qui résultent d'une installation imprécise de la combinaison de l'appareil de radar et 10 de la caméra, en situant l'horizon du plan de la route sur la photographie . 2.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que on utilise un abaque pour déterminer la position de la zone photographique sur la vue photographique. 15 ?•- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait coïncider la ligne horizontale de l'abaque sur l'image photographique à évaluer avec un point de cette image qui, dans la nature, est situé à la même hauteur au-dessus du plan de la route que la caméra. 20 4.- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise comme point de repère, de préférence, un point qui est situé au voisinage de la ligne médiane verticale de l'image. 5«- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on utilise comme point de repère un point dont le niveau au-25 dessus du plan de la route peut être considéré, en se fondant sur les dimensions naturelles connues de l'objet photographié, comme concordant avec la hauteur de la caméra. 6.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon Isa revendications 1 à 5 caractérisé par une représentation en perspec-50 tive centrale par rapport au point d'installation de la caméra, de préférence, sur l'abaque, sur la zone photographique fixe de la route de l'horizon du plan de la route et du plan vertical passant par l'axe optique de la caméra. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en es Gît-35 peur centrer correctement l'abaque sur l'image photographique â évaluer, ledit abaque présente des repères disposés symétriquement de part et d'autre de la ligne médiane verticale de 1'images ,, de préférence, sur une ligne horizontale. 05270 -11- 2002814 8.- Dispositif selon les revendications 6 et 7 caractérisé en ce que l'abaque comporte une série de lignes parallèles aux bords de l'image. 9«- Dispositif selon les revendications 6 à 8 caractérisé en ce que l'abaque comporte une représentation de la zone photographique qui est symétrique par rapport à son axe vertical . Bad 0miNAL