WO2020043969A1 - Système de détection de position d'un premier engin mobile par rapport à un second engin, par photons polarisés - Google Patents

Système de détection de position d'un premier engin mobile par rapport à un second engin, par photons polarisés Download PDF

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WO2020043969A1
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photons
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light
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PCT/FR2019/051720
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Patrice VERGUET
Tom BRELET
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Psa Automobiles Sa
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    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
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Definitions

  • the invention relates to detection systems which are responsible for detecting the position of a first mobile device with respect to a second device which is at least temporarily fixed.
  • the first device can be a mobile box which is arranged so as to move independently so as to inductively charge at least one battery of a second device constituting a vehicle (possibly of the automobile type).
  • the first machine can be a robot which must be moved (or which moves autonomously) in order to perform at least one operation on a second machine, such as for example an apparatus or an installation or even a vehicle, possibly to participate in its construction.
  • a detection system which can be arranged in two different ways.
  • the detection system comprises at least one light-emitting diode, a sensor and a processor.
  • the light-emitting diode is intended to be installed on the external face of the second machine which is at least temporarily fixed, and is arranged so as to emit photons of a predefined wavelength (generally in the infrared).
  • the sensor is intended to be installed on the external face of the first machine and is arranged so as to detect one or more wavelengths of photons received. This is for example a CCD (“Coupled Charged Device”) type sensor. When the sensor detects photons having the predefined wavelength, it generates a signal representative of the light intensity of these photons.
  • the processor compares this light intensity at a threshold, and when it is above this threshold it in turn generates a signal indicating that the first machine is well positioned relative to the second machine, while when it is below this threshold it generates a signal that indicates it, for example.
  • a threshold When it is possible to use at least three light emitting diodes emitting respectively according to three different predefined wavelengths in order to define a particular pattern, in particular when precise angular positioning is also carried out.
  • the sensor is arranged so as to detect these three predefined wavelengths.
  • a main drawback of this type of detection system lies in the fact that the sensor also receives photons from ambient light and the reflected photons, which can disturb photon analysis, or even make it impossible to detect photons having the ( the) predefined wavelength (s).
  • the detection system comprises a predefined pattern, a camera and a processor.
  • the predefined pattern (for example a checkerboard) is intended to be installed on the external face of the second machine which is at least temporarily fixed.
  • the camera is intended to be installed on the external face of the first machine and is arranged so as to acquire digital images.
  • the processor is responsible for analyzing the digital images in order to determine whether they contain the pattern, and if so whether this pattern has a deformation representative of a positioning deviation of the first device relative to the second device. When the deformation is below a threshold, the processor generates a signal indicating that the first machine is well positioned relative to the second machine, while when the deformation is above this threshold the processor generates a signal which indicates it, for example .
  • a main drawback of this type of detection system is that the pattern can be highly exposed to dirt (especially when it is installed under a vehicle), and therefore the dirtier it is, the more difficult it is for the processor to detect, and even more to determine its deformation.
  • the lighting of the pattern can vary greatly from one place to another, and therefore the darker the light atmosphere the more the camera will have difficulty acquiring usable images.
  • the invention therefore aims in particular to improve the situation.
  • a detection system responsible for detecting the position of a first mobile machine with respect to a second machine at least temporarily fixed, and, on the other hand, comprising at least a first light emitting diode emitting photons of a first wavelength and intended to be installed on an external face of the second machine, and a sensor intended to be installed on an external face of the first machine and delivering at least a first signal representative of the intensity of received photons having the first wavelength.
  • a first filter intended to be installed in front of the first light-emitting diode in order to induce a rectilinear polarization according to a first predefined angle of the photons which it emits
  • a second filter intended to be installed in front of the sensor and inducing at least one polarization at the first angle in order to allow the polarized photons to pass through the first filter
  • a processor determining the position of the first machine relative to the second machine based on the first signal delivered by the sensor.
  • the second filter is in a state that has allowed them to pass, and therefore that its first machine is located in the immediate vicinity of its final position relative to to the second machine.
  • the detection system according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
  • its second filter can induce a fixed rectilinear polarization at the first angle
  • its second filter can induce a variable rectilinear polarization between the first angle and a second angle equal to said first angle +/- 90 °.
  • it may also include an electric motor intended to be fixedly secured to the first machine in the immediate vicinity of the second filter in order to drive it in rotation between a first position inducing rectilinear polarization at the first angle and a second position inducing rectilinear polarization according to the second angle;
  • its second filter can be an optical device with twisted nematic effect and preventing the passage of photons polarized at the first angle when it is supplied with current on the order of the processor.
  • its processor orders an alternation of non-supply phases and supply of the second filter in order to determine the intensity of the light composed of the photons having the first wavelength in the non-supply phase;
  • It may include a second light emitting diode emitting photons of a second wavelength and intended to be installed near the first light emitting diode on the external face of the second machine.
  • its first filter can be intended to be installed in front of the first and second light-emitting diodes in order to induce a rectilinear polarization according to the first angle of the photons which they emit
  • its sensor can also deliver a second signal representative of the intensity of photons received having the second wavelength
  • its processor can determine the position of the first device with respect to the second device according to the first and second signals delivered by the sensor.
  • the detection system presented above can, for example, be used by a first machine, constituting a mobile induction charging box comprising a primary circuit comprising a primary coil supplied with current by a power cable to transfer by induction from electrical energy, and a second device, constituting a vehicle possibly of automobile type and comprising at least one battery and a secondary circuit comprising a secondary coil transforming the electrical energy transferred by induction into recharging current for the battery when placed under this primary coil.
  • the first machine can, for example, constitute a mobile induction charging unit comprising at least three holonomical wheels.
  • the first machine may, for example, be part of an installation comprising a running surface, on which circulates and parks at least one vehicle, and at least one source of electrical power to which one end of the power cable of the second machine.
  • Such an installation can, for example, be chosen from a parking lot, a garage, and a vehicle charging station.
  • FIG. 1 illustrates schematically and functionally, in a top view, a parking installation comprising a driving surface comprising three parking zones, on one of which has just parked a vehicle equipped with a first part of a detection system according to the invention and the battery of which must be recharged by induction by an example of a mobile box equipped with a second part of the detection system according to the invention and coupled to a source of electrical power,
  • FIG. 2 illustrates schematically and functionally, in a top view, an embodiment of a mobile housing equipped with a first embodiment of a second part of the detection system according to the invention, during its final positioning under the first part of this detection system, and
  • FIG. 3 schematically illustrates, in a perspective view, a second embodiment of the second filter and the sensor of a second part of a detection system according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose an SD detection system intended to detect the position of a first mobile E1 machine with respect to a second E2 machine at least temporarily fixed, by photons polarized.
