Brevet FR2881861A1 — publié le 20060811

L'invention concerne un détecteur pour compteur de trafic ainsi qu'un compteur de trafic comprenant un tel détecteur. Elle trouve application dans le domaine des compteurs de trafic de véhicules. On connaît un détecteur de trafic qui comprend classiquement un tube disposé de manière temporaire sur une chaussée dont le trafic doit être comptabilisé. Ce tube est rempli d'air et comporte à l'une de ses extrémités un capteur piézoélectrique. Ce détecteur de trafic est intégré dans un compteur qui comprend en outre une électronique associée. Le capteur piézoélectrique détecte les variations de press ion de l'air à l'intérieur du tube sous l'effet de l'écrasement du tube par les véhicules et to transmet les impulsions électriques ainsi générées à l'électronique associée qui comptabilise les véhicules passant sur la chaussée. Ce détecteur de trafic ne peut pas être utilisé de manière permanent e par enfouissement sous la chaussée parce que le tube rempli d'air risque de se faire écraser par les matériaux constituant la route lors de l'enfouissement et parce que les ondes générées par un véhicule lors de son passage au-dessus du tube n'ont p.s une amplitude suffisante pour générer une onde de pression à l'intérieur du tube. Le comptage de véhicules à l'aide d'un tel détecteur de trafic enfoui dans le sol est donc impossible. Un objet de la présente invention est de proposer un détecteur pour compteur 20 de trafic qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, est proposé un détecteur pour compteur de trafic comprenant: - un tube hermétiquement fermé; - un capteur piézoélectrique disposé à l'une des extrémités du tube et adapté à transformer les ondes de choc reçues en un signal électrique; le détecteur étant caractérisé en ce que le tube est rempli d'un:Fluide incompressible. Avantageusement, le fluide incompressible est un fluide antigel. Avantageusement, un dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc est intégré au tube. Avantageusement, le dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc est constitué de billes remplissant ledit tube. Avantageusement, le dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc comprend une couronne disposée au voisinage du capteur piézoélectrique. L'invention propose aussi un compteur de trafic caractérisé en ce qu'il comprend: -au moins un détecteur pour compteur de trafic selon l'une des variantes précédentes, et enfoui dans le sol d'une chaussée; et -une électronique associée connectée à chaque capteur piézoélectrique et adaptée à compter le nombre de véhicules à partir de chaque signal électrique reçu. Avantageusement, la longueur de chaque détecteur est adaptée à la largeur de deux vélos maximum. Avantageusement, le nombre de détecteurs est adapté à la largeur de la chaussée. Avantageusement, à chaque détecteur est associé un deuxième détecteur disposé parallèlement en amont ou en aval pour détecter le sens de passage. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, lo apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente une coupe d'un détecteur de trafic placé dans une chaussée; la Fig. 2 représente une vue de dessus d'une chaussée équipée d'une pluralité de détecteurs de trafic; la Fig. 3 représente le signal délivré par un capteur piézoélectrique du détecteur de trafic sans dispositif de filtrage mécanique des ondes; la Fig. 4 représente le signal délivré par un capteur piézoélectrique du détecteur de trafic avec un dispositif de filtrage mécanique des ondes; la Fig. 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention. La Fig. 1 représente un détecteur de trafic 100 enfoui dans une chaussée 114. Le détecteur de trafic 100 comprend un tube 106 fermé de manière étanche par un premier bouchon 108 et un deuxième bouchon 110. A l'intérieur du deuxième bouchon 110 est disposé un capteur piézoélectrique 104 qui transforme les ondes de choc reçues en un signal électrique impulsionnel qui est transmis à une électronique associée par des fils électriques 102a, 102b. Pour permettre le fonctionnement du capteur piézoélectrique 104 sous l'effet des ondes de choc, la face du capteur piézoélectrique 104 opposée à la source des ondes de choc est en contact avec une chambre de compression 120 remplie d'un élément compressible