FR2726388A1 - Systeme pour le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles se deplacant dans un meme lieu ou espace et son application aux vehicules automobiles et aux ponts roulants - Google Patents
Systeme pour le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles se deplacant dans un meme lieu ou espace et son application aux vehicules automobiles et aux ponts roulants Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un système de mesures permettant le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles (1, 1') échangeant entre eux leurs coordonnées (6', 6', 10, 17) et se déplaçant dans un même lieu (2), ou espace et son application aux véhicules automobiles et aux ponts roulants. Selon l'invention, ce système est caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un aménagement du réseau de circulation emprunté par lesdits mobiles avec: - des moyens (7) aptes à délivrer, lors du passage des mobiles (1, 1'), des informations numériques (8) intéressant les consignes de sécurité de freinage imposées aux dits mobiles par les conditions atmosphériques (neige, verglas, pluie, brouillard) voire par les conditions de trafic desdits mobiles et d'autres informations permettant aux moyens de calculs (19), à bord desdits mobiles (1, 1'), de vérifier et recaler des informations numériques représentatives des positions réelles selon un système de référence kilométrique (10), - des moyens (12) implantés à intervalles de distances réguliers le long des voies (13) empruntées par lesdits mobiles, aptes à délivrer des informations codées (14) lors du passage desdits mobiles à proximité des moyens (12) et représentant les identifications des voies de circulations empruntées (17)
Description
L'invention concerne un système de mesures permettant le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles (1, i), se déplaçant tous dans le même espace (2), et tous équipés des dispositifs selon l'invention, pour communiquer entre eux leurs coordonnées (6",6',10, 17).
Un des buts de l'invention est de créer un appareil (20) peu encombrant, léger, précis et rapide délivrant des informations du tss pe alarme (21) active(action sur l'accélération et la vitesse du mobile) ou passive par l'émission d'un signal lumineux ou sonore, pour éviter ou prévenir le risque de collision avec d'autres mobiles présents sur la même trajectoire.
Un autre but de l'invention est de créer un appareil (4) peu encombrant, léger, précis et rapide, solidaire de tout mobile en déplacement, apte a:
- détecter et mesurer des accélérations (25) dans trois directions orthogonales l'une étant définie par l'axe de déplacement principal du mobile appelé X, les autres directions étant appelées Y (axe selon les déplacements latéraux) et la troisième Z (axe selon les déplacements verticaux)
- délivrer à partir des mesures des accélérations (' ), des tensions analogiques ou des impulsions proportionnelles aux vitesses (3')et déplacements (3) dudit mobile en mouvement selon les directions orthogonales X, Y, et Z,
- échantillonner et convertir en numérique (5) des tensions représentatives des accélérations, vitesses et déplacements (6", 6', 6)selon des directions orthogonales X, Y, et Z, dudit mobile en mouvement
- recevoir des informations codées ou non (8) lorsque ledit mobile passe à proximité de moyens fLxes (7) placés le long de la trajectoire (13) empruntée par ledit mobile. Les informations reçues pouvant être destinées à corriger les dérives éventuelles de positions dudit mobile et pouvant inclure des paramètres relatifs aux conditions de sécurité imposées par le trafic des mobiles ou par les conditions atmosphériques ou climatiques; ces informations (8) se traduisant par une capacité de freinage ou d'accélération propre à chaque mobile.On obtient alors à partir des mesures de déplacements (6) après translation des coordonnées relatives du mobile (1) dans le système d'axes considéré (8) la position réelle (10) dudit mobile (1) et idem pour la position (23) des autres mobiles (1')
- sauvegarder les informations relatives aux positions (10), par stockage en mémoire (26) desdites informations,
- émettre (18) les informations d'accélérations, vitesses et position (6", 6', 10, 17) à l'intention des mobiles voisins (1') les plus proches,
- recevoir (14) les accélérations, vitesses et positions (23", 23', 23, 24) des mobiles voisins les plus proches,
- traiter par un moyen (19) les informations numériques, des accélérations, vitesses et positions en X, Y, Z et capacités de freinage ou d'accélération (6", 6',10, 17,8)du mobile en fonction des informations des accélérations, vitesses et positions (23", 23', 23, 24) des autres mobiles.
- détecter et mesurer des accélérations (25) dans trois directions orthogonales l'une étant définie par l'axe de déplacement principal du mobile appelé X, les autres directions étant appelées Y (axe selon les déplacements latéraux) et la troisième Z (axe selon les déplacements verticaux)
- délivrer à partir des mesures des accélérations (' ), des tensions analogiques ou des impulsions proportionnelles aux vitesses (3')et déplacements (3) dudit mobile en mouvement selon les directions orthogonales X, Y, et Z,
- échantillonner et convertir en numérique (5) des tensions représentatives des accélérations, vitesses et déplacements (6", 6', 6)selon des directions orthogonales X, Y, et Z, dudit mobile en mouvement
- recevoir des informations codées ou non (8) lorsque ledit mobile passe à proximité de moyens fLxes (7) placés le long de la trajectoire (13) empruntée par ledit mobile. Les informations reçues pouvant être destinées à corriger les dérives éventuelles de positions dudit mobile et pouvant inclure des paramètres relatifs aux conditions de sécurité imposées par le trafic des mobiles ou par les conditions atmosphériques ou climatiques; ces informations (8) se traduisant par une capacité de freinage ou d'accélération propre à chaque mobile.On obtient alors à partir des mesures de déplacements (6) après translation des coordonnées relatives du mobile (1) dans le système d'axes considéré (8) la position réelle (10) dudit mobile (1) et idem pour la position (23) des autres mobiles (1')
- sauvegarder les informations relatives aux positions (10), par stockage en mémoire (26) desdites informations,
- émettre (18) les informations d'accélérations, vitesses et position (6", 6', 10, 17) à l'intention des mobiles voisins (1') les plus proches,
- recevoir (14) les accélérations, vitesses et positions (23", 23', 23, 24) des mobiles voisins les plus proches,
- traiter par un moyen (19) les informations numériques, des accélérations, vitesses et positions en X, Y, Z et capacités de freinage ou d'accélération (6", 6',10, 17,8)du mobile en fonction des informations des accélérations, vitesses et positions (23", 23', 23, 24) des autres mobiles.
