Brevet FR2107881A1 — publié le 19720512

L'invention concerne un système qui fournit une indication audible ou visuelle au conducteur d'un véhicule automobile lorsqu'un autre véhicule s'approche de l'extrémité arrière de son véhicule sur une bande adjacente de la route, ou lorsqu'un objet pou-5 vant faire obstacle est situé derrière le véhicule pendant une marche arrière. Le système couvre les zones de non visibilité qui sont présentes sur les côtés droit et gauche du véhicule en raison des insuffisances inhérentes des rétroviseurs ainsi que la zone invisible à l'arrière du véhicule. 10 Bien que toutes les voitures automobiles et autres véhicu les automobiles contiennent un système rétroviseurs qui comprend généralement un miroir rétroviseur intérieur et un miroir rétroviseur extérieur, c'est un fait bien connu qu'il y a une zone de non-visibilité des deux cotés et à l'arrière de chaque véhicule auto-15 mobile, zones qui ne peuvent pas être vues par l'utilisation des seuls rétroviseurs. Ceci donne naissance à des situations dangereuses lorsqu'un conducteur essaie de changer de bande, lorsqu'il a l'intention de dépasser un autre véhicule ou lorsqu'il souhaite revenir sur la bande de droite après avoir dépassé un véhicule. En 20 raison de la zone de ncn-visibilité existant dans le système du rétroviseur, il est nécessaire que le conducteur jette un coup d'oeil par-dessus son épaule, pour voir directement la zone de non-visibilité du rétroviseur, afin qu'existe une situation sûre de dépassement ou de changement de bande. C'est là une situation totalement 25 inadéquate et intolérable pour plusieurs raisons. Premièrement, de nombreux conducteurs connaissement parfaitement l'existence de la zone de non-visivilité, mais néanmoins ne se soucient pas de jeter un coup d'oeil par-dessus leur épaule avant de changer de bande. En conséquence, des véhicules qui peuvent s'être rapprochés derrière ce-30 lui changeant de bande peuvent entrer en collision avec ce dernier, et il en résulte souvent des accidents avec des tués ou des blessés. En outre, le petit nombre de conducteurs attentionnés qui regardent par-dessus leur épaule afin de s'assurer qu'aucun obstacle ne surgit derrière leur véhicule, doivent détacher leurs yeux de la rou-35 te et du véhicule qu'ils ont l'intention de dépasser, et il en résulte des accidents sérieux ou mortels en raison du bref instant d'inattention vis-à-vis du mouvement en avont du véhicule. Bien que les systèmes de radar doppler semblent être une so-lutation évidente au problème de l'obtention d'une indication vi-40 suelle ou audible de la présence d'un véhicule dans la zone de non- COPV 71 31137 2 2107881 visibilité, aucun système donnant de bons résultats n'est connu jusqu'à maintenant. L'une des raisons pour laquelle un système donnant de bons résultats n'a pas encore été créé jusqu'à ce jour est constituée par le fait que le système doit être sensible à des ci-5 bles qui se trouvent à l'intérieur de la zone de non-visibilité et qui se trouvent à l'intérieur d'une certaine zone de distance, et doit être insensible à d'autres véhicules qui sont en dehors de la zone de non-visibilité ou au-delà d'une distance dangereusement proche. A titre d'exemple, un véhicule qui s'est déplacé en avan-10 çant le long du véhicule muni du système, et est par conséquent maintenant visible dans les rétroviseurs de celui-ci, ne doit pas faire fonctionner le système de détection de la zone de non-visibilité parce que ce serait manifestement une indication fausse. En outre, un véhicule qui se trouve à l'intérieur de la vue angulaire 15 de la zone de non-visibilité, mais qui est à une distance supérieure à la distance d'insécurité, ne doit pas faire fonctionner le système de radar. En outre, le système doit être insensible à des objets fixes se trouvant le long de la route, tels que des panonceaux de signalisation routière et des poteaux, et doit également être 20 insensible à des véhicules dont la distance par rapport au véhicule de base augmente, en comparaison avec des véhicules dont la distance par rapport au véhicule de base diminue. Par conséquent, un bon système d'avertissement pour