FR3097060A1 - « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis » - Google Patents

« Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis » Download PDF

Info

Publication number
FR3097060A1
FR3097060A1 FR2005942A FR2005942A FR3097060A1 FR 3097060 A1 FR3097060 A1 FR 3097060A1 FR 2005942 A FR2005942 A FR 2005942A FR 2005942 A FR2005942 A FR 2005942A FR 3097060 A1 FR3097060 A1 FR 3097060A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
signal
ultrasound
correlation
echo
reception
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2005942A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3097060B1 (fr
Inventor
Michael Schumann
Dirk Schmid
Andreas ROKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1557670A external-priority patent/FR3025321B1/fr
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to FR2005942A priority Critical patent/FR3097060B1/fr
Publication of FR3097060A1 publication Critical patent/FR3097060A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3097060B1 publication Critical patent/FR3097060B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only
    • G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • G01S7/526—Receivers
    • G01S7/527—Extracting wanted echo signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

« Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis » Procédé de détection d’un objet à l’aide des signaux d’ultrasons (U(t)), réfléchis ; à l’aide d’un capteur d’ultrasons on reçoit les signaux d’écho des signaux d’ultrasons U(t)) émis par le capteur d’ultrasons, et à partir de chaque signal, on génère un signal de réception (e(t)). A l’aide de chaque signal de réception (e(t)) on génère un signal de mesure (s(t)), en fonction du temps (t), que l’on met en corrélation avec un filtre de corrélation avec un signal de réponse (F(τ)) dépendant de la variable (τ) pour générer un signal de corrélation (X(t)). Pour chaque signal de mesure (s(t)) on détermine un coefficient de corrélation (R(t)) dépendant du temps (t) en fonction du signal de corrélation (X(t)), d’une norme positive Ns du signal de mesure (s(t)) et d’une norme positive du signal de réponse F(τ)) correspondant et on l’exploite pour détecter l’objet. Figure 1

