Brevet FR2745655A1 — publié le 19970905

"Dispositif de détection de mobiles" L'invention se rapporte à un dispositif de détection de mobiles, par exemple des véhicules sur une ou plusieurs voies de circulation. Dans cet exemple, l'invention concerne un perfectionnement permettant une plus grande fiabilité de la comptabilisation des véhicules, capable, notamment, de rendre compte de la présence de véhicules arrêtés. Le principe de l'invention est aussi applicable à la détection d'objets ou d'êtres vivants, notamment la détection de présence de piétons ou la détection de pièces sur des chaînes de montage automatisées. On entend donc par "mobile" tout être ou toute chose, susceptible de se déplacer ou d'être déplacée, mais non obligatoirement en mouvement au moment o il est détecté. On connaît un dispositif de détection de véhicules comprenant deux cellules photosensibles associées à un système optique dirigé vers la voie de circulation. Les moyens électroniques de traitement des signaux délivrés par les deux cellules comportent deux voies. Une première voie, connectée à l'une des cellules, est associée à une forte constante de temps d'analyse; elle restitue donc des informations représentatives des composantes stables de l'image reçue, notamment la luminosité moyenne. Une seconde voie connectée à l'autre cellule est associée à une constante de temps d'analyse beaucoup plus faible; elle restitue donc des informations représentatives des "variations" de l'image globale, par conséquent des déplacements de véhicules dans cette image. Il en résulte que le système est incapable de fournir une indication précise et fiable en présence de véhicules arrêtés ou même de véhicules se suivant à faible allure dans une file de circulation pratiquement continue. L'invention permet de résoudre ce problème. Plus précisément, l'invention concerne donc un dispositif de détection de mobiles, comprenant au moins un système optique associé à deux cellules photosensibles et des moyens électroniques de traitement connectés aux sorties électriques desdites cellules photosensibles, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une mire placée en regard dudit système optique en un emplacement tel que le faisceau optique s'établissant entre ladite mire et ledit système optique puisse être coupé par le passage ou la présence d'un tel mobile, ladite mire définissant, éventuellement avec son environnement immédiat, deux zones contrastées, respectivement en correspondance optique avec les deux cellules photosensibles. Dans certains cas, la mire est constituée de deux parties de couleurs différentes, l'une claire, l'autre sombre, définissant un contraste prédéterminé. Dans d'autres cas, la mire comporte une surface d'une seule couleur présentant un fort contraste avec la couleur d'un support sur lequel elle est fixée. C'est particulièrement le cas lorsque la mire est fixée sur un support sombre de la voie de circulation, par exemple une chaussée asphaltée. Dans ce cas, la mire comporte une seule surface monochrome claire. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma général de principe du dispositif de détection de véhicules, installé sur une voie de circulation; - la figure 2 est un schéma de principe de ce dispositif; et - la figure 3 représente schématiquement une variante. Sur les dessins, on a représenté une voie de circulation 10 pour des véhicules, équipée d'un dispositif de détection de véhicules 11 conforme à l'invention, essentiellement constitué d'un boîtier 12 et d'une mire 13 placés à distance l'un de l'autre. Dans l'exemple représenté, le boîtier 12 est porté par un mât ou portique 16 et comporte un objectif dirigé vers la mire 13 placée sur la chaussée. Il renferme donc notamment un système optique 15 schématisé ici par une simple lentille, convergente. La partie antérieure de la lentille 15 est protégée par un tube pare-soleil 18. Le bottier renferme en outre deux cellules photosensibles 17a, 17b disposées côte- à-côte et espacées de la lentille 15 d'une distance prédéterminée. Le boîtier 12 est placé sur le bord de la voie de circulation et son objectif 14 est orienté vers la mire 13, laquelle se trouve en un emplacement tel que le faisceau optique qui s'établit entre la mire et le système optique puisse être coupé par le passage ou la présence d'un véhicule sur la voie de circulation. La mire définit deux zones contrastées 19a, 19b respectivement en correspondance optique avec les deux cellules photosensibles 17a, 17b. Autrement dit, la mire 13 et le boîtier 12 sont espacés d'une distance telle que l'image de la zone 19a de la mire se forme sensiblement uniquement sur la cellule photosensible 17a et que l'image de la zone 19b se forme sensiblement uniquement sur la cellule photosensible 17b. Les deux zones 19a et 19b ont respectivement une couleur sombre (par exemple le noir) et une couleur claire (par exemple le blanc). Ces deux couleurs correspondent ici à deux parties de la mire. Autrement dit, cette dernière est constituée de deux surfaces de couleurs différentes agencées côte-à-côte. On utilise notamment une telle configuration lorsque le support de la mire est de couleur claire, par exemple une chaussée en béton. Dans le cas o le support est lui- même foncé, la mire 13 peut être constituée d'une simple surface monochrome claire. C'est