FR2922655A1

FR2922655A1 - Systeme de mesure d'une grandeur physique et de representation cartographique de ces mesures.

Info

Publication number: FR2922655A1
Application number: FR0707419A
Authority: FR
Inventors: Bernard Levaufre; Jean-Michel Barbut
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-24
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: WO2009053395A3; US20110037966A1; EP2203751A2; FR2922655B1; WO2009053395A2

Abstract

La présente invention concerne un système de mesure d'une grandeur physique et de représentation cartographique de ces mesures. Le système de mesure d'une grandeur physique en différents points d'une zone à examiner, chaque prise de mesure étant localisée spatialement, le système comprenant une sonde de mesure de ladite grandeur physique, le système comportant un tachéomètre associé à une cible, ladite cible étant fixée à la sonde, le tachéomètre déterminant la localisation de la cible lors de chaque prise de mesure pour connaître la position de la sonde au moment de la prise de mesure. L'invention s'applique notamment à la cartographie des champs électromagnétiques.

Description

Système de mesure d'une grandeur physique et de représentation cartographique de ces mesures

La présente invention concerne un système de mesure d'une grandeur physique et de représentation cartographique de ces mesures. L'invention s'applique notamment à la cartographie des champs 5 électromagnétiques.

Avec la recrudescence des implantations d'appareils émetteurs d'ondes électromagnétiques, les problèmes concernant la sécurité des personnes et la fiabilité du matériel électronique deviennent de plus en plus 1 o prégnants. En effet, certaines zones sont soumises à des rayonnements électromagnétiques puissants pouvant provoquer des dysfonctionnements des matériels électroniques environnants, voire dépassant les limites admises par les normes de santé publique en vigueur. Aussi, afin d'identifier les zones problématiques dans un secteur donné, l'intensité des 15 rayonnements électromagnétiques est cartographiée à l'aide de mesures effectuées en différents points dudit secteur. Pour établir ce type de cartographie, une sonde de mesure est déplacée, la localisation de la sonde étant soigneusement enregistrée à chaque prise de mesure. Chaque n-uplet de coordonnées, correspondant 20 respectivement à chacune des localisations successivement prises par la sonde, est associé à chacune des valeurs de mesure fournies par la sonde. L'obtention des couples (coordonnées, mesure de sonde) s'avère être une opération laborieuse et longue, la position de la sonde devant être relevée à chaque mesure. Le problème se pose également pour la prise de mesures et 25 la cartographie relatives à d'autres grandeurs physiques telles que, par exemple, la température, l'intensité lumineuse ou l'humidité. Pour faciliter l'obtention des coordonnées de la sonde, un système de localisation par satellite, tel qu'un terminal GPS, acronyme anglo-saxon pour Global Positionning System , peut être utilisé. Cependant, cette 30 solution comporte plusieurs inconvénients. D'une part, la localisation obtenue est relativement grossière, notamment pour la coordonnée indiquant la hauteur de la sonde. D'autre part, cette solution est inapplicable en milieu confiné, notamment en sous-sol ou à l'intérieur de bâtiments, le récepteur du terminal étant, dans ce cas, inapte à capter les signaux satellitaires.

Un but de l'invention est de proposer un système permettant de prendre des mesures précises et spatialement localisées d'une grandeur physique, notamment en milieu confiné. A cet effet, l'invention a pour objet un système de mesure d'une grandeur physique en différents points d'une zone à examiner, chaque prise de mesure étant spatialement localisée, le système comprenant une sonde de mesure de ladite grandeur physique, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte un tachéomètre associé à une cible, ladite cible étant fixée à la sonde, le tachéomètre déterminant la localisation de la cible, donc de la sonde, lors de chaque prise de mesure, afin d'obtenir concomitamment la valeur de la mesure et la position de la mesure. Selon un mode de réalisation, la sonde est une sonde de mesure de l'intensité des rayonnements électromagnétiques. Dans ce cas, de préférence, le ou les matériaux constituant la cible sont sensiblement neutres sur le plan électromagnétique, la perméabilité magnétique desdits matériaux étant proche de celle du vide et la permittivité diélectrique relative étant, par exemple, de l'ordre de 4 à 8 pour des ondes électromagnétiques dont la fréquence varient entre 1 MHz et 1 GHz.

Selon un mode de réalisation, le tachéomètre comporte une tête robotisée associée à des moyens de suivi automatique d'une cible, lesdits moyens suivant la cible lors de son déplacement. Selon un mode de réalisation, un calculateur est connecté à la sonde et au tachéomètre, le calculateur couplant, pour chaque mesure effectuée, la valeur de la mesure avec la position de la sonde déterminée au moment de la prise de mesure. Un boîtier de commande peut être connecté au calculateur, le boîtier de commande émettant un signal de commande vers le calculateur pour déclencher une prise de mesure. Selon un mode de réalisation, lorsque la sonde est déplacée par 30 un opérateur, la sonde est fixée sur un support afin d'isoler l'opérateur de la sonde. Avantageusement, le calculateur est pourvu d'un logiciel de représentation cartographique des mesures effectuées.

