Brevet FR2793621A1 — publié le 20001117

La présente invention concerne un système de com- munication pour les véhicules, notamment des véhicules auto- mobiles, comprenant au moins une installation d'émission/ré- ception fixe pour les informations vers les véhicules et les installations d'émission/réception embarquées dans les véhi- cules, pour communiquer avec au moins une installation d'émission/réception fixe. Etat de la technique On connaît déjà de multiples systèmes de communi- cation pour des véhicules. Ainsi, à titre d'exemple, les sys- tèmes de navigation et/ou des installations audio intégrées dans des véhicules peuvent recevoir des informations de si- tuation de circulation. Ces informations peuvent s'utiliser comme services complémentaires des stations radio, par exem- pie le système de données radio (RDF), le canal de messages pour le trafic (TMC). Il est également connu de déterminer la position instantanée des véhicules à l'aide d'un système de navigation par satellite (GPS). Enfin, on peut échanger des informations très précises entre des véhicules et des instal- lations d'émission/réception fixes le long d'une route em- pruntée par les véhicules. Cette liaison point à point et brève, ne sert, par exemple, qu'à la comptabilisation des péages autorisant l'accès à des tronçons de route choisis. Selon la technique des télécommunications, il est connu de subdiviser un territoire en cellules radio et de communiquer à un système subordonné, la position instantanée de chacun des différents abonnés, c'est-à-dire de communiquer le lieu o il se trouve dans une cellule radio. Cela permet l'établissement de communications précises avec l'abonné. En même temps, le système subordonné est conçu pour, qu'en cas de changement de position d'un abonné passant d'une cellule à la cellule suivante, la liaison de communication reste main- tenue. Avantages de l'invention La présente invention concerne un système de com- munication pour véhicules, du type défini ci-dessus caracté- risé en ce que les routes utilisées par les véhicules sont subdivisées en des zones (cellules) et une installation d'émission/réception fixe est associée à chaque cellule, les différentes installations d'émission/réception sont reliées à un système subordonné, et les installations d'émission/- réception, fixes, respectives, associées aux cellules éta- blissent une liaison de communication entre les véhicules et le système subordonné selon la position des véhicules dans les cellules. Le système de communication selon l'invention of- fre l'avantage de s'utiliser, de manière universelle, pour les différents besoins ou nécessités de communication de vé- hicules en circulation. Comme les routes empruntées par les véhicules sont subdivisées en zones (cellules), une installa- tion d'émission/réception fixe est associée à chaque cellule et ces installations sont reliées à un système subordonné; la communication entre les véhicules et le système subordonné se fait suivant la position du véhicule par une installation d'émission/réception fixe associée à la cellule dans laquelle se trouve le véhicule. De façon avantageuse, il est possible d'avoir un système de communication unitaire utilisable par tous les véhicules équipés de manière appropriée pour les différents services d'information. La communication établie entre les véhicules et les installations d'émission/réception fixes, respectives du système de communication, permet d'envoyer une information précise, c'est-à-dire définie selon la position respective des véhicules, concernant par exemple l'état de la circulation, à partir du système subordonné vers les véhicules. De plus, la position des véhicules peut être signalée de manière simple par chaque véhicule vers le sys- tème subordonné. Grâce à l'installation unique du système de communication le long de la route de circulation des véhicu- les, on peut, à tout moment, étendre les services d'in- formation à des services qui n'existent pas encore ou ne sont pas utilisés actuellement et qui seront utiles à l'avenir. Selon un développement préférentiel de l'in- vention, les différentes zones (cellules) auxquelles sont as- sociées chaque fois une installation d'émission/réception fixe, sont de dimensions relativement petites par exemple avec un rayon d'action de préférence inférieur à 100 mètres. Cela signifie qu'une route relativement longue est subdivisée en un grand nombre de petites zones. Cela permet une communi- cation très précise, localement définie avec les véhicules. Plus les zones correspondent à des cellules sont petites et plus on