la zone de non-visibilité doit posséder un champ de vision angulaire qui est ordinairement associé 25 avec la zone de non-visibilité du système de rétroviseurs, et doit être sensible à des cibles se trouvant à l'intérieur d'une zone de distance dangereuse, telle que 15 à 30 mètres. Ceci parc» que des véhicules qui se trouvent à l'intérieur de la zone de non-visibilité, mais qui sont à plus de 15 à 30 mètres derrière le véhicule de 30 base ne représentent pas un danger lorsqu'un changement de bande est désiré. Une autre condition dangereuse qui doit être éliminée par un système totalement acceptable se produit lorsqu'un véhicule fait une rarche arrière. Dans ce cas, des objets qui oeuvent être fixes 35 ou mobiles, et qui sont orésents directement derrière le véhicule et relativement proches de celui-ci, ne peuvent pas être vue car le conducteur. C'est pourquoi des objets, tels que des tricycles, des poubelles, et d'autres véhicules, font fréquemment obstacle au mouvement du véhicule. De tels cas sont gênants et coûteux, mais ont 40 rarement pour résultat des blessures corporelles. Cependant, de pe- bad ORIGINAL 71 31137 3 2107881 tits enfants et des pistons se trouvant derrière le véhicule sont fréquemment sérieusement blessés parce qu'ils ne neuvent pas être vus par le conducteur du véhicule se déplaçant cn marche arrière. La présente invention élimine les inconvénients indiques ci-5 dessus en créant un système de signalisation à radar doppler qui fournit une indication audible ou visuelle au conducteur d'un véhicule de bas L'invention fournit également une indication qui avertit lorsqu'un objet est présent derrière un véhicule se d'plaçant en marche arrière. 15 Une antenne de radar est située sur le véhicule de base de manière telle que le champ de vision dp l'antenne coïncide avec le quadrant arrière sur un angle 0 d'une zone oui s'étent à c8té du véhicule jusqu'à une distance aoorooriée derrière celui-ci, par exemple 15 à 30 mètres. 20 Une explication d'un système de radar qui peut être utili sé dans le système faisant l'objet de la présente invention est donnée dans la demande de brevet n° 71-19230 déposée par la demanderesse le 27 L'ai 1971 pour " Système radar de d'tection de distance". Dans le système mentionné, l'émetteur est modulé par un signal 25 à onde carrée pour produire successivement deux signaux d'émission ayant des fréquences de F-| et Le retour des signaux émis nar réflexion depuis une cible mobile produit des signaux doppler fdi F donner et fd2. La phase relative des signaux doppler est comparée pour/la distance. En conséquence, le système de radar peut être rendu insen-30 cible s des signaux de distance qui s'étendent au-delà d'une limite dangereuse. Poux cette raison, seuls les véhicules qui se trouvent à l'intérieur d'une zone de distance minimum du véhicule de base actionneront le système de ra'-ar» La phase pertinente des deux signaux doppler indique égale-35 ment si la cible mobile s'éloigne ou se raporoche. C'est-à-dire que l'un des signaux doppler, comme par exemple fd-j , ser en tête pour dos cibles s'éloignant, et l'rutre signal doppler, f Î2, sera en tête pour des cibles se rapprochant.Par conséquent, le système selon l'invention peut être rendu insensible à des cibles mobiles s'éloi-40 çnant ainsi qu'à des cibles fixes, t^llesque des poteeux et des pa- bad original 1 71 31137 4 2107881 nonceaux de signalisation se trouvant le long de la route. En conséquence, un signal d'avertissement n'est donné que dans les cas pour lesquels un véhicule s'approche de celui équipé du radar et se trouve à l'intérieur d'une zone de distance minimum qui est dé-5 finie comme étant la distance dangereuse. Sur les dessins : La figure 1 représente la couverture assurée par le système de radar pour un véhicule. La figure 2 est un schéma synoptique simplifié d'une forme 10 de réalisation préférée de la présente invention, utile pour indiquer des situations dangereuses de changement de bande. La figure 3 est une forme d'onde utile dans la description du fonctionnement du système. La figure 4 est une forme de réalisation préférée de la pré-15 sente invention utile pour indiquer