Dispositif d'aide à la circulation par marquage codé

Abstract

 Dispositif d'aide à la circulation routière, comprenant au moins un émetteur et un récepteur de rayonnement infrarouge orientés dans la même direction, un circuit de traitement de l'information reçue par le récepteur, et des moyens de commande, signalisation et/ou alarme. Le récepteur (2) reçoit le faisceau émis par l'émetteur (1), après réflexion sur des surfaces (R) portant un marquage codé au sol ou sur panneaux et, après traitement, déclenche éventuellement une alarme.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un dispositif d'aide à la circulation, destiné en particulier, mais non exclusivement, à la circulation routière.

[0002] Différents dispositifs d'aide à la circulation ont déjà été proposés. DE-A- 2 136 070 décrit un dispositif avertisseur de signalisation routière comprenant une source de champ ou de rayonnement incluse dans la route et au moins un détecteur déposé sur le véhicule, le détecteur générant un signal électrique qui génère un signal sonore et/ou visuel. La source est une source de champ magnétique qui est détecté par le détecteur. EP-A- 0 135 749 propose d'inclure dans la route des composants résonateurs passifs au moyen de bandes de marquage préfabriquées, le véhicule incluant un émetteur-récepteur.
Dans les deux cas, les dispositifs impliquent la mise en oeuvre de moyens particuliers incorporés dans la chaussée.

[0003] Un premier objet de la présente invention est un dispositif de signalisation utilisant les marquages sur les chaussées tels qu'ils existent et qui constituent un code significatif pour tous les conducteurs. (bandes blanches ou jaunes, continues ou discontinues etc...)

[0004] Un second objet de la présente invention est l'adaptation du principe du code barre, de manière à transformer un véhicule en système de lecture dlun code inscrit sur une chaussée à l'aide de bandes de couleur claire. La principale difficulté consiste à permettre une détection fiable et insensible aux différentes contraintes atmosphériques et aux irrégularités du support de l'information qui est la chaussée. En effet, une chaussée n'est jamais très régulière, tant au point de vue aspect (trous, rails, joints de pont, flaques d'eau, etc...), qu'en ce qui concerne sa couleur (bitume, ciment, béton, sable, gravillons, etc...). De plus, la température, la pluie, le rayonnement solaire sont des éléments variables susceptibles de perturber une lecture.

[0005] Il existe, bien entendu, des lecteurs de code barre, mais ceux-ci opèrent toujours en milieu protégé, ce qui n'est pas le cas selon la présente invention.

[0006] Selon l'invention, le dispositif d'aide à la circulation est caractérisé en ce qu'il comprend un émetteur émettant des ondes lumineuses modulées invisibles et un récepteur, orienté dans la même direction, un circuit de traitement de l'information captée par le récepteur et des moyens de commande de signalisation et/ou d'alarme, le récepteur recevant le faisceau emis par l'émetteur, après réflexion sur une surface portant un marquage codé, un filtre optique étant disposé devant le récepteur.

[0007] Ainsi, par le choix d'une émission-réception de lumière modulée, dans un spectre de fréquences différent de celui de la lumière visible, le fonctionnement du dispositif est indépendant de l'éclairement, c'est-à-dire qu'il peut lire un code, tant de jour que de nuit.

[0008] Le code qui est détecté et traité peut constituer, soit des informations de guidage, soit des rappels de vitesse autorisée, de virage dangereux, etc...le filtre ne laisse passer que les signaux lumineux à une fréquence définie, correspondant à la fréquence d'émission de l'émetteur, ce qui élimine tous les phénomènes lumineux parasites.

[0009] La présente invention vise également un détecteur de dérive de trajectoire utilisant au moins deux dispositifs d'aide à la circulation travaillant en parallèle.

[0010] Dans le cas de l'application du dispositif selon l'invention à une dérive de trajectoire, telle que, par exemple, le franchissement d'une bande blanche continue, le problème qui se pose est celui des codes de marquage perpendiculaires à la direction d'avance du véhicule. En effet, cette signalisation risque de générer des signaux d'erreur lors du franchissement de passages pour piétons, de joints de ponts, et plus généralement de toutes traces perpendiculaires ou obliques à la direction de déplacement du véhicule.

