Brevet FR2801154A1 — publié le 20010518

SYSTÈME DE SÉCURITÉ POUR LA CIRCULATION ROUTIÈRE. La présente invention a pour objet un système de sécurité pour la circulation routière de véhicules automobiles. Malgré toutes les précautions qui ont déjà été prises, la circulation automobile fait toujours trop de victimes. Un premier objet de l'invention est de pallier cet inconvénient et de permettre la diminution du nombre des accidents. Les progrès récents tant en informatique qu'en électronique rendent maintenant possible une assistance automatique du conducteur à un coût supportable. Selon l'invention, le système de sécurité et de prévention des accidents est indépendant du conducteur, et ne fait que lui communiquer des informations sur un afficheur. Le système comprend essentiellement deux composants: des balises disposées sur le bord des routes et un dispositif récepteur (ou transpondeur) embarqué dans le véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque véhicule comprend un émetteur récepteur directionnel connecté à une centrale inertielle et à des moyens de signalisation. Outre les feux habituels, les moyens de signalisation incluent des lampes à éclats et des feux d'indication du mouvement du véhicule telles que des accélérations ou un arrêt sans freinage. Les balises permettent de transmettre des informations aux véhicules qui circulent sur la voie balisée et à eux seuls. Ces informations sont de différentes sortes et renseignent le conducteur sur l'état de l'environnement dans un périmètre déterminé autour de chaque véhicule. Un premier type d'informations, figées dans une mémoire de la balise concernent les informations permanentes telles que les indications de direction, les sorties etc. Un second type d'informations concerne les conditions de circulation et sont générées par la balise elle-même. Ces informations sont relatives notamment à des données météorologiques telles que brouillard, pluie, chutes importantes de neige, verglas ou autre tel qu'un accident. De préférence, elles peuvent permettre la transmission d'un troisième type d'informations constituées par des messages dynamiques personnalisés, identifiés voire même sécurisés au moyen d'un protocole de communication incluant un adressage particulier et unique à un seul véhicule. Mais, un véhicule va recevoir des informations non seulement des balises latérales mais également des véhicules immédiatement à l'avant. Un quatrième type d'informations qui peut être téléchargé peut être constitué par des informations publicitaires ou générales se rapportant par exemple à un événement dans une ville voisine de la balise tel qu'une foire, par exemple. Une balise est constituée de modules - un émetteur (hertzien ou infrarouge); - un système de conversion binaire logique répondant à un code et/ou à un protocole déterminé (par exemple le protocole internet IP); - un module et une interface avec des équipements de détection et de mesures de grandeurs physiques; - un module de préréglage destiné à envoyer des séquences logiques fixes ou variables en mode purement local ou en réseau, recevant des données distantes. La partie embarquée du système est composée d'éléments indépendants mais complémentaires fonctionnant en mode autonome, sans action du conducteur. I1 se compose de cinq parties : Récepteur, afficheur et centrale d'informations, centrale inertielle,- émetteur, système de signalisation visuelle. - Le récepteur reçoit des signaux tant des balises que des véhicules voisins; - l'afficheur reproduit toutes les données (traduites) et simultanément un système de synthèse vocale (dans la langue du conducteur) et de traitement renvoie les informations nécessaires vers un émetteur embarqué. La centrale inertielle peut être autonome et déclencher différents signaux visuels à l'arrière du véhicule ainsi que sur l'émetteur embarqué en fonction de l'accélération (positive ou négative) du véhicule. De l'accélération, le système déduit la vitesse linéaire et éventuellement une détection de perte d'adhérence résultant d'une accélération trop forte si un détecteur d'accélération latérale est prévu. En cas de détection de choc (ou d'actionnement du dispositif de détresse par le conducteur), une action spécifique déclenche l'émetteur de détresse avertissant l'ensemble des conducteurs se trouvant dans une zone circonscrite. L'émetteur arrière indique aux véhicules suiveurs l'état relatif du mouvement du véhicule (accélération, freinage d'urgence, choc, arrêt ou simplement vitesse). I1 permet d'introduire des données supplémentaires par exemple correspondant au vol du véhicule. En cas de brouillard ou de faible visibilité, le véhicule suiveur est averti par le véhicule précédent par une signalisation d'urgence arrière de celui-ci qui s'ajoute aux moyens connus tels que feux de freinage, de position et de recul. Elle indique une forte décélération voir un choc. Un feu arrière de brouillard intense de même nature que ceux utilisés en aéronautique se déclenche uniquement par l'action des balises routières de détection de brouillard. Des signaux visuels de détresse (plus efficaces que ceux utilisés actuellement) sont ajoutés au dispositif. La centrale inertielle inclut un accéléromètre linéaire capteur de G c'est à dire qu'il délivre une tension fonction linéaire de l'accélération. Par exemple, V= 1 Millivolt/0,1G. La linéarité de ces capteurs est de l'ordre de 0,01$ ce qui importe peu car seules des portions de la .courbe sont exploitées. A la sortie de l'amplificateur, le signal amplifié est appliqué sur un comparateur à seuils en sortie duquel