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(11) | EP 1 416 458 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif de controle de la vitesse de vehicules |
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1. Dispositif de contrôle (16, 18) de la vitesse (Va) de véhicules caractérisé en ce qu'il comporte, en combinaison : ■ un appareil (40) de détermination de la position du dispositif par radio-goniométrie, ■ un appareil optique (30) muni d'une source de lumière (30a) à rayonnement laser, engendrant une succession de signaux incidents (32a), et d'un capteur (30b) des signaux réfléchis (32b) par le véhicule (10), ■ un organe de calcul (22) agencé pour déterminer la vitesse instantanée (vi' vi+1) du véhicule entre deux instants voisins (ti, ti+1) correspondant à l'émission de deux signaux incidents (32a) en prenant en compte :
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[0001] La présente invention se rapporte aux dispositifs de contrôle de la vitesse de véhicules, par exemple de véhicules automobiles. Ce type de dispositif est bien connu. Il existe particulièrement des dispositifs fixes, disposés à demeure ou sporadiquement en un lieu donné, comportant conjointement un radar pour mesurer la vitesse et une caméra vidéo ou photographique, pour identifier le véhicule. La mise en place de tels dispositifs nécessite un temps relativement long. Par ailleurs, il est nécessaire qu'il soit disposé en un lieu discret pour présenter une certaine efficacité. Or, c'est parfois en des lieux très dégagés que le contrôle devrait pouvoir se faire.
[0002] Certaines polices ont équipé des hélicoptères de matériel photographique et disposé des marques sur les routes à contrôler. De la sorte, il est possible de déterminer la vitesse d'un véhicule par deux photos successives. Cette solution nécessite des aménagements au sol, ce qui implique aussi obligatoirement que le contrôle se fait en des endroits précis.
[0003] Le but de la présente invention est de permettre un contrôle de la vitesse de manière à pouvoir l'effectuer en n'importe quel endroit découvert. Ce but est atteint grâce au fait que le dispositif comporte, en combinaison :
■ un appareil de détermination de la position du dispositif par radiogoniométrie,
■ un appareil optique muni d'une source de lumière à rayonnement laser, engendrant une succession de signaux incidents en des instants donnés, et d'un capteur des signaux réfléchis par le véhicule, et
■ un organe de calcul agencé pour déterminer la vitesse instantanée du véhicule entre deux instants voisins correspondant à l'émission de deux signaux incidents en prenant en compte :
- la position du dispositif à chacun desdits moments, et
- la distance comprise entre le dispositif et le véhicule à chacun desdits instants.
[0004] Pour pouvoir effectuer une mesure sur la base de ces seules informations, il est nécessaire que l'hélicoptère se trouve à une hauteur constante et reste fixe ou qu'il se déplace dans la même direction que le véhicule contrôlé.
[0005] Afin de permettre des conditions de travail permettant une meilleure adaptation à l'environnement, le dispositif comporte, en outre, un viseur associé à l'appareil optique pour diriger les signaux incidents vers le véhicule dont la vitesse doit être mesurée. L'appareil de détermination de la position du dispositif comporte, en outre, des moyens de détermination de l'orientation du viseur. De plus, l'organe de calcul est agencé de manière à prendre en compte l'orientation du viseur à chacun desdits moments pour déterminer ladite vitesse.
[0006] L'identification du véhicule et de son conducteur peut être réalisée au moyen d'une caméra agencée pour fonctionner simultanément à l'émission des signaux incidents et pour enregistrer une image relative au véhicule dans son ensemble et à son conducteur. Une seconde caméra permet la saisie d'informations disposées sur une plaque d'identification que porte le véhicule.
[0008] La présente invention se rapporte également à un procédé mettant en oeuvre le dispositif défini ci-dessus. Selon ce procédé, l'organe de calcul détermine la vitesse à partir des opérations suivantes :
■ déterminer, à la réception des signaux réfléchis, la distance du véhicule en référence au dispositif,
■ déterminer, au moment de ladite réception, la position du dispositif par rapport à une référence terrestre,
■ calculer la distance parcourue par le véhicule entre deux réceptions successives, et
■ déterminer la vitesse instantanée du véhicule en divisant la distance parcourue par le temps mis pour la parcourir.
