Brevet FR2843206A1 — publié le 20040206

PROCEDE DE GUIDAGE D'UN MOBILE PAR RAPPORT A UN ELEMENT DE GUIDAGE, NOTAMMENT UN FIL METALLIQUE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention se rapporte à un procédé de guidage d'un mobile par rapport à un élément de guidage, plus particulièrement destiné au guidage d'un outil agricole par rapport à un fil de palissage ainsi qu'au dispositif permettant sa mise en oeuvre. Pour assurer le guidage d'un outil par rapport à un rang de vigne, une première solution consiste à prévoir des capteurs de positionnement sous forme de palpeurs prenant appui sur la végétation ou sur les ceps de vigne proprement dit qui permettent automatiquement et en temps réel d'ajuster la position de l'outil. Ainsi, la qualité du guidage est indépendante de la dextérité de l'opérateur qui pilote la machine auquel est relié l'outil. Toutefois, cette solution ne donne pas pleinement satisfaction car, d'une part, le positionnement de l'outil par rapport à la culture est relativement médiocre, et d'autre part, il est nécessaire que les capteurs appuient sur la végétation ce qui peut entraîner des dégâts à la culture. 1 5 Une autre solution est proposée dans la demande de brevet WO01/97591. Cette solution consiste à mesurer le champ électromagnétique émis par un fil de palissage et à ajuster, si nécessaire, la position de l'outil en fonction des valeurs mesurées. Selon un mode de réalisation préféré, on utilise un générateur de champ électromagnétique disposé à proximité d'un des fils de palissage, de préférence lié à la partie motorisée, afin de générer dans ledit fil un courant induit. A son tour, le fil émet grâce au courant induit un champ électromagnétique qui est mesuré par au moins un récepteur disposé au niveau de l'outil. Pour parvenir au guidage, il est important d'avoir un courant induit sensiblement constant, ce qui est difficilement réalisable, la distance séparant le générateur du champ électromagnétique et le fil variant lors du déplacement et le profil du fil métallique n'étant pas régulier le long du rang en raison notamment des raccords et des attaches. Pour résoudre ce problème, une première solution consiste à piloter le générateur de champ électromagnétique en réalisant un bouclage, c'est-àdire en ajustant la puissance du générateur en fonction des mesures du ou des récepteurs. Toutefois, cette solution est relativement complexe. Une seconde solution décrite dans ce document consiste à prévoir deux récepteurs disposés de part et d'autre du fil qui mesurent tous deux le champ électromagnétique émis par le fil, la position de l'outil étant ajustée en fonction de la différence des valeurs mesurées. Même si cette solution donne des résultats intéressants en s'affranchissant des variations du courant induit dans le fil et du profil du fil, elle ne donne pas entièrement satisfaction, car de nombreux éléments métalliques, notamment le bâti supportant l'outil et l'élément motorisé sur lequel est rapporté le bâti, influent sur la valeur du champ électromagnétique émis par le fil ce qui nécessairement nuit à la qualité de guidage. Selon ce mode de réalisation, l'ensemble générateur et récepteurs doit être paramétré in situ en fonction de leur environnement. Ainsi, les outils équipés des récepteurs ne peuvent pas être paramétrés en usine et doivent être configurés en fonction des éléments sur lesquels ils sont rapportés, bâti, attelage, tracteur, etc... Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant une alternative aux procédés et dispositifs de guidage existants, qui assure un meilleur guidage de l'outil, de conception simple et susceptible d'être paramétrée en usine. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de guidage d'au moins un mobile, notamment un outil agricole, par rapport à au moins un élément de - guidage susceptible de perturber un champ électromagnétique, notamment un fil métallique utilisé pour le palissage d'une culture, caractérisé en ce qu'il consiste: - à émettre un champ électromagnétique, - à mesurer l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage, et - à ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de cet écart. Selon l'invention, la mesure permettant de positionner le mobile est indépendante des éléments environnants autres que l'élément de guidage, si bien qu'il est possible d'effectuer un paramétrage en usine. De préférence, on ajuste, si nécessaire, la position de l'outil en fonction de la différence entre les mesures en deux points de l'espace de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage. Cette solution permet