on peut mettre des sorties à collecteur ouvert permettant d'exploiter des charges avec au préalable une filtration par une temporisation des sorties. Ces sorties sont appliquées sur la signalisation et , par ailleurs, une adaptation du signal convertit la sortie et renvoie vers l'émetteur arrière une information sur l'accélération du véhicule et plus généralement d'un mouvement ou de son absence. On peut, bien entendu substituer à l'accéléromètre linéaire un balancier calibré avec des détecteurs de mouvements tels que des photocoupleurs connectés à des ensembles à collecteurs ouverts. Chaque véhicule inclût un panneau d'affichage graphique et des moyens sonores d'alarme constitué par un étage de synthèse vocale qui peut être déconnecté. Et il est possible de n'utiliser que le système embarqué de communication avec les autres véhicules si les balises sont absentes sur la voie de circulation utilisée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les informations sont échangées selon le protocole Internet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - la figure 1, le schéma d'un véhicule équipé d'un système selon l'invention; - la figure 2, un schéma par blocs du système embarqué dans le véhicule; - la figure 3, un schéma par blocs d'une balise; - la figure 4, un schéma de la centrale inertielle; - la figure 5, un schéma électronique de la distribution des informations émises par la centrale inertielle; - la figure 6, une réalisation d'un dispositif de signalisation du brouillard. Sur l'ensemble des figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. La figure 1 représente un véhicule V progressant dans la direction indiquée par la flèche F, recevant des signaux d'une borne ou balise 40 à l'aide d'un émetteur-récepteur ou transpondeur 1. Ce transpondeur est connecté à un afficheur graphique 4 lisible en permanence par le conducteur du véhicule. I1 est aussi relié à une centrale inertielle 31 qui agit directement ou indirectement sur des moyens de signalisation arrière 12 et sur un émetteur directionnel 13 émettant un faisceau étroit en direction d'un véhicule suivant éventuel. un récepteur avant 13a qui fait partie du récepteur 1 peut recevoir les informations émises par l'émetteur 13 d'un véhicule précurseur. Sur la figure 2, on voit que le système embarqué comprend un émetteur-récepteur 1 du type RDS, par exemple, et, éventuellement, un transpondeur 2, pour le couplage hertzien avec une boucle locale de communication IP. Le récepteur 1 est connecté à un étage logique de décodage 3 connecté à un afficheur graphique 4, à un étage de synthèse vocale 5 et à un analyseur de signaux 6. Dans un souci de confort du conducteur, l'étage de synthèse vocale peut être neutralisé, notamment en ville où la fréquence des messages devient rapidement insupportable. La sortie de l'étage analyseur est reliée en 7 aux organes du véhicule. Dans le cas de la présence d'une boucle radio locale IP, l'unité centrale inclût un modem 8 capable de communiquer avec des périphériques externes 9. Un second sous ensemble inclut une centrale inertielle 10, une interface de puissance 11 connectée d'une part à la signalisation arrière 12 et à l'émetteur arrière 13 qui à l'aide d'une antenne directionnelle 14 envoie les informations de la centrale d'inertie 10 en direction d'un ou deux véhicules suiveurs. Le système embarqué inclût également un récepteur 13a recevant les informations émises par le véhicule précurseur qui est relié à l'étage logique de décodage 3 affichant les informations reçues de ce véhicule sur l'afficheur graphique 4. Ces moyens sont destinés à éviter les collisions avec le véhicule précédent lorsque la visibilité est faible ou nulle, par exemple en cas de brouillard. La figure 3 est un schéma par blocs d'une balise 40 disposée à intervalles réguliers le long de la voie de circulation. Elle comprend une entrée de données 20 connectée à un étage transcodeur 21 (qui peut fonctionner selon le code IP mais non nécessairement). L'étage 21 est relié, d'une part à un étage logique de codage 22 et à un séquenceur 23. L'étage 22 est connecté à un émetteur 24 (hertzien ou infrarouge) émettant sous une puissance très faible en direction des véhicules circulant sur la voie par l'antenne directionnelle 25. En émission hertzienne, la fréquence utilisée est par exemple de 108.9 MHz. Le séquenceur 23 est connecté à un étage 26 de réglage des données contenues dans la matrice de codage et à un module 27 de détection des conditions atmosphériques connecté à un certain nombre de capteurs (non représentés) qui lui communiquent des données météorologiques telles que la température et le degré d'humidité. Il est également possible de prévoir dans la balise une boucle locale radio 29 de protocole Internet avec son antenne 30. Comme indiqué ci-dessus, la correspondance avec un tiers éloigné au moyen du modem 8 est optionnelle. Dans ce cas, le message qui peut être émis par toutes les balises 40 est adressé et ne parvient qu'au véhicule considéré. Même si celui-ci circule rapidement, la transmission d'un message peut être effectuée. I1 est ainsi possible de réaliser un télédiagnostic sur un véhicule déterminé en fonctionnement en raccordant à l'émetteur les principaux organes à surveiller. Les balises constituent, bien évidemment, des moyens de navigation et de positionnement du véhicule sur la route de sorte que le conducteur sache exactement où il est à tout instant. La figure 4 est un schéma représentant la centrale inertielle embarquée à bord d'un véhicule. Elle comprend un accéléromètre linéaire 31 délivrant