le cas par exemple, lorsque la mire est fixée sur une chaussée asphaltée. Les deux zones contrastées précitées sont alors constituées de ladite mire d'une part et de son environnement immédiat d'autre part, l'objectif étant placé et orienté pour que l'image de la mire se forme sur la cellule 19b et pour que la cellule 19a reçoive "l'image" d'une partie de la chaussée. Le dispositif comporte aussi des moyens électroniques de traitement 22 recevant les signaux des deux cellules photosensibles 17a, 17b et comprenant deux voies de traitement 23a, 23b respectivement affectées aux signaux des cellules 17a, 17b. Lesdits moyens électroniques de traitement 22 pilotent un élément bistable, en l'occurrence ici un relais électromagnétique 25. Dans l'exemple représenté, les deux voies de traitement 23a, 23b comprennent respectivement, chacune, un amplificateur Aa, Ab et un convertisseur analogique/numérique Ca, Cb, pour un traitement numérique des informations. Selon un mode de réalisation possible, le gain de l'amplificateur Aa est adapté aux images foncées tandis que le gain de l'amplificateur Ab est adapté aux images claires. Ces gains peuvent être par exemple réglés au cours d'une "phase d'apprentissage" o le seuil de fonctionnement est déterminé en l'absence de véhicule. On peut donc faire en sorte que les niveaux délivrés par les amplificateurs Aa et Ab soient sensiblement identiques lorsque les cellules 17a, 17b reçoivent effectivement les images des zones 19a, l9b, afin de procéder à un traitement "différentiel" des informations. En variante, les amplificateurs Aa et Ab peuvent être de simples adaptateurs de niveau et la valeur du contraste entre les zones 19a et 19b peut être déterminée en aval dans la chaîne de traitement. Dans tous les cas, les sorties des deux voies de traitement 23a, 23b sont connectées à un circuit de commande 26 intercalé entre les deux voies 23a, 23b et l'élément bistable 25. Ce dernier pilote un compteur 28. S'agissant d'une version numérisée, le circuit de commande 26 est entièrement agencé autour d'un microprocesseur. Les sorties des convertisseurs Ca et Cb sont connectées au "bus" d'entrée de celui- ci. Le relais 25 est connecté à l'un des fils du port parallèle sortant. Le circuit de commande est apte à placer l'élément bistable au voisinage de son seuil de changement d'état lorsque ledit boîtier 12 est placé et orienté pour que les images des deux zones contrastées 19a, 19b se forment respectivement sur les deux cellules photosensibles 17a, 17b. Plus précisément ici, le relais 25 n'est pas alimenté dans ces circonstances; il est donc ouvert. Par exemple, dans le cas ci-dessus, si les sorties des convertisseurs Ca et Cb, compte tenu d'un étalonnage des amplificateurs Aa et Ab, délivrent des informations comparables, le microprocesseur est programmé pour maintenir le relais 25 non alimenté, c'est-à-dire ouvert. Dès que les signaux numériques présentent une différence prédéterminée, cela signifie que le rapport de contraste entre les deux zones 19a, 19b a été modifié et qu'un véhicule recouvre momentanément la mire. Le microprocesseur commande alors la fermeture du relais 25. En d'autres termes, le système est conçu pour que les moyens électroniques de traitement 22 soient aptes à "apprendre" le contraste présenté par les zones l9a, 19b, en l'absence de véhicules. Le système de traitement est conçu de telle manière que, une fois l'équilibre trouvé, le relais de sortie 25 reste ouvert à cette seule condition. Chaque fois que le contraste est modifié par suite de la présence d'un véhicule la fermeture du relais est commandée. La réapparition du contraste correct rétablit l'ouverture du relais. Il est à noter que le critère de reconnaissance de la mire est un certain contraste (clair/sombre) prédéterminé et en aucun cas une valeur absolue d'éclairement. Le système conserve donc ses capacités de détection quel que soit le niveau de la lumière ambiante. Celles-ci sont conservées intégralement jusqu'à la pénombre, au-delà, un éclairement artificiel de la mire peut être nécessaire. Il suffit par exemple de prévoir une lampe d'éclairage 29 sur le mât 16. Dans la majorité des cas, en milieu urbain, l'éclairage publique est suffisant. Sur le mode de réalisation de la figure 3, on a représenté une variante adaptée à la détection de mobiles, notamment de véhicules, susceptibles de se déplacer sur plusieurs voies de circulation adjacentes. Cette variante est d'un prix de revient moindre que ce qui résulterait de la mise en oeuvre de plusieurs dispositifs conformes au mode de réalisation précédemment décrit. Selon cette variante, on prévoit plusieurs boîtiers 12a, respectivement orientés vers les différentes voies ou directions à surveiller. Chaque boîtier comporte un objectif 15a et un écran translucide 30 (verre dépoli) qui sert de support pour les extrémités de deux fibres optiques 31a, 31b, lesdites extrémités étant placées en lieu et place des cellules photosensibles 17a, 17b dans le boîtier. L'écran translucide permet le réglage de l'objectif lors de l'installation du système. Toutes les fibres optiques reliées aux différents boîtiers 12a sont regroupées en un faisceau et connectées à un boîtier 35 de traitement qui renferme une alimentation électrique, plusieurs paires de cellules photosensibles 17a, 17b (à raison