  • the second machine E2 is a vehicle comprising a BR battery rechargeable by induction.
  • this vehicle E2 is of the automobile type. It is for example a car, as illustrated without limitation in Figure 1.
  • the invention is not limited to this type of second E2 machine. It relates in fact to any type of vehicle that can be fixed at least temporarily and with respect to which one needs to come to precisely position a first vehicle, to perform at least one action or operation. Therefore, it can be a device, a facility, or a vehicle (land, sea (or river), or air), possibly under construction.
  • vehicle V comprises an all-electric type powertrain.
  • vehicle could include a powertrain of the rechargeable hybrid type, that is to say comprising at least one heat engine and at least one electric motor coupled to at least one rechargeable battery.
  • the first machine E1 is a mobile housing arranged so as to move independently so as to inductively recharge at least one battery of a second machine E2.
  • the invention is not limited to this type of first E1 device. It relates in fact to any type of mobile machine which has to be moved or moves autonomously with respect to a second machine (at least temporarily fixed) in order to be positioned precisely with respect to the latter in order to carry out at least one action or operation . Therefore, it could also be a robot (possibly assembly and / or welding).
  • the mobile box E1 is intended to equip an installation IN, to be coupled to a power supply SA of the latter (IN) via a cable (or cord) AC power supply, and to move independently on a rolling surface SR of this installation IN to inductively recharge at least one battery BR of a parked vehicle E2.
  • the E1 mobile box could be independent of the IN installation in which it moves, and in this case it may possibly include a rechargeable battery to operate.
  • This SR rolling surface can be interior or exterior, public or private.
  • the installation could be a garage, a vehicle charging station, a building, a factory, a helipad or an airfield, for example
  • the installation IN (here a car park) is only equipped with a single mobile unit (or first vehicle) E1 responsible for recharging the BR battery of a vehicle (or second vehicle) E2 which comes to park in its first parking area Z1.
  • the installation IN could be equipped with several mobile boxes (or first machines) E1 each associated with at least one parking zone Zk.
  • the mobile housing (or first machine) E1 here includes, in particular, displacement means MD, a primary circuit CP, an observation camera CO and a power supply cable CA.
  • Part of the primary circuit CP, at least part of the observation camera CO, and part of the displacement means MD are housed in an internal space of the mobile housing E1 which is for example delimited by lower, upper and peripheral walls .
  • this internal space can also optionally include an automatic reel responsible for winding the AC power cable, preferably in a controlled manner so that it remains substantially taut during the movements of the mobile housing E1.
  • the automatic rewinder can be part of the SA power source.
  • the primary circuit CP is here coupled to an electrical power source SA of the installation IN via the power cable CA, and is responsible for recharging the rechargeable battery BR of a parked vehicle E2, once the mobile unit E1 is positioned precisely below the latter (E2), and more precisely under a secondary induction charging CIS circuit which is coupled to this BR (rechargeable) battery.
  • the electrical power source SA can be a wall box (allowing the intensity of the current to be varied), for example, connected to an electrical power supply network (or sector) and responsible for the distribution of electrical energy and protection (circuit breakers, fuses, differential protection), or a power supply network (or mains).
  • the secondary circuit CIS of the vehicle E2 notably comprises a secondary coil, associated with a capacitor, and capable of transforming electrical energy, transferred by the primary circuit CP of the mobile unit E1, into recharging current for the battery BR.
  • the primary circuit CP comprises a primary coil, associated with a capacitor, and suitable for being supplied with current by the AC power cable, in order to transfer by induction of electrical energy to the secondary coil of the secondary circuit CIS of the vehicle E2 , once it has been positioned precisely under this secondary coil.
  • the primary coil of the primary circuit CP is placed on the upper (external) face of the upper wall of the mobile housing E1.
  • the AC power cable is coupled to the primary circuit CP, possibly via at least one electronic circuit and / or at least one electronic component (possibly power). It may be part of the mobile housing E1, in particular when the latter (E1) comprises an automatic winder. But it is not compulsory.
  • the displacement means MD of the mobile housing E1 are arranged so as to ensure the displacement of the latter (E1) on the rolling surface SR according to commands determined internally.
  • they can, for example, comprise wheels RH mounted for rotation.
  • the displacement means MD can comprise at least three holonomical (or omnidirectional) wheels RH, possibly with rollers, driven in rotation by independent electric motors (not shown). each other.
  • Each electric motor can, for example, be supplied with current by a battery, preferably rechargeable, which includes the mobile unit E1 (and which is not shown). Note that one can consider taking advantage of vehicle charging phases to recharge this battery via the AC power cable which is then supplied with current.
  • the CO observation camera is arranged so as to acquire digital images in the environment of the mobile box E1 which is at least located in front of the latter (E1).
  • the mobile box E1 comprises a single CO observation camera placed at least partially on its upper wall and responsible for acquiring (digital) images of its environment.
  • the mobile unit E1 could include several CO observation cameras (for example two or three).
  • the mobile unit E1 only comprises a single CO observation camera, it is preferably wide angle, possibly of the "fisheye" type (that is to say with a 360 ° field of view).
  • the internal displacement commands of the mobile box E1, intended for the displacement means MD can be determined by a computer (or processor) as a function of the environment which is defined by the images acquired by the observation camera CO. It will be understood that this computer (or processor) analyzes the acquired images in order to determine any obstacles present in the environment observed (such as vehicle wheels, for example), then determines commands making it possible to avoid each obstacle determined on the route. Going from its starting point PD to an arrival area located (here) under vehicle E2. This arrival area contains a point of arrival PA, located under the secondary coil of the vehicle E2 before (here) being the subject of an induction recharge, and constituting the final, precise destination, of the mobile unit E1. This path can be determined by any technique known to those skilled in the art.
  • an SD detection system comprises at least a first light-emitting diode DE, a first filter F1, a second filter F2, a sensor CS, and a processor PR.
  • the first light-emitting diode DE is intended to be installed on the external face of the second machine E2 (here a vehicle), and is responsible for emitting photons having a first wavelength (possibly in the infrared).
  • the first filter F1 is intended to be installed in front of (or downstream from) the first light-emitting diode DE in order to induce a rectilinear polarization at a first predefined angle Q1 of the photons it emits.