[0009] De manière avantageuse, l'organe de calcul détermine, en outre, l'orientation du dispositif par rapport à la référence terrestre et l'orientation du véhicule en référence au dispositif.
[0010] Afin d'éviter toute ambiguïté, la vitesse est définie en comparant plusieurs vitesses instantanées successives et en les moyennant. De manière avantageuse, les vitesses instantanées sont mesurées dans un laps de temps de l'ordre de la seconde.
[0011] Pour s'assurer qu'aucune contestation ne soit possible, une nouvelle mesure est effectuée à la suite de la première lorsque la vitesse mesurée dépasse une valeur limite.
[0012] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel:
■ La figure 1 représente, de manière schématique, la situation générale dans laquelle s'effectue une mesure de vitesse de véhicule ;
■ La figure 2 montre la configuration générale du dispositif selon l'invention ; et
■ La figure 3 est un diagramme montrant les paramètres pris en compte dans le calcul de la vitesse d'un véhicule.
[0013] La figure 1 montre le cadre général dans lequel s'effectue la mesure. Cette dernière se rapporte à un véhicule automobile 10 en mouvement à une vitesse Va à définir, sur une route 12. La mesure est effectuée à partir d'un hélicoptère 14 volant dans le voisinage de la route 12.
[0014] L'hélicoptère 14 comprend un cockpit 14a, dans lequel se trouvent le pilote, un opérateur ainsi qu'un équipement de mesure 16, et une armature 14b disposée en dessous du cockpit 14a et portant une tête de mesure 18. L'équipement 16 et la tête 18 forment ensemble un dispositif de contrôle destiné à déterminer la vitesse Va.
[0015] L'équipement de mesure 16 est formé d'une table de commande 20, d'un ordinateur 22 et d'une horloge 24.
[0016] La tête 18 comporte plusieurs appareils montés sur un même châssis 25 lequel peut être tourné selon deux axes orthogonaux au moyen de deux moteurs 26 et 28 associés à l'armature 14b et commandés par la table 20, de manière à ce que la tête 18 puisse balayer l'espace se trouvant en dessous de l' hélicoptère.
[0017] Comme le montre la figure 2, la tête 18 comprend plus précisément :
■ un appareil optique 30 muni d'une source de lumière 30a émettant un rayon laser 32a et d'un capteur 30b agencé pour recevoir un signal réfléchi 32b généré par la réflexion du rayon 32a sur le véhicule 10,
■ un viseur 36, par exemple une caméra vidéo, accouplé rigidement à l'appareil optique 30, dont l'image est affichée sur la table de commande 20, qui permet à l'opérateur d'orienter le rayon laser 32a sur le véhicule 10 dont la vitesse doit être mesurée,
■ une caméra d'identification 38 permettant d'enregistrer par voie optique des informations optiques agrandies, relatives au véhicule 10, par exemple une photographie de la plaque minéralogique, et
■ un appareil 40 de détermination par radiogoniométrie de la position Pt de la tête 18, avantageusement du type connu sous l'abréviation de GPS, agencé pour permettre de déterminer en tout temps sa longitude Lt, sa latitude lt et son altitude ht, ainsi que l'orientation du rayon 32a en référence au nord, définie par l'angle αt, et en référence à l'horizontal, définie par l'angle βt.
[0018] L'horloge 24, le viseur 36, la caméra 38 et l'appareil 40 sont reliés à l'ordinateur 22 de manière à ce que les informations relatives au moment où une mesure est effectuée, au véhicule considéré et à la position de l'hélicoptère soient enregistrées de manière quasi simultanée et coordonnée, afin d'éviter tout risque de confusion. De manière avantageuse, toutes ces informations sont regroupées sur un support papier, comme preuve de la mesure.
