FR2994594A1

FR2994594A1 - Procede et systeme de mesure de la distance entre deux points d'un parcours

Info

Publication number: FR2994594A1
Application number: FR1257824A
Authority: FR
Inventors: Romain Dronneau
Original assignee: CT D ETUDES TECH de l EQUIPEMENT de l OUEST
Current assignee: CEREMA - DIRECTION TERRITORIALE OUEST, FR
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2014-02-21
Anticipated expiration: 2032-08-16
Also published as: FR2994594B1

Abstract

Procédé et système de mesure de la distance entre deux points d'un parcours La présente invention concerne un procédé de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours au moyen d'un système de mesure installé sur un véhicule (10), ledit système de mesure comprenant un système de codeur incrémental (20) qui est accouplé à au moins une roue (11) entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule (10) et qui délivre des impulsions en nombre donné par tour de ladite roue et d'un détecteur (30) prévu pour détecter des repères (40). Selon l'invention, ledit procédé est caractérisé en ce que qu'il comprend les étapes suivantes : - déterminer le nombre d'impulsions no émises par ledit système de codeur incrémental (20) lorsque le véhicule (10) parcourt une distance L connue avec précision, - déterminer, alors que ledit véhicule roule entre les desdits deux points A et B, le nombre d'impulsions nAB émises par ledit système de codeur incrémental (20) entre, d'une part, l'instant de détection par ledit détecteur (30) d'un premier repère (40) placé au premier A desdits points dudit parcours et, d'autre part, l'instant de détection par ledit détecteur (30) d'un second repère (40) placé au second B desdits points dudit parcours et, - déduire des deux déterminations la distance parcourue entre lesdits deux points par la formule : L = L0 * n / n La présente invention concerne également un système de mesure pour la mise en oeuvre dudit procédé.

Description

La présente invention concerne un procédé de mesure de la distance entre deux points d'un parcours ainsi qu'un système de mesure de la distance entre deux points d'un parcours qui permet la mise en oeuvre dudit procédé, ledit système de mesure étant monté dans un véhicule automoteur. Un tel système est également connu sous le nom d'odomètre. L'invention concerne également un système de mesure de la vitesse moyenne sur ledit parcours entre lesdits deux points. Le principe d'un odomètre est de mesurer le nombre de tours d'une roue entraînée en roulant sur le sol par le mouvement du véhicule dans lequel ledit odomètre est embarqué et d'en déduire, par une simple règle de trois, connaissant la circonférence de ladite roue, la distance parcourue. La roue en question est soit une roue spécifique en remorque dudit véhicule, soit une roue dudit véhicule. On connaît des systèmes utilisant des codeurs de roue qui sont accouplés sur le moyeu d'une roue du véhicule et qui délivrent des impulsions en nombre donné, par exemple 256, par tour de roue. Ces impulsions sont traitées par un ordinateur, par comptage des impulsions générées par le codeur de roue. Ces systèmes ne sont pas utilisés pour mesurer la distance entre deux points d'un parcours mais servent plutôt à l'étalonnage de compteurs de vitesse donnant la vitesse instantanée. Ainsi, dans le document FR-A-2739927, un tel système est utilisé pour vérifier et étalonner un appareil indicateur ou enregistreur de la distance parcourue et, éventuellement de la vitesse instantanée d'un véhicule, appareil tel qu'un tachymère, un tachygraphe, chronotachygraphe, taximètre ou analogue. Dans ce document, le procédé décrit consiste à mesurer la longueur développée correspondant à un tour de roue, à entraîner une roue du véhicule à une vitesse mesurée par ledit appareil indicateur ou enregistreur et à déterminer le nombre de tours de la roue pour en déduire la vitesse instantanée ainsi mesurée du véhicule, puis à comparer les deux valeurs de vitesse instantanée. De même, le procédé de mesure de vitesse instantanée décrit dans le document WO-A-2001/86308 consiste à mesurer, dans une première phase d'étalonnage, le nombre d'impulsions émises par un codeur de roue entre deux points matérialisés au sol par des bandes réfléchissantes et détectés par un capteur optique approprié, points séparés entre eux par une distance connue. Cette mesure est utilisée par la suite, dans une seconde phase de comparaison, pour détecter le nombre d'impulsions émises par le même codeur de roue entre deux changements d'état d'un taximètre au moment des chutes, soit manuellement, soit automatiquement.

Aucun de ces documents ne poursuit donc le but de la présente invention qui est de prévoir un procédé et un système permettant de mesurer avec précision la distance entre deux points d'un parcours, le résultat étant reconnu par les autorités et homologable.

