FR2509067A1 - Dispositif de guidage d'un vehicule, notamment un tracteur agricole, suivant un trajet rectiligne predetermine, et cible destine a ce dispositif - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE GUIDAGE D'UN VEHICULE EN LIGNE DROITE. UN LASER EST FIXE SUR UN VEHICULE 10 AFIN DE DIRIGER UN FAISCEAU LASER 16 VERS UNE CIBLE 18 PLACEE SUR LE TRAJET QUE DOIT SUIVRE LE VEHICULE 10. LA CIBLE RENVOIE LE FAISCEAU AU DISPOSITIF 15 RENFERMANT LE LASER. CE DISPOSITIF 15 COMPORTE DES DETECTEURS QUI, SUIVANT LA DEVIATION DU FAISCEAU PAR RAPPORT AU TRAJET PREDETERMINE, TRANSMETTENT DES SIGNAUX UTILISES POUR LA COMMANDE D'ELEMENTS INDIQUANT AU CONDUCTEUR 11 DU VEHICULE 10 LES CORRECTIONS A EFFECTUER POUR PLACER LE VEHICULE 10 DANS LA BONNE DIRECTION. DOMAINE D'APPLICATION: PULVERISATION DE PRODUITS CHIMIQUES DANS LES CHAMPS, NETTOYAGE DES PISTES D'AEROPORTS, ETC.

Description

L'invention concerne les dispositifs de guidage

de véhicules, et plus particulièrement, mais non exclusi-

vement, des dispositifs destinés à guider des véhicules

utilisés en agriculture.

Au cours d'opérations agricoles, il est souvent

nécessaire de parcourir la totalité d'un champ avec pré-

cision Ceci peut être effectué pour le travail du sol (labourage, hersage, etc) ou pour l'ensemencement, la coupe ou le fauchage Le problème posé par la conduite

sur un trajet précis est le plus aigu lors de la pulvéri-

sation de pesticides Il est alors particulièrement sou-

haitable que les bandes de champ adjacentes recevapt une

pulvérisation s'ajustent exactement les unes aux autres.

Un intervalle entre des bandes laisse une zone ne recevant pas de pulvérisation, dans laquelle des parasites ou des mauvaises herbes peuvent se développer Des bandes se chevauchant signifient qu'une partie du champ reçoit une double dose de produit chimique, ce qui, au mieux, constitue un gaspillage et n'est pas économique et, au pire, dans certains cas, peut abîmer la récolte ou nuire à l'environnement De longues flèches de pulvérisation (par exemple d'une longueur de plus de 5 mètres) rendent même encore plus difficile, pour le conducteur du tracteur,

de joindre bord à bord-les bandes recevant une pulvérisa-

tion.

De nombreux procédés antérieurs ont été proposés pour résoudre ce problème, y compris par la mise en oeuvre d'un dispositif de marquage à la mousse des bords de la bande recevant la pulvérisation Le marquage à la mousse a été utilisé en association avec un dispositif de miroirs à l'extrémité de la flèche pour permettre au conducteur de mieux voir la ligne de mousse, avec un dispositif de détection électronique destiné à détecter la position de la mousse, et même avec un dispositif de télévision en circuit fermé D'autres essais ont été effectués, mais, jusqu'à présent, aucun n'a résolu le problème d'une

façon efficace et économique.

L'invention a pour objet un moyen plus efficace et plus pratique pour guider un véhicule, en particulier un véhicule agricole, par exemple un tracteur, avec précision le long d'un trajet rectiligne prédéterminé ou de plusieurs trajets rectilignes prédéterminés. Selon l'invention, un dispositif de guidage d'un véhicule le long d'un trajet rectiligne prédéterminé comprend un véhicule sur lequel est fixé un laser destiné à diriger un faisceau laser dans la direction du mouvement du véhicule, vers une cible portant un dispositif de renvoi du faisceau placé sur le trajet du véhicule afin de renvoyer le faisceau à ce dernier Dans certaines applications, le faisceau de retour peut être détecté par l'oeil du conducteur du véhicule Lorsqu'il peut voir le faisceau réfléchi, le conducteur sait qu'il suit la ligne droite Cependant, ceci présente l'inconvénient pour le conducteur d'avoir à observer constamment la cible pour ne pas perdre la ligne En général, jusqu'à présent, il est plus commode (et nécessaire, dans le cas d'un véhicule sans conducteur) de détecter électroniquement le faisceau réfléchi, par

