Brevet FR2725270A1 — publié le 19960405

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif de mesure de distance pour mesurer une distance d'un objet devant être mesuré. De façon plus spécifique, la présente invention a trait à un dispositif de mesure de distance apte à évaluer une gamme de distan- ces, dans laquelle est situé l'objet soumis à la mesure, et également une direction de déplacement sur la base d'un résultat de mesure de distance, lorsqu'une portée de mesure de distances de ce dispositif de mesure de distance est subdivisée en une pluralité de gammes de distances. Dans la technique, on connaît un dispositif de mesure de distance. Par exemple comme cela est décrit dans la demande de brevet japonais N 6213883, il a été proposé un tel dispositif de mesure de distance dans lequel, lors- que la portée de mesure de distance de ce dispositif de mesure de distance est subdivisée en une pluralité de gammes de distances, une évaluation est faite pour détermi- ner dans quelle gammes de distances se situe l'objet soumis à la mesure, sur la base du résultat de mesure de distance, puis ce résultat d'évaluation est délivré. Comme cela a été expliqué précédemment, le dispositif classique de mesure de distance indique simplement dans quelle gamme de distances se situe l'objet soumis à la mesure, mais aucune évaluation nette n'estdonnée quant au fait que l'objet soumis à la mesure se rapproche du côté proche ou du côté éloigné à l'intérieur d'une gamme de distances. Alors, pour établir une telle évaluation des directions de déplacement, il faut attendre que l'objet soumis à la mesure ait pénétré dans une autre gamme de distances. C'est pourquoi, ce dispositif classique de mesure de distance a seulement une utilisation limitée. Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de mesure de distance apte à évaluer à la fois une gamme de distances, dans laquelle un objet soumis à la mesure est présent, et de déterminer si l'objet soumis à la mesure est déplacé vers un côté proche ou un côté lointain ou sinon est fixe. Pour atteindre l'objectif indiqué précédemment, selon un aspect de la présente invention il est prévu un dispositif de mesure de distance comportant: des moyens de mesure de distance pour mesurer une distance jusqu'à un objet sousmis à l'opération de mesure; des moyens d'évaluation de gammes de distances pour évaluer dans quelle gamme de distances, faisant partie d'une pluralité de gammes de distances formées par division d'une portée de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance, se situe un résultat de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance; des moyens de mémoire pour mémoriser le résultat de mesure de distance; des moyens d'évaluation d'une direction de dépla- cement pour comparer un résultat actuel de mesure de distance à un résultat précédent de mesure de distance mémorisé dans lesdits moyens de mémoire, ce qui permet d'évaluer si le résultat actuel de mesure de distance est modifié vers un côté proche ou un côté éloigné par rapport au résultat précédent de mesure de distance; et des moyens de sortie contenant une borne de sortie pour produire un résultat d'évaluation établi par lesdits moyens d'évaluation de gammes et une autre borne de sortie pour produire un résultat de mesure établi par lesdits moyens d'évaluation de la direction de déplacement. De même conformément à une autre caractéristique de la présente invention, pour détecter de manière correcte une direction de déplacement de l'objet soumis à la mesure, les moyens d'évaluation de la direction de déplacement, décrits précédemment, évaluent l'apparition d'une modifica- tion uniquement lorsqu'un résultat actuel de mesure de distance varie d'une valeur de distance prédéterminée par rapport au résultat précédent de mesure de distance. Selon une autre caractéristique de la présente invention, il est prévu un dispositif de mesure de distance comportant des moyens de mesure de distance pour mesurer une distance jusqu'à un objet sousmis à l'opération de mesure; des moyens d'évaluation de gammes de distances pour évaluer dans quelle gamme de distances, faisant partie d'une pluralité de gammes de distances formées par division d'une portée de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance, se