Brevet FR2491708A1 — publié le 19820409

Installation et p2rocédé d'identification d'objets mettant en oeuvre un circuit fermé de télévision. L'invention concerne les installations ou systèmes d'identi- fication d'objets en mouvement, en particulier une installa- tion à circuit fermé de télévision pour l'identification d'objets avec compensation du mouvement. Afin de suivre la trace du grand nombre de wagons de mar- chandise qui voyagent sur les réseaux ferrés nationaux, à chaque wagon est affecté un numéro qu'il porte de façon bien visible. Dans le passé, divers systèmes ont été proposés pour faciliter la lecture des numéros par le personnel ferroviaire. L'un des systèmes proposés prévoit d'utiliser un circuit fer- mé de télévision pour examiner les wagons passant devant une station de détection. La caméra de télévision est reliée à un dispositif de surveillance situé dans une tour de contrôle (de manière directe ou grâce à un enregistreur à bande) et un inspecteur préposé dans la tour y lit les numéros d'identifi- cation des wagons passant devant la station d'inspection. Le système décrit ci-dessus fonctionnerait efficacement si les wagons s'arrêtaient ou se déplaçaient au travers de l'ins- tallation d'inspection à basse vitesse (c'est-à-dire à une vitesse inférieure à environ 25 km/heure). On rencontre un important problème quand un grand nombre de trains passent au travers des stations d'inspection à des vitesses supérieures à 25 km/heure. A 25 km/heure, un wagon se déplace approxima- tivement de 12 centimètres pendant le temps d'exposition du 2 249 1708 champ d'une caméra de télévision, qui est égal à 1/60ème de seconde. Ce mouvement est suffisant pour produire un flou important, ce qui rend difficile la lecture du numéro d'i- dentification du wagon de marchandise par un préposé regar- dant un écran de télévision de contrôle. A des vitesses même légèrement supérieures à 25 km/heure, le flou du mouvement devient extrêmement prononcé et suffisamment intolérable pour qu'il devienne impossible de lire les numéros sur l'écran de contrôle. Pour compenser le problème introduit par le flou provenant du mouvement décrit plus haut, il a jusqu'à maintenant été proposé de prévoir-un obturateur sur le trajet optique de la caméra de télévision, devant servir à réduire efficace- ment le temps d'exposition à une fraction d'un champ de caméra de télévision et pour,.en fait, arrêter le mouvement du train quand il est visé par la caméra de télévision. Le temps d'exposition avec obturateur peut être fixe ou synchro- nisé à la vitesse du train. Dans les deux cas, l'utilisation de l'obturateur sert à diminuer la lumière suivant le trajet optique de la caméra, et, dans de nombreuses circonstances, la réduction de lumière doit être compensée en utilisant un éclairage artificiel. Ceci nécessite un système complexe et onéreux. Au vu de ce qui précède, un but principal de l'invention est de fournir une installation d'identification d'objets à cir- cuit fermé de télévision fournissant une compensation de mouvement améliorée. Un autre but de l'invention est de fournir' une telle instal- lation dans laquelle la compensation du mouvement est obtenue on ne faisant virtuellement aucun sacrifice en ce qui concerne la netteté ou la qualité de l'image résultante. Un autre but de l'invention est de fournir une installation composée d'éléments courants, facile à mettre en oeuvre et installable aisément a posteriori dans des installations ferroviaires existantes. 3 2491708 Ces buts sont atteints selon l'invention en prévoyant une installation amélioré, permettant l'observation visuelle d'objets se déplaçant sur un trajet fixe en utilisant un circuit fermé de télévision. Une caméra de télévision est mise en place de manière à viser le côté d'un objet en mouvement gr&ce à un élément optique tel qu'un miroir ou un prisme monté rotatif sur un axe perpendiculaire au trajet du déplacement de l'objet. Des moyens sont prévus pour déterminer la vitesse d'un objet lorsqu'il s'approche de la partie du trajet et pour transmettre un signal représentatif de la vitesse déterminée. Le signal est utilisé pour faire tourner l'élément optique, courbant ainsi l'axe optique pour suivre une partie de l'objet pendant qu'il se déplace sur le trajet ou la voie. L'élément optique est pivoté selon un mouvement en dont de scie (cest-àdire avec