FR2802651A1 - DEVICE FOR LOCATING A MAN OR AN OBJECT IN A LIQUID MEDIUM - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de repérage d'un homme ou d'un objet dans un milieu liquide, permettant notamment de repêcher un naufragé lors de mauvaises conditions météorologiques et dans les meilleurs délais. Le dispositif de repérage (10) comprend un dispositif émetteur d'ondes radio (20), disposé sur l'homme ou sur l'objet, et un dispositif récepteur (30), disposé dans un bateau, et destiné à recevoir directement et à traiter ces ondes sans autre intermédiaire que le lien radio (40) établi entre eux. Le dispositif émetteur (20) comprend un émetteur (21), alimenté par une source d'énergie (23), et fournissant un signal radio à une antenne (22). Cet émetteur est enclenché par un organe d'enclenchement (24). Le dispositif récepteur (30) se compose d'un récepteur (31) du signal émis par l'émetteur (21) et capté par un réseau d'antennes (32) coopérant avec un dispositif de commutation d'antennes (33). Le réseau d'antennes (32) est connecté au récepteur (31) dont une sortie est reliée à une unité de traitement (34) du signal reçu. Une interface utilisateur (35), liée à cette unité de traitement (34), permet l'affichage de l'information délivrée par cette unité (34). Une alarme (36) sonore est liée à l'enclenchement du dispositif émetteur (20).The invention relates to a device for locating a man or an object in a liquid medium, making it possible in particular to retrieve a castaway during bad weather conditions and as quickly as possible. The tracking device (10) comprises a radio wave transmitter device (20), placed on the man or on the object, and a receiver device (30), placed in a boat, and intended to receive directly and to processing these waves without any intermediary other than the radio link (40) established between them. The transmitter device (20) comprises a transmitter (21), powered by a power source (23), and providing a radio signal to an antenna (22). This transmitter is engaged by an engagement member (24). The receiving device (30) consists of a receiver (31) of the signal transmitted by the transmitter (21) and picked up by an antenna array (32) cooperating with an antenna switching device (33). The antenna array (32) is connected to the receiver (31), one output of which is connected to a processing unit (34) for the received signal. A user interface (35), linked to this processing unit (34), allows the display of the information delivered by this unit (34). An audible alarm (36) is linked to the triggering of the transmitter device (20).
Description
DISPOSITIF DE REPERAGE D'UN HOMME OU D'UN OBJET DANS UNDEVICE FOR LOCATING A MAN OR AN OBJECT IN A
MILIEU LIQUIDELIQUID MEDIUM
La présente invention concerne un dispositif de repérage d'un homme ou d'un objet dans un milieu liquide, comprenant un dispositif émetteur d'ondes radio The present invention relates to a device for locating a man or an object in a liquid medium, comprising a device emitting radio waves
disposé sur l'homme ou sur l'objet. placed on the man or on the object.
Les compétitions nautiques, et notamment les courses de voiliers en solitaire, se faisant avec des bateaux de plus en plus évolués et de plus en plus rapides, les risques de chute du navigateur dans la mer ou de naufrage lors de mauvaises conditions météorologiques sont très importants. Il est donc nécessaire d'équiper ces hommes de dispositifs destinés à les repérer Nautical competitions, and in particular solo sailing races, being done with more and more advanced and faster boats, the risks of the navigator falling into the sea or sinking during bad weather conditions are very important . It is therefore necessary to equip these men with devices intended to identify them
rapidement afin de pouvoir les repêcher dans les meilleurs délais. quickly so that they can be recovered as soon as possible.
Dans la technique de détection, il existe actuellement sur le marché plusieurs formes de réalisation de ce type de dispositif qui sont basées sur la réception In the detection technique, there are currently on the market several embodiments of this type of device which are based on reception.
d'un signal émis par une balise portée par le naufragé. of a signal emitted by a beacon carried by the shipwrecked person.
