Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
a
Dispositif et procede pour detecter une ou plusieurs roues d'un vehicuie.
La présente invention concerne le domaine de !'analyse, de
l'identification et de la classification de véhicules ou d'engins
roulants à roues, en particulier lorsque ces derniers se déplacent dans
le cadre de leur utilisation normale, et a pour objet un dispositif pour
détecter notamment une ou plusieurs roues d'un véhicule ou d'un
engin mobile roulant, ainsi qu'un procédé de détection, d'analyse et
de classement --de véhicules ou d'engin mettant en oeuvre ce
dispositif.
Il existe actuellement déjâ dïff érents types de svstémes
permettant -d'identifier les véhicules roulants parmi lesquels on peut
citer notamment les capteurs piézo-électriques, résistifs, optiques, à
ultra-sons e.t hyperfréquences, ainsi que des dispositifs à tubes
pneumatiques ou encore il boucles électromagnétiques.
Ce dernier type de dispositifs d'identifications se présente
ac-tuellement sous la forme d'une boucle ou de deux boucles
rectangulaires, de grandes dimensions de l'ordre de 1,5 m sur 2 m
(Z m étant mesurée dans le sens de Ia largeur de la voie), disposées)
sur ou dans la chaussée et permettant de recueillir un signal
reprêsentatif de l.'e~nsemble du corps du véhicule y compris Ies roues
2o dëtecté lors du passage de ce dernier sitr la ou les boucles. La forme
du signal recueilli, ét, le cas échéant, le décalage entre deux signaux
recueillis per deux boùcles, disposées avec un espacement entre elles
dans la direction de déplacement du véhicule, permettent,
respectivement, de déterminer la nature du véhicule léger, poids
lourd ainsi que sa vitesse de déplacement. Un tel dispositif est
notamment connu par le document EP-A-t)U35~)60.
Toutefois, ce dispositif-eonnu ne permet pas.une identification
fine ou exacte des véhicules détectés autorisant notamment leur
- classement dans les dix caté~~ories définies .par l'C)rVanisation cie
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- Coopération et de Développement Economique (OCDE) ou dans les
quatorze catégories du Système de Recueil de Données Français
(SIREDO).
En effet, ce dispositif ne détecte pas te~ nombre d'essieux du
véhicule et, pour réaliser cette détection, il est nécessaire de lui .
adjoindre un dispositif supplémentaire du type tube pneumatique ou
capteur piéxo-électrique relevant le passage des essieux.
Il en résulte un ensemble complexe et nécessitant une
maintenance constante du fait de la présence de capteurs du type
mécanique, sujets à une usure élevée. ..
La présente invention a notamment pour objet de pallier tes
inconvénients précités,
A cet effet, elle a pour objet un dispositif constitué par au ,
moins une boucle électromagnétique positionnée sur la chaussée ou
dans la chaussée et par une unité d'évaluation de l'influence du
passage d'un véhicule au niveau de ladite ou desdites boucles,
- 'caractérisé en ce que la ou les boucles) 2 éléctromagnétique(s),
com.p:os~ée(s) chacune d'une ou de plusieurs spires, présente(nt),
d'une part, une faible ditinension dans la direction du dëplacement
des~véhicules ou de l'axe ~de la chaussée, inférieure au diamètre des
roues, des véhicules à identifier, et, d'autre part, unc forcne
préférentiellemnt rectangulaire et/ou un arrangement disposée)
perpendiculairement à l'axe de ia chaussée, la ou les boucles étant
disposées) . au moins ~~u niveau d'une ou des deux traces de'
25, roulement d'une voie de .la chaussée et sensible(s); de manière
distincte et apposée, aux influences électromagnétiques des masses
métalliques de la carcasse ou châssisldes véhicules, d'une part, et des masses
métalliques des pneus des roues correspondantes, d'autre part. .