[0011] Un autre objet de la présente invention est de libérer le sconducteur de la surveillance de ces marques perpendiculaires ou obliques.

[0012] Selon une caractéristique de l'invention, le détecteur de dérive de trajectoire, comprenant au moins deux capteurs incluant chacun un émetteur et un récepteur fixés à l'avant du véhicule, est caractérisé en ce que les signaux de sortie des capteurs sont acheminés sur un étage de surveillance ou étage discriminateur.

[0013] Cet étage reçoit les signaux de sortie des deux capteurs et, s'il ne reçoit qu'un signal, il le prend en compte, alors que s'il reçoit deux signaux séparés ou non par un bref intervalle et relatifs aux deux côtés du véhicule, il saura qu'il s'agit d'un marquage transversal et annulera la réception. De préférence, les capteurs sont connectés à un même oscillateur.

[0014] Le détecteur est muni avantageusement de moyens d'autodiagnostic permettant d'annihiler le fonctionnement du détecteur en cas de défaut de l'un des composants ou d'une voie.

[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent :

- la figure 1, un schéma par blocs du dispositif selon l'invention

- la figure 2, une vue d'un ensemble émetteur-récepteur à l'intérieur de son support, en vue de face

- la figure 3, une vue du même support, en vue de côté.

- la figure 4 un schéma par blocs d'un détecteur de dérive de trajectoire équipé de deux capteurs.

[0016] Sur la figure 1, on distingue un émetteur 1 émettant une radiation lumineuse invisible, l'émetteur 1 étant connecté à un oscillateur 16, à travers un diviseur de fréquence 17, suivi par un amplificateur de puissance 18. Un récepteur 2 photosensible, orienté dans la même direction que l'émetteur 1, reçoit après passage à travers un filtre optique 3, des impulsions de lumière plus ou moins réfléchie par la surface R "bombardée" ou "éclairée" par l'émetteur 1, et les transforme en impulsions électriques. De préférence, pour une plus grande insensibilité aux réflexions parasites, la fréquence d'émission de la lumière modulée est supérieure à 6000 Hertz. La vitesse de réponse du détecteur est telle que la vitesse du mobile portant le détecteur ou le code n'intervient pas.

[0017] La sortie du récepteur 2 est connectée à un circuit de traitement de l'information permettant d'exploiter les informations captées. Ce circuit comprend un premier filtre passe-haut 4, destiné à éliminer les fréquences basses parasites indésirables. Les impulsions ainsi filtrées sont acheminées sur l'entrée d'un amplificateur à gain variable 5, où elles sont amplifiées en amplitude. La sortie de l'amplificateur à gain variable 5 est connectée à l'entrée d'un filtre passe-bande 6, très étroit, à très fort coefficient de qualité, dont la fréquence d'accord est asservie à la fréquence d'émission de l'oscillateur 16 ou à un multiple de celle-ci. La fréquence d'accord du filtre 6 est ainsi verrouillée à partir d'un signal prélevé sur l'étage 17.

[0018] Cet asservissement de la fréquence d'accord permet de pallier les dérives inévitables pour un fonctionnement dans une plage de températures comprise entre -10 et +65°, étant donné que la température influe sur les éléments sensibles de l'oscillateur 16 et du filtre 6. Par ailleurs, cet asservissement permet d'abaisser les coûts de production de l'appareil, puisque la fabrication de ce filtre ne nécessite plus de composants précis, ni de réglages fastidieux. La sortie du filtre 6 est reliée à un étage redresseur 7, destiné à transformer la courbe enveloppe du signal en tension continue moyenne, grâce aux constantes de temps utilisées.

