Brevet FR2903519A1 — publié le 20080111

La présente invention concerne un dispositif de classification automatique de véhicules destiné à équiper un poste de péage manuel ou de télépéage, par exemple un 5 poste de péage d'autoroute, pour la tarification et la perception du montant du péage. Les critères qui servent à définir la classe d'un véhicule sont le type du véhicule, sa hauteur, le nombre d'essieux, et son poids, ce dernier se déduisant d'un calcul de volume. Dans le cas du péage manuel, le véhicule est identifié et classifié soit 10 manuellement, soit automatiquement selon des critères dimensionnels et des caractéristiques de roulage et d'attelage prédéfinis différemment selon les pays et on procède à une transaction manuelle de paiement. Dans le cas du télépéage, le véhicule est équipé d'un badge, le poste est équipé d'une base radio réceptrice des signaux émis par le badge et de capteurs dimensionnels 15 et, au passage du véhicule, le badge est lu par la base radio. Le véhicule est identifié et classé selon les mêmes critères et la transaction de paiement est effectuée automatiquement. Dans les deux cas, la classification du véhicule doit être établie et elle est automatiquement déduite d'informations fournies par un ensemble de boucles 20 magnétiques, enfouies dans la chaussée du chenal du poste de péage et disposées le long des îlots qui le borde, et de capteurs vidéo et optiques, dont des scanners laser, par exemple. Les capteurs laser permettent de relever la hauteur, la longueur, la largeur du véhicule et la présence ou non d'une remorque et les boucles magnétiques permettent de 25 relever le nombre d'essieux. Or, les véhicules pouvant atteindre des longueurs supérieures à 20 mètres et les chenaux et îlots n'ayant généralement qu'une longueur de 6 à 15 mètres, ces derniers ne permettent pas de disposer des capteurs sur une longueur suffisante. De plus, à cause des intempéries ou du manque d'éclairage, notamment la nuit, les 30 capteurs optiques ne sont pas toujours convenablement opérationnels. Une solution consisterait à allonger les îlots et par suite les chenaux des postes de péage, mais cette solution serait extrêmement coûteuse car elle nécessiterait toujours des travaux de génie civil très conséquents. Elle ne résoudrait d'ailleurs pas tous les problèmes évoqués ci-dessus. 35 La demanderesse a donc recherché une solution moins onéreuse et plus efficace et c'est ainsi qu'elle propose son invention. 2903519 2 Ainsi, la présente invention concerne un système de classification de véhicule automobiles pour fournir automatiquement la classe d'un véhicule franchissant un poste de péage à au moins un chenal de passage, comportant au moins des moyens d'analyse de gabarit et des moyens de traitement des données fournies par les moyens d'analyse, système caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens vidéo agencés pour, à partir d'images prises en amont du chenal, discriminer les véhicules et transmettre leurs données de sortie aux moyens de traitement. Les moyens de traitement sont de préférence agencés pour traiter automatiquement les images amont transmises par les moyens vidéo et en déduire la tarification en fonction Io des caractéristiques de classification en vigueur. Grâce à cela, il n'est pas nécessaire d'effectuer des travaux de génie civil pour adapter un poste de péage à des véhicules plus longs que les îlots et les chenaux d'accès du poste considéré. De préférence, les moyens vidéo comprennent une caméra thermique et les images 15 sont des images thermiques, qui ne sont pas dégradées par des intempéries ou l'obscurité. L'efficacité du système n'est pas affectée par les intempéries ni interrompue par la nuit. De plus, outre la réduction des coûts d'implantation entraînée par la facilité d'implantation, on réduit les coûts de maintenance et d'exploitation et on augmente la 20 pérennité et l'évolutivité du système par rapport aux systèmes traditionnels à capteurs enfouis dans le sol. Dans la forme de réalisation préférée du système de l'invention, les moyens d'analyse de gabarit comprennent un laser scanner, avantageusement placé à l'entrée du chenal, tout comme les moyens vidéo, et il est aussi avantageusement prévu des moyens 25 de surveillance et de contrôle du poste de péage, placés à la sortie du chenal. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après du système de classification automatique selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lequel : - la figure 1 représente une vue de dessus schématique d'un poste de péage équipé du 30 système de classification selon l'invention ; la figure 2 est un schéma par blocs fonctionnels du système de classification selon l'invention et la figure 3 représente une vue de face du système de classification selon l'invention. 