FR3005011A1 - Dispositif holographique de signalisation pour vehicule - Google Patents

Dispositif holographique de signalisation pour vehicule Download PDF

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Abstract

Dispositif de signalisation (1) pour véhicule (4), ledit dispositif (1) comportant un système optique d'imagerie (30) et une source lumineuse (33) apte à émettre un faisceau de lumière cohérente, le système optique (30) étant apte à générer au moins une image holographique (34) visible par le conducteur d'un véhicule suiveur (5) situé à l'arrière dudit véhicule (4) quand il est éclairé par le faisceau de lumière cohérente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, des éléments optiques (22) pour diviser le faisceau de lumière cohérente émis en une première partie de faisceau (Fi) apte à éclairer le système optique (30) et une deuxième partie de faisceau (Ft ; Ft' ; Ft") apte à éclairer un véhicule suiveur (5) pour sa détection, des moyens de détection (10 ; 10' ; 10") aptes à recevoir la deuxième partie de faisceau (Ft ; Ft' ; Ft") réfléchi par le véhicule suiveur (5) et des moyens de commande (20) aptes à commander l'éclairage du système optique (30) uniquement lorsque le véhicule suiveur (5) est détecté.

Description

DISPOSITIF HOLOGRAPHIQUE DE SIGNALISATION POUR VEHICULE La présente invention concerne les dispositifs de 5 signalisation pour véhicule destinés à attirer l'attention des véhicules suiveurs, et concerne, en particulier, les dispositifs de signalisation holographiques pour générer une image holographique. Conformément à la réglementation, les véhicules automobiles 10 circulant sur la voie publique doivent obligatoirement comporter des dispositifs de signalisation. Ces derniers sont constitués d'une pluralité de feux normalisés qui permettent de transmettre un certain nombre d'informations à l'environnement du véhicule et en particulier aux autres véhicules roulants dans cet environnement. 15 Parmi ces feux normalisés, les feux stop ont pour but de prévenir les collisions par l'arrière en indiquant au véhicule suiveur que le véhicule situé à l'avant est en train de freiner. Cependant, l'allumage de ces feux est totalement indépendant de la distance entre les deux véhicules. Ainsi, en cas 20 de freinage brutal, cette information peut apparaitre trop tardivement pour qu'un véhicule suiveur ne respectant pas les distances de sécurité parvienne à éviter la collision. Afin de réduire les risques d'accident, certains dispositifs de signalisation complémentaires ont été développés. 25 La demande japonaise JP 06-012599 décrit un dispositif de signalisation comportant des moyens de génération d'une image holographique contenant le message d'avertissement « STOP » à l'attention du conducteur du véhicule suiveur. Ces moyens sont situés à l'arrière du véhicule et à un niveau plus bas que la hauteur 30 des yeux du conducteur du véhicule suiveur et l'image holographique générée est visible uniquement dans une zone angulaire verticale de diffusion réduite qui s'étend derrière le véhicule en s'élevant progressivement vers le haut. Tant que le véhicule suiveur est distant de plus de 50 mètres du véhicule équipé, les yeux de son conducteur se situent dans une région située en dessous de cette zone angulaire verticale de diffusion, de sorte que ce dernier ne peut visualiser l'image holographique d'alerte. Inversement, lorsque ce véhicule suiveur se rapproche à moins de 50 mètres su véhicule équipé, les yeux de son conducteur entrent dans la zone angulaire verticale de diffusion et ce dernier visualise alors le message holographique d'avertissement « STOP » qui l'informe qu'il ne respecte pas la distance de sécurité et qu'il doit réduire sa vitesse. Le document FR 2 949 725A décrit un dispositif similaire dans lequel les moyens de génération génèrent deux images holographiques diffusées respectivement dans deux zones angulaires verticales de diffusion réduites orientées différemment. Lorsque le véhicule suiveur se rapproche à une certaine distance du véhicule équipé, son conducteur visualise la première image holographique d'avertissement. Si malgré ce premier message, le véhicule suiveur continue de se rapprocher du véhicule équipé, les yeux de