Brevet FR2861468A1 — publié le 20050429

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE LA VITESSE D'UN VEHICULE EN DEPLACEMENT SUR UNE TRAJECTOIRE DETERMINEE. La présente invention concerne le domaine de la mesure des conditions de circulation d'un véhicule en déplacement sur une route, ou analogue. Les conditions de circulation d'un véhicule sont l'ensemble des paramètres de circulation régis par le code de la route et pouvant de ce fait être contrôlés en référence à des valeurs légales définies pour ces paramètres. Il s'agit par exemple de la vitesse d'un véhicule, de l'interdistance entre véhicules successifs, etc. Les techniques pour effectuer automatiquement de telles mesures, 10 notamment de vitesse, sont nombreuses et variées. Elles mettent en oeuvre généralement un dispositif nommé radar. Dans les systèmes actuels, le radar situé au bord de la route ou en hauteur, mesure la projection de la vitesse du véhicule sur son axe de visée. Le radar, par exemple à effet Doppler ou laser, est en général disposé en bordure de route de manière à ce que l'angle entre le vecteur vitesse du véhicule et l'axe de visée soit de l'ordre de 20 à 25 degrés. Cet angle s'appelle l'angle basique. En général, lorsqu'une infraction est constatée, un appareil photo est déclenché pour procurer une image du véhicule permettant de lire la plaque 20 d'immatriculation et de voir le visage du conducteur. Le document EP-A-621 573, entre autres, décrit un procédé et un dispositif de mesure de vitesse d'un véhicule en déplacement sur une route. Les techniques actuelles présentent cependant l'inconvénient de permettre des mesures de conditions de circulation, de vitesse notamment, qui sont fiables uniquement sur des lignes droites, et non sur des zones de virage. Les mesures en virage qu'elles fourniraient ne seraient exploitables que dans le cas où seule une seule voie de circulation ferait partie de la zone de détection du radar, ce qui ne serait pas rentable. Or les zones de virages sont des endroits aussi propices aux 30 accidents, voire même plus, que les lignes droites. Par ailleurs, la systématisation des contrôles conduit à la généralisation de l'automatisation des systèmes de contrôle des conditions de circulation. Les mesures doivent donc pouvoir s'effectuer à grande échelle, notamment à partir d'un même dispositif sur plusieurs voies à la fois, et sur des lignes droites aussi bien qu'en virage. La présente invention vise à proposer une solution permettant de réaliser des mesures de conditions de circulation, et notamment de la vitesse aptes à donner satisfaction en présence des contraintes citées ci-dessus. Ainsi suivant un premier aspect, l'invention propose un procédé de mesure de la vitesse d'un véhicule en déplacement sur une trajectoire déterminée. La vitesse du véhicule est mesurée au moins lors du franchissement par le véhicule d'un axe de visée traversant ladite trajectoire. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes: a) dans une étape préalable d'étalonnage, une correspondance est établie entre chaque position le long de l'axe de visée et dans la trajectoire, et une valeur d'angle basique correspondante, ladite valeur d'angle basique correspondante étant égale à l'angle entre l'axe de visée et le vecteur vitesse d'un véhicule en déplacement sur la trajectoire déterminée et franchissant l'axe de visée en un point correspondant à ladite position, puis, b) dans une étape de mesure: - la position d'un véhicule le long de l'axe de visée est déterminée; la composante de vitesse du véhicule selon l'axe de visée est mesurée; - une valeur d'angle basique correspondante est déduite à partir de la susdite correspondance établie lors de l'étape préalable d'étalonnage; et, - la vitesse réelle du véhicule est calculée en fonction de ladite valeur d'angle basique et ladite composante de vitesse mesurée. Le procédé selon l'invention, s'il peut toutefois être mis en oeuvre sur des trajectoires correspondant à des routes en ligne droite, est particulièrement 30 utile pour des trajectoires correspondant à des routes présentant des virages. En particulier ce procédé peut être mis en oeuvre sur un ensemble de voies comprises dans la zone de détection d'un radar. L'étape préparatoire permet ensuite d'automatiser les calculs de conditions de circulation, et donc de rationaliser les contrôles. Lorsque la trajectoire comprend plusieurs voies de circulation, ces voies pouvant correspondre à un même sens de circulation ou non, la valeur d'angle peut être prise constante pour l'ensemble des coordonnées le long de l'axe de visée à l'intérieur d'une même voie. Cette disposition offre l'avantage de simplifier d'autant plus le traitement aboutissant à la mesure de vitesse. En cas d'infraction constatée, au moins une image du véhicule est capturée