Brevet FR2317664A1 — publié le 19770204

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la localisation diun véhicule par rapport à une trajectoire prédéterminée, On connut déjà des systèmes de radioguidage comportant des balises radio-électriques couvrant les zones traversées par l'itinéraire que doit suivre un véhicule (terrestre, aérien ou naval) A cette fin, au véhicule est associé un équipement permettant de se guider de balise en balise. La trajectoire suivie par un véhicule guidé de cette façon est formée par une ligne brisée à claque angle de laquelle se trouve une balise La trajectoire d'un véhicule est donc étroitement déterminée par la position des balises, et chaque véhicule doit suivre le même itinéraire ou couloir que les autres.Par suite, une pluralité de véhicules se trouvant simultanément dans une même zone et se rendant dans la même direction, doivent suivre le même couloir ou des couloirs convergents, ce qui peut conduire à des encombrements ou des collisions. Pour éviter ces inconvénients, dans le cas d'avions, on multiplie les itinéraires en divisant horizontalement l'espace, de façon à créer plusieurs couloirs parallèles situés à des niveaux différents. Toutefois, une telle méthode ntaccrott que relativement peu le nombre d'itinéraires, compte tenu du fait que, pour des raisons de sécurité, on est obligé d'attriOuer à chaque couloir une hauteur importante. La présente invention concerne un procédé et un dispositif remédiant à ces inconvénients. Grâce à l'invention, un véhicule peut suivre toute trajectoire prédéterminée dans des zones couvertes par des balises radio-électriques, au lieu d'etre obligé, comme dans les systèmes connus, d'entre constamment orienté vers une balise. Par ailleurs , pour leur mise en oeuvre, le procédé et le dispositif selon l'invention ne nécessitent pas de connattre la position des balises couvrant la trajectoire. I1 en résulte de grandes simplifications de matériel et d'importants gains sur les coûts de celui-ci. A cet effet, selon l'invention, le procédé pour la localisation d'un véhicule par rapport à une trajectoire prédétermi née traversant des zones couvertes par des balises radio-électriques, est remarquable en ce que, pour au moins certains points de ladite trajectoire, on enregistre les informations fournies par au moins deux balises, puis en ce que, au cours d'un parcours ultérieur, on détecte des informations de même type fournies actuel lement par les mêmes balises, après quoi, pour l'information actuelle provenant de chaque balise1 on cherche le point de la tra Jectoire qui, selon les informations préenregistrées, correspond à ladite information actuelle et on calcule l'écart transversal de la position actuelle du véhicule par rapport à la trajectoire à partir de la distance séparant les deux points ainsi déterminés de la trajectoire. De façon connue, les informations émises par lesdites balises peuvent être la distance les séparant du véhicule et/ou l'angle de relèvement correspondant. Les réseaux des courbes d'égale indication de ces balises peuvent être constitués par des faisceaux de droites, de cercles, d'hyperboles, etc.. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, si les informations des balises ont été enregistrées en fonction s. de labscisse/le long de la trajectoire, et si sl et s2 sont les abscisses des points de celle-ci qui correspondent aux informations actuellement reçues des balises, on forme la différence et et comme on le montrera par la suite, leécart transversal de de la position actuelle du véhicule par rapport à la trajec- toire est proportionnel à la valeur algébrique de cette différence s2'S1" De préférence, les informations préenregistrées et détectées ensuite concernent une pluralité de balises et on choisit parmi celles-ci,celles dont les courbes d'égale information sont peu inclinées entre-elles et peu inclinées sur la trajectoire, pour un point considéré. Les informations pré enregistrées peuvent être emmagasinées, soit en laboratoire par simulation, soit au cours d'un parcours préalable d'enregistrement, au moyen d'un dispositif denre- gistrement comportant au moins un capteur des informations des deux baises et un capteur susceptible de fournir les indications sur la distance parcourue par le véhicule. Un tel enregistrement pourrait difficilement être continu. Aussi, il est effectué de façon discontinue et, si au moment de l'exploitation des informations préenregistrées, au cours dtun trajet ultérieur, les informations actuellement détectées ne con- cident pas exactement avec des valeurs préenregistrées, on effectue des interpolations. Comme on le verra par la suite, on peut écrire que l'écart transversal YM est égal à ko (s2-s1). Le )o Le coefficient k peut avantageusement etre calculé en laboratoire, à partir des pentes des courbes d'égale indication desdites balises, au voisi nage de la trajectoire et par rapport à elle, et enregistré avec lesdites informations.Ainsi, il est possible de plus, de donner une estimation de la valeur exacte de l'écart transversal y Pour mettre en oeuvre l'invention, un dispositif selon cette dernière est remarquable en ce qu'il comporte au moins un capteur pour détecter les informations des deux balises, une mémoire dans laquelle a été préenregistré un tableau établissant une correspondance entre les informations émises par lesdites balises et la position dtau moins certains points de ladite trajectoire prédéterminée, des moyens pour lire dans ladite mémoire la position des points de la trajectoire cprrespondant aux informations en cours de détection par ledit capteur et des moyens pour donner un signal électrique significatif de la distance séparant les- deux points ainsi obtenus sur ladite trajectoire. De préférence, ledit dispositif comporte un amplificateur de gain réglable dudit signal électrique significatif de la distance entre les deux points de la trajectoire déterminés. De plus, le signal ainsi amplifié peut titre transmis à un dispositif d'affichage, par exemple un dispositif à aiguille et cadran à zéro central, Par ailleurs, on remarquera que le dispositif selon l'invention peut être, soit embarqué à bord du véhicule, soit au moins en partie disposé dans un poste de commande fixe. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. - la figure 1 illustre une portion d'espace traversé par la tra jectoire prédéterminée et couverte par deux balises radio-élec triques, - la figure 2 donne le schéma synoptique d'un dispositif denre- gistrement des informations préenregistrées. - la figure 3 donne le schéma synoptique d'un dispositif conforme à 11 invention. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. Sur la figure 7,on a représenté une trajectoire (T) traversant un espace (ou zone) couvert par deux balises radio-électriques(non représentées) émettant chacune des informations concernant la position, ou la distance, ou l'angle de relèvement, etc.. dgun point dudit espace par rapport à elles, Ces informations définissent des lignes d'égale indication0 De telles lignes sont désignées par Cij, Cik, Cil, etc.0 pour la première balise et C2m, C2n, C2ps etc. pour la seconde. Par exemple, tous les points de l'espace se trouvant sur la ligne Ctj, sont à la même distance de la première balise, ou bien présentent le même angle de relèvement etc... Au cours dun trajet simulé en laboratoire, on introduit dans une mémoire électronique, pour un certain nombre de points de la trajectoire (T), les valeurs des informations reçues des deux balises. Au lieu de simuler un tel trajet, on peut le parcourir réellement et enregistrer, au fur et à mesure de l'avance du véhicule, les informations émises par les balises, grâce au dispositif illustré par la figure 2o Le dispositif d'enregistrement de la figure 2 comporte un capteur 1 du déplacement du véhicule, au moins un capteur 2 des informations des balises, un dispositif de traitement 3 des signaux délivrés par le capteur 2, et des dispositifs 4 et 5 d'enregistrement dans une mémoire 6 des informations respectivement fournies par les capteurs 1 et 2. Le ou les capteurs 1 peuvent être de tout type connu et ils fournissent l'abscisse si du véhicule, le long de la traJec to-ire (TX comptée à partir d'une origine 0. De même, le ou les capteurs 2 sont de tout type connu et ils délivrent, en coopération avec au moins certaines des balises, des informations concernant la position du véhicule par rapport à deux de ceB dernières. Au fur et à mesure de l'avance du véhicule le long de la trajectoire(TX les informations provenant des capteurs 1 et 2 sont enregistrées dans la mémoire 6 de façon qu'aulx abscisses si d'au moins certains points de cette trajectoire correspondent au moins l'une des informations de position C1i ou C2; données par les deux balises. Ainsi, à chaque abscisse si enregistrée dans la mémoire 6 correspond une information Cli et/ou une information C2jO Le schéma synoptique de la figure 3 illustre comment les informations si, C1i, C2jr préenregistrées (en laboratoire ou lors dtun parcours d'enregistrement spécial) dans la mémoire 6 sont utilisées, conformément à l'invention, pour indiquer ltécart transversal du véhicule par rapport à la trajectoire (T), au cours d'un trajet ultérieur. Le dispositif d'exploitation de la figure 3 comporte un ou des capteurs 2 identiques à ceux du dispositif d'enregistrement de la figure 2. Le capteur 2, qui reçoit les informations actuelles C1 i et C2j des deux balises, interroge la mémoire 6, par l'intermédiaire d'un dispositif de lecture 7, pour connaître d'une part l'abscisse sl du point de la trajectoire (T) qui, à l'enregistrement, correspondait à l'information Cli et d'autre part, l'abscisse s2 du point de la trajectoire (T) qui, à ltenregistrement, correspondait à l'information C2j Ces abscisses sl et s2 sont transmises à des dispositifs 8 et 9 respectivement, chargés de les introduire dans un soustracteur 10. Le résultat de la soustraction s2 - sl est amplifié dans un amplificateur lI à gain réglable, puis affiché sur un appareil 12 à cadran à zéro central 13, devant lequel se déplace une aiguille mobile 14. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure 3, on se reportera de nouveau à la figure 1. Un point M se trouvant dans l'espace couvert par les balises et qui est défini par les informations C1j et C 2m de ces dernières, se trouve bien évidemment à l'intersection des courbes C1j et C2m correspondantes. Si l'on considère un point S de la trajectoire (T), voisin du point M et un système de coordonnées Ss et Sy, dont les axes sont respectivement formés par la tangente Ss et la normale Sy à la courbe (T) au point S, et si, de plus on peut assimiler les courbes C . et C2m à des portions de droites, au moins au lj voisinage du point S, l'équation de la portion de droite correspondant à C1j peut s'écrire y = ml (s - S1)' formule dans laquelle ml est la pente de ladite portion de droite et s1, l'abscisse du point S1 où se trouvait le véhicule sur la trajectoire (T), lors de l'enregistrement des informations des balises, lorsqu'il recevait l'information C1j Dans les mêmes conditions, l'équation de la portion droite correspondant à CZm peut s'écrire