Brevet FR2661004A1 — publié le 19911018

I La présente invention concerne un dispositif cinémométrique destiné à mesurer la vitesse absolue V d'un véhicule à contrôler, comportant, embarqués à bord d'un véhicule de contrôle, un premier cinémomètre pour mesurer la vitesse de référence VR dudit véhicule de contrôle et un deuxième cinémomètre, à effet Doppler, pour mesurer la vitesse relative d V dudit véhicule à contrôler par rapport au véhicule de contrôle lors d'un dépassement du véhicule de contrôle par le véhicule à contrôler, des moyens de calcul fournissant la vitesse absolue V cherchée par la relation V = V R + d V. Le dispositif cinémométrique, objet de l'invention, trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine du contrôle, par les forces de police, de la vitesse des véhicules se déplaçant sur la voie publique afin, le cas échéant, de faire respecter les limitations de vitesse correspondantes en fonction des nécessités du trafic routier. Les cinémomètres actuellement utilisés pour mesurer la vitesse des véhicules circulant sur une route, une autoroute, ou encore sur un circuit de compétition sont généralement constitués par des appareils fonctionnant selon le principe de l'effet Doppler dans la gamme des ondes millimétriques Ces dispositifs cinémométriques, disposés à proximité immédiate de la voie de circulation considérée, émettent une onde électromagnétique qui est ensuite réfléchie par le véhicule en mouvement dont on veut mesurer la vitesse Lorsque ce véhicule présente par rapport à l'appareil de mesure une vitesse radiale non nulle, la fréquence de l'onde électromagnétique, reçue par le cinémomètre après réflexion, subit un décalage, appelée fréquence Doppler, directement proportionnelle à la vitesse cherchée La détermination de ce décalage de fréquence, par battement par exemple entre les ondes émise et réfléchie, constitue donc une mesure de la vitesse du véhicule à contrôler. Toutefois, ce type d'appareillage, décrit par ailleurs dans la demande de brevet français N O 74 24810, n'est pas exempt d'inconvé- nients En particulier, posé sur le sol à quelques mètres du bord de la chaussée, il peut être facilement repéré, de même que les représen- tants des forces de police chargés d'effectuer les contrôles Ce manque de discrétion a pour conséquence de limiter considérablement l'efficacité de tels cinémomètres, et ce d'autant plus que les conducteurs des véhicules s'approchant de la zone de contrôle sont souvent avertis par ceux qui, circulant en sens contraire, en ont décélé la présence. Aussi, pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé un dispositif cinémométrique du type de celui décrit dans le préambule, qui présente l'avantage de pouvoir être complètement embarqué à bord d'un véhicule de contrôle Ce véhicule, banalisé, circulant lui-même au milieu du trafic sur l'axe routier mis sous surveillance, ne peut absolument pas être repéré par les autres usagers. Les dispositifs cinémométriques embarqués actuellement utilisés comportent un premier cinémomètre du type tachymétrique donnant une estimation de la vitesse de référence du véhicule de contrôle, et un deuxième cinémomètre, à effet Doppler, analogue aux cinémomètres fixes, qui mesure la vitesse relative d V du véhicule à contrôler par rapport au véhicule de contrôle. Ces dispositifs connus à mesure tachymétrique de la vitesse de référence n'offrent cependant pas toujours la précision exigée pour ce genre d'appareils, compte tenu des conséquences juridiques que les contrôles de vitesse peuvent entraîner En effet, les tachymètres installés sur l'arbre du moteur n'enregistrent que la vitesse de rotation des roues, la détermination de la vitesse linéaire du véhicule restant tributaire de paramètres aléatoires non maîtrisés comme l'usure et la pression des pneumatiques. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de fournir un dispositif cinémométrique conforme au préambule qui garantirait une précision élevée de la vitesse mesurée, compatible avec l'application au contrôle du trafic routier. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que le premier cinémomètre est un cinémomètre à effet Doppler mesurant en permanence la vitesse de référence VR dudit véhicule de contrôle tant que le deuxième cinémomètre à effet Doppler détecte une vitesse relative d V de signe négatif, et en ce que le premier cinémomètre cesse de mesurer la vitesse de référence VR et le deuxième cinémomètre effectue la mesure de la vitesse relative d V lorsque le deuxième cinémomètre détecte une vitesse relative d V de signe positif, la dernière valeur de la vitesse de référence V R mesurée par le premier cinémomètre étant stockée dans une mémoire vive comprise dans lesdits moyens de calcul, et en ce que le premier cinémomètre effectue à nouveau la mesure de la vitesse de référence VR dès que le deuxième cinémomètre détecte une nouvelle vitesse relative d V de signe négatif. Ainsi, lorsque le véhicule de contrôle n'est pas dépassé par un autre véhicule, le deuxième cinémomètre n'enregistre que des vitesses relatives négatives correspondant au défilement du décor et au mouvement des véhicules circulant en sens contraire Dans cet état de fonctionnement du dispositif cinémométrique selon l'invention, le premier cinémomètre fournit une mesure de la vitesse de référence VR' par effet Doppler inverse par rapport au défilement du sol par exemple, tandis que le deuxième cinémomètre, associé à une unité de traitement, fournit un signal Doppler correspondant au mouvement relatif des deux véhicules considérés Quand un véhicule dépassant le véhicule de contrôle entre dans le champ de mesure du deuxième cinémomètre, un signal positif de vitesse est détecté, ce qui a pour effet de suspendre le calcul de la vitesse de référence VR dont la dernière valeur mesurée avant interruption est stockée dans une mémoire vive du dispositif Les moyens de calcul fournissent alors, pendant toute la durée de la traversée du champ de mesure par le véhicule dépassant à contrôler, des valeurs de la vitesse relative d V qui, ajoutées à la vitesse de référence VR mémorisée, permettent d'atteindre la vitesse absolue V cherchée avec une précision supérieure à 1 % sur toute la gamme des vitesses mesurées Lorsque le véhicule à contrôler sort du champ de mesure, le deuxième cinémomètre fournit à nouveau un signe de vitesse relative négatif qui inhibe le calcul de la vitesse relative d V par les moyens de calcul, lesquels effectuent à nouveau la mesure de la vitesse de référence VR' La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure la est un schéma synoptique d'un dispositif cinémométrique selon l'invention. La figure lb est une vue de côté du véhicule de contrôle de la figure la. La figure 2 est un schéma des moyens de calcul du dispositif cinémométrique de la figure la. La figure la représente, sur un schéma synoptique, un dispositif cinémométrique destiné à mesurer la vitesse absolue V d'un véhicule 100 à contrôler Ce dispositif comprend, embarqué à bord d'un véhicule 200 de contrôle, un premier cinémomètre 210 à effet Doppler pour mesurer la vitesse de référence VR dudit véhicule 200 de contrôle Ce cinémomètre 210 est, par exemple, et comme le montre la figure lb, placé dans le véhicule de contrôle de façon à pouvoir mesurer la vitesse VR par effet Doppler inverse par rapport au défilement du sol Bien entendu, le premier cinémomètre devra être installé à un endroit du véhicule de contrôle suffisamment discret pour éviter d'être repéré Un deuxième cinémomètre 220 à effet Doppler, également embarqué à l'intérieur du véhicule 200 de contrôle, est prévu pour mesurer la vitesse relative d V du véhicule 100 à contrôler par rapport au véhicule 200 de contrôle A la différence près que dans le dispositif de mesure de vitesse montré à la figure la, le deuxième cinémomètre 220 est mobile et non fixe, ce dernier fonctionne de façon tout à fait analogue au cinémomètre décrit dans la demande de brevet français N O 87 12787 au nom de la Demanderesse, laquelle est inclue par référence à la présente demande Dans le mode de réalisation des figures la et lb, le deuxième cinémomètre 220 est installé sur la plage arrière du véhicule 200 de contrôle et émet, comme le premier cinémomètre 210, un faisceau d'onde millimétrique, de 12,5 mm de longeur d'onde par exemple Le faisceau 240 de mesure issu du deuxième cinémomètre est centré autour d'une direction A faisant un angle cc avec l'axe du véhicule 200 de contrôle Typiquement, la largeur du faisceau 240 est de l'ordre de 100 Les signaux Doppler fournis par les premier 210 et deuxième 220 cinémomètres sont ensuite traités par des moyens de calcul 230 de façon à obtenir la vitesse absolue V cherchée à l'aide de la relation V =VR + d V. Ces moyens de calcul 230, schématisés sur la figure 2, comprennent essentiellement deux voies Une première voie concerne le signal provenant du premier cinémomètre 210 L'onde millimétrique émise par ledit premier cinémomètre est réfléchie par le sol et renvoyée vers le premier cinémomètre avec un décalage de fréquence, appelée fréquence Doppler, directement proportionnel à la vitesse de référence VR Le signal analogique correspondant à l'onde réfléchie est d'abord numérisé par une première unité 231 de