Description

« Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis »
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte à un procédé de mesure pour détecter un objet par les signaux d’ultrasons qu’il réfléchit, selon lequel,
à l’aide d’un capteur d’ultrasons on reçoit les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis par le capteur d’ultrasons, et
à partir de chaque signal d’écho reçu par le capteur d’ultrasons, on génère un signal de réception et avec de chaque signal de réception, on génère un signal de mesure, en fonction du temps, que l’on met en corrélation par un filtre de corrélation avec un signal de réponse dépendant de la variable pour générer un signal de corrélation.
L’invention se rapporte également à un dispositif de mesure pour détecter un objet à l’aide des signaux d’ultrasons qu’il réfléchit,
comportant un capteur d’ultrasons émettant les signaux d’ultrasons et recevant les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis et qui, à partir de chaque signal d’écho reçu, génère un signal de réception,
le dispositif de mesure générant pour chaque signal de réception, un signal de mesure dépendant du temps et mettant celui-ci en corrélation par un filtre de corrélation du dispositif de mesure pour générer un signal de corrélation correspondant, avec un signal de réponse dépendant d’une variable,
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine de la détection de l’environnement par des ultrasons il est par exemple connu selon le document DE 10 2011 075 484 A1, un système de mesure par ultrasons pour détecter un obstacle ; le système de mesure par ultrasons comporte un capteur d’ultrasons ayant un élément transducteur résonnant pour émettre des impulsions d’ultrasons et générer des signaux de réception à partir des impulsions d’ultrasons émises et réfléchies par l’obstacle. Les impulsions d’ultrasons, émises et ensuite réfléchies par l’obstacle sont appelées « impulsions d’écho ». L’élément transducteur résonnant génère après chaque émission de chaque impulsion d’ultrasons, un autre signal oscillant à sa fréquence de résonance. Le système de mesure par ultrasons comporte également une unité d’exploitation avec une installation de commande pour commander l’élément transducteur résonnant pour émettre chaque impulsion d’ultrasons à l’aide d’un signal d’émission généré par l’installation de commande. L’unité de commande du système de mesure par ultrasons est réalisée pour générer chaque signal d’émission par un signal de modulation sous la forme d’un signal d’émission modulé en fréquence en ce que la signature de chaque impulsion d’ultrasons émise se distingue du signal de fin d’oscillation correspondant. L’unité d’exploitation comporte au moins un filtre de corrélation et celui-ci met en corrélation le signal généré par le convertisseur résonnant avec le signal d’émission correspondant pour former un signal de corrélation. L’unité d’exploitation reconnaît la présence d’une impulsion d’écho provenant de la réflexion sur un obstacle si le signal de corrélation a un maximum. Le même document décrit en outre un procédé pour détecter un obstacle par des ultrasons.
EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION
La présente invention a pour objet un procédé de détection d’un objet à l’aide des signaux d’ultrasons, réfléchis par celui-ci, selon lequel,
à l’aide d’un capteur d’ultrasons on reçoit les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis par le capteur d’ultrasons, et
à partir de chaque signal d’écho reçu par le capteur d’ultrasons, on génère un signal de réception et à l’aide de chaque signal de réception on génère un signal de mesure, en fonction du temps, que l’on met en corrélation par un filtre de corrélation avec un signal de réponse dépendant de la variable pour générer un signal de corrélation,
ce procédé étant caractérisé en ce que
pour chaque signal de mesure, on détermine un coefficient de corrélation dépendant du temps en fonction du signal de corrélation, d’une norme positive Ns du signal de mesure et d’une norme positive NF du signal de réponse et on l’exploite pour détecter l’objet,
chaque signal de mesure correspond au signal de réception et chaque signal d’ultrasons émis comporte une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons qui est mise en corrélation par le filtre de corrélation,
la première partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre étant émise avant ou après la seconde partie correspondante de signal d'ultrasons ou
chaque signal d’ultrasons émis comporte une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation, une seconde partie de signal d’ultrasons qui est mise en corrélation par le filtre de corrélation et une troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre corrélation.
- la seconde partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre étant émise après la première partie correspondante de signal d’ultrasons et avant la troisième partie correspondante de signal d’ultrasons.
L’invention a également pour objet un dispositif de mesure pour détecter un objet à l’aide de signaux d’ultrasons réfléchis par celui-ci,
le dispositif de mesure comportant un capteur d’ultrasons recevant les signaux d’ultrasons à émettre, les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis et qui, à partir de chaque signal d’écho reçu, génère un signal de réception,
le dispositif de mesure générant pour chaque signal de réception, un signal de mesure dépendant du temps et mettant celui-ci en corrélation par un filtre de corrélation du dispositif de mesure pour générer un signal de corrélation avec un signal de réponse dépendant d’une variable.
Suivant une caractéristique préférentielle on détermine chaque coefficient de corrélation selon la relation :
dans laquelle (τ) est la longueur du filtre de corrélation et F*(τ) est le signal de réponse complexe conjugué correspondant du filtre de corrélation.
Selon l’invention, pour chaque signal de mesure s(t) généré à l’aide d’un signal de réception et pour le signal d’écho reçu ensuite par le capteur d’ultrasons, on calcule un coefficient de corrélation R(t).
De façon préférentielle, chaque signal de mesure s(t) correspond à un signal de réception e(t). Pour détecter un objet on compare l’amplitude de chaque coefficient de corrélation R(t) à un seuil prédéfini. En cas de signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, on reconnaît que le signal de réception e(t) provient du signal d’écho produit par la réflexion sur au moins un objet.
De façon préférentielle, on calcule le signal de corrélation X(t) selon l’invention par la formule
et on exploite ce coefficient pour détecter un objet.
Selon l’invention, on calcule un signal de corrélation X(t) pour chaque signal de mesure s(t) obtenu à partir du signal de réception et en conséquence également pour le signal d’écho reçu par le capteur d’ultrasons.
En outre, et de façon préférentielle, chaque signal d’ultrasons émis est une impulsion d’ultrasons.
De façon préférentielle, à l’aide du capteur d’ultrasons selon l’invention, on émet des signaux d’ultrasons modulés en fréquence encore appelés chirps. A titre d’exemple, on peut émettre des chirps dont la fréquence varie selon une variation linéaire pendant la durée de leur émission qui est de façon caractéristique d’environ 1,0 ms. Par exemple, la fréquence de tels chirps au début de leur émission correspond à 54kHz et à la fin de leur émission, elle correspond à 45 KHz.
De façon préférentielle, un capteur d’ultrasons selon l’invention assure un traitement numérique du signal sous la forme d’un module de corrélation, notamment un module de corrélation croisée. Le module de corrélation croisée met en corrélation les signaux d’ultrasons reçus avec le signal de réponse F(τ) d’un filtre de corrélation, notamment réalisé comme filtre de corrélation croisée et qui est adapté en signal à la réception d’un signal d’écho produit de façon optimale par la réflexion d’un signal d’ultrasons émis vers au moins un objet.
De façon préférentielle, le module de corrélation selon l’invention calcule un signal de corrélation X(t) sous la forme d’un signal de corrélation croisée et/ou d’un coefficient de corrélation R(t) chaque fois selon l’une des deux relations indiquées ci-dessus.
En outre, de façon préférentielle, on utilise à la fois le signal de corrélation X(t) et aussi le coefficient de corrélation R(t) à la saisie du signal d’écho pour détecter un objet. On tient compte alors de ce que la valeur du coefficient de corrélation R(t) est indépendante de l’amplitude du signal de réception généré directement à partir du signal d’écho et en même temps représente une mesure de la similitude ou du degré de corrélation entre le signal d’écho reçu et le signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation.
De façon préférentielle, le coefficient de corrélation R(t) est mis sous forme scalaire de façon que sa valeur se situe entre 0 et 1, c'est-à-dire pour que le coefficient de corrélation R(t) réponde à la double inégalité
Dans ce contexte, cela signifie que si à un instant t0 la valeur du coefficient de corrélation R(t) est par exemple égale à 1, il s’agit à l’instant t0 d’un signal d’écho optimal ; ainsi le signal d’écho reçu est en corrélation complète par le filtre de corrélation. La relation R(t0)= 1 s’applique. Par exemple, la relation R(t0)=0,9 signifie qu’à l’instant t0 on a un signal d’écho quasi optimum, c’est-à-dire un signal d’écho pratiquement complètement en corrélation avec le filtre de corrélation. Par exemple, la relation R(t0) = 0,1 signifie qu’à l’instant t0 on a un signal d’écho qui ne peut se comparer à un signal d’écho optimum, c’est-à-dire que le signal d’écho reçu n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation.
De façon préférentielle, à l’aide du capteur d’ultrasons selon l’invention, pour chaque signal d’écho reçu, on calcule à la fois le signal de corrélation X(t) et aussi le coefficient de corrélation R(t). En outre, et de façon préférentielle, on utilise pour la saisie du signal d’écho de préférence un algorithme pour lequel, pour chaque signal d’écho reçu, on tient compte à la fois du signal de corrélation X(t) et ainsi de l’amplitude du signal d’écho et aussi du coefficient de corrélation R(t) et de la sorte de la qualité du signal d’écho.
Un avantage important de l’utilisation d’un capteur d’ultrasons selon l’invention pour émettre des signaux d’ultrasons, notamment sous la forme de chirps est qu’un tel capteur d’ultrasons a une robustesse relativement bonne vis-à-vis du bruit et des parasites. Cela est très avantageux, car dans le calcul de corrélation ci-dessus, on neutralise de tels signaux de corrélation provenant de sources de bruit qui ont une fréquence qui ne se situe pas dans un spectre de fréquences chevauchant le spectre de fréquences du filtre de corrélation.
Une difficulté dans l’utilisation du capteur d’ultrasons selon l’invention, est que la fonctionnalité de ce capteur d’ultrasons ne doit pas être perturbée par la réception de signaux de bruit. Si le capteur d’ultrasons selon l’invention émet un signal d’ultrasons, ce capteur reçoit également des signaux d’écho produits par la réflexion du signal d’ultrasons émis sur de nombreuses petites particules de la surface du sol ou du sous-sol. Ce mélange de signaux d’écho de petite amplitude AB produits par la réflexion à la surface du sol est également appelé « signal d’écho de sol ». L’amplitude de la plage d’environnement du capteur d’ultrasons d’où peuvent provenir des signaux d’écho de sol dépend du positionnement du capteur d’ultrasons par rapport à la surface du sol comme par exemple la hauteur de la position et aussi de l’angle de positionnement du capteur d’ultrasons par rapport à la surface du sol. La plage d’environnement s’étend à une distance du capteur d’ultrasons ou selon une portée du capteur d’ultrasons, en général entre 0,5 m et
3,5 m.
L’arrivée de signaux d’écho de sol est un coefficient important pour la portée comprise entre 0,5 m et 3,5 m qui limite la qualité de la saisie du signal d’écho avec ce capteur d’ultrasons pour détecter un objet situé dans cette limite de portée car le capteur d’ultrasons reçoit un mélange de signaux d’écho qui sont des signaux d’écho provenant du sol et aussi de la réflexion sur un objet et qui seront désignés ci-après « signaux d’écho-objet ». Pour chaque signal d’écho reçu, on calcule le signal de corrélation X(t) et le coefficient de corrélation R(t). Il faut veiller à ce que, à la fois pour le signal d’écho, reçu, qui est un signal d’écho de sol et aussi pour un signal d’écho reçu qui est un signal d’écho-objet, le coefficient de corrélation R(t) peut souvent avoir un maximum avec une valeur proche de la valeur 1. La raison en est que le coefficient de corrélation R(t) est indépendant de l’amplitude du signal d’écho reçu ; il est une mesure de la similitude entre le signal d’écho reçu et le signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation. En conséquence, pour l’environnement dans lequel peuvent se produire des signaux d’écho de sol, il est difficile de distinguer entre les signaux d’écho de sol et les signaux d’écho-objet par l’exploitation du coefficient de corrélation R(t) calculé pour les signaux d’écho reçus. Comme l’amplitude AB de signaux d’écho de sol est en général inférieure à l’amplitude AO des signaux d’écho-objet, on peut effectuer la différenciation indiquée de préférence, en outre, à l’aide de l’exploitation du signal de corrélation X(t).
Une autre difficulté dans l’utilisation du capteur d’ultrasons selon l’invention est que la fonctionnalité de ce capteur est détériorée par la réception de signaux parasites. Il peut arriver que les signaux parasites ont une fréquence dans un spectre de fréquences analogue au spectre de fréquences du filtre de corrélation. Dans ce cas, le capteur d’ultrasons selon l’invention reçoit un signal parasite analogue au signal de réponse F(T) du filtre de corrélation, c’est-à-dire que le signal parasite reçu est en corrélation avec le filtre de corrélation. Du fait de la réception de tels signaux parasites, l’amplitude du coefficient de corrélation R(t) calculée pour de tels signaux parasites a une valeur située dans une plage de valeurs relevées qui est souvent proche de l’unité 1. Cela augmente le taux d’erreur pour la détection d’un objet à l’aide de la saisie du signal d’écho décrite ci-dessus, c’est-à-dire que le taux d’erreur pour une détection d’objet selon l’invention est plus élevée, ce qui réduit la qualité de la fonctionnalité du capteur d’ultrasons selon l’invention.
Souvent les signaux parasites ci-dessus ont une amplitude AS beaucoup plus faible que l’amplitude AE des signaux d’écho-objet et c’est pourquoi il suffit d’appliquer l’inégalité AS<< AO. Cela s’applique en général pour l’environnement du capteur d’ultrasons jusqu’à une distance de 3 m car pour cette plage d’environnement on peut prévoir des signaux d’écho avec une amplitude importante AO. Comme les signaux parasites ont une amplitude AS plus faible on pourra distinguer entre les signaux parasites et les signaux d’écho-objet de préférence à l’aide de l’exploitation du signal de corrélation X(t). Comme le coefficient de corrélation R(t) est indépendant de l’amplitude du signal reçu et représente une mesure de la similitude entre le signal reçu et un signal de réponse F(τ) correspondant du filtre de corrélation, la différenciation entre les signaux parasites et les signaux d’écho-objet à l’aide du coefficient de corrélation R(t) calculé néanmoins pour les signaux d’écho reçus est difficilement applicable.
De façon préférentielle, pour le cas de signaux parasites reçus qui sont en corrélation avec le filtre de corrélation utilisé, il est proposé une solution simple consistant à remplacer le filtre de corrélation utilisé par un autre filtre de corrélation ayant un spectre de fréquences plus étroit. Ainsi, à l’aide du capteur d’ultrasons selon l’invention, on émet des signaux d’ultrasons, notamment sous la forme de chirps qui ont une fréquence dans un spectre de fréquences analogue au spectre de fréquences plus étroit d’un autre filtre de corrélation. Dans ce cas, on a une forte probabilité que le spectre de fréquences plus étroit de l’autre filtre de corrélation n’est pas comparable au spectre de fréquence des signaux parasites reçus. Il existe toutefois des cas dans lesquels on utilise de préférence un capteur d’ultrasons avec une fonction de transfert très spécifié et dont on ne peut pas non plus remplacer le filtre de corrélation utilisé ; dans de tels cas on ne peut appliquer la solution décrite ci-dessus. Cela est notamment vrai pour une plage d’environnement qui entoure très étroitement le capteur d’ultrasons selon l’invention et qui s’étend à partir du capteur d’ultrasons sur une distance d’environ 60 cm et pour laquelle il importe avant tout de distinguer entre les signaux d’écho-objet et les signaux provenant de sources de faible énergie. Des exemples de signaux provenant de telles sources de faible énergie sont les signaux de bruits et les signaux d’écho produits par une réflexion faible sur des panneaux numériques ou sur d’autres parties d’un véhicule équipé d’un capteur d’ultrasons selon l’invention. Le coefficient de corrélation R(t) calculé pour de tels signaux provenant de source de faible énergie a en général une amplitude élevée, ce qui détériore la détection d’objet décrite ci-dessus.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention, chaque signal de mesure s(t) est le signal de réception e(t). De façon préférentielle, chaque signal d’ultrasons émis a une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie d’ultrasons qui est en corrélation par le filtre de corrélation. De façon préférentielle, la première partie de chaque signal d’ultrasons à émettre est émise avant ou après la seconde partie correspondante de signal d’ultrasons. De façon préférentielle, chaque signal d’ultrasons émis a une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation, une seconde partie de signal d’ultrasons qui est mise en corrélation avec le filtre d’ultrasons et une troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation. De façon préférentielle, la seconde partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre est émise après la première partie de signal d’ultrasons et avant la troisième partie de signal d’ultrasons.
De façon préférentielle dans le cas d’un signal de réception e(t), dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un seuil pendant une première durée et qui dont le maximum, dans le temps, se situe directement après la première durée ou avant le début de la première durée et dépasse un second seuil plus grand que le premier seuil, on reconnait que le signal de réception e(t) provient d’un signal d’écho produit par la réflexion sur au moins un objet.