Pour atteindre ce but, un procédé de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours au moyen d'un système de mesure installé sur un véhicule, ledit système de mesure comprenant un système de codeur incrémental qui est accouplé à au moins une roue entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule et qui délivre des impulsions en nombre donné par tour de ladite roue et d'un détecteur prévu pour détecter des repères. Selon l'invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer le nombre d'impulsions no émises par ledit système de codeur incrémental lorsque le véhicule parcourt une distance Lo connue avec précision, - déterminer, alors que ledit véhicule roule entre les desdits deux points A et B, le nombre d'impulsions n émises par ledit système de codeur incrémental entre, d'une part, l'instant de détection par ledit détecteur d'un premier repère placé au premier A desdits points dudit parcours et, d'autre part, l'instant de détection par ledit détecteur d'un second repère placé au second B desdits points dudit parcours et, - déduire des deux déterminations la distance parcourue entre lesdits deux points par la formule : LAB = Lo * n / no. Avantageusement, ledit procédé comporte en outre une étape de mesure du temps tAB mis par ledit véhicule pour passer du point A au point B et une étape de détermination de la vitesse moyenne Vm du véhicule entre lesdits deux points A et B en divisant la distance parcourue déduite L par ledit temps tAB : VM = LAB/tAB La présente invention concerne également un système de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours, ledit système étant installé dans un véhicule (10) et comprenant : - un système de codeur incrémental qui est accouplé à au moins une roue entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule et qui délivre des impulsions en nombre donné par tour de ladite roue, - un détecteur prévu pour détecter des repères. Selon l'invention, il est caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un circuit de comptage prévu pour recevoir les impulsions émises par ledit système de codeur incrémental lorsque celui-ci est activé par un signal d'activation, - une unité de commande prévue pour recevoir les impulsions émises par le détecteur lorsque celui-ci a détecté un repère et pour activer le signal d'activation à la réception du détecteur d'une première impulsion suite à la détection d'un premier repère et pour désactiver le signal d'activation à la réception du détecteur d'une seconde impulsion suit à la détection d'un second repère, ledit circuit de comptage effectuant le compte des impulsions qu'il a reçues du système de codeur incrémental. Avantageusement, ledit système de mesure comporte autant de registres de comptage que de codeurs incrémentaux du système de codeur incrémental, chaque registre étant incrémenté à chaque impulsion reçue du codeur incrémental correspondant, le ou lesdits registres pouvant être lus par un ordinateur. Avantageusement, ladite unité de commande est elle-même commandée par un signal de fenêtrage de durée prédéterminée qui, lorsqu'il est actif, inhibe le signal issu du détecteur tout en maintenant actif le signal d'activation. Avantageusement, ledit détecteur est constitué d'un émetteur d'un rayon lumineux, tel qu'un laser, et d'un capteur optique (32) prévu pour détecter ledit rayon lumineux lorsque celui-ci est réfléchi sur un repère. Avantageusement, ledit système de codeur incrémental est constitué de deux codeurs incrémentaux respectivement accouplés à deux roues entraînées en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule. Par exemple, lesdites deux roues sont des roues dudit véhicule. Avantageusement, selon l'invention, ledit circuit de comptage comporte en outre un registre de comptage pour le comptage du nombre d'impulsions émises par une horloge pendant l'activation du signal d'action Sa, ledit registre pouvant également être lu par ledit ordinateur qui est alors prévu pour mesurer la vitesse moyenne dudit véhicule entre les deux points A et B dudit parcours. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : La Fig. 1 est une vue générale du système de mesure de distance selon la présente invention, La Fig. 2 montre le montage d'un système de codeur incrémental d'un système de mesure de distance selon la présente invention, La Fig. 3 est une vue schématique d'un détecteur d'un système de mesure de distance selon la présente invention et, La Fig. 4 est un schéma synoptique d'un système de mesure de distance selon la présente invention. Le véhicule, en l'occurrence une automobile 10, est équipée d'un système de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours qui comprend un système de codeur incrémental 20 qui est accouplé à au moins une roue 11 entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule 10 et un détecteur 30 prévu pour détecter des repères 40. Selon un mode avantageux de réalisation, le système de codeur incrémental 20 est constitué de plusieurs codeurs incrémentaux (seul celui du côté droit est montré sur la Fig. 1), par exemple deux, respectivement monté à droite et à gauche du véhicule. Dans le mode de réalisation représenté, le système de codeur incrémental 20 est accouplé aux roues arrière 11 du véhicule, mais l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation. En effet, le système de codeur incrémental 20 pourrait être monté sur les roues avant du véhicule, mais également sur la ou les roues d'un système à roue(s) remorqué par ledit véhicule. A la Fig. 1, le véhicule 10 est représenté à deux moments différents : l'un correspondant au passage du véhicule 10 au niveau d'un point A, au moment où le détecteur 30 détecte un premier repère 40 ; l'autre correspondant au passage du véhicule au niveau d'un point B, au moment où le détecteur 30 détecte maintenant le second repère 40. Lorsque le détecteur 30 détecte un repère 40, il génère une impulsion 130. Quant au système de codeur incrémental 20, il délivre des impulsions 120 dont seules sont prises en compte, comme cela est visible sur la Fig. 1, celles émises entre une impulsion 130 et l'impulsion 130 suivante. Un codeur incrémental 20 est représenté à la Fig. 2 et est essentiellement constitué d'un disque 21 rendu solidaire de la jante 110 de la roue 11 du véhicule et d'un codeur incrémental proprement dit 22 libre en rotation par rapport au disque 21 mais immobilisé par rapport à la carrosserie (ou toute autre partie du véhicule qui ne tourne pas avec la roue 11, telle que le châssis). Le codeur incrémental 22 est prévu pour délivré nt impulsions par tour du disque 21 et donc par tour de la roue 11. Par exemple, nt = 256. Pour qu'il puisse délivrer des impulsions 120, un codeur incrémental 20 doit être activé par un signal d'activation Sa. Un détecteur 30 selon un mode de réalisation de la présente invention est représenté à la Fig. 3. Il est constitué d'un émetteur de rayon lumineux 31, par exemple de rayon infrarouge, et d'un capteur optique 32 prévu pour détecter le rayon lumineux lorsque celui-ci est réfléchi sur un repère 40. Par exemple, ce dernier est constitué d'un élément réfléchissant de surface limitée, quelques centimètres carré. Il peut s'agir d'un miroir. Quant à l'émetteur de rayon lumineux 31, il peut s'agir d'un laser. Une détection peut être ainsi assurée même si le détecteur 30 et le repère 40 sont relativement éloigné, par exemple jusqu'à 20 mètres, voire 50 mètres. Le schéma synoptique de l'électronique du système de mesure de l'invention est représenté sur la Fig. 4 où est visible le système de codeur incrémental 20, lui-même constitué dans le mode de réalisation représenté, de deux codeurs incrémentaux 201 et 202 qui délivrent des impulsions 120, dès lors que le véhicule 10 roule, à raison de nt = 256 impulsions par tour de roue, le détecteur 30 qui délivre une impulsion 130 chaque fois qu'il a détecté un repère 40, une unité de commande 50 prévue pour délivrer un signal d'activation Sa pour activer les codeurs incrémentaux 201 et 202 afin que ceux- ci puissent délivrer leurs impulsions 120 à un circuit de comptage 80, ladite unité de commande 50 étant pilotée par les impulsions délivrées par le détecteur 30 en fonction de signaux de fenêtrage Sf délivrés par ledit circuit de comptage 80. Le circuit de comptage 80 comporte autant de registres de comptage 81 et 82 que le système de codeur incrémental 20 comporte de codeurs incrémentaux 201 et 202, lesdits registres 81 et 82 pouvant être lus par un ordinateur 90 auquel ledit circuit de comptage 80 est relié. Le circuit de comptage 80 est avantageusement un compteur hard, c'est-à-dire non logiciel, ce qui permet à la mesure de distance d'être précise à la distance près parcourue entre deux impulsions 120 successives.

