Brevet FR2591351A1 — publié le 19870612

Dispositif de détection localisée et limitée en distance d'obstacles personnes et objets. L'invention concerne un dispositif permettant de détecter une personne ou un objet, en général un obstacle, dans une direction donnée et une certaine plage de distance, la détection devant etre éliminée au delà d'une certaine distance désignée par limite de détection. La solution de ce problème est simple et bien connue dans le cas où lton dispose d'un support à la dite limite de détection que l'on désigne par le terme de cible; entre le point d'observation et d cible un faisceau étroit lumineux ou infra-rouge agissant sur ut cellu- le photo-électrique permet de détecter le passage dgun ob stalle Le problème auquel la présente invention apporte une solution est celui de la détection sans cible. On sait que la détection sans cible se fait habituellement par des moyens Radar, Ultra-soniques, Infra Rouges ou laser. Quand il est nécessaire de limiter la détection à une certaine distance pour qutelle ne soit pas perturbée par des obstacles situés au delà de la plage de distance sur laquelle porte la détection deux solutions sont habituellement utilisées - ou on procède à une mesure de distance et on sélectionne les signaux réfléchis par les obstacles situés à une distance inférieure à la dite limite de détection - ou on limite la portée du détecteur à une distance inférieure à lf dite dils%Jmanictee/de détection, cette solution étant écartée lorsque la dite limite est précise du fait que certains obstacles trés réfléchissants peuvent être détectés à une grande distance tandis que des obstacles peu réfléchissants ne le sont pas à faible distance. Le cas se présente par exemple pour la détection d'un véhicule dans l'angle mort de la rétrovision d'un autre véhicule : tout véhicule situé dans angle mort et la file voisine doit être détecté de façon sure sans que ne soient détectés des véhicules plus éloignés qui n'interdisent pas une manoeuvre de changement de file. Ltinvention vise à palier les lacunes de ces deux solutions à savoir la complexité de la première, le manque de sécurité de la seconde. Un but de l'invention est de détecter un obstacle, objet ou personne, dans une zone déterminée et sans détecter des obstacles plus éloignés par un dispositif constitué par une cellule émettrice qui émet un faisceau étroit d'ondes électromagnétiques, ou sonores ou ultra-sonores, par une cellule réceptrice directive dont la direction préférentielle de réception est matérialisée par un faisceau dit de réception et par des moyens d'alarme lequel dispositif est caractérisé en ce que les dites cellules émettrices et.récep- trices sont situées à une distance non négligeable par rapport à la distance limite de détection, en ce que les dits faisceaux d'émission et de réception sont sécants à une distance inférieure ou égale a' la dite limite de détection et délimitent un volume d'intersection au travers duquel un obstacle réfléchit une partie des ondes du dit faisceau d'émission directement dans le dit faisceau de réception, le choix de la forme et la fréquence des ondes d'émission étant fait pour objet nir une puissance réfléchie optimale en fonction d-la la nature des dits obstacles et de la distance de la dite limite de détection, et en ce que des moyens de sélection de puissance différencient selon des critères énergétiques les ondes en provenance du dit obstacle qui coupe le dit volume et les ondes en provenance d'autres obstacles qui ne le coupent pas étant situés au delà de la dite limite de détection et rendent actifs les dits moyens d'alarme au passage du dit obstacle au travers du dit volume. Suivant un autre mode de réalisation avantageux le dispositif est constitué par au moins deux cellules émettrices, une cellule réceptrice directive et des moyens de sélection et d'alarme caractérisés en ce que les dites cellules émettrices sont situées à une distance non négligeable par rapport à la limite de détection, en ce que les dits faisceaux d'émission sont sécants à une distance égale ou supérieure aia/limite de détection et délimitent un volume d'intersection, en ce que le faisceau de réception enveloppe le dit volume d'intersection qui rayonne ainsi directement vers la dite cellule réceptrice, le choix de la forme, de la fréquence et du phasage des ondes dtémis- sion étant fait pour obtenir une puissance rayonnée optimale en fonction de la distance de la dite limite de détection, et en ce que les dits moyens de séléc- tion différencient selon des critères énergétiques les dites ondes rayonnées par le dit volume d'intersection et les ondes réfléchies sur