selon des paramètres de captures d'images définis, au moins un de ces paramètres de capture d'image étant adapté en fonction de la position du véhicule déterminée et éventuellement de sa vitesse calculée. Et l'image capturée peut être ensuite associée au constat d'infraction. Suivant un deuxième aspect, l'invention propose un dispositif de mesure de la vitesse d'un véhicule en déplacement sur une trajectoire 15 déterminée, la vitesse dudit véhicule étant mesurée au moins lors du franchissement par le véhicule d'un axe de visée traversant ladite trajectoire. Le dispositif selon l'invention comprend: - des moyens de correspondance tenant en mémoire une correspondance entre chaque position le long de l'axe de visée et une valeur d'angle basique correspondante, ladite valeur d'angle basique correspondante étant égale à l'angle entre l'axe de visée et le vecteur vitesse d'un véhicule en déplacement sur la trajectoire déterminée et franchissant l'axe de visée en un point correspondant à ladite position, - des moyens de détermination de position propres à déterminer la 25 position dudit véhicule le long de l'axe de visée; - des moyens de mesure de la composante de vitesse du véhicule selon l'axe de visée; - des moyens de déduction propres à déduire la valeur d'angle basique dans les susdits moyens de correspondance d'après la position 30 déterminée sur l'axe; - des moyens de calcul propres à calculer la vitesse du véhicule en fonction de ladite valeur d'angle basique et ladite valeur de la composante de vitesse mesurée selon l'axe de visée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure unique est un schéma de principe d'un dispositif dans un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure unique est représenté un dispositif 1 agencé selon l'invention. Selon l'invention, ce dispositif 1 comprend un radar 2, comportant une antenne radar 3 installée au bord d'une route 4. Le radar 2 est associé à un champ de détection de largeur d'environ 5 degrés correspondant à un faisceau d'ondes émises par l'antenne 3 et délimité par un rayon amont 5 et un rayon aval 5'. Un axe de visée U du radar 2 passant par l'antenne 3 figure dans le champ de détection. L'axe U est encore appelé axe sensible du radar 2. Les mesures sont effectuées par le radar 2 le long de cet axe U. La route 4 comporte quatre voies VO1, VO2, VO3 et VO4. La partie de la route 4 couverte par le faisceau du radar 2 est en courbe. Le dispositif 1 selon l'invention comporte un module de position 7 adapté pour détecter un véhicule franchissant l'axe de visée U et fournir la coordonnée (x,y) de ce véhicule au point de franchissement de l'axe U, dans un référentiel (X,Y) prédéfini. Le radar 2 est par exemple un radar à effet Doppler, bien connu et décrit par exemple dans le document FR-A-2 620 535. Un tel radar est adapté pour détecter un véhicule pénétrant dans son champ de détection et pour mesurer la projection VU sur son axe sensible U, du vecteur de vitesse V, de norme V, d'un véhicule lors de la traversée de cet axe, à partir de la différence de fréquence entre le faisceau transmis par l'antenne 3 et le faisceau reçu par cette même antenne. Le module de position 7 peut être un télémètre, par exemple un dispositif optique, à infrarouge ou laser, situé au même endroit que le radar 2 et dont l'axe de détection correspond à l'axe de visée U, adapté pour calculer une distance en analysant des rayons reçus en fonction de rayons émis. Dans une réalisation particulière de l'invention, le radar 2 est un radar à effet Doppler bifréquence (décrit par exemple dans le document EP-A- 933 648). Par rapport à un radar à effet Doppler monofréquence, un tel radar émet à partir de son antenne 3 des signaux à deux fréquences différentes. II calcule la vitesse de la même façon qu'un radar à effet Doppler monofréquence. Il peut calculer en outre la distance u séparant le radar 2, du véhicule sur l'axe de visée du radar U. Cette distance est calculée en fonction de la différence de phase entre le signal réfléchi correspondant à la première fréquence émise et le signal réfléchi correspondant à la seconde fréquence émise. Ainsi, dans un tel mode de réalisation, le module de position 7 est au moins en partie intégré au radar 2. Il mesure à la fois la valeur VU de la vitesse, la distance u sur l'axe U. Il déduit de la distance u et de la connaissance de l'axe U, les coordonnées (x,y) du véhicule franchissant l'axe U dans le référentiel prédéfini (X,Y). Le dispositif selon l'invention 1 comporte en outre un module de détermination d'angle 8 qui fournit, pour toutes coordonnées (x,y) d'un point 15 situé sur l'axe U déterminée par le module de position 7, une valeur d'angle Ot(x,yj en sortie. Cette valeur d'angle CC(x,y) est une estimation représentative de l'angle existant entre l'axe de visée U