L'invention concerne également un procédé de détection,
d'analyse et de classement de véhicules ou d'engins roulants mettant
en oeuvre lé dispositif précité, caractérisé en ce qu'il consiste à
relever. les influences électromagnétiques d'une part, des masses
métalliques de la carcasse ou châssis/d'un véhicule et, d'autre part, des
masses
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métalliques des pneus des roues dudit véhicule, de manière
distincte et opposée, au moyen d'au moins une boucle
électromagnétique, disposée sur ou dans la chaussée et préséntant
une faible dimension dans la direction de déplacement des véhicules
ou l'axe de la chaussée, à produire un signal indiquant le nombre et le
positionnement des roues, entre elles et par rapport à la carcasse ou
châssis du véhicule, à identifier la nature précise du véhicule analysé
et à classer ce dernier dans des catégories prédéterminées, basées
essentiellement sur le nombre et la disposition longitudinale des
1o . roues ou des essieux, et à emmagasiner les données recueillies sur
une durée définie en vue de leur.exploitation ultérieure.
L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après,
qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre
d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins
schématiques annexés, dans lesquels:
la. figure 1 représente de manière schématique le dispositif vu
de dessus;
!:es figures 2 à 17 représentent des variantes de réalisation en
nombre; en forme et en sens d'enroulement des boucles faisant partie
du dispositif conforme à ~1'invention;
la figure 1ü reprêsente 1e signal en tension gcnérc p<<r une
voiture à la sortie du détecteur électromagnétique. faisant partie du
dispositif de l'invention;
la figure 19 représente le signal en tension à la sortie' du
, détecteur, généré par un autocar;
la figure ~2U représente le signal en tension à la sortie du
détecteur, généré par un tracteur à deux essieux et sa semi-remorque
à trois essieux;
la figure 21 représente le signal en tension, avec une sensibilité
différente, à la sortié du détectPUr, généré par un tracteur à deux
essieux, et sa semi-remorque à trois essieux, dont le premier essieu
est relevé, et,
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la figure 22 représente un tableau des catégories et de leurs
silhouettes identifiables par te dispositif selon l'invention.
Conformément à l'invention, et comme le montrent les figures
1 à 21 des dessins annexés, le dispositif pour détecter notamment une
ou plusieurs roues d'un véhicule ou d'un engin roulant, comprenant
au moins une boucle électromagnétique et une unité d'évaluation, est
essentiellement caractérisê en ce que la ou les boucles) 2
électromagnétiques, composées) chacune d'une ou de plusieurs
spires, présente(nt), d'une part, une faible dimension 1 dans la
direction du déplacement des véhicules ou de l'axe X de la chaussée
1, inférieure au diamètre des roues des véhicules à identifier, et,
d'autre part, une forme préférentiellement rectangulaire et/ou un
arrangement disposée perpendiculairement à l'axe X de la chaussée
1, la ou les boucles 2 étant disposées) au moins au niveau d'une ou
des -deux traces 1" de roulement d'une voie l' de la chaussée 1 et
sensible(s), de manière distincte et opposée, aux influences
électromagnétiques; d'une part, des masses métalliques
des corps des véhicules (carcasse, châssis, bas de caisse) et, d'autre part,
des masses métalliques des roues correspondantes.
~ ~La ou les boucles 2 présentent) avantageusement une
inductance.comprise.entre 4U et 7t)UEcI-1 et est (sont) constitucc(s) de
n spires) (n corripris entre 1 et IU) d'un fil conducteur isolé de U,2 à 3
mm= de section environ, disposées sur ou dans la chaussée 1.
Selon une premiêre. caractéristique de l'invention, représentée
25. ~ à la figure 1 des dessins annexés, l'unité d'évaluation est composée,
d'une part, d'un détecteur électromagnétique 3 relevant les
variations de tension de fréquence (générées par le courant induit)
d'un signal alternatif transitant dans la ou les boucles) 2 qui lui est
(sont) reliées) et délivrant un signai proportionnel correspondant
auxdites variations, d'autre part, d'une carte 4 de traitement du signal
analysant le signal issu dudit détecteur électromagnétique 3 et
déterminant notamment, par l'intermédiaire de moyens
microprocesseurs pilotés par un programme informatique, le nombre
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de roues appartenant à un même véhicule en vue de sa classification
et, enfin, une mémoire 5 de stockage des données informatives
délivrées par ladite carte de traitement, pouvant être lue in situ et/ou
à distance, avec transfert éventuel de son contenu, les éléments 3 à S
de ladite unité d'évaiuâtion étant montés dans un coffret de
protection, disposé à proximité ou non de la chaussée 1.