comme de l'air ou une mousse. Le tube 106 est enfoui dans le sol, et pour éviter son écrasement sous le poids de la chaussée 114, le tube 106 est rempli d'un fluide incompressible 116. La chambre de compression 120 est ainsi disposée en vis-à-vis de la face du capteur piézoélectrique 104 qui n'est pas en contact avec le fluide incompressible 116. Le passage d'un véhicule sur la chaussée 114 génère, dans le fluide 116, une onde de choc qui est transmise jusqu'au capteur piézoélectrique 104 puis, sous forme d'impulsions électriques jusqu'à l'électronique associée qui comptabilise ainsi le passage des roues du véhicule. Le tube 106 peut être réalisé en caoutchouc et le fluide incompressible 116 est de préférence constitué d'un fluide antigel, comme de l'eau mélangée avec de l'alcool, par exemple dans des proportions de 2/3 d'eau et 1 /3 d'alcool. Le capteur piézoélectrique 104 est de préférence constitué d'un élément piézoélectrique 122 disposé sur une plaque métallique. La plaque métallique fait face Io au fluide incompressible 116 de manière à éviter le contact entre l'élément piézoélectrique 122, qui se situe alors dans la chambre de compression 120, et le fluide 116, ce qui pourrait provoquer la détérioration progressive dudit élément piézoélectrique 122. Pour améliorer encore l'étanchéité de la chambre de compression 120, les bords de la plaque métallique sont scellés avec les parois du deuxième bouchon 110. Les ondes de choc générées dans le fluide 116 se réfléchissent sur les parois du tube 106 et génèrent des impulsions parasites qui peuvent faire croire à l'électronique associée que des:roues d'autres véhicules sont passées au-dessus du tube 106. La Fig. 3 représente un train d'impulsions électriques reçu par le capteur piézoélectrique 104 en fonction du temps et transmis à l'électronique associée. Les deux pics de plus grande amplitude 302, 304 du train d'impulsions représentent les passages effectifs de la ou des roues avant puis de la ou des roues arrière d'un véhicule, tandis que les autres pics de moindre amplitude représentent les ondes de choc parasites qui sont issues de réflexions à l'intérieur du tube 106. Dans le cas de véhicules motorisés qui ne roulent généralement pas de front sur la chaussée 114, un comptage des véhicules peut être réalisé par le comptage du nombre de trains d'impulsions électriques générés pendant un temps donné. Pour comptabiliser correctement le nombre de vélos sur une chaussée, lorsque ceux-ci roulent à plusieurs de front, il faut pouvoir distinguer chaque roue. Pour réaliser un comptage efficace des véhicules et en particulier des vélos, une solution consiste à amortir les ondes parasites générées dans le tube tout en évitant une trop forte atténuation des impulsions 302, 304 représentant effectivement le passage de roues. L'amortissement électronique de l'onde sinusoïdale de la Fig. 3 va générer une courbe avec un seul pic car la fréquence de la porteuse est proche de la fréquence de passage de deux:roues consécutives. Le deuxième pic 304 serait alors lissé ce qui ne permettrait pas de comptabiliser le nombre de roues. Pour amortir les ondes, il est préférable d'utiliser un dispositif d'amortissement mécanique intégré au tube 106, ce qui équivaut à la mise en place d'un dispositif de filtrage mécanique des ondes qui permet de filtrer le régime sinusoïdal amorti qui est alors remplacé par une partie des impulsions de plus forte amplitude et de préférence par une seule impulsion représentative du passage de chaque roue. La Fig. 1 représente un mode de réalisation du dispositif de filtrage mécanique qui consiste à remplir le tube 106 avec des billes 112, de préférence en matière synthétique comme du polyuréthane. Les ondes sont alors amorties par l'ensemble des billes 112, ce qui provoque un filtrage des ondes, puisque seule une partie de ces ondes est transmise au capteur piézoélectrique 104. En particulier, le train d'ondes est amorti et seule une partie des impulsions de plus forte amplitude sera détectée et de préférence une seule impulsion sera transmise au capteur piézoélectrique 104. La Fig. 5 représente un autre mode de réalisation du dispositif de filtrage mécanique qui consiste à réaliser un rétrécissement du diamètre du deuxième bouchon 110, au voisinage du capteur piézoélectrique 