d'une paire par boîtier 12a) respectivement couplées aux fibres optiques 31a, 3lb correspondantes et des moyens électroniques de traitement 22a semblables à ceux décrits en référence à la figure 2. Cette architecture est également bien adaptée à d'autres applications, notamment la gestion des places de stationnement. Dans ce cas, chaque place de stationnement comporte une mire et un boîtier 12a est orienté vers cette mire. Tous les boîtiers sont reliés par fibres optiques à des moyens électroniques de traitement 22a. Pour un très grand nombre d'emplacements de stationnement à surveiller, il est possible de regrouper et gérer les informations provenant de plusieurs boîtiers 35 au niveau d'un ordinateur. Dans les exemples décrits ci-dessus, il est avantageux que le système optique 15a soit conçu de façon à présenter une profondeur de champ relativement faible pour que l'image obtenue ne soit nette qu'au voisinage de la mire. On obtient ainsi une plus grande fiabilité de détection. Le système de base de l'invention tel que décrit ci- dessus, peut aussi être complété pour permettre une analyse de présence à différentes distances du dispositif de détection. On peut par exemple concevoir une mire ayant la forme d'une bande continue s'étendant longitudinalement sur la chaussée ou plusieurs mires situées à des distances différentes sur celle-ci. En association avec cette modification de la mire, les cellules photosensibles ou les extrémités des fibres optiques peuvent être montées sur un support mobile actionné automatiquement en va-et-vient pour analyser successivement et périodiquement des parties différentes de la mire ou des mires différentes, sur l'image reçue. On peut aussi prévoir un plus grand nombre de cellules fixes dans le boîtier, correspondant respectivement à des portions différentes de la mire continue ou à des mires différentes espacées le long de la chaussée. Un étalonnage préalable permettra d'identifier les distances des zones de détection correspondantes, en fonction de la position des cellules ou des extrémités de fibre optique. Ce principe de détection peut être utilisé pour déterminer une longueur de queue de véhicules à un carrefour muni de feux tricolores et permettre ainsi d'optimiser la durée des feux verts pour faciliter l'écoulement du trafic. REVENDICATIONS 1- Dispositif de détection de mobiles, comprenant au moins un système optique (15), associé à deux cellules photosensibles (17a, 17b) et des moyens électroniques de traitement (22) connectés aux sorties électriques desdites cellules photosensibles, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une mire (13) placée en regard dudit système optique en un emplacement tel que le faisceau optique s'établissant entre ladite mire et ledit système optique (15) puisse être coupé par le passage ou la présence d'un tel mobile, ladite mire définissant, éventuellement avec son environnement immédiat, deux zones contrastées (19a, l9b), respectivement en correspondance optique avec les deux cellules photosensibles. 2- Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens électroniques de traitement (22) comportent deux voies de traitement (23a, 23b) recevant respectivement les signaux des deux cellules photosensibles et un circuit de commande (26) intercalé entre ces deux voies et un élément bistable (25), ledit circuit de commande étant apte à placer ledit élément bistable au voisinage de son seuil de changement d'état lorsque ledit boîtier est placé et orienté pour que les images des deux zones contrastées se forment respectivement sur les deux cellules photosensibles. 3- Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite mire (13) est constituée de deux parties de couleurs différentes, l'une claire, l'autre sombre. 4- Dispositif de détection selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite mire est d'une seule couleur présentant un fort contraste avec la couleur d'un support sur lequel elle est fixée. - Dispositif de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite mire comporte une surface monochrome claire et est fixée sur un support sombre d'une voie de circulation (10), par exemple une chaussée asphaltée. 6- Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'éclairage (21) de ladite mire. 7- Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des fibres optiques (31a, 31b) sont intercalées entre ledit système optique (15a) et les cellules photosensibles (17a, 17k) correspondantes, ces dernières étant regroupées avec d'autres cellules photosensibles associées à d'autres fibres optiques correspondant à un ou plusieurs autres systèmes optiques. 8- Dispositif de détection selon la revendication 7, caractérisé en ce que, du côté dudit système optique, les extrémités des fibres optiques sont portées par un support formant écran translucide (30). 9- Dispositif de détection selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une mire continue ou plusieurs mires s'étendant le long d'une voie de circulation. - Dispositif de détection selon la revendication 9, caractérisé en ce que les cellules photosensibles sont montées sur un support mobile. 11- Dispositif de détection selon l'ensemble des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les extrémités de fibres optiques, du côté dudit système optique, sont montées sur un support mobile.