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Title:
VEHICLE SPEED CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/040532
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (16, 18) which is used to control the speed (Va) of vehicles. The inventive device is characterised in that it combines: an apparatus (40) for determining the position of the device by means of radio direction finding; an optical apparatus (30) which is equipped with (i) a laser radiation light source (30a), producing a succession of incident signals (32a), and (ii) a sensor (30b) for the signals reflected (32b) by the vehicle (10); and a computing element (22) which is arranged to determine the spot speed (vi vi+1) of the vehicle between one instant and the next (ti, ti+1) corresponding to the emission of two incident signals (32a), taking account of the position of the device at each of said moments and the distance (dvi, dvi+1) between the optical device (30) and the vehicle (10) at each of said instants.

Inventors:
MONNIER BERNARD (CH)
Application Number:
PCT/IB2003/004730
Publication Date:
May 13, 2004
Filing Date:
October 23, 2003
Export Citation:
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Assignee:
MONNIER BERNARD (CH)
International Classes:
G08G1/052; G08G1/054; (IPC1-7): G08G1/052; G08G1/054
Domestic Patent References:
WO2000004524A22000-01-27
WO2001043104A12001-06-14
Foreign References:
US5515042A1996-05-07
US5359404A1994-10-25
US5938717A1999-08-17
US4988994A1991-01-29
EP1049063A22000-11-02
Attorney, Agent or Firm:
Infosuisse (Rue du Grenier 18, La Chaux-de-Fonds, CH)
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Claims:
Revendications
1. Dispositif de contrôle (16, 18) de la vitesse (Va) de véhicules et comportant : un appareil (40) de détermination de la position du dispositif par radiogoniométrie, et § un appareil optique (30) muni d'une source de lumière (30a) à rayonnement laser, engendrant une succession de signaux incidents (32a), et d'un capteur (30b) des signaux réfléchis (32b) par le véhicule (10), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : un organe de calcul (22) agencé pour déterminer la vitesse instantanée (v ; vi+l) du véhicule entre deux instants voisins (ti, ti+l) correspondant à l'émission de deux signaux incidents (32a) en prenant en compte : la position du dispositif à chacun desdits moments, donnée par l'appareil (40) de détermination de la position, et la distance (dVi, dvi+l) comprise entre l'appareil optique (30) et le véhicule (30) en chacun desdits instants, donnée par ledit appareil optique (30).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un viseur (36) associé à l'appareil optique (30) pour diriger les signaux incidents (32a) vers le véhicule (10) dont la vitesse doit tre mesurée, en ce que l'appareil (40) de détermination de la position est muni de moyens de détermination de l'orientation du viseur (369), et en ce que l'organe de calcul (22) est agencé de manière à prendre en compte l'orientation dudit viseur (36) à chacun desdits instants pour déterminer ladite vitesse (Va).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit viseur comporte une caméra agencée pour fonctionner simultanément à l'émission des signaux incidents (32a) et pour enregistrer une image relative au véhicule (10) dans son ensemble et à son conducteur.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde caméra (38) permettant la saisie des informations disposées sur une plaque d'identification que porte ledit véhicule (10).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite source de lumière émet un rayonnement infrarouge.
6. Procédé pour déterminer la vitesse d'un véhicule (10) au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit organe de calcul détermine ladite vitesse à partir des opérations suivantes : 'déterminer, à la réception des signaux réfléchis, la distance du véhicule (10) en référence au dispositif (18), 'déterminer, au moment de ladite réception, la position du dispositif (18) par rapport à une référence terrestre, calculer la distance parcourue par le véhicule (10) entre deux réceptions successives, et 'déterminer la vitesse instantanée du véhicule (10) en divisant la distance parcourue par le temps mis pour la parcourir.
7. Procédé selon la revendication 6, pour déterminer la vitesse d'un véhicule (10) au moyen d'un dispositif (16,18) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit organe de calcul (22) détermine, en outre, l'orientation du dispositif (18) par rapport à la référence terrestre et l'orientation du véhicule (10) en référence au dispositif (18).
8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la détermination de ladite vitesse (Va) est définie en comparant plusieurs vitesses instantanées successives et en les moyennant.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les vitesses instantanées successives sont mesurées dans un laps de temps de l'ordre de la seconde.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que une nouvelle mesure est effectuée à la suite de la première lorsque la vitesse mesurée dépasse une valeur limite.
Description:
DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA VITESSE DE VEHICULES La présente invention se rapporte aux dispositifs de contrôle de la vitesse de véhicules, par exemple de véhicules automobiles. Ce type de dispositif est bien connu. Il existe particulièrement des dispositifs fixes, disposés à demeure ou sporadiquement en un lieu donné, comportant conjointement un radar pour mesurer la vitesse et une caméra vidéo ou photographique, pour identifier le véhicule. La mise en place de tels dispositifs nécessite un temps relativement long. Par ailleurs, il est nécessaire qu'il soit disposé en un lieu discret pour présenter une certaine efficacité. Or, c'est parfois en des lieux très dégagés que le contrôle devrait pouvoir se faire.