104. Ce rétrécissement peut être réalisé par la forme du bouchon lui-même ou par la mise en place l'une couronne annulaire 118 dont le centre est percé d'un trou. Les ondes sont alors en partie réfléchies par la couronne 118 en direction du premier bouchon 108, ce qui provoque un filtrage des ondes, puisque seule une partie de ces ondes est transmise au capteur piézoélectrique 104 à travers le trou. En particulier, le train d'ondes est amorti et seule une partie des impulsions de plus forte amplitude sera détectée et de préférence une seule impulsion sera transmise capteur piézoélectrique 104. La Fig. 4 représente le train d'impulsions électriques reçu par le capteur piézoélectrique 104 et transmis à l'électronique associée lorsque le dispositif de filtrage mécanique des ondes est mis en place. Les pics de plus grande amplitude 402, 404 représentent le passage effectif des roues d'un véhicule et l'amortissement est tel que les ondes parasites n'atteignent pas le capteur piézoélectrique 104. Le nombre de pics est alors égal au nombre de roues qui passent au-dessus du tube 106. Il suffit alors de diviser ce nombre par deux pour obtenir le nombre de véhicules. La Fig. 2 représente un compteur de trafic comprenant une pluralité de détecteurs 200a, 200b, 200c similaires au détecteur 100 décrit ci-dessus, enfouis dans le sol ainsi qu'une électronique associée 204 connectée à chaque capteur piézoélectrique et adaptée à compter le nombre de véhicules à partir de chaque signal électrique reçu. L'utilisation du capteur piézoélectrique 104 est particulièrement intéressante car ce type de capteur consomme très peu d'énergie, rendant ainsi le compteur de trafic quasiment autonome du point de vue énergétique, puisque des piles suffisent à le faire fonctionner. Dans le cas d'un détecteur sans dispositif de filtrage mécanique des ond es, le nombre de trains d'impulsions électriques sera le nombre de véhicules. Dans le cas d'un détecteur avec dispositif de filtrage mécanique des ond es, le nombre de pics 402, 404 sera le nombre de roues d'où le nombre de véhicules pourra être déduit. Chaque capteur piézoélectrique est relié à l'électronique associée 204 par des câbles électriques 202a, 202b, 202c. La chaussée 114 est séparée en tronçons de comptage 206a, 206b, 206c et le nombre de détecteurs 200a, 200b, 200c et de tronçons de comptage est adapte à la largeur de la chaussée 114, c'est-à-dire que le passage d'un véhicule à n'importe quel endroit de la chaussée 114 peut être détecté. Dans le cas d'une chaussée 114 pour véhicules motorisés, la largeur de chaque tronçon de comptage est de préférence inférieure ou égale à la largeur de chaque voie de circulation. Dans le cas d'une piste cyclable, les tronçons de comptage et donc la longueur de chaque détecteur 200a, 200b, 200c sont adaptés à la largeur de deux vélos maximum, c'est-à-dire qu'ils sont de préférence dimensionnés de manière à ce qu'au maximum deux vélos et de préférence un seul vélo, parmi plusieurs de front, circulent sur un tronçon de comptage. Chaque détecteur 200a, 200b, 200c est alors disposé en vis-à-vis d'un tronçon de comptage 206a, 206b, 206c de manière à ce que chaque détecteur comptabilise au maximum deux véhicules passant sur le même détecteur 200a, 200b, 200c lorsqu'ils circulent de front. Dans le cas d'une chaussée 114 sur laquelle circulent des vélos et des piétons, il 25 faut pouvoir distinguer le passage d'un piéton du passage d'un vélo. La distance entre deux roues de vélos est d'environ 1,25m et sa limite de vitesse inférieure est d'environ 5.6 Km/h, ce qui correspond à deux pics 402, 404 distants de 0,8 seconde. La période de mesure est de préférence réglée sur cette valeur de 0,8 sec onde. Lorsqu'un pic est détecté, une horloge de l'électronique associée est initiali5ée et compte une durée de 0,8 seconde. A chaque pic détecté, l'horloge est réinitialisée pour une durée de 0,8 seconde et un compteur de l'électronique associée compte le nombre de pics détectés depuis la première initialisation de l'horloge. Lorsque une durée de 0,8 seconde s'est écoulée sans qu'aucun pic ne soit détecté, le comptage est arrêté et l'horloge est arrêtée. Le nombre de pics comptabilisé peut alors être analysé pour permettre de déterminer le nombre de vélos qui sont passés. Si le nombre