de s'affranchir des variations de comportement de l'élément de guidage, générées par exemple par les raccordements de fils. Selon une autre caractéristique de l'invention, on détermine des différences de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé et perturbé, entre au moins deux couples de points de l'espace de manière à positionner le mobile selon deux directions. De préférence, les couples de points déterminent deux directions orthogonales. La présente demande propose également un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. A cet effet, le dispositif de guidage d'un mobile, notamment un outil agricole, par rapport à au moins un élément de guidage susceptible de perturber un champ électromagnétique, notamment un fil métallique utilisé pour le palissage d'une culture, se caractérise en ce qu'il comprend un générateur de champ électromagnétique, au moins un récepteur susceptible de mesurer la valeur dudit champ électromagnétique, ainsi que des moyens permettant d'ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage mesurées par le ou les récepteur(s). Selon un mode de réalisation préféré, il comprend au moins deux récepteurs disposés de part et d'autre de l'élément de guidage et des moyens permettant d'ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de la différence entre les mesures de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé et perturbé déterminées par les deux récepteurs. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective schématique illustrant le contexte de l'invention, - la figure 2A est un schéma illustrant le dispositif de guidage de l'invention durant la phase d'initialisation, - la figure 2B est un schéma illustrant le dispositif de guidage de la figure 2A en fonctionnement, et - la figure 3 est un schéma illustrant une autre variante du dispositif de guidage de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un rang de vigne 10 matérialisé par un alignement de poteaux 12 supportant un ou plusieurs fils de palissage 14. La présente invention est plus particulièrement destinée au guidage d'outils agricoles par rapport à un rang de vigne. Toutefois, elle ne se limite pas à ce type d'application mais concerne au contraire tout mobile susceptible de se translater par rapport à un élément pouvant perturber un champ électromagnétique, notamment un fil métallique. Pour la culture de la vigne, on utilise de nombreux outils 1 6, par exemple les lames d'une rogneuse, qui doivent se translater et être positionnés de manière précise par rapport au rang de vigne 1 0, notamment - par rapport à au moins un fil de palissage 14 qui sera appelé par la suite élément de guidage 14. Ces outils 1 6 sont rapportés sur un bâti 1 8 qui peut être motorisé ou rapporté sur un élément motorisé tel qu'un tracteur 20 ou analogue. Le ou les outils 16 sont positionnés en agissant directement sur la direction de l'élément motorisé et/ou en agissant sur des actionneurs qui ajustent la position relative du ou des outils par rapport à l'élément motorisé. Ces éléments pour modifier la position du ou des outils ne sont pas plus détaillés car ils sont nombreux et à la portée de l'homme de l'art. Selon l'invention, pour ajuster de manière automatique la position d'au moins un outil 1 6 par rapport à au moins un élément de guidage, le procédé consiste: - à émettre un champ électromagnétique dans la zone de l'outil 1 6, - à mesurer l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non 1 5 perturbé par l'élément de guidage 1 4 et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage 14, et - à ajuster, si nécessaire, la position de l'outil en fonction de cet écart. A l'état dit initial, sans élément de guidage, le champ électromagnétique en un point considéré de l'espace à une valeur qui dépend de l'environnement, notamment le bâti 1 8. Le champ électromagnétique est émis à partir d'un générateur 22 disposé à proximité de l'outil au niveau du bâti 1 8 et susceptible d'être mesuré par au moins un récepteur 24 lié d'un point de vue cinématique à l'outil. Le fait de disposer le générateur 22 sur le bâti 18, proche du ou des récepteurs 24, et de mesurer les variations d'un champ électromagnétique dans un environnement donné produites par un élément de guidage susceptible de perturber ledit champ permet de rendre indépendant la mesure des éléments environnants, tels que par exemple le tracteur, et de régler la machine correspondant à l'ensemble bâti/outil(s) en usine. Selon le procédé de l'invention, lors du fonctionnement, l'élément de guidage 1 4 perturbe le champ électromagnétique et modifie