situe un résultat de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance; des moyens de mémoire pour mémoriser le résultat de mesure de distance; des moyens d'évaluation d'une direction de dépla- cement pour comparer un résultat actuel de mesure de distance à un résultat précédent de mesure de distance mémorisé dans lesdits moyens de mémoire, ce qui permet d'évaluer si le résultat actuel de mesure de distance est modifié vers un côté proche ou un côté éloigné par rapport au résultat précédent de mesure de distance; et des moyens de mémoire de la direction de déplacement pour mémoriser et mettre à jour un nombre prédéterminé de résultats antérieurs de direction de déplacement, qui ont été évalués par lesdits moyens d'évaluation de la direction de déplacement; et des moyens de sortie contenant une borne de sortie pour produire un résultat d'évaluation établi par lesdits moyens d'évaluation de gammes et une autre borne de sortie pour produire un résultat de mesure établi par lesdits moyens d'évaluation de la direction de déplacement; lesdits moyens d'évaluation de la direction de déplacement comprenant des moyens pour examiner un nombre prédéterminé de directions de déplacement mémorisées dans lesdits moyens de mémoire de directions de déplacement, et des moyens pour évaluer si une direction, qui varie, fai- sant partie dudit nombre prédéterminé de directions de déplacement est la même ou présente la même tendance, auquel cas ladite direction de déplacement est modifiée en ladite direction. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente un schéma-bloc indiquant l'agencement du circuit d'un dispositif de mesure de distance selon une forme de réalisation de la présente invention; - la figure 2 est un schéma permettant d'expliquer les gammes de distances introduites dans le dispositif de mesure de distance de la figure 1; - la figure 3 représente un tableau indiquant une combinaison de niveaux de sortie délivrés par le dispositif de mesure de distance de la figure 1; et - la figure 4 représente un autre schéma-bloc servant à indiquer un agencement du circuit d'un dispositif de mesure de distance selon une autre forme de réalisation de la présente invention. On va décrire maintenant de façon détaillée un dispositif de mesure de distance selon une forme de réalisation de la présente invention. La figure 1 représente le circuit d'un schéma- bloc servant à représenter un agencement d'un dispositif de mesure de distance selon une forme de réalisation de la présente invention. A titre de simplification, la descrip- tion qui va suivre est donnée dans le cas o une portée mesurable de distances de moyens de mesure de distance est subdivisée en trois gammes de distances par deux points de distance spécifiques (qui seront désignés ci-après comme étant des "points de division"). Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne les moyens de mesure de distance servant à mesurer une distance jusqu'à un objet "T" devant être mesuré et à convertir le résultat de mesure en un signal numérique. Comme moyens de mesure de distance, on peut imaginer des moyens émettant un rayonnement infrarouge et servant à détecter la lumière infrarouge réfléchie par l'objet "T" soumis à la mesure, par l'intermédiaire d'un élément de détection de position (PSD), et également d'autres moyens pour mesurer une distance à partir de l'objet "T" soumis à la mesure, moyennant l'utilisation d'ondes ultrasoniques. Le chiffre de référence 3 désigne des moyens de réglage servant à régler un point de division Pa, et le chiffre de référence 4 désigne d'autres moyens de réglage servant à régler l'autre point de division Pb. Il faut noter que, sur la figure 1, ces moyens de réglage 3 et 4 sont représentés dans le cas de l'utilisation d'interrupteurs numériques comportant des lignes de transmission de signaux à 4 bits. Dans ce cas, 16 types de points de division Pa et Pb indiqués précédemment peuvent être positionnes au moyen de niveaux de 4 bits. On va expliquer cette relation en référence à la figure 2, qui est un diagramme servant à expliquer la portée de distances. Sur la figure 2, on a porté en abscisses une distance mesurée à partir des moyens de mesure de distance, le point le plus éloigné étant