son conducteur vont sortir de la zone angulaire verticale de diffusion de la première image et entrer dans celle de la seconde image holographique dont le message d'avertissement sera encore plus explicite. Dans ce type de dispositifs, l'entrée des yeux du conducteur du véhicule suiveur dans la zone de diffusion de l'hologramme dépend de la position de conduite de ce véhicule. Ainsi, lorsque le véhicule équipé est suivi au loin par un véhicule à position de conduite élevée tel qu'un fourgon ou un poids lourd, son conducteur visualisera l'image holographique d'avertissement alors même que la distance entre les deux véhicules est supérieure à la distance de sécurité. La visualisation de cette alerte erronée est source de perturbation pour le conducteur du véhicule suiveur et peut entrainer de sa part un freinage d'urgence susceptible d'engendrer des accidents avec les véhicules environnants. La demande française FR1258383, déposée par la demanderesse, propose un dispositif de signalisation pour véhicule comportant un module holographique de signalisation apte générer au moins une image holographique visible par le conducteur d'un véhicule suiveur situé à l'arrière dudit véhicule. Dans ce dispositif, l'image holographique est générée uniquement lorsque la distance séparant les deux véhicules diminue en deçà d'une distance minimale de sécurité mesurée par un capteur de type radar, disposé à l'arrière dudit véhicule. Ainsi et contrairement aux dispositifs antérieurs, cette image holographique peut être diffusée selon une zone angulaire verticale suffisamment importante pour qu'elle soit systématiquement visible par le conducteur du véhicule suiveur et ce, quelle que soit sa position de conduite. Le dispositif permet ainsi d'alerter le conducteur du véhicule suiveur à bon escient, et ce quel que soit le type de véhicule suiveur concerné (automobile, fourgon, poids lourd, etc..). Il améliore donc la sécurité en réduisant fortement les risques de réactions inopportunes des conducteurs des véhicules suiveurs. Cette solution utilise d'une part une source lumineuse et, d'autre part, un capteur de type radar utilisé pour fournir une prestation de télémétrie différenciée du système optique générant une image holographique.
La présente invention vise à intégrer la prestation de télémétrie avec celle de la génération d'une image holographique.
A cet effet, elle a pour premier objet un dispositif de signalisation pour véhicule, ledit dispositif comportant un système optique d'imagerie et une source lumineuse apte à émettre un faisceau de lumière cohérente, le système optique étant apte à 5 générer au moins une image holographique visible par le conducteur d'un véhicule suiveur situé à l'arrière dudit véhicule quand il est éclairé par le faisceau de lumière cohérente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, des éléments optiques pour diviser le faisceau de lumière cohérente émis en une première 10 partie de faisceau apte à éclairer le système optique et une deuxième partie de faisceau apte à éclairer un véhicule suiveur pour sa détection, des moyens de détection aptes à recevoir la deuxième partie de faisceau réfléchi par le véhicule suiveur et des moyens de commande aptes à commander l'éclairage du système 15 optique uniquement lorsque le véhicule suiveur est détecté. Selon une caractéristique, les moyens commande comportent des moyens de modulation de fréquence aptes à moduler la fréquence du faisceau lumineux ; ladite fréquence augmentant à partir d'une première fréquence constante déterminée pour ne pas 20 générer d'image holographique quand aucun véhicule suiveur n'est détecté, jusqu'à au moins une deuxième fréquence déterminée, supérieure à la première, quand un véhicule suiveur est détecté par les moyens de détection de manière à rendre visible l'image holographique par le véhicule suiveur. 25 Selon une autre caractéristique, il comporte en outre des moyens pour déterminer la vitesse relative entre les deux véhicules; une distance minimale prédéterminée étant calculée en fonction de ladite vitesse relative. Selon une autre caractéristique, quand la distance indique 30 que le véhicule suiveur est dans une zone à risque, le faisceau lumineux est continu ou clignotant.
