Brevet FR2788142A1 — publié le 20000707

PROCEDE DE MESURE DE DUREE ET DISPOSITIF POUR METTRE EN OEUVRE LE PROCEDE Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un procédé de mesure de durée ainsi qu'un dispositif mettant en oeuvre le procédé. L'invention s'applique à la synchronisation de récepteurs de signaux impulsionnels et, plus particulièrement, à la synchronisation de récepteurs de signaux impulsionnels provenant d'au moins une source microlaser. Selon l'art connu, un récepteur de signaux impulsionnels provenant d'une source microlaser est associé, au sein d'un même dispositif communément appelé télémètre microlaser, à la source microlaser dont il reçoit les signaux. Un télémètre microlaser est utilisé pour déterminer la distance qui le sépare d'un objet. La source microlaser émet des impulsions en direction de l'objet. Le récepteur comprend un photodétecteur qui permet de détecter les signaux réfléchis par l'objet. Le faisceau laser effectue ainsi un trajet aller-retour du télémètre à l'objet. La distance du télémètre à l'objet est alors directement déductible du temps mis par la lumière pour effectuer le trajet allerretour. Un tel télémètre présente l'inconvénient de solidariser la source émettrice et le photo-détecteur. Ainsi, le dispositif de réception utilisé pour évaluer la distance de l'objet est-il nécessairement celui qui est associé à l'émetteur au sein d'un même télémètre. Il n'est alors pas possible de déplacer l'émetteur et le récepteur indépendamment l'un de l'autre. L'invention ne présente pas cet inconvénient. En effet, l'invention concerne un procédé de mesure d'une durée entre un instant succédant à l'instant d'émission d'une première impulsion par un émetteur de signaux impulsionnels ayant une période TM et un instant correspondant à la réception, par au moins un récepteur de signaux, de l'impulsion émise qui succède à la première impulsion, le procédé comprenant: - l'intégration, à partir d'un instant postérieur à l'instant d'émission de la première impulsion et pendant une durée Tint inférieure à TM, des signaux que reçoit le récepteur de façon à générer un signal d'intégration, - le déclenchement du comptage de la durée à partir de l'instant qui détermine la fin de la durée Tint, si le signal d'intégration a une amplitude inférieure ou égale à un seuil donné, l'interruption du comptage de la durée à l'instant o le récepteur reçoit l'impulsion émise qui succède à la première impulsion. L'invention concerne également un dispositif de mesure de durée (Atj) entre un instant succédant à l'instant d'émission d'une première impulsion par un émetteur de signaux impulsionnels ayant une période TM et un instant correspondant à la réception, par au moins un récepteur de signaux, de l'impulsion qui succède à la première impulsion, le dispositif comprenant: - au moins un récepteur permettant de convertir en signal électrique les signaux qu'il reçoit, - au moins un circuit d'intégration permettant, à partir d'un instant postérieur à l'instant d'émission de la première impulsion et pendant une durée Tint inférieure à TM, d'intégrer les signaux électriques issus du récepteur de façon à générer un signal d'intégration, - au moins un compteur permettant de déclencher le comptage de la durée (Atj) à partir de l'instant qui détermine la fin de la durée Tint, si le signal d'intégration a une amplitude inférieure ou égale à un seuil donné, et d'interrompre le comptage de la durée (Atj) à l'instant o le récepteur reçoit l'impulsion émise qui succède à la première impulsion.. L'invention concerne encore un système d'évaluation de la distance séparant un objet d'un dispositif de réception. L'objet est muni d'un émetteur de signaux impulsionnels et le dispositif de réception comprend au moins un dispositif de mesure de durée tel que le dispositif selon l'invention. Avantageusement, le procédé de mesure de durée selon l'invention permet de créer une référence commune à plusieurs récepteurs afin de pouvoir exploiter les informations qu'ils délivrent. Pour chaque récepteur, le temps mesuré entre le déclenchement du comptage et l'interruption du comptage peut être converti en une distance qui correspond à la distance séparant le récepteur de l'émetteur qui a émis l'impulsion, additionnée algébriquement d'une grandeur do. La grandeur do est une distance fictive introduite par le déclenchement du comptage des récepteurs au même instant. Ainsi, l'invention permet-elle de concevoir