Brevet FR2634929A1 — publié le 19900202

DISPOSITIF D'AIDE A LA CIRCULATION La présente invention a pour objet un dispositif d'aide à la circulation, destiné en particulier, mals non exclusivement, à la circulation routière. On sait que le conducteur d'un véhicule doit traiter un ensemble d'informations qui lui sont communiquées sous forme codée. Par exemple, les marquages actuels sur chaussées, tels que les lignes blanches ou Jaunes, continues ou discontinues, constituent un code significatif pour tous les conducteurs. On connatt par ailleurs un principe de codage désigné sous le nom de "code barre", selon lequel une information se présente comme une succession de barres parallèles, de préférence noires sur fond blanc, la largeur des barres noires et des espaces blancs étant variable, de manière à correspondre à un code pré-établi. La présente invention a pour objet l'adaptation du principe du code barre, de manière à transformer un véhicule en système de lecture d'un code inscrit sur une chaussée à l'aide de bandes de couleur claire. La principale difficulté consiste à permettre une détection fiable et insensible aux différentes contraintes atmosphériques et aux irrégularités du support de l'information qui, dans ce cas, est soit la chaussée, soit un panneau ou toute autre surface. En effet, une chaussée n'est jamais régulière, tant au point de vue aspect (trous, rails, Joints de pont, flaques d'eau, etc...), qu'en ce qui concerne sa couleur (bitume, ciment, béton, sable, gravillons, etc...). De plus, la température, la pluie, le rayonnement solaire sont des éléments variables susceptibles de perturber une lecture. Il existe, bien entendu, des lecteurs de code barre, mais ceux-ci opèrent touJours en milieu protégé, ce qui n'est pas le cas selon la présente invention. -2- Selon l'invention, le dispositif d'aide à la circulation est caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur émettant des ondes lumineuses modulées invisibles et un récepteur, orienté dans la même direction, un circuit de traitement de l'information captée par le récepteur et des moyens de commande signalisatibn et/ou alarme, le récepteur recevant le faisceau émis par l'émetteur, après réflexion sur une surface portant un marquage codé. Ainsi, par le choix d'une émission-réception de lumière modulée, dans un spectre de fréquence différent de celui de la lumière -usible, le fonctionnement du dispositif est indépendant de l'éclairement, c'est-àdire qu'il peut lire un code, tant de Jour que de nuit. Le code qui est détecté et traité peut constituer, soit des informations de guidage, soit des rappels de vitesse autorisée, de virage dangereux, etc... Selon une autre caractéristique de l'invention, un filtre optique est disposé devant le récepteur. Ce filtre ne laisse passer que les signaux lumineux à une fréquence définie, correspondant à la fréquence d'émission de l'émetteur-, ce qui élimine tous les phénomènes lumineux parasites. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - la figure 1, un chemin par bloc du dispositif selon l'invention; - la figure 2, une vue de l'ensemble emetteur-récepteur à l'intérieur de leur support, en vue de face; - la figure 3, une vue du même support, en vue de c8té. -3- Sur la figure 1, on distingue un émetteur i émettant une radiation lumineuse invisible, l'émetteur 1 étant connecté à un oscillateur 16, à travers un diviseur de fréquence 17, suivi par un amplificateur de puissance 18. Un récepteur 2 photosensible, orienté dans la même direction que l'émetteur 1, reçoit après passage à travers un filtre optique 3, des impulsions de lumière plus ou moins réfléchie par la surface R "bombardée" ou "éclairée" par l'émetteur 1, et les transforme en impulsions électriques. De préférence, pour une plus grande insensibilité aux réflexions parasités, la fréquence d'émission de la lumière modulée est supérieure à 6000 Hertz. La vitesse de réponse du détecteur est telle que la vitesse du mobile portant le détecteur ou le code n'intervient pas. La sortie du récepteur 2 est connectée à un circuit de traitement de l'information permettant d'exploiter les informations captées. Ce circuit comprend un premier filtre passe-haut 4, destiné. à éliminer les fréquences basses parasites indésirables. Les impulsions ainsi filtrées. sont acheminées sur l'entrée d'un amplificateur à gain variable 5, o elles sont amplifiées en amplitude. La sortie de l'amplificateur à gain variable 5 est connectée à l'entrée d'un filtre passe-bande 6, très étroit, à très fort coefficient de qualité, dont la fréquence d'accord est asservie à la fréquence d'émission de l'oscillateur 16 ou à un multiple de celle-ci. La fréquence d'accord du filtre 6 est ainsi verrouillée à partir d'un signal prélevé sur l'étage 17. Cet asservissement de la fréquence d'accord permet de pallier les dérives inévitables pour un fonctionnement dans une plage de températures comprise entre -10 et +65 , étant donné que la température influe sur les éléments sensibles de l'oscillateur 16 et du filtre 6. Par ailleurs, cet asservissement permet d'abaisser les coûts de production de l'appareil, puisque la fabrication de ce filtre ne nécessite plus de composants précis, ni de réglages fastidieux. La sortie du filtre 6 est reliée à un étage redresseur 7, -4- destiné à transformer la courbe enveloppe du signal en tension continue moyenne, grâce aux constantes de temps utilisées. Un intégrateur 8 compare ce signal à une tension de référence B, disponible sur l'étage d'alimentation 14, pour agir sur le gain de l'amplificateur 5, avec une constante de temps longue par rapport au temps de lecture du code. Ainsi, il est possible d'éliminer le paramètre résultant de la diversité de couleurs des chaussées et d'obtenir une adaptation automatique du gain de l'ensemble des lecteurs en foncticd'une part, des couleurs de revêtement, et d'autre part, - la distance de lecture. Ce dispositif de contrôle automatique du gain apporte des avantages en fabrication, par l'absence de réglage et l'auto-adaptation à des capteurs plus ou moins