Brevet FR2297460A1 — publié le 19760806

L'identification automatique d'un objet en mouvement suppose l'enregistrement préalable sur l'objet d'une information codée et la trans#miss#ion de cette information entre l'objet -et un appareil de lecture. L'invention a pour but la réalisation d'un système permettant de matérialiser l'information codée codée sous la forme d'une mémoire du type "mémoire mortes" de faible prix de revient et de grande résistance aux intempéries : en particulier, cette mémoire doit demeurer lisible même en cas de recouvrement partiel par la boue ou la Suivant l'invention, un procédé d'identification automatique d'objets en mouvement est réalisé à l'aide d'un système utilisant une mémoire holographique susceptible de restituer une informa- tion codée lorsqu'elle est lue par un faisceau de rayonnement monochromatique de longueur dronde prédéterminee, par exemple millimétrique.Il est caractérisé en ce que : 1) Ladite mémoire est réalisée sur un substrat réfléchissant porté par l'objet en mouvement ; @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@fa@@@@ 2) La restitution du hologramme enregistré dans ladite mémoire permet d'obtenir une image réelle, même lorsque ledit faisceau est divergent, ladite image se formant du même côté que l'origine du faisceau par rapport àladite mémoire; @@@@@@@@@@@@@@@e, @@@ 3) Le décodage de l'information est réalisé à l'aide d'une matrice de récepteurs coïncidant avec ladite image réelles et reliée par des moyens de commutation et éventuellement de télé- communication à un ordinateur de restitution de l'information codée L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques apparaîtront, au moyen de la description qui suit, et des dessins qui l'accompagnent, parmi lesquels :: @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ver - la figure 1, représente un enregistrement holographique de type classique, réalisé avec un faisceau de référence convergent, et un objet porteur d'une information codée ; - la figure 2 représente une restitution du hologramme enregistré figure 1, suivant un procédé conforme à l'invention ; - la figure 3 représente le principe de l'invention dans le cas du hologramme optique ; - la figure 4 est un schéma de réalisation de l'invention dans le cas de la holographie en ondes centimétriques ou millimétriques. Figure 1, conformément au schéma classique de l'enregistrement d'un hologramme, une onde de référence et une onde d'éclairage sont créées du même coté qu'un objet 1 par rapport a une plaque photographique 2 de couche photosensible très mince par rapport a la longueur d'onde utilisée, en lumière monochromatique cohérente, par exemple.Toutefois, on relève deux particularités a) l'objet 1 est un simple support plan portant une information codée sous la forme d'une matrice codée en binaire" c'est à-dire composée de carrés noirs (11) et blancs (12) ; b) tonde de référence est constituée par un faisceau stigmatique convergent, compris entre des rayons 101 et 102, dont les prolongements 103 et 104 se rencontrent en un point P (virtuel dans le cas de la figure lj La raison d'etre de cette particularite apparaîtra au moment de la restitution du hologramme représentée figure 2.On peut, toutefois, éviter cette particularité, en ayant recours a l'impression par transparence d'un support 2, de faible épaisseur, à partir d'un faisceau divergent d'origine P. Ce faisceau doit etre fourni par la meme source monochromatique que celle qui fournit l'onde d'éclairage, ce qui est réalisable R l'aide d'une optique de renvoi. L'onde d'éclairage provient d'un faisceau de lumière parallèle 200, obtenu à partir d'un laser monochromatique non représenté. Ce faisceau est focalisé en F par une lentille L, et se prolonge au-delà de F en un faisceau divergent 201, lequel donne, par réflexion sur un miroir 3, un faisceau 202 éclairant l'objet 1. Des rayons 301, 303, 305, diffusés par l'objet, en provenance d'un meme point M de cet objet, interfèrent avec l'onde de réference. La somme des intensités lumineuses provenant des inter férences avec l'onde de référence des différentes ondes diffusées par l'objet fournit le hologramme qui impressionne la plaque 2. Figure 2, on suppose que le hologramme de la fi#gure 1 a été enregistré et développé sur une plaque photographique 20, rendue semi-réfléchissante par un traitement connu. Elle est également semi-transparente. On voit que, dans ces conditions, deux séries d'images sont engendrées lors de la restitution holographique par un même faisceau de lecture ;bien entendu, on ne considère que les images du premier ordre de diffraction. Dans le cas particulier de la figure 1, on obtient deux images réelles du premier ordre. On a représenté figure 2, un faisceau de lumière parallèle 400, provenant d'un laser monochromatique non représente. Ce faisceau est focalisé en P par une lentille L et se prolonge au-delà de P par un faisceau divergent 401 qui vient se diffracter sur le hologramme enregistré dans la plaque 20.Si le faisceau 401 suit rigoureusement le