Les dispositifs les plus connus et le plus couramment utilisés dans les courses sont les balises EPIRB dont beaucoup de navigateurs sont équipés et qui The best known and most commonly used devices in racing are the EPIRB beacons which many browsers are equipped with and which
permettent de les localiser par l'intermédiaire d'un relais satellite. allow them to be located via a satellite relay.
On connaît également, notamment par le brevet US-A 5 886 635, un dispositif de détection comportant un dispositif porté par le navigateur et destiné à l'émission d'un signal FM, qui coopère avec une station de réception et de traitement de ce signal disposé sur un bateau de sauvetage. Dans ce dispositif, la localisation du naufragé se fait par le système de navigation du bateau, qui peut être du type GPS ou Loran, et qui est lié à la station de Also known, in particular from US Pat. No. 5,886,635, is a detection device comprising a device carried by the navigator and intended for transmitting an FM signal, which cooperates with a station for receiving and processing this signal on a lifeboat. In this device, the location of the shipwrecked person is done by the navigation system of the boat, which can be of the GPS or Loran type, and which is linked to the station of
réception du signal par l'intermédiaire d'une interface. signal reception via an interface.
La publication EP 0 360 671 concerne un dispositif formé d'une source acoustique immergée agencée pour émettre des signaux acoustiques dans l'eau vers un boîtier d'alarme porté par le naufragé et pourvu d'un capteur acoustique et d'un émetteur agencé pour émettre un signal radioélectrique Publication EP 0 360 671 relates to a device formed by a submerged acoustic source arranged to emit acoustic signals in water to an alarm unit carried by the shipwrecked person and provided with an acoustic sensor and a transmitter arranged for emit a radio signal
reçu par un récepteur disposé dans un bateau. received by a receiver placed in a boat.
Le dispositif objet du brevet US-A 5 463 598 est basé sur un émetteur d'ultrasons porté par la personne à secourir et s'enclenchant au contact de l'eau. La réception des ultrasons par un récepteur disposé sur un bateau permet le déclenchement d'une alarme et l'affichage de la vitesse du bateau The device which is the subject of US Pat. No. 5,463,598 is based on an ultrasonic transmitter worn by the person to be rescued and engaging in contact with water. The reception of ultrasound by a receiver placed on a boat allows the triggering of an alarm and the display of the boat speed
par rapport à l'émetteur.relative to the transmitter.
Tous ces dispositifs connus sont des dispositifs coûteux puisqu'ils se composent, dans la plupart des cas, de trois éléments, à savoir un émetteur, un récepteur et une interface permettant la liaison, et sont très lents en réaction. Par ailleurs, les dispositifs basés sur la transmission d'ondes acoustiques ont une portée très courte et, en cas de mauvaises conditions météorologiques, notamment de mer agitée, ne présentent pas une bonne All these known devices are expensive devices since they consist, in most cases, of three elements, namely a transmitter, a receiver and an interface allowing the connection, and are very slow in reaction. Furthermore, the devices based on the transmission of acoustic waves have a very short range and, in the event of bad weather conditions, in particular rough seas, do not have a good
fiabilité à cause des coupures de transmission provoquées par les vagues. reliability due to transmission breaks caused by waves.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en offrant un dispositif ne comportant que deux éléments et ayant, par conséquent, un temps de réaction rapide, et dont le fonctionnement est peu sensible à la The present invention proposes to overcome these drawbacks by providing a device comprising only two elements and therefore having a rapid reaction time, the operation of which is not very sensitive to the
fluctuation des vagues.fluctuating waves.
Ce but est atteint par le dispositif tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif récepteur agencé pour recevoir directement les ondes émises par le dispositif émetteur et déterminer la direction dans laquelle se trouve l'homme ou l'objet, ledit dispositif récepteur étant disposé This object is achieved by the device as defined in the preamble and characterized in that it comprises a receiving device arranged to directly receive the waves emitted by the transmitting device and to determine the direction in which the man or the object is located, said receiving device being disposed
dans un bâtiment de navigation.in a navigation vessel.