En outre, et de façon préférentielle pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et aussi inférieur à une seconde durée qui fait suite à la première durée et a un maximum qui, dans le temps, se situe directement à la fin de la première durée et avant le début de la seconde durée et a une valeur supérieure à la seconde valeur limite par rapport à la première valeur limite, le signal de réception e(t) provient également de la réflexion sur le signal d’écho produit par au moins un objet.
Lors de l’émission d’un signal d’ultrasons qui a une première partie de signal d’ultrasons non en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons en corrélation par le filtre de corrélation, par réflexion de ce signal d’ultrasons on aura un signal d’écho qui, selon le signal d’ultrasons émis aura une première partie de signal d’écho non en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’écho en corrélation par le filtre de corrélation.
Si le capteur d’ultrasons reçoit un signal d’écho d’objet, la première partie de signal d’écho d’objet ne sera pas en corrélation avec le filtre de corrélation et la seconde partie de signal d’écho-objet sera en corrélation avec le filtre de corrélation. Comme la première partie de signal d’écho-objet est en corrélation avec le filtre de corrélation, le coefficient de corrélation R(t) calculé pour le signal de mesure s(t), et qui coïncide avec le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet, on a une plage appelée intervalle qui correspond à la réception de la première partie de signal d’écho-objet et dans laquelle l’amplitude du coefficient de corrélation R(t) a une première valeur relative négative. Comme la seconde partie de signal d’écho-objet est en corrélation avec le filtre de corrélation, le coefficient de corrélation R(t) a une plage encore appelée pic qui correspond à la réception de la seconde partie de signal d’écho-objet et pour laquelle le coefficient de corrélation R(t) a un maximum ayant une seconde valeur significativement plus élevée que la première valeur. La seconde valeur pourra être proche de 1 suivant la qualité du signal d’écho-objet. Il faut tenir compte ici de ce qu’en général l’amplitude AO des signaux d’écho-objet est significativement supérieure à l’amplitude AB des signaux d’écho de sol. Comme la première partie de signal d’écho-objet n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation, l’amplitude du signal de corrélation X(t) que l’on obtient dans la plage correspondant à la réception de cette première partie de signal d’écho-objet du signal de corrélation X(t) calculé ou le signal de mesure s(t) est faible. Cette faible amplitude du signal de corrélation X(t) est neutralisé dans l’expression du coefficient de corrélation R(t) par la valeur élevée de la norme positive Ns du signal de mesure s(t). Cela constitue la raison pour laquelle à partir d’un tel coefficient de corrélation R(t) dans sa plage correspondant à la réception de la première partie de signal d’écho-objet à une amplitude qui prend une première valeur significativement inférieure à une seconde valeur prise par le maximum du coefficient de corrélation R(t) dans sa plage correspondant à la réception de la seconde partie de signal d’écho-objet. Chaque coefficient de corrélation R(t) a un intervalle et un pic, l’intervalle se situant avant ou après le pic.
Si dans le signal d’ultrasons émis, il y a la troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation par le filtre de corrélation et dans lequel la seconde partie de signal d’ultrasons est émise après la première partie de signal d’ultrasons et avant la troisième partie de signal d’ultrasons, chaque coefficient de corrélation R(t) comporte deux intervalles et un pic, un intervalle précédant le pic et un autre suivant le pic.
Ainsi, l’invention a pour objet un procédé d’émission d’un signal d’ultrasons et un algorithme de saisie de signal d’écho qui permettent de distinguer les signaux d’écho-objet et les signaux d’écho de sol par l’exploitation du coefficient de corrélation R(t) calculé à cet effet, même si l’amplitude pour une émission de signaux d’ultrasons en corrélation avec le filtre de corrélation l’amplitude du coefficient de corrélation R(t) calculé respectivement pour les signaux d’écho de sous-sol formés du coefficient de corrélation R(t) calculé respectivement pour les signaux d’écho-objets produits, a chaque fois une valeur élevée telle qu’elle ne permet plus de distinguer entre les deux amplitudes.
Selon un développement particulièrement avantageux de l’invention, chaque signal d’ultrasons émis est en corrélation avec le filtre de corrélation. Pour chaque signal de réception on utilise un autre signal h(t) dépendant du temps t, qui est notamment un signal harmonique. En outre, chaque autre signal h(t) n’est pas mis en corrélation avec le filtre de corrélation et il a une amplitude AAh qui est dans l’ordre de grandeur de l’amplitude AAS de chaque signal reçu provenant d’un signal d’écho des signaux d’écho reçus qui n’est pas produit par réflexion sur un objet et qui est notamment un signal parasite.
De façon préférentielle, chaque signal de réception e(t) est mélangé à un autre signal h(t) pour générer un signal de mélange s(t). Chaque signal de mesure s(t) est le signal de mélange s(t) généré avec le signal de réception e(t).
En outre et de façon préférentielle, chaque signal de mesure s(t) est le signal de réception e(t). Pour chaque signal de mesure e(t) on peut définir le coefficient de corrélation croisée R(t) selon la relation modifiée suivante :
dans laquelle Ne est la norme définie, positive, du signal de réception e(t) et Nh est la norme définie, positive, de l’autre signal h(t).
Selon l’invention on applique la norme Ne du signal de réception e(t) de préférence selon la relation suivante :
et/ou la norme Ns du signal de mesure s(t) est de préférence la relation suivante :
et/ou la norme Nh de l’autre signal h(t) de préférence selon la relation :
et/ou la norme NF du signal de réponse F(T) du filtre de corrélation correspond de préférence à la relation :
De façon préférentielle, pour chaque signal de mélange s(t) dont le coefficient de corrélation R(t) a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, on reconnaît que le signal de réception e(t) à partir duquel on a généré le signal de mélange s(t), provient d’un signal d'écho.
Suivant une autre caractéristique préférentielle, pour tout signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation déterminé modifié R(t) a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, on reconnaît que le signal de réception e(t) provient de la réflexion d’un signal d’écho produit par au moins un objet.
Par la réception de signaux parasites ou de signaux d’écho à neutraliser qui ont une faible amplitude AS et qui sont produits par la réflexion d’impulsions d’ultrasons émises, sur des objets ayant une position connue, telle que par exemple la réflexion d’impulsions d’ultrasons émises par une plaque minéralogique ou le pare-choc d’un véhicule avec le capteur d’ultrasons selon l’invention, on relève le niveau d’évaluation globale de l’amplitude du coefficient de corrélation K(t) calculé directement à partir des signaux de réception e(t) générés à partir des signaux d’écho reçus. L’effet des signaux parasites ou des signaux d’écho à neutraliser sur le coefficient de corrélation K(t) calculé chaque fois pour les signaux de réception e(t) peut être neutralisé par un mélange effectué notamment à l’aide d’éléments de circuit d’un autre signal h(t) généré notamment sous la forme d’un signal harmonique avec chaque signal de réception e(t) généré directement à partir d’un signal d’écho reçu. Pour cela il n’y a pas lieu à modifier la fréquence des signaux d’ultrasons émis par le capteur d’ultrasons selon l’invention ni de changer le filtre de corrélation. Pour le calcul de chaque coefficient de corrélation K(t) on utilise le signal de mesure généré par le mélange d’un autre signal h(t) avec le signal de mesure généré à partir du signal de réception e(t) et non le signal de réception e(t) inchangé. La fréquence de l’autre signal h(t) généré notamment sous la forme d’un signal harmonique doit être choisie pour que cette fréquence se trouve dans un spectre de fréquences très éloigné du spectre de fréquences du filtre de corrélation mais qui reste encore dans la largeur de bande du dispositif de mesure. Cet autre signal h(t) doit avoir une amplitude AAh comparable avec l’amplitude AAS d’un signal de réception e(t) généré directement à partir du signal parasite ou d’un signal d’écho à neutraliser mais beaucoup plus bas que l’amplitude minimale AAO d’un signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet qui doit toujours pouvoir être capté avec certitude à l’aide du dispositif de mesure selon l’invention. Cela signifie que l’amplitude de l’autre signal h(t) doit répondre à la double inégalité suivante AAh<AAS<<AAO.
Ainsi, le niveau de l’amplitude du coefficient de corrélation K(t) calculé respectivement pour les signaux de mélange s(t) obtenus à partir des signaux parasites ou des signaux d’écho à neutraliser sera limité ou abaissé. En même temps, le niveau de l’amplitude du coefficient de corrélation K(t) calculé respectivement pour les signaux de mélange s(t) générés à l’aide des signaux d’écho-objet restent pratiquement inchangés, ce qui permet de saisir de manière optimale des signaux d’écho d’amplitude élevée. On réduit ainsi significativement le taux d’erreur de la détection d’objet selon l’invention. Chaque signal de mesure s(t) coïncide alors avec le signal de mélange s(t).
L’effet du mélange d’un autre signal h(t) avec chaque signal de réception e(t) généré directement avec le signal d’écho reçu par le capteur d’ultrasons peut également s’obtenir en modifiant la relation pour déterminer chaque coefficient de corrélation K(t) qui est calculé pour le signal de mesure s(t) coïncidant ici avec le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho. Pour cela, dans l’expression du coefficient de corrélation K(t) on remplace la norme Ns du signal de mesure s(t) par la norme Ne augmentée par l’addition pythagoricienne de la norme Nh d’un autre signal h(t) décrit précédemment d’un signal de réception e(t).
Si un signal parasite est reçu par le capteur d’ultrasons selon l’invention, on le met en corrélation par le filtre de corrélation et comme le signal de mesure s(t) coïncide avec le signal de réception e(t) généré directement à partir d’un signal parasite, l’effet du signal parasite se traduit à la fois dans le signal de corrélation X(t) calculé pour ce signal de mesure s(t) et aussi dans la norme Ns de ce signal de mesure s(t). Pour le signal de corrélation X(t) calculé pour le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal parasite on a la relationdans laquelle, pour chaque norme Ns et NF on utilise une relation des trois relations données ci-dessus pour calculer les normes. En outre, pour le coefficient de corrélation R(t), on utilise la relationCela signifie que le coefficient de corrélation K(t) calculé chaque fois pour les signaux de réception e(t) générés directement à partir des signaux parasites, aura une valeur élevée qui est proche de 1.
Dans un autre cas, dans lequel un capteur d’ultrasons selon l’invention reçoit un signal parasite mis en corrélation par le filtre de corrélation et dans lequel le signal de mesure s(t) est obtenu en mélangeant un autre signal h(t) généré notamment sous la forme d’un signal harmonique avec le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal parasite, le signal de corrélation X(t) calculé pour le signal de mesure s(t) généré à la réception du signal parasite et contenant l’autre signal h(t) n’est pas influencé par cet autre signal h(t) car cet autre signal h(t) n’est pas mis en corrélation par le filtre de corrélation. Toutefois, la norme Ns de ce signal de mesure s(t) sera augmentée par rapport à la norme du signal de réception e(t) avec la norme Nh de l’autre signal h(t). Pour l’expliciter, dans la relation suivante et dans les deux inégalités, on calcule les paramètres pour le signal de mesure généré par la réception du signal parasite et contenant l’autre signal h(t) en appliquant l’indice « m » et les paramètres qui sont calculés pour le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal parasite avec l’indice « nm ». Pour cela, le signal de corrélation Xm(t) calculé pour ce signal de mesure s(t) et le signal de corrélation Xnm(t) calculé pour le signal de réception e(t) satisfont la relationet la norme Nsm calculée pour ce signal de mesure s(t) et la norme Nenm calculée pour le signal de réception e(t) satisfont l’inégalité. Il suffit ainsi également d’avoir les coefficients de corrélation calculés Km(t) et Knm(t) satisfaisant à l’inégalitéCela signifie que l’amplitude du coefficient de corrélation Km(t) calculé pour le signal de mesure s(t) généré à la réception du signal parasite et contenant l’autre signal h(t) est limitée à une valeur dépendant de l’amplitude AS du signal parasite correspondant et de l’amplitude AAh de l’autre signal h(t).
En outre, on considère le cas selon lequel le capteur d’ultrasons selon l’invention reçoit un signal d’écho-objet qui est mis en corrélation par le filtre de corrélation et le signal de mesure s(t) est obtenu en mélangeant un autre signal h(t) généré notamment sous la forme d’un signal harmonique avec le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet. Si l’amplitude AAh de l’autre signal h(t), l’amplitude typique AAS d’un signal de réception e(t) généré directement à partir d’un signal parasite et l’amplitude AAO du signal de réception e(t) généré directement à partir du signal écho-objet répondent à l’inégalité suivante :alors le signal de corrélation X(t) calculé à la réception du signal d’écho-objet, le signal de mesure s(t) contenant l’autre signal h(t) et la norme Ns ne sont pas influencés par l’autre signal h(t). Comme l’amplitude AAh de l’autre signal h(t) est beaucoup plus petite que l’amplitude AAO du signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet, alors, à la fois le signal de corrélation X(t) calculé pour le signal de mesure s(t) correspondant et aussi la norme Ns de ce signal de mesure s(t) dépendent principalement de l’amplitude AAO du signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet.
Dans les trois relations suivantes on complète par l’indice « m » les paramètres calculés pour le signal de mesure s(t) généré à la réception du signal d’écho-objet et contenant l’autre signal h(t), et les paramètres calculés pour le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet seront complétés par l’indice « nm ». Dans ce cas, le signal de corrélation Xm(t) calculé pour ce signal de mesure s(t) et le signal de corrélation Xnm(t) calculé pour le signal de réception e(t) correspondant satisfont la relation; la norme Nsm calculée pour ce signal de mesure et la norme Nenm calculée pour le signal de réception e(t) répondent à la relationAinsi, les coefficients de corrélation Km(t) et Knm(t) satisfont la relationCela signifie que dans le cas considéré ici selon lequel on a reçu un signal d’écho-objet, le coefficient de corrélation Km(t) calculé pour le signal de mesure s(t) reste pratiquement inchangé par rapport au coefficient de corrélation Knm(t) calculé pour le signal de réception e(t) généré directement à partir de ce signal d’écho-objet.
De préférence, pour chaque signal de mélange s(t) on utilise un signal de sortie s(t) d’un mélangeur additif et pour générer le signal de sortie s(t) on applique le signal de réception e(t) comme signal d’entrée au mélangeur et l’autre signal h(t) correspondant comme autre signal d’entrée au mélangeur.
De façon préférentielle, pour chaque signal de mélange s(t) on utilise un signal de sortie numérique s(t) d’un transducteur analogique-numérique et pour générer le signal de sortie numérique s(t) on applique le signal de réception e(t) comme signal d’entrée au transducteur analogique-numérique et pour l’autre signal h(t) on combine par addition un autre signal h(t) généré sous la forme d’une tension électrique Vh(t) d’une tension de référence Vr appliquée côté entrée au convertisseur analogique-numérique.
Suivant une autre caractéristique préférentielle, pour chaque signal de mélange s(t) on utilise un signal de sortie numérique s(t) d’un convertisseur analogique-numérique et pour générer le signal de sortie numérique s(t) on fournit le signal de réception e(t) par une ligne des deux lignes couplées l’une à l’autre de manière capacitive et on le fournit comme signal d’entrée au convertisseur analogique-numérique ; l’autre signal h(t) est transmis par l’autre des deux lignes et est appliqué comme autre signal d’entrée au transducteur analogique-numérique.
De façon préférentielle, chaque autre signal h(t) génère un signal harmonique à l’aide d’un oscillateur.
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide d’exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels :
montre la courbe de l’intensité de signal s’(t) d’un signal de mesure composé s’(t) en fonction du temps t, la courbe de la valeur de mesure X’t du signal de corrélation X(t) calculée pour ce signal de mesure s’(t) en fonction du temps t et la courbe de la valeur R’t du coefficient de corrélation R’(t) calculé pour ce signal de mesure s’(t) en fonction du temps t, le signal de mesure composé s’(t) étant généré pour une détection d’objet effectuée selon un premier mode de réalisation de l’invention,
montrent chacune la courbe d’une valeur R’d d’un coefficient de corrélation R’(d) calculé pour un signal de mesure composé s’(t) en fonction de la distance d mesurée par un capteur d’ultrasons utilisé, le signal de mesure composé s’(t), étant généré par une détection d’objet effectuée selon un premier mode de réalisation de l’invention,
montre la courbe de l’intensité de signal U d’un signal d’ultrasons U(t) émis selon un second mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention en fonction du temps t,
montrent chacune la courbe d’une valeur R’d d’un coefficient de corrélation R’(d) calculé pour un signal de mesure composé s’(t) en fonction de la distance d mesurée par un capteur d’ultrasons, le signal de mesure s’(t), composé étant généré par une détection d’objet selon un second mode de réalisation de l’invention,
montre la courbe d’une intensité de signal et d’un signal de réception e’(t), composé en fonction du temps t, la courbe de la valeur X’t d’un signal de corrélation X’(t) calculé pour un signal de mesure composé s’(t) en fonction du temps t, la courbe de la valeur h’t d’un autre signal composé h’(t) en fonction du temps t et la courbe d’une valeur R’t d’un coefficient de corrélation R’(t) calculé pour le signal de mesure composé s’(t), en fonction du temps t, le signal de réception, composé e’(t), le signal de mesure composé s’(t), et l’autre signal composé h’(t), étant obtenus par un troisième mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention,
montrent chacune une configuration pour réaliser une détection d’objet selon le troisième mode de réalisation de l’invention et,