- déclencher à bord dudit mobile, par un moyen (20), des alarmes (21) passives telles que clignotants ou témoins lumineux, signaux sonores ou des alarmes actives agissant directement sur la conduite du mobile (freinaoe ou accelération) de manière à éviter toute collision entre les dits mobiles.
Ces objectifs sont atteints dune part:
- soit en utilisant des accéléromètres (25) sensibles de façon sélectives aux variations de vitesses dans trois directions orthogonales. lesdites accélérations étant transformées, par des accéléromètres, en charges électriques qui sont traitées de manière électroniques par des conditionneurs de charges délivrant des tensions analogiques proportionnelles aux dites accélérations, après un filtraoe (26) éliminant les vibrations parasites desdits mobiles.
- soit en utilisant des accéléromètres (25) sensibles de façon sélectives aux variations de vitesses dans trois directions orthogonales. lesdites accélérations étant transformées, par des accéléromètres, en charges électriques qui sont traitées de manière électroniques par des conditionneurs de charges délivrant des tensions analogiques proportionnelles aux dites accélérations, après un filtraoe (26) éliminant les vibrations parasites desdits mobiles.
et en concevant un système électronique avec microprocesseur dont le rôle est de réaliser:
- une étape d'intégration (4) des tensions accélérations (3'^), par intégrateurs à faibles dérives électroniques délivrant les informations de tensions des vitesses instantanées (3'),
- une étape de seconde intégration (4-) des tensions vitesses, par intéorateurs à faibles dérives électroniques fournissant des tensions proportionnelles aux déplacements instantanés (3),
- une étape de conversion analogique numérique (5) des tensions (3' . 3', 3) de façon à obtenir les valeurs numérisées des accélérations (6'), vitesses (6 ) et déplacements (6) du mobile,
- soit en utilisant des compteurs de vitesses (2t ) sensibles de façon sélective aux variations de déplacements dans trois directions orthogonales, lesdites vitesses (3') étant transformées. en impulsions électriques qui sont traitées de manière électronique par des compteurs délivrant des informations numériques proportionnelles aux vitesses (6'), puis par dérivations aux accélérations (6"), et par intégration aux déplacements (6)
- une étape de réception ou de lecture d'informations par un moyen (15)apte à recevoir ou à lire à distance des informations numériques (8) portant sur la position réelle et les consignes de sécurités,
- une étape de décodage des informations numériques (15'),
- une étape de réception (9) des coordonnées, accélérations et vitesses (23", 23', 23, 24) des mobiles voisins,
- une étape de calcul et de correction (19) des accélérations, vitesses et positions réelles du mobiles (1) en fonction des informations de calage de positions reçues (8),
- une étape de calcul de la distance de sécurité (22) entre le mobile et les mobiles placés sur la même trajectoire (17, 24),
- une étape de sauvegarde (26) des informations (10. 8),
- une étape d'émission (18) des informations accélérations, vitesses et position du mobile (6", 6', 10, 17), vers les mobiles les plus proches (2), réalisée par des moyens ondes courtes à faibles portées (27),
- une étape de prise de décision (20) matérialisée par le déclenchement de signaux d'alarmes (21) ou par une action correctrice (21') sur la trajectoire dudit mobile.
- une étape d'intégration (4) des tensions accélérations (3'^), par intégrateurs à faibles dérives électroniques délivrant les informations de tensions des vitesses instantanées (3'),
- une étape de seconde intégration (4-) des tensions vitesses, par intéorateurs à faibles dérives électroniques fournissant des tensions proportionnelles aux déplacements instantanés (3),
- une étape de conversion analogique numérique (5) des tensions (3' . 3', 3) de façon à obtenir les valeurs numérisées des accélérations (6'), vitesses (6 ) et déplacements (6) du mobile,
- soit en utilisant des compteurs de vitesses (2t ) sensibles de façon sélective aux variations de déplacements dans trois directions orthogonales, lesdites vitesses (3') étant transformées. en impulsions électriques qui sont traitées de manière électronique par des compteurs délivrant des informations numériques proportionnelles aux vitesses (6'), puis par dérivations aux accélérations (6"), et par intégration aux déplacements (6)
- une étape de réception ou de lecture d'informations par un moyen (15)apte à recevoir ou à lire à distance des informations numériques (8) portant sur la position réelle et les consignes de sécurités,
- une étape de décodage des informations numériques (15'),
- une étape de réception (9) des coordonnées, accélérations et vitesses (23", 23', 23, 24) des mobiles voisins,
- une étape de calcul et de correction (19) des accélérations, vitesses et positions réelles du mobiles (1) en fonction des informations de calage de positions reçues (8),
- une étape de calcul de la distance de sécurité (22) entre le mobile et les mobiles placés sur la même trajectoire (17, 24),
- une étape de sauvegarde (26) des informations (10. 8),
- une étape d'émission (18) des informations accélérations, vitesses et position du mobile (6", 6', 10, 17), vers les mobiles les plus proches (2), réalisée par des moyens ondes courtes à faibles portées (27),
- une étape de prise de décision (20) matérialisée par le déclenchement de signaux d'alarmes (21) ou par une action correctrice (21') sur la trajectoire dudit mobile.
