Brevet FR2837604A1 — publié le 20030926

L'invention concerne en général les procédés de surveillance routière de véhicules routiers. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de surveillance routière d'un véhicule routier apte à se déplacer sur une surface de roulement et comprenant au moins un capteur orienté vers cette surface de roulement, le procédé comprenant une opération consistant à éclairer une section de la surface de roulement située face au capteur par un émetteur d'ondes de ce capteur, une opération consistant à capter les dites ondes émises par l'émetteur et réfléchies par la section à l'aide d'un récepteur du capteur produisant un signal d'amplitude fonction de l'intensité des ondes captées, une opération de traitement du signal produit par le récepteur permettant de détecter des marquages sur la surface de roulement par comparaison de l'amplitude du signal avec un jeu de seuils de détection, et une opération de détection et de choix consistant à détecter la nature et/ou l'état de la surface de roulement et à adapter les seuils de détection dudit jeu en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roulement. Des procédés de ce type sont connus de l'art antérieur, en particulier par le brevet européen EP 0 860 001, qui révèle l'utilisation de plusieurs capteurs sur un même véhicule, comprenant chacun un émetteur infrarouge et un récepteur correspondant. L'intensité du signal reçu par les récepteurs varie en fonction de la réflectivité de la surface éclairée par l'émetteur, ce qui permet de détecter les discontinuités du revêtement de la surface de roulement. Les applications évoquées dans le brevet sont multiples. Une première application est la détection de la présence de corps étranger sur la chaussée, comme du sable, de l'herbe ou des plaques de neige. Une autre application consiste à avertir le conducteur d'un écart de trajectoire amenant le véhicule à couper une ligne blanche continue. Une dernière application consiste à lire des codes constitués de marquages disposés sur la chaussée, pour prévenir le conducteur par exemple d'un changement dans la limitation de vitesse ou de l'approche d'un croisement. Les discontinuités, telles que les marquages sur la surface de roulement, sont détectées de façon très simple, par comparaison de la valeur du signal reçu par le récepteur de chaque capteur avec une valeur seuil. Si le signal détecté dépasse la valeur seuil, on considère par exemple qu'un marquage au sol, plus clair que la chaussée donc plus réflecteur, a été détecté par le capteur. Pour atteindre sur l'ensemble du réseau routier les performances de détection recherchées, il est important de prendre en compte que les différents revêtements, asphalte ou béton par exemple, présentent des différences importantes de réflectivité vis-à-vis du rayonnement infra-rouge incident, et que cette réflectivité varie également suivant que le revêtement est sec ou humide. La valeur seuil utilisée est donc adaptée en permanence pour prendre en compte les conditions climatiques et la nature du revêtement de la surface de roulement. A cette fin, on effectue une mesure différentielle du pouvoir réfléchissant moyen détecté pour la surface de roulement et du pouvoir réfléchissant des discontinuités détectées. Le pouvoir réfléchissant moyen de la surface de roulement est évalué en faisant la moyenne des valeurs obtenues par les différents détecteurs qui voient cette surface de roulement. Cette stratégie pour adapter la valeur seuil à l'état et à la nature de la surface de roulement présente des défauts. Elle est coûteuse car elle implique l'utilisation de plusieurs capteurs, au moins un pour mesurer le pouvoir réfléchissant de la surface de roulement et un pour mesurer le pouvoir réfléchissant des discontinuités. Elle est également complexe, puisqu'elle implique une adaptation permanente des seuils par un traitement logique supplémentaire des informations recueillies par les capteurs, ce qui accroît le risque de mise en défaut du procédé et augmente la complexité et le coût de la programmation des matériels nécessaires pour la mise en #uvre de ce procédé. Dans ce contexte, le but de l'invention est de pallier les défauts mentionnés ci-dessus. A cet effet, le procédé de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que ladite opération de détection et de choix opère un choix entre plusieurs jeux de seuils différents, les valeurs des seuils de chaque jeu étant prédéterminées, en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roulement. Dans un mode de réalisation possible de l'invention, ladite opération de détection et de choix opère un choix entre au moins un premier jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées correspondant à une surface de roulement en asphalte, et un deuxième jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées différentes correspondant à une surface de roulement en béton. Avantageusement, ladite opération de traitement du signal peut comprendre une étape d'acquisition des valeurs de l'amplitude du signal à des instants d'acquisition successifs séparés par une période constante, et une étape de calcul à chaque instant d'acquisition d'une