du radar 2 et le vecteur vitesse V d'un véhicule en déplacement standard sur la route (le vecteur vitesse V étant tangent à la 20 trajectoire correspondant au déplacement standard) et passant sur le point de coordonnées (x,y) de l'axe U. Le module de détermination d'angle 8 peut avoir été paramétré dans une étape préalable, à l'aide par exemple d'un nombre limité de valeurs d'angle An mesurées en des points particuliers Pn de coordonnées (x,,,y ) le long de 25 l'axe U. Ces points Pn peuvent par exemple être répartis le long de l'axe U, un pas de 1 mètre séparant deux points Pn successifs. Un opérateur relève ou estime au cours de l'étape préalable, en chacun de ces points Pn, l'angle entre l'axe de visée U du radar 2 et le vecteur vitesse d'un véhicule en déplacement standard sur la route (le vecteur vitesse étant tangent à la trajectoire correspondant au déplacement standard) et passant par Pn. On peut entendre 2861468 6 par déplacement standard un déplacement suivant la forme générale de la voie en ce point. Le module de détermination d'angle 8 peut ensuite fournir à partir de ce nombre fini de valeurs d'angle, une valeur d'angle en chaque point (x,y) de l'axe U, par interpolation par exemple sur les valeurs d'angle An correspondant àPn. Dans une autre réalisation, un angle unique peut être calculé par voie sur l'axe U, par exemple en moyennant l'ensemble des valeurs d'angles An déterminées par l'opérateur pour les points Pn de chaque voie. Et le module 8 peut ensuite affecter à des coordonnées (x,y) d'un point sur l'axe U fournies en entrée la valeur moyenne calculée pour la voie à laquelle correspond les coordonnées (x,y). Dans ce cas, dans l'étape préalable, l'opérateur, par exemple à l'aide de relevés métriques, aura également réalisé une répartition de l'axe U selon les voies. Ainsi la partie de l'axe U dans une voie VOil;=1,2,3,4 y est définie comme l'ensemble des points sur l'axe U dont les coordonnées (x,y) sont comprises dans des plages de coordonnées respectives. Cet angle peut dans une autre méthode de réalisation de l'invention être fourni automatiquement à partir d'un profil de routes introduit préalablement par l'opérateur. Dans un mode de réalisation, le dispositif 1 comporte en outre une mémoire 11 dans laquelle est stockée cette répartition des voies sur l'axe U. Le dispositif selon l'invention 1 comprend en outre un module 9 de calcul de la vitesse V d'un véhicule, à partir de la valeur de la projection VU sur l'axe U de la vitesse V du véhicule, calculée par le radar 2 et de la valeur (x,y) fournie par le module 8. V est égale à vu / cos OC(x,y). Le dispositif selon l'invention 1 comporte en outre un module de prises de vues 13 disposé le long des voies de manière à prendre des photos d'un véhicule peu après le franchissement de l'axe U faisant apparaître au moins la plaque d'immatriculation du véhicule. En cas d'infraction, la ou les photos prises d'un véhicule sont associées au constat d'infraction établi relatif au véhicule. A partir du dispositif 1 présenté, une mesure est effectuée comme décrit ci-dessous. Les ondes réfléchies par un véhicule 10 circulant sur la voie VO1 de la route 4 sont captées par l'antenne 3 dès que le véhicule entre dans le champ de détection du radar 2 et franchit un des rayons amont ou aval (les voies correspondent éventuellement à des sens de circulation différents). Les ondes réfléchies lors du franchissement de l'axe U par le véhicule sont analysées par le radar 2, qui calcule la projection VU10 de la vitesse du véhicule 10 sur l'axe U. En parallèle, le module de position 7 détermine la position (x1o,yio) du véhicule 10 le long de l'axe U (dans le cas d'un radar bifréquence, à l'aide de la distance ulo entre le radar 2 et le véhicule 10). Cette position, est ensuite fournie comme donnée d'entrée au module de détermination d'angle 8, qui délivre en sortie un angle q, xlo,ylo. Les valeurs de la projection de la vitesse Vuio et de l'angle a.. xlo,ylo sont ensuite fournies au module 9 de calcul de vitesse, qui détermine la norme V10 du vecteur vitesse V.o du véhicule 10. Au cas où la vitesse V10 est supérieure à un seuil déterminé, un signal est transmis au module de prise de vues 13 et une photo du véhicule est prise. Dans un mode de réalisation de l'invention, le module de position 7 peut comporter un sous-module 7a adapté pour calculer la distance d entre le point de détection du véhicule (x,y) et le module de prise de vues 13, dont les coordonnées dans le référentiel (X,Y) auront été préalablement entrées. Le cadrage C ou le zoom Z utilisé pour la prise de photos peut être adapté par le module de prise de vues 13 en fonction de cette distance d calculée par le module 7. Au moment de prise de photo, la distance effective entre le véhicule et le module 13 peut être mise à jour, à