montre la courbe d’une valeur R’d d’un coefficient de corrélation R’(d) calculé pour un signal de mesure composé s’(t) en fonction de la distance d mesurée par un capteur d’ultrasons, le signal de mesure composé s’(t) étant généré par un troisième mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention.
DESCRIPTION D’UN MODE DE REALISATION
Selon un premier mode de réalisation, à l’aide d’un capteur d’ultrasons selon l’invention, on génère des signaux d’ultrasons qui sont respectivement mis en corrélation à l’aide d’un filtre de corrélation avec un module de corrélation. Selon le premier mode de réalisation de l’invention, à l’aide du capteur d’ultrasons, en outre en partant de chaque signal d’écho résultant des réflexions des signaux d’ultrasons émis et reçus par le capteur d’ultrasons, on génère un signal de réception e(t) qui correspond ici à un signal de mesure s(t). Pour générer un signal de corrélation X(t), on met en corrélation chaque signal de mesure s(t) avec un signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation en fonction d’une variable τ.
Le module de corrélation calcule alors, pour chaque signal de mesure s(t) et ensuite également pour chaque signal d’écho reçu, le signal de corrélation correspondant X(t) selon la relation (1) déjà donnée ci-dessus dans la description générale. Dans cette relation (1), τ représente la longueur du filtre de corrélation et F*( τ) représente le signal de réponse complexe, conjugué du filtre de corrélation :
En outre, le module de corrélation calcule pour chaque signal de mesure s(t) et par conséquent, pour chaque signal d’écho reçu, un coefficient de corrélation R(t) selon la relation (2) donnée déjà de manière générale dans la description :
Dans la relation (2), Ns est une norme définie, positive, du signal de mesure s(t) et NF est une norme définie positive du signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation. La relation (2) montre comment se calcule le module de corrélation pour les normes Ns et NF.
Pour détecter un objet qui se trouve dans l’environnement du capteur d’ultrasons, selon le premier mode de réalisation de l’invention, on reconnaît la réception de signaux d’écho-objet produits par la réflexion des impulsions d’ultrasons émises vers un objet dans l’environnement du capteur d’ultrasons en exploitant le signal de corrélation X(t) calculé pour chaque signal d’écho reçu et/ou le coefficient de corrélation R(t) calculé pour chaque signal d’écho reçu.
Pour cela il faut tenir compte de ce que le capteur d’ultrasons risque de recevoir en plus des signaux d’écho-objet, également des signaux d’écho du sol, générés par la réflexion des signaux d’ultrasons émis, sur de nombreuses petites particules de la surface du sol ou du sous-sol dans l’environnement du capteur d’ultrasons et/ou des signaux parasites mis en corrélation avec le filtre de corrélation.
Comme l’amplitude AB des signaux d’écho du sol et l’amplitude AS des signaux parasites sont en général beaucoup plus petites que l’amplitude AO d’un signal d’écho-objet, pour un premier mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention on peut distinguer de manière optimale entre les signaux d’écho du sol ou les signaux parasites et les signaux d’écho-objet par l’exploitation du signal de corrélation X(t) calculé chaque fois pour les signaux d’écho reçus.
Comme à la fois les signaux d’écho du sol et aussi les signaux parasites sont mis en corrélation par le filtre de corrélation, le coefficient de corrélation R(t) calculé respectivement pour les signaux d’écho du sol ou les signaux parasites et aussi le coefficient de corrélation R(t) calculé pour les signaux d’écho-objet a une amplitude de niveau élevé qui peut être proche de 1. Ainsi, pour une détection d’objet effectuée selon un premier mode de réalisation de l’invention, il est difficile de distinguer entre les signaux d’écho du sol ou les signaux parasites et les signaux d’écho-objet par l’exploitation du coefficient de corrélation R(t) calculé chaque fois pour les signaux d’écho reçus.
Si le capteur d’ultrasons selon l’invention est installé dans un véhicule, il peut souvent arriver pendant le réglage fin de ce capteur d’ultrasons que le dispositif de mesure reçoive un signal parasite résultant de la réflexion d’un signal d’ultrasons émis sur des parties du véhicule ou le pare-choc du véhicule se trouvant à une distance fixe du capteur d’ultrasons. Comme un tel signal parasite est mis en corrélation par le filtre de corrélation, l’amplitude du coefficient de corrélation R(t) calculée pour un tel signal parasite a un niveau élevé qui peut être voisin de 1. Si l’on exploite le coefficient de corrélation R(t) calculé pour les signaux d’écho reçus, pour servir à la détection d’objet, de tels objets se trouvant à distance fixe du capteur d’ultrasons seront détectés en continu. C’est pourquoi on sélectionne de préférence le seuil pour l’exploitation du coefficient de corrélation R(t) calculé respectivement pour les signaux d’écho reçus, pour saisir les signaux d’écho-objets de préférence pour éliminer la saisie des signaux parasites dans une telle exploitation.
La montre une courbe d’intensité s’t d’un signal de mesure s’(t) composé de deux signaux de mesure s(t) qui, pour la détection effectuée selon un premier mode de réalisation de l’invention, coïncident chaque fois avec le signal de réception e(t) généré à partir du signal d’écho pour deux signaux d’écho reçus, en fonction du temps t. Cela montre que le capteur d’ultrasons peut être tout d’abord un signal d’écho non sollicité qui peut être un signal d’écho de sol ou un signal parasite et ensuite on aura reçu un signal d’écho-objet. La plage du signal de mesure composé s’(t) qui correspond à la réception du signal d’écho non souhaité porte la référence UE et la plage du signal de mesure composé s’(t) qui correspond à la réception du signal d’écho-objet porte la référence OE.
La montre en outre la courbe d’une valeur X’t du signal de corrélation X’(t) calculée pour le signal de mesure, composé s’(t) représenté à la en fonction du temps t. Cela montre que l’amplitude de ce signal de corrélation X’(t) dans la plage XtU correspond à la réception du signal d’écho non souhaité qui est significativement plus petite que l’amplitude du signal de corrélation X’(t) dans la plage XtO qui correspond à la réception du signal d’écho-objet.
La montre la courbe de la valeur R’τ du coefficient de corrélation R’(t) du signal de mesure s’(t) composé comme représenté à la et qui a été calculé en fonction du temps t. Cela montre que l’amplitude du coefficient de corrélation R’(t) dans la plage RtU qui correspond à la réception du signal d’écho non souhaité est proche de la valeur 1 et est ainsi comparable à l’amplitude de ce coefficient de corrélation R’(t) dans la plage RtO qui correspond à la réception du signal d’écho-objet.
La montre la courbe de la valeur R’d d’un autre coefficient de corrélation K’(d) représenté en fonction de la distance d mesurée en mètres par le capteur d’ultrasons et qui est obtenue par la représentation du coefficient de corrélation R’(t) calculé à la réception de signaux d’écho de sol et de deux signaux de mesure s(t) générés par les signaux d’écho-objet formant le signal de mesure composé s’(t), en fonction de la distance d et ainsi équivalent au coefficient de corrélation R’(t). Il faut tenir compte pour cela de la distance d mesurée par le capteur d’ultrasons, parcourue par le signal d’écho entre l’endroit où il est généré jusqu’au capteur d’ultrasons à la vitesse du son et du produit entre la vitesse du son et le temps écoulé t.
A la , chaque plage de cet autre coefficient de corrélation R’(d) qui correspond à la réception des signaux d’écho du sol porte la référence RdB et chaque plage de cet autre coefficient de corrélation R’(d) qui correspond à la réception d’un signal d’écho-objet porte la référence RdO.
La montre la courbe de la valeur R’d d’un autre coefficient de corrélation K’(d) obtenu pour un signal de mesure s(t) composés s’(t) généré à la réception de signaux parasites et d’un signal d’écho-objet en fonction de la distance d mesurée en centimètres par un capteur d’ultrasons. A la , chaque plage de cet autre coefficient de corrélation R’(d) qui correspond à la réception de signaux parasites porte la référence RdS et la plage de cet autre coefficient de corrélation R’(d) qui correspond à la réception du signal d’écho-objet porte la référence RdO. Pour la représentation selon la qui est fondée sur des mesures réelles, à l’aide d’un capteur d’ultrasons selon l’invention on reçoit des signaux parasites situés dans une plage dynamique entre -1,5 V et +1,5 V et à partir de ces signaux parasites on a généré avec le capteur d’ultrasons, chaque fois un signal de réception ayant une amplitude de 20 mV.
Les figures 2 et 3 montrent que l’autre coefficient de corrélation R’(d) tel que représenté a de nombreuses valeurs maximales dans chaque plage RdB ou RdS des signaux d’écho de sol reçus ou des signaux parasites ; ces nombreuses valeurs maximales prennent une valeur élevée et en partie proches de la valeur 1. Les figures 2 et 3 montrent en outre que chaque autre coefficient de corrélation représenté R’(d) dans chaque plage RdO qui correspond à la réception d’un signal d’écho-objet a une valeur maximale qui est à un niveau élevé, proche de la valeur 1. En conséquence, pour les cas représentés aux figures 2 et 3 on peut difficilement effectuer une détection d’objet par l’exploitation de l’autre coefficient de corrélation R(d) pour les signaux de mesure s(t) générés par la réception des signaux d’écho de sol ou des signaux parasites et d’au moins un signal objet et en conséquence à l’aide de l’exploitation, l’autre coefficient de corrélation R’(d) obtenu pour le signal de mesure s’(t) composé de ces signaux de mesure s(t).
Selon un second mode de réalisation de la détection d’objet de l’invention, autrement que dans le premier mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention, on émet des signaux d’ultrasons à l’aide d’un capteur d’ultrasons selon l’invention, ces signaux ayant respectivement une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation et aussi appelé signal de partie d’intervalle ou impulsion d’intervalle et d’une seconde partie de signal d’ultrasons mise en corrélation par le filtre de corrélation et aussi appelée partie de signal de pic ou impulsion de pic. La première partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre est émise avant la seconde partie de signal d’ultrasons.
La montre la courbe de l’intensité de signal Ut d’un signal d’ultrasons U(t) émis selon un second mode de réalisation de l’invention à l’aide d’un capteur d’ultrasons selon l’invention en fonction du temps t mesuré en millisecondes. A la , la plage du signal d’ultrasons U(t) qui correspond à l’émission de la première partie de signal d’ultrasons porte la référence U1 et la plage du signal d’ultrasons U(t) qui correspond à l’émission de la seconde partie d’ultrasons porte la référence U2. Lors de l’émission d’un signal d’ultrasons U(t) qui a une première partie de signal d’ultrasons non mise en corrélation avec le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons mise en corrélation avec le filtre de corrélation, la réflexion de ce signal d’ultrasons génère un signal d’écho comprenant une première partie de signal d’écho correspondant au signal d’ultrasons émis qui n’est pas mis en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’écho mise en corrélation par le filtre de corrélation. Dans ce second mode de réalisation de l’invention, chaque signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho coïncide avec le signal de mesure s(t) correspondant.
Dans le second mode de réalisation de l’invention, on considère le cas selon lequel un signal d’écho reçu peut être un signal d’écho-objet ou un signal d’écho de sol.
Si le capteur d’ultrasons reçoit un signal d’écho-objet, cette première partie de signal d’écho-objet n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation et la seconde partie de signal d’écho-objet est mise en corrélation par le filtre de corrélation. Comme la première partie de signal d’écho-objet n’est pas mise en corrélation avec le filtre de corrélation, le coefficient de corrélation R(t) calculé pour le signal de mesure s(t) correspondant se trouve dans une plage appelée également intervalle qui correspond à la réception de la première partie de signal d’écho-objet et à une amplitude avec une première valeur relativement négative. Comme la seconde partie de signal d’écho-objet d’une impulsion d’ultrasons émise est mise en corrélation par le filtre de corrélation, le coefficient de corrélation R(t) correspondant présente dans une plage appelée pic qui correspond à la réception de la seconde partie de signal d’écho-objet, un maximum ayant une seconde valeur significativement plus élevée que la première valeur. Selon la qualité du signal d’écho-objet correspondant, la seconde valeur peut être proche de 1.
Les figures 5, 6, 7 et 8 montrent chacune la courbe d’une valeur R’d d’un autre coefficient de corrélation R’(d) en fonction de la distance d introduite précédemment ; cet autre coefficient de corrélation R’(d) correspond au signal de mesure s’(t) composé des signaux de mesure s(t) générés à partir des signaux d’écho de sol, reçus et d’au moins un signal d’écho-objet. Dans la représentation de la , la distance d est en mètres et dans la représentation de chacune des figures 6 à 8 elle est mesurée en centimètres. Dans chacune des figures 5-8, à chaque réception d’un pic produit par un signal d’écho-objet pour l’autre signal de corrélation correspondant R(d) et en conséquence également pour l’autre signal de corrélation R’(t) on a utilisé la référence RdpO et pour chaque intervalle produit à la réception d’un signal d’écho-objet pour l’autre coefficient de corrélation R(d) et en conséquence, l’autre coefficient de corrélation R’(d) on a utilisé la référence RdLO. Toutes les autres plages de l’autre coefficient de corrélation R’(d) représenté aux figures 5 à 8 correspondent à la réception de signaux d’écho de sol et ne portent pas de référence pour simplifier la représentation selon les figures 5 à 8.
Contrairement à la , la montre très facilement que deux signaux d’écho-objet ont été reçus. En outre, chacune des figures 6-8 montre très simplement qu’il y a eu chaque fois réception d’un signal d’écho-objet. Comme la présence d’une combinaison intervalle-pic dans le tracé de la valeur R’(d) de l’autre coefficient de corrélation R’(d) génère la signature de l’autre coefficient de corrélation R’(d) à l’aide de laquelle on distingue nettement la réception d’un signal d’écho-objet, selon la détection d’objet effectuée selon le second mode de réalisation de l’invention, on utilise de préférence un algorithme prédéfini. Selon cet algorithme on associe un maximum de l’autre signal de corrélation R’(d) à la réception d’un signal d’écho-objet si la valeur de ce maximum dépasse un seuil SWh plus élevé et en même temps si l’amplitude d’un nombre prédéfini de maxima qui se produisent avant le maximum dépassant le seuil plus élevé SWh de l’autre signal de corrélation R’(d) reste chaque fois en-dessous d’un seuil SWn inférieur au seuil élevé SWh. Ce nombre de maxima dépend de la longueur de la partie de signal d’intervalle ou impulsion d’intervalle évoquée ci-dessus d’un signal d’ultrasons U(t) émis selon le second mode de réalisation de l’invention. Le seuil élevé SWh et le seuil bas SWn sont tracés à la
figure 5.
Dans le second mode de réalisation de la détection d’objet selon l’invention de laquelle les signaux d’ultrasons émis ont chaque fois une composante de signal d’intervalle et une composante de signal impulsionnel et utilisent l’algorithme ci-dessus, le taux de détection erronée d’objet est significativement inférieur à celui du premier mode de réalisation de détection d’objet selon l’invention. La raison est que la probabilité qu’une combinaison intervalle-pic comme conséquence de la réception d’un signal d’écho de sol dans le tracé de la valeur R’d de l’autre coefficient de corrélation R’(d) se produit, est beaucoup plus faible que la probabilité qui se produit seulement avec un unique maximum élevé ou pic comme suite de la réception d’un signal d’écho de sol dans le processus indiqué.
Les représentations qui découlent des figures 6 à 8 reposent sur des mesures faites effectivement. Les figures 6 à 8 montrent facilement la combinaison intervalle-impulsion que l’on a observée pour la mesure correspondante et dans le tracé correspondant de la valeur R’d de l’autre coefficient de corrélation correspondant R’(d). Chacune des figures 6 à 8 montre en outre facilement que la partie de signal d’intervalle ou impulsion d’intervalle du signal d’ultrasons émis ou de l’impulsion d’ultrasons génère une « surface ouverte » dans le tracé de la valeur R’d de l’autre coefficient de corrélation R’(d) et qui se situe directement avant le maximum ou pic produit à la réception du signal d’écho-objet correspondant pour cet autre coefficient de corrélation R’(d) et que le signal d’écho-objet correspondant provient respectivement de la plage de l’environnement du capteur d’ultrasons dans laquelle peuvent être générés des signaux d’écho de sol.
Une troisième forme de détection d’objet selon l’invention se distingue de la première forme de détection d’objet de l’invention en ce que pour chaque signal reçu e(t), généré directement à partir du signal d’écho correspondant, on utilise un autre signal h(t) qui dépend du temps (t) et qui est notamment un signal harmonique. Comme chaque autre signal h(t) n’est pas mis en corrélation avec le filtre de corrélation et a une amplitude qui se situe dans l’ordre de grandeur de l’amplitude AAS de chaque signal de réception e(t) et est généré directement à partir d’un signal parasite correspondant, et il est ainsi significativement inférieur à l’amplitude AAO de chaque signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho-objet. Ainsi comme dans le premier mode de réalisation de l’invention, chaque signal d’ultrasons émis selon le troisième mode de réalisation de l’invention est mis en corrélation par le filtre de corrélation.
Selon le troisième mode de réalisation de l’invention, chaque signal de réception e(t) est mélangé de manière additive avec l’autre signal h(t) correspondant pour générer un signal mélangé s(t). Chaque signal mélangé s(t) coïncide avec un signal de mesure correspondant s(t). En outre, chaque signal de mesure s(t) est en corrélation avec le signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation utilisé pour générer un signal de corrélation X(t) correspondant. Chaque signal de corrélation X(t) se calcule selon la relation (1) et/ou chaque coefficient de corrélation R(t) selon la relation (2).