Selon une autre caractéristique, la deuxième partie de faisceau traverse le système optique en parcourant le même trajet à l'émission et à la réception (aller et retour). Selon une autre caractéristique, la source lumineuse, les 5 moyens de détection, et les moyens de commande sont disposés dans un même boîtier disposé en regard du système optique. Selon une autre caractéristique, les moyens de détection sont disposés au voisinage du système optique. La présente invention a pour deuxième objet, un véhicule 10 comportant un dispositif de signalisation tel que décrit précédemment, disposé à l'arrière du véhicule. Selon une caractéristique, le véhicule disposant d'un balai d'essuie-glace arrière, le boîtier est disposé au voisinage du moyeu de balai d'essuie-glace. 15 Selon une autre caractéristique, le véhicule disposant d'un troisième feu stop, les moyens de détection sont disposés dans le troisième feu stop. La présente invention permet de s'affranchir d'un radar ou autre capteur de type lidar ou camera relativement coûteux. 20 La prestation de télémétrie interagit avec le système optique participant à la génération de l'image holographique, sans pour autant dégrader la qualité de l'image. La présente invention utilise une seule et même source lumineuse de type laser telle qu'une diode laser afin de réaliser la 25 fonction d'éclairage du système optique et une fonction de télémétrie économique, à savoir, déterminer la distance et la vitesse du véhicule suiveur. Ces informations permettent alors d'adapter selon la prestation souhaitée l'affichage de l'alerte. Le faisceau lumineux cohérent issu de la diode laser, est 30 modulé en fréquence puis projeté sur le véhicule suiveur qui est ensuite réfléchi vers le système optique puis analysé (la modulation en fréquence du laser est invisible à l'oeil nu). Une méthode de mesure possible pour déterminer la distance entre les deux véhicules est de calculer le temps mis pour réaliser l'aller-retour ; les modifications des caractéristiques physiques du faisceau permettent de définir la vitesse du véhicule suiveur.
L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté de l'arrière d'un véhicule automobile équipé d'un dispositif de signalisation selon l'invention et suivi par un véhicule suiveur circulant sur la même voie de circulation ; - la figure 2 est une vue en coupe d'un mode réalisation d'un dispositif de signalisation holographique selon l'invention ; - la figure 3 représente un chronogramme du faisceau lumineux modulé en fréquence émis par le dispositif selon l'invention ; et - la figure 4 illustre la disposition des zones optiques du système optique du mode de réalisation dispositif selon l'invention illustré à la figure 2. La figure 1 illustre par une vue de côté, l'arrière d'un véhicule 4 automobile équipé d'un dispositif de signalisation holographique 1 selon l'invention. Le véhicule équipé du dispositif de signalisation 1, appelé véhicule porteur, est suivi par un véhicule dit suiveur 5 circulant sur la même voie de circulation ; le véhicule suiveur 5 pouvant être un véhicule pour particulier 51 ou un poids lourd 52. Le dispositif de signalisation holographique 1 génère par projection à l'arrière du véhicule 4, une image holographique 34 afin d'afficher une information de type pictogramme signalant un danger potentiel, dans le champ de vision 35 du conducteur du véhicule suiveur 5.
Le dispositif de signalisation holographique 1 selon l'invention est représenté en coupe sur la figure 2. Ce dispositif 1 comporte une source lumineuse 33 qui émet un faisceau lumineux en direction d'un système optique d'imagerie holographique 30. La source lumineuse 33 est réalisée à partir d'une source de lumière cohérente telle qu'une diode laser. Le dispositif comporte 1 en outre des moyens de détection 10 et des moyens de commande 20.
Dans le mode de réalisation décrit, la source lumineuse 33, les moyens de détection 10 et les moyens de commande 20, sont logés dans un même boîtier 40. Le boîtier 40 comporte également un ensemble d'éléments optiques 22 : lentilles convergentes, divergentes, prismes, filtres et/ou tout autre élément optique, agencés de manière connue (et donc non représentés), pour séparer le faisceau lumineux principal, généré par la source lumineuse 33, en une première partie de faisceau Fi émis vers une première zone optique 31 du système optique 30 et une deuxième partie de faisceau Ft émis vers une deuxième zone optique 32 du système optique 30. Les faisceaux Ft et Fi peuvent coexister sans avoir besoin d'un collimateur, car la séparation des faisceaux est obtenue grâce à une modulation en fréquence du signal Ft. Ainsi, la source lumineuse éclaire les deux zones optiques 31 et 32 selon deux voies : l'une permet d'éclairer le système optique 30 constitué par exemple d'une plaque holographique, afin d'afficher une information de type pictogramme 34 au véhicule suiveur 5, l'autre passe à travers du même système optique 30, pour réaliser la mesure de distance entre le véhicule porteur 4 et le véhicule suiveur 5 ainsi que la vitesse du véhicule suiveur 5. Le dispositif selon l'invention comporte des moyens pour déterminer la vitesse relative VR entre les deux véhicules 4, 5 ; une distance minimale prédéterminée DS étant calculée en fonction de ladite vitesse relative VR.