partir du temps écoulé depuis la détection, et de la vitesse V calculée pour le véhicule par me module 9. Dans un mode de réalisation de l'invention, le module de prise de vues 13 peut comporter plusieurs appareils photos A1,A2,A3,A4, chacun avec une ligne de visée adaptée pour une voie spécifique VO1, VO2, VO3, VO4. Suivant la voie sur laquelle le véhicule a été détecté (déterminée par comparaison de la position (x,y) déterminée avec la répartition des voies selon l'axe U effectuée dans l'étape préalable), un appareil photographique particulier sera activé par le module de prise de vues 13. Et dans ce cas, les paramètres de cadrage et de zoom pour chaque appareil photo peuvent être en outre adaptées en fonction de la position (x,y) déterminée. La vitesse V10' sera calculée de même pour un véhicule 10' franchissant l'axe U sur la voie VO4. L'angle a,x1o, fourni par le module de détermination d'angle 8 dans le cas représenté en figure unique est alors supérieur à l'angle Otxio,yio. Les variations entre angles peuvent atteindre environ 10 degrés, dans une courbe 10 classique. Dans un mode de réalisation de l'invention, le radar 2 et le module de position 7 (par exemple au moins partiellement au sein d'un même radar bifréquence), sont adaptés pour réaliser des mesures le long de plusieurs axes de visée U situés à l'intérieur du champ de détection délimité par les rayons amont et aval 5 et 5'. Dans ce cas, le module de détermination d'angle est adapté pour fournir au moins pour les coordonnées (x,y) des points constituant les différents axes de visée U; et dans la trajectoire, si ce n'est pour toutes les coordonnées (x,y) de la trajectoire, un angle Ot(x,y). Et la mémoire 11 comporte une partition des coordonnées (x,y) selon les quatre voies, effectuée préalablement par exemple à partir de la sélection d'un profil de route déterminé par l'opérateur. Ainsi la vitesse V; d'une voiture en déplacement sur la trajectoire sera calculée à plusieurs reprises, le long de différents axes U; de visée depuis le radar 2. Pour chaque axe U;, le calcul se déroule comme indiqué 25 précédemment en référence à la figure unique. Une vitesse moyenne V est ensuite calculée par moyennage des différentes vitesses V; déterminées. Dans un mode de réalisation, le dispositif 1 selon l'invention peut en outre comporter un module 14 d'interdistance adapté pour calculer 30 l'interdistance entre deux véhicules successifs. Le module 14 calcule l'interdistance I entre deux véhicules détectés successivement dans le champ de détection (une infraction de type interdistance peut être commise par un véhicule par rapport au véhicule le précédant) en vérifiant tout d'abord que les véhicules sont situés sur la même voie (à partir de la répartition des voies enregistrée). Si c'est bien le cas, le module 14 calcule l'interdistance en fonction de la vitesse V calculée pour le premier véhicule détectée et du temps écoulé entre les deux détections. Dans le cas où le dispositif opère sur plusieurs axes de visée U;, le calcul peut prendre en compte en outre des vitesses calculées sur différents axes de visée relatives aux véhicules, les temps séparant chaque détection et les positions associées. Puis le module 14 compare cette interdistance I calculée avec une valeur légale prédéfinie. Au cas où une infraction est constatée, un signal est envoyé au dispositif de prises de vue 13, qui de la même façon que précédemment, peut sélectionner un appareil photo en fonction de la position des véhicules, ou de la voie de circulation des véhicules, et qui peut en outre adapter le cadrage en fonction de la distance à ces véhicules. La photo obtenue est ensuite associée au constat d'infraction. Ainsi un dispositif et un procédé selon l'invention permet le calcul de conditions de circulation sur plusieurs voies, même en virage. II permet une grande automatisation du traitement. Il peut permettre en outre l'établissement d'un constat d'infraction efficace, en adaptant notamment les conditions de prises de photos à la situation du véhicule sur la trajectoire. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de la vitesse (V) d'un véhicule (10) en déplacement sur une trajectoire déterminée (4), la vitesse dudit véhicule étant mesurée au moins lors du franchissement par le véhicule d'un axe de visée (U) traversant ladite trajectoire, caractérisé en ce que: a) dans une étape préalable d'étalonnage, une correspondance est établie entre chaque position (x,y) le long de l'axe de visée (U) et dans la trajectoire, et une valeur d'angle basique correspondante (U x,y), ladite valeur d'angle basique correspondante étant égale à l'angle entre l'axe de visée et le vecteur vitesse d'un véhicule en déplacement sur la trajectoire déterminée et franchissant l'axe de visée en un point correspondant à ladite