Le détecteur électromagnétique 3, par exemple du type connu
sous la désignation SL29C et commercialisé par la- société CFEE
(détecteur à double voie et à réglage automatique), détecte par
l0 conséquent la rêsultante des variatïons de la tension et de la
fréquence d'un signal alternatif dans la ou tes boucles) 2 dues, d'une
part, aux masses métalliques du véhicule continues (carcasse,
bas de caisse, châssis, moteur notamment) et, d'autre part,
aux masses métalliques de la ou des roues, plus
particulièrement du ou des pneumatiques correspondants, du
v.ëhicule à étudier, notamment la variation de l'inductance du circuit
constitué par chaque boucle 2.
La fréquence f = 1/(2nJ LC) de l'oscillateur ainsi constitué est
comparée à la fréquence d'un oscillateur fixe. Cette fréquence est
z0 appliquée à l'entrée d'un circuit à boucle à verrouillage de phase
dont le rôle est dc fournir une tension continue ù sa sortit cn r~;lutiun
à la fréquence d'entrée. Le signal résultant en sortie du couple
boucLe(.s)-détecteur est caractéristique du nombre de roues et donc
d'essieux mais également de l'enveloppe (carcasse - châssis) du
véhicule représentant sa longueur et de la distance de celte-ci par
rapport à la ,chaussée 1. La variation de tension due à
une roue, lors de son passage au niveàu d'une boucle, est de l'ordre
de 2UU à.8UU millivolts (pour le type de détecteur précité - figures 1g
et 21) et est opposée au sens de la variation générée par
~p les masses métalliques continues du corps de ce même véhicule.
En effet, une boucle 2 selon l'invention, associée à un détecteur
électromagnétique 3; permet de mettce en évidence de mânière
distincte l'influence de la carcasse ou chûasis dn vëhicule et
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l'influence des roues, plus particulièrement des pneumatiques, mais
également des disques, tambours, jantes, etc.> sur la frêquence du
signal transitant dans !a ou lesdites boucles) 2.
Ainsi, ces influences génèrent des variations opposées ou
inverses de la fréquence et de la tension dudit signal comme le
montrent les figures 18 à Z1 qui représentent des signaux de tension
çontinue délivrés par le détecteur électromagnétique 3 et dont les
amplitudes varient en fonction des variations de fréquence des
signaux transitant dans les boucles 2.
Ces résultats pourraient s'expliquer par le fait due, la ~ou les
boucles) 2 constituant un premier circuit pourvu d'un générateur, les
masses métalliques d'un véhicule, passant au-dessus d'un te! circuit,
génèrent une variation du champ magnétique produit autour dudit
premier circuit et, par conséquent, une variation du flux embrassé par
un deuxième circuit, constitué par les masses métalliques
de la roue et plus particulièrement par le tore formé par la jante et
les armatures métalliques du pneumatique, lors de son passage au-
dessus dudit premier circuit.
Ce deuxième circuit sera donc le siège d'un courawt induit
obéissant à la loi de LENZ.
Ire mêruc, on assiste ù .la crcation d'un courant induit ca retour
dans ledit premier circuit constitué par la ou les boucles 2. Or, selon
la loi précitée, le courant induit tendra par ses effets â la cause dus l'a
fait naître, ce qui . explique les variations opposées des signaux
recueillis.
De plus, les deux circuits précisés présentent, entre eux, une
inductance mutuelle avec perméabilité variable de par la présence
d'êléments métalliques en translation et d'élêments métalliques en
rotation.