de pics comptabili 3é est de un, cela équivaut au passage d'un piéton. Si le nombre de pics comptabilisé est de deux, cela équivaut au passage d'un vélo. Si le nombre de pics comptabilisé est de trois, cela équivaut au passage de deux vélos. Si le nombre de pics comptabilisé est de quatre, cela équivaut au passage de deux vélos. Si le nombre de pics comptabilisé est de cinq, cela équivaut au passage de trois vélos. Etc. Dans un exemple particulier, le tube 106 a un diamètre extérieur de 20 mm et un diamètre intérieur de 15 mm. Chaque bille 112 en polyuréthane a un diamètre de 3 mm. Pour une piste cyclable, la longueur du tube 106 est de préférence de 1, 20 m, ce qui correspond à la distance moyenne occupée par un cycliste, son vélo et la 1 o distance que conservent entre eux deux cyclistes qui roulent ensemble de front. A chaque premier détecteur 200a, 200b, 200c peut être associé un deuxième détecteur 208a, 208b, 208c pour permettre la détection du sens de roulement des véhicules. Chaque deuxième détecteur 208a, 208b, 208c est disposé parallèlement à chaque premier détecteur 200a, 200b, 200c associé, en amont ou en aval par rapport au sens de roulement de la chaussée 114 et connecté à l'électronique associée 204. Ainsi selon que les pics sont détectés en premier sur l'un ou l'autre des détecteurs, il est possible de déterminer le sens de roulement des véhicules. Pour faciliter la gestion des données reçues des différents détecteurs 100 et augmenter le nombre de détecteurs 100 sans avoir à augmenter le nombre de fils de connexions reliés à l'électronique associée 204, le compteur de trafic comprend un bus de données reliant les détecteurs 100 à l'électronique associée 204. Dans un mode particulier de réalisation, le bus de données est un bus du type I2C à cinq fils (alimentation, masse, réinitialisation, données, horloge). Une pluralité de cartes électroniques est disposée le long du bus de données pour servir chacune de point d'entrée à une pluralité de détecteurs 100 (par exemple: quatre). Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1) Détecteur (100) pour compteur de trafic comprenant: -un tube (106) hermétiquement fermé; -un capteur piézoélectrique (104) disposé à l'une des extrémités du tube (106) et adapté à transformer les ondes de choc reçues en un signal électrique; le détecteur (100) étant caractérisé en ce que le tube (106) est rempli d'un fluide incompressible (116). 2) Détecteur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le:luide 10 incompressible (116) est un fluide antigel. 3) Détecteur (100) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'un dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc est intégré au tube (106). 4) Détecteur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc est constitué de billes (112) remplissant ledit 15 tube (106). 5) Détecteur (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur piézoélectrique (104) est disposé à l'intérieur d'un bouchon (110) et en ce que le dispositif de filtrage mécanique des ondes de choc est réalisé par un rétrécissement du diamètre dudit bouchon (110) au voisinage du capteur piézoélectrique (104). 6) Compteur de trafic caractérisé en ce qu'il comprend: -au moins un détecteur pour compteur de trafic (200a, 200b, 200c) selon l'une des revendications précédentes et enfoui dans le sol d'une chaussée (114); et -une électronique associée (204) connectée à chaque capteur piézoélectrique (104) et adaptée à compter le nombre de véhicules à partir de chaque signal électrique reçu. 7) Compteur de trafic selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur de chaque détecteur (200a, 200b, 200c) est adaptée à la largeur de deux vélos maximum. 8) Compteur de trafic selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le nombre de détecteurs (200a, 200b, 200c) est adapté à la largeur de la chaussée (114). 9) Compteur de trafic selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il 5 comprend un bus de données reliant les détecteurs pour compteur de trafic à l'électronique associée (204). 10) Compteur de trafic selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'à chaque détecteur (200a, 200b, 200c) est associé un deuxième détecteur (208a, :208b, 208c) disposé parallèlement en amont ou en aval pour détecter le sens de passage.