pourra déterminer de manière précise la position des véhicules et fournir des informations précises de l'état de la circulation vers les véhicules. Suivant un autre développement avantageux de l'invention, lorsqu'un véhicule quitte une zone voisine (cel- lule) ou y pénètre, la communication entre le véhicule et le système subordonné se fera par l'installation d'émis- sion/réception fixe de cette nouvelle zone. Cela permet une communication permanente, sans coupure entre le système sub- ordonné et le véhicule. En particulier, si le système subor- donné annonce le véhicule par avance grâce aux informations de position obtenues (ou variables) du véhicule, à la zone suivante probable (cellule) dans laquelle va pénétrer le vé- hicule, cela permet de préparer la liaison de communication si bien qu'immédiatement on aura un échange d'informations, c'est-à-dire sans aucune perte de temps pour l'identification éventuelle entre le véhicule et les installations d'émis- sion/réception locales respectives. Selon un autre développement préférentiel de l'invention, une installation d'émission/réception fixe main- tient en même temps une liaison de communication avec tous les véhicules se trouvant dans la zone respective (cellule). Cela permet avantageusement, de transmettre à tous les véhi- cules les mêmes informations concernant par exemple l'état de la circulation. Suivant le mouvement des véhicules et leur association aux différentes zones déterminées (cellules), le nombre de véhicules recevant en même temps une certaine in- formation peut varier, ce qui permet une information très précise à destination de véhicules précis. De plus, de manière préférentielle, grâce au pas- sage des véhicules d'une première zone vers une seconde zone et le transfert correspondant de la liaison de communication vers l'installation d'émission/réception suivante, fixe, à partir des cadences qui en résultent, on peut tirer des con- clusions relatives à la densité de la circulation et au flux de circulation; ces conclusions peuvent être fournies de nouveau sous la forme d'informations vers les véhicules se trouvant dans la zone disponible. Ainsi d'une manière quasi simultanée au mouvement des différents véhicules, grâce au système de communication selon l'invention, on a une rétroac- tion concernant l'état de la circulation. Cela correspond à un système de surveillance et de guidage de circulation très efficace. Enfin, selon un développement préférentiel de l'invention, les véhicules, se trouvant dans les différentes zones (cellules) (ces véhicules sont supposés munis de l'équipement approprié), peuvent voir leur comportement de circulation influencé directement. Cela permet, par exemple, une commande de la vitesse des véhicules dans différentes zo- nes (cellules) et, pour une certaine densité de circulation, un certain état de circulation ou une situation analogue, d'établir un comportement de circulation réciproque et défi- ni, entre les différents véhicules. Les véhicules sont ainsi virtuellement couplés et, par leur comportement adapté réci- proquement, ils permettent de maintenir la fluidité de la circulation. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: * les installations d'émission/réception sont intégrées dans l'infrastructure installée le long de la route, notamment les installations d'éclairage, les panneaux de signalisa- tion ou des moyens similaires, * des guides de lumière assurant la transmission optique des informations réalisent la liaison de communication entre le système subordonné et les installations d'émission/ré- ception, * la liaison de communication entre les installations d'émission/réception et les véhicules se fait par une liaison radio, * la fréquence de transmission est située dans un domaine supérieur à 10 GHz. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation re- présentés schématiquement dans les dessins dans lesquels: * la figure 1 est une vue schématique d'une route subdivisée en cellules et du système de communication associé. * la figure 2 est une vue de détail d'un tronçon de route et du système de communication associé. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre schématiquement un système de communication 10 pour véhicules automobiles. Une voie de com- munication 12, telle que par exemple, des autoroutes, routes nationales ou analogues, est subdivisée en différentes cellu- les 14 à 30. A chacune des cellules 14 à 30 est associée une installation d'émission/réception localement fixe 32, par exemple, sous la forme d'une antenne pour transmettre des si- gnaux radio. L'installation et la portée des installations d'émission/réception 32 est finalement la définition des cel- lules 14 à 30. Celles-ci sont, par exemple, dimensionnées pour que le diamètre supposé d d'une cellule soit inférieur à mètres. Il est clair que l'on peut également choisir d'autres tailles de cellule en respectant le système de com- munication selon l'invention. Les cellules 14 à 30 sont disposées pour recou- vrir l'ensemble du chemin 12 sans laisser d'intervalle libre. Le cas échéant, on peut avoir des chevauchements de différen- tes cellules adjacentes. Le système de communication 10 comprend en outre un système subordonné 34 en liaison par une installation d'émission/réception 36 aux différentes installations d'émis- sion/réception 32. Le système subordonné 34 peut être une centrale de guidage de circulation, un service de circulation ou un organisme de ce type. Les installations d'émission/réception 32 prévues en un nombre relativement grand pour des réseaux de circula- tion relativement longs, pour réaliser une division en peti- tes cellules de la route 12, peuvent être, par exemple, intégrées à des infrastructures existantes comme des instal- lations d'éclairage, des panneaux de signalisation, des pan- neaux de délimitation, des signes de circulation routière ou des moyens analogues. Du fait des zones relativement petites à couvrir par chaque cellule, on peut choisir une puissance d'émission/réception d'autant plus petite. La figure 1 montre à l'intérieur de la cellule 14, un véhicule automobile 38 équipé d'une installation d'émission/réception 40 embarquée dans le véhicule pour éta- blir une liaison avec certaines des installations d'émis- sion/réception fixes 32 à l'intérieur des cellules 14 à 30. Le système de communication 10, selon l'in- vention, assure les fonctions décrites ci-après. Le système subordonné 34 permet de transmettre aux différentes installations fixes d'émission/réception 32, des informations définies qui sont émises par ces installa- tions dans la zone de leurs cellules 14 à 30. Si, dans ces conditions, un véhicule automobile 38 arrive dans une quel- conque cellule 14 à 30, l'installation d'émission/réception du véhicule automobile 38, peut établir la liaison avec les installations d'émission/réception 32 pour permettre d'émettre ou de recevoir les informations transmises. Comme l'emplacement des installations d'émission/réception fixes 32 est connu, grâce au système subordonné 34, on peut transmet- tre des informations différentes aux différentes cellules 14 à 30 ou à certains groupes de cellules. Ces informations peuvent être des informations de circulation routière, des avertissements contre les parties bloquées, les conditions météorologiques, les chantiers, les déviations ou des informations de ce type. Le véhicule auto- mobile 38 dispose ainsi à tout instant d'une information mise à jour. Grâce à la taille des cellules relativement petite du système de communication 10, on peut fournir des informations très exactes et définies. Ainsi, chacun des véhicules 38 ne reçoit que l'information dont il a effectivement besoin et qui correspond à sa position respective et, le cas échéant la position suivante lui sera communiquée; ainsi, l'échange d'informations ou de données entre les véhicules 38 et l'installation d'émission/réception 32 est limité au minimum nécessaire. Les informations superflues concernant, par exem- ple, les cellules 14 à 30 très éloignées de la position ef- fective du véhicule 38, n'ont pas besoin d'être reçues et traitées. Les véhicules automobiles 38 peuvent également utiliser le chemin de transmission, opposé, pour envoyer des informations vers les installations d'émission/réception 32, et qui concernent, par exemple, la situation actuelle de la circulation dans les cellules respectives 14 à 30. Ces infor- mations sont alors rendues disponibles par le système 34 sub- ordonné à l'installation d'émission/réception 32; ce système 34 peut alors fournir des informations correspondantes, cor- rigées et actualisées ou de nouvelles informations aux ins- tallations d'émission/réception 32 des différentes cellules 14 à 30 ou encore rendre disponibles les cellules respectives 14 à 30 ou les cellules révélées de manière correspondante 14 à 20. On peut ainsi avoir un échange bidirectionnel d'informations entre le système subordonné 34 et différents véhicules automobiles 38 (liaisons de communication 37). A côté de l'échange d'informations concernant la situation de la circulation, le système de communication 10 permet également de déterminer la position d'un véhicule