trajet inverse du faisceau convergeant en P représenté figure 1, les rayons diffractés du premier ordre 501, 503 et 505 de lumière transmise par transparence suivent le chemin inverse des rayons 301, 303 et 305, et forment en M1 une image réelle du point M de l'objet 1, élé- ment d'une image réelle 21. En raison de la semi-réflexion, les rayons 502, 504 et 506, symétriques des rayons 501, 503 et 505, forment une image réelle M2 symétrique de 11 image M1, élément d'une image réelle 22. A l'emplacement de l'image réelle 22, on place une matrice de#photodétecteurs, dont le nombre et la disposition reproduisent le nombre et la disposition des carrés (noirs et blancs) constituant la matrice de base de l'information codée (objet 1). Dans la pratique, il est plus commode et plus efficace de réaliser le hologramme synthétique d'une matrice codée en binaire que d'effectuer l'enregistrement par voie optique et photographique comme en figure 1. On sait en effet réaliser des mémoires holographiques par des procédés entièrement numériques, à partir d'informations binaires contenues dans une mémoire classique d'informatique. De telles réalisations sont possibles même en.holographie de rayonnements électromagnétiques du type hyperfréquences radioélectriques n. Dans le cas des rayonnements lumineux, un ordinateur, puisant dans ladite mémoire est programmé pour élaborer le hologramme correspondant à une matrice binaire. Le calcul des éclairements de chaque point du hologramme est effectué en appliquant les lois de la diffraction aux ondes mises en jeu. La sortie de l'ordinateur s'effectue sur un terminal graphique dans lequel on noircit un support transparent proportionnellement à l'éclairement ainsi calculé. On procède de préfére#nce de façon quantifiée, en ne noircissant une surface élémentaire du hologramme que si l'éclairement de celle-ci est inférieur à un certain seuil. La surface élémentaire est d'une dimension inférieure à la longueur d'onde. On obtient ainsi un hologramme binaire comportant des transparences locales égales à O (opacité) ou à 1 (transparence totale).Le hologramme peut etre agrandi ou réduit par des procédés photographiques. Suivant le principe de l'invention, illustré par la figure 3, on utilise, pour reconstituer un message codé d'identification, une mémoire holographique constituée par un hologramme réalisé sur un substrat 30, mince et semi-réfléchissant, éventuellement recouvert d'une couche réfléchissante 31 déposée sur la face du substrat opposée à celle qui doit recevoir le faisceau de lecture. Ce hologramme est obtenu, soit en utilisant une méthode physique, c'est-à-dire un rayonnement électromagnétique, par exemple lumineux, soit en utilisant la méthode synthétique exposée cidessus. Dans le cas d'un rayonnement radioélectrique, la méthode synthétique comporte un usinage, comme il sera précisé plus loin. La lecture du hologramme est opérée par un faisceau divergent 401 provenant par exemple d'un laser monochromatique 32 par l'inter- msdiaire d'une optique identique à celle qui a été ~représentée figure 1 pour l'obtention de l'onde d'éclairage. A l'emplacement de l'image réelle du premier ordre se formant du meme coté que le faisceau 401 par rapport au hologramme, on trouve une matrice 33 de photodétecteurs 34, qui sont par exemple des photodiodes. Cette matrice fat partie d'un coffret 35 de commutation. La commutation dont il s'agit ici réalise le balayage de la matrice de photodétecteurs, réalisant séquentiellement la mise en liaison de chaque photodétecteur avec une ligne 36 qui recueille la tension électrique apparaissant au niveau du photodétecteur afin de la faire entrer dans un ordinateur équipé de façon à permettre l'identification du message codé. La figure Il montre schématiquement un objet 40, lequel est par exemple un wagon de chemin de fer, muni sur un flanc d'une plaque métallique 41 percée de trous. Cette plaque matérialise par ses parties pleines ou percées (les trous pouvant etre de simples trous borgnes), un hologramme "binaire" en ondes centim.é- triques par exemple. Celui-ci a été réalisé par la méthode Synthé- tique exposée plus haut, complétée par ureétape d'usinage de la plaque a l'emplacement des transparences locales d'un substrat obtenu au cours d'une étape initiale, et appliqué sur la plaque 41. L'usinage peut etre effectué à l'aide d'une machine-outil à commande numérique substituée au terminal graphique de l'ordinateur de calcul du hologramme. On choisit de préférence un métal ou un alliage bon conducteur de l'électricité tout en étant assez rigide, pour constituer la plaque 41 ; par exemple on la réalisera en duralumin. L'épaisseur de la plaque est bien inférieure à la longueur d'onde, par exemple de l'ordre du millimètre dans le cas des ondes centimétriques. Les autres dimensions de la plaque sont au contraire de l'ordre de plusieurs dizaines de longueurs d'ondes, si possible. Le faisceau de cure 401 du hologramme est émis par un émetteur radioélectrique (non représenté) contenu dans un coffret 42. Il est alimenté