EP2862779A1 - Récepteur pour véhicule se déplaçant sur une voie et dispositif de communication comprenant un tel récepteur - Google Patents
Récepteur pour véhicule se déplaçant sur une voie et dispositif de communication comprenant un tel récepteur Download PDFInfo
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- EP2862779A1 EP2862779A1 EP20140188815 EP14188815A EP2862779A1 EP 2862779 A1 EP2862779 A1 EP 2862779A1 EP 20140188815 EP20140188815 EP 20140188815 EP 14188815 A EP14188815 A EP 14188815A EP 2862779 A1 EP2862779 A1 EP 2862779A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
- B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
- B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
- B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
- B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
Definitions
- the invention relates to a receiver intended to be arranged on a vehicle moving on a track and to be connected to at least one transmitter disposed at said channel and arranged to generate in service a variable magnetic field and a continuous magnetic field. .
- the invention also relates to a communication device comprising such a receiver.
- signals can be exchanged between the transmitter and the receiver which allows different information to be transmitted to the train.
- the device of the document FR 2 434 069 it makes it possible to control the passage of the signals due to the low-frequency alternating magnetic field between the emitter and the receiver, it proves to be particularly complex to implement and expensive to maintain, in particular because of the presence of the saturable coil-oscillator assembly .
- the document DE 10 2009 032099 proposes means for detecting a continuous magnetic field particularly particularly comprising Hall effect sensors.
- An object of the invention is to provide a receiver for a communication device which is of simplified construction.
- a receiver intended to be arranged on a vehicle moving on a channel and being connected to at least one transmitter disposed at said channel and arranged to generate in service a variable magnetic field and a continuous magnetic field, the receiver having means for detecting a variable magnetic field and means for detecting a continuous magnetic field which comprise means responsive to magnetic fields.
- the sensitive means comprise at least one magnetoresistive sensor, the means for detecting a continuous magnetic field comprising means for processing an output signal generated by the sensor, when the sensitive means are subjected to a field continuous magnetic sensor for controlling a detection of a variable magnetic field by the detection means of a variable magnetic field.
- the magnetoresistive sensor alone is sufficient to allow detection of the magnetic field.
- the receiver according to the invention is therefore less complex and expensive in terms of maintenance.
- the receiver according to the invention has a footprint and a reduced mass which reduces the sensitivity of the receiver to vibrations.
- the receiver according to the invention is therefore particularly reliable.
- a communication device comprising the aforementioned receiver and an emitter comprising means for generating a variable magnetic field for the receiver and means for generating a continuous magnetic field for the receiver.
- the figure 1 illustrates a communication device according to the invention which comprises a transmitter 1 fixed here between the rails of a railway track and a receiver 2 fixed under a railway vehicle and intended to cooperate with the transmitter 1 when the vehicle passes over the issuer 1.
- the transmitter 1 comprises means for generating a variable magnetic field at least in a zone extending above the transmitter and overflowing the latter and means for generating a continuous magnetic field in the same zone of such that when the vehicle passes over the transmitter 1, the receiver 2 passes in this area.
- the means for generating the continuous magnetic field here comprise an electromagnet 3 supplied with direct current.
- the means for generating the variable magnetic field are well known in the prior art and will not be described in more detail here.
- the receiver 2 correspondingly comprises means for detecting said variable magnetic field and means for detecting said continuous magnetic field.
- the means for detecting the variable magnetic field are well known in the prior art and will not be described in more detail here.
- the means for detecting the continuous magnetic field comprise means sensitive to magnetic fields.
- the sensitive means comprise a first magnetoresistive sensor 11 for detecting in use an intensity of the continuous magnetic field emitted by the transmitter 1 and a second magnetic sensor 12, distinct from the first sensor 11, for detecting in use an orientation of the continuous magnetic field emitted by the transmitter 1.
- the communication device comprises a first sensor 11 and a second sensor 12 which are of simplified construction and which alone make it possible to detect the continuous magnetic field whatever its orientation (it should be remembered that in the devices of the prior art, the receiver had a first complex saturable coil-right oscillator assembly and a second saturable coil-left oscillator complex assembly to be able to detect the continuous magnetic field regardless of the direction of circulation of said magnetic field).
- the first sensor 11 comprises a measuring bridge 13 of the Wheatstone type which here comprises three resistors 14 and a giant magnetoresistance 15. It is recalled that a giant magnetoresistance is configured so that, during the application a magnetic field, its electrical resistance decreases in a significant proportion proportional to the intensity of the magnetic field.