la valeur mesurée par le récepteur 24. L'écart entre la valeur du champ perturbé et du champ non perturbé correspond à une position donnée de l'élément de guidage 14 dans un référentiel lié au récepteur. En mesurant, l'évolution de cet écart dans le temps, on peut déterminer l'évolution de la position de l'élément de guidage 14 dans ce référentiel et ajuster, si nécessaire, la position de l'outil pour obtenir un écart constant. Selon un mode de réalisation préféré, de manière à rendre les mesures indépendantes du profil de l'élément de guidage, notamment les raccordements de fils, comme illustré par la figure 2A et 2B, on utilise deux récepteurs 24 disposés de part et d'autre de l'élément de guidage 14 et liés d'un point de vue cinématique, et on ajuste la position de l'outil 16 en fonction de la différence des écarts déterminés par les deux récepteurs entre des valeurs du champ électromagnétique non perturbé et perturbé. A titre d'exemple, comme illustré par la figure 2A, à l'état initial sans 1 5 élément de guidage 1 4 perturbateur, le générateur 22 émet un champ magnétique, fonction des éléments métalliques tels que le ou les outils et le bâti, dont la valeur mesurée par le récepteur 24.1 est Ml0 et la valeur mesurée par le récepteur 24.2 est M20. Comme illustré par la figure 2B, en présence d'un élément de guidage 1 4 en trait fort, le champ électromagnétique émis par le générateur 22 est perturbé, et le récepteur 24.1 mesure une valeur Ml1, et le récepteur 24.2 mesure une valeur M21. La position de l'élément de guidage 1 4 par rapport à un référentiel lié aux récepteurs est fonction de l'écart D1, entre Ml0 et Ml1, et/ou de l'écart D2, entre M20 et M21. En fonctionnement, l'élément de guidage 14 peut se déplacer dans le référentiel et prendre une position telle qu'illustrée en trait pointillé sur la figure 2B. Dans ce cas, le récepteur 24.1 mesure une valeur M12 et le récepteur 24.2 une valeur M22. Pour obtenir une position fixe de l'élément de guidage 1 4 par rapport au référentiel et vice-versa, on ajuste la position de l'outil et donc des récepteurs de manière à obtenir un écart Dl ou D2 constant. De manière concrète, dès que la variation de l'écart Dl ou D2 dépasse un certain seuil, on commande les actionneurs de manière à compenser cette variation. De manière préférentielle, la position de l'élément de guidage 14 dans le référentiel est fonction de la différence A entre les écarts Dl et D2. Ce procédé permet de rendre les mesures indépendantes du profil de l'élément de guidage. Ainsi, la position en trait fort de l'élément de guidage 1 4 est fonction de la différence A, entre D1, et D21 alors que la position en trait pointillé est fonction de la différence A2 entre Dl2 et D22. Selon ce mode opératoire préféré, pour obtenir une position fixe de l'élément de guidage 14 par rapport au référentiel et vice-versa, on ajuste la position de l'outil et donc des récepteurs de manière à obtenir une différence A constante. De manière concrète, dès que la variation de la différence A dépasse un certain seuil, on commande les actionneurs de manière à compenser cette variation. Selon une variante améliorée, le générateur 22 et les récepteurs 24 sont disposés afin d'obtenir à l'état initial, le champ magnétique n'étant pas perturbé par un élément de guidage 14, une différence A entre Ml0 et M20 nulle afin de simplifier les calculs. Dans cet agencement, les récepteurs sont généralement disposés de manière sensiblement symétrique par rapport au générateur. De plus, l'élément de guidage devant être disposé en fonctionnement en position médiane par rapport aux récepteurs, la valeur A correspondant à cette position est également nulle. Selon une autre variante améliorée illustrée par la figure 3, le procédé de guidage permet d'obtenir un réglage selon une première direction, comme illustré par les figures 2A et 2B, mais également selon deux directions X, Y, comme illustré par la figure 3. Ainsi, une première direction X est déterminée par une première paire de récepteurs 24.1 et 24.2 et la seconde direction Y est déterminée par une seconde paire de récepteurs par exemple 24.1 et 24.3. On constante ainsi qu'en disposant d'au moins trois récepteurs non alignés, un récepteur étant commun aux deux paires, on peut ajuster l'outil selon deux directions. Pour améliorer la précision, comme illustré par la figure 3, on utilise quatre récepteurs, deux disposés de part et d'autre de l'élément de guidage. Ainsi, selon un procédé privilégié, les variations de position selon la direction X sont déterminées en fonction des différences A entre