des objets se trouvant derrière un véhicule se déplaçant en marche arrière. La figure 1 montre un véhicule 10 se déplaçant sur une route ayant trois bandes de roulement ou voies, allant dans une seule direction comme indiqué par les voies 1 , 2 et 3. Même si le véhi-20 cule 10 est équipé de deux rétroviseurs extérieurs 11 et 12, ainsi que du rétroviseur intérieur habituel, non représenté sur le dessin, il existe deux zones de non-visibilité en raison des insuffisances inhérentes au système de rétroviseurs. Ces zones de non-visibilité sont indiquées comme étant celles incluses dans l'angle 0 25 des deux côtés du véhicule. Ce sont ces zones que le systèmes de radar est destiné à couvrir afin d'indiquer la présence d'un véhicule sur les bandes ou voies 1 ou 3. Le système est également destiné à n'être actionné que lorsqu'un véhicule se trouve également à l'intérieur d'une zone de distance minimum de 30 mètres par exem-30 pie depuis l'arrière du véhicule 10 équipé du radar de signalisation. Afin de réaliser un champ de vision inclus dans un angle 0, il est nécessaire de situer correctement l'antenne de radar sur le véhicule et de concevoir l'antenne de manière telle que ëon champ de vision soit égal a l'angle 0. Ces exigences sont facilement sa-35 tisfaites d'une manière bien connue dans cette branche, parce que le champ de vision des antennes, c'est-à-dire le lobe principal du diagramme de rayonnement de l'antenne, peut facilement être choisi de manière à se situer à l'intérieur de limites angulaires définies avec précision. 40 Du fait que l'on désire voir les zones incluses dans l'an- BAD ORIGINAL 71 31137 5 2107881 gle & des deux côtés du véhicule, il peut être préférable d'équiper les deux côtés de la voiture d'une antenne identique. Des moyens pour réaliser ceci pourraient comprendre le montage de deux systèmes de radar identiques dans le véhicule, l'un fonctionnant 5 pour le côté gauche de la voiture et l'autre pour le côté droit de celle-ci. Du point de vue fonctionnement, ceci présenterait des a-vantages importants, mais présenterait également les inconvénients de nécessiter deux systèmes complets et, par conséquent, de coûter très cher. 10 Une alternative à ce système compliqué consiste à équiper le véhicule de deux antennes séparées qui se partagent le même système de radar. Ceci peut être réalisé en commutant successivement les antennes en va-et-vient sur le système de radar, de sorte qu'elles se partageraient le temps d'utilisation du système. Ou en-15 core, les antennes peuvent être couplées de manière sélective à l'émetteur du radar à l'aide d'un commutateur manuel. Ceci peut être facilement réalisé en couplant le commutateur pour les antennes du radar à la manette de commande des clignotants de changement de direction, de sorte que le conducteur actionnerait automatiquement 20 l'antenne d.u radar de droite ou de gauche en même temps qu'il indique un changement de direction à droite ou à gauche; actionner cette manette est ce que fait normalement le conducteur lorsqu'il désire changer de bande. La figure 2 est une forme de réalisation préférée d'un sys-25 tème de radar utile avec l'invention. Le système comprend une antenne 16 qui émet des signaux engendrés par le système de radar à micro-ondes 17.,Le radar à micro-ondes 17 utilise une diode Gunn et est un système de radar qui répond à une tension variable en engendrant deux fréquences discrètes F-j et F2. En conséquence, le signal 30 émis par le radar 17 est changé entre les deux fréquences F-j et F2 par l'utilisation d'un générateur a ondes carrées 18. Lorsque la polarité du signal de sortie à ondes carrées du modulateur 18 change à une fréquence sélectionnée, la fréquence émise du signal du radar change entre les fréquences F^ et F2. 35 Le rayonnement émis est réfléchi depuis une cible et est re çu par l'antenne 16, puis est envoyé au système de radar 17. Les signaux réfléchis sont mélangés aux signaux émis pour donner deux fréquences doppler fd^ et fd2» Cependant, il faut noter que du fait que le signal émis est un signal à fréquence différente, à temps 40 partagé, le signal reçu est également un signal à temps partagé. 