- the continuous magnetic field generated by the electromagnet 3 causes a change in the electrical resistance value of the giant magnetoresistance 15, which will cause a change in the voltage at the
- the resistance value of the giant magnetoresistance 15 varies as a function of the intensity of the detected DC magnetic field
- the value of the DC voltage between the measuring terminals of the Wheatstone bridge 13 is depending on the intensity of the continuous magnetic field detected.
- the first sensor 11 thus makes it possible to generate signals representative of the intensity of the continuous magnetic field emitted by the transmitter 1.
- the Wheatstone bridge 13 is preferably biased current.
- the first sensor 11 is thus less sensitive to temperature variations.
- the second sensor 12 is of Hall effect type.
- the detection means further comprise means for processing the signals generated by the first sensor 11 and by the second sensor 12.
- the processing means comprise first filtering means 21 which are connected to the first sensor 11, first amplification means 22 connected to the first filtering means 21 and first comparison means 23 connected to the first amplification means 22.
- the first filtering means 21 make it possible in particular to subtract from the signal generated by the first sensor 11 the parasitic components possibly produced by the presence of the variable magnetic field generated by the transmitter 1.
- the first amplification means 22 preferably comprise a measurement amplifier.
- the first comparison means 23 here comprise a hysteresis comparator and make it possible to compare the output signal of the first amplification means with a first possibly adjustable reference signal 24.
- the processing means comprise second filtering means 31 which are connected to the second sensor 12, second amplification means 32 connected to the second filtering means 31 and second comparison means 33 connected to the second means of filtering. amplification 32.
- the second filtering means 31 make it possible in particular to subtract from the signal generated by the second sensor 12 the parasitic components possibly produced by the presence of the variable magnetic field generated by the transmitter 1.
- the second amplification means 32 comprise a measurement amplifier or alternatively an operational amplifier.
- the second comparison means 33 here comprise a hysteresis comparator and make it possible to compare the output signal of the amplification means 32 with a second possibly adjustable reference signal 34.
- the processing means further comprise means 40 for decoding the signals coming from the first comparison means 23 and the second comparison means 33 and comprise storage means 41 connected to the decoding means 40.
- the decoding means 40 here comprise a Schmitt flip-flop.
- the storage means 41 here comprise a flip-flop D of master-slave type.
- the decoding means 40 and the storage means 41 are arranged to generate an output signal from the signals coming from the first comparison means 23 and the second comparison means 33 which makes it possible to control the opening of a time window of acquisition only during which the signals from the detection means of the variable magnetic field are taken into account.
- a detection of the variable magnetic field is controlled so that only the signals coming from the detection means of the variable magnetic field when the time window is open are considered.
- the transmitter is fixed to the rails and the receiver to a rail vehicle
- the receiver can more generally be carried by any vehicle moving on a given path along a determined trajectory, the transmitter being then placed on this trajectory.
- the Wheatstone bridge of the first sensor may have a greater number of giant magnetoresistances.
- the second sensor is Hall effect
- any sensor capable of detecting the direction of a continuous magnetic field can be used as the second sensor.
- the second sensor may also be magnetoresistive type.
- the second sensor may be magnetoresistance type tunneling or magnetoresistance anisotropic or giant magnetoresistance.
- the second sensor can be directly connected to the decoding means, the second filtering means, the second amplification means and the second comparison means being directly integrated with the second sensor.
- the number of sensors may be different from that described.
- several sensors may be used to detect the direction of the continuous magnetic field in order to comply with redundant safety constraints.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Description
- L'invention concerne un récepteur destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service un champ magnétique variable et un champ magnétique continu. L'invention concerne également un dispositif de communication comprenant un tel récepteur.
- Dans le domaine ferroviaire, il est connu des dispositifs de communication qui comprennent :
- un émetteur disposé au niveau de la voie ferrée comprenant des moyens de génération d'un champ magnétique alternatif basse fréquence, et
- un récepteur placé sur le train se déplaçant sur la voie ferrée et comportant des moyens de détection du champ magnétique alternatif émis par l'émetteur.
- Par l'intermédiaire du champ magnétique alternatif, des signaux peuvent être échangés entre l'émetteur et le récepteur ce qui permet de transmettre différentes informations au train.
- Toutefois, il a été constaté que les signaux détectés par les moyens de détection du champ magnétique alternatif peuvent être faussés par des composantes parasites dues notamment à l'effet du retour de courant de traction.
