FR2985816A1

FR2985816A1 - Dispositif et procede de saisie de l'environnement d'un vehicule

Info

Publication number: FR2985816A1
Application number: FR1350172A
Authority: FR
Inventors: Matthias Karl; Peter Preissler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-07-19
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: GB2500290B; FR2985816B1; GB201300386D0; GB2500290A; DE102012200230A1

Abstract

Dispositif de saisie de l'environnement d'un véhicule (1) comprenant au moins un dispositif émetteur, notamment un émetteur à ultrasons (3a, 3b, 3c, 3d, 4) émettant un signal acoustique modulé, au moins un dispositif de réception (E, A, B) recevant le signal émis par le dispositif émetteur et un signal acoustique réfléchi par un ou plusieurs objets (8) dans l'environnement du véhicule (1) ou un signal acoustique échangé directement entre les émetteurs et les récepteurs, une installation d'exploitation (6) qui, partant du signal reçu, détermine les informations concernant la distance (d) et/ou la vitesse relative entre le véhicule (1) et un ou plusieurs objets (8). L'installation d'exploitation (6) détermine en outre l'état météorologique instantané, notamment l'état du vent et/ou la température ambiante et/ou l'humidité de l'air dans l'environnement du véhicule (1).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de saisie de l'environnement d'un véhicule comprenant au moins un dispositif émetteur, notamment un émetteur à ultrasons émettant un signal acoustique modulé, au moins un dispositif de réception recevant le si- gnal émis par le dispositif émetteur et un signal acoustique réfléchi par un ou plusieurs objets dans l'environnement du véhicule ou un signal acoustique échangé directement entre les émetteurs et les récepteurs, et une installation d'exploitation qui, partant du signal reçu, détermine les informations concernant la distance (d) et/ou la vitesse relative entre le véhicule et un ou plusieurs objets. L'invention se rapporte également à un procédé de saisie de l'environnement d'un véhicule consistant à émettre un signal acoustique, notamment modulé dans le temps et en particulier un signal à ultrasons, recevoir le signal acoustique émis et réfléchi par l'environnement du véhicule ou transmis en voie directe par un ou plusieurs récepteurs, déterminer les grandeurs de l'environnement du véhicule, notamment la distance et/ou la vitesse relative et/ou l'extension spatiale des objets par l'exploitation du signal reçu.

Etat de la technique Pour la saisie acoustique de l'environnement du véhicule, on utilise actuellement en général des systèmes qui émettent et reçoivent des signaux dans le domaine des ultrasons. On utilise de manière préférentielle des systèmes mesurant par des impulsions. De façon ca- ractéristique, à l'aide de convertisseurs électroacoustiques, on émet des impulsions acoustiques d'une fréquence d'environ 50 kHz à des intervalles de 10 ms-300 ms. Les impulsions sont réfléchies par les objets dans l'environnement du véhicule et les signaux réfléchis sont reçus par des convertisseurs émetteurs ou non émetteurs. A partir des temps de parcours des impulsions, on détermine la distance d'un objet. Le docu- ment WO 2011009786 A 1 décrit par exemple un tel système. Or, un vent fort et de brèves variations de température se répercutent de manière gênante sur de telles mesures et peuvent les fausser. Le document DE 33 41 022 A 1 décrit une installation d'avertissement de collision pour équiper des véhicules automobiles.