selon une première application, un procédé selon l'invention concerne un système ou seule la direction X est utilisée (sens de déplacement du mobile) pour calculer des trajectoires et l'anticollision de véhicules automobiles se déplaçant sur routes ou autoroutes
Pour la gestion des déplacements de ces mobiles, on trouve aujourd'hui essentiellement des systèmes du type balise (28) émettant un signal (29) vers un satellite artificiel (30) calculant par triangulation et renvoyant vers ladite balise réceptrice (28), les coordonnées dudit véhicule. On peut trouver à bord du véhicule un ordinateur (29) chargé d'indiquer des directions à prendre afin d'éviter des embouteillages de circulation, des travaux ou des feux tricolores en ville, permettant ainsi à l'utilisateur dudit véhicule d'arriver à destination de la manière la plus rapide.Ces systèmes d'aide ne peuvent assurer la sécurité des passagers desdits véhicules, car la gestion de l'ensemble des coordonnées de tous les véhicules dans une même ville dépasserait la capacité de calcul des plus gros ordinateurs.
Pour la gestion des déplacements de ces mobiles, on trouve aujourd'hui essentiellement des systèmes du type balise (28) émettant un signal (29) vers un satellite artificiel (30) calculant par triangulation et renvoyant vers ladite balise réceptrice (28), les coordonnées dudit véhicule. On peut trouver à bord du véhicule un ordinateur (29) chargé d'indiquer des directions à prendre afin d'éviter des embouteillages de circulation, des travaux ou des feux tricolores en ville, permettant ainsi à l'utilisateur dudit véhicule d'arriver à destination de la manière la plus rapide.Ces systèmes d'aide ne peuvent assurer la sécurité des passagers desdits véhicules, car la gestion de l'ensemble des coordonnées de tous les véhicules dans une même ville dépasserait la capacité de calcul des plus gros ordinateurs.
Positions, vitesses et accélérations étant indispensables pour gérer efficacement la trajectoire d'un mobile, cette application avec l'utilisation de balises et de satellite, même si elle est théoriquement possible, restera forcément limitée aux mobiles de transports (taxi en particulier) se déplaçant dans des grandes villes et sera donc une solution technique coûteuse.
Les buts principaux de l'invention sont de pallier les inconvénients de l'art actuel en permettant d'atteindre une précision sur les mesures d'accélérations, vitesses et positions des mobiles telle que nous puissions en toute sécurité gérer l'ensemble des déplacements desdits mobiles en évitant les risques de collisions entre les différents mobiles.
Un tel procédé selon l'invention peut être envisagé à bord de véhicules automobiles (1, 1') pour assurer la sécurité routière et éviter tout risque de carambolages en ville, sur routes et autoroutes à condition de considérer que chaque voie de circulation (13) (rues, carrefours, routes départementales, routes nationales, autoroutes) soit aménagée et équipée des moyens d'identifications (7) interrogeables à distance par les véhicules disposant de récepteurs adaptés (15).
Lorsque plusieurs véhicules se déplacent sur la même route mais sur des voies différentes (17, 24) ceux-ci peuvent aisément se rapprocher; se croiser, se dépasser car on considère qu'il n'y a pas de risque de collision.
Le dispositif selon l'invention ne va aoir ou réaoir que lorsque deux véhicules se déplacent sur la même voie (17) dans le même sens de circulation (ceux ci peuvent dans ce cas se rapprocher très lentement ou rapidement), ou en sens inverse c'est à dire à la rencontre l'un de l'autre et se rapprocher très vite (50 100 m/ s)
Ces buts sont atteints d'une part:
1) en équipant le réseau routier d'une part de moyens (7) à chaque embranchement de circulation et répétés si nécessaire tous les 1 à 2 Km aptes à fournir des informations nécessaires (8):
- identification de la route (R.N. xx, A nn, etc...)
- nombre de voies de circulations sur la route: de 1 à 10
- kilométrage depuis l'origine de la nouvelle route ou autoroute empruntée
- codage de sécurité routière contenant des informations diverses et non limitatives sur
conditions climatiques (pluie, brouillard, neige, verglas, normal)
limitations de vitesses (50, 90, 110, 130)
travaux, embouteillages, accidents etc...
Ces buts sont atteints d'une part:
1) en équipant le réseau routier d'une part de moyens (7) à chaque embranchement de circulation et répétés si nécessaire tous les 1 à 2 Km aptes à fournir des informations nécessaires (8):
- identification de la route (R.N. xx, A nn, etc...)
- nombre de voies de circulations sur la route: de 1 à 10
- kilométrage depuis l'origine de la nouvelle route ou autoroute empruntée
- codage de sécurité routière contenant des informations diverses et non limitatives sur
conditions climatiques (pluie, brouillard, neige, verglas, normal)
limitations de vitesses (50, 90, 110, 130)
travaux, embouteillages, accidents etc...
