Brevet FR2569843A1 — publié le 19860307

La présente invent on concerne un instrumc-nt de mesure des distances corr.unicant le résultat de manière sonore. Si les appareils appelés familièrement distances-mètres existent sur le marché, tous ont une matérialisation uisuelle (analogique ou numérique) du résultat des mesures qu'ils efiectuent. La pente invention concerne donc un instrument de mesure des distances qui à une longueur déterminée fait correspondre un phénomène acoustique également déterminé. I1 est par conséquent nécessaire de définir une application bijecti;v.e entre l'ensenible des longueurs à mesurer et ùn ensemble de sons selectionnés à l'avance afin que le résultat de la mesure puisse être interprété sans la moindre ambiguité. Les intérêts d'un tel dispositif sont évidents et pour ne citer que le plus important il suffit d'évoquer l'aide incontestable qu'il peut apporter aux mal-voyants dans leur vie quotidienne en leur donrant la possibilité d'appréhender leur environne- ment matériel en élaborant à partir de celui-ci un relief sonore. ainsi que de détecter tout obstacle au cours de leurs déplacements. Par extension ce dispositif peut. être utilisé pour des déplacements sans visibilité. Sa discrétion permet d'envisager son emploi à des fins militaires. Le prïncipe de l'invention est très simple et s'articule autour de ce qui vient d'être app-elé "distancemètre" dont les règles de fonctionnement reposent sur l'évaluation du temps que met un phénol-laene physique à parcourir la distance à mesurer. Dans ce domaine sont utilisés : les ultrasons, les rayons laser et infrarouge, des ondes radar (hyperfréquence)... A ce niveau, le résultat de la mesure est une grandeur électriqué numérique ou analogique qu'il convient de convertir en grandeur périodique, de frequence audio, par l'intermédiaire plus particulièrement d'oscillateurs, avant d'être matérialisé de ma nièce sonore. A titre d'exemple sera décrit ci-dessous le dispositif particulier qui a recours aux ultrasons comme phénomène propagatoire et qui à l'ensemble des longueurs à mesurer associe l'ensemble des notes de musique. En raison des applications évoquées plus haut, le dispositif n'évaluera que les distances comprises entre 0 et 9 mètres avec la précision du septième de mètre. Ces chiffres ont été également choisis ainsi afin de tirer partie au maximum des possibilités musicales de la gaEm:e, à savoir 7 notes de musique et 9 octaves comme le révèle le tableau de la figure 1. La figure 2 donne le schéma synoptique du dispositif. Plusieurs ensembles le composent : dans l'étage I chargé d'effectuer la mesure sont inclus un ensemble émetteur 1, en ensemble récepteur 2 et un ensemble compteur 3, dans l'étage II dont le rôle est de matérialiser le résultat précédent sont disposés un ensemble convertisseur en fréquence 4 et un dispositif acoustique 5. La description détaillée qui suit fait référence aux figures 3 et 4. L'ensemble 1 est la partie chargée de composer et d'émettre le signal ultrasonique. Il comprend deux oscillateurs A et B qui élaborent un signal complexe du type modulation d'impulsion sur une fréquence de travail de 40 Khz. L'oscillateur A produit le signal (a) dont les caractéristiques sont conformes au schéma de la figure 5 : fréquence 3 hz sous un rapport cyclique de 20 %. L'ensemble 2 est la partie du dispositif destinée à détecter en retour l'onde ultrasonique émise par l'ensemble précédent. Il comprend hormis le transducteur, un amplificateur G et un circuit à verrouillage de phase H dont la fonction est de reconnaître les caractéristiques du signal composé par 1. L'ensemble 3 est la partie réservée au comptage du temps mis par les ultrasons à se propager entre le dispositif et le point cible et à en revenir. Il est tenu compte par la suite du fait que le son parcourt deux fois la distance à mesurer. L'ensemble 3 est constitué d'une horloge C (oscillateur ou multivibrateur) et de circuits