un obstacle et rendent actifs les dits moyens d'alarme quand les dites ondes rayonnées ne sont plus identifiées du fait qutun obstacle se trouve à l'emplacement du dit volume d'intersection. D'une façon avantageuse les dites cellules émettrices et réceptrices sont disposées sur la carrosserie d'un véhicule automobile en vue de la détection d'un autre véhicule qui pénètre dans son angle mort de rétrovision et le dit volume dlintersec- tion est positionné dans la zone commune au dit angle mort et à la file de circulation voisine, les obstacles de bord de route ou les véhicules circulant sur la file suivante se trouvant au delà de la dite limite de détection et n'étant pas détectés. Selon un mode de réalisation possible l'entrée et la sortie dtun véhicule dans 1'angle mort d'un autre véhicule sont détectées à la traversée de deux volumes d'intersection positionnés aux limites du dit angle mort dans la-partie centrale de la file de circulation empruntée par le premier des dits véhicules. D'une autre façon avantageuse les dites cellules émettrices et réceptrices sont disposées sur la carrosserie d'un véhicule automobile, de façon préférentielle à la partie arrière, en vue de la détection de la position d'un autre véhicule devant lequel le premier veut se rabattre et le volume d'intersection est positionné dans la file de circulation voisine à une distance arrière suffisante pour que le rabattement puisse s'effectuer sans gêne pour le véhi cule détecté , les obstacles de bord de route ou les véhicules circulant sur la file suivante étant situés au delà de la limite de détection. Selon un nouveau- mode de réalisation possible l'entrée et la sortie d'unvéhicule dans la zone où le rabattement d'un autre véhicule est dangereux sont détectées à la traversée de deux volumes d'intersection positionnés dans la partie centrale de la file de circulation empruntée par le premier des dits véhicules pour l'un à la distance suffisante de rabattement , et pour l'autre au niveau de l'angle mort, ce dernier volume pouvant autre l'un des volumes du dispositif de détection de l'angle mort. Selon une variante , le circuit d'alimentation des dits moyens d'alarme est maintenu en position ouverte ou fermée par de moyens de temporisation pendant le temps où l'on peut actionner le circuit de détection pour savoir si un obstacle a ou non traversé un voluae d'intersection. La description qui suit, illustrée par des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue de dessus du dispositif composé d'une cellule d'émission (1) et d'une cellule de réception (3) fonctionnant dans le plan de la figure. La figure 2 représente une vue semblable d'un dispositif composé de deux cellules émettrices (il) et d'une cellule réceptrice (13). La figure 3 représente vu de dessus un véhicule (21) équipé d'un dispositif en position autre doublé par un véhicule (22). La figure 4 représente un véhicule (29) équipé de dispositif entrée-sortie en position d'etre doublé par un véhicule (27). La figure 5 représente un véhicule (33) équipé d'un dispositif entrée-sortie en position de se rabattre devant un véhicule (34). La figure 6 est un shéma du circuit decommande de la détection avec tmpopsation. Sur la figure 1,les cellules émettrice et réceptrice sont représentées sans leurs moyens d'alimentation; la cellule réceptrice dispose de moyens de sélection de puissance (10) et d'alarme (5)0Gr ce à l'éloignement des dites cellules (1) et (3) les faisceaux d'émission (2) et de réception (4) forment un angle suffisant pour délimiter à leur intersection un volume (7) de forme prismatique dont l'intersection avec un obstacle (8) constitue une surface de réflexion d'ondes captées préférentiellement et sélectionnées par les moyens (10) pour rendre actifs les moyens d'alarme (5). Le volume (7) jouxte la limite de détection (6)mais est situé en deça de façon à ce que tout obstacle (8) qui franchit la limite (6) soit détecté et à contrario qu'un obstacle (9) situé au delà de la limite (6) ne puisse couper le volume (7) et ne soit pas détecté. Que se passe-t-il lorsque l0-obstacle (8) ne traverse-plus le volume (7) parcequgil s'est rapproché des cellules ? Mis à part les cas particuliers d'obstacles trés proches et de grande dimension, un obstacle qui a traversé le volume (7) n'est plus capté et l'observateur peut avoir besoin d'erre encore informé de sa présence ; est le cas par exemple d'un obstacle qui se déplace parallèlement à la direction (1) (3). Dtoù la nécessité,lorsque les moyens d'alarme ne sont pas à fonctionnement permanent, de prévoir qu'ils restent actifs pendant un certain temps aprés la détection mais la difficulté est