FR2569843A1

FR2569843A1 - Distance measuring apparatus communicating the result by sound

Info

Publication number: FR2569843A1
Application number: FR8413751A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-03-07

Abstract

The distance measuring apparatus communicating the result by sound is constituted by a device evaluating the distances by counting the time which a chosen physical phenomenon takes to be propagated over the distance to be measured followed by a device whose function is to convert the data supplied by the previous device into periodic phenomena of audible frequency. It comprises: a transmitter assembly 1, a receiver assembly 2, a counter assembly 3, a converter assembly 4 and an acoustic device 5. Amongst the most useful applications of the invention may be cited the help which it can bring to everyday life for the visually handicapped and by extension whenever movement is undertaken without visibility.

Description

La présente invent on concerne un instrumc-nt de mesure des distances corr.unicant le résultat de manière sonore. The present invention relates to an instrument for measuring distances corr.unicating the result in a sound manner.

Si les appareils appelés familièrement distances-mètres existent sur le marché, tous ont une matérialisation uisuelle (analogique ou numérique) du résultat des mesures qu'ils efiectuent. If the devices colloquially known as distance-meters exist on the market, all have a visual materialization (analog or digital) of the result of the measurements they perform.

La pente invention concerne donc un instrument de mesure des distances qui à une longueur déterminée fait correspondre un phénomène acoustique également déterminé. I1 est par conséquent nécessaire de définir une application bijecti;v.e entre l'ensenible des longueurs à mesurer et ùn ensemble de sons selectionnés à l'avance afin que le résultat de la mesure puisse être interprété sans la moindre ambiguité. The slope of the invention therefore relates to an instrument for measuring distances which, at a determined length, corresponds to an acoustic phenomenon also determined. It is therefore necessary to define a bijective application between the set of lengths to be measured and a set of sounds selected in advance so that the result of the measurement can be interpreted without any ambiguity.

Les intérêts d'un tel dispositif sont évidents et pour ne citer que le plus important il suffit d'évoquer l'aide incontestable qu'il peut apporter aux mal-voyants dans leur vie quotidienne en leur donrant la possibilité d'appréhender leur environne- ment matériel en élaborant à partir de celui-ci un relief sonore. The interests of such a device are obvious and to cite only the most important it suffices to mention the indisputable help that it can bring to the visually impaired in their daily life by giving them the possibility of apprehending their environment. material by developing a sound relief from it.

ainsi que de détecter tout obstacle au cours de leurs déplacements.as well as detect any obstacle during their movements.

Par extension ce dispositif peut. être utilisé pour des déplacements sans visibilité. Sa discrétion permet d'envisager son emploi à des fins militaires.By extension this device can. be used for blind trips. His discretion allows him to consider his use for military purposes.

Le prïncipe de l'invention est très simple et s'articule autour de ce qui vient d'être app-elé "distancemètre" dont les règles de fonctionnement reposent sur l'évaluation du temps que met un phénol-laene physique à parcourir la distance à mesurer. Dans ce domaine sont utilisés : les ultrasons, les rayons laser et infrarouge, des ondes radar (hyperfréquence)... The principle of the invention is very simple and revolves around what has just been called "distance meter" whose operating rules are based on the evaluation of the time taken by a physical phenol-laene to travel the distance to measure. In this area are used: ultrasound, laser and infrared rays, radar waves (microwave) ...

A ce niveau, le résultat de la mesure est une grandeur électriqué numérique ou analogique qu'il convient de convertir en grandeur périodique, de frequence audio, par l'intermédiaire plus particulièrement d'oscillateurs, avant d'être matérialisé de ma nièce sonore. At this level, the result of the measurement is an electric digital or analog quantity which must be converted into a periodic quantity, of audio frequency, more particularly by means of oscillators, before being materialized by my sonic niece.

A titre d'exemple sera décrit ci-dessous le dispositif particulier qui a recours aux ultrasons comme phénomène propagatoire et qui à l'ensemble des longueurs à mesurer associe l'ensemble des notes de musique. By way of example will be described below the particular device which uses ultrasound as a propagating phenomenon and which with all of the lengths to be measured associates all of the musical notes.