exemple au moyen d'une ou plusieurs cellules photo-

électriques Dans le cas d'un véhicule à pilotage auto-

matique, sans conducteur, le dispositif de détection électronique peut être associé à des moyens commandant la direction du mouvement du véhicule afin que ce dernier soit dirigé automatiquement vers le dispositif de renvoi du faisceau Le dispositif de détection est de préférence placé aussi près que possible du centre de braquage

du tracteur.

Pour résoudre le problème posé par le maintien du faisceau laser orienté dans l'alignement vertical correct pour atteindre la cible, il est commode d'étaler le faisceau laser dans le plan vertical Ceci peut être réalisé, par exemple, au moyen d'une lentille cylindrique montée à l'avant du laser afin que son axe soit dans un plan horizontal, ou (de préférence lorsqu'il s'agit de grandes distances) par l'utilisation d'un miroir tournant ou vibrant monté de la même manière On fait avantageusement diverger le faisceau d'un angle compris

entre 1 et 100.

Des lasers convenant à une utilisation dans le dispositif selon l'invention peuvent être des lasers à lumière visible, par exemple le laser à hélium et néon produisant de la lumière rouge d'une longueur d'onde de 632,8 nanomètres En variante, des lasers à infrarouge, par exemple des lasers à l'anhydride carbonique, peuvent être utilisés, bien que de tels lasers, travaillant en

dehors du spectre de la lumière visible, exigent l'uti-

lisation de moyens électroniques de détection Avec les lasers à lumière visible, il est possible d'utiliser dans certaines situations des puissances s'élevant à environ 5 milliwatts, bien qu'il soit avantageux, pour des raisons

de sécurité, de limiter la puissance de sortie, si possi-

ble, à 1 ou 2 milliwatts Avec des lasers à infrarouge, des puissances de sortie plus élevées, par exemple de à 10 milliwatts, peuvent être utilisées avec une sécurité

beaucoup plus grande.

L'expression "dispositif de renvoi du faisceau"

désigne un dispositif qui renvoie une proportion impor-

tante de la lumière l'atteignant dans la direction d'in-

cidence de cette lumière Ainsi, un miroir ordinaire ne correspond pas à un tel dispositif, car il n'inverse le sens que de la lumière se déplaçant perpendiculairement

au plan du miroir Le moyen le plus efficace pour ren-

voyer un faisceau lumineux est le moyen dit à "cube trièdre", ou un ensemble de tels cubes Un cube trièdre comprend les trois côtés adjacents d'un cube creux qui peut être obtenu de façon imaginaire en faisant reposer un cube sur un angle et en le coupant horizontalement par trois angles adjacents Si les surfaces intérieures d'un tel cube trièdre sont réfléchissantes, elles présentent la propriété de renvoyer tout rayon lumineux arrivant sur elles Il est préférable d'utiliser un ensemble de cubes trièdres d'environ 20 à 50 cm de diamètre En variante, un ensemble de perles de verre réfléchissantes peut être utilisé (par exemple celles vendues sous le nom commercial

de "Scotchlite"), bien que cela soit moins préférable.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation du dispositif selon l'invention utilisé dans un champ la figure 2 est une élévation schématique montrant plus en détail le laser de la figure 1; la figure 3 est une coupe verticale de la cible à laser de la figure 1; la figure 4 est une vue de face du miroir argenté représenté sur la figure 2; la figure 5 est une élévation schématique d'une seconde forme de réalisation du laser-et du dispositif de détection, destinée à être montée sur le tracteur de la figure 1; la figure 6 est une vue schématique de dessus

d'une troisième forme de réalisation du laser et du dis-

positif de détection, destinée à être montée sur le tracteur de la figure 1; la figure 7 est une vue schématique de dessus

d'une quatrième forme de réalisation du laser et du dis-

positif de détectiondestinée à être montée sur le tracteur de la figure 1; la figure 8 est une vue en plan d'un champ tracé pour être parcouru par un véhicule sans conducteur équipé du dispositif selon l'invention; la figure 9 est une vue de face d'une variante du dispositif de guidage de véhicule à laser monté sur un tracteur; la figure 10 est une vue schématique de dessus

d'une cinquième forme de réalisation du laser et du dis-

positif de détection; et la figure 11 est une vue de face d'une cible destinée à être utilisée avec le dispositif représenté

sur la figure 10.

