Brevet FR2805047A1 — publié le 20010817

La présente invention concerne un procédé de détection de véhicules au moyen d'un dispositif radar. On sait que pour obtenir une circulation fluide des véhicules sur différentes artères, il est nécessaire assurer une gestion précise de la circulation dans les carrefours. Cette gestion de la circulation est elle-même assurée en utilisant des capteurs qui sont disposés à 'entrée des carrefours et sur les carrefours, et dont les signaux sont traités par un algorithme de fluidisation servant à commander les signaux tricolores régulant l'accès aux carrefours. On connaît différents types de capteurs. Le capteur le plus ancien est le capteur inductif constitue par une boucle électromagnétique disposée dans la chaussée de chacune des voies sur lesquelles on veut détecter la présence d'un véhicule. Ce type de capteur présente 1 avantage d'être très bon marché et très fiable mais son installation nécessite une intervention sur la chaussée pour réaliser dans celle-ci, soit par sciage soit par depose de pavés, une rainure destinée à recevoir la boucle électromagnétique. On connaît également des capteurs optiques comprenant des cellules dont l'état est fonction de la lumière réfléchie et dont le changement d'état permet de détecter la présence d'un véhicule et de savoir ' celui-ci est immobile ou en mouvement. Pour permettre un bon fonctionnement de ce type de capteur, il est toutefois nécessaire de disposer sur la chaussée mire de reférence, ce qui peut poser des problèmes de fonctionnement lorsque la mire a été salie suite du passage des véhicules. En outre, la détection est liée à variations d'éclairement de sorte que le fonctionnement de ce type de capteur est perturbé lors des transitions jour/nuit ainsi que lors des brusques variations de l'éclairement solaire, par exemple lors du passage d'un nuage devant le soleil. Enfin, ce type de capteur ne peut fonctionner la nuit que dans les zones disposant d'un éclairage public. On connaît enfin des capteurs constitués par un radar. On a tout d'abord envisagé d'utiliser un radar impulsions. Toutefois, en raison de la très courte distance séparant le radar du véhicule, l'impulsion écho résultant de la reflexion sur le véhicule est pratiquement simultanée à l'impulsion émise. Un radar à impulsions est donc inexploitable en pratique pour la gestion de la circulation. On a donc utilisé des radars Doppler à émission continue utilisant le décalage fréquenciel de l'onde écho, ce décalage fréquenciel résultant du déplacement du véhicule. Ce type de radar est satisfaisant pour détecter l'arrivée d'un véhicule mais il ne permet pas de détecter la présence d'un véhicule immobile. Ce type de radar ne permet donc pas de faire face à toutes les situations pouvant survenir. En particulier, dans le cas d'un carrefour comprenant une voie prioritaire, par exemple dans le cas 'un carrefour entre une voie à grande circulation et une voie communale, les feux tricolores restent constamment au vert sur la voie prioritaire tant qu'un véhicule n'est pas détecté sur la voie secondaire. Le radar Doppler permet de détecter l'arrivée d'un véhicule sur la voie secondaire mais si pour une raison quelconque (obstacle sur le carrefour ou incident de fonctionnement du véhicule) le véhicule ne démarre pas lors du passage au vert du feu tricolore dont la durée est temporisée sur la voie secondaire, l'immobilité du véhicule ne permet plus sa détection par le radar Doppler lorsque le feu tricolore de la voie secondaire est repassé au rouge en réinitialisant un cycle de détection. Pour cette raison le radar Doppler ne peut pas non plus être utilisé pour détecter la présence de véhicules bloqués au centre d'un carrefour et assurer un verrouillage de tous les accès au carrefour jusqu'au déblocage des véhicules. but de l'invention est de proposer un procédé détection de véhicules au moyen d'un dispositif radar permettant de détecter la présence de véhicules immobiles. vue de la réalisation de ce but, le procédé selon l'invention comporte les étapes de émettre une onde électromagnétique à une fréquence porteuse modulée à une fréquence de modulation très inférieure à la fréquence porteuse, mélanger une onde électromagnétique reçue avec l'onde électromagnétique émise, filtrer une raie spectrale correspondant à un harmonique d'ordre impair de la fréquence de modulation, et déclencher un signal de présence lorsque la raie spectrale filtrée une amplitude dépassant un seuil prédéterminé. Ainsi, l'onde reçue est en réalité l'onde réfléchie à partir de l'onde émise de sorte que pour des distances presque nulles, c'est-à-dire les distances auxquelles un véhicule peut se trouver par rapport à un radar implante sur un tricolore, on obtient un découplage suffisant entre les voies d'émission et de réception pour permettre une identification d'un signal résultant de la réflexion l'onde électromagnétique émise sur un véhicule en fixant le seuil de détection juste au-dessus du niveau de bruit du mélangeur. Le procédé selon l'invention permet donc de détecter un véhicule immobile, aussi bien sur une voie d'accès au carrefour que dans le carrefour lui-même en disposant des radars orientés vers chaque zone surveiller. Selon une version avantageuse de l'invention, raie spectrale filtrée est un harmonique d'ordre trois ou cinq de la fréquence de modulation. On réalise ainsi un compromis intéressant entre le découplage qui est meilleur pour les harmoniques d'ordre supérieur et la puissance reçue qui est décroissante en fonction du numéro d'ordre harmoniques de la fréquence de modulation. Selon un autre aspect avantageux de