Le fonctionnement est le suivant. Lorsque le détecteur 30 délivre une première impulsion suite à la détection d'un premier repère 40, un signal d'activation Sa (par exemple à un niveau dit un) est délivré par l'unité de commande 50 qui active chacun des codeurs incrémentaux 20, lesquels délivrent alors les impulsions 120 à raison de nt par tour de roue du véhicule, lesquelles sont alors fournies au circuit de comptage 80 qui incrémente chacun de ses registres de comptage 81, 82 à chaque impulsion 120 reçue du codeur incrémental 201, 202 correspondant. Le circuit de comptage 80 délivre également un signal de fenêtrage Sf qui a pour fonction, lorsqu'il est actif (par exemple à un niveau dit un), d'une part, d'inhiber le signal issu du détecteur 30 et, d'autre part, de maintenir le signal d'activation Sa. Comme cela est visible à la Fig. 1, le signal de fenêtrage Sf est actif pendant un temps prédéterminé correspondant à un temps légèrement plus court que le temps nécessaire pour accomplir le parcours entre le premier et le second repères 40. Au retour à l'état inactif du signal de fenêtrage (son niveau passe par exemple à zéro), le signal d'activation Sa est maintenu (niveau un) jusqu'à l'arrivée de la seconde impulsion issue du détecteur 30 suite à la détection du second repère 40. A ce moment, le signal d'activation Sa n'est plus délivré (En pratique, lorsque la valeur du signal Sa est à un niveau 1 lorsqu'il est actif, il repasse à ce moment-là à un niveau 0). Les impulsions 120 ne sont plus délivrées par les codeurs incrémentaux 201 et 202 si bien que les registres de comptage 81 et 82 du circuit de comptage 80 ne sont plus incrémentés. Le chronogramme des différents signaux Sf, Sa, 120 et 130 est représenté à la Fig. 1 en relation avec le schéma de l'automobile 10 passant successivement du point A au point B.