[0019] Un intégrateur 8 compare ce signal à une tension de référence B, disponible sur l'étage d'alimentation 14, pour agir sur le gain de l'amplificateur 5, avec une constante de temps longue par rapport au temps de lecture du code. Ainsi, il est possible d'éliminer le paramètre résultant de la diversité de couleurs des chaussées et d'obtenir une adaptation automatique du gain de l'ensemble des lecteurs en fonction d'une part, des couleurs de revêtement, et d'autre part, de la distance de lecture. Ce dispositif de contrôle automatique du gain apporte des avantages en fabrication, par l'absence de réglage et l'auto-adaptation à des capteurs plus ou moins sensibles.

[0020] Un comparateur 9, sur l'une des entrées duquel est appliquée une tension de référence C, reçoit sur son autre entrée les signaux de sortie de l'étage 7, et les met en forme. A ce niveau, le code imprimé sur la chaussée R est décrypté et transformé en signaux électriques continus, de durées variables. Les signaux de sortie du comparateur 9 peuvent alimenter, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un relais 12, un équipement destiné à permettre l'interprétation du code lu par le capteur 2 qui est alors branché en 23. Les signaux de sortie du comparateur 9 peuvent également être acheminés directement, soit sur une alarme sonore 11 et/ou sur un témoin lumineux 10, pour signaler le bon fonctionnement de l'appareil. L'alimentation 14 fournit la tension 12 Volts nécessaire au fonctionnement des différents étages, et présente des prises A, B, C, sur lesquelles sont disponibles les tensions de référence nécessaires au bon fonctionnement du lecteur de code. Le fonctionnement de celui-ci peut être interrompu par un interrupteur 13, 15, si le conducteur le désire. Par ailleurs, il est possible de brancher directement sur les bornes 23 un circuit de commande pouvant agir sur certains organes essentiels du véhicule.

[0021] Le lecteur a été conçu pour une utilisation à l'extérieur et la lecture d'un code n'est pas perturbée par les conditions météorologiques diurnes ou noctures. Ce résultat est obtenu par l'emploi de filtres, optique et électronique asservi. Le contrôle automatique du gain permet une adaptation du niveau de sensibilité en fonction de la "couleur", en lumière invisible, de fond de la surface sur laquelle sont inscrits les codes. Cette couleur est responsable du coefficient d'absorption du rayonnement lumineux, et par suite, de 'la quantité moyenne de signal captée par le récepteur, de sorte que le seuil de décodage est indépendant de la valeur moyenne du signal de réception. Il est seulement nécessaire qu'il existe un contraste suffisant entre la "couleur" de fond et les codes de marquage pour que l'appareil fonctionne convenablement. La durée du signal de sortie du comparateur 9 est proportionnelle à la largeur des bandes de marquage, et son amplitude est constante.

[0022] Dans le cas d'un véhicule automobile, les éléments 1, 2 et 3, sont, de préférence, inclus dans un support 21. Ces éléments sont eux-mêmes montés sur un bloc 20. Le support 21 a, de préférence, une configuration cylindrique ou oblongue totalement hermétique à sa partie supérieure, les fils de liaison (non représentés) sortant vers le bas, afin d'assurer une plus grande immunité à l'humidité et aux eaux de ruissellement. Dans le cas d'un véhicule automobile, le support 21 est avantageusement monté devant l'une des roues avant, sensiblement au niveau du pare-choc, par un "V" de fixation 19 articulé en 22, pour éviter les projections d'eau. La hauteur à laquelle est fixé le dispositif est, de préférence, de l'ordre de 40 à 45 cm, mais elle peut passer à 1 mètre ou davantage, avec un réflecteur parabolique et/ou une optique de focalisation en émission et en réception.

[0023] Le dispositif qui vient d'être décrit peut être porté par un mobile (véhicule routier ou ferroviaire par exemple), ce véhicule décodant des signaux fixes "imprimés" sur la route ou sur la voie, et les rappelant par un signal sonore ou lumineux au conducteur. Il peut également être monté à poste fixe, le code étant alors porté par le mobile, étant entendu qu'il faut qu'il y ait toujours une vitesse relative entre le dispositif de lecture et le codage.

