Brevet FR2219419A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne les dispositifs pour déterminer à distance l'orientation d'un véhicule et plus particulièrement les dispositifs pour déterminer à distance l'orientation d'un véhicule apte à se déplacer dans un plan. Les navires sont généralement équipés d'appareils désignés sous le nom de senseurs, tels que les gyrocompas et les répétiteurs de cap, grâce auxquels il est possible de comnander 11 orientation de ces navires. L'étude du fonctionnement de ces senseurs au cours de la marche des navires pose un problème difficile notamment lorsque cette étude doit être effectuez à terre, les navires se déplaçant en mer à des distances de l'ordre de plusieurs kilomètres. Un but de la présente invention est d'étudier à distance le fonctionnement de senseurs placés à bord des navires. La présente invention a pour objet un dispositif pour déterminer à distance l'orientation d'un véhicule apte à se déplacer dans un plan, caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens pour créer un faisceau lumineux tournant autour d'un point dudit véhicule parallèlement audit plan, ce faisceau lumineux tournant passant par ledit point, - des moyens placés sur ledit véhicule pour émettre un premier signal lorsque la direction dudit faisceau lumineux tournant est celle dans laquelle est orienté ce véhicule, - des moyens pour transmettre à distance ledit premier signal, - un premier détecteur photosensible disposé à distance dudit véhicule pour recevoir ledit faisceau lumineux tournant, ce premier détecteur étant apte à émettre un second signal à la réception de ce faisceau, - et des moyens de traitement desdits premier et deuxième signaux. L'invention sera mieux comprise au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif mais nullement limitatif dans lequel - la figure I représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, - et la figure 2 est une vue partielle du dispositif représenté sur la figure 1. On a représenté sur la figure I un dispositif pour déterminer l'orientation d'un véhicule constitué par un navire 1 se déplaçant sur le plan 2 de la mer cette détermination est effectuée à distance à partir d'un point 3 situé par exemple sur une ile 4 représentée partiellement. Ce dispositif comporte des moyens pour créer un faisceau lumineux 5 passant par un point 6 du navire 1 et tournant autour de ce point parallèlement au plan 2. Ces moyens peuvent comprendre un réflecteur 7 placé au point 6, ce réflecteur étant entraîné en rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan 2 et passant par le point 6, et un générateur laser 8, par exemple un laser hélium-néon, fixé sur le navire 1. Ce générateur laser 8 émet un faisceau lumineux cylindrique 9 pour illuminer le réflecteur 7 Avantageusement une lentille cylindrique 10 est placée sur le trajet du faisceau 9 pour que le faisceau tournant 5 renvoyé par le réflecteur 7 soit un faisceau plat, c'est-à-dire un faisceau dont la section droite est délimitée par un rectangle allongé, la longueur de ce rectangle est perpendiculaire au plan 2. Le dispositif comporte en outre un organe capable d'émettre un premier signal lorsque la direction du faisceau 5 est celle de l'axe 11 dans laquelle est orientée le navire 1. Cet organe est par exemple un détecteur photosensible 12 disposé sur l'axe 11, sur lequel est aussi placé le point 6. Ce signal peut etre transmis vers l'île 4 à l'aide d'un émetteur radioélectrique 13 disposé sur le navire 1. L'entrée de l'émetteur 13 est connectée à la sortie du détecteur 12. Un récepteur radioélectrique 14 est disposé sur l'île 4 à proximité du point 3 pour recevoir le signal transmis par l'émetteur 13. Au point 3 est disposé un autre détecteur photosensible 15 disposé dans le champ balayé par le faisceau 5. Ce détecteur 15 est capable d'émettre un second signal électrique à la réception du faisceau 5. Ce détecteur peut être solidaire d'une lunette de visée 16 orientable autour d'un axe passant par le point 3 et perpendiculaire au plan 2, l'axe optique de la lunette 16 étant parallèle à l'axe de réception du détecteur 15. Dans un premier mode de réalisation particulièrement simple, les sorties du détecteur 15 et du récepteur radioélectrique 14 sont simplement reliées