Brevet FR2903024A1 — publié le 20080104

L'invention concerne un nouveau type de dispositif de pilotage de véhicules à radiocommande. Le domaine du modélisme connaît déjà de nombreux dispositifs de pilotage d'avions miniatures ou de conduite de véhicules miniatures à radiocommande, ceux-ci comportent soit des organes circulaires en forme de molette (de diamètre de l'ordre de 5 cm) et improprement appelés volants soit des manettes en forme de leviers pivotants que l'utilisateur manoeuvre pour diriger le véhicule. Ces radiocommandes nécessitent un apprentissage particulier. En raison de la taille réduite des organes de commande les opérations de pilotage ne correspondent pas du tout à un pilotage naturel d'automobile sur un organe de taille réelle, le conducteur a ainsi besoin d'acquérir un certain nombre de réflexes et de transposer les mouvements exécutés sur la radiocommande en mouvements naturels de conduite, ce qui demande une capacité d'anticipation et une concentration importantes. De plus, la sensibilité n'est pas toujours respectueuse d'une situation réelle de conduite, là encore, il faut donc apprivoiser les réactions transmises au véhicule par la radiocommande. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients et de proposer un nouveau type de pilotage de véhicule à distance par radiocommande qui permette de placer le pilote dans des conditions réelles de conduite d'un véhicule de taille réelle (voiture, camion, avion ou autre). Pour ce faire et pour supprimer toute transformation de mouvement de l'utilisateur et/ou une adaptation importante des réflexes au niveau du poste de conduite, ce dernier doit être équipé soit d'un volant de véhicule terrestre (voiture, camion, bateau) de taille proche de l'échelle 1, soit d'un manche d'avion à l'échelle 1 ou réduite dans un rapport de 2 ou 3 maximum. L'art antérieur connaît déjà des installations associant un tel poste de conduite comportant un siège où le pilote peut s'installer, un volant directionnel et des pédales de freinage et d'accélération, reliés par des liaisons mécaniques aux manettes d'une radiocommande ou d'une télécommande classique. Le principal inconvénient de telles installations est le manque de précision et de fiabilité dans la transmission des informations depuis le poste de conduite. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer un dispositif combinant un poste de pilotage à un mode de liaison électronique des informations de pilotage. Ce but est atteint par l'invention qui consiste en un dispositif pour le pilotage radiocommandé de véhicules terrestres (par exemple une voiture, un camion, un 2903024 2 bateau) ou aérien (par exemple un avion) du type comportant un poste de pilotage, ledit véhicule étant équipé d'un récepteur avec une antenne de réception recevant des informations de commande émises par une antenne d'émission d'un émetteur du poste de pilotage, caractérisé en ce que : 5 - d'une part le poste de pilotage est apte à piloter le véhicule dans des conditions réelles de conduite et comporte un moyen directionnel et au moins un moyen de commande de vitesse, le moyen directionnel étant réalisé à une échelle comprise entre 1 et 1/3 par rapport au moyen directionnel du véhicule piloté, le moyen de commande de 10 vitesse étant réalisé à une échelle comprise entre 1 et 1/3 par rapport au moyen de commande du véhicule piloté, - d'autre part des informations variables de direction données sur le moyen directionnel et sur le moyen de commande de vitesse sont transmises en entrées d'un générateur d'impulsions proportionnel, les 15 impulsions en sortie dudit générateur étant envoyées à une antenne d'émission après au moins une amplification dans au moins un amplificateur d'un ensemble émetteur-récepteur. Préférentiellement, le moyen directionnel est choisi dans l'ensemble (volant, levier) selon que le système et un système deux voies ou un système quatre voies. 20 Préférentiellement, le moyen de commande de vitesse est choisi dans l'ensemble (couple pédale d'accélération-pédale de frein, levier à trois positions, levier à deux positions, couple de leviers). On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après faite en référence aux figures annexées suivantes : 25 - figure 1 : schéma de principe d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, - figure 2: vue en éclaté des différents composants ou accessoires pouvant être utilisés dans la mise en oeuvre de l'invention. Les différents modes de réalisation possibles de l'invention comportent les 30 moyens essentiels suivants : -un moyen directionnel (1) au moyen duquel l'utilisateur, par action manuelle directe, dirige le véhicule (2), au moins un moyen de commande de vitesse (3), - un ensemble électronique (4) de gestion des commandes de direction et 35 de vitesse, de préférence mais non obligatoirement tout électronique, - un ensemble émetteur-récepteur radio (5-6), 2903024 3 Le moyen directionnel peut présenter deux variantes à savoir : un volant (7) (type volant de voiture ou de bateau) rotatif selon deux sens dans un même plan, dans ce cas le système sera dit système deux voies , 5 - un levier (type manche d'avion non représenté) mobile dans deux plans perpendiculaire et selon deux directions dans chaque plan, dans ce cas le système sera dit système quatre voies . Le moyen de commande de vitesse peut également présenter des variantes de réalisation, par exemple : to ensemble composé d'une pédale d'accélération (8) et d'une pédale de freinage (9) (ou d'un couple de leviers) pour augmenter ou diminuer la vitesse du véhicule comme dans une voiture normale, qu'elle se déplace en marche avant ou en marche arrière (voir figure 1). - un levier (type levier de bateau) comportant trois positions de 15 fonctionnement : marche avant, neutre, marche arrière et un levier, (exemple non représenté) - un levier près du volant pour le freinage et l'accélération (exemple non représenté). Pour la description des ensembles électroniques de commande (4) et émetteur- 20 récepteur (5-6) on se reporte à présent à la figure 1 montrant une variante de réalisation à volant (1) et à pédales de frein (9) et d'accélérateur (8) et pour une application en mode radio-commande. Les informations variables de direction données sur le volant, et de vitesse données sur les pédales (8-9) sont transmises en entrée (el) (e2) (e3) (e4) d'un 25 générateur d'impulsion proportionnel (10) par l'intermédiaire de potentiomètres (11, 12, 13). Dans le mode radio-commande, avec un seul ensemble électronique, il ne serait pas possible d'accélérer et de freiner en même temps. Pour résoudre ce problème, les potentiomètres (12 et 13) des pédales, sont modifiés et reliés en série 30 pour servir de ralentisseurs si les deux pédales sont appuyées ensemble. Les impulsions (il) en sortie (s) du générateur (10) sont envoyées en entrée d'un pré-amplificateur (14). Un basculeur (15) permet un fonctionnement en mode modulation d'amplitude (AM) ou modulation de fréquence (FM) et bascule le signal soit sur l'entrée (ea) soit 35 sur l'entrée (ef) du préamplificateur (14). 2903024 4 Pour le mode(FM) les impulsions (i,) sont envoyées, avant l'entrée (ef) du pré-amplificateur dans un système de réglage de fréquence (16) puis dans un oscillateur (17) et un étage tampon (18) d'un synthétiseur de fréquence (19). Le synthétiseur de fréquence (19) comporte également un dispositif de contrôle 5 de la fréquence, par exemple celui de la figure 1 : -l'information de l'étage tampon est envoyée à un mélangeur (25) qui gère les pics du synthétiseur (19) à l'aide d'un oscillateur local (26) et de quartz local (28) puis envoyée dans un comparateur de phase (29) qui gère le quartz de 10 référence (27) et la fréquence sélectionnée par une roue codeuse (30) et affichée sur un afficheur (31) - après contrôle dans le comparateur de phase (29) l'information de fréquence est réenvoyée dans l'oscillateur (17) puis les impulsions de sortie du synthétiseur (19) sont envoyées en entrée (ef) du 15 préamplificateur (14). L'information de sortie (i2) du préamplificateur (14) est amplifiée par un dernier étage amplificateur (20) puis envoyée à une antenne (21) d'émission. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le synthétiseur de fréquences (19) couvrant l'ensemble des fréquences autorisées, a pour fonction de 20 permettre d'utiliser un poste unique de pilotage avec tout un ensemble de véhicules (22) ayant chacun un récepteur (6) calé sur une fréquence qui lui est propre. Un autre mode de réalisation non représenté consisterait de remplacer le synthétiseur par autant d'émetteurs de fréquences différentes commutables avec un interrupteur pour passer d'une fréquence à l'autre. 25 Un autre mode de réalisation consisterait à utiliser deux ou plusieurs émetteurs différents avec un interrupteur, ou une fonction interrupteur du micro processeur pour passer d'une fréquence à l'autre. Ainsi les clubs d'utilisateurs, ou les utilisateurs passionnés disposants de deux ou plusieurs véhicules miniatures radio-commandés (par exemple sur fréquences 26-27 mhz, 40-41 mhz, 71-72 mhz etc...) 30 peuvent utiliser le même poste de pilotage sans changer l'ensemble complet de réception (6) du véhicule. Un ou plusieurs véhicules tels que (2) et possédant chacun un récepteur (6) avec une antenne de réception (22) sont associés à un poste de pilotage (23) selon l'invention par exemple celui de la figure 1. 