Si l'on se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4, la figure 1 représente un tracteur 10 piloté par un conducteur 11 et portant un réservoir 12 destiné à

alimenter une flèche 13 en produit à pulvériser Un dis-

positif à laser 15, représenté plus en détail sur la figure 2, est monté sur le toit de la cabine 14 du tracteur Le dispositif 15 est disposé de manière à projeter un faisceau laser 16 vers une cible 17 (représentée plus en détail sur la figure 3) équipée d'un ensemble de cubes

trièdres réfléchissants 18.

En se référant à présent en particulier à la figure 2, le dispositif à laser 15 comprend un laser à hélium et néon 20 d'une puissance de 5 milliwatts, alimenté par l'intermédiaire d'un interrupteur 21, au moyen de la batterie 22 du tracteur Le faisceau 16 sortant du laser 20 diverge d'un angle de 1 milliradian Il-passe ensuite dans un expanseur de faisceau constitué d'un télescope astronomique inversé 23 de conception classique, comprenant un objectif 24 à grande ouverture et grande distance focale, et un oculaire 25 d'ouverture plus petite et de distance focale plus courte Le télescope produit un faisceau collimaté 16 sortant du laser, et il aligne également avec précision ce faisceau sur la direction du mouvement du tracteur, perpendiculairement à l'axe des roues fixes et à mi-distance entre ces roues Une lentille cylindrique plan- concave 26 est montée au-delà du télescope 23 de manière que son axe de courbure soit

parallèle à l'axe des roues fixes du tracteur.

La lentille 26 sert à faire diverger le rayon laser 16 d'un angle de 50 Le rayon divergent 16 passe à présent dans un miroir 27 de périscope, représenté plus en détail sur la figure 4 Il est projeté vers la cible 17, frappe contre l'ensemble de cubes trièdres 18 et

son sens est inversé Revenant vers son point de départ, -

il atteint le miroir 27 de périscope, qui est totalement argenté hormis une bande centrale 28 par laquelle le rayon émergeant 16 passe La plus grande partie du rayon de retour est réfléchie vers le bas par le miroir 27 afin d'arriver sur un écran 29 en verre dépoli qui est visible par la personne pilotant le tracteur L'écran 29 en verre dépoli est entouré d'une visière cylindrique

servant à le maintenir dans la pénombre.

La cible 17 est représentée plus en détail sur la figure 3 Elle comprend un ensemble circulaire 18,

d'environ 30 cm de diamètre, de cubes trièdres réfléchis-

sants 31 réalisés en matière plastique métallisée et

recouverts d'un écran transparent 32 en matière plastique.

L'ensemble 18 est monté sur un mât 33 de support de

2 à 3 m de haut, comportant un pied 34 de section rectan-

gulaire qui est emmanché dans une ouverture rectangulaire

ménagée dans un bloc fixe 35 en béton.

En cours d'utilisation, le conducteur du tracteur aligne son-tracteur dans un angle du champ, en face d'une

première cible 17, et il met le laser 20 en marche.

L'attitude du tracteur est ensuite réglée jusqu'à ce qu'une image rouge de la cible 17 puisse être vue sur l'écran 29 La flèche 13 de pulvérisation est mise en action et le tracteur est mis en marche sur le champ et dirigé de

manière que l'image rouge reste visible sur l'écran 29.

En atteignant le bord éloigné du champ, proche de la cible 17, le conducteur arrête la pulvérisation et le laser, fait virer le tracteur, vérifie que l'extrémité de la flèche est convenablement alignée, met en marche le laser, l'aligne sur une deuxième cible située sur le bord opposé du champ, et procède comme précédemment Les champs peuvent être équipés de cibles laissées à demeure en position, ou bien, ce qui est plus économique, ils peuvent présenter des trous destinés à recevoir les cibles et restant à demeure Dans ce dernier cas, il suffit de deux cibles mais le conducteur doit déplacer chacune des cibles d'un trou au trou immédiatement voisin à la-fin de chaque

passe de pulvérisation.