35 En référence à la figure 1, le poste de péage 1 comporte un chenal 2 délimité en largeur par deux îlots 3 et 4 pourvus de pare-chocs amonts 5 et 6 supportant une barrière 17 située en aval, ou à la sortie, du poste 1. Derrière les pare-chocs 5 et 6, sont disposés des poteaux 7 et 8 pour supporter un 40 dispositif 11, 12 d'analyse de gabarit. Les poteaux 7 et 8 sont placés suffisamment en 2903519 3 amont du point de paiement 19 du poste 1 pour que tout véhicule le franchissant puisse être analysé avant d'avoir franchi la barrière 17. Le dispositif d'analyse comporte des lasers scanners 11, 12. 5 Le dispositif 11, 12 comporte deux scanners lasers 11 et 12 situés de part et d'autre du chenal 2. Il permet ainsi de fournir certains paramètres comme le sens de déplacement ou la vitesse des véhicules, données utiles pour estimer leur longueur, ainsi que d'autres paramètres tels que leur largeur. En référence à la figure 2, le poste de péage 1 est ici équipé d'un système de classification automatique 20 qui comporte le dispositif d'analyse 11, 12 ci-dessus, une caméra vidéo 14 également supportée par le poteau 8 et disposée pour surveiller la chaussée à l'entrée du chenal 2, suffisamment en amont pour fournir des images permettant la caractérisation des parties des véhicules non vues par le dispositif d'analyse 11, 12, une deuxième caméra vidéo 16 à la sortie du poste, et une unité de traitement 21 reliée à un terminal 13 servant d'interface homme machine. La caméra 14 doit à la fois "voir" distinctement des essieux et des hauteurs sur toute la longueur du véhicule. Les données qu'elle fournit permettent l'évaluation du 20 poids comme il est fait usuellement. Pour cela, et aussi pour éviter que la chaussée à surveiller ne soit masquée par les pare-chocs, le dispositif vidéo 14 est fixé à un des poteaux supports du dispositif d'analyse 11, 12 par l'intermédiaire d'un bras 15 situé à une bonne hauteur et l'écartant 25 de l'îlot sur lequel il est implanté. Le bras 15 doit l'écarter suffisamment pour dégager son champ de vision vers l'arrière des véhicules en cours d'analyse laser, en amont de l'entrée du chenal 2. Dans un cas pratique, le chenal a une longueur de six à douze mètres, les pare-chocs ont 30 une longueur de deux mètres et une hauteur de un mètre ; la caméra 14 détermine les hauteurs des véhicules, le bras 15 étant à six mètres de haut. Alors, une longueur de bras comprise entre un et deux mètres est suffisante et permet à la caméra 14 d'avoir un champ de vision convenable. Disposée ainsi, elle est aussi peu sujette aux encrassements et à l'éblouissement lointain. 35 Comme caméra vidéo 14, on a choisi une caméra thermique 14, ce qui permet de pouvoir fonctionner par tous temps, de jour comme de nuit et d'obtenir une bonne caractérisation des véhicules. 40 Elle offre de plus l'avantage de faciliter la détection des essieux par la détection des roues ayant effectivement roulé, car ces roues ont alors acquis une température relativement plus élevée que celle des roues qui n'ont pas été utilisées. On aura noté qu'on détecte les essieux, non par la présence du métal des essieux et 45 des jantes, mais par la température élevée des pneumatiques. La caméra vidéo 16 peut, par contre, être une caméra vidéo de télévision ordinaire. Elle est installée en aval du chenal 2, à sa sortie, et permet la surveillance et le contrôle i0 2903519 4 du point de paiement 19 par un opérateur. Son positionnement permet de fournir une image satisfaisante de la plaque minéralogique du véhicule en cours de transaction. Les données fournies par ces dispositifs 11, 12, 14, 16 sont traitées par l'unité 21 5 de traitement et de classification des véhicules. Cette unité 21, de préférence située au point de paiement 19, est un ordinateur standard comportant des applications temps réel et sa composition et son fonctionnement vont maintenant être décrits. L'ordinateur 21 comporte une interface laser 22 reliée au dispositif 11, 12 d'analyse laser, une interface vidéo amont 23 reliée à la caméra thermique 14 et une interface vidéo aval 24 reliée à la caméra vidéo de télévision 16. 15 Les trois interfaces 22, 23, 24 traitent les données brutes des trois dispositifs respectifs et renvoient à un module de gestion 25 de l'ordinateur 21 des données prétraitées permettant le calcul de classification. Ainsi : les données prétraitées reçues de l'interface 22 sont les suivantes : 20 mesure de la hauteur des véhicules, mesure de la largeur des véhicules, - estimation du nombre d'essieux, présence de timons de remorque ou de caravane, - sens de déplacement du véhicule dans le chenal, 25 - mesure des vitesses du véhicule en début et en fin de chenal, - mesure de la longueur des véhicules courts compte tenu de la vitesse. Les données prétraitées reçues de l'interface 23 sont les suivantes : indication de véhicule arrivant dans le chenal, 30 estimation du nombre d'essieux du véhicule, - estimation du volume du véhicule en fonction de ses dimensions. Les données prétraitées reçues de l'interface 24 sont les suivantes : images de surveillance du véhicule, 35 - images de contrôle destinées à un contrôleur situé à distance, images de la plaque d'immatriculation du véhicule. A partir de ces données prétraitées et d'un tableau de correspondance officiel (non représenté), ici mémorisé dans l'unité de traitement 21 et qui dépend du pays où le poste 40 de péage 1 est installé, le module de gestion 25 en déduit les données de classe qu'il transmet à l'interface 13 situé au point de paiement 19, sur la demande de ce dernier, dans le but d'effectuer la transaction prévue. Dans certains cas, le système peut transmettre au contrôleur de voies les informations précédentes pour lui permettre de déterminer la classe du véhicule. 