y = m2 (s - 52) dans laquelle zn2 est la pente de cette portion de droite et 52 l'abscisse du point S2 où se trouvait le véhicule sur la trajectoire (T), lors dudit enregistrement, lorsque ce véhicule recevait l'information C2m. Des deux équations précédentes, on déduit que l'écart yM du point M par rapport à la trajectoire (T) est égal à Ainsi, l'écart YM est proportionnel à la valeur algébrique de 52 Par suite, la position de l'aiguille 14 par rapport au zéro central du cadran 13 indique si le point M, c'est-à-dire le véhicule, se trouve à gauche ou à droite de la trajectoire (T). L'anaplificateur ll à gain réglable permet de faire varier la sensibilité de l'indication de aiguille 14. Bien entendu, si le point M s'éloigne de la trajectoire (T), l'aiguille 14 s'éloigne du zéro central du cadran 13 et inversement si le point M se rapproche de la trajectoire (T), l'aiguille 14 se rapproche dudit zéro central. Eventueilement, la valeur 51 ou s2, ou les deux, peuvent etre affichées, au besoin après traitement, sur un élément de visualisation 15, pour donner une indication concernant la position longitudinale du véhicule. Le coefficient peut être facilement calculé en laboratoire à partir de ml et m2. Par suite, on peut enregistrer dans la mémoire 6 au moins certaines de ses valeurs en correspondance avec des valeurs de l'abscisse s. En ces points, on peut donc obtenir la valeur exacte de YM sur un appareil d'affichage 16, grâce à un calculateur 17 recevant à la fois la valeur s2 - sl du soustracteur 10 et le coefficient k (s) provenant de la mémoire 6. I1 va de soi qu'éventuellement les signaux provenant des dispositifs 8 ou 9, du soustracteur 10, de l'amplificateur 11 ou d-u calculateur 17 pourraient être utilisés pour commander le guidage automatique du véhicule. REVENDICATIONS 1- Procédé pour la localisation d'un véhicule par rapport a une trajectoire prédéterminée traversant des zones couvertes par des balises radio-électriques, caractérisé en ce que pour au moins certains points de ladite trajectoire, on enregistre les informations fournies par au moins deux balises, puis en ce que, au cours d'un parcours ultérieur, on détecte des informations de même type fournies actuellement par les mêmes balises, après quoi, pour l'information actuelle provenant de chaque balise, on cherche le point de la trajectoire qui, selon les informations préenregistrées, correspond à ladite information actuelle et on calcule l'écart transversal de la position actuelle du véhicule par rapport à la trajectoire à partir de la distance séparant les deux points ainsi déterminés de la trajectoire. 2- Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les informations des balises sont enregistrées en fonction de ltabscisse s le long de la trajectoire et en ce que lton forme la différence algébrique s2 - sl des abscisses des points de la trajectoire ainsi déterminés, différence dont la valeur est proportionnelle audit écart transversal. 3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations préenregistrées et détectées ensuite concernent une pluralité de balises et en ce qu'on choisit parmi celles-ci, celles dont les courbes d'égale information sont peu inclinées entre elles et peu inclinées sur la trajectoire, pour un point considéré. 4- Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que les informations préenregistrées sont emmagasinées en laboratoire. 5- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations préenregistrées sont emmagasinées au cours dtun parcours pré- alable d'enregistrement, au moyen d'un dispositif d'enregistrement comportant au moins un capteur des informations des deux balises et un capteur susceptible de fournir des indications sur la distance parcourue par le véhi cule 6- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coefficient de proportionnalité entre l'écart latéral et ladite différence algébrique des abscisses est calculé en laboratoire, à partir des pentes des courbes d'égale indication desdites balises, au voisinage de la trajectoire et par rapport à elle, et enregistré avec lesdites informations. 7- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon 11 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu il comporte au moins un capteur pour détecter les informations des deux balises, une mémoire dans laquelle a été préenregistré un tableau établissant une correspondance entre les informations émises par lesdites balises et la portion d'au moins certains points de ladite trajectoire prédéterminée, des moyens pour lire dans ladite mémoire la position des points de la trajectoire correspondant aux informations en cours de détection par ledit capteur et des moyens pour donner un signal électrique significatif de la distance séparant les deux points ainsi obtenus sur ladite trajectoire. 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur de gain réglable dudit signal électrique significatif de la distance entre les deux points de la trajectoire déterminés. 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le signal ainsi amplifié est transmis à un dispositif d'affichage, par exemple un dispositif à aiguille et cadran à zéro central. 10- Dispositif selon la revendication 7, mettant en oeuvre plus particulièrement le procédé de la revendication 6, caractérisé en ce que sa mé moire comporte des indications concernant la valeur dudit coefficient de proportionnalité en au moins certains points de la trajectoire et en ce qu'il comporte des moyens pour calculer l'écart latéral exact en fonction de la valeur dudit coefficient et de ladite différence d'abscisses.