71 31137 6 2107881 La figure 3 représente un signal de radar doppler composite fourni par le système de radar de la figure 2. Le signal ressemble à un signal à ondes carrées ayant une amplitude sinusoïdalement variable à l'extrémité positive et à l'extrémité négative des poin-5 tes ou crêtes d'amplitude. Le demi-cycle de la forme d'onde de la figure 3 est égal à la demi-période de la fréquence du générateur à ondes carrées. En examinant la forme d'onde de la figure 3, il faut comprendre que la forme d'onde représente effectivement des changements de fréquence et non des changements d'amplitude. En 10 conséquence, l'enveloppe supérieure de la forme d'onde décrit la première fréquence doppler fd-j l'enveloppe inférieure de la forme d'onde décrit la fréquence/fd2« Par conséquent, il est facilement apparent que les deux fréquences doppler f^i et f^2 interviennent successivement, ou sont à temps partagé, de même que le signal émis. Par conséquent, si les deux signaux a fréquence doppler sont extrapolés sur les régions vides de la configuration de la figure 3, deux signaux sinusoïdaux réguliers ayant des phases différentes seront obtenus. La polarité de la relation de phase entre ces deux signaux indique la relation d'éloignement ou de rap-20 prochement entre l'antenne 16 et la cible depuis laquelle les signaux réfléchis ont été reçus. En rendant le système de radar insensible à des signaux qui représentent des cibles se trouvant au-delà de la distance maximum que l'on désire détecter, il est possible de limiter la réponse du 25 système de radar à des distances qui sont dangereuses pour des véhicules qui suivent. En se reportant à nouveau à la figure 2, on notera que le système de réception du radar comprend deux amplificateurs à porte, 19 et 22. Ces amplificateurs sont rendus conducteurs et non-conduc-30 teurs par leurs portes, en conformité avec la fréquence de la sortie du générateur à ondes carrées 18. En conséquence, l'amplificateur à porte 19 est conducteur lorsque la fréquence doppler fd^ est présente, tandis que l'amplificateur 22 est conducteur lorsque c'est la fréquence doppler fd2 qui est présente. Les enveloppes des va-35 leurs maximum et minimum de la forme d'onde de la figure 2 sont, par conséquent, détectées par l'utilisation des amplificateurs à porte. La sortie de l'amplificateur a porte 19 est injectée dans un filtre passe-bas 20. Le filtre 20 élimine les composantes à haute fréquence de la forme d'onde de la figure 3. Par conséquent, en 40 fait l'enveloppe supérieure de la forme d'onde de la figure 3 est 71 31137 7 2107881 extrapolée sur les zones vides de celle-ci. La même opération se produit dans le filtre passe-bas 23 en ce qui concerne le signal doppler fd2. Les sorties des filtres passe-bas sont respectivement injectées dans les circuits de traitement de signaux 21 et 24. Les 5 circuits de traitement de signaux 21 et 24 comprennent les amplificateurs et les limiteurs ainsi que les autres circuits qui peuvent être utilisés pour rendre les signaux plus convenables pour le but recherché avant leur injection dans le discriminateur de phase 25. 10 Le conjigarj>teur de phase 25 compare la relation de phase en tre les signaux/fd-t et fd2. La^oolarité de la sortie du comparateur de phase 25 indique la relation/déphasage avant ou arrière des signaux doppler. En conséquence, la sortie du comparateur de phase 25 indique si la cible s'éloigne ou se rapproche du véhicule porteur 15 du système. Le circuit de commande de signalisation 26 reçoit la sortie du comparateur de phase 25 et comprend/circuit limiteur qui élimine des cibles se situant au-delà d'une distance considérée comme dangereuse. Le circuit de commande de signalisation 26 est également sensible à la polarité, de sorte que des signaux de ci-20 bles se rapprochant ou de cibles s'éloignant lentement sont transmis, par l'intermédiaire du circuit de commande, à l'appareil de signalisation 27. L'appareil de signalisation 27 peut fournir une indication audible ou une indication visuelle de la condition dangereuse et, 25 si on le désire, il peut évidemment fournir les deux. Une technique de signalisation efficace