[0024] La description qui vient d'être donnée se rapporte à l'utilisation d'un seul lecteur, mais il est bien entendu possible de monter sur un véhicule ou un aéronef deux ou plusieurs détecteurs, de manière à former un ensemble de guidage permettant de suivre, même sans visibilité, des lignes blanches délimitant une zone de roulage.

[0025] Le dispositif de détecteur de dérive, représenté sur la figure 4 comprend deux capteurs qui se composent, chacun d'un émetteur 1 et d'un récepteur 2, le récepteur 2 étant disposé derrière un filtre optique 3, comme précédemment.

[0026] L'émetteur émet une radiation lumineuse invisible, par exemple infrarouge, ce qui permet au dispositif de fonctionner sans être perturbé par la lumière visible. Les deux émetteurs 1 sont connectés à un oscillateur unique 16, suivi d'un diviseur de tension 17 qui, dans l'exemple représenté, pilote deux amplificateurs 18, dont la sortie est reliée à un émetteur 1. L'étage diviseur 17 permet également de piloter des filtres 6 asservis dans chacun des capteurs. La sortie de chacun des récepteurs est suivie d'un filtre passe-haut 4, d'un amplificateur à gain variable 5, chaque amplificateur 5 étant suivi d'un filtre passe-bande 6 asservi à la fréquence d'émission, et d'un étage redresseur 7. Le signal redressé est comparé, dans l'intégrateur 8, à une tension de référence B pour piloter le gain de l'amplificateur 5.

[0027] Pour chacune des deux voies, le signal de sortie des étages redresseurs 7 est comparé à une tension de référence C, dans un étage comparateur 9. A la sortie de chacun des comparateurs 9, on obtient un signal logique "0" ou "1" de durée proportionnelle à la largeur de marquage détecté, selon qu'il y a détection ou non.

[0028] Jusqu'à ce point, il n'y a aucune interférence entre les signaux, les voies étant indépendantes l'une de l'autre, à l'exception de l'oscillateur 16 et du diviseur 17.

[0029] Mais, il convient maintenant de séparer les "bons" signaux et "mauvais" signaux. Cette fonction est assurée par l'étage discriminateur 24. L'étage discriminateur 24 détecte un changement du niveau de sortie sur l'un des deux comparateurs 9, et le garde en mémoire. Si aucun signal n'apparaît sur l'autre comparateur dans un intervalle de temps prédéterminé, il autorise la transmission du signal vers le temporisateur 25 correspondant. La sortie du temporisateur 25 est connectée à un indicateur lumineux et/ou à un circuit 26 assurant la fonction de OU logique, qui déclenche une alarme sonore 11, si l'un "OU" l'autre des capteurs signale une ligne blanche. Le discriminateur 24 agit sur des interrupteurs 15 pour couper la transmission dans le cas où deux changements de niveau simultanés ou consécutifs (ligne perpendiculaire ou oblique à la direction du véhicule) sont détectés par le détecteur.

[0030] Afin d'accroître la fiabilité de fonctionnement du détecteur, celui-ci est muni d'un circuit d'auto-diagnostic qui teste l'appareil à chaque mise sous tension, afin d'éviter le déclenchement d'alarmes erronées. Lors du fonctionnement normal du détecteur, la tension moyenne à la sortie de chacun des étages redresseurs 7 (alimentés sous une tension continue A), est égale à la tension de référence B, la tension B étant inférieure à la tension de référence C. Si un défaut de fonctionnement apparaît dans la chaîne d'amplification du signal issu d'un capteur ou dans le capteur lui-même lors de l'initialisation du système, la régulation de tension en sortie du redresseur 7 n'atteint pas le niveau de référence 8. L'amplificateur différentiel 9 correspondant ne délivre aucun signal et le voyant de mise en fonctionnement ne s'allume pas.