Dans le cas de champs qui ne sont pas plats, il peut être souhaitable d'utiliser des cibles placées à une hauteur supérieure à 2 ou 3 mètres afin qu-'elles

soient visibles depuis l'autre côté du champ.

La figure 5 représente schématiquement une autre forme de réalisation du dispositif à laser destiné à être monté sur un tracteur 10 Le dispositif comprend

un laser 40 à anhydride carbonique, alimenté comme précé-

demment par la batterie du tracteur Ce laser produit un rayon qui est collimaté par un télescope 41 duquel le rayon 42 est rêfracté par un prisme 43 sur un miroir tournant 44 à six faces entraîné par un petit moteur électrique (non représenté) On obtient ainsi un faisceau oscillant 45 qui sort par une fente verticale 46 dans la direction de la cible 17 Cette dernière réfléchit le faisceau, comme précédemment, et le renvoie vers son point d'origine A cet emplacement, la plus grande partie du faisceau est captée par des cellules photo-électriques 48 entourant la fente 46 et situées au centre de braquage du tracteur Ces cellules convertissent le faisceau en un signal électrique qui est indiqué au conducteur du

tracteur par un ampèremètre 47.

Les lasers à l'anhydride carbonique ont pour avantage de pouvoir être utilisés par temps de brouillard

et ils sont également moins dangereux pour l'oeil humain.

Pour empêcher les cellules photo-électriques 48 d'être sollicitées par des sources de rayonnement autres que la cible, des moyens sont prévus pour établir une liaison entre la vitesse de rotation du miroir et le détecteur de courant afin que ce dernier ne réagisse qu'aux signaux

ayant la même fréquence que le miroir Ceci accroit consi-

dérablement la sensibilité de la détection des impulsions réfléchies et permet l'utilisation de lasers de plus

faible puissance.

La figure 6 représente schématiquement une autre forme de réalisation du dispositif de guidage monté sur véhicule, dans lequel le rayon de retour est détecté électroniquement Lorsque le rayon s'écarte de la cible, le dispositif indique le côté vers lequel le rayon est dévié Ceci permet au conducteur de conserver plus facilement sa direction Sur la figure 6, un dispositif à laser et télescope focalise un faisceau laser collimaté sur un miroir 71 monté de manière à vibrer dans un plan vertical et àréfléchir le faisceau laser vers l'avant, en direction de la cible de la figure 3, en le faisant passer dans une fente 72, entre des détecteurs photo-électriques au silicium gauche et droit 73 et 74 Le faisceau est ainsi étalé sur un petit angle vertical Un détecteur au silicium 75, plus petit et moins sensible, est monté à l'extrémité inférieure de la fente 72 afin de capter une partie du signal du faisceau laser émergent La lumière laser arrivant sur la cible est renvoyée vers son point d'origine et une partie de cette lumière atteint l'un des détecteurs au silicium ou les deux détecteurs 73 et 74 Ces derniers, à la réception de la lumière incidente, transmettent des signaux électriques d'entrée à des circuits comparateurs 76 et 77 Ces circuits reçoivent également un signal de commande provenant du détecteur 75 Chaque circuit est monté de manière à comparer le signal d'entrée au signal de commande; lorsque les deux signaux ont la même fréquence, chaque circuit transmet un signal de sortie

proportionnel à l'amplitude du signal d'entrée, à un cir-

cuit 78 de commande Suivant les signaux qu'il reçoit, le circuit 78 de commande provoque l'allumage ou l'extinction de voyants lumineux 79 ("en alignement"), 80 ("gauche")

et 81 ("droit") placés sur le tableau de bord du tracteur.

Le dispositif fonctionne de la manière suivante.