Les valeurs de comptage lues par l'ordinateur 90 dans les regitres de comptage 81 et 82 correspondent au nombre d'impulsions 120 émises par les codeurs incrémentaux respectifs 201 et 202. L'ordinateur 90 effectue alors une moyenne de ces deux valeurs comptage lues présents dans les registres 81 et 82 du circuit de comptage 80 pour déterminer la distance Lab entre les points A et B.

L'avantage du système électronique décrit résulte du fait que l'activation de chacun des codeurs incrémentaux 20 est directement déclenchées par les impulsions du détecteur 30 si bien que le compte des impulsions des codeurs incrémentaux 20 effectue par le circuit de comptage 80 est très précis et juste. Il est alors possible d'effectuer les mesures alors que le véhicule roule à vitesse relativement élevée, par exemple 130km/h si les mesures sont effectuées sur autoroute. Par ailleurs, le signal de fenêtrage Sf, en inhibant le signal issu du détecteur 30 lorsqu'il est actif, permet au système de mesure d'être insensible aux fausses détections de repères 40 résultant d'une réflexion du signal lumineux issu de l'émetteur 31 sur un rétroviseur ou sur autre partie d'un autre véhicule circulant en sens inverse.

Pour mesurer la distance entre deux points d'un parcours en utilisant le système de mesure qui vient d'être décrit, on détermine, dans une première phase d'étalonnage, le nombre d'impulsions émises par ledit système de codeur incrémental 20 lorsque le véhicule parcourt une distance connue avec précision. Cette distance précise est par exemple matérialisée entre deux repères 40 et est mesurée par un mètre à ruban, par exemple du type classe 2, de longueur égale par exemple à 50 mètres. Si le nombre d'impulsions émises alors par le système de codeur incrémental 20 est de no pour une longueur de Lo (par exemple Lo = 50 m), la longueur 10 parcourue entre deux impulsions consécutives est de L0/n0.

Dans une seconde phase de mesure, on détermine, alors que le véhicule roule, le nombre d'impulsions émises par ledit système de codeur incrémental 20 entre, d'une part, l'instant de détection par ledit détecteur 30 d'un premier repère 40 placé au premier desdits points dudit parcours et, d'autre part, l'instant de détection par ledit détecteur 30 d'un second repère 40 placé au second desdits points dudit parcours.

Si le nombre d'impulsions émises alors par le système de codeur incrémental 20 est de n la longueur L entre les deux points A et B est alors déduite par la relation : LAB = 10 * nAB = Lo * n/ n0 Le système de mesure de l'invention comporte encore une horloge H (représentée ici par la seule lettre H) qui délivre son signal d'horloge à une première entrée d'une porte 70 du type ET dont la seconde entrée reçoit le signal d'activation Sa et dont la sortie est reliée à une entrée du circuit de comptage 80. Celui-ci comporte un registre de comptage supplémentaire 83 pour le comptage du nombre d'impulsions reçues de la porte 70 et, donc plus précisément, du nombre d'impulsions d'horloge H pendant l'activation du signal d'action Sa. On comprendra que l'on mesure ainsi le temps t mis par le véhicule 10 pour parcourir la distance LAb entre les deux repères 40 détectés et, ce, avec la précision de l'horloge H. L'ordinateur 90 est également prévu pour pouvoir lire le registre de comptage supplémentaire 83. En divisant la mesure de distance parcourue L entre les points A et B d'un parcours et le temps t nécessaire pour parcourir cette distance, on peut déterminer la vitesse moyenne V entre les deux points A et B du parcours : VAB = LABAAB.