traitement numérique avant d'être envoyé vers un microprocesseur 280. Sur une deuxième voie, ledit microprocesseur 280 reçoit également un signal Doppler, numérisé par une deuxième unité 232 de traitement numérique, et correspondant à l'onde millimétrique réfléchie par le véhicule 100 à contrôler De préférence, le message fourni par ladite deuxième unité 232 de traitement numérique comprend 16 bits dont un bit dit "de sens", donnant le signe de la vitesse relative d V enregistrée par le deuxième cinémomètre 220 Le bit de sens est détecté par un moyen 233 qui commande un moyen logique représenté de façon tout à fait symbolique par les interrupteurs couplés 241-242. Lorsque le signe de la vitesse relative d V est négatif, aucun véhicule à contrôler ne dépasse le véhicule de contrôle, l'interrupteur 242 est ouvert et le calcul de la vitesse relative d V n'est pas effectué par le moyen de calcul 252, tandis que, l'interrupteur 241 étant fermé, le signal issu de la première unité 231 de traitement numérique parvient jusqu'au moyen 251 de calcul de la vitesse de référence VR, dont la valeur est stockée dans une mémoire vive 270 La valeur ainsi mémorisée de la vitesse de référence VR est mise à jour en permanence, l'opération de calcul/ stockage étant effectuée au rythme de la fréquence de récurrence des moyens de calcul. t 2661004 Il faut noter dès à présent que les moyens dont il est question dans le mémoire sont essentiellement constitués par des mémoires et par des logiciels exécutés par le microprocesseur 280, même s'ils peuvent être remplacés par des circuits de logique cablée Ces divers logiciels ne seront pas décrits en détail car ils font appel à des techniques de programmation tout à fait classiques à la portée de l'homme du métier De façon schématique, les logiciels utilisés sont stockés dans la mémoire morte 260. Au moment o un véhicule effectue un dépassement du véhicule de contrôle, le bit de sens du signal devient positif et le moyen de détection 233 fait basculer le circuit logique 241-242 dans la position ou l'interrupteur 241 est ouvert, suspendant ainsi le calcul de la vitesse de référence VR, et o l'interrupteur 242 est fermé Le calcul de la vitesse relative d V est alors réalisé par le moyen de calcul 252 Si on le désire, le signal de 16 bits fourni par la deuxième unité 232 de traitement numérique comporte un bit dit "de qualité" qui permet de valider ou non la mesure de vitesse En sortie du moyen logique 241-242, un moyen 253 de contrôle de la valeur dudit bit de qualité transmet le signal au moyen 252 de calcul de la vitesse relative d V si le bit de qualité vaut 1 Par contre, si le bit de qualité vaut 0, la mesure est rejetée jusqu'à la mesure suivante qui a lieu lorsque le véhicule à contrôler a parcouru une certaine distance Aú En effet, le dispositif cinémométrique selon l'invention présente la particula- rité de fonctionner à une fréquence d'horloge égale à la fréquence Doppler. Comme la fréquence Doppler Fd est une fonction linéaire de la vitesse du type Fd = 2 V cos c. on constate que les mesures successives ne se font pas pour des intervalles de temps déterminés mais pour des distances parcourus données a U, ce qui conduit à disposer d'un nombre de points de mesure constants indépendants de la vitesse A titre d'exemple numérique, la distance âQ entre deux mesures peut être de 11 mm, ce qui pour une traversée de faisceau de 3 m donne environ 270 points de mesure. De façon à prendre en compte d'éventuelles variations brutales, accélérations ou décélérations, du véhicule de contrôle, les moyens de calcul 230 comportent des moyens 254 de discrimination qui éliminent de la mesure des valeurs successives de la vitesse relative d V dont la différence est supérieure à un seuil S donné Cette caractéristique constitue un avantage sensible par rapport aux dispositifs tachymétriques connus qui ont un temps de réponse beaucoup trop long pour qu'une telle disposition puisse être envisagée. Enfin, un moyen de formation 255 effectue la moyenne d V de toutes les valeurs de la vitesse relative d V après validation et discrimina- tion Cette moyenne est ensuite additionnée à la dernière valeur de la vitesse de référence VR stockée dans la mémoire vive 270 par un moyen additionneur 256 qui fournit la vitesse absolue V cherchée dont la valeur est affichée sur un dispositif de visualisation, à cristaux liquides par exemple. Après sortie du véhicule à contrôler de la zone de mesure, le moyen 233 détecte à nouveau une vitesse relative de signe négatif Le moyen logique 241-242 bascule alors dans la position bloquant la mesure de la vitesse relative d V et