que cette prolongation du signal d'alarme est source d'indications fausses ; ainsi il est envisagé dans la suite de la présente description soit l'utilisation d'un deuxième dispositif qui détecte la sortie de l'obstacle et rend les moyens d'alarme inactifs , soit l'utilisation de moyens permettant de maintenir actifs les moyens d'alarme pendant le temps jugé nécessaire par l'observateurO Sur la figure 2, les deux cellules émettrices (11) grace à leur éloignement créent à l'intersection des deux faisceaux d'ondes (12) qutelles émettent le volume (17) qui constitue une source d'ondes rayonnées dont la cellule réceptrice (13) capte la partie émise à l'intérieur du faisceau conique (14) dont le dit volume est une directrice0 La puissance des dites ondes rayonnées et captées en l'absence d'obstacle est mesurée grâce aux moyens de sélection de puissance (20) et les moyens d'alarme (15) ne sont rendus actifs que si aucun obstacle (18) situé en deçà de la limite de détection (16) ne vient s'interposer entre les dites cellules et le dit volume de détection, la sélection n'étant pas perturbée par un obstacle (19) qui ne traverse pas le dit volulnoo Le volume (17) jouxte la dite limite (16) mais est situé au delà de façon à ce que tout obstacle (18) qui franchit la dite limite soit détecté et à contrario qu'un dit obstacle (19) situé au delà de la dite limite et du dit volume ne puisse occulter celui-ci et ne soit pas détecté. Il faut noter que les moyens d'alarme (15) restent actifs tant qu'un obstacle (18) occulte le dit volume (17) : il n'est donc pas nécessaire dans la majorité des cas de prévoir des moyens de prolongation de l'activité des dits moyens d'alarme. Il faut noter également que les dits moyens d'alarme étant rendus actifs en l'absence de réception dtun signal la sécurité de la détection peut autre qualifiée d'active, le fonctionnement du dispositif n'étant pas tributaire du bon fonctionnement des divers organes. Sur les figures 7 et 2 les ondes utilisées sont préférentiellement les hyperfréquences, les ondes lumineuses et les ondes infra-rouge et ultra-sonores, ces dernières étant les plus économiques dans ltétat actuel de la technique. L'émission se fait par trains d'ondes pures ou complexes; les sources sont synchronisées entre elles et avec les récepteurs pour utiliser les effets de battements et d'interférences et éliminer toute réception éventuelle d'ondes parasites de mme fréquence. Les fréquences sélectionnées peuvent être des fréquences de résonance différentes des fréquences d'émission de façon à s'affranchir des réflexions perturbatrices. Les cellules ou antennes réceptrices permettent, en fonction de leurs qualités directives, une première sélection des ondes reçues en fonction de leur origine : on peut assimiler cela à une mesure angulaire. Quant aux moyens de sélection de puissance (10) et (20) ils comprennent une électronique de comparaison de grandeurs qui procède à une analyse de la puissance reçue dans la ou les fréquences choisies et la compare à celle qui a été prédertéminée; les mesures peuvent être affinées par un périodmètre qui procède à une véritable vérification de distance en mesurant le temps écoulé entre l'envoi d'un train d'ondes et sa réception et en éliminant de l'analyste les réceptions qui. ne peuvent provenir du dit volume d'intersection (7) ou (17). Grâce à la conjugaison Fréquence, Direction, Energie, Distance la sélection est très sire. Les moyens d'alarme (5) et (15) sont sonores et/ou lumineux mais peuvent également comprendre des affichages en particulier dans le cas où plusieurs dispositifs sont utilisés, couplés à une unité de commande centralisée de détection et équipés d'auto-tests ; on peut envisager aussi le couplage avec un micro-processeur. Sur la figure 3 un véhicule automobile (21) est équipé d'un dispositif dont le volume (24) est localisé dans la partie centrale de l'angle mort de la rétrovision (23) du dit véhicule et de la voie de circulation voisine (25) dans laquelle un deuxième véhicule (22) s' rète à doubler le premier0 Dés que le véhicule (22) franchit le volume (24) l'information est reçue par le véhicule (21) et le conducteur de ce dernier est soit alerté automatiquement soit alerté seulement lorsqutil souhaite effectuer une manoeuvre de dépassement du véhicule qui le précède ou de simple changement de file : un dispositif utilisé dans ce deuxième cas est l'objet de la demande internationale de brevet POT/FR 84/00184. Bien que la barrière autoroutiere (26) constitue une meilleure surface de réflexion que la carrosserie du véhicule (22) il n'y a aucune confusion possible, meme lorsque le véhicule (21) entreprend sa manoeuvre de changement de file ; ce ne serait pas le cas avec une détection limitée par la seule portée maximale de ses composants. Sur la figure 4 le véhicule (29) est équipé de deux dispositifs ; le volume (30) du premier permet de détecter l'entrée du véhicule (27) dans l'an- gle mort (28) ; le volume (31) du deuxième détecte la sortie ; les deux dits volumes sont localisés dans la partie centrale de la voie de circulation voisine (32); le conducteur du véhicule (29) est alerté de la présence du véhicule (27) dans son angle mort (28) tant que le dit véhicule (27) n'a pas franchi le volume (31) et n'est pas rentré dans le champ de vision directe du dit conducteur. Sur la figure 5 un véhicule long (33) est équipé à sa partie barrière d'un dispositif dont le volume (35) permet de repérer la pesition du véhicule (34) au moment où son avant franchit le volume (35). Le dit volume (35) est localisé dans la partie centrale de la voie de circulation voisine (36) à une distance prditerminée jugée suffisante pour permettre le rabattement du dit véhicule (33) sans gbne pour le dit véhicule (34). Un véhicule (38) .qui a franchi le volume (40) du dispositif de détection de l'angle mort et qui n1a pas encore franchi le volume de distance suffisante de rabattement (35) est vu dans le rétroviseur de portière du véhicule (33) mais sa distance est difficile à évaluer : tant qu'il est dans la zone (39) limitée par les deux dits volumes il interdit le rabattement du véhicule (33). Gracie à au moins un dispositif selon l'invention le conducteur du véhicule (33) peut - soit agir sur une commande pendant qu > il double le véhicule (3-8) laquelle commande rend actif le volume (35) de façon à signaler le passage du véhicule (32) à l'emplacement occupé sur la figure par le véhicule (34);; - soit être automatiquement alerté de l'entrée et de la sortie du véhicule (38) de la zone dangereuse de rabattement (39)0 La disposition des dispositifs sur le véhicule long (33) et leur orientation permettent d'éviter qu'une barrière autoroutière (37) , réflecteur d'onde idéal, ne perturbe la détection, ce qui ne serait pas le cas avec un dispositif de mesure de distance situé au niveau de la cabine du conducteur. (41)/ Sur la figure 6 le circuit d'alimentation des moyens alarme (42) est fermé par un interrupteur (46) commandé par l'observateur et par un contact temporisé (43) ; ce contact temporisé par une minuterie réglable est fermé par le circuit dit de détection qui comprend les moyens de détection (45) et de sélection de puissance. Lorsqu'un signal est sélectionné le circuit d'alarme est fermé par le dit contact et reste fermé pendant la durée au cours de laquelle on souhaite que les dits moyens d'alarme (42) soient actionnés par l'interrupteur (46), Toutes ces figures sont données à titre indicatif mais laissent entrevoir le grand intérêt des solutions qutautorisent l'invention dans tous les domaines où l'on a besoin d'être renseigné sur la présence ou l'absence d'objet ou de personne en un emplacement déterminé sans que les objets ou personnes situés plus loin perturbent les résultats de l'observation. On a besoin de plus en plus de moyens de détection pour éviter heurts, collisions, accidents ou pour prévenir d'une présence dans la protection contre le vol ou pour assurer la sécurité des machines dangereuses ou pour actionner des portes automatiques etc. Mais on comprend que l'emploi de ces dispositifs de sécutité est freiné par des conditions économiques, les dispositifs de détection localisée existant sur le marché étant souvent trop onéreux. Dorénavant et quand il y aura la possibilité de disposer deux cellules à une distance suffisante par rapport à la distance de détection, un dispositif selon l'invention sera utilisé en priorité compte tenu de son faible cotte Et largement diffusée pour de multiples usages l'invention devrait grâce à un abaissement de prix insoupçonnable entrer dans bon nombre d'instruments de la vie courante. Il va de soi que la présente invention a été décrite à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification pourra y eAtre apportée, notamment au niveau des équivalents techniques, sans toutefois sortir de son cadre, REVENDICATIONS Dispositif de détection localisée et limitée en distance d'obstacles, objets ou personnes, constitue par une cellule émettrice (i ) qui émet unfaisceau étroit (2) d'ondes électromagnétiques ou sonores ou ultra-sonores, par une cellule réceptrice directive (3) dont la direction préférentielle de réception est matérialise par le faisceau de réception (4) et des moyens d'alarme (5) ca ractérisé en ce que les dites cellules