défini par "LF" (par exemple 3,7 m) et le point le plus proche étant défini par "LN" (par exemple 0,5 m). En supposant maintenant que la portée de mesure de distance (LNF) est subdivisée en 16 gammes de mesure de distances, et que 16 types de points de division sont réglés, par les moyens de réglage 4, sur ces 16 gammes de mesure de distances. Comme représenté sur la figure 2a, comme point de division Pa, on peut régler n'importe lequel de points de distance Pan ("n" désignant des nombres naturels entre 0 et 15). Sur la figure 2a, on a représenté un cas dans lequel le point de division Pa est réglé sur Pa8 (n = 8), et une distance par rapport aux moyens de mesure de distance 1 devient égale à 2,1 m (0,5 m + 8 x 2 m). De façon similaire, comme représenté sur la figure 2b, l'autre point de division Pb peut être réglé sur n'importe lequel de points de distance Pbm ("m" désignant des nombres naturels allant de 0 à 15). Sur la figure 2b, on a représenté le cas o l'autre point de division Pb est réglé sur Pb3 (m = 3), et une distance par rapport aux moyens de mesure de distance 1 est 1,1 m (0,5 m + 3 x 2 m). En d'autres termes, on comprendra que le point de division Pa est réglé sur la distance égale à 2,1 m par les moyens de réglage 3, tandis que l'autre point de division Pb est réglé sur la distance de 1,1 m par les autres moyens de réglage 4. En se référant à nouveau à la figure 1, une borne SS prévue sur les moyens de mesure de distance 1 est une borne d'entrée utilisée pour l'introduction d'un signal de déclenchement, sous l'effet duquel une opération de mesure de distance est mémorisée. Le chiffre de référence 2 désigne des moyens d'évaluation de gammes pour évaluer si le résultat de mesure de distance des moyens de mesure de distance 1 est présent dans l'une quelconque des trois gammes de distances Zi, Z2, Z3 (voir figure 2c) obtenues par division de la portée mesurable de distances par un point de division Pa et par l'autre point de division Pb, et pour envoyer le résultat d'évaluation à des moyens de sortie 7. Les moyens de sortie 7 produisent, à partir de deux bornes de sortie TDa et TDb, deux signaux de sortie Da et Db ayant des niveaux tels qu'indiqués dans un tableau représenté sur la figure 2d, sur la base du résultat d'évaluation dans les moyens 2 d'évaluation de gammes. C'est-à-dire que, en supposant qu'un niveau haut est indiqué par "H" et qu'un niveau bas est indiqué par "L", les niveaux des signaux de sortie de la gamme de distances Z1 sur le côté proche, séparée par le point de division Pa, sont les suivants: Da = "H" et Db = "H". De même les niveaux des signaux de sortie de la gamme centrale de distances Z2 divisée par les points de division Pa et Pb, sont fournis par Da = "L" et Db = "H". En outre, les niveaux des signaux de sortie de la gamme de distance Z3 sur le côté éloigné, séparée par le point de division Pb, sont exprimés par Da = "H" et Db = "L". Lorsque le résultat de mesure de distance délivré par les moyens de mesure de distance 1 est égal par exemple à 1,5 m, la gamme de distances est Z2 et les niveaux de sortie sont fournis par Da = "L" et Db = "H". Il faut noter que, sinon, les signaux de sortie des trois gammes de distances Z1, Z2, Z3 peuvent être affectés à trois bornes de sortie correspondant aux gammes respectives de distances, et qu'alors seulement le niveau de sortie présent sur la borne de sortie correspondant à une gamme de distances, o se situe l'objet "T" à mesurer, peut être différent des niveaux de sortie sur les autres bornes de sortie. Le chiffre de référence 5 désigne des moyens de mémoire pour mémoriser le résultat de mesure de distance fourni par les moyens de mesure de distance 1 et dans lesquels le résultat précédent de mesure de distance est mémorisé et mis à jour continûment. Le chiffre de référence 6 désigne des moyens d'évaluation de la direction de déplacement comportant une borne d'entrée SS, à laquelle arrive un signal de déclenchement. Ces moyens d'évaluation de la direction de déplacement comparent le résultat de mesure de distance mis à jour (qui sera désigné ci-après par "résultat actuel de mesure de distance") obtenu en mesurant la distance par les moyens de mesure de distance avec le résultat précédent de mesure de distance