La deuxième partie de faisceau Ft dédiée à la mesure de la distance/vitesse est réfléchi par le véhicule suiveur 5, parcourt le chemin inverse et est reçu par les moyens de détection 10 avant d'être traité par les moyens de commande 20. La deuxième partie de faisceau Ft parcourt le même trajet à l'émission et à la réception. Le temps de mesure de la distance est choisi très faible (quelques microsecondes) afin que l'affichage de l'information ne soit pas perceptible par l'oeil humain.
Lorsque la distance et la vitesse mesurées par les moyens commande 20, montrent que le véhicule suiveur 5 est dans la zone à risque, selon le paramétrage souhaité, les moyens de commande 20 commandent l'allumage de la première partie de faisceau Fi en continu ou en mode clignotant.
Le boîtier 40 comporte également des moyens de modulation 36 en fréquence d'allumage/extinction du faisceau principal, soit électriquement soit mécaniquement soit toute autre méthode de cadencement, afin de générer une succession d'allumage et d'extinction du faisceau principal. En référence à la figure 3, le faisceau principal est modulé pour permettre la coexistence ou non de la mesure de distance (mesure réalisée périodiquement) avec l'éclairage de l'hologramme (allumage de la première partie de faisceau Fi uniquement lorsque un véhicule suiveur 5 est présent derrière le véhicule porteur 4). Pour une fréquence initiale déterminée, on effectue la mesure de distance/vitesse du véhicule suiveur 5 sans que le pictogramme ne soit visible. Lorsqu'un véhicule suiveur 5 est détecté, la fréquence augmente afin de rendre visible le pictogramme. Lorsqu'aucun véhicule suiveur 5 n'est détecté, la fréquence diminue pour ne réaliser que la mesure périodiquement. Les rayons lumineux des première et deuxième parties de faisceau Ft et Fi sont parallèles et forment un angle d'incidence déterminé avec leurs zones optiques respectives 31 et 32 sur le système optique 30. La première zone optique 31 recevant la première partie de faisceau Fi comporte un réseau de diffraction (émulsion holographique), non représenté, s'étendant sur toute sa surface et orienté de manière à permettre la déviation des rayons de la première partie de faisceau Fi dans le champ de vision 35 du conducteur du véhicule suiveur 5. C'est l'émulsion holographique qui porte l'enregistrement de l'icône ou image holographique projetée par le système de restitution. La deuxième zone optique 32, recevant la deuxième partie de faisceau Ft, comporte un réseau de diffraction, ou autre dispositif optique (lentilles), non représenté, s'étendant sur toute sa surface et agencé de manière à permettre la déviation des rayons de la deuxième partie de faisceau Fi dans le sens de l'émission et la réception, respectivement pour l'éclairage du véhicule suiveur 5 et pour le traitement du signal réfléchi par le véhicule suiveur 5 par les moyens de détection 10 et de commande 20 En référence à la figure 4, les deux zones optiques 31 et 32 20 sont de forme générale rectangulaire et sont centrées sur un même axe de symétrie passant par l'axe de symétrie YY' de la lunette arrière 41 du véhicule 4 (exemple de réalisation non limitatif). La grande dimension de la première zone 31 s'étend dans la direction de l'axe de symétrie YY'. 25 La deuxième zone optique 32, plus petite que la première 31, est inscrite dans la première zone optique 31 (exemple non limitatif) Elle est plus précisément disposée dans la partie supérieure de la zone 31 et représente sensiblement 1/25 de la surface de la 30 première zone 31. Dans une variante, le signal de télémétrie Ft' est émis en dehors de la zone optique 31, directement vers l'arrière au travers de la lunette arrière 41.
Le boîtier 40 est disposé au voisinage du support 50 du moyeu 51 du balai d'essuie-glace (non représenté) de la lunette arrière 41. Il peut être soit fixé sur le support ou être intégré au support 50.