  • This first filter F1 therefore equips the second machine E2 (here a vehicle)
  • the CS sensor is intended to be installed on the external face of the first machine E1 (here the mobile unit), and is responsible for delivering at least a first signal representative of the intensity of photons received having the first wavelength.
  • this CS sensor can be of the CCD (“Coupled Charged Device”) or CMOS (“Complementary Metal Oxide Semiconductor”) type.
  • the second filter F2 is intended to be installed in front of (or upstream from) the sensor CS and is arranged so as to induce at least one polarization at the first angle Q1 in order to let the photons polarized through the first filter F1 pass.
  • This second filter F2 therefore equips the first machine E1 (here a mobile unit).
  • the processor PR is arranged so as to determine the position of the first device E1 relative to the second device E2 as a function at least of the first signal delivered by the sensor CS (and therefore representative of the photons received having the first wavelength).
  • the intensity of the photons having the first wavelength in fact varies according to a known law of illumination and a function of the distance between the center of the sensor CS and the vertical projection of the point of arrival PA (similar to the first light-emitting diode OF). Consequently, when the processor PR has the intensity of the photons having the first wavelength (and having passed through the second filter F2), it can deduce therefrom the distance between the center of the sensor CS and the vertical projection of the point d arrived PA and therefore the precise position of the mobile housing E1 relative to the vehicle E2. The processor PR can then inform the computer of the mobile unit E1 of this distance so that it determines as a function of the latter a possible new movement command in order to gradually bring the mobile unit E1 closer to the arrival position PA.
  • At least three embodiments of the second filter F2 can be envisaged.
  • the second filter F2 can only induce a fixed rectilinear polarization at the first angle Q1.
  • the detection system SD can also include an electric motor ME intended to be fixedly secured to the first machine E1 (here a mobile unit) in the immediate vicinity of the second filter F2 in order to drive it in rotation, on the order of the processor. PR, between a first position in which it induces a rectilinear polarization according to the first angle 01 and a second position in which it has a rectilinear polarization according to the second angle 02.
  • This second embodiment is more advantageous than the first because it makes it possible to check at the level of the sensor CS that when the second filter F2 is in its second position the intensity of the light composed of the photons having the first wavelength is almost nothing.
  • its second filter F2 can be an optical device with twisted nematic effect which prevents the passage of photons polarized at the first angle Q1 when it is supplied with current on the order of the processor PR, and authorizes this passage when it is not supplied with current on the order of the processor PR.
  • the processor PR can order an alternation of non-supply and supply phases of the second filter F2 in order to determine the intensity of the light composed of the photons having the first wavelength in the non-supply phase.
  • the optical device with twisted nematic effect F1 which is used here does not include the input polarizer that includes an optical device with a conventional twisted nematic effect. Indeed, this input polarizer is replaced by the first filter F1 which induces the polarization of the photons upstream at the first angle Q1.
  • This optical device with twisted nematic effect F1 therefore comprises, as illustrated, first P1 and second P2 glass plates between which is defined a space ZC containing nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy and between which a voltage difference is imposed in the supply phase, and an output polarizer P3 letting the photons polarized rectilinearly according to the second angle Q2.
  • These liquid crystals are arranged, in the absence of a voltage difference, to rotate the polarization of the incident photcns by 90 ° (hence the word “twisted”), and therefore to make it pass from Q1 to Q2 in order to cross the output polarizer P3 to reach the sensor CS.
  • the photons coming from the first light-emitting diode DE reach first the first glass plate P1, as indicated by the arrow dp in FIG. 3.
  • the intensities of the light composed of photons having the first wavelength when the second filter F2 is in its non-supply phase and in its supply phase are determined at the level of the sensor CS.
  • the processor PR has the intensity for the first wavelength in the non-supply phase and the intensity for this first length wave in the supply phase is almost zero, it can deduce the distance between the center of the sensor CS and the vertical projection of the point of arrival PA and therefore the precise position of the mobile unit E1 relative to the vehicle E2.
  • the detection system SD can also comprise a second light-emitting diode emitting photons of a second wavelength and intended to be installed near the first light-emitting diode DE on the external face of the second machine E2 (here the vehicle).
  • the first filter F1 is intended to be installed in front of the first DE and second light-emitting diodes in order to induce a rectilinear polarization according to the first angle 01 of the photons which they emit
  • the sensor CS also delivers a second signal which is representative of the intensity of the photons received having the second wavelength
  • the processor PR determines the position of the first machine E1 relative to the second machine E2 as a function of the first and second signals delivered by the sensor CS.
  • This option makes it possible to define a pattern which makes it possible to improve the precision of the positioning of the first machine E1 relative to the second machine E2 when the sensor CS is capable of determining the two zones in which it mainly detects the photons having respectively the first and second wavelengths.
  • the SD detection system could also include on the second device E2, upstream of the first filter F1, a third light-emitting diode emitting photons of a third wavelength, in order to further improve the positioning accuracy of the first device E1 compared to the second machine E2 when the sensor CS is capable of determining the three zones in which it mainly detects the photons having respectively the first, second and third wavelengths.
  • Each light-emitting diode of the SD detection system can, for example, be of the conventional type (or LED ("Light-Emitting Diode”)) or of organic type (or OLED (“Organic Light-Emitting Diode”)).
  • processor PR all the processing and calculation means, on board the first machine E1 and responsible for determine its position relative to the second machine E2, are very schematically illustrated by the only processor PR.
  • these processing and calculation means may include printed circuits (or integrated circuits), possibly connected by wired or non-wired connections, and forming part of one or more processors.
  • the term printed circuit (or integrated) means any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • the processor PR is for example a digital signal processor (or DSP (“Digital Signal Processor”)), associated with a random access memory storing instructions for the implementation of routine (s) or computer program (s) (s), and optionally to a mass memory for the storage of data intended to be kept during and after recharging by induction.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the digital signal processor PR receives at least the signals representative of the intensities measured by the sensor CS, to analyze them and use them in calculations, possibly after having shaped and / or demodulated and / or amplified them, in a manner known in oneself.
  • PR processor is understood to mean a combination of electronic circuits (or “hardware”) and software modules (or computer or “software”).
  • the first device E1 may also include an input interface for the reception of at least these intensity signals.