Les réflecteurs à cubes trièdres ne sont évidemment pas parfaits du point de vue optique et il est apparu que la lumière arrivant sur un côté d'un tel ensemble de cubes tend à être réfléchie principalement vers un côté du laser En général, la lumière arrivant au réflecteur sur le côté situé à gauche du conducteur est réfléchie principalement vers le détecteur situé sur le côté droit du conducteur, et vice versa Par conséquent, un signal électrique reçu principalement d'un détecteur indique que le faisceau laser commence à diverger vers le côté opposé Ainsi, si l'on se réfère de nouveau à la figure 6, on peut réaliser le circuit de commande afin qu'il fonctionne conformément à la table logique suivante

ENTREE SORTIE

Signal provenant de 76 et 77 Allumage du voyant 79 "en alignement" Extinction de tous autres voyants allumés. Signal provenant principa Allumage du voyant 80 lement de 76 "gauche" Extinction de

tous autres voyants allumés.

Signal provenant principa Allumage du voyant 81 lement de 77 "droit" Extinction de

tous autres voyants allumés.

Aucun signal d'entrée Extinction du voyant 79,

s'il est allumé.

Ainsi, lorsque le rayon laser atteint le centre de la cible, le voyant lumineux "en alignement" est allumé Lorsqu'il commence à dévier vers la gauche (par exemple), le voyant lumineux "gauche" s'allume Si

la déviation vers la gauche se poursuit, le voyant lumi-

neux "gauche" reste allumé même si le rayon laser s'écarte complètement de la cible (de sorte qu'aucun signal de retour n'est reçu), jusqu'à ce que le conducteur corrige

la direction du véhicule.

Dans une autre forme de réalisation destinée à assumer la même fonction, deux faisceaux lasers sont utilisés Ceci est illustré sur la figure 7 Un ensemble combiné à laser et télescope, monté sur l'axe central 89 du tracteur, focalise un faisceau collimaté 90 sur un

miroir vibrant 91 qui étale le rayon dans le plan vertical.

Le rayon passe du miroir 91 à un prisme 93 dont la face arrière est semiargentée; ce prisme dévie une partie du faisceau 90 pour former un rayon 95 perpendiculaire au faisceau 90 Un second prisme argenté 94 intercepte le rayon dévié 95 et le dirige parallèlement au rayon 90, à une distance de ce dernier à peu près égale à la largeur de la cible (par exemple 40 cm) Les deux rayons passent ensuite par des interrupteurs mécaniques 97,

98: il s'agit de disques perforés radialement, qui tour-

nent à grande vitesse afin de couper par intermittence chacun des rayons pour les faire papilloter chacun à une fréquence caractéristique Les rayons partent ensuite du tracteur dans la direction de la cible montrée sur la figure 3 S'ils frappent la cible, ils sont réfléchis en arrière vers le tracteur et captés, au moins en partie, par le détecteur photoélectrique au silicium 99 Ce dernier transmet alors des signaux électriques au circuit de commande 100 qui analyse ces signaux et commande l'allumage ou l'extinction de voyants lumineux 101 ("en alignement"), 102 ("gauche") et 103 ("droit") sur

le tableau de bord du tracteur.

Le circuit de commande 100 est alimenté aux fréquences de clignotement des deux rayons lasers, et il permet donc d'indiquer quel rayon atteint la cible en comparant ces fréquences à celles de signaux reçus

du détecteur 99 Le circuit de commande peut être program-

mé afin de commander les voyants lumineux du tableau de bord de la manière suivante

ENTREE SORTIE

Signal provenant du rayon gauche Allumage du voyant 101 ("en alignement"); extinction des autres voyants Signal provenant du rayon de Allumage du voyant droite 102 ("gauche") f extinction des autres voyants Aucun signal (a) Si le voyant 101 est allumé-: extinction du voyant 101 et allumage du voyant 103 ("droit") (b) Autrement: aucune

information de sortie.

Une fois que le rayon de gauche a été aligné sur la cible, les voyants lumineux 101-103 du tableau de bord indiquent le côté vers lequel une déviation s'est produite. En variante, dans cette forme de réalisation, les deux faisceaux peuvent être montés de manière à atteindre la cible lorsque le tracteur suit la direction

souhaitée Les faisceaux sont alors placés à égale dis-

tance de l'axe central du tracteur et leur écartement

de cet axe n'est pas supérieur à la largeur de la cible.