Dans le mode de réalisation préféré, le dispositif récepteur comporte une unité de traitement du signal agencée pour diminuer les coupures des ondes transmises, lesdites coupures étant provoquées par les mouvements du In the preferred embodiment, the receiving device comprises a signal processing unit arranged to reduce the breaks in the transmitted waves, said breaks being caused by the movements of the
milieu liquide.liquid medium.
De façon avantageuse, le dispositif récepteur comporte un réseau d'antennes commutées de façon séquentielle par un dispositif de commutation d'antennes et ce dispositif de commutation d'antennes est agencé pour fonctionner en Advantageously, the receiving device comprises an array of antennas switched sequentially by an antenna switching device and this antenna switching device is arranged to operate in
mode progressif ou abrupt.progressive or abrupt mode.
Le dispositif récepteur peut comporter des moyens pour convertir les écarts de phase entre un signal de commande dudit dispositif récepteur et le signal émis par le dispositif émetteur en un angle permettant de définir la direction The receiving device may include means for converting the phase differences between a control signal from said receiving device and the signal emitted by the sending device into an angle making it possible to define the direction
dans laquelle se trouve l'homme ou l'objet. in which the man or the object is.
Le dispositif récepteur peut en outre comporter des moyens d'affichage de The receiving device may further include means for displaying
I'angle définissant la direction dans laquelle se trouve l'homme ou l'objet. The angle defining the direction in which the man or the object is.
De façon avantageuse, le dispositif récepteur peut comporter des moyens pour déterminer et afficher une estimation du temps nécessaire pour parcourir Advantageously, the receiving device may include means for determining and displaying an estimate of the time required to travel
la distance séparant le bâtiment de navigation de l'homme ou de l'objet. the distance between the navigation vessel and the man or object.
Le dispositif émetteur comporte avantageusement un élément de The transmitting device advantageously comprises an element of
déclenchement automatique ou manuel au contact du milieu liquide. automatic or manual triggering in contact with the liquid medium.
Dans certains cas, le signal émis par le dispositif émetteur peut être un signal In some cases, the signal emitted by the transmitting device may be a signal
codé.coded.
Dans une forme de réalisation, le dispositif récepteur peut comporter des moyens pour déclencher un système d'alarme sonore lors de l'enclenchement In one embodiment, the receiving device may include means for triggering an audible alarm system when it is switched on.
du dispositif émetteur.of the transmitting device.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'une The present invention will be better understood with reference to the description of a
forme de réalisation préférée et des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique du dispositif de l'invention, et la figure 2 est une représentation schématique détaillée de certains éléments de la figure 1. En référence aux figures, le dispositif de repérage 10 selon l'invention comprend deux éléments, à savoir un dispositif émetteur d'ondes radio 20 et un dispositif récepteur 30 destiné à recevoir directement et à traiter ces ondes preferred embodiment and the accompanying drawings in which: Figure 1 is a schematic representation of the device of the invention, and Figure 2 is a detailed schematic representation of certain elements of Figure 1. With reference to the figures, the device marking 10 according to the invention comprises two elements, namely a device for transmitting radio waves 20 and a receiving device 30 for directly receiving and processing these waves
sans autre intermédiaire que le lien radio 40 établi entre ces deux dispositifs. without any other intermediary than the radio link 40 established between these two devices.
Le dispositif émetteur 20 est disposé sur l'homme ou sur un l'objet que l'on veut repérer et repêcher. Ce dispositif comprend un émetteur 21, du type connu en soi, fournissant un signal radio à une antenne 22. Cet émetteur est alimenté en énergie par une source 23 et est mis en marche manuellement ou The emitting device 20 is placed on the man or on an object that one wants to locate and recover. This device comprises a transmitter 21, of the type known per se, supplying a radio signal to an antenna 22. This transmitter is supplied with energy by a source 23 and is switched on manually or
automatiquement au contact de l'eau par un organe d'enclenchement 24. automatically in contact with water by an interlocking member 24.
