Brevet FR2820705A1 — publié le 20020816

La présente invention concerne un système pour l'aide à l'accostage des bus. Ce système comporte : - un ensemble de tracé réalisé au sol au niveau des arrêts de bus - un équipement de détection des tracés installé sous le bus - un système de dialogue destiné au chauffeur installé sur le tableau de bord du bus - une partie commande, installée dans le bus, chargée de gérer l'ensemble des données d'aide à l'accostage - un équipement informatisé installé dans l'entreprise et chargé de télécharger l'ensemble des données enregistrées lors des phases d'accostage La figure 1 montre l'ensemble des tracés réalisés au sol qui assure le démarrage du système à l'aide de deux bandes blanches, perpendiculaires à l'axe routier (1.1), le suivi de la trajectoire à l'aide d'une bande blanche longitudinale longeant la bordure du trottoir (1.2) et la détermination du point d'arrêt et de son codage en fin d'accostage par un tracé en pointillé (1.3). Les tracés au sol sont détectés par un ensemble de capteurs fixés sous le bus, comme le montre la figure 2 : - un groupe de capteurs pour le suivi de ligne et l'arrêt - un module de détection du type d'arrêt Ces deux modules sont disposés à proximité de l'essieu avant du bus (2.1). Entre les deux essieux, on trouve le module de détection de l'alignement (2.2). Les informations relevées par les capteurs placés sous le bus sont acheminées vers un automate programmable (3.1) installé dans une armoire disposée derrière le conducteur, comme le montre la figure 3. Cet automate, après traitement, les renvoie à un modem-radio d'une part, pour transmission au dépôt (fig. 4) et d'autre part, à un écran de dialogue (3.2) positionné dans le champ visuel du conducteur. La figure 5 illustre l'écran de dialogue qui comporte une rampe lumineuse horizontale qui permet au conducteur de connaître sa position, trop à gauche ou trop à droite de la ligne blanche. Une rampe lumineuse verticale lui annonce l'imminence de l'arrêt et le lieu précis où il doit s'effectuer. Un signal sonore renforce l'indication au dernier moment. Les données d'accostage transmises par radio sont reçues au dépôt de la société de transport par un deuxième modem-radio et traitées par un automate maître puis, envoyées à un ordinateur pour exploitation et archivage qui est montré dans la figure 4. Pour la détection des tracés au sol, nous avons choisi un tracé peint au sol (figure 1) qui présente les avantages suivants : - permet la représentation d'une trajectoire précise et adaptée au type d'arrêt - permet d'inclure avec le même procédé technique, le codage du type d'arrêt ainsi que tout autre marquage nécessaire soit au fonctionnement du système soit à une exigence complémentaire de la société de transport - modifiable aisément en fonction des évolutions futures du système - moyens techniques de réalisation existants (entreprises spécialisés dans le marquage routier) - tracé visible par le conducteur du bus lui permettant une première approche visuelle de la trajectoire à suivre Les inconvénients du tracé peint au sol sont : - tracé visible, nuisance d'ordre esthétique - nécessite une maintenance régulière en fonction de leur état d'encrassement et d'usure - les tracés nécessiteront des demandes d'autorisations car il y a modification de l'urbanisme La détection des tracés au sol est faite à l'aide des capteurs photoélectriques de proximité (6.1). Ces capteurs intègrent dans un même boîtier un émetteur et un récepteur. Le faisceau lumineux émis par l'émetteur est renvoyé vers le récepteur par tout objet suffisamment réfléchissant qui pénètre dans la zone de détection. Les tracés au sol seront donc de couleur blanche pour obtenir un pouvoir réfléchissant maximum et un contraste suffisant avec la couleur du bitume. Les capteurs 6.1 sont : Détecteur photoélectrique miniature cylindrique fileté M18*1 Réf : XU5M18PP340, fournisseur TELEMECANIQUE, portée nominale Sn = 400 mm Sortie PNP pour raccordement à un automate TSXNANO de chez télémécanique Indice de protection : IP 67 ; Alimentation en 24 V continu Le principe de détection utilisé est basé sur les propriétés réfléchissantes des objets. Parmi les deux systèmes de