- Pour pallier à ce problème, il est connu d'équiper l'émetteur de moyens de génération d'un champ magnétique continu et d'équiper le récepteur de moyens de détection dudit champ magnétique continu de sorte que le traitement des signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique continu permet de contrôler la détection du champ magnétique alternatif basse fréquence. Usuellement, les signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique continu permettent d'ouvrir une fenêtre temporelle uniquement au cours de laquelle les signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique alternatif basse fréquence sont pris en compte.
- Il est ainsi connu du document
des moyens de détection du champ magnétique continu qui comportent une bobine à noyau saturable entourée de deux aimants saturant au repos ladite bobine, la bobine étant couplée à un oscillateur. Ainsi, lorsque le récepteur se trouve au-dessus de l'émetteur, le champ magnétique continu généré par l'émetteur s'oppose à celui créé par les deux aimants ce qui permet à la bobine de ne plus être dans son état saturé. L'inductance de la bobine croit donc fortement ce qui provoque le blocage des oscillations de l'oscillateur. Le changement d'état de l'oscillateur est détecté et utilisé pour contrôler l'ouverture de la fenêtre temporelle de validation.FR 2 434 069 - Bien que le dispositif du document
permette de contrôler le passage des signaux dus au champ magnétique alternatif basse fréquence entre l'émetteur et le récepteur, il s'avère particulièrement complexe à mettre en oeuvre et coûteux à entretenir notamment du fait de la présence de l'ensemble bobine saturable - oscillateur.Le documentFR 2 434 069 DE 10 2009 032099 propose des moyens de détection d'un champ magnétique continu comprenant de façon particulièrement préférée des capteurs à effet Hall. - Toutefois, de tels capteurs sont alors associés à un système complexe de contrôle de l'état de leur fonctionnement ce qui rend le dispositif du document
DE 10 2009 032099 également complexe à mettre en oeuvre.OBJET DE L'INVENTION - Un but de l'invention est de proposer un récepteur pour un dispositif de communication qui soit de construction simplifiée.
- En vue de la réalisation de ce but, on propose un récepteur destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service un champ magnétique variable et un champ magnétique continu, le récepteur comportant des moyens de détection d'un champ magnétique variable et des moyens de détection d'un champ magnétique continu qui comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques.
- Selon l'invention, les moyens sensibles comportent au moins un capteur magnétorésistif, les moyens de détection d'un champ magnétique continu comportant des moyens de traitement d'un signal de sortie généré par le capteur, lorsque les moyens sensibles sont soumis à un champ magnétique continu, pour contrôler une détection d'un champ magnétique variable par les moyens de détection d'un champ magnétique variable.
- Ainsi, le capteur magnétorésistif suffit seul à permettre la détection du champ magnétique. Le récepteur selon l'invention s'avère donc moins complexe et coûteux en terme de maintenance.
- En outre, grâce au capteur magnétorésistif, le récepteur selon l'invention est d'un encombrement et d'une masse réduite ce qui permet de réduire la sensibilité du récepteur aux vibrations. Le récepteur selon l'invention s'avère donc particulièrement fiable.
- On propose également un dispositif de communication comprenant le récepteur précité et un émetteur comprenant des moyens de génération d'un champ magnétique variable à destination du récepteur et des moyens de génération d'un champ magnétique continu à destination du récepteur.
- L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention en référence aux figures ci-jointes, parmi lesquelles :
- la
figure 1 est une vue de côté schématique d'un dispositif de communication selon l'invention ; - la
figure 2 est un schéma des moyens de détection d'un champ magnétique continu généré par l'émetteur du dispositif illustré à lafigure 1 et des moyens de traitement associés. - La
figure 1 illustre un dispositif de communication selon l'invention qui comporte un émetteur 1 fixé ici entre les rails d'une voie ferrée et un récepteur 2 fixé sous un véhicule ferroviaire et destiné à coopérer avec l'émetteur 1 lorsque le véhicule passe au-dessus de l'émetteur 1. - L'émetteur 1 comporte des moyens de génération d'un champ magnétique variable au moins dans une zone s'étendant au-dessus de l'émetteur et débordant ce dernier et des moyens de génération d'un champ magnétique continu dans la même zone de telle manière que, lorsque le véhicule passe au-dessus de l'émetteur 1, le récepteur 2 passe dans cette zone. Les moyens de génération du champ magnétique continu comportent ici un électroaimant 3 alimenté en courant continu. Les moyens de génération du champ magnétique variable sont bien connus de l'art antérieur et ne seront pas décrits plus en détails ici.
- Le récepteur 2 comporte de façon correspondante des moyens de détection dudit champ magnétique variable et des moyens de détection dudit champ magnétique continu. Les moyens de détection du champ magnétique variable sont bien connus de l'art antérieur et ne seront pas décrits plus en détails ici.