Le circuit de commande peut être alors programmé pour fonctionner de la manière suivante:

ENTREE SORTIE

Signal provenant des deux rayons Allumage du voyant 101 ("en alignement"); extinction des autres voyants Signal provenant uniquement du rayon de gauche Signal provenant uniquement du rayon de droite Allumage du voyant 102 ("gauche") Allumage du voyant 103 ("droit") Aucun signal Extinction du voyant 101 De cette manière, lorsque deux voyants sont allumés (par exemple les voyants 101 et 102), ceci indique que la direction du véhicule dévie légèrement vers un côté (dans ce cas vers la gauche) Si le véhicule continue à dévier dans ce sens, le voyant 101 ("en alignement")

s'éteint, mais le voyant 102 "gauche" reste allumé, indi-

quant la direction dans laquelle la déviation s'est pro-

duite Il est évident que des moyens autres que des voyants lumineux (par exemple une aiguille de direction) peuvent être utilisés pour indiquer cette information

au conducteur du véhicule.

Le dispositif selon l'invention s'applique à des véhicules sans conducteur De tels véhicules doivent évidemment être équipés de moyens permettant d'en corriger la direction sous la commande de signaux reçus de la cible Le dispositif montré sur les figures 6 et 7 peut' être modifié par remplacement des voyants lumineux du tableau de bord par des organes de commande qui actionnent le mécanisme de direction du véhicule de façon appropriée

en fonction du signal reçu ou non reçu de chaque détecteur.

La figure 8 représente en plan un champ équipé

de manière à être parcouru par un véhicule sans conducteur.

Le véhicule 50 suit une ligne 51 jusqu'à ce qu'il se trouve à une distance préalablement établie de la cible 52. A ce point, il tourne automatiquement vers la droite sur 900 et le mécanisme de guidage à laser se fixe sur une cible 53 Le véhicule parcourt une faible distance prédéterminée, égale à la largeur d'un passage, puis tourne de nouveau sur 90 vers la droite et se fixe sur une cible 54 Le véhicule parcourt ensuite le champ jusqu'à ce qu'il arrive à proximité de la cible 54, puis il tourne vers la gauche pour se fixer sur une cible 55 Il avance alors sur la largeur d'une passe, puis tourne de nouveau vers la gauche pour capter une cible 56 De cette manière, il parcourt de façon continue la totalité du champ pour aboutir en face de la cible 53, dans l'angle supérieur gauche Un circuit de micro-électronique (par exemple sous la orme d'une puce de silicium spécialisée) est prévu pour commander les mouvements du véhicule sous la commande

des signaux réfléchis par les cibles.

Le dispositif de guidage décrit peut être disposé afin d'être efficace sur des distances s'élevant à 1 km environ Lorsqu'il est appliqué à des véhicules

sans conducteur pour des opérations agricoles de pulvérisa-

tion, il est possible de réduire considérablement le poids de l'équipement utilisé, en particulier lorsque l'on utilise des procédés de pulvérisation en volume extrêmement faible ou de pulvérisation électrostatique,

ou les deux Cette diminution du poids diminue la consom-

mation de carburant et entraîne souvent une plus faible détérioration du sol et des cultures L'invention n'est pas nécessairement limitée à des véhicules à roues; elle peut trouver des applications dans des véhicules à effet de sol ou des machines volantes, y compris des

aéronefs à ailes fixes et dés hélicoptères.

Le dispositif peut également trouver une utilisation dans certaines applications autres que -13

l'agriculture, par exemple dans le nettoyage d'installa-

tions industrielles importantes, telles que des pistes d'aéroport, par exemple pour en retirer la neige Une autre application est le dragage des ports, des canaux ou autres voies d'eau,dans lequel le véhicule sur lequel le laser est monté peut être un navire équipé d'une

installation de dragage.

La figure 9 représente une forme modifiée de réalisation de l'invention Dans ce cas, un laser 60 à lumière visible est monté sur le capot d'un tracteur 61 afin de diriger un faisceau laser 62 vers le bas et

vers le côté, en direction du sol, à côté du tracteur.

Au point o le faisceau laser frappe la terre, une tache lumineuse 63 est visible par le conducteur du tracteur et ce dernier peut placer son tracteur en guidant le mouvement de la tache ou du spot lumineux 63 le long de toute ligne convenable 64 de guidage, visible sur le sol Une telle ligne de guidage peut être, par exemple, le bord du sillon précédemment formé par labourage,

ou bien la marque d'une roue sur le sol ou dans des cultures.

