Brevet FR2573201A1 — publié le 19860516

La présente invention concerne un disoositif destiné à in diquer à bord des petits bateaux le cap suivi depuis un soint précédent connu et éventuellement la distance 9 ce point. Actuellement il existe pour se positionner sur une carte des instruments très précis mais aussi très coûteux qui ne sont donc pas à la portée du petit plaisancier.En dehors de ces instruments sophistiqués le navigateur dispose d'instruments classiques qui lui permettent de faire une estimation souvent assez précise de ia route parcourue mais dont l'utilisation demande une certaine habitude et une rigueur que les conditions de navigation ne permettent pas toujours d'observer.Selon l'une des méthodes classique le navigateur reporte sur la carte ,à intervalles plus ou moins réguliers,la route qu'il a parcourue depuis le point précédent.Ce qui siqnifie qu'il trace un vecteur ayant pour origine ce point,nour longueur le distance parcourue mesure au loch et pour orientation le cao que le navigateur estime avoir suivi d'après les observation qu'il a pu faire au compas.Si le bateau a changé plusieurs fois de route depuis le point précédent il faut tracer plusieurs de ces vecteurs ce qui implique qu'chaque changement de direction il a fallu noter la distance parcourue et le cap suivi.Une des sources d'erreurs dues à cette méthode est la mauvaise estimation du cap suivi par le navigateur. Le dispositif selon I'invenoion supprime cet inconvénient en indiquant de façon précise le cap suivi par le bateau depuis le point précédent même s'il y a eu plusieurs changements de direction,son fonctionnement rappelant par ailleurs le travail effectué par le navigateur qui trace sa route. Le dispositif comporte: -un moyen de traitement numérique des informations en provenance des autres parties du dispositif et assurant par ailleurs le contrôle de l'ensemble du système; -un moyen de memoriser ltensemble des instructions qui constituent le programme de traitement des informations appliqué par le moyen de traitement numérique .Ce moyen cermet aursi de mPmoriser les informations ainsi que les résultats obtenus après traitement; -un moyen d'afficher les résultats sous forme numérique;; -un moyen de mesurer le cap instantané suivi par le bateau et d'associer à cette mesure un signal électrique correspondant à sa valeur et utilisable par le moyen de traitement des informations soit directement soit par l'intermédiaire d'un circuit de codage, un moyen de mesurer la distance parcourue délivrant une impulsion électrique chaque fois qu'une distance donnée a été parcou rue par le bateau.Ce moyen de mesurer la distance peut comporter un circuit destiné à mettre en forme ces impulsions pour les rendre compatibles avec le moyen de traitement numérique,à multiplier ou à diviser le nombre de ces impulsions.Il peut comporter un compteur d'impulsions pouvant ètre consulté par le moyen de traitement ou pouvant ètre remis à zéro -par le même -Un moyen de commande du dispositif permettant à l'utilisateur d'intervenir pour la mise en route,le réglage,la remise à zéro, la modification de certaines données etc... -Un éventuel moyen de mesurer le temps. Ainsi décrit le dispositif peut fonctionne selon deux façons légèremenr différentes,l'une utilisant le moyen de mesurer le temps,l'autre non. Selon la prelière variante le fonctionnement est le suivant: -Au départ et à des momentschoisis par l'utilisateur celui-ci effectue une remise à zéro. -Ensuite chaque fois que le bateau a parcouru une certaine distance donnée, le moyen de mesurer la distance délivre une impulsion électrique.A chacune de ces impulsions ou aprés un nombre donné de ces impulsions comptabilisées par un compteur ou par le moyen de traitement numérique lui-même,celui ci lit le signal codé correspondant à l'angle de cap et délivré par le moyen de mesurer le cap ou le circuit codeur associé et effec tue un traitement numérique dont le but est de calculer la somme vectorielle du vecteur déplacement en mémoire dans le moyen de mémoriser et du vecteur déplacement instantané.Ce vecteur déplacement instantané étant un vecteur ayant pour longueur la longueur donnée parcourue