Brevet FR2711429A1 — publié le 19950428

l " Procédé et dispositif pour mesurer une distance aux ul- trasons, notamment une mesure.de distance sur un véhicule automobile " La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure de la distance d'un obstacle à l'aide d'un capteur à ultrasons. L'invention concerne notamment un procédé de me- sure de distance d'un obstacle par la commande d'au moins un détecteur d'ultrasons qui émet des impulsions d'ultra- sons et reçoit l'impulsion d'écho réfléchie par l'obstacle, la commande déterminant la distance de l'obstacle à partir du temps de parcours de l'impulsion d'ultrasons pour l'in- diquer sur un affichage. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. On connaît un procédé de mesure de distance à l'aide d'impulsions d'ultrasons, par exemple selon la pu- blication " Ultraschall-Ortungssystem fûr Flurfôrder- fahrzeuge ", Elektronik 9, 27.4.1990, pages.100-105. Dans ce cas, le problème est la durée relative- ment longue de la mesure en cas d'émissions multiples d'une impulsion d'ultrasons et de la réception de l'écho réfléchi par l'obstacle. Le temps de mesure dure d'autant plus long- temps que l'obstacle est éloigné de l'installation de me- sure équipant un véhicule automobile. Un autre inconvénient est qu'en l'absence d'écho, le temps d'attente peut être très long. Dans le cas d'une manoeuvre de rangement d'un véhicule automobile, le temps d'attente prolongé peut faire que le véhicule a continué son déplacement pendant que la valeur précédemment mesurée est encore affichée. Cela peut conduire à des carambolages. Avantages de l'invention La présente invention concerne un procédé du type ci-dessus caractérisé en ce que le détecteur d'ultrasons émet seulement une deuxième ou d'autres impulsions d'émis- sion pour une mesure de contrôle que si une impulsion d'écho a été reçue pour la première impulsion d'émission.- L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant carac- térisé en ce qu'il comporte une commande qui comprend des moyens prédéterminant une fenêtre de temps pour la récep- tion d'une autre impulsion d'écho en fonction de la récep- tion d'une première impulsion d'écho. Grâce à l'invention, la détection de la distance de l'obstacle est plus rapide car on effectue une mesure de contrôle pour déterminer si un signal d'écho a été reçu. Il est particulièrement avantageux que le temps pour la réception de l'écho soit prédéterminé par une fenê- tre de mesure ou de temps. Cela est possible dans le cas le plus simple en limitant la distance maximale à mesurer à une valeur déterminée et en fixant à partir de cette dis- tance le temps de parcours maximum du signal de l'écho. En l'absence d'écho, on arrête la mesure car aucun obstacle n'est à prévoir. Il est en outre avantageux d'éliminer les signaux parasites qui peuvent se présenter par hasard et simuler un éventuel obstacle. Si toutefois il y a réception d'un signal d'écho, la première mesure permet déjà de déterminer la distance et de fixer ainsi une fenêtre de temps; les autres signaux d'écho doivent tomber dans cette fenêtre. Il est avantageux de tenir compte du mouvement que le véhicule a exécuté en- tre-temps. La mesure multiple ainsi effectuée donne une va- leur moyenne pour la distance obtenue. Cette mesure est très fiable puisqu'on élimine les erreurs de temps de me- sure situées à l'extérieur de la fenêtre de mesure fixée. Il est en outre avantageux de choisir une fenêtre de temps symétrique par rapport au temps de parcours mesuré pour le premier signal d'émission pour qu'à la mesure de contrôle, le second signal d'écho, attendu, tombe avec cer- titude dans la fenêtre de mesure. Il est en outre avantageux de fermer la fenêtre de temps avant le début d'une nouvelle impulsion d'émission pour éviter les erreurs de mesure. Une application avantageuse du procédé ou du dis- positif de l'invention concerne l'assistance aux manoeuvres de parcage d'un véhicule en mesurant en permanence la dis- tance des obstacles environnants au cours de la manoeuvre pour éviter des incidents. Dessins Un exemple de réalisation de l'invention est re- présenté aux dessins et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: - la figure 1 est un schéma de principe; - la figure 2 montre deux diagrammes; - la figure 3 montre un schéma par blocs. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 montre une commande 1 à laquelle est relié un capteur d'ultrasons 2 utilisé pour émettre et/ou recevoir des ondes ou impulsions d'ultrasons (impulsions US). Il émet par exemple une impulsion d'émission 4 réflé- chie par un obstacle 3, par exemple un mur ou un poteau, donnant un signal d'écho 5. L'obstacle 3 est à la distance d du détecteur US, 2. Cette distance est parcourue par l'impulsion d'émission S et l'impulsion d'écho E. La com- mande 1 est reliée à un affichage 6 qui normalise la dis- tance obtenue (d) de l'obstacle 3 et assure une émission optique ou acoustique. Un tel montage est par exemple dé- crit dans la publication " Ultraschall-Ortungssystem fur Flurfôrderfahrzeuge ", Elektronik 9, 27.4.1990, pages 100- 105, ce qui rend inutile toute description détaillée. La figure 3 montre un schéma par blocs de la com- mande 1 comprenant principalement un microcalculateur 