une tension proportionnelle à l'accélération, tension qui est amplifiée dans un amplificateur linéaire 32 dont une sortie est connectée à l'émetteur arrière 13 (Fig.l). Simultanément la tension V délivrée par l'amplificateur 32 est appliquée sur un comparateur à seuil du type connu sous la désignation LM 3914. La sortie de ce comparateur est connectée aux circuits de commande des feux arrière selon l'invention tels que des lampes à éclats, des clignotants à forte luminosité utilisés comme feux de détresse, des feux de freinage supplémentaires, etc. Le comparateur est composé d'amplificateurs opérationnels à gain infini se comportant comme des triggers ou gâchettes. Selon l'invention, le conducteur n'a aucune mesure à prendre pour la commande de ces feux qui est entièrement automatique. Ainsi, la signalisation optique est doublée par l'émission directive de signaux par voie hertzienne ou infrarouge qui sont traités et apparaissent sur l'afficheur graphique. De préférence, et pour des raisons de coût, le présente invention fait appel à des composants classiques comme représenté sur la figure 5. C'est à dire que l'on peut substituer au comparateur LM 3914 comme représenté sur la figure 4, quatre amplificateurs opérationnels, par exemple du type LM 324 à collecteur ouvert dans le circuit duquel est inclus le circuit de commande de la charge par exemple du type lampes à éclats ou signalisation de détresse en cas de choc du véhicule contre un obstacle fixe. La sortie de l'amplificateur opérationnel 32 est connectée à un pont diviseur 33 dont les noeuds sont connectés à l'émetteur d'un amplificateur 34,35,36,37, convenablement polarisé, dont le collecteur est relié au circuit de commande des lampes à éclats 120, d'un clignotant de détresse 121 de feux de freinage supplémentaire 122 etc. Les résistance constituant le pont diviseur ne sont pas référencées et relèvent de la technique classique. La figure 6 est un schéma de principe de la détection du brouillard par les balises 40. I1 est nécessaire que la présence de celui-ci soit détectée localement, ce phénomène consistant en une émulsion de gouttelettes d'eau dans l'air. Un émetteur laser rouge 41 émet, sur commande de la balise, en fonction de la température et du degré d'humidité, un faisceau rouge très étroit et ne pouvant atteindre en absence de brouillard qu'un ou deux capteurs. En regard de cet émetteur sont disposés, selon un pas déterminé, des capteurs dans le rouge 42. La diffusion du rayon laser est d'autant plus importante que la densité des gouttelettes de brouillard est plus importante. Ainsi, plus le brouillard est épais et plus un grand nombre de capteurs 42 sont atteints en raison de la diffusion du faisceau. Par un décodage série parallèle classique, la balise détermine si elle doit émettre un signal de brouillard en direction des véhicules circulant sur la voie. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Système de sécurité pour véhicule automobile, comprenant une série de balises (40) implantées le long de la voie de circulation , caractérisé en ce que, chaque balise est équipée d'un émetteur directionnel, chaque véhicule étant muni d'un récepteur (1) est accordé sur la longueur d'ondes de l'émission de la balise. 2 Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une centrale inertielle (10) connectée à un émetteur (13) disposé à l'arrière du véhicule et à des moyens de signalisation optique complémentaires (12). 3 Système de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que le récepteur (1) est couplé à un émetteur (2) connecté à la centrale inertielle (10) et reçoit par un récepteur (13a) disposé à l'avant du véhicule les signaux émis par les véhicules précurseurs. 4 Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque balise (40) - un émetteur (24); - un système de conversion binaire logique (22) répondant à un code et/ou à un protocole; - un module et une interface avec les équipements de détection et de mesures de grandeurs physiques; - un module (27) de préréglage destiné à envoyer des séquences logiques fixes ou variables en mode purement local ou en réseau, et recevant des données distantes. 5 Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système embarqué comprend cinq parties - un récepteur (1) de type RDS, - un étage de décodage (3), - un afficheur (4), - un étage de synthèse vocale (5) et - un analyseur de signaux (6) connectées à une centrale inertielle (10), à un émetteur (13) et à un système de signalisation visuelle(12), le récepteur recevant des signaux des balises (40) et des véhicules précurseurs; l'afficheur (4) reproduisant toutes les données (traduites). 6 Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il inclut un transpondeur (2), une balise incluant une miniboucle locale (29) de transmission radio. 7 Système de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que les informations sont transmises entre la balise (40) et le véhicule (V) selon le protocole Internet (IP). 8 Système de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la centrale inertielle (10) inclut un accéléromètre linéaire (31) et un amplificateur linéaire (32) dont la sortie est connectée à un comparateur (33). 9 Système de sécurité selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que chaque balise (40) inclût des capteurs de détection des conditions météorologiques locales. 10 Système de sécurité selon la revendications 9, caractérisé en ce chaque balise inclut un émetteur (41) dans le rouge disposé en regard d'un ensemble de détecteurs (42) pour détecter la formation de brouillards.