Tous ces buts sont également atteints grâce à un procédé réalisé au moyen de systèmes d'émissions d'informations (7), et des antennes émettrices (7') à ondes courtes aptes à délivrer lors du passage du véhicule une grande quantité d'informations (8). Les informations contenues dans les messages pouvant être plus ou moins denses et contenir sous forme de code des informations non limitatives portant sur la sécurité routière, et d'autres informations telles que coordonnées réelles, heure, température, date, kilométrage, etc. . .Ces moyens d'informations nécessaires pour réinitialiser de maniére systématique la position d'un véhicule (1) étant placés par exemple à chaque sortie d'agglomération, à chaque entrée ou sortie d'autoroutes aux péages etc...;réactualisés par un centre de gestion de la sécurité routière (7")
D'autre part des moyens disposés sur chaque voie de la chaussée (12) à intervalles réguliers de 3 à 5 m interrogeables à distance et aptes à fournir aux véhicules une seule information qui est ' l'identification de la voie (17, 24) empruntée. (de 1 à 10, 1 étant la voie de droite au Km 0 de la route empruntée par convention)
Tous ces buts sont également atteints par des moyens pouvant par exemple être des boucles d'inductions magnétiques (bobines d'inductions ) (12) enfouies dans la chaussée (13) pour indiquer la voie empruntée (17)
Ces buts sont atteints d'autre part
2) en équipant chaque véhicule d'un système embarqué disposant
- d'un moyen de mesures d'accélérations, vitesses et positions et délivrant des informations analogiques (3, 3', 3") relatives à la position, aux vitesses et accélérations du dit véhicule selon un axe de références X ( kilométrage), l'origine de ce système étant dépendant de l'identification de la voie de circulation empruntée (8) par le dit véhicule,
- d'un système de réception (15) compatible avec les moyens de communications mis en oeuvre, apte à recevoir des informations (8) relatives à la position réelle du véhicule par rapport au système d'origine imposé et des informations relatives aux consignes de sécurités imposées,
- d'un récepteur à faible portée recevant de façon continue les informations de positions, vitesses, accélérations et identifications des voies empruntées (23, 23',23", 24), des véhicules (1') les plus proches dans un rayon de cent à deux cent mètres (2),
- d'un système de décodage apte à transformer les informations reçues en informations numériques (9) relatives aux accélérations, vitesses, positions de chaque mobile circulant sur la même voie,
- d'un calculateur (19) gérant d'une part l'ensemble des informations relatives à la trajectoire du véhicule et aux trajectoires des autres véhicules sur la même voie (17), et utilisant des algorithmes de calculs destinés à contrôler que les distances séparant les dits véhicules, circulant sur la même voie, sont conformes aux conditions de sécurités imposées (8),
- d'un émetteur à faible portée (18) émettant de façon continue les informations de position, vitesse et accélération, et voie empruntée (10, 6',6", 17) du dit véhicule (1) à destination des autres véhicules (1') dans un rayon de cent à deux cent mètres (2); les dites informations étant codées puis modulées en fréquence de façon à ce que les informations numériques représentatives, des accélérations, vitesses et déplacements du mobile, puissent être transmises en une seule trame, sans interférer avec les trames émises (23, 23', 23", 24) par les autres mobiles(l');
- d'une électronique commandée (20) par le calculateur ayant pour fonction d'avertir le conducteur d'un risque de collision, à l'aide d'une alarme sonore ou visuelle (21).
D'autre part des moyens disposés sur chaque voie de la chaussée (12) à intervalles réguliers de 3 à 5 m interrogeables à distance et aptes à fournir aux véhicules une seule information qui est ' l'identification de la voie (17, 24) empruntée. (de 1 à 10, 1 étant la voie de droite au Km 0 de la route empruntée par convention)
Tous ces buts sont également atteints par des moyens pouvant par exemple être des boucles d'inductions magnétiques (bobines d'inductions ) (12) enfouies dans la chaussée (13) pour indiquer la voie empruntée (17)
Ces buts sont atteints d'autre part
2) en équipant chaque véhicule d'un système embarqué disposant
- d'un moyen de mesures d'accélérations, vitesses et positions et délivrant des informations analogiques (3, 3', 3") relatives à la position, aux vitesses et accélérations du dit véhicule selon un axe de références X ( kilométrage), l'origine de ce système étant dépendant de l'identification de la voie de circulation empruntée (8) par le dit véhicule,
- d'un système de réception (15) compatible avec les moyens de communications mis en oeuvre, apte à recevoir des informations (8) relatives à la position réelle du véhicule par rapport au système d'origine imposé et des informations relatives aux consignes de sécurités imposées,
- d'un récepteur à faible portée recevant de façon continue les informations de positions, vitesses, accélérations et identifications des voies empruntées (23, 23',23", 24), des véhicules (1') les plus proches dans un rayon de cent à deux cent mètres (2),
- d'un système de décodage apte à transformer les informations reçues en informations numériques (9) relatives aux accélérations, vitesses, positions de chaque mobile circulant sur la même voie,
- d'un calculateur (19) gérant d'une part l'ensemble des informations relatives à la trajectoire du véhicule et aux trajectoires des autres véhicules sur la même voie (17), et utilisant des algorithmes de calculs destinés à contrôler que les distances séparant les dits véhicules, circulant sur la même voie, sont conformes aux conditions de sécurités imposées (8),
- d'un émetteur à faible portée (18) émettant de façon continue les informations de position, vitesse et accélération, et voie empruntée (10, 6',6", 17) du dit véhicule (1) à destination des autres véhicules (1') dans un rayon de cent à deux cent mètres (2); les dites informations étant codées puis modulées en fréquence de façon à ce que les informations numériques représentatives, des accélérations, vitesses et déplacements du mobile, puissent être transmises en une seule trame, sans interférer avec les trames émises (23, 23', 23", 24) par les autres mobiles(l');
- d'une électronique commandée (20) par le calculateur ayant pour fonction d'avertir le conducteur d'un risque de collision, à l'aide d'une alarme sonore ou visuelle (21).