moyenne glissante des n dernières valeurs acquises, et ladite opération de détection et de choix peut comprendre un premier test effectué à chaque instant d'acquisition, positif si la moyenne glissante est supérieure à un premier seuil de transition de valeur prédéterminée, négatif sinon, une étape de demande de transition béton si ce premier test est positif à un instant d'acquisition et si le premier jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant d'acquisition pour l'opération de traitement du signal, et une étape de demande de transition asphalte si ce premier test est négatif à un instant d'acquisition et si le second jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant d'acquisition pour l'opération de traitement du signal. De préférence, l'opération de détection et de choix peut conduire au choix du deuxième jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement en béton si à un instant d'acquisition une demande de transition béton a été effectuée et si la première moyenne glissante reste continuellement supérieure au premier seuil de transition pendant une première durée prédéterminée suivant ledit instant d'acquisition. Par exemple, l'opération de détection et de choix peut conduire au choix du premier jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement en asphalte si à un instant d'acquisition une demande de transition asphalte a été effectuée et si la première moyenne glissante reste continuellement inférieure au premier seuil de transition pendant une seconde durée prédéterminée suivant ledit instant d'acquisition. Avantageusement, les première et seconde durées prédéterminées peuvent être au moins égales à une seconde. De préférence, l'opération de détection et de choix peut comprendre un deuxième test effectué à chaque instant d'acquisition, positif si la première moyenne glissante oscille autour du premier seuil de transition avec une fréquence supérieure à un second seuil de transition, négatif sinon, et conduisant au choix du deuxième jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement en béton si ce deuxième test est positif. Par exemple, lesdits premier et deuxième jeux de seuils de détection peuvent être adaptés à des surfaces de roulement sèches respectivement en asphalte et en béton, et l'opération de détection et de choix peut comprendre une étape de détection de l'état de la surface de roulement, sèche ou humide, et une étape de choix soit soit de ces premier et deuxième jeux de seuils de détection ou soit de troisième et quatrième jeux de seuils de détection de valeurs prédéterminées adaptées pour des surfaces de roulement humides respectivement en asphalte et en béton. Avantageusement, l'opération de détection peut consister à scruter la fréquence de balayage des essuievitres avant du véhicule. De préférence, n peut être supérieur ou égal à 48. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, en référence aux figures annexées parmi lesquelles, - la figure 1 est une représentation schématique d'un capteur permettant la mise en #uvre du procédé de l'invention, - la figure 2 est un algorithme représentant l'opération de détection de la nature de la surface de roulement et de choix du jeu de seuils de détection approprié selon l'invention, - la figure 3 est un algorithme représentant l'opération de détection de l'état de la surface de roulement et de choix du 'jeu de seuils de détection approprié selon l'invention, et - la figure 4 est une représentation schématique du signal capté par le capteur de la figure 1 pour une surface de roulement en béton très rugueuse. L'invention concerne un procédé de surveillance routière embarqué sur un véhicule routier apte à se déplacer sur une surface de roulement 10, typiquement une route, et comprenant au moins un capteur Cl orienté vers cette surface de roulement 10. La surface de roulement 10 est constituée généralement d'asphalte ou de béton. Le procédé comprend une opération consistant à éclairer une section 11 de la surface de roulement 10 située face au capteur Cl par un émetteur d'ondes 20 de ce capteur Cl, une opération consistant à capter les dites ondes émises par l'émetteur 20 et réfléchies par la section 11 à l'aide d'un récepteur 30 du capteur Cl produisant un signal A d'amplitude fonction de l'intensité des ondes captées, une opération de traitement du signal A produit par le récepteur 30 permettant de détecter des marquages sur la surface de roulement 10 par comparaison de l'amplitude du signal A avec un jeu de seuils de détection, et une opération de détection et de choix consistant à détecter la nature et/ou l'état de la surface de roulement 10 et à adapter les seuils de détection dudit jeu en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roulement 10. Selon l'invention, ladite opération de détection et de choix opère un choix entre plusieurs jeux de seuils différents, les valeurs des seuils de chaque jeu étant prédéterminées, en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roulement 10. Plus précisément, ladite opération de détection et de choix opère un choix entre au moins un premier jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées correspondant à une surface de