Brevet FR2110425A1 — publié le 19720602

i 2110425 La présente invention se rapporte à des dispositifs de mesure de distances notamment du genre télémètre, et plus particulièrement elle concerne des télémètres qui utilisent un émetteur pour émettre une impulsion ou un certain nombre d'impulsions d'éner-5 gie électromagnétique vers une cible, et un récepteur destiné à recevoir l'énergie réfléchie par la cible et fournir une indication de la distance de la cible en mesurant le temps existant entre l'émission d'une impulsion et la réception de l'impulsion réfléchie par la cible. 10 Dans des conditions d'atmosphère claire , de tels télémè tres fournissent une indication précise de la distance de la cible. Cependant, si une tache d'un milieu réfléchissant la lumière tel que la fumée, le brouillard, etc... se trouve entre le télémètre et la cible, le récepteur recevra plus d'un signal réfléchi provenant 15 d'une impulsion émise unique et aucune indication claire de la distance de la cible ne sera donnée. L'objet de la présente invention est de prévoir un télémètre qui donne une indication précise de la distance d'une cible en dépit de l'existence de milieux réfléchissant la lumière entre. 20 le télémètre et la cible. Un télémètre selon la présente invention comprend un émetteur destiné à émettre une impulsion d'énergie électromagnétique, un générateur d'impulsions d'horloge, un compteur de comptage montant pour compter les impulsions provenant du générateur d'impul-25 sions d'horloge, un compteur de comptage descendant ayant une capacité identique au compteur montant pour déduire d'un compte complet les impulsions provenant du générateur d'impulsions d'horloge, des moyens pour arrêter les compteurs quand le compteur montant est plein, un récepteur pour recevoir les impulsions électromagnétiques 30 réfléchies, des moyens pour rétablir un compte complet pour le compteur descendant chaque fois qu'une impulsion réfléchie est reçue par le récepteur, des moyens pour faire passer le compte existant dans le compteur descendant vers une mémoire quand le compteur montant se remplit, et des moyens pour présenter un affichage visuel 35 du nombre reçu par la mémoire. Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, l'émetteur est un émetteur à lumière laser. Dans un exemple de réalisation de la présente invention qui sera maintenant décrit par voie d'exemple en se référant au 40 dessin ci-joint, un générateur 1 d'impulsions laser formant une /I ïbVDD 2 \ 2110^25 partie d'un télémètre vise une cible 20 et le générateur 1 émet une ou plusieurs courtes impulsions de lumière vers la cible. Au commencement de chaque impulsion, un premier compteur 2 synchrone est remis à zéro et commence â compter les impulsions d'horloge émises 5 par un générateur 3 d'impulsions d'horloge à 15 MH qui applique z également des impulsions à un second compteur synchrone 4 par l'intermédiaire d'un dispositif de porte 5. Le second compteur 4 est remis à un compte complet par une porte OU 14. Les deux compteurs 2 et 4 ont une capacité de 1000 et le compte 2 compte vers le haut 10 à partir de 0 tandis que le compteur 4 commence à 1000 et compte vers le bas. Chaque fois qu'une partie d'une impulsion lumineuse émise est réfléchie par tout milieu 21 réfléchissant la lumière tel que le brouillard, la fumée, le feuillage, etc..., situé sur le 15 trajet de l'impulsion lumineuse lorsqu'elle se déplace vers la cible 20, la lumière réfléchie est reçue par un récepteur 6 qui applique un signal de sortie électrique à un amplificateur 7 et à un détecteur de seuil 8. Le bord arrière du signal de sortie amène le détecteur 8 à commander un dispositif 9 de remise à plein qui 20 amène la porte OU 14 à remettre le compteur 4 à plein (c'est-à- dire 1000), Le récepteur 6 peut recevoir plusieurs des signaux^ré-fléchis résultant d'une impulsion unique de lumière émise par le générateur 1 d'impulsions laser. Le dernier reçu de ces signaux réfléchis proviendra toujours de la cible puisque l'impulsion lumi-25 neuse provenant du générateur 1 sera toujours arrêtée par la cible. A l'émission d'une impulsion unique à partir du générateur 1, le compteur 2 commence à se remplir à partir de zéro et le compteur 4 commence à se décharger à partir de son compte complet. Un signal lumineux réfléchi reçu par le récepteur 6 amène alors le compteur 30 4 à être remis à plein et à recommencer le comptage vers le bas à partir du compte complet. Le compteur-2, cependant, continue à compter vers le haut. La réception par le récepteur 6 d'autres signaux lumineux réfléchis amène le compteur 4 à être remis à plein chaque fois et à recommencer à compter à partir de ce compte com-35 plet, à chaque fois. Le dernier signal lumineux réfléchi reçu est celui provenant.de la cible 20. Quand le compteur 2 est rempli, une impulsion "comptage-arrêt"est produite et elle arrête toute impulsion ultérieure produite par le générateur 3 d'impulsions d'horloge et l'empêche de 40 passer dans les compteurs 2 et 4 par la porte 5, et alors les deux COPY /i 3 2110425 compteurs s'arrêtent. Le nombre compté dans le compteur 4 est