position, puis, b) dans une étape de mesure: - la position (x,y) d'un véhicule le long de l'axe de visée est déterminée; 20 - la composante de vitesse (Vu) du véhicule selon l'axe de visée est mesurée; - une valeur d'angle basique correspondante (U x,y) est déduite à partir de la susdite correspondance établie lors de l'étape préalable d'étalonnage; et, - la vitesse réelle du véhicule est calculée en fonction de ladite valeur d'angle basique et ladite composante de vitesse mesurée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la trajectoire comprend plusieurs voies de circulation (VO1, VO2, VO3, VO4), et la valeur d'angle (OCX,y) est prise constante quelle que soit la position du véhicule le long de l'axe de visée (U) à l'intérieur d 'une même voie. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, selon lequel la distance (I) entre un premier véhicule et un second véhicule est déterminée en fonction d'au moins la vitesse calculée du premier véhicule. 4. Procédé selon l'une des revendications 1, à 3 selon lequel: - on compare la vitesse calculée avec une vitesse seuil prédéfinie; - si la vitesse calculée est supérieure à la vitesse seuil, au moins' une image du véhicule est capturée, correspondant à des paramètres de capture d'images définis (Z, C, AI, A2, A3, A4), au moins un. desdits paramètres de capture d'image étant adapté en fonction d'au moins la position du véhicule déterminée. 5. Procédé selon la revendication 4 selon lequel: - on compare l'interdistance déterminée à une valeur seuil prédéfinie, - si l'interdistance déterminée est supérieure à la valeur seuil prédéfinie, au moins une image du véhicule est capturée, correspondant à des paramètres de capture d'images définis (Z, C, AI, A2, A3, A4), au moins un desdits paramètres de capture d'image étant adapté en fonction d'au moins la position du véhicule déterminée. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, selon lequel un desdits paramètres est adapté en fonction de la vitesse calculée du véhicule. 7. Dispositif (1) de mesure de la vitesse (V) d'un véhicule (10) en déplacement sur une trajectoire déterminée (4), la vitesse dudit véhicule étant mesurée au moins lors du franchissement par le véhicule d'un axe de visée (U) traversant ladite trajectoire, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de correspondance (8) tenant en mémoire une correspondance entre chaque position le long de l'axe de visée et une valeur d'angle basique correspondante, ladite valeur d'angle basique correspondante étant égale à l'angle entre l'axe de visée et le vecteur vitesse d'un véhicule en déplacement sur la trajectoire déterminée et franchissant l'axe de visée en un point correspondant à ladite position, - des moyens (7) de détermination de position propres à déterminer la position (x,y) dudit véhicule le long de l'axe de visée; - des moyens de mesure de la composante de vitesse (Vu) du véhicule selon l'axe de visée; - des moyens (8) de déduction propres à déduire la valeur d'angle basique ( X,y) dans les susdits moyens de correspondance d'après là position déterminée sur l'axe; - des moyens (9) de calcul propres à calculer la vitesse (V) du véhicule (10) en fonction de ladite valeur d'angle basique et ladite valeur de la composante de vitesse mesurée selon l'axe de visée. 8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel la trajectoire (4) comprend plusieurs voies de circulation (VO1, VO2, VO3, VO4) et les moyens (8) de déduction d'une valeur d'angle fournissent une valeur d'angle constante pour l'ensemble des positions (x,y) du véhicule le long de l'axe de visée (U) à l'intérieur d une même voie. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 8, comprenant des moyens (14) de détermination propres à déterminer I'interdistance (I) entre un premier véhicule et un second véhicule, en fonction d'au moins la vitesse (V) calculée du premier véhicule. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens (7) de détermination de la position (x,y) du véhicule (10) 25 comportent un télémètre. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel les moyens (7) de détermination de la position (x,y) du véhicule (10) et les moyens de calcul (9) de la composante de vitesse (Vu) du véhicule comportent un radar bi-fréquence commun. 12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, comprenant - des moyens de capture (13), propres à capturer en fonction de paramètres définis (Z, C, AI, A2, A3, A4), au moins une image du véhicule; et - des moyens de définition (13) aptes à définir au moins un desdits paramètres en fonction d'au moins la position (x,y) du véhicule déterminée. 13. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, dans lequel les moyens (13) de définition définissent au moins un paramètre en fonction de la vitesse (V) calculée du véhicule.