mémorisé dans les moyens de mémoire 5, et évaluent également si le résultat actuel de mesure de distance est modifié vers le côté proche par rapport au précédent résultat de mesure de distance, vers le côté éloigné ou n'est pas modifié (état stationnaire) par rapport au résultat précédent. Les moyens de sortie 7 envoient le résultat de l'évaluation fourni par les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement avec des niveaux de sortie Dc et Dd respectivement à deux bornes de sortie TDc et TDd. A titre d'exemple, si le présent résultat de mesure de distance est égal au précédent résultat de mesure de distance, alors les niveaux de sortie présents sur les bornes de sortie des moyens de sortie 7 sont exprimés par Dc = "L" et Dd = "L". Lorsque le présent résultat de mesure de distance est modifié en direction du côté proche par rapport au précédent résultat de mesure de distance, les niveaux de sortie des bornes de sortie sont fournis par Dc = "H" et Dd = "L". Alors, lorsque le présent résultat de mesure de distance est modifié en direction du côté éloigné par rapport au précédent résultat de mesure de distance, les niveaux de sortie des signaux de sortie sont fournis par Dc = "L" et Dd = "H". On notera que, bien que les bornes de sortie TDa et TDb utilisées pour délivrer les signaux indicatifs de la gamme de distances soient complétées séparément par les bornes TDc et TDd utilisées pour délivrer les signaux représentatifs de la direction de déplacement dans la forme de réalisation décrite précédemment, ces deux signaux d'informations peuvent être mélangés entre eux pour être délivrés. Dans un tableau représenté sur la figure 3, on a représenté un exemple de combinaisons de ces niveaux de sortie. C'est-à-dire que la figure 3 représente le cas o quatre signaux de sortie (Da, Db, Dc, Dd) sont utilisés pour indiquer que le nombre de gammes de distances est 3 (Z1, Z2, Z3) et que le nombre de directions est 3 (c'est-à- dire que "N" désigne l'étendue du côté proche vers le côté loin, "F" désigne l'étendue du côté loin vers le côté proche, "S" représente la condition stationnaire). Étant donné que, comme cela a été expliqué précédemment, le nombre de gammes de distances est choisi égal à 3 et que le nombre des directions est choisi égal à 3, les signaux de sortie doivent représenter 9 conditions, et par conséquent le nombre de bornes de sortie devient égal à 4, qui est le même nombre que dans la forme de réalisation décrite précé- demment. En supposant que la direction S de la gamme de distances Z3 n'est pas requise, les signaux de sortie peuvent représenter 8 conditions. De ce fait, seules trois bornes de sortie (c'est-à-dire Da, Db, Dc sur la figure 3) sont suffisantes de sorte qu'on peut réduire le nombre total de bornes de sortie. D'une manière générale, même si une distance entre les moyens de mesure de distance 1 et l'objet T soumis à la mesure est constante, une erreur apparaît dans le résultat de mesure de distance. De même, même si l'on peut observer à l'évidence qu'un objet tel qu'un corps vivant est arrêté, le corps vivant balance légèrement dans le cas réel. Dans ce cas, les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement produisent des résultats d'évalua- ion différents les uns des autres chaque fois que la distance est mesurée, ce qui conduit à des valeurs de mesure instables. Pour éviter un tel problème, à la fois le résultat précédent de mesure de distance et le résultat de mesure de distance précédent en second peuvent être mémo- risés dans une mémoire 5, et les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement peuvent comparer le présent résultat de mesure de distance au précédent résultat de mesure de distance et au résultat de mesure de distance précédent en second. Il en résulte que l'on peut obtenir une évaluation plus correcte de distance en déterminant la règle générale que dans le cas du jugement effectué avec la comparaison indiquée précédemment. Par exemple, lorsque le résultat actuel de mesure de distance est le même que le résultat précédent de mesure de distance et qu'il est plus éloigné que ne l'est le résultat de mesure de distance précédent en second, les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement évaluent cette