Certaines polices ont équipé des hélicoptères de matériel photographique et disposé des marques sur les routes à contrôler. De la sorte, il est possible de déterminer la vitesse d'un véhicule par deux photos successives. Cette solution nécessite des aménagements au sol, ce qui implique aussi obligatoirement que le contrôle se fait en des endroits précis.

Un dispositif de mesure de la vitesse disposé sur un véhicule est décrit dans le document US 5,515, 042. Il comprend : 'un appareil de détermination de la position du dispositif par radio-goniométrie, et 'un appareil optique muni d'une source de lumière à rayonnement laser, engendrant une succession de signaux incidents en des instants donnés, et d'un capteur des signaux réfléchis par le véhicule.

L'appareil de détermination de la position permet de préciser avec certitude à quel endroit la mesure a été effectuée. Les coordonnées géographiques de cet endroit peuvent ainsi tre directement intégrées sur la photo. La mesure de la position géographique du véhicule portant le dispositif de mesure n'intervient donc pas dans la détermination de la vitesse du véhicule en infraction.

Le but de la présente invention est de permettre un contrôle de la vitesse de manière à pouvoir effectuer une mesure en n'importe quel endroit découvert, par exemple depuis un hélicoptère. Ce but est atteint grâce au fait que le dispositif comporte, en outre : un organe de calcul agencé pour déterminer la vitesse instantanée du véhicule entre deux instants voisins correspondant à l'émission de deux signaux incidents a en prenant en compte : - la position du dispositif à chacun desdits moments, donnée par l'appareil de détermination de la position, et - la distance comprise entre l'appareil optique et le véhicule en chacun desdits instants, donnée par ledit appareil optique.

Pour pouvoir effectuer une mesure sur la base de ces seules informations, il est nécessaire que l'hélicoptère se trouve à une hauteur constante et reste fixe ou qu'il se déplace dans la mme direction que le véhicule contrôlé.

Afin de permettre des conditions de travail permettant une meilleure adaptation à l'environnement, le dispositif comporte, en outre, un viseur associé à l'appareil optique pour diriger les signaux incidents vers le véhicule dont la vitesse doit tre mesurée. L'appareil de détermination de la position du dispositif comporte, en outre, des moyens de détermination de l'orientation du viseur. De plus, l'organe de calcul est agencé de manière à prendre en compte l'orientation du viseur à chacun desdits moments pour déterminer ladite vitesse.

L'identification du véhicule et de son conducteur peut tre réalisée au moyen d'une caméra agencée pour fonctionner simultanément à l'émission des signaux incidents et pour enregistrer une image relative au véhicule dans son ensemble et à son conducteur. Une seconde caméra permet la saisie d'informations disposées sur une plaque d'identification que porte le véhicule.

De manière avantageuse, la source de lumière émet un rayonnement infrarouge.

La présente invention se rapporte également à un procédé mettant en oeuvre le dispositif défini ci-dessus. Selon ce procédé, l'organe de calcul détermine la vitesse à partir des opérations suivantes : 'déterminer, à la réception des signaux réfléchis, la distance du véhicule en référence au dispositif, 'déterminer, au moment de ladite réception, la position du dispositif par rapport à une référence terrestre, calculer la distance parcourue par le véhicule entre deux réceptions successives, et 'déterminer la vitesse instantanée du véhicule en divisant la distance parcourue par le temps mis pour la parcourir.

De manière avantageuse, l'organe de calcul détermine, en outre, l'orientation du dispositif par rapport à la référence terrestre et l'orientation du véhicule en référence au dispositif.

Afin d'éviter toute ambiguïté, la vitesse est définie en comparant plusieurs vitesses instantanées successives et en les moyennant. De manière avantageuse, les vitesses instantanées sont mesurées dans un laps de temps de l'ordre de la seconde.

Pour s'assurer qu'aucune contestation ne soit possible, une nouvelle mesure est effectuée à la suite de la première lorsque la vitesse mesurée dépasse une valeur limite.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel : La figure 1 représente, de manière schématique, la situation générale dans laquelle s'effectue une mesure de vitesse de véhicule ;

La figure 2 montre la configuration générale du dispositif selon l'invention ; et La figure 3 est un diagramme montrant les paramètres pris en compte dans le calcul de la vitesse d'un véhicule.

La figure 1 montre le cadre général dans lequel s'effectue la mesure. Cette dernière se rapporte à un véhicule automobile 10 en mouvement à une vitesse Va à définir, sur une route 12. La mesure est effectuée à partir d'un hélicoptère 14 volant dans le voisinage de la route 12.

L'hélicoptère 14 comprend un cockpit 14a, dans lequel se trouvent le pilote, un opérateur ainsi qu'un équipement de mesure 16, et une armature 14b disposée en dessous du cockpit 14a et portant une tte de mesure 18.

L'équipement 16 et la tte 18 forment ensemble un dispositif de contrôle destiné à déterminer la vitesse Va.

L'équipement de mesure 16 est formé d'une table de commande 20, d'un ordinateur 22 et d'une horloge 24.

