Brevet FR2143489A1 — publié le 19730202

La présente invention concerne l'identification électronique d'objets susceptibles de se déplacer par rapport à un poste d'identification. L'invention est applicable en particulier, bien que non exclusivement, à l'identification des véhicules roulants ferroviaires ou autres. Il est souvent utile de connattre la position de stationnement ou d'utilisation d'un véhicule roulant particulier. C'est notamment le cas dans le transport ferroviaire des denrées et des marchandises, pour assurer un triage correct des wagons et également pour connaître la distance qu'ont parcourue les différents wagons. Ces renseignements peuvent être fournis par un centre de traitement qui reçoit les informations de position des différents véhicules de plusieurs postes d'identification. La présente invention a donc pour objet un procédé et un système d'identification automatique d'objets susceptibles de se déplacer par rapport à un poste d'identification. Selon une caractéristique eesentielle de l'invention, un procédé d'identification d'objets mobiles consiste à émettre un signal pulsé en direction d'une surface réflectrice codée disposée de manière prédéterminée par rapport à l'émetteur, les signaux réfléchis étant captés par un récepteur et appliqués à un décodeur pour identifier l'objet. L'invention utilise de préférence un émetteur ultrasonique dont les ondes acoustiques sont produites par des décharges électriques disrtiptives . L'émetteur et le récepteur sont montés i poste fixe et les surfaces réflectrices codée sont fixée aux objete à identifier. Une autre caractéristique de l'invention est que chaque surface réflectrice porte un motif fixe de codage qui permet de l'identifier avec certitude en dépit des risques d'interférences, les signaux reçus étant décodés par comparaison avec un signal produit localement dans l'équipement de réception. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description détaillée d'une application de l'invention à un parc de matériel ferroviaire, et des dessins sur lesquels la figure 1 représente la disposition des surfaces réfleotrices codées sur un wagon de chemin de fer. La figure 2 représente le poste d'identification et l'équipement électronique associé. La figure 3 est un schéma synoptique de l'équipement électronique. La figure 4 représente plus endétail le générateur de signaux pulsés. Dans une forme préférée de l'invention, la détection des véhicules se fait à l'aide de signaux ultrasoniques pulsés. Les impulsions sont dirigées vers le dispositif dtidenti- fication du véhicule qui les réfléchit vers un récepteur. Les impulsions reçues sont codées par le dispositif réflecteur du véhicule et sont contrôlées pour vérifier qu'elles représentent bien le numéro d'un véhicule, après quoi l'information est enregistrée avant entre transmise à l'ordinateur central par un cible ou par une liaison de télétransmission. Chaque wagon t à identifier porte une plaque 2 fixée en un point convenable pour être directement visible d'un poste d'identification 3. Les plaques des figures 1 et 2 sont montées sur les côtés et sur le dessous du wagon 1, mais il va de soi que cette disposition n'est qu'une question de choix. La disposition de l'émetteur 4, du récepteur 5 et des plaques d'identification 2 dépend de l'application envisagée, mais il est préférable que les emplacements choisis limitent les risques de détérioration ou d'obstruction par des quantités excessives de boue, d'huile ou autres. Les plaques 2 comportent des surfaces réflectrices échelonnées 6 à des distances différentes de l'émetteur et du récepteur décrits ci-après, de façon que les signaux réfléchis aient des caractéristiques fonction de la disposition des surfaces réflectrices et de leurs distances relatives à l'émetteur 4 et/ou au récepteur 5. Les dimensions des plaques 2 dépendent de la durée du signal d'interrogation qui doit être réfléchi vers le récepteur, et de l'importance du parc de wagons à identifier. Dans-le mode de réalisation illustré, les surfaces. 