Brevet FR2470193A1 — publié le 19810529

La présente invention concerne un dispositif qui, dans son ensemble, est formé de l'association de plusieurs composants électroniques respectivement actifs et passifsq propres, con- jointement, à fournir des informations sous forme électroma- gnétique, et de composants horizontaux de signalisation pro- pres à fournir des informations optiqueso La présente invention concerne également un procédé en vuecblutilisation d'un tel dis- positif dans le cadre de la signalisation routière. Par suite de l'augmentation toujours croissante de la circulation routière et de la tendance à augmenter toujours plus la vitesse des véhicules, le problème de la signalisation routière, qui se traduit en informations complètes fournies par la route aux conducteurs des véhicules, devient de plus en plus difficile à résoudre? on estime qu'il est indispensable de structurer systématiquement ces informations, afin d eamé- liorer la fiabilité des renseignements qui doivent tre fournis aux conducteurs, pour les prévenir, par exemple, de l'approche de croisements dangereux, de passages ou de tronçons également dangereux, etc. Ce problème est encore loin d'Otre résolu, malgré toutes les propositions et tous les essais qui ont pu Stre faits. A l'heure actuelleon propose surtout d'installer des composants actifs émetteurs placés aux points critiques de la route et qui sont en mesure d'envoyer les informations voulues k des composants récepteurs installés à bord des véhicules. Cette solution est complexe et extrSmement onéreuse, tant à cause du nombre de composants actifs nécessaires pour protéger les points et emplacements critiques, qu'à cause de la néces- sité d'un fonctionnement continu et du problème de l'alimenta- tion et du contrôle. Il va de soi que l'absence ou la non- réception d'un signal critique peuvent se traduire par des accidents très graves. Par ailleurs, il faut bien reconnaître que la signa- lisation routière actuelle, tant verticale qu'horizontale - _ 2 cette dernière plus efficace -, est encore bien loin d'offrir une solution rationnelle au problème considéré. La signalisation actuelle, à l'exception de très rares cas de signalisations acoustiques entre véhicules, se base exclusivement sur la perception visuelle des signaux et sur l'attention constante des yeux sur la route à suivre. Cette perception visuelle est influencée par les condi- tions de visibilité, qui sont elles-mêmes influencées par des facteurs saisonniers et météorologiques; on considère à l'heure actuelle, que la condition essentielle pour l'avenir de la sécurité de la circulation routière est de pourvoir les véhicules de moyens propres à recevoir, décoder et signaler au conducteur (et/ou, éventuellement, aux instruments du véhicule) les informations de signalisation. L'invention consiste dans l'association de composants actifs émetteurs, installés à bord des véhicules, appelés I radars secondaires ", et de composants passifs, en parti- culier des dip8les placés sélectivement et de façon appro- priée sous une couche de signalisation laminaire préfabriquée et disposée sur la route, ou encore sous (ou dans) la sous- couche portant le matériau de signalisation, ces dip8les recevant l'énergie du radar secondaire du véhicule qui s'appro- che et qui la renvoient, en fournissant l'information sous forme voulue électromagnétique, tandis que le matériau de signalisation donne l'information optique requise. On sait que ces dip8les secondaires, appelés "répondeurs" ou "responders", peuvent être constitués par de très simples circuits de résonance, formés, dans leur réalisation la plus simple, par de très minces plaques métalliques, de la dimen- sion voulue par rapport à la longueur d'onde de l'énergie émise par le radar secondaire. On a constaté que les bandes préfabriquées connues pour la signalisation horizontale constituent, de même que les sous-couches correspondantes, portantes ou collantes, mises en place avec la bande, un support idéal pour ces dipôles répondeurs. Ces bandes ou rubans, préfabriqués, avec leurs dip8les secondaires, dament orientés et échelonnés après leur mise en place sur la routes conservent, sans altération, 2470 193 leur fonction de signalisation horizontale et forment, avec les di-ples placés sous la couche de signalisation proprement dites autant de moyens répondeurs passifs, et, comme tels, ils n'exigent aucune énergie propre pour alimenter le circuit de résonance. Pour fournir des informations supplémentaires, ce cir- cuit de résonance sera équipé, de préférence, d'un circuit oscillant variable, pourvu d'une diode "Schottky", circuit qui module le faisceau de réponse. L'importance et les avantages de l'invention sont les suivants: L'information reçue par le composant actif récepteur, à bord du véhicule, dépend exclusivement de l'existence et de la présence du dip8le répondeur, lequel entre simplement en résonance lorsqu'il reçoit de l'énergie du radar secondaire qui s'approche. Le nombre d'informations peut Otre augmenté non seulement par la modulation du faisceau de réponses mais également par des éléments de résonance supplémentaires, également consti- tués par des plaquettes métalliques. L'ordonnance des dip8les secondaires à répartir le long du parcours peut 9tre opportu- nément codée et décodée par un ordinateur couplé à l'unité active émettrice et réceptrice, pour fournir sélectivement et sans équivoque la réponse voulue. On sait que l'on utilise de plus en