Le dispositif récepteur 30 est embarqué sur le navire destiné au repêchage de l'homme ou de l'objet à la mer. Ce dispositif se compose d'un récepteur 31 recevant le signal émis par l'émetteur 21 et capté par un réseau d'antennes 32 coopérant avec un dispositif de commutation d'antennes 33. Le réseau d'antennes 32 est connecté à une entrée du récepteur 31 dont une sortie est reliée à une unité de traitement 34 du signal reçu. Une interface utilisateur 35, liée à cette unité de traitement 34, permet la conversion et l'affichage de I'information délivrée par ladite unité de traitement 34. Une alarme 36 reliée à cette interface 35 permet l'émission d'un signal sonore dès l'enclenchement The receiving device 30 is on board the ship intended for the recovery of the man or the object at sea. This device consists of a receiver 31 receiving the signal transmitted by the transmitter 21 and picked up by a network of antennas 32 cooperating with an antenna switching device 33. The antenna array 32 is connected to an input of the receiver 31, an output of which is connected to a processing unit 34 of the received signal. A user interface 35, linked to this processing unit 34, allows the conversion and display of the information delivered by said processing unit 34. An alarm 36 connected to this interface 35 allows the emission of an audible signal from engagement
du dispositif émetteur 20.of the transmitting device 20.
Ce dispositif émetteur 20 peut se présenter sous la forme d'un dispositif This emitting device 20 can be in the form of a device
autonome ou être intégré dans un gilet, une veste de sauvetage ou similaire. stand alone or be integrated into a life jacket, jacket or similar.
Lorsqu'il est intégré dans un élément de flottaison de ce type, son When integrated into such a flotation element, its
déclenchement peut être manuel ou couplé à l'organe d'enclenchement 24. triggering can be manual or coupled to the latching member 24.
Suivant le mode de réalisation ou l'utilisation prévue, le signal radio émis par Depending on the embodiment or the intended use, the radio signal emitted by
l'émetteur 21 et transmis à l'antenne 22 peut être codé ou non codé. the transmitter 21 and transmitted to the antenna 22 can be coded or non-coded.
Le dispositif récepteur 30 de l'invention fonctionne comme un système de goniométrie du type quasi Doppler qui permet de déterminer la provenance d'une onde radio en mesurant la variation apparente de la fréquence d'une onde émise, par simulation de la rotation d'une antenne de réception. Lorsque l'antenne tournante simulée se rapproche de la source d'émission, la fréquence reçue augmente et, inversement, lorsqu'elle s'éloigne de la source, la fréquence diminue. Un récepteur à modulation de fréquence connecté à cette antenne démodule donc le signal sinusoïdal dont la fréquence est égale à la fréquence de rotation de l'antenne et dont la phase indique la direction de provenance de l'onde émise. Cependant, lorsque l'on utilise ce type de système dans un milieu liquide en mouvement, notamment en mer, étant donné que la plupart du temps le repêchage du naufragé se fait par gros temps, la transmission du signal émis par le dispositif émetteur est fortement perturbée par les mouvements de la mer, et la localisation de l'homme à The receiving device 30 of the invention functions as a goniometry system of the quasi-Doppler type which makes it possible to determine the source of a radio wave by measuring the apparent variation of the frequency of a transmitted wave, by simulating the rotation of a receiving antenna. When the simulated rotating antenna approaches the source of transmission, the received frequency increases and, conversely, when it moves away from the source, the frequency decreases. A frequency modulation receiver connected to this antenna therefore demodulates the sinusoidal signal whose frequency is equal to the frequency of rotation of the antenna and whose phase indicates the direction from which the emitted wave comes. However, when this type of system is used in a moving liquid medium, especially at sea, since most of the time the recovery of the shipwrecked person is done in heavy weather, the transmission of the signal emitted by the transmitting device is strongly disrupted by the movements of the sea, and the location of man at
repêcher devient alors difficile.fishing then becomes difficult.