un retour rapide à une position neutre de départ après chaque balayage succes- sif) à une vitesse angulaire égale à la moitié de la vitesse angulaire de l'objet se déplaçant par rapport à la caméra de télévision. Cette vitesse est égale à la vitesse linéaire de l'objet divisée par la distance orthogonale de la caméra jusqu'au trajet du déplacement de l'objet. Pour éviter une perte de l'image, l'élément est rapidement ramené cyclique- ment à sa position neutre, de sorte qu'il y a au moins un certain recouvrement de l'image entre des cycles successifs. Une forme de réalisation de l'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est un schéma-bloc de l'installation d'identifi- cation d'objets selon l'invention. La figure 2 est une représentation schématique de deux cycles consécutifs du miroir montrant l'étendue du recouvrement d'image, et La figure 3 est un diagramme de forme d'onde du balayage en dent de scie du miroir. 4 2491708 On se réfère à la figure 1. Selon l'invention, une caméra de télévision 10 est dressée à proximité d'une voie de manière à viser des wagons de marchandise 12 passant sur la voie 14. La caméra vise les wagons grâce à un miroir 16 de telle ma- nière que l'axe optique comprend un premier segment 18 entre les moyens optiques de la caméra et le miroir 16, et un se- cond segment 20 entre le miroir et le wagon 12. Pour couvrir une longueur de 4,90 mètres (de gauche à droite) du wagon 12, qui est définie par les limites 22 et 24, au moyen d'une caméra de télévision en circuit fermé couramment commercia- lisée, ayant une distance focale optique de l'ordre de 2,54 centimètres, la distance totale entre la caméra et le wagon doit être approximativement de 9,15 mètres. C'est-à-dire que la distance combinée des segments 18 et 20 de l'axe optique doit être égale approximativement à 9,15 mètres. Pour une forme préférée d'utilisation de l'invention, la distance séparant le miroir de la zone de la voie n'étant guère que-de 50 ou 75 millimètres. Le miroir 16 est un miroir à faible inertie et il est monté de manière à pouvoir tourner autour de l'axe 26. Le miroir est pivoté sous l'action d'un galvanomètre et d'une servo- commande 28 afin de suivre un wagon 12 quand il se déplace sur le segment de voie. C'est-à-dire que le miroir est pivoté de sorte que le champ de vision de la caméra reste fixe sur le wagon et le suive sur une courte distance. A cette fin, le galvanomètre et la servocommande sont pilotés par une commande de la vitesse 30 qui reçoit des informations d'une paire de transducteurs 32 et 34 détecteurs de présence de roues sur la voie, se référant à la vitesse du wagon. Ces transducteurs 32 et 34 sont disposés à distance prédéterminée l'un de l'autre. La commande 30 convertit des entrées prove- nant des transducteurs quand chacun de ceux-ci est excité par le passage d'une roue particulière du wagon, et elle con- vertit cette information d'entrée en un signal indicateur de la vitesse du train. Le moteur et la servocommande 28 entraînent le miroir suivant un mouvement en dent de scie, comme représenté à la figure 3. La pente 36 de chaque dent de scie est déterminée par la vitesse du train, plus le train est rapide, plus est grande la vitesse angulaire à laquelle le miroir 16 doit être pivo- té, et donc plus est raide la pente de chaque dent de scie. Le retour doit être aussi rapide que possible, c'est-à-dire aussi proche que possible de la verticale. A cette fin, le. miroir est conçu de manière à avoir une faible inertie et le moteur est du type galvanomètre, comme indiqué. Ainsi, quand un wagon passe par la zone d'observation, le miroir 16 suit ou poursuit en fait le wagon par une série de balayages, ce qui permet à la caméra d'obtenir une image claire, débarrassée du flou dû au mouvement, à partir du mi- roir. Au cours de chaque balayage successif, il est souhai- table qu'il y ait au moins un certain recouvrement pour as- surer que le préposé voit le wagon entier. De préférence, le recouvrement doit être important, de l'ordre de 60 %. En gar- dant en mémoire que l'on peut prévoir qu'un train circule dans la zone d'inspection à une vitesse quelconque comprise entre 8 et 130 km/heure, le tableau suivant indique le nombre requis de balayages du miroir par seconde pour diverses vites- ses de train quand la caméra est située à 9,15 mètres de la voie c'est-à-dire