direction de déplacement comme étant un "côté éloigné". Lorsque le présent résultat de mesure de distance est identique au résultat de mesure de distance précédent en second et qu'il devient également plus proche (ou plus éloigné) que ne l'est le précédent résultat de mesure de distance, les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement évaluent la direction de déplacement comme "stationnaire". De même, les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement peuvent reconnaître le fait que le présent résultat de mesure de distance a changé uniquement lorsque la distance entre le présent résultat de mesure de distance et le précédent résultat de mesure de distance mémorisé dans les moyens de mémoire 5 est supérieure à une distance prédéterminée, et que par conséquent le signal de sortie de ces moyens d'évaluation change. A cet instant, en supposant alors que, bien que l'objet T soumis à la mesure soit légèrement déplacé, toute modification des valeurs de distance pour chacune de ces opérations de mesure de distance est limitée à la distance prédéterminée indiquée précédemment, les moyens 6 d'évaluation de la direction de déplacement peuvent continuer à évaluer cette condition comme étant "stationnaire", en fonction de la valeur réglée de cette distance prédéterminée. On va maintenant décrire un procédé permettant de résoudre ce problème. Sur la figure 4, on a représenté un schéma-bloc d'un dispositif de mesure de distance selon une autre forme de réalisation de la présente invention. On comprendra que les mêmes chiffres de référence que ceux indiqués sur la figure 1 sont utilisés pour désigner les mêmes blocs de circuits sur la figure 4. Sur la figure 4, le chiffre de référence 8 désigne des moyens de mémoire de la direction de déplacement, servant à mémoriser et mettre à jour un nombre prédéterminé de résultats actuels concernant la direction de déplacement, qui sont évalués par des moyens 46 d'évaluation de la direction de déplacement. Les moyens 46 d'évaluation de la direction de déplacement comparent le résultat actuel de mesure de distance obtenu au moyen de l'opération de mesure de distance, au précédent résultat de mesure de distance mémorisé dans les moyens de mémoire 5, de manière à évaluer vers quel côté se décale le résultat actuel de mesure de distance par rapport au précédent résultat de mesure de distance, ou évaluer si le résultat actuel de mesure de distance varie maintenant par rapport au précédent résultat de mesure de distance. En outre, les moyens 46 d'évaluation de la direction de déplacement examinent un nombre déterminé de directions de déplacement comme par exemple la précédente direction de déplacement et la direction de déplacement précédente en second, qui ont été mémorisées dans les moyens de mémoire des directions de déplacement 8. Alors, ces moyens 46 d'évaluation de la direction de déplacement évaluent le fait que la direction de déplacement examinée a changé pour venir dans une telle direction si la direction de déplacement, qui varie, est la même ou présente la même tendance. Par exemple, on suppose que les 8 récents résultats de mesure de distance ordonnés dans le temps sont les suivants: le déplacement vers le côté proche intervient 4 fois, le déplacement vers le côté éloigné intervient 1 fois et le déplacement fixe est exécuté 3 fois. Dans ce cas, il est possible d'évaluer au moyen d'une décision majoritaire, le fait que l'objet T soumis à la mesure se déplace vers le côté proche, sur la base des résultats de mesure de distance obtenus 5 fois, hormis pour les résultats stationnaires obtenus 3 fois. Comme cela a été décrit précédemment, même lorsque de tels résultats d'évaluation concernant les déplacements depuis le côté proche vers le côté éloigné et le résultat stationnaire sont fournis parmi un grand nombre de résultats d'évaluation de la direction de déplacement, comme par exemple le fait que l'objet T soumis à la mesure se déplace du côté éloigné vers le côté proche chaque fois que l'opération de mesure de distance est exécuté, il est possible d'évaluer le fait que l'objet T soumis à la mesure se déplace du côté éloigné vers le côté proche. Comme cela a été décrit précédemment de façon détaillée, conformément au dispositif de