utilise les rétroviseurs avec un système d'éclairage incorporé, lequel éclaire la périphérie du rétroviseur ou la face entière de celui-ci. Ceci constitue un système naturel pour le conducteur parce qu'il utilise naturellement son 30 système de rétroviseurs lorsqu'il fait des manoeuvres. Un autre système efficace consiste à mettre en marche et à arrêter le dispositif de signalisation lorsque la manette de commande des clignotants de changement de direction du véhicule est actionnée pour faire fonctionner et pour arrêter les clignotants de signalisation. Ceci 35 constitue également une technique naturelle parce que le conducteur indique normalement dans quelle direction il désire changer de bande en actionnant ses clignotants. Comme mentionné ci-dessus, cette technique peut également être utilisée pour commuter en va-et-vient le système de radar entre deux antennes situées sur le véhicule, si 40 deux antennes sont ainsi employées dans le système. 71 31137 Ô 2107881 L'exposé ci-dessus concerne un système destiné à donner un avertissement pendant qu'un véhicule est en marche avant. La figure 4 représente une forme de réalisation destinée à procurer une indication lorsque le véhicule est en marche arrière. La forme de 5 réalisation de la figure 4 a pour but de détecter des objets présents immédiatement derrière un véhicule et doit, par conséquent, comprendre un antenne dont le champ de vision couvre la zone se situant entre les deux champs angulaires © représentés sur la figure 1. Par conséquent, le système d'antenne comprendra une antenne pour 10 voir l'arrière du véhiculât peut comprendre ou ne pas comprendre les autres antennes. La forme de réalisation de la figure 4 comprend le même oscillateur à diode Gunn 17 que la forme de réalisation de la figure 2. Cependant, du fait que la forme de réalisation de la figure 4 15 destinée à la marche arrière n'est pas concernée par la discrimination entre l'approche et l'éloignement, comme pour l'autre forme de réalisation, un sytème moins compliqué peut être utilisé. Une distance qui est adéquate pour la détection des obstacles lors d'une marche arrière peut être obtenue en réglant la sensibilité du sys- 20 tème. En conséquence, les caractéristiques de partage du temps de la forme de réalisation de la figure 2 n'ont pas besoin d'être u-tilisces. Le circuit d'accord 28, qui est placé entre l'antenne 16 et l'oscillateur à diode Gunn 17, est utile pour établir le seuil de distance. 25 L'énergie émise par le système est réfléchie par des objets qui sont invisibles pour le conducteur, et l'énergie réfléchie est reçue par le système d'antenne 16. Il en résulte un signal doppler qui est amplifié par le préamplificateur 29 et est ensuite injecté dans le détecteur à seuil 30. Le détecteur à seuil 30 est utile pour 30 établir un niveau minimum pour le système, de manière que de faux signaux, tels que ceux provenant d'objets latéraux ou de réflexions par le sol, ne provoquent pas une indication de mise en garde. Le détecteur à seuil 30 peut également être utilisé pour établir une distance maximum au-delà de laquelle un signal de mise en garde 35 n'est pas engendré. La sortie du détecteur à seuil 30 actionne un dispositif a-vertisseur 31 indiquant la présence d'un objet caché ( c'est-à-dire d'un objet non visible pour le conducteur). De préférence, l'indication d'avertissement sera sous une forme audible, parce que le 40 conducteur regardera par-dessus son épaule et par conséquent sera 71 31137 » 2107881 susceptible de ne pas voir une indication visuelle, quel que soit ■l'emplacement du dispositif indicateur. Le système de la figure 4 peut être incorporé dans le système de la figure 2 en connectant le préamplificateur 29 à l'un 5 des conducteurs de sortie du radar 17 de la figure 2. Le système de la figure 4 est actionné automatiquement lorsqu'on met le véhicule en marche arrière, d'une manière similaire à la commande des phares de recul du véhicule. Du fait que le véhicule se déplace, un signal doppler sera 10 reçu pour des objets fixes et pour des objets mobiles qui se trouvent derrière le véhicule. En conséquence, des chocs contre des poubelles ou des