Le réseau d'antennes 32 du dispositif récepteur 30 est constitué par un groupe de trois antennes 50 ou plus qui peuvent être du type monopole ou dipôle. Le dispositif de commutation 33, qui coopère avec ce réseau d'antennes 32, est chargé de commuter de manière séquentielle ces antennes. Selon la variante de réalisation désirée, il peut fonctionner en mode progressif ou abrupt. Afin d'obtenir un bon rendement du dispositif, la liaison entre le réseau d'antennes 32 et le dispositif de commutation 33, telle qu'illustrée par la figure 2, se fait par l'intermédiaire de blocs de gain 51 liés à chacune des antennes 50 et commandés par un bloc de distribution 52, ces éléments étant intégrés au dispositif de commutation 33. Ce dispositif de commutation 33 est piloté par l'unité de traitement 34 et permet de garder une synchronisation de phase entre le réseau d'antennes 32 et le signal reçu et The antenna array 32 of the receiver device 30 consists of a group of three antennas 50 or more which can be of the monopole or dipole type. The switching device 33, which cooperates with this array of antennas 32, is responsible for sequentially switching these antennas. Depending on the desired variant, it can operate in progressive or abrupt mode. In order to obtain a good yield from the device, the connection between the antenna array 32 and the switching device 33, as illustrated in FIG. 2, is made by means of gain blocks 51 linked to each of the antennas 50 and controlled by a distribution block 52, these elements being integrated into the switching device 33. This switching device 33 is controlled by the processing unit 34 and makes it possible to keep a phase synchronization between the antenna array 32 and the signal received and
démodulé par le récepteur 31.demodulated by the receiver 31.
Ce récepteur 31, dont l'entrée est connectée au réseau d'antennes 32, est un récepteur permettant la démodulation des signaux en modulation de fréquence émis par l'émetteur 21. Sa fréquence centrale est accordée sur la fréquence d'émission de cet émetteur. La sortie démodulée de ce récepteur est connectée à l'unité de traitement 34. Cette unité de traitement basse fréquence permet de convertir le signal émis par l'émetteur 21 en une information pouvant être visualisée par les sauveteurs, en mesurant la phase relative du signal démodulé par le récepteur 31. A cet effet, elle comporte un bloc de filtrage et d'amplification 60 lié à la sortie du récepteur 31 et agencé pour enlever une grande partie du bruit, un bloc de génération d'horloge 61 lié au dispositif de commutation d'antennes 33 et agencé pour synthétiser tous les signaux nécessaires, et un bloc de mesure de phase 62 relié respectivement aux deux blocs 60 et 61 et agencé pour mesurer le déphasage entre l'antenne tournante simulée par le réseau d'antennes 32 et le signal démodulé par le récepteur 31, et fournir, à l'interface utilisateur 35, l'information de phase obtenue. Cette unité de traitement 34 permet également de traiter le signal indicateur du niveau du signal reçu, délivré par le récepteur 31 et de mesurer la croissance de ce signal afin de pouvoir This receiver 31, whose input is connected to the antenna array 32, is a receiver allowing the demodulation of the signals in frequency modulation transmitted by the transmitter 21. Its central frequency is tuned to the transmission frequency of this transmitter . The demodulated output of this receiver is connected to the processing unit 34. This low frequency processing unit makes it possible to convert the signal transmitted by the transmitter 21 into information that can be viewed by the rescuers, by measuring the relative phase of the signal. demodulated by the receiver 31. To this end, it comprises a filtering and amplification block 60 linked to the output of the receiver 31 and arranged to remove a large part of the noise, a clock generation block 61 linked to the switching of antennas 33 and arranged to synthesize all the necessary signals, and a phase measurement block 62 connected respectively to the two blocks 60 and 61 and arranged to measure the phase difference between the rotating antenna simulated by the antenna array 32 and the signal demodulated by the receiver 31, and supply, to the user interface 35, the phase information obtained. This processing unit 34 also makes it possible to process the signal indicating the level of the signal received, delivered by the receiver 31 and to measure the growth of this signal so as to be able to
calculer le temps restant avant de retrouver le porteur du dispositif émetteur. calculate the time remaining before finding the carrier of the transmitting device.