entre deux séquences de traitement numérique et pour cap celui relevé par le moyen de mesurer le cap au début de la séquence.Le moyen de traitement ayant obtenu ce vecteur somme adresse le résultat du calcul c'est à dire la longueur et le cap du vecteur somme au moyen de mémoriser ainsi qu'au moyen d'affichage numérique. Selon le deuxième mode de fonctionnement on effectue aus si une remise à zéro au départ. Ensuite le signal déclanchant une séquence de calcul n' est pas obtenu à partir de la distance parcourue mais à partir du temps passé.le moyen de mesurer le temps permet d t obtenir à intevalles réguliers un signal déclanchant la séquence de traitement numérique.Dans ce cas un compteur contient le nombre d'impulsions délivrées par le moyen de mesurer les distances depuis la précédente séquence de traitement.Ce compteur peut ètre interne soit au moyen de mesurer les distances soit au moyen de traitement soit externe à ces deux parties.Le moyen de traitement numérique effectue alors un traitement ayant pour but comme précédemment d'obtenir la longueur et le cap du vecteur somme du vecteur déplacement-en mémoire dans le moyen de mémoriser et du vecteur déplacement instantané.Ce vecteur ayant cette fois pour longueur la longueur proportionnelle au nom bre d'impulsions délivrées par le moyen de mesurer les distances depuis la dèrnière séquence de calcul. Ainsi le moyen de calcul permet d'obtenir la longueur et le cap du vecteur somme et adresse les résultats au moyen de mémoriser et au moyen d'affichage. Dans les deux cas le moyen de traitement numérique des informations permet d'obtenir la route parcourue par le navire depuis la remise à zéro en assimilant la route parcourue et qui varie sans cesse à la somme de vecteurs déplacement mesurés régulièrement.Cette façon de faire permet malgré la discontinuité du processus d'obtenir une bonne précision.Une certaine erreur est possible,elle est moindre que celle commise par le navigateur qui estime sa route parcourue dans de mauvaises conditions et peut être diminuée par la fréquence des relevés qui dépend essentièllement des possibilités du moyen de traitement employé.Un avantage essentiel est qu'il dispense le navigateur de noter chaque virement de bord,ce qui n'est pas souhaitable mais peut se révèler fort utile en cas de navigation dans des conditions difficiles et/ou de navigation en so- litaire. La figure 1 montre qu'étant parti d'un point 0 et se trou vant au point A na connaissance de la distance E3A et de la va leur de l'angle suffit au navigateur pour se situer sur la carte,quelque soit le chemin réel parcouru sur lteau.Ces deux notions,distance et cap,sont d'ailleurs des notions familières au navigateur qui dispose généralement à bord des instruments de tracé géométrique permettant de les utiliser. La figure 2 représente un mode de reélisation possible du dispositif. -Le moyen de traitement numérique des informations (1) est un microprocesseur,c'est à dire un circuit électronique miniaturisé dont l'organisation des éléments qui le consti tuent,résistances,transistors,condensateurs etc... ,lui permet d'effectuer sur des signaux électriques codés de façon binaire et représentant des informations diverses,un certain nombre d' opérations logiques élémentaires(comparaisen,addition,etc...) dans un ordre défini pour aboutir au résultat cherché. -Le moyen de mémoriser (2) les données,les résultats,et l'ensemble des opérations logiques å appliquer à ces informations est constitué par des circuits de mémoire,c'est à dire des circuits électroniques dont l'organisation interne permet de mémoriser sous forme codée des informations.Le circuit de mémoire (21),est un circuit dit de mémoire morte,c'est à dire un circuit tel que les informations qui y sont mémorisées ne peuvent qu'ètre lues et non modifiées,ce type de circuit convient parfaitement a la mémorisation du programme de traitement des informations,qui ne doit pas ètre modifié.Le circuit (22) est un circuit de mémoire dite mémoire vive,c'est à dire que les informations mémorisées sont accessiblesen lecture et en écriture et sont donc modifiables,ce qui convient parfaitement pour la mémorisation des