L’effet du mélange d’un autre signal h(t) avec chaque signal de réception e(t) généré à partir du signal d’écho reçu, directement par le capteur d’ultrasons s’obtient de façon préférentielle en ce que pour chaque signal de mesure s(t) on utilise le signal de réception e(t) correspondant et on utilise une relation modifiée pour déterminer chaque coefficient de corrélation K(t) calculé pour le signal de mesure correspondant s(t). Chaque coefficient de corrélation R(t) se calcule selon la relation (3) modifiée et déjà indiquée dans la description générale, Ne étant la norme définie, positive, du signal de réception correspondant e(t) et Nh est la norme définie, positive, de l’autre signal h(t). La relation (3) montre clairement comment se calcule la norme Nh de l’autre signal h(t).
Dans un cas dans lequel le signal de réception e(t) généré directement à partir du signal d’écho reçu est effectivement mélangé à un petit signal harmonique h(t), on détermine le signal correspondant s(t) par l’addition du petit signal harmonique h(t) au signal de réception e(t) selon la relation (4) suivante :
Si, dans la relation (2) utilisée pour déterminer le coefficient de corrélation R(t) on remplace l’expression s(t) par la somme indiquée dans la relation (4) du signal de réception e(t) du signal harmonique h(t), on obtient la relation (5) pour calculer le coefficient de corrélation R(t).
On a supposé que le signal harmonique h(t) n’était pas en corrélation avec le signal de réponse F(τ) du filtre de corrélation. C’est pourquoi dans le numérateur de la fraction de la relation (5) le terme calculé par l’expressiondisparait de sorte que dans le numérateur il ne subsiste que le terme calculé à partir de l’expression
.Comme le signal harmonique h(t) n’a pas de valeur moyenne et n’est pas en corrélation avec e(t), le terme calculédisparait du numérateur de la fraction de la relation (5) ce qui donne directement la relation modifiée (3) pour déterminer le coefficient de corrélation R(t).
Suivant une autre caractéristique préférentielle, l’effet évoqué ci-dessus s’obtient en ce que pour chaque signal de mesure s(t) on utilise le signal de réception e(t) correspondant et on utilise la relation (3) pour déterminer chaque coefficient de corrélation K(t) à calculer pour le signal de mesure correspondant s(t) et à la place de la norme Nh de l’autre signal h(t) on utilise un coefficient positif Fh, notamment constant. Dans ce cas, on augmente la norme Ns que l’on a dans l’expression du coefficient de corrélation R(t) calculé selon la relation (2), de chaque signal de mesure s(t) coïncidant avec le signal de réception e(t) par l’addition pythagoricienne du coefficient Fh.
Dans le troisième mode de réalisation, on considère le cas selon lequel un signal d’écho reçu peut être un signal d’écho-objet ou un signal parasite. Selon la détection d’objet effectuée selon le troisième mode de réalisation de l’invention, on fixe de préférence une fenêtre de temps pendant laquelle, pour générer un signal de mélange correspondant s(t) on mélange chaque signal de réception e(t) de préférence avec un autre signal h(t) correspondant qui est notamment un signal harmonique correspondant. Ainsi, chaque signal de corrélation R(t) selon la relation (2) se calcule pour chaque signal de mesure s(t) qui coïncide avec le signal de mélange s(t) correspondant. En variante, dans la fenêtre de temps fixé on calcule le coefficient de corrélation R(t) pour chaque signal de réception e(t) coïncidant avec le signal de mesure s(t) selon la relation (3). On diminue ainsi l’amplitude du coefficient de corrélation R(t) pour les signaux parasites reçus avec une amplitude plus faible AS. De façon préférentielle, on augmente l’amplitude de chaque autre signal h(t) ou de chaque coefficient additif Fh pour neutraliser l’effet des signaux parasites reçus sur le coefficient de corrélation R’(t) calculé à partir du signal de mesure s’(t) composé des signaux de mesure s(t) générés à la réception des signaux d’écho. En conséquence, par l’exploitation du coefficient de corrélation R(t) calculé chaque fois pour les signaux d’écho reçus et en conséquence également pour le coefficient de corrélation R’(t) calculé à partir du signal de mesure s’(t) composé des signaux de mesure s(t) générés à la réception des signaux d’écho, on aura des signaux d’écho qui ont chaque fois une amplitude importante.
Dans le cas dans lequel le capteur d’ultrasons et une unité de commande correspondante ou un microcontrôleur correspondant (ECU) saisissent des signaux parasites, c’est-à-dire dans le cas où par l’exploitation des signaux d’écho, reçus, on saisit chaque fois trop de signaux d’écho reçus pour le coefficient de corrélation R(t) calculé, signaux pour lesquels la distance d entre l’emplacement respectif de l’émission de ceux-ci et le capteur d’ultrasons varie d’un cycle de mesure à l’autre, le capteur d’ultrasons initialise de préférence une augmentation de l’amplitude de l’autre signal h(t) ou du coefficient additif Fh indiqué ci-dessus et le fait jusqu’à ce que par l’exploitation des signaux d’écho reçus, la saisie des signaux d’écho reçus effectuée avec le coefficient de corrélation R(t) chaque fois calculé arrive de nouveau à la qualité souhaitée.
La montre une courbe d’une intensité de signal e’t d’un signal de réception e(t) en fonction du temps, ce signal étant composé des deux signaux d’écho reçus provenant directement d’un signal d’écho correspondant. Il apparaît que le capteur d’ultrasons a d’abord reçu un signal parasite puis un signal d’écho-objet. La plage du signal de réception e’(t) composé qui correspond à la réception du signal parasite porte la référence SE et la plage du signal de réception composée e’(t) qui correspond au signal d’écho-objet, reçue porte la référence OE.
La montre en outre la courbe de la valeur X’t du signal de corrélation X’(t) en fonction du temps t, ce signal de corrélation étant calculé pour un signal de mélange s’(t) composé de deux signaux de mélange s(t) générés chaque fois à l’aide de l’un correspondant des deux signaux de réception e(t) provenant de la réception du signal parasite et du signal d’écho-objet. Chaque signal de réception e(t) est mélangé avec l’un correspondant des deux autres signaux utilisés h(t) pour générer l’un des deux signaux de mélange s(t) correspondant. Ici chacun des deux signaux de mélange s(t) coïncide avec le signal de mesure s(t). Comme à la , il apparaît également, selon la , que l’amplitude de ce signal de corrélation X’(t) dans une plage XtS qui correspond à la réception du signal parasite est significativement plus petite que l’amplitude qui correspond à ce signal de corrélation X’(t) dans la plage XtO qui est celle de la réception du signal d’écho-objet.
La montre également la courbe de la valeur h’(t) d’un autre signal h’(t) en fonction du temps t et qui est composé des deux autres signaux h’(t) utilisés. La plage de l’autre signal h’(t) composée, utilisée pour le signal de réception généré directement à partir du signal parasite porte la référence htS et la plage de l’autre signal composé h’(t) utilisée pour le signal de réception généré directement à partir du signal d’écho-objet porte la référence htO.
La montre en outre la courbe d’une valeur R’t d’un coefficient de corrélation R’(t) en fonction du temps t, ce coefficient étant calculé pour le signal de mesure composé s’(t) évoqué ci-dessus. A la différence de la , la montre que l’amplitude de ce coefficient de corrélation R’(t) dans la plage RtS correspondant à la réception du signal parasite, est significativement plus petite que l’amplitude de ce coefficient de corrélation R’(t) dans la plage RtO qui correspond à la réception du signal d’écho-objet.
Chacune des figures 10 à 14 montre une autre configuration pour réaliser une détection d’objet selon le troisième mode de réalisation de l’invention.
La montre une configuration générale qui, pour générer un signal de mesure s(t) mélange par addition le signal de réception e(t) et l’autre signal h(t).
La montre une configuration utilisant des circuits et qui, pour générer chaque signal de mélange s(t), utilisent un mélangeur additif 10 qui reçoit le signal de réception e(t) comme signal d’entrée et l’autre signal h(t) comme autre signal d’entrée. Chaque signal de mesure s(t) est ici le signal de sortie s(t) du mélangeur 10. L’amplitude du signal de mélange s(t) peut être modifiée par le mélangeur 10.
La montre une autre configuration utilisant des circuits qui, pour générer chaque signal de mélange s(t) utilisent un convertisseur analogique-numérique 20 recevant le signal de réception e(t) comme signal d’entrée ; l’autre signal h(t) qui se présente sous la forme d’une tension électrique Vh(t) est combiné par addition à une autre tension de référence Vr côté entrée, du convertisseur analogique-numérique 20. Chaque signal de mélange s(t) est ici le signal de sortie s(t) du convertisseur analogique-numérique 20.
La montre une autre configuration utilisant des circuits. Pour générer chaque signal de mélange s(t) on transmet le signal de réception e(t) par une ligne 30 faisant partie de deux lignes 30, 35 couplées de manière capacitive et constituant le signal d’entrée d’un convertisseur analogique-numérique 20. L’autre signal h(t) est transmis par l’autre ligne 35 des deux lignes 30, 35 pour être appliqué comme autre signal d’entrée au convertisseur analogique-numérique 20. Chaque signal de mélange s(t) est ici le signal de sortie s(t) du convertisseur analogique-numérique 20. La force du couplage capacitif entre les deux lignes 30, 35 se commande par une grandeur de l’amplitude AAh de l’autre signal h(t).
Pour chacune des réalisations présentées aux figures 10-13, chaque signal de mélange s(t) coïncide avec le signal de mesure s(t) et il est mis en corrélation avec le signal de réponse F(τ) d’un filtre de corrélation pour générer un signal de corrélation X(t). Egalement à l’aide d’un module de corrélation 40 on calcule chaque signal de corrélation X(t) selon la relation (1) et chaque coefficient de corrélation R(t) selon la relation (2).
En outre, pour chacune des réalisations présentées dans l’une des figures 11 à 13, on génère l’autre signal h(t) correspondant sous la forme d’un signal harmonique à l’aide d’un oscillateur avec lequel on règle de préférence la fréquence de chaque signal harmonique.
La montre une configuration fondée sur des programmes utilisant pour chaque signal de mélange s(t) le signal de réception e(t) et mettant en corrélation chaque signal de mélange s(t) avec le signal de réponse F(τ) d’un filtre de corrélation pour générer un signal de corrélation X(t). L’effet du mélange de chaque signal de réception e(t) avec un autre signal h(t) s’obtient en ce que le module de corrélation (40) calcule chaque signal de corrélation X(t) selon la relation (1) et chaque coefficient de corrélation R(t) selon la relation (3) dans lesquelles la norme Nh d’un autre signal h(t) est remplacée par un coefficient constant Fh défini, positif. Chaque signal de mélange s(t) coïncide ici avec le signal de mesure s(t).
La montre la courbe de la valeur R’d représentée en fonction de la distance d mesurée en centimètres par un capteur d’ultrasons ; cette valeur R’d est celle d’un autre coefficient de corrélation K’(d) obtenu pour un signal de mesure s’(t) composé des signaux de mesure s(t) générés à la réception des signaux parasites et d’un signal d’écho-objet. La mesure effective sur laquelle se fonde la représentation de la se distingue de la mesure effective sur laquelle est fondée la représentation de la , uniquement en ce que pour la détection d’objet selon le troisième mode de réalisation de l’invention, chaque signal d’écho reçu est mélangé avec un autre signal h(t) généré sous une forme correspondante d’un signal harmonique d’une amplitude de 30 mV et d’une fréquence de 60 kHz. La montre clairement que l’autre coefficient de corrélation R’(d) représenté ici correspond dans chaque plage RdS à la réception d’un signal parasite et a une amplitude d’une valeur significativement plus petite que la valeur du maximum car cet autre coefficient de corrélation R’(d) dans la plage RdO correspond à la réception du signal d’écho-objet. La montre clairement que pour la détection d’objet effectuée selon le troisième mode de réalisation de l’invention, l’effet des signaux parasites reçus sur l’autre coefficient de corrélation R’(d) est neutralisé. Cela permet de reconnaître facilement la réception de signaux d’écho-objet par l’exploitation de cet autre coefficient de corrélation R’(t).
Selon la détection d’objet effectuée suivant le troisième mode de réalisation de l’invention, le coefficient de corrélation R(t) calculé pour les signaux d’écho de sol ou pour un signal d’écho généré par la réflexion sur un objet qui se trouve à proximité du capteur d’ultrasons a une amplitude ayant une valeur élevée qui peut être proche de 1. Dans ce cas, les signaux d’écho de sol, reçus reviennent de l’environnement qui se situe à une distance d mesurée à partir du capteur d’ultrasons et qui s’étend entre 50 cm jusqu’à la distance d de 350 cm mesurée par le capteur d’ultrasons. L’objet indiqué se trouve ici à la distance mesurée d de 150 cm par rapport au capteur d’ultrasons. Selon le troisième mode de réalisation de la détection d’objet de l’invention, cela ne se traduit pas par une variation de l’amplitude indiquée ci-dessus par comparaison à l’amplitude que l’on a pour la détection d’objet effectuée selon le premier mode de réalisation de l’invention.
A côté de la description ci-dessus, il faut également prendre en compte, à titre complémentaire, la représentation selon les figures 1 à 15.
Enfin il est à remarquer que selon une caractéristique particulière, pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et à un maximum qui se situe dans le temps directement après la première période ou avant le début de la première période et dépasse un second seuil plus grand que le premier seuil, on constate que ce signal de réception e(t) provient d’un signal d’écho généré par la réflexion sur l’objet ou
pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et aussi pendant une seconde durée après la fin de la première durée et qui a un maximum situé dans le temps, directement à la fin de la première période et avant le début de la seconde période et dépassant un second seuil plus grand que le premier seuil, on constate que ce signal de réception e(t) provient de la réflexion d’un signal d’écho généré par la réflexion sur l’objet.
Selon une autre caractéristique du procédé on détermine la longueur de la première durée en fonction d’une durée de signal de la première partie de chaque signal d’ultrasons émis (U(t)) et/ou la longueur de la seconde durée en fonction de la durée de signal de la troisième partie de chaque signal d’ultrasons.
Selon d’autres caractéristiques du procédé chaque signal d’ultrasons émis est mis en corrélation par un filtre de corrélation, pour chaque signal de réception (e(t)) on utilise un autre signal (h(t)) dépendant du temps, et qui est notamment un signal harmonique,
chaque autre signal h(t)) n’est pas mis en corrélation par le filtre de corrélation et a une amplitude AAh dans l’ordre de grandeur de chaque signal de réception AAS provenant du signal d’écho parmi les signaux d’écho reçus qui n’a pas été produit par la réflexion sur un objet,
chaque signal de réception (e(t)) étant mélangé avec un autre signal (h(t)) pour générer un signal de mélange (s(t)) et chaque signal de mélange (s(t)) qui est le signal de mélange (s(t)) généré avec le signal de réception ou chaque signal de mesure (s(t)) qui est le signal de réception (e(t)) et qui est déterminé pour chaque signal de réception (e(t)) pour le coefficient de corrélation (R(t)) selon la relation modifiée :
dans laquelle Ne est la norme définie, positive, du signal de réception (e(t)) et Nh est la norme définie, positive, de l’autre signal (h(t)).
L’invention porte également tout particulièrement sur des caractéristiques du dispositif de mesure comportant un capteur d’ultrasons émettent des signaux d’ultrasons (U(t)), recevant les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis et qui, à partir de chaque signal d’écho reçu, génère un signal de réception (e(t)),
le dispositif de mesure générant pour chaque signal de réception (e(t)), un signal de mesure (s(t)) dépendant du temps et mettant celui-ci en corrélation par un filtre de corrélation du dispositif de mesure pour générer un signal de corrélation (X(t)) avec un signal de réponse (F(τ)) dépendant d’une variable (τ),
dispositif de mesure caractérisé en ce que
pour chaque signal de mesure (s(t)), il détermine un coefficient de corrélation (R(t)) dépendant du temps (t) en fonction du signal de corrélation (X(t)), d’une norme définie positive Ns du signal de mesure (s(t)) et d’une norme définie, positive, NF du signal de réponse (F(τ)), et l’exploite pour détecter un objet,
pour chaque signal de mesure s(t) on utilise le signal de réception e(t) correspondant,
le capteur d’ultrasons émettant respectivement
une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons qui est en corrélation avec le filtre de corrélation, et
la première partie de chaque signal d’ultrasons (U(t)) à émettre avant ou après la seconde partie de signal d’ultrasons ou
des signaux d’ultrasons (U(t)) ayant respectivement une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation, une seconde partie de signal d’ultrasons qui est en corrélation avec le filtre de corrélation et une troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation,
et la seconde partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre après la première partie de signal d’ultrasons et avant la troisième partie de signal d’ultrasons.
Le dispositif de mesure est en outre caractérisé en ce qu’il détermine la longueur de la première durée en fonction d’une durée de signal de la première partie de chaque signa d’ultrasons à émettre (U(t) et/ou de la longueur de la seconde durée en fonction d’une durée de signal de la troisième partie provenant de chaque signal d’ultrasons à émettre.
Selon une autre caractéristique le capteur d’ultrasons émet des signaux d’ultrasons mis respectivement en corrélation par le filtre de corrélation,
le dispositif de mesure utilisant pour chaque signal de réception (e(t)) un autre signal (h(t)) dépendant du temps et qui est notamment un signal harmonique,
chaque autre signal (h(t)) n’étant pas mis en corrélation par le filtre de corrélation et ayant une amplitude AAh de l’ordre de grandeur de l’amplitude AAS de chaque signal de réception provenant d’un signal d’écho parmi les signaux d’écho reçus qui n’a pas été produit par réflexion sur au moins un objet,
le dispositif de mesure mélangeant en outre chaque signal de réception (e(t)) avec l’autre signal (h(t)) pour générer un signal de mesure (s(t)) et utiliser pour chaque signal de mesure (s(t)), le signal de mélange (s(t)) généré par le signal de réception ou encore utiliser pour chaque signal de mesure (s(t)) le signal de réception (e(t)) et le coefficient de corrélation (Rt)) déterminé pour chaque signal de réception (e(t)) selon la formule modifiée :
et dans cette formule Ne est une norme définie, positive, du signal de réception (e(t)) et Nh est une norme définie, positive, de l’autre signal (h(t)).