En raison des applications évoquées plus haut, le dispositif n'évaluera que les distances comprises entre 0 et 9 mètres avec la précision du septième de mètre. Ces chiffres ont été également choisis ainsi afin de tirer partie au maximum des possibilités musicales de la gaEm:e, à savoir 7 notes de musique et 9 octaves comme le révèle le tableau de la figure 1.Due to the applications mentioned above, the device will only evaluate distances between 0 and 9 meters with the precision of the seventh of a meter. These figures were also chosen in this way in order to take full advantage of the musical possibilities of the gaEm: e, namely 7 musical notes and 9 octaves as shown in the table in Figure 1.

La figure 2 donne le schéma synoptique du dispositif. Plusieurs ensembles le composent : dans l'étage I chargé d'effectuer la mesure sont inclus un ensemble émetteur 1, en ensemble récepteur 2 et un ensemble compteur 3, dans l'étage II dont le rôle est de matérialiser le résultat précédent sont disposés un ensemble convertisseur en fréquence 4 et un dispositif acoustique 5. Figure 2 gives the block diagram of the device. Several assemblies compose it: in stage I responsible for carrying out the measurement are included a transmitter assembly 1, in receiver assembly 2 and a counter assembly 3, in stage II whose role is to materialize the preceding result are arranged a frequency converter assembly 4 and an acoustic device 5.

La description détaillée qui suit fait référence aux figures 3 et 4. The detailed description which follows refers to FIGS. 3 and 4.

L'ensemble 1 est la partie chargée de composer et d'émettre le signal ultrasonique. Il comprend deux oscillateurs A et B qui élaborent un signal complexe du type modulation d'impulsion sur une fréquence de travail de 40 Khz. L'oscillateur A produit le signal (a) dont les caractéristiques sont conformes au schéma de la figure 5 : fréquence 3 hz sous un rapport cyclique de 20 %.Set 1 is the part responsible for composing and transmitting the ultrasonic signal. It includes two oscillators A and B which produce a complex signal of the pulse modulation type on a working frequency of 40 Khz. Oscillator A produces the signal (a) whose characteristics are in accordance with the diagram in FIG. 5: frequency 3 Hz at a duty cycle of 20%.

L'ensemble 2 est la partie du dispositif destinée à détecter en retour l'onde ultrasonique émise par l'ensemble précédent. Il comprend hormis le transducteur, un amplificateur G et un circuit à verrouillage de phase H dont la fonction est de reconnaître les caractéristiques du signal composé par 1.The assembly 2 is the part of the device intended to detect in return the ultrasonic wave emitted by the preceding assembly. Apart from the transducer, it includes an amplifier G and a phase-locked circuit H, the function of which is to recognize the characteristics of the signal composed by 1.

L'ensemble 3 est la partie réservée au comptage du temps mis par les ultrasons à se propager entre le dispositif et le point cible et à en revenir. Il est tenu compte par la suite du fait que le son parcourt deux fois la distance à mesurer. L'ensemble 3 est constitué d'une horloge C (oscillateur ou multivibrateur) et de circuits compteurs D et E, du type registre à decalage. La fréquence de l'horloge est fonction de la célérité du son et de la précision qu'il est souhaitable de donner à la mesure ; en l'oc- curence la célérité du son est considérée voisine de 300 m/s et la distance minimale à mesurer le 1/7 de mètre, la fréquence de
C est alors de 1 050 hz.Cette horloge est commandée par l'en- semble 1 pour son déclenchement (plus spécialement par le signal (a) de A.) et par l'ensemble 2, c'est à dire par H, pour son arrêt.The assembly 3 is the part reserved for counting the time taken by the ultrasound to propagate between the device and the target point and to return therefrom. Account is taken of the fact that the sound travels twice the distance to be measured. The assembly 3 consists of a clock C (oscillator or multivibrator) and counter circuits D and E, of the shift register type. The frequency of the clock depends on the speed of the sound and the precision which it is desirable to give to the measurement; in this case, the speed of the sound is considered to be close to 300 m / s and the minimum distance to be measured is 1/7 of a meter, the frequency of
It is then 1050 Hz. This clock is controlled by the set 1 for its triggering (more particularly by the signal (a) from A.) and by the set 2, that is to say by H, for his judgment.