D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : l'unique figure 1, un exemple de mode de réalisation du système de 5 mesure selon l'invention.

La figure 1 présente un exemple de mode de réalisation d'un système de mesure selon l'invention. Le système 100 comporte un tachéomètre 101, un calculateur 10 102, une sonde de mesure 103 fixée sur une perche isolante 104 manipulée par un opérateur 105. Une cible 106 est fixée à la sonde de mesure 103 et un boîtier de commande 107 accessible à l'opérateur 105 est placé sur la perche isolante 104. La description du système 100 de la figure 1 concerne la mesure 15 de rayonnements électromagnétiques ; aussi, la sonde 103 permet de mesurer l'intensité desdits rayonnements. Néanmoins, le système selon l'invention peut s'appliquer aux mesures de tous types de grandeurs physiques, la sonde de mesure à utiliser étant alors naturellement choisie en fonction du type de grandeur physique à étudier. 20 Grâce à ses moyens de détection, le tachéomètre 101 permet de connaître précisément la localisation de la cible 106 relativement à sa propre position. Le tachéomètre 101 est, de préférence, pourvu d'une tête mobile comprenant des moyens de suivi automatique d'une cible. De cette manière, si la cible 106 est déplacée par l'opérateur 105, le tachéomètre 101 est apte 25 à suivre cette cible 106 au cours de son déplacement. Ces moyens de suivi automatique peuvent notamment comporter une caméra infrarouge reliée à un processeur dédié à la reconnaissance de forme. Selon un mode de mise en oeuvre plus simple du système 100, le tachéomètre 101 comporte une tête dont la position est ajustée manuellement pour viser la cible 106, 30 laquelle est, par exemple, un prisme réflecteur catoptrique. La cible 106 est fixée à la sonde 103, de sorte que la connaissance de la position de la sonde 103 soit déduite de la mesure de position de la cible 106 effectuée par le tachéomètre 101. De préférence, la cible 106 est neutre sur le plan électromagnétique, car constituée d'une 35 matière ne perturbant pas les champs électromagnétiques mesurés.

La sonde 103 est connectée, par exemple via une liaison optique, au calculateur 102, Par ailleurs, le calculateur 102 est connecté au tachéomètre 101, par exemple via une liaison série RS 232, de sorte que le tachéomètre 101 peut transmettre les coordonnées mesurées de la cible 106 au calculateur 102. Avantageusement, le calculateur 102 est un appareil à faible encombrement tel qu'un ordinateur portable, ce qui permet à l'opérateur 105 de le déplacer avec lui pendant les prises de mesures. Dans l'exemple, le calculateur 102 est connecté au boîtier de commande 107, par exemple par l'intermédiaire d'une liaison série filaire ou optique ou encore via une liaison USB. Ce boîtier de commande 107 est actionné par l'opérateur 105 chaque fois que celui-ci souhaite effectuer une mesure. Un signal de commande est alors transmis au calculateur 102 par le boîtier de commande 107. Le calculateur 102 est équipé d'un module logiciel spécifique permettant de traiter ce signal de commande. Ce module logiciel déclenche l'émission de deux signaux quasi-simultanés. Un premier signal est transmis par le calculateur 102 à la sonde 103 afin de déclencher une mesure, et un second signal est transmis au tachéomètre 101 en vue de déterminer la localisation de la cible 106, donc de la sonde 103. La valeur de mesure issue de la sonde 103 et les coordonnées de la cible 106 déterminées par le tachéomètre 101 sont ensuite transmises au calculateur 102. Ainsi, pour une commande de l'opérateur 105 déclenchée via le boîtier de commande 107, le calculateur 102 reçoit un couple de valeurs (mesure, coordonnées du point de mesure). Ces couples de valeurs peuvent être simplement enregistrés sur un support de mémoire et/ou affichés sous forme de texte par un écran associé au calculateur 102. Selon un mode de réalisation plus évolué du système, un module logiciel exécuté par le calculateur 102 permet de visualiser une cartographie 2D et/ou 3D des zones de mesure sur l'écran. Les points de mesures peuvent être représentés par un code symbolique, et l'intensité des valeurs de mesures peut être associée à un code de couleurs. L'opérateur 105 dispose alors d'une représentation synoptique des mesures effectuées et est en mesure de combler ses oublis éventuels dans la couverture du secteur à étudier. Selon certains modes de réalisation du système 100, le mode de fixation choisi pour adjoindre la cible 106 à la sonde 103 impose un écart de distance D entre la cible 106 et la sonde 103. Cet écart est matérialisé, dans l'exemple, par la présence d'un bras rigide vertical dont l'extrémité haute est accolée à la sonde 103 et dont l'extrémité basse est accolée à la cible 106. Dans ce cas, chaque valeur de mesure de localisation de la cible 106 doit être rectifiée pour prendre en compte cet écart entre la cible 106 et la sonde 103, soit dans cet l'exemple, ajouter la distance D à la hauteur mesurée de la cible 106 pour connaître la hauteur réelle de la sonde 103. Par exemple, le calculateur 102 peut être configuré pour appliquer systématiquement cette rectification sur les valeurs de mesures de positions transmises par le tachéomètre 101.