roulement 10 en asphalte, et un deuxième jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées différentes correspondant à une surface de roulement 10 en béton. Les revêtements en béton sont caractérisés par une couleur claire et une forte rugosité, ce qui se traduit par une réflectivité à la fois élevée, relativement à l'asphalte, et très irrégulière. Aussi, les valeurs du deuxième jeu de seuils de détection, correspondant au béton, sont relativement plus élevées que celles du premier jeu de seuils de détection, correspondant à l'asphalte. Pour une bonne compréhension de l'invention, on décrira d'abord le capteur Cl utilisé dans le procédé, en référence à la figure 1. L'émetteur 20 émet des ondes de fréquence prédéterminée et constante, située dans le domaine de l'infrarouge. L'amplitude du signal capté par le récepteur 30 est fonction de la réflectivité de la section 11 éclairée de la surface de roulement 10 pour des ondes de cette fréquence, cette réflectivité dépendant elle-même de la nature du matériau éclairé et de l'état de la surface de roulement. Ainsi la surface de roulement elle-même est relativement plus sombre et moins réfléchissante et est caractérisée par un signal analogique A plus faible. Les bandes blanches ou jaunes de marquage au sol sont au contraire de couleur relativement plus claire que la surface de roulement et plus réfléchissantes et sont caractérisées par des signaux analogiques A plus forts. Le capteur Cl comprend, outre l'émetteur 20 constitué d'une diode émettrice infrarouge et le récepteur 30 constituée d'une photodiode produisant le signal analogique A, un étage de traitement analogique TA du signal analogique A, des moyens de traitement logique TL du signal analogique A, et un boîtier de protection BP renfermant les différents éléments du capteur. L'étage de traitement analogique TA du ou des capteurs Cl comprend en série un premier amplificateur Al du signal analogique A produit par le récepteur 30, des filtres passe-haut FPH et passe-bas FPB permettant d'éliminer les signaux parasites dus par exemple au rayonnement solaire et à l'électronique du capteur Cl, et un second amplificateur A2 permettant de compenser les variations de sensibilité des émetteurs et des récepteurs d'un capteur à l'autre. Les moyens de traitement logique TL du signal analogique A comprennent des moyens de traitement numériques de ces valeurs, et des moyens de commande de l'émetteur 20. On revient maintenant à la description du procédé de surveillance lui-même. L'opération de traitement du signal A comprend une étape d'acquisition des valeurs Ak de l'amplitude du signal analogique A à des instants d'acquisition Tk successifs séparés par une période T constante, et une étape de calcul à chaque instant d'acquisition Tk d'une moyenne glissante Mn des n dernières valeurs acquises. La période d'acquisition T est de l'ordre de 200 microsecondes. Ces étapes sont effectuées par les moyens de traitement numérique de chaque capteur Cl. L'entier n est supérieur ou égal à 48, et vaut typiquement 64. Comme on le voit sur la figure 2, l'opération de détection et de choix comprend un premier ensemble d'étapes destinées à détecter la nature de la surface de roulement, béton ou asphalte, et à choisir un jeu de seuils de détection en fonction de la nature de la surface de roulement. A cet effet, l'opération de détection et de choix comprend un premier test effectué à chaque instant d'acquisition Tk, positif si la moyenne glissante Mn est supérieure à un premier seuil de transition de valeur prédéterminée SeuilBéton, négatif sinon, une étape de demande de transition béton si ce premier test est positif à un instant Tk et si le premier jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant Tk pour l'opération de traitement du signal, et une étape de demande de transition asphalte si ce premier test est négatif à un instant Tk et si le second jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant Tk pour l'opération de traitement du signal. Comme le montre la figure 2, l'opération de détection et de choix conduit au choix du deuxième jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement 10 en béton si à un instant d'acquisition Tk une demande de transition béton a été effectuée et si la première moyenne glissante Mn reste continuellement supérieure au premier seuil de transition SeuilBéton pendant une première durée prédéterminée Df suivant ledit instant d'acquisition Tk. De même, l'opération de détection et de choix conduit au choix du premier jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement 10 en asphalte si à un instant d'acquisition Tk une demande de transition asphalte a été effectué et si la première moyenne glissante Mn reste continuellement inférieure au premier seuil de transition SeuilBéton pendant une seconde durée prédéterminée Df' suivant ledit instant d'acquisition Tk. Les durées Df et Df' sont généralement égales, sont au moins égales à une seconde, et sont typiquement égales à 1,5 secondes. Dans le cas d'une transition entre un revêtement asphalte et un revêtement béton, cette durée est suffisante pour que le ou les détecteurs Cl aient entièrement franchi la zone de