Selon une seconde application, un procédé selon l invention concerne l'anticollision de ponts roulants (28) se déplaçant selon un système d'axes orthonormés. Dans cette application la voie utiliséee est unique pour l'ensemble des ponts roulants se déplaçant sur le portique (29). 1l est par ailleurs nécessaire de mesurer le déplacement latéral Y des mobiles afin d'éviter les chocs contre les butées mécaniques que constituent les rails de guidages (30).
Pour la gestion des déplacements de mobiles (robots, véhicules, grues), on trouve aujourd'hui essentiellement des capteurs laser (31) du type à impulsions visant des réflecteurs de grandes dimensions (32) placés en extrémité de course (33,33') des mobiles, et aptes à délivrer les positions X, Y de chaque mobile (34, 34') par rapport à ces réflecteurs. Pour une application aux ponts roulants (28) les inconvénients majeurs de ce système sont:
- nécessité de réflecteurs de grandes dimensions (32) en extrémité de course X (33, 33')( X déplacements des mobiles dans le sens de la longueur, Y déplacements dans le sens de la largeur)
- difficultés possibles de mesures par laser (31) en cas d'intempéries (Pluie, neige, grêle) par temps de brouillard ou vent de poussières voire de sable, et par interposition d'obstacles imprévus tels que de vols d'oiseaux ou d'insectes.
- nécessité de réflecteurs de grandes dimensions (32) en extrémité de course X (33, 33')( X déplacements des mobiles dans le sens de la longueur, Y déplacements dans le sens de la largeur)
- difficultés possibles de mesures par laser (31) en cas d'intempéries (Pluie, neige, grêle) par temps de brouillard ou vent de poussières voire de sable, et par interposition d'obstacles imprévus tels que de vols d'oiseaux ou d'insectes.
- imprécisions des mesures de longues distances par laser (3 1) liées aux variations d'indice de l'air en fonction de la pression atmosphérique, de la vapeur d'eau et de la température,
- difficultés de réglages et de mises au point des visées laser (31) lorsque les axes de déplacements ne sont pas rigoureusement horizontaux et rectilignes, - échantillonnage et transmission des données à fréquence trop faible, pour un calcul précis de trajectoires ou limitant la vitesse maximale possible des mobiles (28, 28').
- difficultés de réglages et de mises au point des visées laser (31) lorsque les axes de déplacements ne sont pas rigoureusement horizontaux et rectilignes, - échantillonnage et transmission des données à fréquence trop faible, pour un calcul précis de trajectoires ou limitant la vitesse maximale possible des mobiles (28, 28').
Ces différentes causes d'erreurs ou d'absences de mesures (conditions ambiantes ou vibrations intempestives ayant pour résultat une visée laser en dehors de la cible réfléchissante (32)) doivent être palliées par des algorithmes de calculs ayant pour objectif la vérification d'une mesure par rapport à l'ensemble des mesures précédentes.
Chaque mesure ayant été validée par rapport aux mesures précédentes, il est alors nécessaire de calculer les variations de distances effectuées entre chaque mesure afin de calculer une vitesse de déplacement, puis lorsque plusieurs mesures de vitesses ont été obtenues, le calcul des variations de vitesses fournit les informations d'accélérations.
Positions, vitesses et accélérations étant indispensables pour gérer efficacement la trajectoire d'un mobile, cette application avec l'utilisation de laser portant jusqu'à 500 mètres voire 1 Km, est forcement limitée aux mobiles se déplaçant à faible allure.
Les buts principaux de l'invention sont de pallier les inconvénients de l'art antérieur est d'atteindre une précision sur les mesures d'accélérations, vitesses et positions des mobiles telle que nous puissions en toute sécurité ,gérer l'ensemble des déplacements des dits mobiles (28) et ce avec des trajectoires optimales compte tenu des contraintes liées aux positions à atteindre, des charges et volumes des charges (33) à déplacer, et compte tenu de la productivité et de la sécurité liée aux risques de collisions entre les différents mobiles.
Un autre but de l'invention est de créer un appareil peu encombrant, léger, précis et rapide, nécessitant des accéléromètres (34, 34') sensibles de façon sélectives aux variations de vitesses dans deux directions perpendiculaires, les dites accélérations étant transformées, par des conditionneurs de charges (5, 35'), en tensions qui sont traitées de manière électronique pour délivrer des tensions analogiques proportionnelles aux dites accélérations (37"), après un filtrage (36) éliminant les vibrations parasites des dits mobiles.
Un autre but de l'invention est de créer un appareil peu encombrant, léger, précis et rapide délivrant des informations analogiques proportionnelles aus vitesses, et déplacements (37', 37) selon deux directions X et Y et à la masse de la charge emportée (38); le dit appareil étant solidaire du mobile (28) en déplacement.