de façon à rayonner en permanence dans un guide d'ondes (non représenté) relié à un cornet 43, orienté vers la plaque 41. Des ondes radioélectriques sont diffractées par la plaque, notamment en direction de l'émetteur, la plaque métallique étant naturellement réfléchissante ; elles forment par exemple un faisceau 500 convergeant en un point où se forme une image réelle d'un bit d'information de la matrice définissant le message codé d'identification. En ce point, on trouve un cornet 45 de réception constituant une antenne d'un récepteur radioélectrique (non représenté). Un coffret 44 réunit les différents récepteurs branchés sur une matrice de cornets identiques au cornet 43. Pour faciliter la compréhension de la figure 4, on a représenté séparément les coffrets 42 et 44 qui paraissent alors situés à des distances différentes de la plaque 41. En pratique les deux coffrets sont solidaires, toutes les dimensions du système étant mécaniquement fixées. Ils sont par exemple empilés l'un sur l'autre et le calcul du hologramme tient compte de l'obliquité relative des faisceaux émis et reçus. Le coffret 44 est doté de moyens de commutation analogues à ceux du coffret 35 de la figure 3. Les tensions détectées au cours de la lecture séquentielle de la matrice de récepteurs sont transmises par une ligne 46 à un ordinateur de décodage non représenté. Si l'objet 40 est en mouvement rapide, par exemple dans la direction de la flèche, c'est-à-dire parallèlement au plan de la plaque 41, la matrice doit être lue entièrement pendant le court instant où l'image réelle formée par le hologramme coïncide avec cette matrice. Le système de commutation doit donc être assez rapide, En pratique, plusieurs cycles de commutation sont nécessaires pour que l'on soit certain de capter cette image. On ne retient que les tensions détectées correspondant d la meilleure coincidence, ce qui est rendu possible en utilisant un comparateur (non représenté) que l'on étalonne par essais successifs. Le nombre de lignes et de colonnes de la matrice constituant le message d'identification est calculé de façon å avoir une capacité suffisante, c'est-à-dire permettre un nombre suffisant de combinaisons possibles pour identifier un objet appartenant à la collection la plus nombreuse que l'on connaisse ou que l'on prévoie. Avec m lignes et n colonnes on peut identifier 2mn objets. Une matrice de 5 x 5, soit 25 récepteurs, permet d'identifier plus de 30 millions d'objets. A titre d'exemple, dans le cas des wagons de chemins de fer, la longueur d'onde choisie peut être de 3 cm (bande X). L'émetteur peut comporter une diode de Gunn, ou du type "à ava lance", le récepteur pouvant etre une simple diode semiconductrice montée au fond d'un cornet. Les dimensions de la plaque peuvent être de 50 x 50 cm ou 60 x 40 cm. L'invention est applicable à l'identification de marchandises ou de véhicules de toute sorte susceptibles de défiler à distance prescrite devant un poste fixe. REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification automatique d'objets en mouvement à l'aide d'un système utilisant une mémoire holographique susceptible de restituer une information codée lorsqu'elle est lue par un faisceau de rayonnement monochromatique de longueur d'onde prédéterminée, caractérisé en ce que 1) ladite mémoire est réalisée sur un substrat réfléchissant porté par l'objet en mouvement ; 2) la restitution du hologramme enregistré dans ladite mémoire permet d'obtenir une image réelle se formant du même coté que l'origine dudit faisceau par rapport à ladite mémoire ; 3) le décodage de l'information est réalisé à l'aide d'une matrice de récepteurs colncidant avec ladite image réelle, et reliée par des moyens de commutation à un ordinateur de restitution de l'information codée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mémoire est un hologramme synthétique d'une matrice codée en binaire. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit hologramme est du type binaire. 4. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que ledit rayonnement monochromatique provient d'un émetteur radioélectrique à très haute fréquence, et que ledit hologramme est réalisé sous la forme d'une plaque métallique à relief variable. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plaque métallique est une tôle percée de trous. 6. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ledit émetteur comporte une diode Gunn ou du type a avalanche" et un système à rayonnement directif, et que ladite matrice de récepteurs comporte des diodes semiconductrices placées au fond de cornets orientés de façon à recevoir le rayonnement réfléchi par ladite plaque. 7. Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que ledit rayonnement monochromatique provient d'une source de lumière cohérente. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite source cohérente est un laser. 9. Dispositif d'identification automatique d'objets en mouve ments, caractérisé en ce qu'il utilise un procédé suivant l'une des revendications 1 à 8.