du trajet du train observé. Nombre de balayages du Vitesse de l'objet Vitesse angu- miroir par seconde pour laire de l'axe 60 % de recouvrement et km/h. m/sec, optique. une distance de 9.15 m 8 2,22 0,244 1,14 16 4,44 0,489 2,29 24 6,66 0,733 3,44 32 8,88 0,978 4,58 48 13,32 1,47 6,88 64 17,76 1,96 9,17 22,22 2,44 11,5 96 26,64 2,93 13,8 128 35,52 3,91 18,3 Le nombre de balayages du miroir par seconde, qui se situe entre 1,14 et 1803, peut être atteint au moyen de miroirs à basse inertie entraînés par galvanomètres disponibles dans le commerce, dans un dispositif à servocommande en boucle fermée. Pour les vitesses de train basses et moyennes, le retour du miroir peut être relativement court pour éviter un temps mort entre les balayages. Quand on approche la plus grande vitesse de train, le temps de retour du miroir peut cependant devenir égal à une partie importante de la période de balayage souhaitée car 1/18,3 seconde est égal à 54,5 millisecondes et qu'une trame complète d'une image de télé- vision dure approximativement 35 millisecondes, ce qui ne laisse que 21,5 millisecondes pour le retour. Cependant, comme noté plus haut, même ce temps de retour relativement court peut être obtenu grâce à un miroir à basse inertie et à un servogalvanomètre en boucle fermée à faible inertie. On voit donc que les buts de l'invention sont atteints. Revendications 1. Installation d'identification d'objets destinée à per- mettre l'observation visuelle, grâce à une caméra de télé- vision, d'un objet en mouvement sur une portion d'un trajet- fixe, caractériséeêen ce qu'elle comprend: une caméra de télévision (10) dont l'axe optique est dirigé vers ledit trajet; un élément (16) de déviation d'axe optique placé sur ledit axe optique; des moyens (30, 32, 34) pour déterminer la vitesse dudit objet; et des moyens (28) sensibles aux moyens (30) déterminant la vitesse, propres à faire tourner l'élément optique (16) à une vitesse angulaire enrelation avec la vitesse dudit objet, de façon à dévier l'axe optique pour suivre l'objet (12) quand il se déplace sur la portion de trajet. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de déviation de l'axe optique comprend un miroir de balayage à faible inertie (16). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le miroir (16) est placé du côté objet du système optique de la caméra (10). 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le miroir (16) est monté rotatif sur un axe (26), sensiblement orthogonal à l'axe optique (18) et au trajet de déplacement (14) et en ce que les moyens (28), de déplacement du miroir comprennent des moyens pour faire osciller ledit miroir sur ledit axe de rotation. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le miroir (16), oscille répétitivement suivant un 8 2491708 mouvement en dent de scie à partir d'une position de départ, sur un angle prédéterminé, puis qu'il revient à la position de départ, la vitesse de balayage du miroir étant déterminée par la vitesse de l'objet (12). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que, au cours de chaque cycle de déplacement du miroir, il existe un certain recouvrement de l'image de l'objet avec celle du cycle précédent. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que, au cours de chaque cycle de déplacement du miroir, il y a un recouvrement d'environ 60 % de l'image de l'objet avec celle du cycle précédent. S. Procédé pour lire des numéros de références sur des objets se déplaçant sur une portion d'un trajet fixe, caractérisé en ce qu'il comprend les mesures consistant à: a) braquer une caméra de télévision (10) sur la portion du trajet fixe au moyen d'un élément (16) de déviation'de l'axe optique de la caméra de télévision; b) déterminer la vitesse à laquelle se déplace l'objet sur le trajet fixe; et c) déplacer l'élément optique (16) par rapport à un axe (26) orthogonal à l'axe optique pour suivre l'objet en mouvement sur la portion du trajet à une vitesse angulaire en relation avec ladite vitesse déterminée. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de déviation est déplacé suivant un mouvement en dont de scie (36, 38). 10. Procédé selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que, au cours de chaque déplacement de. l'élément de déviation de l'axe optique, il y a un recouvre- ment de l'image de l'objet avec celle du cycle précédent.