- Les moyens de détection du champ magnétique continu comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques.
- Selon l'invention, et en référence à la
figure 2 , les moyens sensibles comportent un premier capteur magnétorésistif 11 pour détecter en service une intensité du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1 et un deuxième capteur magnétique 12, distinct du premier capteur 11, pour détecter en service une orientation du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1. - De façon avantageuse, le dispositif de communication selon l'invention comporte un premier capteur 11 et un deuxième capteur 12 qui sont de construction simplifiée et qui permettent seuls de détecter le champ magnétique continu quelle que soit son orientation (on rappelle que, dans les dispositifs de l'art antérieur, le récepteur comportait un premier ensemble complexe bobine saturable-oscillateur droit et un deuxième ensemble complexe bobine saturable-oscillateur gauche pour pouvoir détecter le champ magnétique continu quel que soit le sens de circulation dudit champ magnétique).
- Selon un mode de réalisation préféré, le premier capteur 11 comporte un pont de mesure 13 de type Wheatstone qui comporte ici trois résistances 14 et une magnétorésistance géante 15. On rappelle qu'une magnétorésistance géante est configurée de sorte que, lors de l'application d'un champ magnétique, sa résistance électrique diminue dans une proportion importante proportionnellement à l'intensité du champ magnétique.
- En service, lorsque le récepteur 2 se rapproche de l'émetteur 1, le champ magnétique continu généré par l'électroaimant 3 provoque une modification de la valeur de résistance électrique de la magnétorésistance géante 15, ce qui va entraîner une modification de la tension aux bornes de mesure du pont de Wheatstone 13. Comme la valeur de résistance électrique de la magnétorésistance géante 15 varie en fonction de l'intensité du champ magnétique continu détecté, la valeur de la tension continue entre les bornes de mesure du pont de Wheatstone 13 est fonction de l'intensité du champ magnétique continu détecté. Le premier capteur 11 permet ainsi de générer des signaux représentatifs de l'intensité du champ magnétique continu émis par l'émetteur 1.
- Le pont de Wheatstone 13 est de préférence polarisé en courant.
- De façon avantageuse, le premier capteur 11 est ainsi moins sensible aux variations de températures.
- Selon un mode de réalisation particulier, le deuxième capteur 12 est de type à effet Hall.
- Les moyens de détection comportent en outre des moyens de traitement des signaux générés par le premier capteur 11 et par le deuxième capteur 12.
- Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de traitement comportent des premiers moyens de filtrage 21 qui sont reliés au premier capteur 11 , des premiers moyens d'amplification 22 reliés aux premiers moyens de filtrage 21 et des premiers moyens de comparaison 23 reliés aux premiers moyens d'amplification 22.
- Les premiers moyens de filtrage 21 permettent notamment de soustraire au signal généré par le premier capteur 11 les composantes parasites éventuellement produites par la présence du champ magnétique variable généré par l'émetteur 1.
- Les premiers moyens d'amplification 22 comportent de préférence un amplificateur de mesure.
- Les premiers moyens de comparaison 23 comportent ici un comparateur à hystérésis et permettent de comparer le signal en sortie des premiers moyens d'amplification à un premier signal de référence 24 éventuellement réglable.
- De la même façon, les moyens de traitement comportent des deuxièmes moyens de filtrage 31 qui sont reliés au deuxième capteur 12, des deuxièmes moyens d'amplification 32 reliés aux deuxièmes moyens de filtrage 31 et des deuxièmes moyens de comparaison 33 reliés aux deuxièmes moyens d'amplification 32.
- Les deuxièmes moyens de filtrage 31 permettent notamment de soustraire au signal généré par le deuxième capteur 12 les composantes parasites éventuellement produites par la présence du champ magnétique variable généré par l'émetteur 1.
- Les deuxièmes moyens d'amplification 32 comportent un amplificateur de mesure ou en variante un amplificateur opérationnel.
- Les deuxièmes moyens de comparaison 33 comportent ici un comparateur à hystérésis et permettent de comparer le signal en sortie des moyens d'amplification 32 à un deuxième signal de référence 34 éventuellement réglable.
- Les moyens de traitement comportent en outre des moyens de décodage 40 des signaux provenant des premiers moyens de comparaison 23 et des deuxièmes moyens de comparaison 33 et comportent des moyens de mémorisation 41 reliés aux moyens de décodage 40.
- Les moyens de décodage 40 comportent ici une bascule de Schmitt. Les moyens de mémorisation 41 comportent ici une bascule D de type maître-esclave.