[0031] Dans le cas habituel de fonctionnement normal, le générateur de tension 14 impose, uniquement lors de l'initialisation, une tension de référence C′, qui est inférieure à B, de sorte que les comparateurs 9 passent en position "alarme" si la tension à la sortie du redresseur 7 atteint la tension B, et les comparateurs 9 valident le bon fonctionnement de l'appareil. Si le test est concluant pour les capteurs, le générateur de tension de référence 14 impose alors une tension de référence C, supérieure à C′ et à B, correspondant au fonctionnement normal de l'appareil. Le test est signalé par un voyant lumineux pour chaque capteur. Le générateur de tension 14 est alimenté par un étage 27 qui fournit les tensions A et B nécessaires au fonctionnement, une tension C ou C′ étant disponible à la sortie du générateur 14. Ainsi, la sensibilité de détection des transitions optiques (passage de la route à une bande blanche) est déterminée par la valeur de la tension de référence C, appliquée sur l'une des entrées des comparateurs 9.

[0032] Il est bien entendu possible de monter sur un même véhicule plus de deux détecteurs et de traiter les signaux détectés comme indiqué précédemment.

Revendications

1. Dispositif d'aide à la circulation, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur (1), émettant des ondes lumineuses invisibles et un récepteur (2), orientés dans la même direction, un circuit de traitement de l'information reçue par le récepteur, et des moyens de commande, de signalisation et/ou d'alarme, le récepteur recevant le faisceau émis par l'émetteur, après réflexion sur des surfaces portant un marquage codé, un filtre optique (3) étant disposé devant le récepteur (2).

2. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de traitement de l'information comprend un filtre passe-haut (4), un amplificateur à gain variable (5), un filtre passe-bande (6) et un étage redresseur (7).

3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit de l'émetteur (1) inclut un oscillateur (16), un diviseur de fréquence (17) et un amplificateur (18), la fréquence du filtre passe-bande (6) étant assérvie à une fréquence du diviseur (17).

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'amplificateur à gain variable (5) est commandé par le signal de sortie d'un circuit intégrateur (8), dont l'une des entrées reçoit une tension de référence (8), la seconde entrée du circuit (8) recevant un signal dérivé du signal de sortie de l'étage redresseur (7).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la sortie de l'étage redresseur (7) est connectée à une entrée d'un comparateur (9) dont la seconde entrée reçoit une tension de référence (C).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le comparateur (9) délivre un signal continu dont la durée est proportionnelle à la durée apparente du marquage codé, en fonction de la vitesse relative de la partie mobile par rapport à la partie fixe.

7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur (1), le récepteur (2) et le filtre optique (3) sont inclus dans un support (21) en forme de cloche.

8. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support (21) est articulé (22) sur une patte de fixation (19).

9. Détecteur de dérive de trajectoire matérialisée au sol, selon la revendication 1 comprenant deux capteurs incluant chacun un émetteur-récepteur (1, 2), un circuit de traitement et des moyens d'alarme (10, 11), caractérisé en ce que les deux capteurs sont disposés de part et d'autre d'un véhicule, les sorties desdits capteurs étant reliées à un circuit discriminateur (24) détectant un changement de niveau de sortie sur les comparateurs (9), et actionnant les circuits d'alarme (io, 11) correspondant lorsqu'une seule variation de niveau est constatée dans un temps donné.

10. Détecteur selon les revendications 1, 2, 3 caractérisé en ce que les émetteurs (1) sont connectés à un oscillateur commun (16) à travers un diviseur de tension (17) par l'intermédiaire d'un amplificateur (18).

11. Détecteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que un circuit de test automatique (14) délivre une tension de référence (C′), légèrement inférieure à la tension de consigne de régulation (8), à chaque mise en route de l'appareil pour détecter, par basculement des comparateurs (9), si le fonctionnement est correct, la tension (C′) étant portée à (C) lors du fonctionnement normal.

12. Détecteur selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le circuit (24) maintient la séquence de test et interdit l'utilisation du détecteur en cas de défaillance.

13. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de test automatique (34) délivre une tension de référence (C) supérieure à la tension (B), lorsque les deux voies ont satisfait au test.

14. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sensibilité du détecteur aux signaux de marquages sur route est déterminée par une variation de tension de référence (C).

Dessins