au- tomobile 38. Du moment qu'une liaison a été établie entre le véhicule automobile 38 et les installations d'émis- sion/réception fixes 32, on peut déterminer, par la position connue de l'installation d'émission/réception 32, fixe, la position variable du véhicule 38, à savoir au niveau de cha- cune des cellules 14 à 30. De telles déterminations de posi- tion à partir de tous les véhicules participants 38, peuvent servir, par exemple, à la saisie d'une densité de circulation ou d'une situation analogue. De façon correspondante, la transmission de la liaison entre le système subordonné 34 et le véhicule 38 vers une installation d'émission/réception 32 associée à une cellule suivante permet de dire la direction de circulation du véhicule 38. Par la saisie simultanée de la cadence à laquelle les véhicules 38 alternent et passent cha- que fois dans la cellule suivante dans le sens de déplace- ment, on peut déterminer l'intensité de la circulation. Cela permet d'établir des diagnostics concernant le développement de la circulation qui peuvent, à leur tour, être fournis par le système subordonné 34 aux différents véhicules 38. A l'aide des signaux de position fournis par les véhicules automobiles 38, on peut prévoir l'entrée du véhi- cule 38 dans la zone des cellules suivantes 14 à 30. Cette prévision peut servir pour maintenir une liaison de communi- cation 37 facile entre le système subordonné 34 et les diffé- rents véhicules automobiles 38; elle permet d'initialiser l'installation d'émission/réception 32 de la cellule suivante 14 à 30 dans laquelle le véhicule 38 arrive, pour que la liaison de communication 37 puisse être reçue directement par le véhicule automobile. La figure 2 montre une configuration possible du système de communication 10 sous la forme d'une réalisation pratique. Les mêmes éléments que la figure 1 portent les mê- mes références et leur description ne sera pas reprise. Le trajet ou chemin de circulation 12 est ici une route natio- nale et les cellules 14, 16, 18 sont prévues au niveau d'un virage. Dans la zone de la cellule 18, par suite d'un acci- dent, la circulation est arrêtée formant un bouchon concer- nant, par exemple, quatre véhicules automobiles 38. Un véhicule 38' qui pénètre dans la zone de la courbe ne peut voir le bouchon qui s'est produit dans la zone de la cellule 18. Grâce au système de communication 10 selon l'invention, les véhicules 38 transmettent l'état de la circulation à l'installation d'émission/réception 32 de la cellule 18. Celle-ci communique ensuite l'information au système subor- donné 34. Du fait de la position connue en pratique 32 des cellules en amont dans la direction de déplacement, ici les cellules 14, 16, le système 34 subordonné peut alors leur communiquer des états de circulation routière correspondante, ainsi les installations d'émission/réception 32 des cellules 14, 16, fournissent immédiatement une information de circula- tion aux véhicules automobiles 38' pénétrant dans ces cellu- les. Cette information signale, par exemple à un conducteur, par l'intermédiaire d'éléments d'affichage, un obstacle à la circulation. Grâce à un équipement approprié des véhicules automobiles, les signaux d'information correspondants peuvent influencer automatiquement la conduite du véhicule automobile 38', par exemple par une réduction automatique de la vitesse ou par des mesures analogues. Pour permettre une définition du diamètre d des différentes cellules 14 à 30, on peut très avantageusement utiliser une fréquence de transmission servant à transmettre les informations des installations d'émission/réception 32 vers les véhicules automobiles 38. La relation connue selon laquelle pour une même puissance d'émission, plus la fré- quence est élevée et plus la portée est faible, permet de li- miter, avec des fréquences de transmission élevées, par exemple supérieures à 10GHz, très exactement la portée des différentes installations d'émission/réception 32. Cela per- met en particulier d'utiliser les mêmes fréquences de trans- mission dans les cellules voisines ou dans chaque seconde cellule car, comme la portée sera faible, il n'y aura pas d'interaction. Le couplage des installations d'émission/ré- ception 32 sur le système subordonné 34 pour compléter les liaisons de communication 37, se fait de préférence par un système de guides de lumière permettant la transmission opti- que des informations. Celles-ci constituent une liaison très efficace pour un grand nombre d'installations d'émission/ré- ception 32 vers le système subordonné 34. Par une modulation appropriée des