les écarts mesurées par les récepteurs 24.1 et 24.2 et/ou entre les écarts mesurés par les récepteurs 24.3 et 24.4. En complément les variations de position selon la direction Y sont déterminées en fonction des différences A entre les écarts mesurées par les récepteurs 24.1 et 24.3 et/ou entre les écarts mesurés par les récepteurs 24.2 et 24.4. Pour améliorer la précision, les directions sont de préférence orthogonales, la première paire de récepteurs étant disposée dans un plan horizontal et la seconde paire de récepteurs dans un plan vertical. Selon une autre caractéristique de l'invention, le générateur du champ électromagnétique émet dans la plage des fréquences décamétriques, soit environ de 3MHz à 30 MHz. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne le type de générateur et de récepteurs, ainsi que leur agencement. Par ailleurs, le présent dispositif peut être dupliqué sur une même machine supportant une pluralité d'outils devant être guidés par rapport à plusieurs éléments de guidage, le nombre de dispositifs étant dans ce cas de préférence égal au nombre d'éléments de guidage. Enfin, la présente invention ne se limite pas seulement aux applications relatives à la culture de la vigne, mais peut s'appliquer à tout mobile devant se déplacer par rapport à un élément de guidage susceptible de perturber un champ électromagnétique. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de guidage d'au moins un mobile, notamment un outil agricole, par rapport à au moins un élément de guidage (14) susceptible de perturber un champ électromagnétique, notamment un fil métallique utilisé pour le palissage d'une culture, caractérisé en ce qu'il consiste - à émettre un champ électromagnétique, - à mesurer l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage (14) et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage (14), et - à ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de cet écart. 2. Procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajuste, si nécessaire, la position de l'outil en fonction de la différence entre les mesures en deux points de l'espace de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage ( 14) et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage (14). 3. Procédé de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine des différences de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé et perturbé, entre au moins deux couples de points de l'espace de manière à positionner le mobile selon deux directions. 4. Procédé de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les couples de points déterminent deux directions orthogonales. 5. Procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on émet un champ électromagnétique dans la plage des fréquences décamétriques. 6. Dispositif de guidage d'un mobile, notamment un outil agricole, par rapport à au moins un élément de guidage (14) susceptible de perturber un champ électromagnétique, notamment un fil métallique utilisé pour le palissage d'une culture, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur (22) de champ électromagnétique, au moins un récepteur (24) susceptible de mesurer la valeur dudit champ électromagnétique, ainsi que des moyens permettant d'ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé par l'élément de guidage (14) et la valeur dudit champ électromagnétique perturbé par l'élément de guidage (14) mesurées par le ou les récepteur(s). 7. Dispositif de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux récepteurs (24.1, 24.2) disposés de part et d'autre de l'élément de guidage et des moyens permettant d'ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction de la différence entre les mesures de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé et perturbé déterminées par les deux récepteurs. 8. Dispositif de guidage selon la revendication 7, caractérisé en qu'il comprend au moins trois récepteurs (24.1, 24.2, 24.3) susceptibles de former au moins deux couples de récepteurs, et des moyens permettant d'ajuster, si nécessaire, la position du mobile en fonction des différences entre les mesures de l'écart entre la valeur dudit champ électromagnétique non perturbé et perturbé déterminées par les couples de récepteurs. 9. Dispositif de guidage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première paire de récepteurs et la seconde paire de récepteurs sont disposées respectivement dans des plans sensiblement orthogonaux. 1i0. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le générateur de champ électromagnétique émet dans la plage des fréquences décamétriques.