à un circuit de traitement des premier et deuxième signaux, ce circuit comprenant une horloge (non représentée) capable de mesurer l'intervalle de temps séparant l'émission des premier et deuxième signaux. Dans un deuxième mode de réalisation, le dispositif comporte un codeur angulaire disposé sur le navire 1. Ce codeur est sensible à la rotation du faisceau tournant 5 et apte à émettre des impulsions de sortie telles que deux impulsions successives quelconques correspondent à un angle de rotation prédéterminé du faisceau 5. Un exemple de réalisation d'un tel codeur est représenté sur la figure 2. Ce codeur peut comprendre un disque 17 fixé sur l'arbre 18 d'un moteur 19 à l'aide duquel le miroir 7 est entraîné en rotation. Ce moteur 19 est par exemple fixé sur le pont 20 du navire 1 et alimenté par une source d'énergie non représentée. Le disque 17 dont le plan est sensiblement normal à l'arbre 18 comporte une pluralité de percées telles que 21, régulièrement espacées les unes par rapport aux autres et disposées le long d'un cercle coaxial à l'arbre 18.Un générateur lumineux fixe, tel qu'une photodiode 22 disposée d'un côté du disque 17 émet un faisceau lumineux 23 vers les ouvertures 21 parallèlement à l'arbre 18 et un détecteur photosensible 24 également fixe reçoit le faisceau 23 lorsqu'il traverse le disque 17 à travers une percée 21. La sortie électrique du détecteur 24 est reliée à une entrée de l'émetteur radioélectrique 13 non représenté sur la figure 2. La photodiode 22 est alimentée par une source d'énergie électrique non représentée. Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif peut comporter un appareil 25 représenté sur la figure 1, sensible à l'angle d'orientation de la lunette 16 par rapport à une direction prédéterminée telle que la direction du nord 26. Cet appareil 25 peut etre de n'importe quel type connu et peut comporter par exemple un potentiomètre alimenté par une source de tension électrique, le contact mobile de ce potentiomètre étant solidaire de la lunette 16, le potentiel électrique relatif à ce contact mobile ayant une valeur représentative de l'angle de l'axe de visée de la lunette 16 par rapport à la direction 26. L'appareil peut aussi comporter un convertisseur analogique-digital connecté au contact mobile de ce potentiomètre.Ce dispositif peut alors comporter un circuit de traitement constitué par un calculateur 27 dont les entrées sont respectivement connectées aux sorties de l'appareil 25, du détecteur 15 et du récepteur radioélectrique 14. Le fonctionnement du dispositif représenté sur les figures I et 2 est le suivant. Dans le premier mode de réalisation, on oriente la lunette 16 et par conséquent le détecteur 15 vers le navire 1 en visant par exemple les éclairs lumineux émis par le réflecteur tournant 7 éclairé par le générateur laser 8. Si le faisceau tournant 5 est un faisceau plat perpendiculaire au plan 2 de la mer, le détecteur 15 se trouve dans le champ balaye par le faisceau 5 même si ce détecteur est placé à un niveau différent de celui de la mer. Lorsque la lunette est convenablement orientée, on lit sur l'horloge le temps séparant d'une part le premier signal émis par le détecteur 12 et transmis à cette horloge par l'émetteur 13 et le récepteur 14, et d'autre part le second signal emis par le détecteur 15. Connaissant la vitesse de rotation du miroir 7, il est facile d'en déduire l'angle 0 dont on a tourné le miroir 7 entre l'émission de ces deux signaux. On a ainsi déterminé au point 3 de l'lle 4 l'orientation Il du navire 1 par rapport à l'orientation de la lunette 16. Dans le deuxième mode de réalisation, on vise aussi le miroir tournant 7 à l'aide de la lunette 1o. Lorsque cette lunette est convenablement orientée, on commande le fonctionnement du calculateur 27. Ce calculateur compte les impulsions émises par le codeur angulaire entre les premier et second signaux, ces impulsions étant transmises à ce calculateur par l'émetteur 13 et le récepteur 14. Le nombre de ces impulsions est représentatif de l'angle O. Le calculateur 27 reçoit de plus par l'appareil 15 un signal représentatif de l'angle que fait l'axe optique de la lunette 16 avec la direction 26 du nord. Ce calculateur permet d'obtenir l'angle e + de la direction 11 du navire 1 par rapport à la direction du nord représentée au point 6 par la flèche 28. Le dispositif selon l'invention décrit ci-dessus et illustré par les figures 1 et 2 permet de déterminer avec précision et en temps réeel l'orientation d'un véhicule apte à se déplacer dans un plan, cette dètermination étant obtenue à partir d'un point éloigné de ce véhicule Ce dispositif peut être appliqué notamment à l'étude à distance du fonctionnement des senseurs des navires. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitee aux modes de réalisation décrits et représentés qui n' ont été donnés qu a titre d'exemple. En particulier on peut, sans-sortir du cadre de l'invention, changer certaines dispositions et remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour déterminer à distance l'orientation d'un véhicule apte à se déplacer dans un plan, caractérisé par le fait qu'il comporte - des moyens pour créer un faisceau lumineux tournant autour d'un point dudit véhicule parallèlement audit plan, ce faisceau lumineux tournant passant par ledit point, - des moyens placés sur ledit véhicule pour émettre un premier signal lorsque la direction dudit faisceau lumineux tournant est celle dans laquelle est orienté ce véhicule, - des moyens pour transmettre à distance ledit premier signal, - un premier détecteur photosensible disposé à distance dudit véhicule pour recevoir ledit faisceau lumineux tournant, ce premier détecteur étant apte à émettre un second signal à la réception de ce faisceau, - et des moyens de traitement desdits premier et deuxième signaux. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que lesdits moyens placés sur ledit véhicule pour émettre un premier signal comportent un deuxième détecteur sensible à la lumière dudit faisceau lumineux tournant. 3/ Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que lesdits moyens pour transmettre à'distance ledit premier signal comportent un émetteur radioélectrique disposé sur ledit véhicule, une entrée de cet émetteur étant connectée à la sortie dudit deuxième détecteur, et un récepteur radioélectrique disposé à proximité dudit premier détecteur photosensible. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit premier détecteur photosensible est solidaire d'une lunette de visée orientable vers ledit véhicule. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens de traitement desdits premier et deuxième signaux comportent une horloge connectée à la sortie dudit récepteur radioélectrique et à la sortie dudit premier détecteur photosensible pour mesurer l'intervalle de temps séparant l'émission desdits premier et deuxième signaux. 6/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour déterminer l'angle de la direction de visée de ladite lunette avec une direction fixe prédéterminée. 7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un codeur angulaire disposé sur ledit véhicule, ce codeur étant sensible à la rotation dudit faisceau lumineux tournant et apte à émettre des impulsions de sortie telles que deux impulsions successives quelconques correspondent à un angle de rotation prédéterminé dudit faisceau tournant, la sortie de ce codeur angulaire étant reliée à une autre entrée dudit émetteur radioélectrique. 8/ Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdits moyens de traitement desdits premier et deuxième signaux comportent un calculateur dont deux entrées sont respectivement connectées aux sorties dudit récepteur radioélectrique et dudit premier détecteur photosensible, une autre entrée dudit calculateur étant connectée à la sortie desdits moyens pour déterminer l'angle de la direction de visée de ladite lunette avec une direction fixe prédéterminée. 9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour créer un faisceau lumineux tournant comportent un reflecteur placé audit point dudit véhicule, des moyens pour entraîner en rotation ledit réflecteur autour d'un axe passant par ledit point et un générateur laser disposé sur ledit véhicule pour illuminer ledit réflecteur. 10/ Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une lentille cylindrique disposée sur le trajet d'émission dudit générateur laser pour que ledit faisceau lumineux tournant soit un faisceau plat sensiblement perpendiculaire audit plan.