L'intérêt de cet agencement permet de disposer d'un système compact qui s'adapte facilement à une lunette arrière de véhicule et notamment à un véhicule disposant d'un balai d'essuie-glace arrière. A titre de variante, pour les véhicules disposant d'un troisième feu stop disposé dans la partie supérieure de la lunette arrière 41, les moyens de détection 10" sont disposés dans le troisième feu stop. Dans cette variante, le faisceau réfléchi de la deuxième partie de faisceau Ft" ne traverse pas le système optique 30.
Les informations sont transmises aux moyens de commande par moyens filaires ou autres. La deuxième partie du faisceau Ft faisant office de signal de télémétrie, présente une portée moyenne de 100 mètres de sorte qu'il puisse détecter la présence d'un véhicule suiveur 5 20 suffisamment tôt. De préférence, le signal de télémétrie Ft fonctionne à une fréquence typique de l'ordre de 100 Mhz pour une puissance ce l'ordre de quelques watts. Selon encore d'autres variantes de réalisation : - la source lumineuse éclairant l'hologramme est clignotante de sorte à éviter une éventuelle confusion de l'image holographique générée avec d'autres sources lumineuses (par exemple, les feux stop) lorsque les conditions météorologiques sont mauvaises ; - la plaque holographique contient plusieurs images holographiques distinctes.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de signalisation (1) pour véhicule (4), ledit dispositif (1) comportant un système optique d'imagerie (30) et une source lumineuse (33) apte à émettre un faisceau de lumière cohérente, le système optique (30) étant apte à générer au moins une image holographique (34) visible par le conducteur d'un véhicule suiveur (5) situé à l'arrière dudit véhicule (4) quand il est éclairé par le faisceau de lumière cohérente, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, des éléments optiques (22) pour diviser le faisceau de lumière cohérente émis en une première partie de faisceau (Fi) apte à éclairer le système optique (30) et une deuxième partie de faisceau (Ft ; Ft' ; Ft") apte à éclairer un véhicule suiveur (5) pour sa détection, des moyens de détection (10 ; 10' ; 10") aptes à recevoir la deuxième partie de faisceau (Ft ; Ft' ; Ft") réfléchi par le véhicule suiveur (5) et des moyens de commande (20) aptes à commander l'éclairage du système optique (30) uniquement lorsque le véhicule suiveur (5) est détecté.
  2. 2. Dispositif de signalisation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens commande (20) comportent des moyens de modulation (36) de fréquence aptes à moduler la fréquence du faisceau lumineux ; ladite fréquence augmentant à partir d'une première fréquence constante déterminée pour ne pas générer d'image holographique (34) quand aucun véhicule suiveur (5) n'est détecté, jusqu'à au moins une deuxième fréquence déterminée, supérieure à la première, quand un véhicule suiveur (5) est détecté par les moyens de détection (10) de manière à rendre visible l'image holographique (34) par le véhicule suiveur (5).
  3. 3. Dispositif de signalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyenspour déterminer la vitesse relative (VR) entre les deux véhicules (4, 5) ; une distance minimale prédéterminée (Ds) étant calculée en fonction de ladite vitesse relative (VR).
  4. 4. Dispositif de signalisation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, quand la distance indique que le véhicule suiveur (5) est dans une zone à risque, le faisceau lumineux est continu ou clignotant.
  5. 5. Dispositif de signalisation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième partie de faisceau 10 (Ft) traverse le système optique (30) en parcourant le même trajet à l'émission et à la réception.
  6. 6. Dispositif de signalisation (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la source lumineuse (33), les moyens de détection (10), et les moyens de commande (20) sont 15 disposés dans un même boîtier (40) disposé en regard du système optique (30).
  7. 7. Dispositif de signalisation (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de détection (10) sont disposés au voisinage du système optique (30). 20
  8. 8. Véhicule (4) comportant un dispositif de signalisation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de signalisation (1) est disposé à l'arrière du véhicule (4).
  9. 9. Véhicule (4) comportant un dispositif de signalisation (1) 25 selon la revendication 6, et disposant d'un balai d'essuie-glace arrière, caractérisé en ce que le boîtier (40) est disposé au voisinage du moyeu (51) de balai d'essuie-glace.
  10. 10. Véhicule (4) comportant un dispositif de signalisation (1) selon la revendication 7, et disposant un troisième feu stop, 30 caractérisé en ce que les moyens de détection (10) sont disposés dans le troisième feu stop.
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