6 sont destinées i réfléchir des signaux ultrasoniques émis dans leurs -directions. Il rexiste aucune limite théorique au nombre -de- wagons à identifier, maris en pratique. une plaques de 30 cm de-haut suffit pour environ trois millions-:. d' indicatifs ditSerents. La longueur de la plaque d'identification 2 conditionne la limite supérieure de la vitesse du wagon à laquelle le système ionctionne convenablement. En pratique, pour une plaque de 30 cm de long, l'identification est assurée Jusqu'à des vitesses dépassant 120 )m/h. Le poste d'identification 3 comprend un émetteur ultrasonique 4 et un récepteur 5 auquel est associé un générateur d'impulsions. L'émetteur 4 et le récepteur 5 sont alignés de façon à émettre et à recevoir des signaux des surfaces réflectrices codées 6 décrites ci-dessus. L'émetteur 4 comprend un générateur d'ondes acoustiques 7 constitud par un dispositif à décharges électriques disruptives illustré figure 4. Le générateur 7 comporte un éclateur foré de deux sphères conductrices 8 séparées d'environ 5mm et ayant chacune un diamètre d'environ 5 mm. L'éclateur est logé dans une enceinte rev$tue d'un matériau insonorisant, tel qu'une mousse plastique, et comporte une ouverture. En service, l'ouverture de l'enceinte dirige des ondes acoustiques vers la position qu'occupera la plaque réflectrice codée 2 de l'un des wagons à identifier. Sur la figure 4, les sphères de l'éclateur 8 sont reliées à une alimentation haute tension 9 à travers une résistance 10 et un condensateur 11. Une résistance 12 est montée en série avec les sphères de l'éclateur. Dans ce circuit, le condensateur il se charge relativement lentement Jusqu'd une tension suffisante pour provoquer une décharge disruptive entre les sphères 8 et la qîsur de la résistance 12 permet de choisir la fréquence de récurrence des décharges de l'énergie emmagasinée par le conden netteur 11. L'expérience a montré qu'un tel générateur ultrasonique dtait.capable de fournir des ondes acoustiques pulsées de courte durde-avec une puissance suffisante pour donner naissance à des stgnaut réflichis utilisables par les circuits d'identification. Le X.ecepteur 5 comporfite un générateur local 13 qui fournit une série de signaux sensiblement analogue à celle que produirait une plaque d'identification 2 portant une série complète de surfaces réflectrices 6. Ces surfaces peuvent titre disposées en gradins ou en dents de scie de profondeur uniforme de façon que les signaux qui sont réfléchis par les surfaces successives 6 soient reçuea avec des décalages égaux dans le temps. Le codage des plaques 2 consiste simplement à supprimer certaines des surfaces 6, selon différentes combinaisons de code. Les signaux du générateur local 13 sont retardés par rapport aux signaux émis du temps nécessaire au parcours aller et retour émetteur 4-plaque 2récepteur 5. Toutes les plaques 2 comportent un motif spécial de contrôle formé par exemple par la première, la seconde et la dernière surfaces réflectrices 6. La réception des signaux réfléchis correspondants permet de contrôler dans le récepteur 5 que les signaux proviennent bien d'une plaque d'identification 2 et ne sont pas des interfé rentes. il est avantageux que les indicatifs codés soient basés sur un système de comptage binaire et que le décodage des signaux reçus se fasse par comparaison avec les signaux locaux dans le récepteur. Le temps pendant lequel le wagon défile devant le poste d'identification 3 n'interfère pas avec la lecture des plaques d'identification. L'information peut être mémorisée ou directement transmise à un ordinateur qui l'utilise. La figure 3 est un schéma synoptique de l'ensemble du système. Le wagon 1 portant une plaque codée 2 défile devant le poste d'identification comprenant l'émetteur 4 et le récepteur 5, et la plaque codée 2 réfléchit les signaux du générateur ultrasonique 7 qui comporte sa propre alimentation 14. Le signal réfléchi est détecté par le récepteur 5, amplifié en 15, appliqué à un circuit conformateur 16, puis à une série de registres à décalage 17, 18, etc. dont deux seulement sont représentés. On peut utiliser un nombre quelconque de registres à- décalage, mais en pratique un nombre compris entre trois et huit assure une protection efficace contre d'éventuels signaux erronés reçus par le poste d'identification. Le signal mis en forme par le circuit 16 est également appliquE à un circuit de contrôle 19 qui vérifie que les impulsions réfléchies par les première et seconde surfaces 6 de la plaque 2 sont bien présentes dans le signal reçu. Dans le cas contraire l'ensemble du signal est rejeté. Si le contrôle est positif, le circuit 19 ouvre une porte de transmission 20 pour laisser passer les impulsions du générateur local 13 pendant une période égale au temps nécessaire pour l'in-- troduction d'un signal codé complet dans le registre à décalage. .L'ouverture de la porte 20 permet la comparaison du signal reçu et du signal constant du générateur local 13, et son enregistrement dans le registre à décalage 17. Les impulsions qui correspondent aux première, seconde et dernière surfaces de la plaque 2 ne sont pas introduites dans les registres à décalage. Le signal pulsé reçu est également