poteaux, susceptibles d'endommager le véhicule, seront évités. Cependant, ce qui est plus important, c'est que le heurt accidentel d'enfants et de piétons se trouvant derrière le 15 véhicule en marche arrière est également évité. Lorsqu'un véhicule est en marche arrière, sa vitesse est généralement faible et le signal doppler est directement proportionnel à cette vitesse suivant la relation fd * 2v/h dans laquelle s fd = fréquence doppler 20 v = vitesse du véhicule A= longueur d'onde de l'énergie émise. Cependant, même pour de faibles vitesses, un signal doppler est obtenu, et ce signal actionne le système d'avertissement. Les deux systèmes peuvent être aisément installés sur un u-25 nique véhicule sans se gêner mutuellement, parce qu'ils ne fonctionnent pas en même temps. Le système de détection a l'arrière du véhicule ne fonctionne que lorsque le véhicule est en marche arrière, et les systèmes couvrant le changement de bande de roulement ou de voie ne fonctionnent que lorsque le véhicule est en mar-30 che avant. t i 71 31137 10 2107881 REVENDICATIONS 1. Système de radar doppler destiné à détecter la présence de cibles dans une zone de distance et un champ angulaire de vision sélectionnés et situés à l'arrière d'un véhicule mobile, caractéri- 5 sé en ce qu'il comprend : un système d'antenne situé sur le véhicule et agencé pour transmettre de l'énergie vers l'arrière du véhicule et recevoir l'énergie réfléchie depuis les cibles présentes dans le champ angulaire de vision sélectionné; un dispositif de radar doppler pour exciter le système d'antenne et recevoir depuis celui-XO ci l'énergie réfléchie par les cibles; un moyen de modulation pour moduler le dispositif de radar de manière que l'énergie transmise contienne deux fréquences discrètes qui composent successivement le signal transmis; un moyen mélangeur pour mélanger l'énergie réfléchie avec l'énergie transmise afin de former un signal composite, ce 15 signal composite possédant une première enveloppe définissant une première fréquence doppler et une seconde enveloppe définissant une seconde fréquence doppler, la relation de phase entre la première et la seconde enveloppe représentant la distance des cibles et le sens du déphasage des enveloppes procurant la relation de raoproche-20 ment et d'éloignement du véhicule et des cibles; un dispositif d'avertissement; et un moyen pour délivrer un signal d'avertissement représentant la relation de phase au dispositif d'avertissement, ce dernier moyen étant sensible à la polarité ainsi qu'à l'amplitude de sorte que des signaux d'avertissement représentant le rapproche-25 ment et 1'éloignement des cibles incluses dans le champ angulaire de vision sélectionné actionnent le dispositif d'avertissement. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le véhicule comprend un système de rétrovision et en ce que le champ angulaire de vision est choisi pour couvrir la zone ou les zones de 30 non-visibilité du système de rétrovision* 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'antenne comprend deux antennes de caractéristiques semblables situées de chaque côté du véhicule. 4. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le 35 moyen destiné à délivrer un signal d'avertissement comprend un comparateur de phase destiné à comparer la relation de phase des fréquences doppler, la polarité de la sortie du comparateur de phase étant positive lorsque l'une des fréquence doppler est déphasée en avant et négative lorsque l'autre des fréquences doppler est dépha- 40 sée en avant. 71 31137 11 2107 8 81 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de commande de signalisation auquel est appliquée la sortie du comparateur de phase, c» dispositif de commande n'étant sensible qu'aux signaux représentant des cibles se 5 rapprochant situées dans la zone de diatana? sélectionnée du système. 6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen à seuil destiné à rendre le système insensible aux cibles situées au-delà de la zone de distance sélectionnée du 10 système. 7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen d'accord destiné à établir une sensibilité maximale pour le système.