une mesure directe de la distance, et l'impulsion " comptage-arrêt" est utilisée pour transférer ce nombre vers une matrice 11 de décodage par l'intermédiaire de portes 10. Un circuit d'attaque 12 et 5 un décodeur décimal codé en binaire combinés décodent le compte mémorisé dans la matrice 11 et attaquent les affichages appropriés d'un dispositif d'affichage visuel 13 pour indiquer la distance. La mesure de la distance à la cible souhaitée est représentée par le temps entre le départ du comptage par le compteur 2 10 et la réception de la dernière impulsion réfléchie dans le récepteur 6. Le compteur 4 a compté vers le bas à partir du compte maximum depuis la réception de la dernière impulsion de signal et également, quand le compteur 2 est rempli, le compteur 4 contient un compte équivalent au temps écoulé entre l'émission de l'impulsion 15 laser par le générateur 1 et la réception d'une dernière impulsion lumineuse reçue par le récepteur 6. Le compte décimal pour le taux d'entrée de l'horloge à 15 MHZ est équivalent à la distance de la cible en dizaine de mètres et pour un compte maximum de 1000, la distance maximum est de-20 10 km. Pour obtenir une distance en terme de pieds, un générateur d'impulsions d'horloge à 492,125984 MH serait utilisé, mais un z compte maximum de 10.000 ou de 1 million serait nécessaire pour indiquer des distances de deux miles et de vingt miles respectivement . 25 Pour une précision convenable de l'indication de distan ce, la longueur de l'impulsion laser pour une résolution de 10 mètres doit être inférieure à 10 mètres, c'est-à-dire inférieure à 30 nanosecondes en durée. De manière similaire, si une résolution ayant une précision de 1 pied est requise, la longueur d'impulsion doit 30 avoir une durée d'environ 1 nanoseconde. Une caractéristique de la présente invention est que chaque bloc représenté dans le dessin ci-joint est un circuit standard qui peut être conçu comme une unité "de stock". La présente invention n'est pas limitée aux exemples de 35 réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. ' 0OPY 71 36953 4 2110425 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure de distances notamment du genre télémètre, comprenant un émetteur pour émettre une impulsion d'énergie électromagnétique et un récepteur pour recevoir les im- 5 pulsions d'énergie électromagnétique réfléchies, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions d'horloge synchronisé avec l'émetteur d'impulsions qui applique des impulsions vers un compteur à comptage montant qui compte les impulsions provenant du générateur et vers un compteur à comptage descendant qui déduit 10 d'un compte complet les impulsions provenant du générateur, les capacités des compteurs étant identiques, des moyens pour arrêter les compteurs, quand le compteur à comptage montant est rempli, des moyens pour remettre le compteur à.comptage descendant à compte complet chaque fois qu'une impulsion réfléchie est reçue dans 15 le récepteur, et en outré des moyens pour faire passer le compte existant dans le compteur à comptage descendant vers une mémoire quand le compteur à comptage montant est rempli, et des moyens pour présenter un affichage visuel du nombre reçu par la mémoire. 2 - Dispositif de mesure notamment du genre télémètre, 20 comprenant un laser pour émettre une impulsion de lumière laser et un récepteur pour recevoir les impulsions lumineuses réfléchies, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions d'horloge, synchronosé avec l'émetteur d'impulsions laser qui applique des impulsions à un compteur à comptage montant qui compte les impul-25 sions provenant du générateur, et à un compteur à comptage descendant qui déduit d'un compte complet les impulsions provenant du générateur, les capacités des deux compteurs étant identiques, des moyens pour arrêter les compteurs quand le compteur à comptage montant est rempli, des moyens pour remettre le compteur à comptage 30 descendant à.un compte complet chaque fois qu'une impulsion réfléchie est reçue par le récepteur et en outre des moyens pour faire passer le compte existant dans le compteur à comptage descendant vers une mémoire quand le compteur à comptage montant est rempli, et des moyens pour présenter un affichage visuel du nombre reçu 35 dans la mémoire. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens pour arrêter les compteurs quand le compteur à comptage montant est rempli comprennent un circuit porte. 40 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 71 36953 s 2110425 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens pour remettre le compteur à comptage descendant à un compte complet chaque fois qurune impulsion réfléchie est reçue dans le récepteur, comprennent un détecteur de seuil qui détecte le bord arrière du signal provenant du 5 récepteur et attaque un dispositif de remise en position et une porte OU. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour faire passer le compte existant dans le compteur à comptage descendant vers la mémoire 10 quand le compteur à comptage montant est rempli comprennent plusieurs circuits porte.