10 relié à un émetteur d'ultrasons (émetteur US) 13. L'émet- teur d'ultrasons 13 émet des impulsions d'ultrasons par le détecteur d'ultrasons 2. En outre, le microcalculateur 10 est relié à un récepteur d'ultrasons (récepteur US) 12 con- çu pour recevoir l'impulsion d'écho. Le microcalculateur 10 est relié à une mémoire 11 contenant les valeurs de la dis- tance maximale et/ou de la fenêtre de temps. En outre, le microcalculateur 10 est relié à un commutateur à seuil 14 qui contient les valeurs limites de la fenêtre de mesure ou de la distance maximale à mesurer. De tels composants sont connus dans le détail du spécialiste et ne nécessitent pas de description détaillée. Le fonctionnement du procédé ou du dispositif de l'invention seront décrits ci-après de manière plus dé- taillée à l'aide de la figure 2. La figure 2 montre deux chronogrammes superposés; le chronogramme supérieur repré- sente les impulsions d'émission S en fonction du temps t. Le chronogramme inférieur montre les impulsions d'écho E également en fonction du temps t. Si par exemple à l'instant tO, l'émetteur US 2 émet une impulsion 4, une impulsion d'écho 5 est reçue, après le temps tl, si l'impulsion a été renvoyée par l'obs- tacle 3. La différence de temps (tl - tO) permet de calcu- ler la distance (d). Comme la première mesure peut être entachée de différentes erreurs, on effectue usuellement une autre mesure. Le détecteur d'ultrasons 2 émet une autre impulsion d'émission 4 à l'instant t2 (chronogramme supé- rieur) pour que son impulsion d'écho 5 soit reçue après le temps t3. A partir du temps de parcours tl de la première impulsion d'écho 5 on forme une fenêtre tf qui entoure l'instant tl en s'ouvrant à l'instant tfl et en se fermant à l'instant tf2. Cette fenêtre est utilisée pour la seconde mesure. L'instant tfl est compris entre les instants t0 et tl alors que l'instant tf2 est compris entre les instants tl et t2. Cette fenêtre tf peut être avantageusement prédé- terminée de manière fixe ou variable; dans l'application à un véhicule, on peut tenir compte du trajet parcouru entre- temps ou de la vitesse de déplacement du véhicule pour la fenêtre tf. Pour des vitesses de véhicule plus importantes on choisit une plus grande fenêtre de mesure tf que pour une vitesse faible. Pour l'autre impulsion de mesure 4 servant à la mesure de contrôle, on ouvre la fenêtre à l'instant tf3 et on la ferme à l'instant tf4 de façon que le signal d'écho t3 soit prévisible dans la fenêtre tf. Si après la première impulsion d'émission 4 il n'y a pas réception d'écho à l'intérieur de la fenêtre de temps prédéterminé, cette fenêtre étant choisie pour détec- ter la distance maximale à mesurer, alors on n'émet pas d'autres impulsions 4. On suppose qu'il n'y a pas d'obsta- cle dans l'environnement du véhicule notamment à l'avant de celui-ci. D'autres impulsions de mesure 4 ne sont pas né- cessaires ce qui raccourcit le temps de la mesure. Par un choix approprié de la fenêtre de temps tf on élimine les signaux parasites situés à l'extérieur de la fenêtre de temps tf et qui pourraient simuler un obstacle. R E V E N D I C A T IONS 1) Procédé de mesure de distance d'un obstacle par la commande d'au moins un détecteur d'ultrasons qui émet des impulsions d'ultrasons et reçoit l'impulsion d'écho réfléchie par l'obstacle, la commande déterminant la distance de l'obstacle à partir du temps de parcours de l'impulsion d'ultrasons pour l'indiquer sur un affichage, procédé caractérisé en ce que le détecteur d'ultrasons (2) émet seulement une deuxième ou d'autres impulsions d'émis- sion (4) pour une mesure de contrôle que si une impulsion d'écho (5) a été reçue pour la première impulsion d'émis- sion (4). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde impulsion d'émission (4) n'est envoyée que si l'impulsion d'écho reçue (5) correspondant à cette première impulsion d'émission (4) se situe à l'intérieur d'une fenêtre de temps prédéterminée (tf). 3) Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que pour la réception d'une seconde impulsion d'écho (5), on prédétermine une fenêtre de temps (tf) qui est rendue active en fonction du temps de parcours de la première impulsion d'émission (4). 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on élimine les impulsions d'écho à l'extérieur de la fenêtre de temps (tf). ) Procédé selon la revendication 3 ou 4, carac- térisé en ce que la fenêtre de temps prédéterminée (tf) en- globe le temps de parcours (tl-tO) de la première impulsion d'écho (5). 6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fenêtre de temps (tf) est choisie sensiblement symétrique par rapport au temps de parcours (tl-tO) de la première impulsion d'émission (4). 7) Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la fenêtre de temps (tf) est fermée au plus tard avant l'émission d'une nouvelle impulsion (4). 8) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une commande (1) qui comprend des moyens (10, 11, 14) prédéterminant une fenêtre de temps (tf) pour la réception d'une autre impulsion d'écho (5) en fonction de la réception d'une première impulsion d'écho (5). 9) Dispositif selon la revendication 8, caracté- risé en ce qu'il est appliqué à une mesure de distance sur un véhicule automobile.