On voit nettement sur les figures 18 à 21 les variations
positives, en forme de plateau ou de dôme aplati, générées par la
carcasse ou le châssis du véhicule considérê et les pics de variation
négative générés par les roues en rotation dudit véhicule (par rapport
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à
la référence R du signal sous forme de tension de repos de quelques
volts correspondant à une variation nulle de la fréquence de la
tension).
11 est même possible de relever sur la figure 2U de petits pics
positifs, intégrés dans les pics négatifs, correspondant au
passage, au niveau de la boucle 2 des attributs de la
ou des roues (suspension, fusée, pont, support, etc.).
I1 convient également de noter que l'amplitude des signaux
recueillis au niveau du détecteur magnétique 3, est indépendante de
la vitesse à layuell.e le véhicule passe sur ou les boucles) 2, d'oà une
sensibilité de mesure et d'analyse identique à faihle vitesse et à
vitesse élevée.
En outre, i! est également possible de déterminer, notamment.
pour un pôids lourd, le relèvement d'une ou de plusieurs roues ou
essieux.
En effet, comme le montre la figure 21 des dessins annexés, une
roue ou un essieu relevé provoque une variation du signal dans le
même sens que la masse métallique de la carcasse ou châssisl(voir pic positif
précédant les deux pics négatifs sur la figure 21).
Le programme informatique, dérivé le cas échéant d'un
programme de traitement du signal. connu, de même que la carie de
traitement de signal 4 permet avantageusement la classification des
véhicules par catégorie,.en les discriminant par l'intermédiaire du
nombre d'essieux, des distances entre essieux, de la longueur de la
carcasse ou. du châssis et des distances entre chaussée et bas de
caisse, d'une part, entre les essieux et, d'autre part, en avant ou en
arrière des essieux.
Ces dernières distancés sont des caractéristiques spécifiques de
la morphologie de certains véhicules, en particulier des bus et
autocars possédant_une enveloppe métallique latérale basse.
Conformément à un mode de réalisation préférentiel de
l'invention, la dimensitin 1 ou largeur de la oV des boucles) 2 dans la
direction de déplacement des véhicules à analyser ou l'axe X de la
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chaussée 1 est environ de l'ordre de grandeur de la largeur de la
surface d'appui au soI des pneumatiyues des roues des véhicules à
analyser (dimensions environ similaires).
Ainsi la largeur 1 de la ou des boucles) ~ est
prcfcrenticllcrncnt dc l'ordre dc 'U,3 rnctrc, puer l:~ clcluction des
roues de poids-lourds et préférentiellement de l'ordre de U,IS mètre
pour la détection des roues de véhicules légers.
Selon une première variante de réalisation de l'invention,
représentée aux figures 3 et S des dessins annexés, le dispositif de
l0 détection comporte une ou deux boucles) 2 rectangulaires
présentant une longueur L comprise entre 0,50 m et 1,20 m et
disposé (s) chacune sur ou sous une trace de roulement 1" d'une voie
l', perpendiculairement à l'axe longitudinal de celle(s)-ci.
Selon une seconde variante de réalisation, représentée à la
figure 4 des dessins annexés, ledit dispositif de détection comporte
une seule boucle 2 rectangulaire englobant les deux traces de
roulement 1"d'une voie l'.
Selon une troisième variante de réalisation de l'invention,
représentée aux figures I2 à I6~dcs dessins annexés, ledit dispositif dc
2o détection comporte une association de deux boucles 2, constituëes
par un même fil conducteur connecté à un unique détecteur 3 et dont
chacune est placée sur ou sous l'une des deux traces de roulement 1"
des roues d'une même voie l' de ia chaussée 1, chacune desdites
boucles 2 pouvant comprendre un nombre donné de spires, identique
ou indifférent.
Selon une quatrième variante de réalisation, il est prévu un
ensemble d'au moins deux boucles 2, connectées chacune à un
détecteur électromagnétique 3 distinct et disposées selon un
alignement perpendiculaire à l'axe X de la chausscc ! vu ù ia
3o direction de dëplacement des- véhicules, ledit ensemble de .boucles ?
s'étendant soit sur ou sous une seule trace de roulement 1" de 1 voit
l', soit approximativement sur toute Ia largeur de la voie l' (Figures (i
à 10).