Ces objectifs sont atteints en traitant une première fois la tension proportionnelle à l'accélération instantannées filtrées (36), par un intégrateur (39) à faible dérive électronique délivrant les informations de vitesses instantanées (37'), et une seconde fois par un second intéorateur (39') à faible dérive fournissant des tensions proportionnelles aux déplacements mstantanés (37).
Cet objectif est également atteint en utilisant des capteurs de force (38') et des convertisseurs (38") délivrant une tension analogique proportionnelle aux masses des charges soulevées et déplacées (38) par les dits mobiles,
Un autre but de l'invention est de créer des appareils peu encombrants, légers, précis et rapides, solidaires des mobiles en déplacements aptes à::
- échantillonner et convertir en numérique par des moyens (40) des tensions représentatives des accélérations, vitesses et déplacements selon des directions orthogonales X et Y , du dit mobile en mouvement et de la tension proportionnelle à la charge (38),
- recevoir des informations (46) concernant des positions réelles du dit mobile dans le référentiel imposé, lorsqu'un récepteur inductif (42) fLxé sur le dit mobile passe à proximité de badges magnétiques (43) aptes à délivrer des information permettant de situer leurs positions exactes sur le portique,
- délivrer des informations numériques du poids de la charge, et des accélérations, vitesses et positions du pont roulant selon deux directions X et Y,
- sauvegarder les informations relatives aux déplacements, par stockage en mémoire (45) des dites informations,
- émettre et recevoir, les informations (9,15) d'accélérations, vitesses, déplacements et charges vers l'unité de gestion centralisée (41), et vers les autres mobiles (28').
Un autre but de l'invention est de créer des appareils peu encombrants, légers, précis et rapides, solidaires des mobiles en déplacements aptes à::
- échantillonner et convertir en numérique par des moyens (40) des tensions représentatives des accélérations, vitesses et déplacements selon des directions orthogonales X et Y , du dit mobile en mouvement et de la tension proportionnelle à la charge (38),
- recevoir des informations (46) concernant des positions réelles du dit mobile dans le référentiel imposé, lorsqu'un récepteur inductif (42) fLxé sur le dit mobile passe à proximité de badges magnétiques (43) aptes à délivrer des information permettant de situer leurs positions exactes sur le portique,
- délivrer des informations numériques du poids de la charge, et des accélérations, vitesses et positions du pont roulant selon deux directions X et Y,
- sauvegarder les informations relatives aux déplacements, par stockage en mémoire (45) des dites informations,
- émettre et recevoir, les informations (9,15) d'accélérations, vitesses, déplacements et charges vers l'unité de gestion centralisée (41), et vers les autres mobiles (28').
Tous ces buts sont atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- de convertisseurs analogiques numériques (40) convertissant de manière séquentielle les tensions analogiques représentatives de la charge emportée, des accélérations, vitesses et déplacements du mobile,
- de deux capteurs (42) à induction magnétique activés lors du passage du mobile, devant des badges, plaçés à distances réegulières,contenant de petits solénoïdes (43) dont les inductances sont calculées, pour créer sous l'action du champ d'induction (42') un circuit résonnant dont la fréquence d'accord est convertie une information numérique permettant d'identifier les badges,et comme la position exacte de chaque badge est supposée connue avec précision, de situer la position réelle du pont selon les axes de déplacements X et Y,
- d'un microcalculateur (44), calculant les informations distances par rapport aux positions réelles des dits mobiles.
- de convertisseurs analogiques numériques (40) convertissant de manière séquentielle les tensions analogiques représentatives de la charge emportée, des accélérations, vitesses et déplacements du mobile,
- de deux capteurs (42) à induction magnétique activés lors du passage du mobile, devant des badges, plaçés à distances réegulières,contenant de petits solénoïdes (43) dont les inductances sont calculées, pour créer sous l'action du champ d'induction (42') un circuit résonnant dont la fréquence d'accord est convertie une information numérique permettant d'identifier les badges,et comme la position exacte de chaque badge est supposée connue avec précision, de situer la position réelle du pont selon les axes de déplacements X et Y,
- d'un microcalculateur (44), calculant les informations distances par rapport aux positions réelles des dits mobiles.
Un autre but de l'invention est de réaliser un système de gestion centralisée des mobiles collectant d'une part des informations nécessaires à la maîtrise du flux des charges (entrées, sorties, masses, natures, positions sur le parc) et d'autre part des informations concernant la sécurité, (verglas, neige, brouillard, etc. - -) susceptibles de modifier les distances de freinages, apte à::
- communiquer les informations numériques relatives, aux accélérations, vitesses, positions du dit mobile, à l'ensemble des mobiles se déplaçant sur le même portique
Ces buts sont atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'une mémoire (47) stockant les informations concernant les positions et masses des charges déplacées et posées par les ponts roulants,
- d'un système de codage des informations numériques permettant à ces dernières d'être transmises par faisceau hertzien (48)
- d'un émetteur - récepteur hertzien convertissant les signaux codés en informations à faibles portées en modulation de fréquence et ce de manière séquentielle de façon à ce que les informations numériques représentatives des positions des charges à déposer ou à emporter, des accélérations, vitesses et positions du mobile, puissent être transmises en une seule trame, sans interférer avec les trames émises par les autres mobiles (28, 28')
Tous ces buts sont également atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'un système de codage des informations numériques permettant à ces dernières d'être transmises par faisceau laser ou infra rouge.