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Abstract

Un système (SD) détecte la position d'un premier engin (E1) mobile par rapport à un second engin (E2) fixe, et comprend : - une première diode électroluminescente (DE) émettant des photons d'une première longueur d'onde et installée sur le second engin (E2), - un capteur (CS) installé sur le premier engin (E1) et délivrant un premier signal représentatif de l'intensité de photons reçus ayant la première longueur d'onde, - un premier filtre (F1) installé devant la première diode électroluminescente (DE) afin d'induire une polarisation rectiligne selon un premier angle prédéfini des photons qu'elle émet, - un second filtre (F2) installé devant le capteur (CS) et induisant une polarisation selon le premier angle afin de laisser passer les photons polarisés par le premier filtre (F1), et - un processeur (PR) déterminant la position du premier engin (E1) par rapport au second engin (E2) en fonction du premier signal.

Description

SYSTÈME DE DÉTECTION DE POSITION D’UN PREMIER ENGIN MOBILE PAR RAPPORT À UN SECOND ENGIN, PAR PHOTONS
POLARISÉS
L’invention concerne les systèmes de détection qui sont chargés de détecter la position d’un premier engin mobile par rapport à un second engin qui est au moins temporairement fixe.
Dans certains domaines techniques, comme par exemple et non limitativement celui des véhicules, on a besoin de venir positionner précisément un premier engin mobile par rapport à un second engin qui est au moins temporairement fixe. A titre d’exemple, le premier engin peut être un boîtier mobile qui est agencé de manière à se déplacer de façon autonome pour venir recharger par induction au moins une batterie d’un second engin constituant un véhicule (éventuellement de type automobile). Egalement à titre d’exemple, le premier engin peut être un robot qui doit être déplacé (ou qui se déplace de façon autonome) pour venir effectuer au moins une opération sur un second engin, comme par exemple un appareil ou une installation ou encore un véhicule, éventuellement pour participer à sa construction.
Afin de permettre ce positionnement précis on utilise un système de détection qui peut être agencé de deux façons différentes.
Dans une première façon, le système de détection comprend au moins une diode électroluminescente, un capteur et un processeur. La diode électroluminescente est destinée à être installée sur la face externe du second engin qui est au moins temporairement fixe, et est agencée de manière à émettre des photons d’une longueur d’onde prédéfinie (généralement dans l’infrarouge). Le capteur est destiné à être installé sur la face externe du premier engin et est agencé de manière à détecter une ou plusieurs longueurs d’onde de photons reçus. Il s’agit par exemple d’un capteur de type CCD (« Coupled Charged Device »). Lorsque le capteur détecte des photons ayant la longueur d’onde prédéfinie, il génère un signal représentatif de l’intensité lumineuse de ces photons. Le processeur compare cette intensité lumineuse à un seuil, et lorsqu’elle est supérieure à ce seuil il génère à son tour un signal indiquant que le premier engin est bien positionné par rapport au second engin, tandis que lorsqu’elle est inférieure à ce seuil il génère un signal qui l’indique, par exemple. On notera qu’il est possible d’utiliser au moins trois diodes électroluminescentes émettant respectivement suivant trois longueurs d’onde prédéfinies différentes afin de définir un motif particulier, en particulier lorsque l’on effectue aussi un positionnement angulaire précis. Dans ce cas, le capteur est agencé de manière à détecter ces trois longueurs d’onde prédéfinies.
Un inconvénient principal de ce type de système de détection réside dans le fait que le capteur reçoit aussi les photons de la lumière ambiante et les photons réfléchis, ce qui peut perturber l’analyse photonique, voire peut rendre impossible la détection des photons ayant la (les) longueur(s) d’onde prédéfinie(s).
Dans une seconde façon, le système de détection comprend un motif prédéfini, une caméra et un processeur. Le motif prédéfini (par exemple un damier) est destiné à être installé sur la face externe du second engin qui est au moins temporairement fixe. La caméra est destinée à être installée sur la face externe du premier engin et est agencée de manière à acquérir des images numériques. Le processeur est chargé d’analyser les images numériques afin de déterminer si elles contiennent le motif, et dans l’affirmative si ce motif présente une déformation représentative d’un écart de positionnement du premier engin par rapport au second engin. Lorsque la déformation est inférieure à un seuil, le processeur génère un signal indiquant que le premier engin est bien positionné par rapport au second engin, tandis que lorsque la déformation est supérieure à ce seuil le processeur génère un signal qui l’indique, par exemple.
Un inconvénient principal de ce type de système de détection réside dans le fait que le motif peut être fortement exposé aux salissures (en particulier lorsqu’il est installé sous un véhicule), et donc plus il est sale plus le processeur a du mal à le détecter, et encore plus à déterminer sa déformation. En outre, l’éclairage du motif peut fortement varier d’un endroit à un autre, et donc plus l’ambiance lumineuse sera sombre plus la caméra aura des difficultés à acquérir des images exploitables.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un système de détection, d’une part, chargé de détecter la position d’un premier engin mobile par rapport à un second engin au moins temporairement fixe, et, d’autre part, comprenant au moins une première diode électroluminescente émettant des photons d’une première longueur d’onde et destinée à être installée sur une face externe du second engin, et un capteur destiné à être installé sur une face externe du premier engin et délivrant au moins un premier signal représentatif de l’intensité de photons reçus ayant la première longueur d’onde.
Ce système de détection se caractérise par le fait qu’il comprend aussi :
- un premier filtre destiné à être installé devant la première diode électroluminescente afin d’induire une polarisation rectiligne selon un premier angle prédéfini des photons qu’elle émet,
- un second filtre destiné à être installé devant le capteur et induisant au moins une polarisation selon le premier angle afin de laisser passer les photons polarisés par le premier filtre, et
- un processeur déterminant la position du premier engin par rapport au second engin en fonction du premier signal délivré par le capteur.
Ainsi, lorsque le capteur détecte des photons ayant la première longueur d’onde, cela signifie que le second filtre est dans un état ayant permis de les laisser passer, et donc que son premier engin est situé à proximité immédiate de sa position finale par rapport au second engin.