émettrices et r- ceptrices sont situées à une distance non négligeable par rapport à la limite de détection, en ce que les dits faissceau d'émission et de réception sont sécants à une distance inférieure ouale à la dite-limite de détection et dlimitent un volume dtinrersection (7) au travers duquel l'obstacle (s) réfléchit une partie des ondes du dit faisceau d'émission directement dans le dit faisceau de réception, le choix de la forme et de la fréquence des ondes d'émission étant fait pour obtenir une puissance réfléchie optimale en fonction de la nature des dits obstacles et de la distance de la dite limite de détection, en ce que des moyens de sélection de puissance (10) différencient les ondes en provenance du dit obstacle (8) qui coupe le dit volume (7) et les ondes en provenance d'aut res obstacles qui ne le coupent pas et sont situés au delà de la dite limite de détection et rendent actifs les dits moyens d'alarme quand est détecté un obstacle qui traverse le dit volume (7) 2.Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux cellules émet trices(11) qui émettent des faisceaux étroits (12) d'ondes électromagnétiques ou sonores ou ultra-sonores, une cellule réceptrice directive (13) et des moyens de sélection (20) et d'alarme (15), en ce que les dites cellules émettrices sont situées à une distance non négligeable par rapport à la limite de détection, en ce que les dits fais ceaux miesion sont scants à une distance égale ou supérieure à la dite limite de détection et délimitent un volume d'intersection (17!, en ce que le faisceau de réception (,43 enveloppe le dit volume d'intersection qui rayonne ainsi directement vers la dite cellule receptrice, le le choix de la forte, de la fréquence et du phasage des ondes d'émission eant fait-pour obtenir une puissance rayonnée optimale en fonctan de la distance de le dite limite de détection, en ce que les dits moyens de sélection différencient les dites ondes rayonnées par le dit volume dfintersection et les ondes réfléchies sur un obstacle et redent actifs les dits moyens d'alarme quand les dites ondes rayonnées ne sont plus identifiées du fait qu'un obstacle se trouve à l'emplacement du dit volume d'intersection 30 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1. ou 2 caractérisé en ce ue les dites cellules émet- tri ces et réceptrices sont disposées sur la carrosserie G'un véhicule automobile en vue de la détection d'un au tre véhicule qui entre dans son angle mort de rétrovision et en ce que le dit volume d'intersection est positionné dans la zone commune au dit angle mort et à la file de circulation voisine, les obstacles de bord de route ou les véhicules circulant sur la file suivante étant situés au delà de la dite limite de détection. 4. Dispositif selon ltune quelconque des revendications 1.,2. ou 3. caractérisé en ce que l'entrée et la sortie d'un véhicule dans angle mort d'un autre véhicule sont détectées à la.traversée de deux volumes d'intersection positionnés aux limites du dit angle mort dans la partie centrale de la file de circulation empruntée par le premier des dits véhicules. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1. ou 2. caractérisé en ce que les dites cellules émet lrices et réceptrices sont disposées sur la carrosserie d'un véhicule automobile en vue de la détection de la position d'un autre véhicule devant lequel il doit se rabattre et en ce que le dit volume d'-ntersection est positionné dans la file de circulation voisine à une disarrière suffisante pour que le rabattement puisse s'effec-- tuer sans gêne pour le dit deuxième véhicule, les obstacles de bord de route ou les véhicules circulant sur la file suivante étant situés au delà de la dite limite de détection. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1,,2.,3. ou 5. caractevrisé en ce que l'entrée et la sortie d'un véhicule dans la zone où le rabattement d'un autre véhicule est dangereux sont détectées à la traversée de deux volumes d'intersection positionnés dans la partie centrale de la file de circulation empruntée par le premier des dits véhicules pour l'un à la dite distance suffisante de rabattement et pour l'autre au niveau de l'angle mort , ce dernier pouvant constituer tout ou partie du dispositif de détection de angle mort du dit deuxième véhicule. 70 Dispositif selon l'une quelconque des-revendications 1.,2*,3o ou 5. caractérisé en ce que le circuit d'alimentation des dits moyens alarme est maintenu en position ouverte ou fermée par des moyens de temporisation pendant le temps où lton peut actionner le circuit de détection pour savoir si un obstacle a ou non traversé un volume d'intersection.