plus des équipements radar pour éviter des colli- sions dans le brouillard; on comprend aisément l'avantage que l'on peutttirer de la transformation de tels équipements en vue de leur utilisation selon la présente invention. Des informations importantes peuvent également 9tre fournies sur les conditions atmosphériques. Par exemple, la présence de glace dans une cavité placée sur le circuit du dip8le altère de façon significative les valeurs de la ré- ponse fournissant ainsi une information très importante (la présence de verglas sur la route)a On peut obtenir de nombreuses autres information complé- 2470193 - mentaires, en associant au système, en particulier, au composant actif, une source de rayonnement infrarouge, lequel peut être renvoyé et dûment modulé par les composants passifs. Dans le brevet Etats-Unis n0 4.129.397 au nom du Demandeur est décrite une bande de signalisation, comportant des éléments catadieptriques, qui peuvent être facilement transformés et adaptés pour réfléchir de l'énergie infrarouge. Il est bien connu qu'avec cette énergie, convenablement modulée, on peut obtenir une infinité de types d'information. De plus, étant donné la rapidité et la simplicité avec lesquelles on peut poser les bandes de signalisation, même k titre provisoire, sur les revêtements routiers, le système faisant l'objet de la présente invention permet non seulement d'obtenir, à titre continu, des informations localisées et préprogrammées, mais peut également fournir un service provi- soire et discontinu, comme, par exemple, signaler aux conduc- teurs des interruptions, des travaux, ec. On décrit ci-après un exemple de réalisation de l'invention en relation avec les dessins sur lesquels s - la figure 1 représente un tronçon de route "A", portant une bande de signalisation, équipée d'une série de dip8les constituant autant de circuits de résonances; - la figure 2 représente une partie d'une bande "S" pour- vue d'un dipôle SD" et constituée par une petite plaque d'alu- minium; - la figure 3 représente une partie d'une variante du dipôle équipé d'un circuit oscillant variable "DSut et - la figure 4 représente, de façon schématique et partielle, un exemple de codage supplémentaire. On voit sur la figure 1 un véhicule "V" équipé d'un radar secondaire placé de façon à présenter une antenne à dip8le montée en-dessous du véhicule, le véhicules'appr8tant à par- courir la route "À", dans la direction déterminée par la signalisation horizontale. Le composant actif "R" est équipé pour décoder les infor- mations fournies par les ondes réémises par les dip81es (dont des exemples sont reproduits dans les figures 2 et 3), qui se rouvent dans la bande de signalisation "S" (pour plus de simplicité, nous n'avons indiqué qu'une seule bande le long de la route). Cette bande peut 8tre discontinue ou continue, comme indiqué, par S1 et S2 respectivement pour indiquer l'information de dépassement autorisé ou de dépassement interdit. L'information correspondante (respec- tivement, séquence ininterrompue de signaux et courtes séquences de signaux) est donnée au véhicule par le composant actif 'Rl,. Ce qui précède donne un ememple de cndago de base. La figure 4 fournit un exemple de codage supplémentaire, o diverses séquences de signaux, par exemple, une séquence |5 uniforme 'CI, rapporte la réponse a la vitesse du véhicules tandis que des regroupements divers G1, G2 et G3 ont des significations codées établieso Le circuit do résonance, comnstitué par l1s dip8les, réémet l'énergie en plusieurs harmoniques, dont, de préférence, la troisième, c'est-a-dire la plus forte, est exploitéeo Afin de donner à l'antene du circuit de résonance des dimensions proportionnées la bande qui renferme, entre ses couches, les dip81es en t81le mince, on adopte bien entendu, des fréquences plutôt hautes0 Par exemple, l'émetteur-récepteur, c'est-à-dire le radar secondaire, qui, à bord du véhicule, forme le composant actif du système, utilise de préiérence, en transmission, des micro- ondes comprises entre 0,6 et 1,2 GHZ (Gigahertz). Pratiquement, pour obtenir de meilleurs résultats, l'antenne émettrice et le dipôle de résonance sont disposés transversalement k la bande de signalisation. Ce fait implique une limitation de la fréquence minimum (un dip8le droit, de cm de long, correspond à une fréquence de 600 MHz). - Cette limitation n'existe pas pour les fréquences élevées, en dehors du cott plus élevé, d'une sensibilité plus grande à 2 47 0193 l'humidité et de l'augmentation des coefficients de perte des matériaux. Dans la pratique, ce seront les fréquences adoptées pour les équipements radar anti-collision qui déter- mineront les fréquences des équipements. A titre d'exemple, avec un émetteue de 1 GHz, d'une puis- sance de 0,5 Yatt, à une distance de 5 m des bandes de signa- lisation, on a obtenu, avec un Véhicule roulant à 20 km/h et sur une chaussée sèche, une réponse, sur la-troisième harmoni- que, de 1,4 microvolt, alors que, sur une route mouillée, la réponse a été de 1,55 microvolt. Il va de soi que le dispositif composite a été décrit et représenté en se limitant à ses composants essentiels, à titre d'exemple indicatif mais non limitatif. Les dir8les passifs, indiqués par la lettre "D" sur les figures 2 et 3, peuvent avoir une forme et une conception différentes, tout en conservant leur propriété de former un circuit de résonance, répondant au signal émis par le radar secondaire "R". Il en va de même pour les caractéristiques