informations en transmission optique, on peut de préférence déjà préparer l'émission radio des informations par l'installation d'émission/réception 32 dans le système subordonné 34, si bien que les installations d'émis- sion/réception 32 n'auront plus à exécuter de traitements compliqués du signal. Ces installations comporteront alors uniquement les convertisseurs opto-électriques appropriés pour convertir les informations du système de guides de lu- mière, entre les installations d'émission/réception 32 et le système subordonné 34 pour obtenir les signaux radio à haute fréquence pour l'échange entre les installations d'émis- sion/réception 32 et les véhicules automobiles 38. R E V E N D I C A T I ON S 1 ) Système de communication pour les véhicules, notamment des véhicules automobiles, comprenant au moins une installa- tion d'émission/réception fixe pour les informations vers les véhicules et les installations d'émission/réception embar- quées dans les véhicules, pour communiquer avec au moins une installation d'émission/réception fixe, caractérisé en ce que * les routes (12) utilisées par les véhicules (38) sont sub- divisées en des zones (cellules) (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30) et une installation d'émission/réception (32) fixe est associée à chaque cellule, * les différentes installations d'émission/réception (32) sont reliées à un système subordonné (34) et * les installations d'émission/réception (32), fixes, res- pectives, associées aux cellules établissent une liaison de communication (37) entre les véhicules (38) et le sys- tème subordonné (34) selon la position des véhicules (38) dans les cellules (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30). 2 ) Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différentes cellules (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30) sont de petites dimensions par rapport à la longueur de la route (12). 3 ) Système de communication selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre (d) des cellules (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, ) est inférieur à 100 mètres. 4 ) Système de communication l'une quelconque des' revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu' au passage de plusieurs cellules (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30) par un véhicule (38), la liaison de communication 1! (37) passe automatiquement à l'installation d'émission/ré- ception (32) suivante respective. ) Système de communication selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entrée du véhicule (38) dans la cellule respective (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30) est annoncée par le système sub- ordonné (34) à l'installation d'émission/réception (32), sui- vante qui reprend la liaison de communication (37). 6 ) Système de communication selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que les installations d'émission/réception (32) maintiennent si- multanément la liaison de communication (37) avec tous les véhicules (38) qui se trouvent dans une cellule respective (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30). 7 ) Système de communication selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en qu' le système subordonné (34) déduit les informations de posi- tion de circulation à partir de la cadence d'alternance selon laquelle les véhicules (38) passent chaque fois dans la cel- lule suivante (14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30). 8 ) Système de communication selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en que les installations d'émission/réception (32) sont intégrées dans l'infrastructure installée le long de la route (12), no- tamment les installations d'éclairage, les panneaux de signa- lisation ou des moyens similaires. 9 ) Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système subordonné (34) permet, par la liaison de communi- cation (37), une action automatique directe sur le comporte- ment des véhicules (38). 100 ) Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que des guides de lumière assurant la transmission optique des informations réalisent la liaison de communication (37) entre le système subordonné (34) et les installations d'émis- sion/réception (32). ) Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison de communication (37) entre les installations d'émission/réception (32) et les véhicules (38) se fait par une liaison radio. 12 ) Système de communication selon la revendication 11, caractérisé en ce que la fréquence de transmission est située dans un domaine supé- rieur à 10 GHz.