Le système de détection selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
dans un premier mode de réalisation son second filtre peut induire une polarisation rectiligne fixe selon le premier angle ;
- dans un deuxième mode de réalisation son second filtre peut induire une polarisation rectiligne variable entre le premier angle et un second angle égal audit premier angle +/- 90° . Dans ce cas, il peut aussi comprendre un moteur électrique destiné à être solidarisé fixement au premier engin à proximité immédiate du second filtre afin de l’entraîner en rotation entre une première position induisant la polarisation rectiligne selon le premier angle et une seconde position induisant la polarisation rectiligne selon le second angle ;
- dans un troisième mode de réalisation son second filtre peut être un dispositif optique à effet nématique torsadé et empêchant le passage de photons polarisés selon le premier angle lorsqu’il est alimenté en courant sur ordre du processeur. Dans ce cas, son processeur ordonne une alternance de phases de non alimentation et d’alimentation du second filtre afin de déterminer l’intensité de la lumière composée des photons ayant la première longueur d’onde dans la phase de non alimentation ;
- il peut comprendre une seconde diode électroluminescente émettant des photons d’une seconde longueur d’onde et destinée à être installée à proximité de la première diode électroluminescente sur la face externe du second engin. Dans ce cas, son premier filtre peut être destiné à être installé devant les première et seconde diodes électroluminescentes afin d’induire une polarisation rectiligne selon le premier angle des photons qu’elles émettent, son capteur peut aussi délivrer un second signal représentatif de l’intensité de photons reçus ayant la seconde longueur d’onde, et son processeur peut déterminer la position du premier engin par rapport au second engin en fonction des premier et second signaux délivrés par le capteur.
Le système de détection présenté ci-avant peut, par exemple, être utilisé par un premier engin, constituant un boîtier mobile de recharge par induction comprenant un circuit primaire comportant une bobine primaire alimentée en courant par un câble d’alimentation pour transférer par induction de l’énergie électrique, et un second engin, constituant un véhicule éventuellement de type automobile et comprenant au moins une batterie et un circuit secondaire comportant une bobine secondaire transformant l’énergie électrique transférée par induction en courant de recharge pour la batterie lorsqu’elle est placée sous cette bobine primaire.
Dans ce cas, le premier engin peut, par exemple, constituer un boîtier mobile de recharge par induction comprenant au moins trois roues holonomes.
Par ailleurs, le premier engin peut, par exemple, faire partie d’une installation comprenant une surface de roulage, sur laquelle circule et se gare au moins un véhicule, et au moins une source d’alimentation électrique à laquelle est connectée une extrémité du câble d’alimentation du second engin.
Une telle installation peut, par exemple, être choisie parmi un parking, un garage, et une station de recharge de véhicules.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, une installation de parking comprenant une surface de roulage comportant trois zones de stationnement, sur l’une desquelles vient de se garer un véhicule équipé d’une première partie d’un système de détection selon l’invention et dont la batterie doit être rechargée par induction par un exemple de boîtier mobile équipé d’une seconde partie du système de détection selon l’invention et couplé à une source d’alimentation électrique,
- la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue du dessus, un exemple de réalisation d’un boîtier mobile équipé d’un premier exemple de réalisation d’une seconde partie du système de détection selon l’invention, pendant son positionnement final sous la première partie de ce système de détection, et
- la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un second exemple de réalisation du second filtre et du capteur d’une seconde partie d’un système de détection selon l’invention.
L’invention a notamment pour but de proposer un système de détection SD destiné à détecter la position d’un premier engin E1 mobile par rapport à un second engin E2 au moins temporairement fixe, par photons polarisés.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le second engin E2 est un véhicule comprenant une batterie BR rechargeable par induction. Par exemple, ce véhicule E2 est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré non limitativement sur la figure 1 . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de second engin E2. Elle concerne en effet tout type d’engin pouvant être fixe au moins temporairement et par rapport auquel on a besoin de venir positionner précisément un premier engin, pour réaliser au moins une action ou opération. Par conséquent, il peut s’agir d’un appareil, d’une installation, ou d’un véhicule (terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien), éventuellement en cours de construction.
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur de type tout électrique. Mais le véhicule pourrait comprendre un groupe motopropulseur de type hybride rechargeable, c’est-à-dire comprenant au moins un moteur thermique et au moins une machine motrice électrique couplée à au moins une batterie rechargeable.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le premier engin E1 est un boîtier mobile agencé de manière à se déplacer de façon autonome pour venir recharger par induction au moins une batterie d’un second engin E2. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de premier engin E1 . Elle concerne en effet tout type d’engin mobile devant être déplacé ou se déplaçant de façon autonome par rapport à un second engin (au moins temporairement fixe) afin d’être positionné précisément par rapport à ce dernier pour réaliser au moins une action ou opération. Par conséquent, il pourrait aussi s’agir d’un robot (éventuellement d’assemblage et/ou de soudage).
Enfin, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le boîtier mobile E1 est destiné à équiper une installation IN, à être couplé à une source d’alimentation électrique SA de cette dernière (IN) via un câble (ou cordon) d’alimentation CA, et à se déplacer de façon autonome sur une surface de roulage SR de cette installation IN pour recharger par induction au moins une batterie BR d’un véhicule E2 garé. Mais le boîtier mobile E1 pourrait être indépendant de l’installation IN dans laquelle il se déplace, et dans ce cas il peut, éventuellement, comporter une batterie rechargeable pour fonctionner.
Sur la figure 1 se trouve schématiquement illustrée une installation IN constituant un parking comprenant une surface de roulage SR comportant trois zones de stationnement Zk (k = 1 à 3). Cette surface de roulage SR peut être intérieure ou extérieure, publique ou privée. En variante, l’installation pourrait être un garage, une station de recharge de véhicules, un bâtiment, une usine, un héliport ou un aérodrome, par exemple
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 , l’installation
IN (ici un parking) n’est équipée que d’un seul boîtier mobile (ou premier engin) E1 chargé de recharger la batterie BR d’un véhicule (ou second engin) E2 venu se garer sur sa première zone de stationnement Z1 . Mais l’installation IN pourrait être équipée de plusieurs boîtiers mobiles (ou premiers engins) E1 associés chacun à au moins une zone de stationnement Zk.
Comme illustré sur la figure 2, le boîtier mobile (ou premier engin) E1 comprend ici, notamment, des moyens de déplacement MD, un circuit primaire CP, une caméra d’observation CO et un câble d’alimentation CA.
Une partie du circuit primaire CP, une partie au moins de la caméra d’observation CO, et une partie des moyens de déplacement MD sont logés dans un espace interne du boîtier mobile E1 qui est par exemple délimité par des parois inférieure, supérieure et périphérique.
On notera que cet espace interne peut aussi éventuellement comporter un enrouleur automatique chargé d’enrouler le câble d’alimentation CA, de préférence de façon contrôlée afin qu’il demeure sensiblement tendu pendant les déplacements du boîtier mobile E1 . Mais dans une variante de réalisation l’enrouleur automatique peut faire partie de la source d’alimentation SA.