du radar secondaire, qui pourront varier, tout en utilisant toutefois des fréquences. De même pourront être modifiées les modalités de mise en place des dipôles passifs, placés sous la bande de signa- lisation préfabriquée, éventuellement sous forme d'un ruban glissé dans la sous-couche collante ("primer") de la bande. La mise en place d'une telle bande préfabriquée, possé- dant, sous la couche de signalisation, les éléments passifs de résonance, confère à cette bande une double fonction z signalisation horizontale visuellement identifiable et, par l'intermédiaire d'éléments sélectivement en résonance avec le radar secondaire, des informations sous forme électroma- gnétiqueo 2 4 70 193 REVENDICAT IONS 1. Dispositif composite de signalisation routière, caractérisé par l'association (a) de composants électroni- ques (R) émetteurs-récepteurs, appelés "'radas secondaires" destinés à 9tre placés à bord des véhicules (V) et propres à émettre de l'énergie vers la routeo(b) de composants passifs, disposés sous une bande (Sp 82) préfabriquée, prévue sur la route, propres à renvoyer cette énergie au composants récep- teurs à bord des véhicules, en fournissant des informations électromagnétiques et, enfin, (c) de composants horizontaux de signalisation, propres à fournir à l'automobiliste des informations optiqueso Dispositif composite selon la revendication 1 pour fournir des informations de signalisation sur des routes déjà pourvues d'une signalisation horizontale matérialisée par des bandes de signalisation préfabriquées, réparties sur le revS- tement routier, caractérisé par le fait que des composants passifs sont associés 'irectement au matériau de signalisation formé par un ruban. 3. Dispositif compositee selon la revendication 1 ou 2 et/ou 2, caractérisé par le fait que les composants passifs sont des dip3les dont la dimension et l'orientation sont telles que ces composants remnvoiemnt l'énmergie aux composants récepteurs se trouvant à bord du véhicule, 4. Dispositif composite, selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé par lefait que lesdits composants agissent dais le domaine des fréquences radaro * Dispositif composite selon la revendication 4, carac- térisé par le fait que les composants passifs répondeurs ren- voient des harmoniques du signalo 6, Dispositif composite, selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les composants actifs sont constitués par des radars secondaires dont l'antenne est directionnelle et est placée en-dessous du véhicule, afin d'émettre de l'énergie sous forme de micro-ondes dirigées vers les composants passifs répondeurs, placés sur la chaussée, dans cette direction. 7. Dispositif composite selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé par le fait que le composant récepteur comprend un calculateur pour le décodage et l'ex- ploitation des informations fournies par les micro-ondes réémises par les composants passifs répondeurs selrouvant sur la chaussée. 8. Dispositif composite selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé par le fait que les composants passifs répondeurs sont pourvus d'un circuit oscillant de résonance variable. 9. Procédé pour l'utilisation de dispositifs composites selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, ractérisé par l'exploitation simultanée de composants passifs, formant des dip8les, placés sous une bande de signalisation, pour envoyer des signaux produits par des radars secondaires montés sur les véhicules, afin de fournir à ces derniers des informations de signalisation sous forme électromagnétique, ainsi que d'une bande de signalisation horizontale, afin de fournir à ces véhicules des informations optiques. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel les dispositifs composites comportent des dipôles passifs enfouis dans les bandes de signalisation placées sur la chaussée, caractérisé par l'exploitation des signaux de réponse desdits dip8les, signaux qui correspondent à la signalisation visua- lisée par la signalisation horizontale en place. 11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par l'exploitation de l'information renvoyée par les composants passifs répondeurs, afin d'obtenir des indications sur l'état de la chaussée. 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé par la détection d'une condition de gel dans une cavité associée au circuit des dip8les, pour obtenir des informations sur l'état de la chaussée, en particulier, sur la présence ou l'absence de verglas sur la route. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé par leemploi d'un calculateur de décodage des signaux de réponse provenant des dipôles, afin d'obtenir des informations de signalisationo 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé par l'exploitation d'informations auxi- liaires fournies par la reéflexion msodulée d'énergie infra- rouge, de la part de réflecteurs disposés sur la chaussée et frappés par le rayonnement émis par une source optique placée sur le veh'1él, afin d'obtenir des informations complémen- taires ? celles obtenues par réflexion sélective de micro- ondes radar 15. DispasitUi composite pour fournir des informations de signalisation, sur des routes déjà pourvues d'une signali- sation horizontale matérialisée par des bandes de signalisa- tien préfabriquées, réparties sur le rev&tement routierg caractérisé par le fait que des composants passifs sont asso- ciés directement au matériau de signalisation formé par un ruban.