permettant la reprise du calcul de la vitesse de référence VR. De façon à n'émettre l'onde millimétrique que lorsque le véhicule à contrôler se trouve à proximité du faisceau de mesure, le deuxième cinémomètre comporte au moins un capteur passif, infrarouge et/ou acoustique, non représenté sur la figure la, commandant des moyens d'enclenchement/déclenchement dudit deuxième cinémomètre Ce capteur passif ainsi que son mode de fonctionnement est décrit très en détail dans la demande de brevet français N O 87 12787. Il est bien entendu que le dispositif cinémométrique, objet de l'invention, peut également fonctionner à l'arrêt, c'est-à-dire à vitesse de référence V nulle La vitesse V du véhicule à contrôler cherchée est alors égale à la vitesse relative d V mesurée par le second cinémomètre. REVENDICATIONS 1 Dispositif cinémométrique destiné à mesurer la vitesse absolue V d'un véhicule ( 100) à contrôler, comportant, embarqués à bord d'un véhicule ( 200) de contrôle, un premier cinémomètre ( 210) pour mesurer la vitesse de référence VR dudit véhicule ( 200) de contrôle et un deuxième cinémomètre ( 220), à effet Doppler, pour mesurer la vitesse relative d V dudit véhicule ( 100) à contrôler par rapport au véhicule ( 200) de contrôle lors d'un dépassement du véhicule ( 200) de contrôle par le véhicule ( 100) à contrôler, des moyens ( 230) de calcul fournissant la vitesse absolue V cherchée par la rélation V = VR + d V, caractérisé en ce que le premier cinémomètre ( 210) est un cinémomètre à effet Doppler mesurant en permanence la vitesse de référence V R dudit véhicule ( 200) de contrôle tant que le deuxième cinémomètre ( 220) à effet Doppler détecte une vitesse relative d V de signe négatif, et en ce que le premier cinémomètre ( 210) cesse de mesurer la vitesse de référence V R et le deuxième cinémomètre ( 220) effectue la mesure de la vitesse relative d V lorsque le deuxième cinémomètre ( 220) -détecte une vitesse relative d V de signe positif, la dernière valeur de la vitesse de référence VR mesurée par le premier cinémomètre ( 210) étant stockée dans une mémoire vive ( 270) comprise dans lesdits moyens ( 230) de calcul, et en ce que le premier cinémomètre ( 210) effectue à nouveau la mesure de la vitesse de référence VR dès que le deuxième cinémomètre ( 220) détecte une nouvelle vitesse relative d V de signe négatif. 2 Dispositif cinémométrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 230) de calcul comprennent, outre ladite mémoire vive ( 270), un microprocesseur ( 280) susceptible de recevoir, d'une part, d'une première unité ( 231) de traitement numérique, un signal numérisé représentatif du signal Doppler fourni par le premier cinémo- mètre ( 210), et, d'autre part, d'une deuxième unité ( 232) de traitement numérique, un signal numérisé représentatif du signal Doppler fourni par le deuxième cinémomètre ( 220), ledit microprocesseur ( 280) effectuant, en coopération avec des moyens logiciels stockés dans au moins une mémoire morte ( 260), le calcul des vitesses de référence VR et relative d V, et fournissant la vitesse absolue V = VR + d V. 3 Dispositif cinémométrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit signal numérisé fourni par le deuxième cinémomètre ( 220) est un message de m bits comprenant un bit dit de sens, représentatif du signe de la vitesse relative d V. 4 Dispositif cinémométrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit message de m bits comprend également un bit de qualité de la mesure. 5 Dispositif cinémométrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite fréquence d'horloge desdits moyens ( 230) de calcul est égale à la fréquence Doppler. 6 Dispositif cinémométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens ( 230) de calcul disposent de moyens ( 255) pour effectuer, au cours d'une mesure de la vitesse relative d V, une moyenne de toutes les valeurs mesurées pour ladite vitesse relative. 7 Dispositif cinémométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier cinémomètre ( 210) fournit une mesure de la vitesse de référence VR par effet Doppler inverse par rapport au défilement du sol. 8 Dispositif cinémométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens ( 250) de calcul comportent des moyens ( 254) de discrimination qui éliminent de la mesure des valeurs successives de la vitesse relative dont la différence est supérieure à un seuil donné (S). 9 Dispositif cinémométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le deuxième cinémomètre ( 220) a effet Doppler comporte au moins un capteur passif commandant des moyens d'enclenchement-déclenchement dudit deuxième cinémomètre.