Les figures 10 et 11 représentent une autre

forme de réalisation de l'invention La figure 10 repré-

sente un laser 120 de 5 milliwatts, logé dans un boîtier cylindrique 121 qui est conçu pour être monté sur un toit (non représenté) de tracteur de manière que son axe soit parallèle à l'axe des roues du tracteur Un télescope inversé 122 collimate le faisceau laser 123

émergeant du laser 120 et le dirige vers un prisme 124.

Ce dernier est monté sur un arbre 126 afin d'être mis en rotation par un moteur électrique 128 Le prisme 124 présente la forme, en section, d'un triangle rectangle isocèle, la surface 130 du prisme, qui correspond à l'hypoténuse du triangle, étant argentée Le prisme 124 est orienté sur l'arbre 126 de manière que, lorsque ce

dernier tourne, une face 132 du prisme 124 reste perpen-

diculaire au faisceau laser 123, tandis qu'une seconde face 134 reste parallèle à ce faisceau Une ouverture circulaire 136,opposée au prisme 124, est ménagée dans la paroi du boîtier 121 Un détecteur photoélectrique

annulaire 138 au silicium est placé à l'extérieur de l'ou-

verture 136.

En cours de fonctionnement, le laser 120 est actionné pour produire un faisceau 123, et le moteur 128 fait tourner l'arbre 126 et le prisme 124 à une vitesse élevée de commande Le faisceau 123 pénètre dans le prisme 124 à travers la face 132 et il est réfléchi par la face argentée 130 de manière à traverser la face 134 De cette manière, des impulsions de lumière sortent par l'ouverture 136 à une fréquence correspondant à la fréquence de rotation du moteur électrique 128 Ces impulsions atteignent une cible 140 (représentée plus en détail sur la figure 11) et (pourvu que le tracteur soit convenablement dirigé) sont réfléchies en arrière par la cible afin d'arriver au détecteur 138 Les signaux reçus par le détecteur 138 sont transmis à un circuit

142 de commande qui en analyse la fréquence.

Si l'on se réfère plus en détail à la cible 140 montrée sur la figure 11, on voit que cette cible comprend un ensemble de cubes trièdres 144 montés sur un support 146, à peu près comme pour la cible 17 montrée sur la figure 2 Cependant, la cible 140, à la différence de la cible 17, est divisée en segments gauche et droit 148 et 150 Le segment gauche 148 est un ensemble de vingt cubes trièdres 144 disposés en rangées horizontales 152 de quatre cubes trièdres 144 chacune Le segment droit 150 porte douze cubes trièdres 144 disposés en trois rangées de quatre cubes, opposées aux rangées supérieure, centrale et inférieure 152 du segment gauche 148 De cette manière, deux bandes horizontales 154, qui ne sont pratiquement pas réfléchissantes, sont formées

sur le segment droit 150.

Ceci permet au détecteur 138 et au circuit 142

de commande de distinguer si la lumière réfléchie pro-

vient du segment droit ou du segment gauche de la cible Si elle provientdu segment gauche 148, la fréquence des impulsions de la lumière réfléchie correspond à la fréquence de rotation du moteur 128; si elle provient du segment droit 150, cette fréquence est trois fois plus élevée De cette manière, le circuit 142 de commande peut analyser les signaux arrivant au détecteur 138 et il peut commander des voyants lumineux d'avertissement 156, 158 et 160, conformément à la table logique suivante:

SIGNAUX EFFET

En provenance principalement du Allumage du voyant 156 segment gauche 148 "gauche"; extinction des autres voyants allumés En provenance principalement du Allumage du voyant 110 segment droit 150 "droit"; extinction -des autres voyants allumés En provenance des deux segments Allumage du voyant 158 148 et 150 "en alignement"; extinction des autres voyants allumés Aucun signal Extinction du voyant 158 s'il est allumé Un dispositif du type montré sur les figures

et 11 donne un faisceau plus concentré et peut tra-

vailler sur de plus grandes distances.