Le circuit primaire CP est ici couplé à une source d’alimentation électrique SA de l’installation IN via le câble d’alimentation CA, et est chargé de recharger la batterie rechargeable BR d’un véhicule E2 garé, une fois que le boîtier mobile E1 s’est positionné précisément dessous ce dernier (E2), et plus précisément sous un circuit secondaire CIS de recharge par induction qui est couplé à cette batterie (rechargeable) BR.
La source d’alimentation électrique SA peut être un boîtier mural (permettant de varier l’intensité du courant), par exemple, connecté à un réseau d’alimentation électrique (ou secteur) et chargé de la distribution de l’énergie électrique et de la protection (disjoncteurs, fusibles, protection différentielle), ou bien un réseau d’alimentation électrique (ou secteur).
Le circuit secondaire CIS du véhicule E2 comprend notamment une bobine secondaire, associée à un condensateur, et propre à transformer de l’énergie électrique, transférée par le circuit primaire CP du boîtier mobile E1 , en courant de recharge pour la batterie BR.
Le circuit primaire CP comprend une bobine primaire, associée à un condensateur, et propre à être alimentée en courant par le câble d’alimentation CA, afin de transférer par induction de l’énergie électrique à la bobine secondaire du circuit secondaire CIS du véhicule E2, une fois qu’elle a été positionnée précisément sous cette bobine secondaire. De préférence, la bobine primaire du circuit primaire CP est placée sur la face supérieure (externe) de la paroi supérieure du boîtier mobile E1 .
Le câble d’alimentation CA est couplé au circuit primaire CP, éventuellement via au moins un circuit électronique et/ou au moins un composant électronique (éventuellement de puissance). Il fait éventuellement partie du boîtier mobile E1 , en particulier lorsque ce dernier (E1 ) comprend un enrouleur automatique. Mais cela n’est pas obligatoire.
Les moyens de déplacement MD du boîtier mobile E1 sont agencés de manière à assurer le déplacement de ce dernier (E1 ) sur la surface de roulage SR en fonction de commandes déterminées en interne. A cet effet, ils peuvent, par exemple, comprendre des roues RH montées à rotation.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les moyens de déplacement MD peuvent comprendre au moins trois roues holonomes (ou omnidirectionnelles) RH, éventuellement à galets, entraînées en rotation par des moteurs électriques (non représentés) indépendants les uns des autres. Chaque moteur électrique peut, par exemple, être alimenté en courant par une batterie, de préférence rechargeable, que comprend le boîtier mobile E1 (et qui n’est pas représentée). On notera que l’on peut envisager de profiter des phases de recharge des véhicules pour recharger cette batterie via le câble d’alimentation CA qui est alors alimenté en courant.
La caméra d’observation CO est agencée de manière à acquérir des images numériques dans l’environnement du boîtier mobile E1 qui est au moins situé devant ce dernier (E1 ).
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 2, le boîtier mobile E1 comprend une unique caméra d’observation CO placée au moins partiellement sur sa paroi supérieure et chargée d’acquérir des images (numériques) de son environnement. Mais le boîtier mobile E1 pourrait comporter plusieurs caméras d’observation CO (par exemple deux ou trois). Lorsque le boîtier mobile E1 ne comprend qu’une seule caméra d’observation CO, elle est de préférence grand angle, éventuellement de type « fisheye » (c’est-à-dire à champ d’observation de 360°).
Les commandes internes de déplacement du boîtier mobile E1 , destinées aux moyens de déplacement MD, peuvent être déterminées par un calculateur (ou processeur) en fonction de l’environnement qui est défini par les images acquises par la caméra d’observation CO. On comprendra que ce calculateur (ou processeur) analyse les images acquises afin de déterminer d’éventuels obstacles présents dans l’environnement observé (comme par exemple des roues de véhicule), puis détermine des commandes permettant d’éviter chaque obstacle déterminé sur le trajet allant de son point de départ PD à une zone d’arrivée située (ici) sous le véhicule E2. Cette zone d’arrivée contient un point d’arrivée PA, situé sous la bobine secondaire du véhicule E2 devant (ici) faire l’objet d’une recharge par induction, et constituant la destination finale, précise, du boîtier mobile E1 . Ce trajet peut être déterminé par toute technique connue de l’homme de l’art.
Le positionnement précis et final du boîtier mobile E1 sous (ou devant) le point d’arrivée PA, une fois qu’il est parvenu dans la zone d’arrivée, résulte de l’action d’un système de détection SD selon l’invention.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, un système de détection SD, selon l’invention, comprend au moins une première diode électroluminescente DE, un premier filtre F1 , un second filtre F2, un capteur CS, et un processeur PR.
La première diode électroluminescente DE est destinée à être installée sur la face externe du second engin E2 (ici un véhicule), et est chargé d’émettre des photons ayant une première longueur d’onde (éventuellement dans l’infrarouge).
Le premier filtre F1 est destiné à être installé devant (ou en aval de) la première diode électroluminescente DE afin d’induire une polarisation rectiligne selon un premier angle Q1 prédéfini des photons qu’elle émet. Ce premier filtre F1 équipe donc le second engin E2 (ici un véhicule)
Le capteur CS est destiné à être installé sur la face externe du premier engin E1 (ici le boîtier mobile), et est chargé de délivrer au moins un premier signal représentatif de l’intensité de photons reçus ayant la première longueur d’onde.
Par exemple, ce capteur CS peut être de type CCD (« Coupled Charged Device ») ou CMOS (« Complementary Métal Oxide Semiconductor »).
Le second filtre F2 est destiné à être installé devant le (ou en amont du) capteur CS et est agencé de manière à induire au moins une polarisation selon le premier angle Q1 afin de laisser passer les photons polarisés par le premier filtre F1 . Ce second filtre F2 équipe donc le premier engin E1 (ici un boîtier mobile).
Le processeur PR est agencé de manière à déterminer la position du premier engin E1 par rapport au second engin E2 en fonction au moins du premier signal délivré par le capteur CS (et donc représentatif des photons reçus ayant la première longueur d’onde).
On comprendra en effet que lorsque des photons parviennent au niveau du second filtre F2 ils ne pourront le traverser, et donc rejoindre le capteur CS, qu’à condition qu’ils soient polarisés selon le premier angle Q1 (lorsque le second filtre F2 est dans un état qui induit cette polarisation selon le premier angle Q1 ). Par conséquent, si le capteur CS délivre un premier signal représentatif d’une forte intensité des photons ayant la première longueur d’onde, cela signifie que son boîtier mobile E1 est très proche de sa position finale par rapport au véhicule E2 (et donc ici dans la zone d’arrivée contenant le point d’arrivée PA).