base existants, proximité et proximité avec effacement de l'arrière plan , c'est le système de proximité qui a été choisi, l'autre système n'offrant pas une portée nominale de détection suffisante. La figure 6 représente l'installation du système de détection sous le bus et de ses tubes de protection 6.2. La distance entre émetteur-récepteur et le sol a été prévue à 200 mm, ce qui permet d'utiliser les capteurs dans la plage de fonctionnement recommandée par le fournisseur et ce qui offre une distance de sécurité suffisante entre les capteurs et la route. L'installation sous le bus prévoit un réglage possible allant de 150 à 220 mm, ce réglage est facilité par le diamètre fileté des capteurs. Afin de limiter les projections de boue et autres impuretés sur la surface émetteur-récepteur des capteurs, un tube protecteur 6.2 est mis en place sur chaque capteur 6.1. Le mouvement d'air provoqué par le déplacement du véhicule permettra alors de créer un effet venturi au niveau de l'extrémité du tube, visant à éjecter les impuretés. La distance d séparant la surface de l'émetteur-récepteur à l'extrémité du tube devra être réglée de façon à ne pas gêner l'émission et la réception du faisceau de lumière émis par le capteur. L'inclinaison nécessaire des capteurs devra se faire dans un sens tel que la surface émetteur-récepteur se trouve orientée vers l'arrière du bus de façon à ne pas favoriser l'introduction de salissures. L'angle d'inclinaison des capteurs doit être compris entre 110 et 250 maximum. Lors de la phase d'accostage, le bus aborde en premier lieu le bord gauche de la ligne blanche 8.1. Dès le franchissement du bord gauche 8.1 de la ligne blanche, le boîtier de dialogue indique au chauffeur sa position par rapport à la trajectoire idéale 8.2. Ce bord gauche de la ligne blanche permet donc au conducteur de localiser la ligne blanche et de débuter sa manoeuvre de positionnement. Le bord droit 8.3 de la ligne blanche est située coté trottoir. Ce bord droit est directement lié à la notion d'accostage et sera donc utilisé comme référence principale, en matière de détection, pour la précision d'accostage. La figure 8 présente la trajectoire d'accostage du bus 8.4 sur la ligne blanche 8.5. Les valeurs des dérives vers la gauche 8.6 ou vers la droite 8.7, enregistrées par les capteurs 6.1 placés sous le bus, sont traduites et fournies au conducteur par le boîtier de dialogue 3.2. Les valeurs des dérives vers la gauche 8.6 sont larges afin d'offrir au conducteur un pré positionnement aisé en phase de début d'accostage. Les valeurs des dérives vers la droite 8.7 sont plus étroites pour obtenir la précision d'accostage par rapport au trottoir. La figure 9 présente les niveaux de dialogue entre le système d'accostage et le conducteur. Le dialogue avec le conducteur pour l'aide à l'accostage latéral est réalisé à l'aide d'une rampe lumineuse horizontale 9.1 comportant 9 voyants colorés. Chaque voyant fourni une indication de position du bus par rapport à la trajectoire idéale. Il y a donc 9 niveaux de dialogue. Il ne peut y avoir plusieurs niveaux de dialogue simultanés. La figure 10 présente la disposition des capteurs d'accostage. Le lot de capteurs (A, B, C, D, E, F, G, H) est représenté dans la figure 10 dans sa position idéale par rapport à la ligne blanche d'accostage. L'entraxe en vraie grandeur entre chaque capteur est de 30 mini (valeur préconisée par le fournisseur des capteurs). La plaque support de capteurs comporte la possibilité de régler les différentes distances entre les capteurs. La figure 11 donne la correspondance entre les états des capteurs et les dérives et états des voyants du boîtier de dialogue. Les états capteurs non présentés dans la figure 11 correspondent soit à des impossibilités de combinaisons, soit aux niveaux de dialogue voyant 1 allumé ou voyant 9 allumé. Le fonctionnement du boîtier de dialogue est assuré par un circuit de commande électronique présenté dans la figure 19 et figure 20. La figure 12 montre les différents types d'arrêt qui sont traités avec le système d'aide à l'accostage. Trois types d'arrêt ont été définis en fonction du niveau de difficultés des manoeuvres de conduite pour l'accostage. Chaque type d'arrêt donne lieu à un codage au sol particulier. Un capteur, identique aux capteurs d'accostage latéral, permet la lecture du type d'arrêt au sol (1.4. 