transition et que les zones 11 de la surface de roulement 10 situées face à chaque capteur Cl ne soient plus partiellement en asphalte et partiellement en béton. Ce qui veut dire que, dans le cas d'une transition asphalte vers béton, la durée Df est suffisante pour que le signal Mn passe d'une valeur caractéristique d'un revêtement en asphalte à une valeur caractéristique d'un revêtement en béton. Dans le cas inverse, c'est-à-dire une transition béton vers asphalte, la durée Df est suffisante pour que le signal Mn passe d'une valeur caractéristique d'un revêtement en béton à une valeur caractéristique d'un revêtement en asphalte. Le premier seuil de transition SeuilBéton est fixé légèrement en dessous du niveau de fond perçu par le détecteur Cl quand le véhicule se trouve sur une surface de roulement en béton. Ce seuil est déterminé expérimentalement, en fonction des caractéristiques du ou des détecteurs Cl. Comme souligné précédemment, le béton présente une surface rugueuse, dont la réflectivité peut donc varier dans de grandes proportions. Le niveau de fond perçu par le ou les capteurs Cl peut donc varier largement, et osciller autour du premier seuil de transition SeuilBéton sans jamais se stabiliser au-dessus pour une durée supérieure à la durée Df prédéterminée, comme représenté sur la figure 4. Ce cas se produit plus fréquemment pour des revêtements dégradés, présentant donc une surface particulièrement irrégulière. Pour permettre de réaliser quand même la transition du premier au second jeu de seuils de détection dans le cas où le véhicule passe d'un revêtement asphalte à un revêtement béton présentant un signal de fond oscillant, comme décrit ci-dessus, l'opération de détection et de choix comprend un deuxième test, effectué à chaque instant d'acquisition Tk, positif si la première moyenne glissante Mn oscille autour du premier seuil de transition SeuilBéton avec une fréquence supérieure à un second seuil de transition FréquenceMax, négatif sinon, et conduisant au choix du deuxième jeu de seuils de détections correspondant à une surface de roulement 10 en béton si ce deuxième test est positif. Le second seuil de transition FréquenceMax est déterminé expérimentalement en fonction des caractéristiques du ou des capteurs Cl. La fréquence des oscillation de la première moyenne glissante Mn autour de Seuilbéton est déterminée par exemple par transformation de Fourrier. Comme on le voit sur la figure 3, l'opération de détection et de choix comprend un second ensemble d'étapes destinées à détecter l'état de la surface de roulement, sèche ou humide, et à adapter les jeux de seuils de détection en fonction cet état. A cette fin, lesdits premier et deuxième jeux de seuils de détection sont adaptés respectivement à des surfaces de roulement 10 sèches en asphalte et en béton, et l'opération de détection et de choix comprend une étape de détection de l'état de la surface de roulement, sèche ou humide, et une étape de choix soit de ces premier et deuxième jeux de seuils de détection ou soit de troisième et quatrième jeux de seuils de détection de valeurs prédéterminées adaptées pour des surfaces de roulement 10 humides respectivement en asphalte et en béton. L'étape de détection consiste à scruter la fréquence de balayage des essuie-vitres avant du véhicule. Une fréquence de balayage supérieure ou égale à une fréquence seuil prédéterminée, conduit, à l'étape de choix, à la sélection des troisième et quatrième jeux de seuils de détection. Au contraire, une fréquence de balayage inférieure à la fréquence seuil prédéterminée, conduit, à l'étape de choix, à la sélection des premier et deuxième jeux de seuils de détection. La fréquence seuil peut être, par exemple, la fréquence de balayage permanent la plus basse qu'il est possible d'obtenir sur le véhicule. La réflectivité d'un revêtement humide étant inférieure à la réflectivité du même revêtement sec, les valeurs des troisième et quatrième jeux de seuils de détection sont relativement plus faibles que celles des premier et deuxième jeux de seuils de détection. Le procédé de l'invention est décrit dans son application à des surfaces de roulement en asphalte ou en béton, mais s'applique également à tout autre type de revêtement routier. Il peut être adapté pour faire la distinction entre trois types de revêtements, si ces revêtements présentent des réflectivités très différentes. Il peut également être adapté pour prendre en compte plusieurs niveaux d'humidité différents de la surface de roulement correspondant à plusieurs jeux de seuils différents. Le procédé de l'invention est donc simple, puisqu'il fait appel à des jeux de seuils dans lesquels chaque seuil est prédéterminé. Il n'y a plus d'algorithme de calcul de ces seuils en permanence. Par ailleurs, ce procédé peut être mis en oeuvre sur des véhicules équipés d'un capteur Cl unique. Il peut également être mis en oeuvre avec plusieurs capteurs Cl redondants. 