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c~
Bien que la ou les boucles) 3 présentent préfcrentiellement
une forme rectangulaire, elles) peut (peuvent) également être de
forme différente, à savoir, en parallclogramme, carrée ou ronde
' (Figures b à 1()) voïr ovale ou elliptique (non représentë).
En outre, dans le cas d'un arrangement ou c!'un aiigncmcnt dc
plusieurs boucles 2, ces dernières pourront être séparées, tangentes
(figure 8) ou sécantes.
En vue de leur installation sur ou dans la chaussée 1. la ou les
boucles 2 peut (peuvent) être solidarisées) à une ou plusieurs
1o feuilles. ou bandes souples et résistantes, plutôt tissées ou toilées, de
caractéristiques identiques ou complémentaires et consistant, par
exemple, en du caoutchouc, du plastique, des produits de synthèse ou
de Ia résine, ces feuilles ou bandes pouvant prendre en sandwich les
fils de spires de la ou les boucles) 2. avoir une face autocollante
permettant le collage cie la ou des boucles) 2 sur la chausscc 1 et
constituées elles-mêmes des bandes de marquage, par exemple bande
de stop, ligne "cédez le passage", bande d'axe ou de rive ou analogue.
Ainsi, ladite ou lesdites boucles 2 peut (peuvent) être
solidarisées) à une ou plusieurs feuilles constituant des supporta
z0 provisoires, le cas ~ échéant ajourées, posés sur la chaussée 1 et
solidarisés ensemble par un enduit localisé ou général pénëtrant par
. les ajours, les feuilles pouvant être biodégradables ou dissolvables
par un composant notamment du liant de l'enduit ou par la chaleur.
Conformément à une caractéristique de l'invention, le
dispositif de détection peut, en outre, être associé à ou intégrer un
autre système de détection et de recueil de données relatives à des
véhicules tel que, par exemple, un dispositif a boucle
électromagnétique de grande dimension, un capteur Piczo
électrique, un capteur résistif, un capteur piézu-polymère, un capteur
optique, un capteur hyper-fréquence ou un capteur ~ ultra-sons, en
vue de recueillir des informations supplémentaires relatives au
~~éhicule â étudier, permettant d'affiner davantage l'identificatiôn
dudit vëhicule.
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1U
Comme le montre la figure 11 des dessins annexés, le dispositif
de détection conforme à l'invention peut également comporter une
boucle 2, de faible dimension dans la direction de déplacement des
véhicules, disposée dans une boucle 2' de grande dimension, les deux
boucles 2 et 2' étant réalisées par le même fil conducteur et relié à un
même détecteur électromagnétique 3, permettant de déterminer la
longueur et la vitesse de déplacement du véhicule à étudier.
La présente inventiôn a également pour objet un procédé de
détection, d'analyse et de classement de véhicules roulants mettant
l0 en oeuvre le dispositif décrit ci-dessus caractérisé en ce qu'il consiste
à relever les influences électromagnétiques, d'une part, des manses
métalliques de la carcasse ou châssisld'un véhicule et, d'autre part, des
masses
métalliques des pneumatiques des roues dudit véhicule, de manière
distincte et opposée, au moven d'au moins une boucle
électromagnétique 2, disposée sur ou dans la chaussée 1 et présentant
une faible dimension dans la direction de déplacement des.véhicules
ou de l'axe X de la chaussée 1, à produire un signal indiquant le
nombre et le positionnement des roues, entre elles et par rapport à la
carcasse ou châssis du véhicule, à identifier la nature. précise du
véhicule analysé et à classer ce dernier dans des catégories
prédëterminées, basées essentiellement sur le nombre ct la
dispositio0 longitudinale des roues ou des essieux, et à emmagasiner
les données recueillies sur une durée définie en vue ~Je leur
exploitation ultérieure.