[0019] Le dispositif 16 ainsi constitué permet de définir la vitesse Va du véhicule 10, dès lors qu'on connaît en deux instants successifs la position Pti de la tête 18, la distance dvi comprise entre la tête 18 et le véhicule 10 ainsi que l'orientation du rayon incident 32a. Il s'agit là d'un simple calcul de trigonométrie, sans autre accessible à l'homme du métier.
[0020] Pour effectuer une mesure, l'opérateur, installé dans l'hélicoptère 14, oriente le viseur 36 vers un véhicule dont il a décidé de contrôler la vitesse Va, puis commande l'émission d'une série d'impulsions émises par la source 30a en des instants ti.
[0021] La détermination de la distance dv s'effectue de la manière suivante. Pour chaque impulsion i du rayon laser 32a envoyée par la source 30a, le capteur 30b reçoit un signal de retour 32b, après un intervalle de temps Δti fonction de la distance di comprise entre la tête 18 et le véhicule contrôlé 10. Connaissant la position de la tête 18, la distance di et les angles αi et βi, il est possible de déterminer une position instantanée pvi du véhicule 10, en référence à l'hélicoptère 14. La position Pvi du véhicule définie par rapport au sol peut être ensuite déduite de Pti et de pvi.
[0022] Si les impulsions sont données à des intervalles de temps τ, la distance Dv comprise entre deux positions successives Pvi et Pvi+1 peut être calculée et, connaissant le temps τ nécessaire pour passer de l'une à l'autre de ces positions, la vitesse moyenne du véhicule Vv peut être déduite par calcul au moyen de l'ordinateur 22, en divisant la distance parcourue Dv par le temps τ compris entre deux mesures.
[0023] Comme le montre la figure 3, il est possible d'obtenir une information précise de manière beaucoup plus simple. Dans la mesure où l'hélicoptère est fixe durant le temps de la mesure (inférieur à la seconde), il est possible de ne prendre en compte que la position de l'hélicoptère et sa distance d'avec le véhicule. Plus précisément, si la hauteur de l'hélicoptère en référence au sol reste constante, la distance Dv pour deux instant successifs t1 et t2 peut être obtenue par la formule :
[0025] Si l'hélicoptère se déplace selon une même direction que le véhicule dont la vitesse doit être mesurée, Dv peut être obtenu en additionnant vectoriellement la distance parcourue par le véhicule 10 et par l'hélicoptère 14.
[0026] Typiquement, les impulsions émises par la source 32a le sont dans un laps de temps inférieur à la seconde, de manière à ce que la vitesse instantanée du véhicule ne varie pratiquement pas. Si l'ordinateur met en évidence de fortes variations, il en informe l'opérateur qui peut alors mettre en route un nouveau train de mesures.
[0027] Ainsi, grâce à la structure du dispositif décrit ci-dessus et au procédé qu'il permet de mettre en oeuvre, il est possible de d'effectuer des contrôle de vitesse tout au long d'une autoroute, sans longue préparation et avec une grande précision de mesuretout en garantissant de bonnes conditions d'identification du véhicule.
■ un appareil (40) de détermination de la position du dispositif par radio-goniométrie,
■ un appareil optique (30) muni d'une source de lumière (30a) à rayonnement laser, engendrant une succession de signaux incidents (32a), et d'un capteur (30b) des signaux réfléchis (32b) par le véhicule (10), et
■ un organe de calcul (22) agencé pour déterminer la vitesse instantanée (vi' vi+1) du véhicule entre deux instants voisins (ti, ti+1) correspondant à l'émission de deux signaux incidents (32a) en prenant en compte :
- la position du dispositif à chacun desdits moments, et
- la distance (dvi, dvi+1) comprise entre l'appareil optique (30) et le véhicule (30) en chacun desdits instants.
■ déterminer, à la réception des signaux réfléchis, la distance du véhicule (10) en référence au dispositif (18),
■ déterminer, au moment de ladite réception, la position du dispositif (18) par rapport à une référence terrestre,
■ calculer la distance parcourue par le véhicule (10) entre deux réceptions successives, et
■ déterminer la vitesse instantanée du véhicule (10) en divisant la distance parcourue par le temps mis pour la parcourir.