Claims (14)

  1. Procédé de détection d’un objet à l’aide des signaux d’ultrasons (U(t)), réfléchis par celui-ci, selon lequel,
    à l’aide d’un capteur d’ultrasons on reçoit les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons U(t)) émis par le capteur d’ultrasons, et
    à partir de chaque signal d’écho reçu par le capteur d’ultrasons, on génère un signal de réception (e(t)) et à l’aide de chaque signal de réception (e(t)) on génère un signal de mesure (s(t)), en fonction du temps (t), que l’on met en corrélation par un filtre de corrélation avec un signal de réponse (F(τ)) dépendant de la variable (τ) pour générer un signal de corrélation (X(t)),
    procédé caractérisé en ce que
    pour chaque signal de mesure (s(t)) on détermine un coefficient de corrélation (R(t)) dépendant du temps (t) en fonction du signal de corrélation (X(t)), d’une norme positive Ns du signal de mesure (s(t)) et d’une norme positive NF du signal de réponse F(τ)) et on l’exploite pour détecter l’objet,
    chaque signal de mesure s(t) correspond au signal de réception e(t) et chaque signal d’ultrasons (U(t)) émis comporte une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons qui est mise en corrélation par le filtre de corrélation,
    la première partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre étant émise avant ou après la seconde partie de signal d'ultrasons ou
    chaque signal d’ultrasons émis comporte une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre de corrélation, une seconde partie de signal d’ultrasons mise en corrélation par le filtre de corrélation et une troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas mise en corrélation par le filtre corrélation.
    * la seconde partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre étant émise après la première partie correspondante de signal d’ultrasons et avant la troisième partie de signal d’ultrasons.
  2. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce qu’
    on détermine chaque coefficient de corrélation (R(t)) selon la relation :