mesure de distance selon la présente invention, il est possible non seulement de déterminer dans quelle gamme de distances faisant partie d'une pluralité de gammes séparées de distances, est situé l'objet soumis à la mesure, sur la base du résultat de la mesure de distance jusqu'à l'objet T soumis à la mesure, mais également de déterminer la direction de déplacement de l'objet soumis à la mesure, dans cette gamme considérée de distances. Il en résulte que ce dispositif de mesure de distance est très utile pour mesurer des objets mobiles et que son champ d'application peut être étendu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de distance, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de mesure de distance (1) pour mesurer une distance jusqu'à un objet (T) sousmis à l'opération de mesure; des moyens (2) d'évaluation de gammes de dis- tances pour évaluer dans quelle gamme de distances, faisant partie d'une pluralité de gammes de distances formées par division d'une portée de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance, se situe un résultat de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance (1); des moyens (5) de mémoire pour mémoriser le résultat de mesure de distance; des moyens (6) d'évaluation d'une direction de déplacement pour comparer un résultat actuel de mesure de distance à un résultat précédent de mesure de distance mémorisé dans lesdits moyens de mémoire (5), ce qui permet d'évaluer si le résultat actuel de mesure de distance est modifié vers un côté proche ou un côté éloigné par rapport au résultat précédent de mesure de distance; et des moyens de sortie (7) contenant une borne de sortie (TDc, TDd) pour produire un résultat d'évaluation établi par lesdits moyens (2) d'évaluation de gammes et une autre borne de sortie (TDa,TDb) pour produire un résultat de mesure établi par lesdits moyens (6) d'évaluation de la direction de déplacement. 2. Dispositif de mesure de distance selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (6) d'évaluation de la direction de déplacement évaluent l'apparition d'une modification uniquement lorsqu'un résultat actuel de mesure de distance varie d'une valeur de distance prédéterminée par rapport au résultat précédent de mesure de distance. 3. Dispositif de mesure de distance, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens (1) de mesure de distance pour mesurer une distance jusqu'à un objet sousmis à l'opération de mesure; des moyens (2) d'évaluation de gammes de distan- ces pour évaluer dans quelle gamme de distances, faisant partie d'une pluralité de gammes de distances formées par division d'une portée de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance, se situe un résultat de mesure de distance desdits moyens de mesure de distance; des moyens de mémoire (5) pour mémoriser le résultat de mesure de distance; des moyens (46) d'évaluation d'une direction de déplacement pour comparer un résultat actuel de mesure de distance à un résultat précédent de mesure de distance mémorisé dans lesdits moyens de mémoire, ce qui permet d'évaluer si le résultat actuel de mesure de distance est modifié vers un côté proche ou un côté éloigné par rapport au résultat précédent de mesure de distance; et des moyens (8) de mémoire de la direction de déplacement pour mémoriser et mettre à jour un nombre prédéterminé de résultats antérieurs de direction de déplacement, qui ont été évalués par lesdits moyens (46) d'évaluation de la direction de déplacement; et des moyens de sortie (7) contenant une borne de sortie (TDc, TDd) pour produire un résultat d'évaluation établi par lesdits moyens d'évaluation de gammes et une autre borne de sortie (TDa,TDb) pour produire un résultat de mesure établi par lesdits moyens d'évaluation de la direction de déplacement; lesdits moyens (46) d'évaluation de la direction de déplacement comprenant des moyens pour examiner un nombre prédéterminé de directions de déplacement mémorisées dans lesdits moyens de mémoire de la direction de déplacement, et des moyens pour évaluer si une direction, qui varie, faisant partie dudit nombre prédéterminé de directions de déplacement est la même ou présente la même tendance, auquel cas ladite direction de déplacement est modifiée en ladite direction.