un procédé de mesure de distance entre un émetteur de signaux impulsionnels et un récepteur qui s'avère très souple d'utilisation. Un couple émetteur/récepteur formant télémètre n'est pas nécessairement le même d'un instant à l'autre. Emetteur et récepteur étant dissociés, il est alors possible de concevoir des dispositifs o le nombre d'émetteurs est différent du nombre de récepteurs. Les récepteurs peuvent alors collecter des signaux en provenance de n'importe lequel des émetteurs, voire même de plusieurs émetteurs simultanément, formant ainsi autant de télémètres fonctionnant en boucle ouverte qu'il y a de couples émetteur/récepteur possibles. Au cas o le procédé concerne l'utilisation de plusieurs émetteurs, il est nécessaire qu'un récepteur puisse identifier de quel émetteur proviennent les impulsions qu'il reçoit. A cette fin, les impulsions émises par chaque émetteur peuvent être codées et le récepteur comprend alors des moyens de décodage. Il est également possible de prévoir des impulsions laser dont la longueur d'onde est différente d'un émetteur à l'autre. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence à la figure ci-annexée. Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention La figure annexée représente un dispositif de réception de signaux selon l'invention. Le dispositif comprend un émetteur E de signaux impulsionnels, n blocs de réception B1,... Bn, n étant un entier supérieur ou égal à 1, un séquenceur SQ et un générateur d'impulsions G1. Selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'émetteur E est une source microlaser émettant des impulsions lumineuses. Chaque bloc de réception Bj (j=l,..., n) comprend un photodétecteur Dj, un circuit de comptage Cj, un convertisseur analogique/digital CANj, et un circuit d'intégration de signal ITj. Les photodétecteurs sont réalisés, par exemple, à l'aide de diodes PIN ou de diodes à avalanche. Le photodétecteur D, (j=l,..., n) collecte la lumière Lj qu'il reçoit et convertit cette lumière Lj en un signal électrique Sj. Le circuit de comptage Cj (j=l,..., n) est, par exemple, un circuit de comptage tel que celui décrit dans la demande de brevet français FR-2 745 668 intitulée "Dispositif de mesure précise de la durée d'un intervalle de temps". Le compteur Cj possède une première entrée pour recevoir un signal qui déclenche le comptage et une deuxième entrée pour recevoir un signal qui interrompt le comptage. La deuxième entrée du compteur Cj est reliée à la sortie du photodétecteur Dj. Il s'ensuit que le comptage est interrompu dès que le photodétecteur Dj détecte une impulsion. La source microlaser E émet un signal lumineux constitué d'impulsions se répétant avec une période TM. Suite à l'émission d'une impulsion par la source microlaser, une première impulsion est détectée par chacun des photodétecteurs Dj (j=l, ., n) dont le secteur de visibilité Vj est dans le champ de visibilité VE de la source microlaser. Cette première impulsion correspond à un trajet direct de la lumière entre la source E et chaque photodétecteur Dj. En l'absence de nouvelle impulsion émise par la source microlaser, chaque photodétecteur détecte éventuellement des impulsions dues à des trajets multiples de la lumière. Les signaux Sj issus du photodétecteur Dj sont transmis au circuit d'intégration de signal ITj par l'intermédiaire du circuit de conversion analogique/digital CANj qui a pour fonction de numériser le signal qu'il reçoit. Le circuit d'intégration ITj a pour fonction de générer un signal d'intégration SIj résultant de l'intégration, à partir d'un instant postérieur à l'instant d'émission de la première impulsion reçue et pendant une durée d'intégration Tint inférieure à TM, de l'ensemble des..DTD: signaux Sj issus du photodétecteur Dj. L'amplitude du signal d'intégration SIj est comparée à un seuil. La valeur du seuil est choisie de façon à garantir qu'aucune impulsion de trajet direct ni aucune impulsion de trajets multiples n'est détectée par le photodétecteur Dj pendant la durée Tint si le signal d'intégration SIj a une valeur inférieure au seuil. Les signaux SIj (j=l,..., n) sont transmis au séquenceur SQ. A l'instant qui détermine la fin de la durée d'intégration Tint, une impulsion de début de comptage ST est envoyée simultanément sur la première entrée de chacun des compteurs Cj si chacun des signaux SIj a une valeur inférieure au seuil. Dans le cas contraire, les circuits d'intégration sont remis à zéro