.25 Conformément à une caractéristique de l'invention, ledit
procédé peut consister notamment à relever la variation de grandeurs
électromagnétiques ou de fréquence ou de tension d'un signal
alternatif transitant dans la ou les boucles) 2, lors du passage d'un
véhicule sur cette ou ces dernière(s), suite à l'influence
3'0 électromagnétique, notamment, au niveau de l'inductance de la ou
des boucles) 2, de la carcasse ou chàssis du véhicule, d'une part, et
des pneus des roues correspondantes, d'autre part.
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11
. Selon une variante de réalisation de l'invention, ledit procédé
peut consister, au moyen de plusieurs boucles 2 indépendantes
disposées perpendiculairement à l'sxe X de la chausscc 1 ct
produisant chacune un signal propre, à relever transversalement le
positionnement d'une ou de plusieurs roues simples ou jumelées d'un
véhicule donné, et donc le positionnement de ce dernier sur la voie l',
et~ à scanériser par coupes longitudinales ledit véhicule, permettant
ainsi de reconstituer l'empreinte ou la signature magnétique dudit
véhicule autorisant son identification comparative précise.
De manière avantageuse, ledit proc'edé permettra également de
déterminer 1.a longueur de la carcasse ou du châssis et les distances
entre chaussée 2 et bas de caisse entre les essieux, d'une part, et en
avant et en arrière des essieux, d'autre part.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention ledit
procédé pourra également consister, par la mise en oeuvre
supplémentaire d'un capteur à ultra-sons, à déterminer !e profil ou la
silhouette ciu véhicule à analyser, de manicre à pouvoir faire la
distinction antre deux véhicules étant pourvus tous les deux de cinq
essieux; mais dont l'un comporte un plateau et dont l'autre est bàchc.
2o Conformément ~ à une autre variante de réalisation de
L'invention il est. possible, par la mise en oeuvre supplémentaire
d'une boucle électromagnétique 2' de grande dimension, associée à
une boucle 2 telle ~ que décrite ci-dessus, ces deux boucles ëtant
constituées par le même fil conducteur (dbnc associées en série), de
,25 déterminer également, par l'analyse du signal recueilli, la vitesse de
déplacement et la longueur des véhicules détectés.
En effet, ces. dernières données peuvent être déduites des
distances entre les fronts d'attaque successifs du signal recueilli par
le détecteur électromagnëtique 3 . relié auxdites boucles ? et 2',
30 correspondant au passage dud°it vëhicule au niveau de !a boucle 2
et~
de la boucle 2'.
Selon une caractéristique de l'invention,, l'installation
préalable de la ou des boucles _' dans la chaussée 1 . peut
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13
' avantageusement être réalisée au moyen d'une scie à cloche
permettant d'obtenir des empreintes ou des découpes adéquates de 2
à 3 cm de largeur et de profondeur dans ladite chaussée 1.
Le dispositif selon I'inventïon est particuliérement destiné au
ou à
- comptage des essieux,
- comptage des roues, simples ou jumelées,
- comptage vies véhicules,
- comptage des véhicules par catégorie
- la détermination du positionnement transversal des roues par
rapport à une rëfërence, préférentiellement l'axe de la voie,
- la détermination du positionnement transversal des véhicules par
rapport à une référence, préfërentiellement l'axe de la voie,
- la déte.rnünation du positionnement longitudinal des roues d'un
même véhicule permettant la classification par catégorie, distance
inter-essieux,
- la discrimination de véhicules atypiques par leur signature,
la discriminatïon entre roue simple et roue jumelée,
la mesure de vitesse, distance inter-véhicules, longueur de
véhicules, '~
- l'identification des véhicules et aéronefs atypiques par exemple sur
aéroport.
Bien entendu, l'invention n'est pas limïtëe aux modes de
réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des
modifications restent possibles, notamment du point de vue de la
constitution des divers éléments, ou par substitution d'cquivalents
techniques, .sans sortir pour autant du domaine de protection de
l'invention.
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