    dans laquelle (τ) est la longueur du filtre de corrélation et F*(τ) est le signal de réponse complexe conjugué du filtre de corrélation.
  3. Procédé selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et à un maximum qui se situe dans le temps directement après la première période ou avant le début de la première période et dépasse un second seuil plus grand que le premier seuil, on constate que ce signal de réception e(t) provient d’un signal d’écho généré par la réflexion sur l’objet ou
    pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et aussi pendant une seconde durée après la fin de la première durée et qui a un maximum situé dans le temps, directement à la fin de la première période et avant le début de la seconde période et dépassant un second seuil plus grand que le premier seuil, on constate que ce signal de réception e(t) provient de la réflexion d’un signal d’écho généré par la réflexion sur l’objet.
  4. Procédé selon la revendication 3,
    caractérisé en ce qu’
    on détermine la longueur de la première durée en fonction d’une durée de signal de la première partie de chaque signal d’ultrasons émis (U(t)) et/ou la longueur de la seconde durée en fonction de la durée de signal de la troisième partie de chaque signal d’ultrasons.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2,
    caractérisé en ce que
    chaque signal d’ultrasons émis est mis en corrélation par un filtre de corrélation, pour chaque signal de réception (e(t)) on utilise un autre signal (h(t)) dépendant du temps, et qui est notamment un signal harmonique,
    chaque autre signal h(t)) n’est pas mis en corrélation par le filtre de corrélation et a une amplitude AAh dans l’ordre de grandeur de chaque signal de réception AAS provenant du signal d’écho parmi les signaux d’écho reçus qui n’a pas été produit par la réflexion sur un objet,
    chaque signal de réception (e(t)) étant mélangé avec un autre signal (h(t)) pour générer un signal de mélange (s(t)) et chaque signal de mélange (s(t)) qui est le signal de mélange (s(t)) généré avec le signal de réception ou chaque signal de mesure (s(t)) qui est le signal de réception (e(t)) et qui est déterminé pour chaque signal de réception (e(t)) pour le coefficient de corrélation (R(t)) selon la relation modifiée :