appliqué à un second circuit de contrôle 21 qui vérifie si sa durée est correcte, c'est-à-dire si elle correspond à un signal codé complet, et si l'impulsion réfléchie par la dernière surface 6 de la plaque 2 est bien présente. Si le signal ne remplit pas ces conditions, il est rejeté du registre à décalage 17 qui est remis en état initial. Si les conditions de validité sont satisfaites, le circuit 21 actionne un commutateur 22 qui applique le signal de sortie de la porte 20 au registre à décalage suivant 18. Les opérations précédentes se répètent pour chaque registre à décalage de la série et à la fin leurs contenus doivent en principe tous représenter l'indicatif d'un wagon particulier. Le fonctionnement du système peut cependant dtre affecté par des signaux d'inter férence et la comparaison des contenus de tous les registres à décalage permet de déterminer l'indicatif qui a été le plus fréquemment identifié. C'est cet indicatif qui est mémorisé ou transmis au centre de traitement pour y être utilisé au moment v oulu. Dans l'exemple particulier décrit, l'identification se fait à l'aide d'ondes ultrasoniques à environ 300 Hz, mais il va de soi qu'on peut également utiliser des impulsions électromagnétiques. Les récents développements de l'électronique ont permis de mettre au point des composants capables de traiter des signaux suffisawment rapides pour 8tre utilisés dans le système de l'invention. A titre d'exemple, un système d'émission et de récstion de signal électronagnétique peut fonctionner à très haute fréquence, de l'ordre de 50 GHz, avec des durées d'impulsion très courtes, de l'ordre de 20 picosecondes. Dans le récepteur, la génération du signal local et la transmission conditionnelle peuvent se faire par des circuits à diodes tunnel. Le générateur peut être un magnétron ou un oscillateur à diode tunnel. Le récepteur est une simple antenne accordée reliée au système de transmission conditionnelle du décodeur. Les électroniciens pourront concevoir diverses variantes du système de l'invention. Par exemple, l'émetteur et le récepteur peuvent être montés sur un obJet mobile passant devant des postes fixes qui portent des plaques réflectrices codées. Plusieurs plaques peuvent en outre être montées côte-h-côte pour augmenter les possibilités d'identification. On peut également modifier les caractéristiques ou la conception du système électronique d'identification selon les circonstances particulières. Le système de l'invention peut en outre servir à l'enre- gistrement automatique au dépit des heures d'arrivée et de départ d'un parc de véhicules, tels que des camions ou des autobus, ou pour le contrtle des heures de passage des véhicules. De nombreuses autres applications du système peuvent être envisagées. Revendications 1. Procédé dtidentifition d'objets, caracttérisé en ce qu'il consiste à émettre un signal pulsé en direction d'une surface réflectrice codée disposée en un point prédéterminé par rapport à un ensemble d'émisaion-réception, à capter les signaux réfléchis et à les appliquer à un décodeur capable d'identifier l'objet. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal pulsé est un signal ultrasonique. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le signal ultrasonique pulsé est obtenu par des décharges électriques disruptives. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal pulsé est un signal électromagnétique dont la fréquence est comprise entre environ 30 et 100 GRz, et dont les impulsions ont une durée comprise entre 20 et 30 picosecondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'ensemble d'émission et de réception est fixe et en ce que les surfaces réflectrices codées sont portées par un objet mobile à identifier. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les signaux réfléchis sont comparés avec un signal obtenu séparément et en ce que le code est basé sur un ystème de comptage binaire. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 oaracté-risé en ce que les signaux sont réfléchis par des surfaces échelonnées formées sur une plaque en matière réfléchissante. 8. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de signal pulsé, une plaque réflectrice comportent des surfaces réflectrices échelonnées, un récepteur captant les signaux réfléchis par ladite plaque et un décodeur comprenant un générateur local, une porte de transmission commandée et un registre k décalage binaire. 9. Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'identification de signal. 10. Appareil selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'ils est appliqué à l'identification de véhicules ferroviaires.