données(angle de cap,distance parcourue) et des résultats(longueur et orientation du vecteur déplacement) qui varient en premanence.Le premier type de mémoire est souvent désigné par le sigle ROM (Read only memory) ou en français MEM (Mémoire Morte) tandis que le second est désigné par le sigle RAM(Random Access Memory) ou MEV(Mémoire Vive). -Le moyen(3) de mesurer l'angle de cap est constitu par un capteur angulaire(31) solidaire de,ou asservi à,la rose(32) d'un compas magnétique(35)c'est à dire sa partie mobile.Un tel capteur comporte généralement une partie mobile(33) par rapport au corps(345 de l'appareil et dont l'orientation par rap import à ce corps détermine la valeur du signal présent à la sor tie du capteur.Ce signal peut ètre un signal numérique codé de façon binaire par l'ouverture et la fermeture de différents contacts ,l'interruption ou la non interruption de faisceaux lumineux ou sonores.Ce signal peut ètre un signal analogique tension électrique variable obtenue à l'aide d'un potentiomètre par exemple)pouvant ètre codé par un circuit adapté de façon à pouvoir ètre utilisé par le moyen(1) de traitement des informations. -Le moyen de mesurer les distances (4) est un dispositif quelconque délivrant une impulsion électrique chaque fois qu' une distance donnée a été parcourue par le bateau.Sous une m forme simplifiée ce peut ètre une roue sous marine mise en rotation par le mouvement relatif de l'eau par rapport au bateau portant une partie magnétique et placée à proximité d'un bobinage dans lequel est induit un courant électrique alterna tif qui peut ètre amplifié et mis en forme par un circuit adapté(41) permettant d'obtenir un signal précis chaque fois qu'un certain nombre de tours,ou fraction de tour ,a été effectué par la roue.Ces impulsions sont adressées soit directement au moyen (1) de traitement numérique soit à un circuit annexe additionnant ces impulsions pour n'adresser à ce moyen (1) de traitement qutune impulsions toutes les n impulsions reçues.Plus géné ralement tout dispsitif susceptible de délivrer une impulsion quand une distance donnée a été parcourue peut constituer ce mo yen de mesurer les distances,en particulier le dispositif utili sé ordinairement à bord,par exemple le loch muni eventuellement d'un circuit d'interface. -Le moyen(5) de commande du dispositif peut ètre constitué par un ensemble de petits interrupteurs disposés en clavier et dont les ouvertures et fermetures premettent d'adresser au moyen(1) de traitement les signaux correspondants aux ordres désirés. -le moyen(6) d'affichage numérique des résultats est un dispositif constitué de diodes électroluminescentes ou un dispositif à cristaux liquides muni d'un circuit codeur traduisant les signaux en provenance du moyen de traitement{1) de façon à obtenir l'affichage de signes(chiffres,lettres,etc..)compréhen- sibles et utilisables par le navigateur. -Le moyen de mesurer le temps est un système quelconque, de préférence électronique ,délivrant des impulsions électroni ques à des intevalles de temps rguliers.C'est par exemple un circuit oscillant dont la fréquence d'oscillation est déterminée par les caractéristiques de ses composants,auquel est ajouté un circuit comptant le nombre d'oscillations et délivrant une impulsion électrique chaque fois qu'un nombre donné d'oscil lations a eu lieu.Ce moyen (7) de mesurer le temps est facultatif si le premier mode de fonctionnement décrit ci dessus a été retenu.Il est indispensable dans le second mode de fonctionnement.Il peut faire partie intégrante du moyen de traitement{1). La description de la figure 2 faite ci dessus permet de comprendre aisément le fonctionnement du dispositif quel que soit le mode de fonctionnement choisi.Selon le premier mode de fonctionnement à un intant t le moyen de mémoriser les résultats contient sous forme codée les caractéritiques du vecteur déplacement effectué par le bateau depuis la dernière remise à zéro et calculées précédemment.Quand une distance donnée mesurée par le moyen 4 de mesurer les distances a été parcourue celui ci délivre uné impulsion electrique qui est adressée au moyen (13 de traitement.Le moyen de traitement (1) lit