1 ; 1.4. 2 ou 1.4. 3). Le principe de lecture du type d'arrêt est combiné avec le tracé de l'arrêt longitudinal (1.3). La figure 13 représente le marquage au sol d'un arrêt longitudinal. Le dialogue avec le conducteur pour l'aide à l'arrêt longitudinal est réalisé à l'aide d'une rampe lumineuse verticale comportant cinq voyants qui sont présentés dans la figure 14. Le marquage au sol est constitué des trois bandes blanches et il est détecté par le capteur d'arrêt longitudinal 13. 1 en combinaison avec les capteurs d'accostage latéral 13. 2. Pendant la phase d'accostage du bus, chaque apparition ou disparition d'une des trois bandes blanches d'arrêt permet d'allumer un voyant de la rampe lumineuse verticale du dialogue. Ainsi, avec trois bandes d'arrêt on obtient six informations possibles. Cinq seulement sont utilisés pour le dialogue. La détection de la disparition de la deuxième bande blanche donne lieu, non seulement à la mise à l'état 1 des voyants 1,2, 3 et 4 mais aussi à l'apparition d'un signal sonore. La détection de la disparition de la troisième bande lors du redémarrage du bus après l'arrêt est utilisée pour interrompre le fonctionnement du système d'aide à l'accostage jusqu'à la détection du prochain arrêt. La figure 15 représente le déclenchement du système d'assistance à l'accostage lors de l'arrivée du bus sur un arrêt (bandes de START 1.1). Le codage automate des capteurs détectant les bandes de START est 10. 8 et 10. 6 Le principe de détection est présenté dans la figure 16 : lors du passage du véhicule sur les bandes de START , le comptage des deux bandes est effectué et comparé à un temps T maxi prédéfini par rapport à la vitesse d'arrivée du bus sur l'arrêt. Caractéristiques : le temps de filtrage des entrées de l'automate doit être réglé à 3 ms ce qui permet, si T est réglé à 0,5 s et si la distance entre les deux bandes est de 10 cm, de détecter un arrêt avec une vitesse de bus dépassant les 30 km/h. La figure 16 présente le GRAFCET de repérage d'un arrêt. La figure 17 montre la définition dimensionnelle globale du tracé de principe pour un arrêt de type 1 (les dimensions sont données en mètres, le dessin n'est pas à l'échelle) La figure 18 illustre l'exemple d'un tracé de type 1 sur un arrêt droit avec zébras. REVENDICATIONS 1. Système pour l'aide à l'accostage des bus, caractérisé en ce qu'il comporte : - un ensemble de tracé réalisé au sol au niveau des arrêts de bus ; - un équipement de détection des tracés installé sous le bus ; - un système de dialogue destiné au chauffeur, installé sur le tableau de bord du bus ; - une partie commande, installée dans le bus, chargée de gérer l'ensemble des données d'aide à l'accostage ; - un équipement informatisé installé dans l'entreprise et chargé de télécharger l'ensemble des données enregistrées lors des phases d'accostage. 2. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il utilise des capteurs photoélectriques situés sous la carrosserie pour lire un tracé au sol. 3. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il utilise des supports avec possibilité de réglage de l'inclinaison. 4. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il utilise des tubes pour protéger les capteurs de salissures. 5. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il utilise un automate programmable situé dans le bus, qui renvoie les informations relevées d'une part à un modem-radio pour transmission au dépôt et d'autre part à l'écran de dialogue avec le conducteur. 6. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il utilise un boîtier de dialogue avec des voyants lumineux. 7. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une rampe horizontale de fenêtres colorées donnant les indications de position transversale, une rampe verticale de fenêtres colorées donnant la position longitudinale, et un voyant d'arrêt. 8. Système d'aide à l'accostage des bus selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un avertisseur sonore dont la mise en action est concomitante de l'allumage du voyant de Stop.