sensibles. Un comparateur 9, sur l'une des entrées duquel est appliquée une tension de référence C, reçoit sur son autre entrée les signaux de sortie de l'étage 7, et les met en forme. A ce niveau, le code imprimé sur la chaussée R est décrypté et transformé en signaux électriques continus, de durées variables. Les signaux de sortie du comparateur 9 peuvent alimenter, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un relais 12, un équipement destiné à permettre l'interprétation du code lu par le capteur 2 qui est alors branché en 23. Les signaux de sortie du comparateur 9 peuvent également être acheminés directement, soit sur une alarme sonore 11 et/ou sur un témoin lumineux 10, pour signaler le bon fonctionnement de l'appareil. L'alimentation 14 fournit la tension 12 Volts nécessaire au fonctionnement des différents étages, et présente des prises A, B, C, sur lesquelles sont disponibles les tensions de référence nécessaires au bon fonctionnement du lecteur de code. Le fonctionnement de celui-ci peut être interrompu par un interrupteur 13, 15, si le conducteur le désire. Par ailleurs, il est possible de brancher directement sur les bornes 23 un circuit de commande pouvant agir sur les -5- organes essentiels du véhicule, par exemple la direction ou 1 'accélérateur. Le lecteur a été conçu pour une utilisation à l'extérieur et la lecture d'un code n'est pas perturbée par les conditions météorologiques diurnes ou noctures. Ce résultat est obtenu par l'emploi de filtres optique et électroniques asservis. Le cQntr8le automatique du gain permet une adaptation du niveau de sensibilité en fonction de la "couleur", en lumière invisible, de fond de la surface sur laquelie sont inscrits les codes. Cette couleur est responsable du coefficient d'absorption du rayonnement lumineux, et par suite, de la quantité moyenne de signal 'captée par le récepteur, de sorte que le seuil de décodage est indépendant de la valeur moyenne du signal de réception. Il est seulement nécessaire qu'il existe un contraste suffisant entre la "couleur" de fond et les codes de marquage pour que l'appareil fonctionne convenablement. La durée du signal de sortie du comparateur 9 est proportionnelle à la largeur des bandes de marquage, et son amplitude est constante. Dans le cas d'un véhicule automobile, les éléments 1, 2 et 3, sont, de préférence, inclus dans un support 21. Ces éléments sont eux-mîmes montés sur un bloc 20. Le support 21a, de préférence, une configuration en cloche totalement hermétique à sa partie supérieure, les fils de liaison sortant vers le bas, afin d'assurer une plus grande immunité à l'humidité et aux eaux de ruissellement. Dans le cas d'un véhicule automobile, le support 21 est avantageusement monté devant l'une des roues avant, sensiblement au niveau du pare-choc, par une patte de fixation 19 articulée en 22, ce qui permet de régler l'inclinaison de la surface recevant le détecteur. La hauteur & laquelle est fixé le dispositif est, de préférence, de l'ordre de 40 à 45 cm, mais elle peut passer à 1 mètre ou davantage, avec un optique de focalisation en émission et en réception. Le dispositif qui vient d'être décrit peut être porté par un mobile (véhicule routier ou ferroviaire par exemple), ce véhicule décodant des signaux fixes "imprimés" sur la route ou sur la voie, et les rappelant par un signal sonore ou lumineux au conducteur. Il peut également être monté à poste fixe, le code étant alors porté par le mobile, étant entendu qu'il faut qu'il y ait touJours une vitesse relative entre le dispositif de lecture et le codage. La description- qui vient d'être donnée se rapporte à l'utilisation d'un seul lecteur, mais il est bien entendu possible de monter sur un véhicule ou un aéronef deux détecteurs, de manière à former un ensemble de guidage permettant de suivre, même sans visibilité, des lignes blanches délimitant une zone de roulage. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. -7- REVENDICATIONS 1. Dispositif d'aide à la circulation, caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur (1), émettant des ondes lumineuses invisibles et un récepteur (2), orientés dans la même direction, un circuit de traitement de l'information reçue par le récepteur, et des moyens de commande, de signalisation et/ou d'alarme, le récepteur recevant le faisceau émis par l'émetteur, après réflexion sur des surfaces portant un marquage codé. 0 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filtre optique (3) est disposé devant le récepteur (2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, t5 caractérisé en ce que le circuit de traitement de l'information comprend un filtre passe-haut (4), un-amplificateur à gain variable (5), un filtre passe-bande (6) et un étage redresseur (7). -4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le circuit de l'émetteur (1) inclut un oscillateur (16), un diviseur de fréquence (17) et un amplificateur (18), la fréquence du filtre passe-bande (6) étant asservie à une fréquence du diviseur (17). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'amplificateur à gain variable (5) est commandé par le signal de sortie d'un circuit intégrateur (8), dont l'une des entrées reçoit une tension de référence (B), la seconde entrée du circuit (8) recevant un signal dérivé du signal de sortie de l'étage redresseur (7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la sortie de l'étage redresseur (7) est connectée à une entrée d'un comparateur (9) dont la seconde entrée reçoit une tension de référence (C). - 8- 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le comparateur (9) délivre un signal continu dont la durée est proportionnelle à la durée apparente du marquage codé, en fonction de la vitesse relative de la partie mobile par rapport à la partie fixe. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur (1), le récepteur (2) et le filtre optique (3) sont inclus dans un support (21) en forme de cloche. 9. Dispose-:if selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support (21) est articulé (22) sur une patte de fixation (19).