    dans laquelle Ne est la norme définie, positive, du signal de réception (e(t)) et Nh est la norme définie, positive, de l’autre signal (h(t)).
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5,
    caractérisé en ce qu’
    en présence de chaque signal de mélange (s(t)) dont le coefficient de corrélation (R(t)) a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, on reconnaît que le signal de réception (e(t)) a été obtenu par le signal de mélange (s(t)) provenant d’un signal d’écho produit par réflexion sur un objet ou
    en présence de chaque signal de réception (e(t)) dont le coefficient de corrélation (R(t)) déterminé, modifié, a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, on reconnaît que le signal de réception (e(t)) provient d’un signal d’écho produit par la réflexion sur au moins un objet.
  7. Dispositif de mesure pour détecter au moins un objet à l’aide de signaux d’ultrasons (U(t)) qu’il réfléchit,
    le dispositif de mesure comportant un capteur d’ultrasons émettent des signaux d’ultrasons (U(t)), recevant les signaux d’écho produits par la réflexion des signaux d’ultrasons émis et qui, à partir de chaque signal d’écho reçu, génère un signal de réception (e(t)),
    le dispositif de mesure générant pour chaque signal de réception (e(t)), un signal de mesure (s(t)) dépendant du temps et mettant celui-ci en corrélation par un filtre de corrélation du dispositif de mesure pour générer un signal de corrélation (X(t)) avec un signal de réponse (F(τ)) dépendant d’une variable (τ),
    dispositif de mesure caractérisé en ce que
    pour chaque signal de mesure (s(t)), il détermine un coefficient de corrélation (R(t)) dépendant du temps (t) en fonction du signal de corrélation (X(t)), d’une norme définie positive Ns du signal de mesure (s(t)) et d’une norme définie, positive, NF du signal de réponse (F(τ)), et l’exploite pour détecter un objet,
    pour chaque signal de mesure s(t) on utilise le signal de réception e(t) correspondant,
    le capteur d’ultrasons émettant respectivement
    une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation et une seconde partie de signal d’ultrasons qui est en corrélation avec le filtre de corrélation, et
    la première partie de chaque signal d’ultrasons (U(t)) à émettre avant ou après la seconde partie de signal d’ultrasons ou
    des signaux d’ultrasons (U(t)) ayant respectivement une première partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation, une seconde partie de signal d’ultrasons qui est en corrélation avec le filtre de corrélation et une troisième partie de signal d’ultrasons qui n’est pas en corrélation avec le filtre de corrélation,
    et la seconde partie de signal d’ultrasons de chaque signal d’ultrasons à émettre après la première partie de signal d’ultrasons et avant la troisième partie de signal d’ultrasons.
  8. Dispositif de mesure selon la revendication 7,
    qui détermine chaque coefficient de corrélation (R(t)) selon la relation :

    dans laquelle τ est la longueur du filtre de corrélation et F*(τ) est le signal de réponse complexe, conjugué du filtre de corrélation.
  9. Dispositif de mesure selon la revendication 8,
    caractérisé en ce que
    pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et à un maximum qui se situe directement après la fin de la première durée ou avant le début de la première durée et dépasse un second seuil plus grand que le premier seuil, on reconnaît que le signal de réception e(t) provient d’un signal d’écho produit par la réflexion sur un objet ou
    pour chaque signal de réception e(t) dont le coefficient de corrélation R(t) est inférieur à un premier seuil pendant une première durée et aussi pendant une seconde durée qui suit la fin de la première durée et qui a un maximum situé directement à la fin de la première durée et avant le début de la seconde durée et dépasse un second seuil plus grand que le premier seuil, on reconnaît que le signal de réception e(t) provient d’un signal d’écho produit par la réflexion sur au moins un objet.
  10. Dispositif de mesure selon la revendication 9,
    caractérisé en ce qu’
    il détermine la longueur de la première durée en fonction d’une durée de signal de la première partie de chaque signa d’ultrasons à émettre (U(t) et/ou de la longueur de la seconde durée en fonction d’une durée de signal de la troisième partie provenant de chaque signal d’ultrasons à émettre.
  11. Dispositif de mesure selon l’une des revendications 7 ou 8,
    caractérisé en ce que
    le capteur d’ultrasons émet des signaux d’ultrasons mis respectivement en corrélation par le filtre de corrélation,
    le dispositif de mesure utilisant pour chaque signal de réception (e(t)) un autre signal (h(t)) dépendant du temps et qui est notamment un signal harmonique,
    chaque autre signal (h(t)) n’étant pas mis en corrélation par le filtre de corrélation et ayant une amplitude AAh de l’ordre de grandeur de l’amplitude AAS de chaque signal de réception provenant d’un signal d’écho parmi les signaux d’écho reçus qui n’a pas été produit par réflexion sur au moins un objet,
    le dispositif de mesure mélangeant en outre chaque signal de réception (e(t)) avec l’autre signal (h(t)) pour générer un signal de mesure (s(t)) et utiliser pour chaque signal de mesure (s(t)), le signal de mélange (s(t)) généré par le signal de réception ou encore utiliser pour chaque signal de mesure (s(t)) le signal de réception (e(t)) et le coefficient de corrélation (Rt)) déterminé pour chaque signal de réception (e(t)) selon la formule modifiée :

    et dans cette formule Ne est une norme définie, positive, du signal de réception (e(t)) et Nh est une norme définie, positive, de l’autre signal (h(t)).
  12. Dispositif de mesure selon la revendication 11,
    caractérisé en ce qu’
    il comporte un mélangeur additif (10) et utilise pour chaque signal de mesure (s(t)) un signal de sortie (s(t)) du mélangeur (10) et pour générer le signal de sortie s(t), il utilise le signal de réception (e(t)) comme signal d’entrée appliqué au mélangeur (10) et l’autre signal (h(t)) comme autre signal d’entrée au mélangeur (10) ou
    il comporte un convertisseur analogique-numérique (20) utilisant pour chaque signal de mélange (s(t)) un signal de sortie numérique (s(t)) du convertisseur analogique-numérique (20) et pour générer le signal de sortie numérique (s(t)), il utilise le signal de réception (e(t)) comme signal d’entrée pour le convertisseur analogique-numérique (20) et pour l’autre signant h(t), un autre signal h(t) généré sous la forme d’une tension électrique Vh(t) et combiner celui-ci à une tension de référence Vr côté entrée pour le convertisseur analogique-numérique (20) ou
    pour générer le signal de sortie numérique (s(t)), il transmet le signal de réception (e(t)) par l’une (30) des deux lignes (30, 35) du dispositif de mesure couplées entre elles de manière capacitive, et le fournir comme signal d’entrée au convertisseur analogique-numérique (20) et transmettre l’autre signal (h(t)) par une l’autre ligne (35) des deux lignes (30, 35) et le fournir comme autre signal d’entrée au convertisseur analogique-numérique (20).
  13. Dispositif de mesure selon l’une des revendications 11 ou 12,
    caractérisé en ce qu’
    il comporte un oscillateur générant chaque autre signal (h(t) sous la forme d’un signal harmonique.
  14. Dispositif de mesure selon l’une des revendications 11 à 13,
    caractérisé en ce qu’
    il reconnaît pour signal de mélange s(t)) dont le coefficient de corrélation (R(t)) a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini, que le signal de réception (e(t)) a été généré par le signal de mesure (s(t)) provenant du signal d’écho produit par réflexion sur au moins un objet ou
    il reconnaît pour chaque signal de réception (e(t)) dont le coefficient de corrélation (R(t)) déterminé, modifié, a un maximum qui dépasse un seuil prédéfini que le signal de réception (e(t)) provient d’un signal d’écho produit par réflexion sur un objet.
FR2005942A 2015-08-11 2020-06-08 « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis » Active FR3097060B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2005942A FR3097060B1 (fr) 2015-08-11 2020-06-08 « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis »

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1557670A FR3025321B1 (fr) 2014-08-13 2015-08-11 Procede et dispositif de mesure pour detecter un objet avec des signaux d'ultrasons reflechis
FR2005942 2020-06-08
FR2005942A FR3097060B1 (fr) 2015-08-11 2020-06-08 « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis »

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1557670A Division FR3025321B1 (fr) 2014-08-13 2015-08-11 Procede et dispositif de mesure pour detecter un objet avec des signaux d'ultrasons reflechis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3097060A1 true FR3097060A1 (fr) 2020-12-11
FR3097060B1 FR3097060B1 (fr) 2022-06-24

Family

ID=73698229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2005942A Active FR3097060B1 (fr) 2015-08-11 2020-06-08 « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis »

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3097060B1 (fr)

Also Published As

Publication number Publication date
FR3097060B1 (fr) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3036809B1 (fr) Procede et dispositif de detection d’objets dans l’environnement d’un vehicule
EP0261736B1 (fr) Dispositif d&#39;exploration par echographie ultrasonore d&#39;un milieu en mouvement
EP0849607B1 (fr) Radar de détection d&#39;obstacles notamment pour véhicules automobiles
US20210325515A1 (en) Transmit signal design for an optical distance measurement system
CN105474039B (zh) 用于运行车辆的周围环境检测系统的方法
EP3563178B1 (fr) Méthode de traitement d&#39;un signal issu d&#39;un lidar cohérent pour réduire le bruit et système lidar associé
FR2669115A1 (fr) Systeme radar en ondes millimetriques pour le guidage d&#39;un robot mobile au sol.
CN111208490B (zh) 用于lidar系统的干扰检测与缓解
FR2982034A1 (fr) Procede de detection de l&#39;environnement d&#39;un vehicule par des ultrasons
FR2567274A1 (fr) Procede et dispositif d&#39;acquisition, de telemetrie et de representation d&#39;objets situes dans des milieux troubles, en utilisant des lasers
EP2202538A1 (fr) Système d&#39;imagerie passive equipé d&#39;un télémètre
FR2987452A1 (fr) Procede de detection d&#39;un champ environnant par un systeme d&#39;assistance de conduite
EP0715184A1 (fr) Procédé et dispositif pour déterminer la vitesse d&#39;un mobile au moyen d&#39;un radar ou sonar à compression d&#39;impulsion
FR3097060A1 (fr) « Procédé et dispositif de mesure pour détecter un objet avec des signaux d’ultrasons réfléchis »
JP2008039422A (ja) 物体識別方法と物体識別装置
FR3026494A1 (fr) Systeme de mesure par ultrasons, capteur a ultrasons et procede d&#39;examen d&#39;un echo d&#39;ultrasons
FR2817973A1 (fr) Methode de detection et de positionnement d&#39;objets basee sur deux etapes de formation numerique de faisceaux d&#39;un reseau phase de capteurs
EP0477092A1 (fr) Procédé télémétrique pour mesurer de courtes distances
FR3025321A1 (fr) Procede et dispositif de mesure pour detecter un objet avec des signaux d&#39;ultrasons reflechis
FR3001040A1 (fr) Systeme de capteurs de champ environnant
FR3058530A1 (fr) Procede de controle de la compatibilite electromagnetique d&#39;un detecteur de radars avec au moins un emetteur de bord de signaux impulsionnels
EP4083659B1 (fr) Dispositif et procédé de traitement du signal issus d&#39;un ensemble de transducteurs ultrasonores
FR2951279A1 (fr) Procede et dispositif pour ameliorer la mesure d&#39;un temps de parcours d&#39;un signal d&#39;ultrasons
FR2971856A1 (fr) Procede et dispositif de saisie de l&#39;environnement d&#39;un vehicule
FR2599854A1 (fr) Procede de mesure de la distance ambigue et radar doppler a impulsions mettant en oeuvre un tel procede

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20211210

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10