La tte 18 comporte plusieurs appareils montés sur un mme châssis 25 lequel peut tre tourné selon deux axes orthogonaux au moyen de deux moteurs 26 et 28 associés à l'armature 14b et commandés par la table 20, de manière à ce que la tte 18 puisse balayer l'espace se trouvant en dessous de l'hélicoptère.

Comme le montre la figure 2, la tte 18 comprend plus précisément : 'un appareil optique 30 muni d'une source de lumière 30a émettant un rayon laser 32a et d'un capteur 30b agencé pour recevoir un signal réfléchi 32b généré par la réflexion du rayon 32a sur le véhicule 10, 'un viseur 36, par exemple une caméra vidéo, accouplé rigidement à l'appareil optique 30, dont l'image est affichée sur la table de

commande 20, qui permet à l'opérateur d'orienter le rayon laser 32a sur le véhicule 10 dont la vitesse doit tre mesurée, 'une caméra d'identification 38 permettant d'enregistrer par voie optique des informations optiques agrandies, relatives au véhicule 10, par exemple une photographie de la plaque minéralogique, et 'un appareil 40 de détermination par radiogoniométrie de la position Pt de la tte 18, avantageusement du type connu sous l'abréviation de GPS, agencé pour permettre de déterminer en tout temps sa longitude Lt, sa latitude It et son altitude ht, ainsi que l'orientation du rayon 32a en référence au nord, définie par l'angle at, et en référence à l'horizontal, définie par l'angle pi.

L'horloge 24, le viseur 36, la caméra 38 et l'appareil 40 sont reliés à l'ordinateur 22 de manière à ce que les informations relatives au moment où une mesure est effectuée, au véhicule considéré et à la position de l'hélicoptère soient enregistrées de manière quasi simultanée et coordonnée, afin d'éviter tout risque de confusion. De manière avantageuse, toutes ces informations sont regroupées sur un support papier, comme preuve de la mesure.

Le dispositif 16 ainsi constitué permet de définir la vitesse Va du véhicule 10, dès lors qu'on connaît en deux instants successifs la position Pti de la tte 18, la distance di comprise entre la tte 18 et le véhicule 10 ainsi que l'orientation du rayon incident 32a. Il s'agit là d'un simple calcul de trigonométrie, sans autre accessible à l'homme du métier.

Pour effectuer une mesure, l'opérateur, installé dans l'hélicoptère 14, oriente le viseur 36 vers un véhicule dont il a décidé de contrôler la vitesse Va, puis commande l'émission d'une série d'impulsions émises par la source 30a en des instants t ;.

La détermination de la distance d, s'effectue de la manière suivante. Pour chaque impulsion i du rayon laser 32a envoyée par la source 30a, le capteur 30b reçoit un signal de retour 32b, après un intervalle de temps Ati fonction de la distance di comprise entre la tte 18 et le véhicule contrôlé 10.

Connaissant la position de la tte 18, la distance d ; et les angles ai et pi, il est possible de déterminer une position instantanée psi du véhicule 10, en référence à l'hélicoptère 14. La position Pvi du véhicule définie par rapport au sol peut tre ensuite déduite de Pti et de pvi.

Si les impulsions sont données à des intervalles de temps T, la distance Dv comprise entre deux positions successives Pvi et Pi+l peut tre calculée et, connaissant le temps T nécessaire pour passer de l'une à l'autre de ces positions, la vitesse moyenne du véhicule Vv peut tre déduite par calcul au moyen de l'ordinateur 22, en divisant la distance parcourue Dv par le temps T compris entre deux mesures.

Comme le montre la figure 3, il est possible d'obtenir une information précise de manière beaucoup plus simple. Dans la mesure où l'hélicoptère est fixe durant le temps de la mesure (inférieur à la seconde), il est possible de ne prendre en compte que la position de l'hélicoptère et sa distance d'avec le véhicule. Plus précisément, si la hauteur de l'hélicoptère en référence au sol reste constante, la distance Dv pour deux instant successifs tl et t2 peut tre obtenue par la formule :.

Dy- (dyi-ht)- (dv2-ht) La vitesse peut alors tre déterminée comme indiqué ci-dessus.

Si l'hélicoptère se déplace selon une mme direction que le véhicule dont la vitesse doit tre mesurée, Dv peut tre obtenu en additionnant vectoriellement la distance parcourue par le véhicule 10 et par l'hélicoptère 14.

Typiquement, les impulsions émises par la source 32a le sont dans un laps de temps inférieur à la seconde, de manière à ce que la vitesse instantanée du véhicule ne varie pratiquement pas. Si l'ordinateur met en évidence de fortes variations, il en informe l'opérateur qui peut alors mettre en route un nouveau train de mesures.

Ainsi, grâce à la structure du dispositif décrit ci-dessus et au procédé qu'il permet de mettre en oeuvre, il est possible de d'effectuer des contrôle de vitesse tout au long d'une autoroute, sans longue préparation et avec une grande précision de mesure, tout en garantissant de bonnes conditions d'identification du véhicule.