et l'intégration des signaux recommence pendant une nouvelle durée Tint. L'impulsion de début de comptage ST est issue d'un générateur d'impulsions G1 qui reçoit sur son entrée une commande Q issue du séquenceur SQ. Au cas o le séquenceur SQ est éloigné de certains blocs de réception, des liaisons par fils ou par fibres optiques sont nécessaires entre certains blocs de réception et le séquenceur. Les retards liés à la longueur des liaisons sont alors pris en compte pour le calcul de l'instant qui détermine la fin de la durée Tint- Comme cela a été mentionné précédemment, le comptage de chaque compteur Cj est interrompu dès que le photodétecteur Dj auquel il est associé détecte une impulsion. Ainsi, chaque compteur Cj peut-il délivrer une durée Atj calculée comme la différence entre l'instant o une impulsion de trajet direct est détectée et l'instant de début de comptage commun à plusieurs compteurs. De façon connue en soi, chaque durée Atj (j=l, 25..., n) peut être convertie en distance ôj correspondant à la distance source microlaser / photodétecteur Dj additionnée algébriquement d'une distance fictive de décalage do introduite par la synchronisation des compteurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure d'une durée (Atj) entre un instant succédant à l'instant d'émission d'une première impulsion par un émetteur de signaux impulsionnels ayant une période TM et un instant correspondant à la réception, par au moins un récepteur de signaux, de l'impulsion émise qui succède à la première impulsion, le procédé comprenant: - l'intégration, à partir d'un instant postérieur à l'instant d'émission de la première impulsion et pendant une durée Tint inférieure à TM, des signaux que reçoit le récepteur de façon à générer un signal d'intégration, - le déclenchement du comptage de la durée (Atj) à partir de l'instant qui détermine la fin de la durée Tint, si le signal d'intégration a une amplitude inférieure ou égale à un seuil donné, - l'interruption du comptage de la durée à l'instant o le récepteur reçoit l'impulsion émise qui succède à la première impulsion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intégration des signaux est précédée d'une étape de numérisation des signaux. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape permettant d'identifier l'émetteur de signaux impulsionnels. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape permettant d'identifier l'émetteur de signaux impulsionnels est une étape de décodage des impulsions. 5. Dispositif de mesure de durée (Atj) entre un instant succédant à l'instant d'émission d'une première impulsion par un émetteur de signaux impulsionnels ayant une période TM et un instant correspondant à la réception, par au moins un récepteur de signaux, de l'impulsion qui succède à la première impulsion, le dispositif comprenant: - au moins un récepteur (Dj) permettant de convertir en signal électrique (Sj) les signaux (Lj) qu'il reçoit, - au moins un circuit d'intégration (I) permettant, à partir d'un instant postérieur à l'instant d'émission de la première impulsion et pendant une durée Tint inférieure à TM, d'intégrer les signaux électriques (Sj) issus du récepteur (Dj) de façon à générer un signal d'intégration (SIj), - au moins un compteur (Cj) permettant de déclencher le comptage de la durée (Atj) à partir de l'instant qui détermine la fin de la durée Tint, si le signal d'intégration a une amplitude inférieure ou égale à un seuil donné, et d'interrompre le comptage de la durée (Atj) à l'instant o le récepteur (Dj) reçoit l'impulsion émise qui succède à la première impulsion. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de numérisation des signaux électriques (Sj) issus du récepteur (Dj). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le récepteur (Dj) est un photodétecteur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant d'identifier l'émetteur de signaux impulsionnels. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens permettant d'identifier l'émetteur de signaux impulsionnels comprennent un circuit de décodage. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il est dissocié de l'émetteur de signaux impulsionnels. 11. Système d'évaluation de la distance séparant un objet d'un dispositif de réception, caractérisé en ce que l'objet est muni d'un émetteur de signaux impulsionnels et en ce que le dispositif de réception comprend au moins un dispositif selon l'une des revendications 5 à 10.