Claims

REVENDICATIONS1) Procédé de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours au moyen d'un système de mesure installé sur un véhicule (10), ledit système de mesure 5 comprenant un système de codeur incrémentai (20) qui est accouplé à au moins une roue (11) entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule (10) et qui délivre des impulsions en nombre donné par tour de ladite roue et d'un détecteur (30) prévu pour détecter des repères (40), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - déterminer le nombre d'impulsions no émises par ledit système de codeur 10 incrémentai (20) lorsque le véhicule (10) parcourt une distance Lo connue avec précision, - déterminer, alors que ledit véhicule roule entre les desdits deux points A et B, le nombre d'impulsions nAB émises par ledit système de codeur incrémentai (20) entre, d'une part, l'instant de détection par ledit détecteur (30) d'un premier repère (40) placé 15 au premier A desdits points dudit parcours et, d'autre part, l'instant de détection par ledit détecteur (30) d'un second repère (40) placé au second B desdits points dudit parcours et, - déduire des deux déterminations la distance parcourue entre lesdits deux points par la formule : 20 LAB = * nAB / no
2) Procédé de mesure selon la revendication 1> caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de mesure du temps tAB mis par ledit véhicule (10) pour passer du point A au point B et une étape de détermination de la vitesse moyenne Vm du 25 véhicule (10) entre lesdits deux points A et B en divisant la distance parcourue déduite LAB par ledit temps tAB : Vm = LABltAB 30
3) Système de mesure de la distance entre deux points A et B d'un parcours prévu pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1 ou 2, ledit système étant installé dans un véhicule (10) et comprenant :- un système-de codeur incrémentai (20) qui est accouplé à au moins une roue (11) entraînée en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule (10) et qui délivre des impulsions en nombre donné par tour de ladite roue (11), - un détecteur (30) prévu pour détecter des repères (40), caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un circuit de comptage (80) prévu pour recevoir les impulsions émises par ledit système de codeur incrémentai (20) lorsque celui-ci est activé par un signal d'activation (Sa), - une unité de commande (50) prévue pour recevoir les impulsions émises par le détecteur (30) lorsque celui-ci a détecté un repère (40) et pour activer le signal d'activation à la réception du détecteur (30) d'une première impulsion suite à la détection d'un premier repère (40) et pour désactiver le signal d'activation à la réception du détecteur (30) d'une seconde impulsion suit à la détection d'un second repère (40), ledit circuit de comptage (80) effectuant le compte des impulsions qu'il a reçues du système de codeur incrémentai (20).
4) Système de mesure selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit de comptage (80) comporte autant de registres de comptage (81 et 82) que de codeurs incrémentaux (201 et 202) du système de codeur incrémentai (20), chaque registre (81, 82) étant incrémenté à chaque impulsion reçue du codeur incrémentai correspondant, le ou lesdits registres (81, 82) pouvant être lus par un ordinateur (90).
5) Système de mesure selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que 25 ladite unité de commande (50) est elle-même commandée par un signal de fenêtrage (Sf) de durée prédéterminée qui, lorsqu'il est actif, inhibe le signal issu du détecteur (30) tout en maintenant actif le signal d'activation (Sa).
6) Système de mesure selon une des revendications précédentes 3 à 5, 30 caractérisé en ce que ledit détecteur (30) est constitué d'un émetteur (31) d'un rayon lumineux, tel qu'un laser, et d'un capteur optique (32) prévu pour détecter ledit rayon lumineux lorsque celui-ci est réfléchi sur un repère (40).
7) Système de mesure selon une des revendications précédentes 3 à 6, caractérisé en ce que ledit système de codeur incrémentai (20) est constitué de deux codeurs incrémentaux (201 et 202) respectivement accouplés à deux roues (11) entraînées en roulant au sol par le mouvement dudit véhicule (10).
8) Système de mesure selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites deux roues sont des roues dudit véhicule.
9) Système de mesure selon une des revendications précédentes 3 à 8, caractérisé en ce que ledit circuit de comptage (80) comporte en outre un registre de comptage (83) pour le comptage du nombre d'impulsions émises par une horloge (H) pendant l'activation du signal d'action Sa, ledit registre (83) pouvant également être lu par ledit ordinateur (90) qui est alors prévu pour déduire, de la distance parcourue entre lesdits deux points A et B et du temps nécessaire pour parcourir cette distance, la vitesse moyenne dudit véhicule entre les deux points A et B dudit parcours.