- Les moyens de décodage 40 et les moyens de mémorisation 41 sont agencés pour générer un signal de sortie à partir des signaux provenant des premiers moyens de comparaison 23 et des deuxièmes moyens de comparaison 33 qui permet de contrôler l'ouverture d'une fenêtre temporelle d'acquisition uniquement au cours de laquelle les signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique variable sont pris en compte.
- Ainsi à partir des signaux générés par le premier capteur 11 et le deuxième capteur 12, on contrôle une détection du champ magnétique variable de sorte que seuls soient considérés les signaux provenant des moyens de détection du champ magnétique variable lorsque la fenêtre temporelle est ouverte.
- Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
- En particulier, bien qu'ici l'émetteur soit fixé à des rails et le récepteur à un véhicule ferroviaire, le récepteur pourra de façon plus général être porté par tout véhicule se déplaçant sur une voie donnée selon une trajectoire déterminée, l'émetteur étant alors placé sur cette trajectoire.
- Le pont de Wheatstone du premier capteur pourra comporter un nombre supérieur de magnétorésistances géantes.
- Bien qu'ici le deuxième capteur soit à effet Hall, tout capteur apte à détecter la direction d'un champ magnétique continu pourra être utilisé comme deuxième capteur. Ainsi, le deuxième capteur pourra également être de type magnétorésistif. Par exemple, le deuxième capteur pourra être de type magnétorésistance à effet tunnel ou magnétorésistance anisotrope ou magnétorésistance géante.
- Le deuxième capteur pourra directement être relié aux moyens de décodage, les deuxièmes moyens de filtrage, les deuxièmes moyens d'amplification et les deuxièmes moyens de comparaison étant directement intégrés au deuxième capteur.
- Le nombre de capteurs pourra être différent de celui décrit. En particulier, plusieurs capteurs pourront être utilisés pour détecter la direction du champ magnétique continu afin de respecter par redondance des contraintes de sécurité.
Claims (9)
- Récepteur (2) destiné à être agencé sur un véhicule se déplaçant sur une voie et à être mis en relation avec au moins un émetteur (1) disposé au niveau de ladite voie et agencé pour générer en service un champ magnétique variable et un champ magnétique continu, le récepteur comportant des moyens de détection d'un champ magnétique variable et des moyens de détection d'un champ magnétique continu qui comprennent des moyens sensibles aux champs magnétiques, le récepteur étant caractérisé en ce que lesdits moyens sensibles comportent au moins un capteur magnétorésistif (11), les moyens de détection d'un champ magnétique continu comportant des moyens de traitement d'un signal de sortie généré par le capteur, lorsque les moyens sensibles sont soumis à un champ magnétique continu, pour contrôler une détection d'un champ magnétique variable par les moyens de détection d'un champ magnétique variable.
- Récepteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens sensibles comportent un premier capteur magnétorésistif (11) pour détecter en service une intensité d'un champ magnétique continu et au moins un deuxième capteur magnétique (12), distinct du premier capteur, pour détecter en service une orientation dudit champ magnétique continu.
- Récepteur selon la revendication 2, dans lequel le premier capteur (11) est de type magnétorésistance géante.
- Récepteur selon la revendication 3, dans lequel le premier capteur (11) comporte un pont de mesure de Wheatstone (13), ledit point comportant au moins une magnétorésistance géante (15).
- Récepteur selon la revendication 4, dans lequel le pont de mesure de Wheatstone (13) est polarisé en courant.
- Récepteur selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur (12) est un capteur magnétorésistif.
- Récepteur selon la revendication 6, dans lequel le deuxième capteur (12) est de type magnétorésistance à effet tunnel ou magnétorésistance anisotrope ou magnétorésistance géante.
- Récepteur selon la revendication 2, dans lequel le deuxième capteur (12) est de type à effet Hall.
- Dispositif de communication comprenant un récepteur (2) selon l'une des revendications précédentes et un émetteur (1) comprenant des moyens de génération d'un champ magnétique variable à destination du récepteur et des moyens de génération (3) d'un champ magnétique continu à destination du récepteur.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP2862779A1 true EP2862779A1 (fr) | 2015-04-22 |
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ID=49667482
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP20140188815 Withdrawn EP2862779A1 (fr) | 2013-10-18 | 2014-10-14 | Récepteur pour véhicule se déplaçant sur une voie et dispositif de communication comprenant un tel récepteur |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2862779A1 (fr) |
| FR (1) | FR3012101B1 (fr) |
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