45 La classe d'un véhicule se définit en France comme suit : classe 1 : véhicules légers de hauteur inférieure ou égale à 2 mètres et dont le poids est inférieur ou égal à 3,5 tonnes, 35 2903519 5 classe 2 : véhicules intermédiaires, de hauteur comprise entre 2 et 3 mètres et de poids inférieur ou égal à 3,5 tonnes, classe 3 : poids lourds et autocars (2 essieux) dont la hauteur totale est supérieure ou égale à 3 mètres ou dont le poids est supérieur à 3,5 tonnes, 5 classe 4 : poids lourds et autocars (3 essieux et plus) dont la hauteur totale est supérieure à 3 mètres ou dont le poids est supérieur à 3,5 tonnes, classe 5 : motos, side-cars et trikes. Ainsi, en France, le tableau de correspondance doit contenir ces données, mais lo dans un autre pays ces données doivent être différentes et être en rapport avec la législation locale. Les données de classe du véhicule sont calculées par exécution d'un algorithme de classification copiant les pratiques manuelles usuelles en la matière, mais calculant en 15 outre un indice de confiance statistique sur une échelle de 1 à 5, en comparant les données prétraitées des interfaces 22 et 23 d'origine laser et thermique. On peut aussi comparer le nombre d'essieux obtenu grâce à l'analyse des données thermiques à celui obtenu grâce aux boucles magnétiques, à condition que ces dernières 20 données soient transmises à l'ordinateur 21. Les images vidéo fournies par la caméra 16 permettent non pas seulement de diffuser, si un contrôle s'avère nécessaire, une vue du véhicule vers un centre distant (non représenté), mais surtout d'en lire la plaque minéralogique à des fins d'identification, et 25 éventuellement d'en lire une plaque descriptive du véhicule, comme cela pourrait ultérieurement être mis en application, suivant des normes envisagées au niveau européen, la plaque comportant notamment le poids total du véhicule. Dans ce dernier cas, le poids affiché peut être comparé au poids estimé. Dans ce 30 but, le module 25 comporte un programme OCR de reconnaissance optique de caractères, mis en oeuvre dans un module non représenté. Pour le système 20, la longueur idéale de l'îlot 3, 4 est une quinzaine de mètres. Mais le système 20 peut être facilement adapté à toute autre longueur, sur tous types de chenaux, et pour tous types de véhicules. Les principaux avantages du système 20 sont la fiabilité relativement à l'environnement d'exploitation : pollution, bruit, vibrations, nettoyage haute pression, saumure..., l'immunité aux perturbations par d'autres équipements voisins et l'insensibilité au type, à la couleur, à la taille et à la matière du véhicule. 40 Enfin, des tentatives de fraude, comme l'entrée simultanée de plusieurs motos ou le soulèvement d'un essieu de camion avant l'arrivée au péage dans le but de déclasser le véhicule, sont détectées. REVENDICATIONS 1 - Système (20) de classification de véhicules automobiles pour fournir automatiquement la classe d'un véhicule franchissant un poste de péage (1), à au moins un chenal de passage (2), comportant au moins des moyens d'analyse de gabarit (11, 12) et des moyens (21) de traitement des données fournies par les moyens d'analyse, système caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens vidéo (14) agencés pour, à partir d'images prise en amont du chenal (2), discriminer les io véhicules et transmettre leurs données de sortie aux moyens de traitement (21). 2 - Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens de traitement (21) sont agencés pour traiter automatiquement les images amont transmises par les moyens vidéo (14) et en déduire la tarification en fonction des caractéristiques de 15 classification. 3 - Système selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les moyens d'analyse de gabarit comprennent au moins un laser scanner (11, 12). 20 4 - Système selon la revendication 3, dans lequel le laser scanner (11, 12) est placé à l'entrée du chenal (2). 5 - Système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les moyens vidéo (14) sont placés à l'entrée du chenal (2). 6 - Système selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel il est prévu des moyens (16) de surveillance et de contrôle du poste de péage (1). 7 - Système selon la revendication 6, dans lequel les moyens de surveillance et de 30 contrôle (16) sont placés à la sortie du chenal (1). 25