1. Procédé de surveillance routière d'un véhicule routier apte à se déplacer sur une surface de roulement (10) et comprenant au moins un capteur (Ci) orienté vers cette surface de roulement (10), le procédé comprenant une opération consistant à éclairer une section (11) de la surface de roulement (10) située face au capteur (Cl) par un émetteur d'ondes (20) de ce capteur (Cl), une opération consistant à capter les dites ondes émises par l'émetteur (20) et réfléchies par la section (11) à l'aide d'un récepteur (30) du capteur (Cl) produisant un signal (A) d'amplitude fonction de l'intensité des ondes captées, une opération de traitement du signal (A) produit par le récepteur (30) permettant de détecter des marquages (12) sur la surface de roulement (10) par comparaison de l'amplitude du signal (A) avec un jeu de seuils de détection, et une opération de détection et de choix consistant à détecter la nature et/ou l'état de la surface de roulement (10) et à adapter les seuils de détection dudit jeu en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roulement (10), caractérisé en ce que ladite opération de détection et de choix opère un choix entre plusieurs jeux de seuils différents, les valeurs des seuils de chaque jeu étant prédéterminées, en fonction de la nature et/ou de l'état de la surface de roul ement (10). 2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite opération de détection et de choix opère un choix entre au moins un premier jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées correspondant à une surface de roulement (10) en asphalte, et un deuxième jeu de seuils de détection de valeurs prédéterminées différentes correspondant à une surface de roulement (10) en béton. 3. Procédé de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite opération de traitement du signal (A) comprend une étape d'acquisition des valeurs (Ak) de l'amplitude du signal (A) à des instants d'acquisition (Tk) successifs séparés par une période (T) constante, et une étape de calcul à chaque instant d'acquisition (Tk) d'une moyenne glissante (Mn) des n dernières valeurs acquises, et en ce que ladite opération de détection et de choix comprend un premier test effectué à chaque instant d'acquisition (Tk), positif si la moyenne glissante (Mn) est supérieure à un premier seuil de transition de valeur prédéterminée (SeuilBéton), négatif sinon, une étape de demande de transition béton si ce premier test est positif à un instant d'acquisition (Tk) et si le premier jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant d'acquisition (Tk) pour l'opération de traitement du signal, et une étape de demande de transition asphalte si ce premier test est négatif à un instant d'acquisition (Tk) et si le second jeu de seuils de détection est utilisé à ce même instant d'acquisition (Tk) pour l'opération de traitement du signal. 4. Procédé de surveillance selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'opération de détection et de choix conduit au choix du deuxième jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement (10) en béton si à un instant d'acquisition (Tk) une demande de transition béton a été effectuée et si la première moyenne glissante (Mn) reste continuellement supérieure au premier seuil de transition (SeuilBéton) pendant une première durée prédéterminée (Df) suivant ledit instant d'acquisition (Tk). 5. Procédé de surveillance selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'opération de détection et de choix conduit au choix du premier jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement (10) en asphalte si à un instant d'acquisition (Tk) une demande de transition asphalte a été effectué et si la première moyenne glissante (Mn) reste continuellement inférieure au premier seuil de transition (SeuilBéton) pendant une seconde durée prédéterminée (Df') suivant ledit instant d'acquisition (Tk). 6. procédé de surveillance selon la revendication 4 combinée avec la revendication 5, caractérisé en que les première et seconde durées prédéterminées (Df, Df') sont au moins égales à une seconde. 7. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'opération de détection et de choix comprend un deuxième test effectué à chaque instant d'acquisition (Tk), positif si la première moyenne glissante (Mn) oscille autour du premier seuil de transition (SeuilBéton) avec une fréquence supérieure à un second seuil de transition (FréquenceMax), négatif sinon, et conduisant au choix du deuxième jeu de seuils de détection correspondant à une surface de roulement (10) en béton si ce deuxième test est positif. 8. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième jeux de seuils de détection sont adaptés à des surfaces de roulement (10) sèches respectivement en asphalte et en béton, et en ce que l'opération de détection et de choix comprend une étape de détection de l'état de la surface de roulement, sèche ou humide, et une étape de choix soit de ces premier et deuxième jeux de seuils de détection soit de troisième et quatrième jeux de seuils de détection de valeurs prédéterminées adaptées pour des surfaces de roulement (10) humides respectivement en asphalte et en béton. 9. Procédé de surveillance selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération de détection consiste à scruter la fréquence de balayage des essuievitres avant du véhicule. 10. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en que n est supérieur ou égal à 48.