compteurs D et E, du type registre à decalage. La fréquence de l'horloge est fonction de la célérité du son et de la précision qu'il est souhaitable de donner à la mesure ; en l'oc- curence la célérité du son est considérée voisine de 300 m/s et la distance minimale à mesurer le 1/7 de mètre, la fréquence de C est alors de 1 050 hz.Cette horloge est commandée par l'en- semble 1 pour son déclenchement (plus spécialement par le signal (a) de A.) et par l'ensemble 2, c'est à dire par H, pour son arrêt. Les impulsions de cette horloge sont dénombrées par des circuits compteurs D (par 7) et E (par 9) le premier pour les sous-multiples du mètre et le second pour les mètres, est inclus également le dispositif J de remise à zéro qui effectue cette opération juste avant le nouveau comptage. L'ensemble 4 est la partie du dispositif dont le rôle est de convertir le résultat du comptage de ensemble précédent en phénomène périodique dont la fréquence est comprise dans la bande audible et plus précisément entre 16,55 hz pour le DO zéro et 7 902,13 pour le si huitième. Plusieurs solutions peuvent être présentées pour résoudre ce problème, celle adoptée dans le cas présent est décrite figure 3 ; le condensateur fixe l'octave (E est le compteur métrique) la résistance fixe la note (D est le compteur des sous-multiples du mètre).Ces deux composants externes de lsoscillateur 14 en détermine sa fréquence d'oscillation. L'ensemble 5 ne nécessite pas d'explication supplémentaire, il peut s'agir deux haut parleur, d'un écouteur ou de tout autre dispositif acoustique. Pour une meilleure adaptation et compréhension, les notes les plus aiguës seront associêes aux distamces les plus courtes et les notes les plus graves aux distances les plues longues. Lorsqu'-une mesure est effectuée, la note correspondante est maintenue jusqu'a la mesure suivante, ceci afin de =donner un son continu plus propice a la détection de changement de tonalité. Cette fonction est accomplie par le dispositif J qui émet une impulsion de remise à zéro des compteurs D et E dès le départ d'une séquence de mesure PFV- DICATIONS 1) - Appareil de mesure des distances communicant le résultat de manière sonore caractérisé en ce qu'il comprend (figure 3) deux étages, l'un I destiné à effectuer la mesure de la distance par un procédé télémétrique, constitué d'un ensemble émetteur 1, d'un ensemble récepteur 2 et d'un ensemble compteur 3, le deuxième II chargé de transformer les données de ltétage précédent en grandeurs sonores comprenant un ensemble convertisseur en fréquence -4 et un dispositif de matérialisation a coustique5. 2) - Appareil de mesure des distances counicant le résultat de manière sonore caractérisé selon la revendication précédente en ce que l'étage I est constitué par un dispositif évaluant les distances en comptant le temps que met un phénomène physique à se propager dans l'intervalle à mesurer : le phénomène physique sélectionné est fonction de la longueur des distances à mesurer. 3) - Appareil de mesure des distances communicant le résultat de manière sonore caractérisé selon la revendication précédente en ce que l'étage I est doté d'un oscillateur A à fréquence -et rapport cyclique variable permettant de procéder à autant de mesure par seconde qu'il est souhaitable. 4) - Appareil de mesure des distances communicant le résultat de manière sonore caractérisé selon la revendication 1 en ce que l'ensemble convertisseur en fréquence 4 est constitué d'un dispositif interface P chargé de fournir à l'oscillateur les grandeurs nécessaires de telle sorte qu'à une distance déterminée corresponde une fréquence d'oscillation déterminée et ceci conformément à une application préalablement choisie. 5) - Appareil le mesure des distances comr.jnicant le résultat de manière sonore caractérisé selon les revendications 1 et 4 en ce que l'étage II est pouvu d'un dispositif J maintenant l'émission du signal sonore jusqu'à la mesure suivante.