L'invention comprend en outre une cible réflé-

chissante perfectionnée, du type montré sur la figure 11,

c'est-à-dire une cible portative pouvant servir de ré-

flecteur de faisceau laser et comprenant un support qui porte un ensemble de cubes trièdres disposé afin d'être monté dans un plan vertical, cet ensemble comprenant des segments asymétriques gauche et droit, l'un des segments étant divisé en au moins deux zones réfléchissantes par

une ou plusieurs bandes horizontales non réfléchissantes.

Les cibles utilisées dans le dispositif selon

l'invention peuvent prendre également d'autres formes.

Par exemple, à la place de la cible montrée sur la figure 3, il est possible d'utiliser une cible non rectangulaire, par exemple une cible ayant la forme d'un triangle isocèle dont la base est orientée verticalement Le dispositif montré sur les figures 10 et 11 peut être modifié par l'utilisation d'une cible différente comprenant, par exemple, deux côtés, le côté gauche comprenant deux ran- gées horizontales de cubes trièdres et le côté droit comprenant une seule rangée L'orientation du faisceau est alors jugée d'après la durée du signal lumineux de retour plutôt que d'après sa fréquence: le signal revenant du côté gauche de la cible dure deux fois plus de temps

que celui revenant du côté droit -

Lors de l'utilisation de cibles de dimensions et de formes normales, et lors de la génération d'un signal de faisceau qui vibre ou tourne à une vitesse

correspondante, la durée du signal de retour est propor-

-tionnelle à la distance du laser à la cible Si cela est souhaité, cette distance peut être déterminée par mesure électronique de la durée du signal du faisceau réfléchi. A la place d'un dispositif à réflecteurs fixes placés autour d'un champ, comme montré sur la figure 8, il est possible d'utiliser un seul réflecteur de cible placé à chaque bord du champ Ce réflecteur peut alors être placé dans des positions appropriées au moyen d'un véhicule spécial qui peut, si cela est souhaité, être guidé automatiquement, par exemple par un câble ou par tous autres moyens mécaniques, électriques ou optiques convenables. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté

sans sortir du cadre de l'invention.

se

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de guidage d'un véhicule suivant un trajet rectiligne prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend un véhicule ( 10) sur lequel est fixé un laser ( 20) qui dirige un faisceau laser ( 16) dans la direction du mouvement du véhicule, vers une cible ( 18) portant des moyens de renvoi du faisceau placés sur le trajet du véhicule afin de retourner le faisceau au véhicule.

2 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comporte des éléments électroniques ( 138) de détection montés sur le véhicule afin de détecter

le faisceau renvoyé.

3 Dispositif selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il comporte des moyens ( 29) destinés à détecter et afficher des déviations du véhicule par rapport

au trajet prédéterminé.

4 Dispositif selon la revendication 2, caracté-

risé en ce que les éléments électroniques ( 138) de détection sont reliés à un élément ( 142) qui commande la direction du mouvement du véhicule afin que ce dernier puisse être

dirigé automatiquement vers la cible.

Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que des éléments ( 26; 44) sont destinés à étaler le faisceau laser dans le plan vertical.

6 Dispositif selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que les éléments destinés à étaler le faisceau

laser comprennent un miroir ou un prisme tournant ( 44).

7 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de renvoi du faisceau comprennent un ou plusieurs cubes

trièdres ( 31).

8 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 6, caractérisé en ce que le véhicule est

un tracteur agricole.

9 Dispositif permettant à un tracteur agricole ( 61) d'être guidé suivant un trajet prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comporte un laser ( 60) à lumière visible monté sur le tracteur afin de diriger un faisceau laser ( 62) vers le bas et vers le-côté, en direction du soql, à côté du tracteur pour produire un signal lumineux ( 63) auquel le conducteur du tracteur peut faire suivre

une ligne ( 64) de guide.

Cible destinée au dispositif selon la reven-

dication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un support ( 146) portant un ensemble de cubes trièdres

( 144) destinés à être montés dans un plan vertical, l'en-

semble comprenant des segments asymétriques gauche et droit ( 148, 150), l'un des segments étant divisé en au moins deux zones réfléchissantes par une ou plusieurs

bandes horizontales non réfléchissantes ( 1-54).