le si gnal délivré par le capteur angulaire(31) ,décode éventuellement ce signal de façon a obtenir une information utilisable et fait subir à cette information et aux autres un traitement dont le programme est mémorisé dans le moyen (2) et visant à obtenir les caractéristiques du vecteur déplacement qui est alors la somme vectorielle du vecteur déplacement précédent et d'un vecteur ayant pour longueur la distance parcourue depuis le dernier trait^ement et pour direction l'angle de cap mesuré par le moyen(3) de mesurer le cap.Les caractéristiques numériques de ce vecteur sont alors adressées par le moyen (1) de traitement au moyen d'affichage (6). Selon le second mode de fonctionnement à un instant t le moyen (2) de memoriser contient sous forme codée les caractéritiques du vecteur déplacement effectué par le bateau depuis la dernière remise à zéro.Le moyen de mesurer le temps délivre une impulsion électrique qui est adressée au moyen de traitement{1) qui lit alors le signal présent à la sortie du capteur (3tri et le décode éventuellement.Ensuite ce même moyen de traitement lit le signal correspondant au nombre d'impulsions délivrées par le moyen de mesurer les distances depuis le drrnier calcul cette valeur étant contenue dans le compteur interne au moyen de traitement ou au moyen de mesurer les distances ou entre les deux.La suite du traitement est semblable à ce qui est fait pré cédemment à la différence que le vecteur déplacement considéré n'a plus une longueur fixe entre deux relevés mais une longueur dépendant de la vitesse du bateau.Lordre dans lequel sont effetuées les lectures de l'angle de cap et de la distance parcoL rue n'a pas d'importance et de toute façon fait partie de l'or- ganisation du programme de traitement quine eput faire lvobjet d'un brevet.Pour mémoire il est possible de rappeler que le pro blème posé par le calcul de la somme vectorielle a des solu tions mathématiques simples soit en géométrie plane ce qui est suffisant pour la plupart des cas-de navigation cotière,soit en tenant compte de la rotondité de la Terre.Dans ce dernier cas il va de soit que les erreurs dues aux dérives(vent,courant) altereront la précision des résultats donnés par le dispositif. Le dispositif faisant l'objet de la présente invention est destiné à équiper les petits bateaux de plaisance,qu'ils soient à moteur ou à voiles.Il permet d'obtenir avec une précision satisfaisante la position relative du bateau par rapport à un point de départ ce qui peut ètre trés utile au plaisancier e en pèche surpris par le brouillard ou la muit,ainsiqu'au régatier qui peut voir en permanence s1il s'écarte du cap qui a choisi pour atteindre un objectif.La technologie actuelle permet la réalisation peut couteuse du dispositif qui peut ainsi devenir un instrument banal de navigation REVENDICATIONS 1 > Dispositif pour indiquer à bord des navires le cap suivi depuis un point de départ ainsi que la distance à ce point caractérisé en ce qu'il comporte un moyen(1) de traitement numérique des informations,un moyen (2) de mémoriser des informations codées constituant les données ainsi que le programme du traitement de ces données par le moyen(1),un moyen (3) de mesurer le cap instantané suivi na le navire et délivrant un signal codé correspondant a cette mesure utilisable par le moyent1),un moyen(4) de mesurer les distances narcourues sar le navire délivrant une impulsion électrique au moyen(1) chaque fois qu'une distance données été parcourue,un moyen(5) de commande manuelle du dispositif,un moyen (6) d'affichage numérique ou alphanumérique des résultats obtenus par le moyen (1). 2) dispositif selon.la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un compteur totalisant le nombre des impulsions délivrées par le moyen (4) de mesurer les distances. 3) dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de mesurer le temps (7) délivrant dessimpulsions electriques à intervalles de temps régu liers. 4) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen de mesurer les distances est le moyen ordi naire de mesurer les distances utilisé à bord muni d'un dispositif mécanique,electromécanique ou électrique d'adaptation.