L’intensité des photons ayant la première longueur d’onde varie en effet selon une loi d’éclairement connue et fonction de la distance entre le centre du capteur CS et la projection verticale du point d’arrivé PA (assimilable à la première diode électroluminescente DE). Par conséquent, lorsque le processeur PR dispose de l’intensité des photons ayant la première longueur d’onde (et ayant traversé le second filtre F2), il peut en déduire la distance entre le centre du capteur CS et la projection verticale du point d’arrivé PA et donc la position précise du boîtier mobile E1 par rapport au véhicule E2. Le processeur PR peut alors informer le calculateur du boîtier mobile E1 de cette distance afin qu’il détermine en fonction de cette dernière une éventuelle nouvelle commande de déplacement afin de rapprocher progressivement le boîtier mobile E1 de la position d’arrivée PA.
Au moins trois modes de réalisation du second filtre F2 peuvent être envisagés.
Dans un premier mode de réalisation non illustré, et actuellement considéré comme élémentaire, le second filtre F2 ne peut induire qu’une polarisation rectiligne fixe selon le premier angle Q1 .
Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur la figure 2, son second filtre F2 peut induire une polarisation rectiligne qui varie entre le premier angle Q1 et un second angle Q2 qui est égal au premier angle Q1 +/- 90° (soit02 = Q1 + 90° ou02 = 01 - 90°) et dans lequel il empêche le passage des photons qui ont été polarisés par le premier filtre F1 . Dans ce cas, le système de détection SD peut aussi comprendre un moteur électrique ME destiné à être solidarisé fixement au premier engin E1 (ici un boîtier mobile) à proximité immédiate du second filtre F2 afin de l’entraîner en rotation, sur ordre du processeur PR, entre une première position dans laquelle il induit une polarisation rectiligne selon le premier angle 01 et une seconde position dans laquelle il a une polarisation rectiligne selon le second angle 02.
Ce deuxième mode de réalisation est plus avantageux que le premier car il permet de vérifier au niveau du capteur CS que lorsque le second filtre F2 est dans sa seconde position l’intensité de la lumière composée des photons ayant la première longueur d’onde est quasiment nulle. Dans un troisième mode de réalisation illustré sur la figure 3, son second filtre F2 peut être un dispositif optique à effet nématique torsadé qui empêche le passage de photons polarisés selon le premier angle Q1 lorsqu’il est alimenté en courant sur ordre du processeur PR, et autorise ce passage lorsqu’il n’est pas alimenté en courant sur ordre du processeur PR. Dans ce cas, le processeur PR peut ordonner une alternance de phases de non alimentation et d’alimentation du second filtre F2 afin de déterminer l’intensité de la lumière composée des photons ayant la première longueur d’onde dans la phase de non alimentation.
Le dispositif optique à effet nématique torsadé F1 qui est ici utilisé ne comprend pas le polariseur d’entrée que comprend un dispositif optique à effet nématique torsadé classique. En effet, ce polariseur d’entrée est remplacé par le premier filtre F1 qui induit en amont la polarisation des photons selon le premier angle Q1 .
Ce dispositif optique à effet nématique torsadé F1 comprend donc, comme illustré, des première P1 et seconde P2 plaques en verre entre lesquelles est défini un espace ZC contenant des cristaux liquides nématiques à anisotropie diélectrique positive et entre lesquelles est imposée une différence de tension dans la phase d’alimentation, et un polariseur de sortie P3 laissant passer les photons polarisés rectilignement selon le second angle Q2. Ces cristaux liquides sont agencés, en l’absence de différence de tension, pour faire tourner de 90° la polarisation des photcns incidents (d’où le mot « torsadé »), et donc de la faire faire passer de Q1 à Q2 afin de traverser le polariseur de sortie P3 pour rejoindre le capteur CS. On notera que les photons issus de la première diode électroluminescente DE atteignent en premier la première plaque en verre P1 , comme l’indique la flèche dp de la figure 3.
Dans ce troisième mode de réalisation on détermine au niveau du capteur CS principalement les intensités de la lumière composée des photons ayant la première longueur d’onde lorsque le second filtre F2 est dans sa phase de non alimentation et dans sa phase d’alimentation. Ainsi, lorsque le processeur PR dispose de l’intensité pour la première longueur d’onde dans la phase de non alimentation et que l’intensité pour cette première longueur d’onde dans la phase d’alimentation est quasiment nulle, il peut en déduire la distance entre le centre du capteur CS et la projection verticale du point d’arrivé PA et donc la position précise du boîtier mobile E1 par rapport au véhicule E2.
On notera, bien que cela ne soit pas illustré sur les figures, que le système de détection SD peut aussi comprendre une seconde diode électroluminescente émettant des photons d’une seconde longueur d’onde et destinée à être installée à proximité de la première diode électroluminescente DE sur la face externe du second engin E2 (ici le véhicule). Dans ce cas, le premier filtre F1 est destiné à être installé devant les première DE et seconde diodes électroluminescentes afin d’induire une polarisation rectiligne selon le premier angle 01 des photons qu’elles émettent, le capteur CS délivre aussi un second signal qui est représentatif de l’intensité des photons reçus ayant la seconde longueur d’onde, et le processeur PR détermine la position du premier engin E1 par rapport au second engin E2 en fonction des premier et second signaux délivrés par le capteur CS. Cette option permet de définir un motif qui permet d’améliorer la précision du positionnement du premier engin E1 par rapport au second engin E2 lorsque le capteur CS est capable de déterminer les deux zones dans lesquelles il détecte principalement les photons ayant respectivement les première et seconde longueurs d’onde.
Le système de détection SD pourrait aussi comprendre sur le second engin E2, en amont du premier filtre F1 , une troisième diode électroluminescente émettant des photons d’une troisième longueur d’onde, afin d’améliorer encore plus la précision du positionnement du premier engin E1 par rapport au second engin E2 lorsque le capteur CS est capable de déterminer les trois zones dans lesquelles il détecte principalement les photons ayant respectivement les première, seconde et troisième longueurs d’onde.
Chaque diode électroluminescente du système de détection SD peut, par exemple, être de type classique (ou LED (« Light-Emitting Diode »)) ou de type organique (ou OLED (« Organic Light-Emitting Diode »)).