Les impulsions de cette horloge sont dénombrées par des circuits compteurs D (par 7) et E (par 9) le premier pour les sous-multiples du mètre et le second pour les mètres, est inclus également le dispositif J de remise à zéro qui effectue cette opération juste avant le nouveau comptage. The pulses of this clock are counted by counter circuits D (by 7) and E (by 9) the first for the sub-multiples of the meter and the second for the meters, is also included the reset device J which performs this operation just before the new count.

L'ensemble 4 est la partie du dispositif dont le rôle est de convertir le résultat du comptage de ensemble précédent en phénomène périodique dont la fréquence est comprise dans la bande audible et plus précisément entre 16,55 hz pour le DO zéro et 7 902,13 pour le si huitième. Plusieurs solutions peuvent être présentées pour résoudre ce problème, celle adoptée dans le cas présent est décrite figure 3 ; le condensateur fixe l'octave (E est le compteur métrique) la résistance fixe la note (D est le compteur des sous-multiples du mètre).Ces deux composants externes de lsoscillateur 14 en détermine sa fréquence d'oscillation.The set 4 is the part of the device whose role is to convert the result of the counting of the previous set into a periodic phenomenon whose frequency is included in the audible band and more precisely between 16.55 Hz for the zero DO and 7,902, 13 for the eighth if. Several solutions can be presented to solve this problem, the one adopted in this case is described in Figure 3; the capacitor fixes the octave (E is the metric counter) the resistance fixes the note (D is the counter of the sub-multiples of the meter). These two external components of oscillator 14 determine its oscillation frequency.

L'ensemble 5 ne nécessite pas d'explication supplémentaire, il peut s'agir deux haut parleur, d'un écouteur ou de tout autre dispositif acoustique.The assembly 5 does not require any additional explanation, it can be two loudspeakers, a headset or any other acoustic device.

Pour une meilleure adaptation et compréhension, les notes les plus aiguës seront associêes aux distamces les plus courtes et les notes les plus graves aux distances les plues longues. For better adaptation and understanding, the highest notes will be associated with the shortest distamces and the lowest notes with the longest distances.

Lorsqu'-une mesure est effectuée, la note correspondante est maintenue jusqu'a la mesure suivante, ceci afin de =donner un son continu plus propice a la détection de changement de tonalité. Cette fonction est accomplie par le dispositif J qui émet une impulsion de remise à zéro des compteurs D et E dès le départ d'une séquence de mesure When a measurement is made, the corresponding note is maintained until the next measurement, this in order to = give a continuous sound more conducive to the detection of change in tone. This function is performed by the device J which sends a reset pulse to the counters D and E from the start of a measurement sequence

Claims

PFV- DICATIONS

1) - Apparatus for measuring distances communicating the result in a sound manner, characterized in that it comprises (FIG. 3) two stages, one I intended for carrying out the measurement of the distance by a telemetric method, consisting of a set transmitter 1, a receiver unit 2 and a counter unit 3, the second II responsible for transforming the data from the previous stage into sound quantities comprising a frequency converter unit -4 and an acoustic materialization device5.

2) - Apparatus for measuring the distances advising the result in a sound manner characterized according to the preceding claim in that the stage I is constituted by a device evaluating the distances by counting the time that takes a physical phenomenon to propagate in the interval to measure: the physical phenomenon selected is a function of the length of the distances to be measured.

3) - Apparatus for measuring the distances communicating the result in a sound manner characterized according to the preceding claim in that the stage I is provided with an oscillator A with frequency -and variable duty cycle making it possible to carry out as much measurement per second as 'it is desirable.

4) - Apparatus for measuring the distances communicating the result in a sound manner, characterized in according to claim 1 in that the frequency converter assembly 4 consists of an interface device P responsible for supplying the oscillator with the necessary quantities so that that at a determined distance corresponds to a determined oscillation frequency and this in accordance with a previously chosen application.

5) - Apparatus for measuring distances comr.jnicant the result in a sound manner according to claims 1 and 4 in that the stage II is capable of a device J maintaining the emission of the sound signal until the next measurement .