- communiquer les informations numériques relatives, aux accélérations, vitesses, positions du dit mobile, à l'ensemble des mobiles se déplaçant sur le même portique
Ces buts sont atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'une mémoire (47) stockant les informations concernant les positions et masses des charges déplacées et posées par les ponts roulants,
- d'un système de codage des informations numériques permettant à ces dernières d'être transmises par faisceau hertzien (48)
- d'un émetteur - récepteur hertzien convertissant les signaux codés en informations à faibles portées en modulation de fréquence et ce de manière séquentielle de façon à ce que les informations numériques représentatives des positions des charges à déposer ou à emporter, des accélérations, vitesses et positions du mobile, puissent être transmises en une seule trame, sans interférer avec les trames émises par les autres mobiles (28, 28')
Tous ces buts sont également atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'un système de codage des informations numériques permettant à ces dernières d'être transmises par faisceau laser ou infra rouge.
Un autre but de l'invention est de réaliser un appareil surveillant la trajectoire de chaque pont roulant de manière active et permanente, apte å:
- recevoir les informations numériques relatives, aux accélérations, vitesses, positions de chaque mobile, émises de façon systématiques par les dits mobiles,
- contrôler en temps réel l'ensemble des mouvements et trajectoires des mobiles de manière à éviter toute collision entre les dits mobiles.
- recevoir les informations numériques relatives, aux accélérations, vitesses, positions de chaque mobile, émises de façon systématiques par les dits mobiles,
- contrôler en temps réel l'ensemble des mouvements et trajectoires des mobiles de manière à éviter toute collision entre les dits mobiles.
- signaler un risque de collision en déclenchant une alarme sonore ou visuelle, voire en agissant directement sur une commande d'arrêt d'urgence
Tous ces buts sont également atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'un système d'émission - réception par faisceau hertzien (et de manière non limitative par des moyens laser ou infra rouge), apte à recevoir ou à émettre des informations numériques,
- d'un système de codage - décodage apte à transformer les émissions émises ou reçues en informations numériques relative aux charges, accélérations, vitesses et positions de chaque mobile, ces informations pouvant être les mesures reçues ou les consignes de trajectoires imposées à chaque mobile.
Tous ces buts sont également atteints grâce à un procédé réalisé au moyen
- d'un système d'émission - réception par faisceau hertzien (et de manière non limitative par des moyens laser ou infra rouge), apte à recevoir ou à émettre des informations numériques,
- d'un système de codage - décodage apte à transformer les émissions émises ou reçues en informations numériques relative aux charges, accélérations, vitesses et positions de chaque mobile, ces informations pouvant être les mesures reçues ou les consignes de trajectoires imposées à chaque mobile.
Un procédé selon I'mvention peut être utilisé dans des applications nécessitant la gestion automatique de ponts roulants.
Claims (13)
1) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce qu il nécessite une infrastructure avec:
- des moyens placés aux entrées et sorties des voies empruntées par les véhicules aptes à fournir aux dits véhicules des informations concernant les coefficients de sécurité à appliquer pour calculer une distance de freinage en fonction des conditions météorolooiques, et des informations concernant le réseau lui même,
- des moyens aptes à réactualiser les informations de sécurité et du réseau routier,
- des moyens totalement passifs, espacés de 3 à 5 mètres, plaçés sur les voies de circulation des routes, aptes à répondre à une excitation de type électromagnétique de façon à induire des signaux permettant de reconnaltre les voies sur lesquelles circulent les véhicules.
2) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un dispositif équipant chaque véhicule avec:
- un moyen délivrant l'accélération, la vitesse et le déplacement du véhicule,
- un convertisseur analogique numérique avec entrées multiplexées afin de convertir en grandeurs numériques les mesures d'accélérations, de vitesses et de déplacements du véhicule,
- un émetteur I récepteur apte à transmettre dans un faible rayon les paramètres de la trajectoire du dit véhicule et à recevoir::
- systématiquement les paramètres des trajectoires des autres véhicules présents dans un rayon d'une centaine de mètres,
- périodiquement des informations concemant les conditions de sécurités imposées sur le réseau routier,
- un capteur et son électronique associée servant à reconnaître la voie sur laquelle circule le véhicule,
- un calculateur apte à calculer la position kilométrique du véhicule sur la rue, la route ou l'autoroute empruntée; la distance de freinage, en fonction de l'accélération, de la vitesse du véhicule et des accélérations et vitesses des autres véhicules sur la même voie et des distances qui les séparent,
- un comparateur à seuil activant une alarme dés que la distance séparant le véhicule du ou des véhicules qui le précèdent est inférieure à la distance de freinage de sécurité.
3) système anticollision pour véhicules automobiles. caractérisé en ce que tous les véhicules doivent être munis de dispositifs émettant les paramètres accélération, vitesse, position, voie de circulation dans un faible rayon.
4) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que les calculs de trajectoires s'effectuent en temps réel. et que les temps de réactions sont inférieurs aux réflexes humains.
5) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que les réactions déclenchées sont efficaces par tout temps et tiennent compte de l état de la route, et éventuellement d'autres paramètres liés au vehicule tels que types de pneumatiques équipant le véhicule, charge tractée (caravane) etc.... pour calculer une distance de freinage.
6) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que le système est efficace quelque soit le nombre de voies de circulations et le nombre de véhicules.
7) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que les calculs ne prennent en compte que les trajectoires des véhicules circulant sur les mêmes voies, et avertit le conducteur des dépassements en cours, sur sa droite et sur sa gauche.
8) système anticollision pour véhicules automobiles. caractérisé en ce que les conducteurs sont libres de circuler sur la voie de leur choix et à la vitesse qu'ils souhaitent, caractérisé en ce que le conducteur sait se repérer et trouver sa direction sans avoir à consulter de carte routière.
9) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que les véhicules sont tous positionnés dans un système kilométrique dépendant de l'origine kilométrique de la route, en conformité avec la cartographie routière, et que leurs positions sont calées systématiquement par des moyens passifs et par des moyens actifs.
10) système anticollision pour véhicules automobiles, caractérisé en ce que les moyens passifs détectés par les véhicules peuvent être interprétés par le calculateur comme étant placés à des carrefours, des sens giratoires etc...et déclencher des algorithmes de calculs évitant les collisions à ces endroits.
I 1) système anticollision pour ponts roulants, caractérisé en ce quil nécessite une infrastructure pour gérer les mobiles et les charges à déplacer, constituée:
- de moyens de gestion apte à fournir aux mobiles des informations concernant les coefficients de sécurité à appliquer pour calculer une distance de freinage en fonction des conditions météorologiques et des charges, et des informations concernant les positions, masses et natures des charges sur le parc, - des moyens aptes à réactualiser les informations de sécurité ' des mobiles et des positions, masses et natures des charges sur le parc,
- des moyens totalement passifs placés à des endroits dont les coordonnées sont connues avec précision, fixés le long des rails de guidages des mobiles, aptes à répondre à une excitation de type électromagnétique de façon à induire des signaux permettant de caler les positions exactes des mobiles en X et Y.
12) système anticollision pour ponts roulants, caractérisé en ce qu il comporte d'une part un dispositif équipant chaque mobile avec:
- des moyens délivrant les accélérations, les vitesses et déplacements du mobile selon les axes X et Y représentant la longueur et la largeur sur le pont.
- un convertisseur analogique numérique avec entrées multiplexées afin de convertir en grandeurs numériques les mesures d'accélérations, de vitesses et de déplacements du mobile et de la charge transportée,
- un émetteur / récepteur apte:
- à transmettre dans un faible rayon les paramètres de la trajectoire et charge du dit mobile
- à recevoir:
- systématiquement les paramètres des trajectoires des autres mobiles présents dans un rayon de cent à deux cent mètres,
- périodiquement des informations concernant les conditions de sécurités imposées par les conditions de frottements sur les rails de guidages,
- un calculateur apte à calculer la position X et Y du mobile sur la pont: la distance de freinage, en fonction de l'accélération, de la vitesse et de la charge transportée du pont roulant et des accélérations et vitesses des autres mobiles et des distances qui les séparent,
- un comparateur à seuil activant une alarme dés que la distance séparant le mobile du ou des mobiles qui le précédent ou le suivent est inférieure à la distance de freinage de sécurité.
13) système anticollision pour ponts roulants, caractérisé en ce que tous les mobiles doivent être munis de dispositifs émettant les paramètres accélération, vitesse, position, dans un faible rayon, de façon pennanente, et en ce qu'il est indépendant du système de gestion centralisé.
14) système anticollision pour ponts roulants, caractérisé en ce que les calculs de trajectoires s'effectuent en temps réel, et que les réactions déclenchées sont supérieures en précision à l'estimation humaine.
15) système anticollision pour ponts roulants, caractérisé en ce que les réactions déclenchées sont efficaces par tout temps et tiennent compte de l'état des frottements sur les rails de guidages et des charges pour calculer une distance de freinage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9413018A FR2726388A1 (fr) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | Systeme pour le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles se deplacant dans un meme lieu ou espace et son application aux vehicules automobiles et aux ponts roulants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9413018A FR2726388A1 (fr) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | Systeme pour le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles se deplacant dans un meme lieu ou espace et son application aux vehicules automobiles et aux ponts roulants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2726388A1 true FR2726388A1 (fr) | 1996-05-03 |
Family
ID=9468377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9413018A Pending FR2726388A1 (fr) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | Systeme pour le calcul de trajectoires et l'anticollision de mobiles se deplacant dans un meme lieu ou espace et son application aux vehicules automobiles et aux ponts roulants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2726388A1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956546A1 (fr) * | 2007-02-06 | 2008-08-13 | Fujitsu Limited | Terminal d'informations, procédé et appareil pour la fourniture d'informations de stockage et produit informatique |
| CN110751847A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-04 | 清华大学 | 一种自动驾驶车辆行为决策方法及系统 |
| CN111966092A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-20 | 北京三快在线科技有限公司 | 无人车的控制方法、装置、存储介质、电子设备和无人车 |
-
1994
- 1994-10-26 FR FR9413018A patent/FR2726388A1/fr active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1956546A1 (fr) * | 2007-02-06 | 2008-08-13 | Fujitsu Limited | Terminal d'informations, procédé et appareil pour la fourniture d'informations de stockage et produit informatique |
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| CN101278791B (zh) * | 2007-02-06 | 2010-06-16 | 富士通株式会社 | 用于提供商店信息的信息终端、方法和装置 |
| CN110751847A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-04 | 清华大学 | 一种自动驾驶车辆行为决策方法及系统 |
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