En outre, elle est équipée d'un dispositif original basé sur la mesure de ce signal indicateur du niveau du signal reçu, ou du signal démodulé, qui permet de détecter les périodes durant lesquelles le lien radio 40 entre le dispositif émetteur 20 et le dispositif récepteur 30 est coupé par une vague. Durant cette période, la dernière direction mesurée reste mémorisée et affichée et l'utilisateur du dispositif peut être prévenu de la disparition du lien 40 par In addition, it is equipped with an original device based on the measurement of this signal indicating the level of the received signal, or of the demodulated signal, which makes it possible to detect the periods during which the radio link 40 between the transmitting device 20 and the device receiver 30 is cut by a wave. During this period, the last measured direction remains memorized and displayed and the user of the device can be warned of the disappearance of the link 40 by
l'interface utilisateur 35.user interface 35.
Cette interface utilisateur 35, telle qu'illustrée plus en détail par la figure 2, est agencée pour convertir, sous la forme de la valeur d'un angle relatif à une valeur de référence, et afficher l'information de phase fournie par l'unité de traitement 34. A cet effet, cette interface comporte un dispositif d'affichage de la valeur de cet angle. Ce dispositif d'affichage peut se présenter sous la forme d'une rose des vents 70 qui va indiquer la direction du dispositif émetteur 20. Cette rose des vents 70, telle que représentée, est pourvue d'indicateurs lumineux 71 disposés selon un cercle, I'indicateur allumé 72 indiquant la direction de l'homme à la mer. Cette interface est également pourvue d'un élément d'affichage numérique 73 destiné à indiquer une estimation du temps restant avant le repêchage, ainsi que d'un interrupteur général 74 du dispositif 10. L'alarme 36, liée à cette interface, peut être This user interface 35, as illustrated in more detail in FIG. 2, is arranged to convert, in the form of the value of an angle relative to a reference value, and display the phase information provided by the processing unit 34. To this end, this interface includes a device for displaying the value of this angle. This display device can be in the form of a compass rose 70 which will indicate the direction of the transmitting device 20. This compass rose 70, as shown, is provided with light indicators 71 arranged in a circle, The lit indicator 72 indicating the direction of the man overboard. This interface is also provided with a digital display element 73 intended to indicate an estimate of the time remaining before the recovery, as well as a general switch 74 of device 10. Alarm 36, linked to this interface, can be
déclenchée par un bouton approprié également disposé sur cette interface 35. triggered by an appropriate button also placed on this interface 35.
Ce dispositif est particulièrement avantageux en ce que, d'une part, il est très fiable puisqu'il tient compte de tous les paramètres susceptibles de perturber l'émission du signal et, d'autre part, en ce qu'il ne comporte que deux This device is particularly advantageous in that, on the one hand, it is very reliable since it takes into account all the parameters liable to disturb the emission of the signal and, on the other hand, that it only comprises of them
éléments, ce qui diminue fortement son prix de revient. elements, which greatly reduces its cost price.
La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite, mais peut subir différentes modifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier. En particulier, le système d'affichage de la direction dans laquelle se trouve le naufragé peut être remplacé par tout autre dispositif connu, tel que notamment un écran permettant l'affichage numérique de la valeur de l'angle The present invention is not limited to the embodiment described, but may undergo various modifications or variants obvious to those skilled in the art. In particular, the system for displaying the direction in which the shipwrecked person can be replaced by any other known device, such as in particular a screen allowing the digital display of the value of the angle
par rapport à une valeur de référence. compared to a reference value.
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- 2000-12-15 AU AU16861/01A patent/AU1686101A/en not_active Abandoned
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