Dans l'exemple, la sonde de mesure 103 est fixée sur la perche isolante 104 afin d'imposer une distance minimale entre la sonde 103 et l'opérateur 105. En effet, d'une part, la présence de l'opérateur 105 à proximité de la sonde 103 peut altérer les mesures. D'autre part, des zones sont potentiellement exposées à des rayonnements importants, ce qui peut constituer un danger pour un opérateur 105 évoluant à l'intérieur de ces zones. D'autres moyens de déplacement de la sonde 103 et/ou de mise à distance de la sonde 103 vis-à-vis de l'opérateur 105 sont envisageables, par exemple, la sonde 103 peut être placée sur un véhicule ou dirigée à l'aide d'une grue. Dans l'exemple, la perche isolante 104 est pourvue d'une masse d'équilibrage 104a et est maintenue à l'aide d'un harnais 104b pour soulager l'opérateur 105. Selon une mise en oeuvre simplifiée du système selon l'invention, la sonde 103 est tenue directement par l'opérateur 105. Des mesures peuvent être effectuées tant que la cible 106 adjointe à la sonde 103 demeure dans le champ de visée du tachéomètre 101. Une mise en place judicieuse du tachéomètre 101 est donc préconisée, en vue de maximiser l'étendue spatiale couverte par les moyens de détection du tachéomètre. Lorsque le secteur à étudier ne peut pas être couvert par une seule position du tachéomètre 101, plusieurs séries de mesures sont nécessaires, chaque série étant effectuée à partir d'une localisation différente du tachéomètre 101. De préférence, dans le but d'obtenir une cartographie unique pour l'ensemble du secteur à étudier, autrement dit de produire des mesures dans un même référentiel spatial, une position de référence du tachéomètre 101 est choisie, ladite position étant commune à toutes les séries de mesures. Aussi, lors d'une nouvelle mise en place du tachéomètre 101 liée à un passage d'une série de mesures à la suivante, l'écart de localisation et d'orientation entre la nouvelle position du tachéomètre 101 et la position de référence est entré, par exemple dans le calculateur 102. Cet écart est pris en compte par le calculateur 102 pour replacer les mesures dans le même référentiel spatial.

Le système selon l'invention peut, par exemple, être utilisé sur un site de travail pour identifier les zones dangereuses vis-à-vis du personnel et pour faciliter la mise en conformité du site vis-à-vis des normes de sécurité. Il peut également être mis en oeuvre pour déterminer les zones aptes à recevoir du matériel sensible à des champs électromagnétiques importants, ou encore permettre d'établir des diagrammes de rayonnement d'antennes. Un avantage du système selon l'invention est sa simplicité et la rapidité avec laquelle il peut être mis en oeuvre. Il ne nécessite qu'un seul opérateur. En outre, la précision de mesure de localisation obtenue est généralement très satisfaisante en regard des applications demandées, de l'ordre d'un centimètre pour une distance tachéomètre-cible de 300m. Enfin, le système peut fonctionner dans des conditions a priori défavorables, par exemple dans le noir complet et sous la pluie.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système (100) de mesure d'une grandeur physique en différents points d'une zone à examiner, chaque prise de mesure étant spatialement localisée, le système (100) comprenant une sonde (103) de mesure de ladite grandeur physique, le système (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte un tachéomètre (101) associé à une cible (106), ladite cible étant fixée à la sonde (103), le tachéomètre (101) déterminant la localisation de la cible (106), donc de la sonde (103), lors de chaque prise de mesure, afin d'obtenir concomitamment la valeur de la mesure 1 o et la position de la mesure.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sonde (103) est une sonde de mesure de l'intensité des rayonnements électromagnétiques.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou les matériaux constituant la cible (106) sont sensiblement neutres sur le plan électromagnétique, la perméabilité magnétique desdits matériaux étant proche de celle du vide.

4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tachéomètre (101) comporte une tête robotisée associée à des moyens de suivi automatique d'une cible, lesdits moyens suivant la cible (106) lors de son déplacement. 25

5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un calculateur (102) est connecté à la sonde (103) et au tachéomètre (101), le calculateur (102) couplant, pour chaque mesure effectuée, la valeur de la mesure avec la position de la sonde (103) déterminée au 30 moment de la prise de mesure.

6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier de commande (107) connecté au calculateur (102), le boîtier de 15 20commande (107) émettant un signal de commande vers le calculateur (102) pour déclencher une prise de mesure.

7. Système selon l'une des revendications précédentes, la sonde (103) étant déplacée par un opérateur (105), caractérisé en ce que la sonde (103) est fixée sur un support (104) afin d'isoler l'opérateur (105) de la sonde (103).

8. Système selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le ~o calculateur (102) est pourvu d'un logiciel de représentation cartographique des mesures effectuées.