35 Le véhicule (2), le récepteur (6) et l'antenne peuvent être des composants classiques. 2903024 5 En option, un véhicule (2) peut être équipé d'une caméra (24) permettant à l'utilisateur depuis le poste de pilotage, une excellente vision de la route et du champ de vision du véhicule. Afin d'améliorer et de faire ressentir les sensations de conduite par l'utilisateur, 5 et se rapprocher le plus possible des conditions réelles au niveau du véhicule, on peut prévoir différents modes de transmission de la vision de la caméra par exemple (voir figure 2) par : - par casque virtuel (32), - par écran (33) (tactile) d'ordinateur portable, 10 sur moniteur d'ordinateur avec son lecteur (34), - sur écran de télévision (non représenté), - sur écran géant (non représenté), - sur magnétoscope (non représenté), ou autre. 15 S'il s'agit d'une application de l'invention en mode radiocommande pour voitures miniatures, on peut prévoir d'utiliser des composants électroniques du même type que ceux de l'art antérieur et d'utiliser - comme moyen directionnel (1) : soit un volant de taille légèrement réduite (par exemple 25 cm de diamètre) par rapport à l'échelle 1 (de l'ordre de 20 33 cm de diamètre) soit un manche d'avion à l'échelle ' ou 1/3 par exemple), - comme moyen de commande (3) de vitesse : des pédales ou leviers à l'échelle (1) ou réduites au maximum à l'échelle / ou 1/3 par exemple, - comme pour le moyen directionnel, car au-delà de ce taux de réduction 25 les sensations et les réflexes nécessiteraient des adaptations importantes. S'il s'agit d'une application de l'invention en mode radio commande de voiture d'auto-écoles on prévoira un volant et des composants plus puissants en ce qui concerne la portée de l'émission par exemple on peut utiliser une antenne 30 d'émission (21) du type GROUND PLANE (marque déposée) et on prévoit des moyens directionnels (1) et des organes de commande (3) à l'échelle 1, c'est-à-dire à même l'échelle que ceux de véhicule terrestre ou aérien qui est piloté. D'autres applications sont également possibles par exemple à la conduite de robots, de véhicules de décontamination, etc... en milieu industriel, en milieu hostile 35 ou autre. De nombreuses options sont également possibles comme par exemple : 2903024 6 une structure en plastique permettra une interchangeabilité des couleurs, - on peut prévoir de recouvrir la coque (36) par une carrosserie de couleur identique à celle de la voiture en piste (ex : par exemple pour la reconnaissance des spectateurs de la voiture et du pilote..., 5 reconnaissance d'une équipe par utilisation d'une même couleur). - on peut prévoir un microprocesseur et un lecteur tout support d'information en option d'ou un choix très vaste de logiciels permettant de disposer de fonctions de pilotage supplémentaires, comme par exemple : freinage ABS, antipatinage, variation de la vitesse et de l'angle de rotation io des servomoteurs, copie de réglages empruntés à un pilote ou sur Internet, possibilité de starter sur les RC thermiques, changement de fréquences, changement de voies suivant utilisation des véhicules en 2, 3, 4, 5, 6, 8 ou 9 voies, - une personnalisation au client est également possible par modification de 15 la programmation du micro processeur, la transformation en pilotage voiture, bateau, avion, hélicoptère, PC, consoles de jeux, est rapide. Afin de pouvoir transporter le poste de pilotage et de pouvoir piloter assis on peut prévoir de l'incorporer à une mallette pliable comportant également un siège 20 pliable et un support volant. Une telle mallette dépliée est référencée (35) en figure 2. Outre les diverses utilisations possibles de l'invention dans le domaine du pilotage de voitures miniatures, l'invention peut être utilisée pour le pilotage de voitures de taille réelle selon la liste non exhaustive d'exemples suivants : 25 -élargissement du public d'utilisateur car peu de personnes connaissent réellement le plaisir de piloter (ex : sur circuit), création d'auto écoles RC dans les clubs Radio Commande, prévention routière avec la gendarmerie pour initier les jeunes à la conduite et aux respects des autres, 30 - essais préliminaires pour les écoles de conduite (ex : normales, sur glace, rallye, circuit), rééducation à la conduite pour les accidentés de la route ou les alcooliques, possibilités pour les handicapés d'un bras ou d'une main de pouvoir 35 quand même piloter une radio commande, - nouvelle sensation de piloter une voiture modèle réduit, 2903024 7 - concept regroupant radio commande par ondes hertziennes et également reliant ordinateur ou console de jeux avec un seul volant pour un utilisateur. Enfin d'une façon générale, la principale caractéristique de l'invention est de 5 permettre au pilote de piloter un véhicule donné à distance, par une transmission à ondes hertziennes, tout étant placé dans des conditions réelles de conduite c'est-à-dire avec les mêmes perceptions et les mêmes réactions et/ou réflexes que s'il était dans ledit véhicule qu'il pilote. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le pilotage radiocommandé de véhicules terrestres (par exemple une voiture, un camion, un bateau) ou aérien (par exemple un avion) du type comportant un poste de pilotage, ledit véhicule étant équipé d'un récepteur (6) avec une antenne de réception (22) recevant des informations de commande émises par une antenne d'émission (21) d'un émetteur (5) du poste de pilotage, caractérisé en ce que : - d'une part le poste de pilotage est apte à piloter le véhicule dans lo des conditions réelles de conduite et comporte un moyen directionnel (1) et au moins un moyen de commande de vitesse (3), le moyen directionnel (1) étant réalisé à une échelle comprise entre 1 et 1/3 par rapport au moyen directionnel du véhicule piloté, le moyen de commande de vitesse (3) étant 15 réalisé à une échelle comprise entre 1 et 1 /3 par rapport au moyen de commande du véhicule piloté, - d'autre part des informations variables de direction données sur le moyen directionnel (1) et sur le moyen de commande de vitesse (3) sont transmises en entrées (e,, e2, e3, e4) d'un 20 générateur d'impulsions proportionnel (10), les impulsions (i,) en sortie (s) dudit générateur (10) étant envoyées à une antenne (21) d'émission après au moins une amplification dans au moins un amplificateur (14, 20) d'un ensemble émetteur-récepteur (5 û 6). 25 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un basculeur (15) permet un fonctionnement en mode modulation d'amplitude (AM) ou modulation de fréquence (FM) et bascule l'impulsion de sortie (i,) du générateur (10) soit directement sur une entrée (ea) de l'ensemble émetteur-récepteur (5 û 6) soit sur une entrée (ef) dudit ensemble 30 (5 û 6) après traitement par une interface (4). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'impulsion de sortie (i,) du générateur (10) est adressée à l'entrée (ef) de l'ensemble émetteur-récepteur (5 û 6) après traitement dans l'interface (4), par un système de réglage de fréquence (16) puis par un 35 oscillateur (17) et un étage tampon (18) d'un synthétiseur de fréquence 19). 2903024 9 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le synthétiseur de fréquence (19) comporte également un dispositif de contrôle de la fréquence : - l'information de l'étage tampon est envoyée à un mélangeur (25) qui 5 gère les pics du synthétiseur (19) à l'aide d'un oscillateur local (26) et de quartz local (28) - puis envoyée dans un comparateur de phase (29) qui gère le quartz de référence (27) et la fréquence sélectionnée par une roue codeuse (30) et affichée sur un afficheur (31) - après contrôle dans le comparateur de phase (29) l'information de fréquence est réenvoyée dans l'oscillateur (17) puis les impulsions de sortie du synthétiseur (19) sont envoyées en entrée (ef) du préamplificateur (14). Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que un autre mode de réalisation non représenté consisterait de remplacer le synthétiseur par autant d'émetteurs de fréquences différents commutables avec un interrupteur pour passer d'une fréquence à l'autre. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que un autre mode de réalisation consisterait à utiliser deux ou plusieurs émetteurs différents avec un interrupteur, ou une fonction interrupteur du micro processeur pour passer d'une fréquence à l'autre. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le moyen directionnel est choisi dans l'ensemble (volant, levier) selon que le système est un système deux voies ou un système quatre voies. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le moyen de commande de vitesse est choisi dans l'ensemble (couple pédale d'accélération-pédale de frein, levier à trois positions, levier à deux positions, couple de leviers). Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les 30 pédales comportent des potentiomètres (12 et 13) modifiés et reliés en série pour servir de ralentisseurs si les deux pédales sont appuyées ensemble. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que un véhicule peut être équipé d'une caméra (24) permettant à l'utilisateur 35 depuis le poste de pilotage, une excellente vision de la route et du champ de vision du véhicule. lo 5. 15 6. 20 7. 258. 9.