On notera également que sur la figure 2 tous les moyens de traitement et de calcul, embarqués dans le premier engin E1 et chargés de déterminer sa position par rapport au second engin E2, sont très schématiquement illustrés par le seul processeur PR. Mais ces moyens de traitement et de calcul peuvent comprendre des circuits imprimés (ou intégrés), éventuellement reliés par des connections filaires ou non filaires, et faisant partie d’un ou plusieurs processeurs. On entend par circuit imprimé (ou intégré) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique. Par ailleurs, le processeur PR est par exemple un processeur de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), associé à une mémoire vive stockant des instructions pour la mise en oeuvre de routine(s) ou programme(s) informatique(s), et éventuellement à une mémoire de masse pour le stockage de données destinées à être conservées pendant et après une recharge par induction. Le processeur de signal numérique PR reçoit au moins les signaux représentatifs des intensités mesurées par le capteur CS, pour les analyser et les utiliser dans des calculs, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi. On entend donc ici par processeur PR une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »). Le premier engin E1 peut également comporter une interface d’entrée pour la réception d’au moins ces signaux d’intensité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de détection (SD) pour détecter la position d’un premier engin (E1 ) mobile par rapport à un second engin (E2) au moins temporairement fixe, ledit système (SD) comprenant i) au moins une première diode électroluminescente (DE) émettant des photons d’une première longueur d’onde et destinée à être installée sur une face externe dudit second engin (E2), et ii) un capteur (CS) destiné à être installé sur une face externe dudit premier engin (E1 ) et délivrant au moins un premier signal représentatif de l’intensité de photons reçus ayant ladite première longueur d’onde, caractérisé en ce qu’il comprend en outre a) un premier filtre (F1 ) destiné à être installé devant ladite première diode électroluminescente (DE) afin d’induire une polarisation rectiligne selon un premier angle prédéfini desdits photons qu’elle émet, b) un second filtre (F2) destiné à être installé devant ledit capteur (CS) et induisant au moins une polarisation selon ledit premier angle afin de laisser passer lesdits photons polarisés par le premier filtre (F1 ), et c) un processeur (PR) déterminant ladite position du premier engin (E1 ) par rapport audit second engin (E2) en fonction dudit premier signal délivré par le capteur (CS).
2. Système de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit second filtre (F2) induit une polarisation rectiligne fixe selon ledit premier angle.
3. Système de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit second filtre (F2) induit une polarisation rectiligne variable entre ledit premier angle et un second angle égal audit premier angle +/- 90° , et en ce qu’il comprend en outre un moteur électrique (ME) destiné à être solidarisé fixement audit premier engin (E1 ) à proximité immédiate dudit second filtre (F2) afin de l’entraîner en rotation entre une première position induisant une polarisation rectiligne selon ledit premier angle et une seconde position induisant une polarisation rectiligne selon ledit second angle.
4. Système de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit second filtre (F2) est un dispositif optique à effet nématique torsadé et empêchant le passage de photons polarisés selon ledit premier angle lorsqu’il est alimenté en courant sur ordre dudit processeur (PR), et en ce que ledit processeur (PR) ordonne une alternance de phases de non alimentation et d’alimentation dudit second filtre (F2) afin de déterminer une intensité d’une lumière composée des photons ayant ladite première longueur d’onde dans ladite phase de non alimentation.
5. Système de détection selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend une seconde diode électroluminescente émettant des photons d’une seconde longueur d’onde et destinée à être installée à proximité de ladite première diode électroluminescente (DE) sur ladite face externe dudit second engin (E2), et en ce que ledit premier filtre (F1 ) est destiné à être installé devant lesdites première (DE) et seconde diodes électroluminescentes afin d’induire une polarisation rectiligne selon ledit premier angle des photons qu’elles émettent, ledit capteur (CS) délivre aussi un second signal représentatif de l’intensité de photons reçus ayant ladite seconde longueur d’onde, et ledit processeur (PR) détermine ladite position du premier engin (E1 ) par rapport audit second engin (E2) en fonction desdits premier et second signaux délivrés par le capteur (CS).
6. Utilisation dudit système de détection (SD) selon l’une des revendications précédentes par un premier engin (E1 ), constituant un boîtier mobile de recharge par induction comprenant un circuit primaire (CP) comportant une bobine primaire alimentée en courant par un câble d’alimentation (CA) pour transférer par induction de l’énergie électrique, et un second engin (E2), constituant un véhicule comprenant au moins une batterie (BR) et un circuit secondaire (CIS) comportant une bobine secondaire transformant l’énergie électrique transférée par induction en courant de recharge pour ladite batterie (BR) lorsqu’elle est placée sous ladite bobine primaire.
7. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit second engin (E2) constitue un véhicule de type automobile.
8. Utilisation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que ledit premier engin (E1 ) constitue un boîtier mobile de recharge par induction comprenant au moins trois roues holonomes.
9. Utilisation selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ledit premier engin (E1 ) fait partie d’une installation (IN) comprenant une surface de roulage (SR), sur laquelle circule et se gare au moins un véhicule (E2), et au moins une source d’alimentation électrique (SA) à laquelle est connectée une extrémité dudit câble d’alimentation (CA) du second engin (E2).
10. Utilisation selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite installation (IN) est choisie parmi un parking, un garage, et une station de recharge de véhicules.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003067351A2 (fr) * 2002-02-07 2003-08-14 Levitation Technologies Ltd. Stabilisation et commande pour aeronefs et autres engins
JP2013198187A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Aisin Seiki Co Ltd 車両給電装置
WO2017055818A2 (fr) * 2015-10-01 2017-04-06 Snelflight Limited Système de guidage pour un aéronef ou un véhicule et son procédé d'utilisation
DE102016010999A1 (de) * 2016-09-12 2018-03-15 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs innerhalb einer Anlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003067351A2 (fr) * 2002-02-07 2003-08-14 Levitation Technologies Ltd. Stabilisation et commande pour aeronefs et autres engins
JP2013198187A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Aisin Seiki Co Ltd 車両給電装置
WO2017055818A2 (fr) * 2015-10-01 2017-04-06 Snelflight Limited Système de guidage pour un aéronef ou un véhicule et son procédé d'utilisation
DE102016010999A1 (de) * 2016-09-12 2018-03-15 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Fahrzeugs innerhalb einer Anlage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMUS: "Basics of Photoelectric Sensors (Construction and Working Principle)", 1 July 2014 (2014-07-01), XP055590054, Retrieved from the Internet <URL:https://www.panasonic-electric-works.com/pew/it/downloads/ti_construction_working_principle_en.pdf> [retrieved on 20190520] *

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