l'invention la raie spectrale filtrée est mélangée avec des signaux à une frequence multiple de la fréquence de modulation et dephasés de JI/2 l'un par rapport à 1 autre, le signal obtenu étant traité par un amplificateur à effet Doppler. Ainsi, en plus d'une information sur la présence d'un vehicule, on obtient une information sur mouvements des vehicules, ce qui permet de mieux gérer la circulation à travers le carrefour. D'autres caractéristiques et avantages de 1 invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de deux modes de mise en oeuvre particuliers de l'invention en relation avec les figures ci-jointes, parmi lesquelles - la figure 1 est une représentation par blocs d'un radar mettant en oeuvre le procédé selon l'invention dans sa version la plus générale, - la figure 2 est un diagramme par bloc analogue à celui de la figure 1 illustrant une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En référence à la figure 1, le radar mettant en oeuvre le procédé selon l'invention comporte une source d'émission 1 d'une fréquence porteuse F, par exemple une fréquence de 24,125 GHz, associée à un modulateur 2 assurant une modulation de la fréquence porteuse F à une frequence de modulation Fm très inférieure à la fréquence porteuse, par exemple 3,58 MHz. Le signal à la fréquence porteuse F modulé à la frequence de modulation Eln est transmis par l'intermédiaire un organe de duplexage 3 à une antenne 4 qui émet l'onde électromagnétique correspondante vers un véhicule 5 comme illustré par la flèche en trait épais sur la figure 1. onde électromagnétique émise est réfléchie par le véhicule 5 sous forme d'une onde electromagnétique écho symbolisée par une flèche en trait double sur la figure 1. L'onde électromagnétique écho est reçue par l'antenne 4 et le signal correspondant est transmis par l'organe de duplexage 3 à une première entrée un mélangeur 6 ayant une seconde entrée reliée à un organe de couplage directionnel 7 transmettant le signal de la fréquence porteuse F modulé à la fréquence de modulation Fm. Le signal de sortie du mélangeur 6 est traité par un amplificateur filtre 8 accordé sur une fréquence kFm correspondant à un harmonique d'ordre impair de la fréquence de modulation, de préférence l'harmonique d'ordre trois ou d'ordre cinq. La raie spectrale correspondant à cet harmonique est transmise à un détecteur 9 qui compare l'amplitude du signal obtenu à un seuil de référence et déclenche un signal de présence lorsque l'amplitude de la raie spectrale sélectionnée est supérieure au seuil de référence. Le seuil de référence est déterminé pour permettre une distinction par l'organe de détection 9 entre un signal délivré au détecteur 9 en l'absence de véhicule et un signal délivré au détecteur 9 lors de la présence d'un véhicule. Le seuil de détection est donc principalement déterminé pour éliminer le bruit résultant du mélangeur 6. Le signal de détection de présence est transmis à un amplificateur basse fréquence 10 dont la sortie est reliée à un organe de commande 15 associé à un contrôleur de carrefour non représenté. La figure 2 illustre une variante de réalisation comprenant en plus des mêmes éléments que précédemment, un multiplicateur 11 à deux sorties déphasées relié au modulateur 2 pour délivrer des signaux à une fréquence nF@n multiple de la fréquence de modulation et déphasés de JI/2 à un mélangeur 12 relié par ailleurs la sortie de l'ampli filtre 8 de sorte que le mélangeur 12 délivre à sa sortie des signaux Doppler également déphasés de J1/2. La sortie du mélangeur 12 est reliée à l'entrée d' amplificateur Doppler 13 dont la sortie est reliée à comparateur de phases 14 qui assure une détection du sens de déphasage, ce sens de déphasage étant lui-même dépendant du sens de deplacement du véhicule. Le signal de sortie du comparateur phases 14 est délivré à l'organe de commande 15 pour être traité par celui-ci en même temps que le signal de présence délivré par l'amplificateur basse fréquence 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que l'invention ait été illustrée avec un radar comportant un organe de duplexage 3 permettant l'utilisation d'une seule antenne 4, on peut également mettre en oeuvre le procédé selon l'invention avec un radar comportant une antenne de réception séparée de l'antenne d'émission. Les valeurs de la fréquence porteuse ainsi que le numéro d'ordre de l'harmonique sélectionné la fréquence de modulation seront de préférence choisis fonction des composants existants permettant de générer ces fréquences et permettant un filtrage approprié de la raie spectrale correspondant à l'harmonique sélectionné. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de véhicules au moyen d'un dispositif radar, caractérisé en ce qu'il comporte étapes de - émettre une onde électromagnétique à fréquence porteuse (F) modulée à une fréquence de modulation (Fm) très inférieure à la fréquence porteuse, - mélanger une onde électromagnétique reçue avec l'onde électromagnétique émise, - filtrer une raie spectrale correspondant à un harmonique d'ordre impair de la fréquence de modulation, et déclencher un signal de présence lorsque la raie spectrale filtrée a amplitude dépassant un seuil prédéterminé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la raie spectrale filtrée est un harmonique d'ordre trois ou cinq de la fréquence de modulation. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la raie spectrale filtrée mélangée avec des signaux à une fréquence (nFfi) multiple de la fréquence de modulation et déphasés de l'un par rapport à l'autre, le signal obtenu étant traite par un amplificateur à effet Doppler.