Dans cette installation, un convertisseur électroacoustique émettant dans le domaine des ultrasons est utilisé mais ne tient pas compte des perturbations du vent. Ce document indique que les mesures par ultrasons peuvent être entachées d'erreurs de mesure à cause du vent car les ondes sonores sont influencées par le vent. Le document DE 10 2009 027 842 décrit l'utilisation simultanée de signaux acoustiques à la fois pour la communication de véhicule à véhicule et aussi pour la détection des positions des véhicules les uns par rapport aux autres et pour transmettre ces relations de mouvement de véhicule à véhicule. Le document décrit en outre des procédés de communication de véhicules les uns derrière les autres en utilisant par exemple des transmissions radio. Le document DE 10 2005 013 589 décrit un procédé de contrôle du fonctionnement d'un détecteur à ultrasons selon lequel au moins un autre détecteur à ultrasons émet un signal d'ultrasons et permet de constater le fonctionnement d'un premier capteur si l'amplitude du signal transmis par le premier capteur sans être réfléchi sur un obstacle externe dépasse un seuil variable prédéfini. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispo- sitif et un procédé de détection ou de saisie de l'environnement du véhicule saisissant et tenant compte de l'influence de l'état météorologique dans l'environnement du véhicule. L'état météorologique se rapporte aux caractéristiques météorologiques de l'environnement du véhicule, notamment des gran- deurs caractéristiques stationnaires, c'est-à-dire restant invariables sur plusieurs mesures et/ou des grandeurs caractéristiques variant brièvement pour l'état actuel du vent et/ou la température ambiante, notamment les différences de température rencontrées et/ou l'humidité de l'air et/ou la pression atmosphérique. En particulier, l'état météorolo- gique peut contenir des variations des caractéristiques de transmission de signaux acoustiques. Pour déterminer l'influence de l'état météorologique, partant de la structure des variations de signaux qui se rencontrent dans la saisie acoustique de l'environnement d'un véhicule et qui sont occasionnées par des influences météorologiques telles que par exemple le vent et/ou les différences de température, on détermine l'état météorologique actuel dans l'environnement du véhicule. Ces informations permettent d'établir un modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état dominant instantanément et/ou des variations de température dont on tient compte dans la saisie acoustique de l'environnement du véhicule. Le modèle permet de compenser des erreurs de mesure générées par la météorologie, notamment par le vent et/ou les différences de température. De façon optimale, on utilise le modèle pour adapter d'autres fonctions du véhicule et/ou la dynamique de roulage à l'état météorologique actuel, notamment l'état du vent pour le cas échéant agir contre un risque. Il s'agit notamment des freinages, accélérations, commandes de la vitesse maximale et/ou guidages du véhicule. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de saisie de l'environnement du véhicule caractérisé en ce que l'installation d'exploitation détermine en outre l'état météorologique instantané, notamment l'état du vent et/ou la température ambiante et/ou l'humidité de l'air dans l'environnement du véhicule.

En d'autres termes, l'invention applique l'idée consistant à saisir l'environnement du véhicule par des signaux acoustiques en utilisant les variations subies notamment par le signal acoustique modulé sous l'effet des influences météorologiques et d'utiliser les variations du signal pour établir un modèle de l'état météorologique instantané dans l'environnement du véhicule. Ce modèle peut fournir des grandeurs telles que par exemple l'intensité du vent et/ou les composantes de la direction et/ou les variations des propriétés de transmission ou d'extension du signal acoustique ; les variations de ces propriétés d'extension résultant notamment des différences météorolo- gigues, notamment des différences de température. Ces grandeurs sont prises en compte pour la saisie de l'environnement du véhicule et/ou en option, elles servent à d'autres fonctions du véhicule. En particulier, le modèle de l'état météorologique instantané est établi à partir des différences de temps de parcours des signaux qui ont des directions de dé- veloppement différentes pour des chemins d e développement par ailleurs identiques. En variante ou en plus, le modèle de l'état météorologique instantané peut être établi ou complété en se fondant sur des différences de l'intensité de plusieurs signaux différents et/ou des variations de l'intensité d'un signal.

Le dispositif de saisie de l'environnement selon l'invention comporte un dispositif émetteur, notamment sous la forme d'un émetteur à ultrasons. Le dispositif émetteur permet d'émettre un signal acoustique modulé dans le temps. Le dispositif comporte en outre au moins un dispositif de réception pour émettre un signal acoustique fourni par le dispositif émetteur et qui est réfléchi par un ou plusieurs objets dans l'environnement du véhicule. Le dispositif comporte en outre une installation d'exploitation qui, à partir du signal reçu, détermine à des intervalles connus, appropriés, des informations concernant la distance et/ou la vitesse relative des objets. Selon l'invention, l'installation d'exploitation détermine en outre l'état météorologique ins- tantané dans l'environnement du véhicule. De façon préférentielle, on détermine l'état météorolo- gique en détectant les variations caractéristiques d'une évolution chronologique d'un signal d'essai reçu par le dispositif de réception. Le signal d'essai peut être par exemple généré par le dispositif émetteur. A partir du signal d'essai reçu, on calcule la direction instantanée du vent et/ou un ou plusieurs composants de la direction du vent et/ou la vitesse du vent et/ou la température ambiante et/ou les variations de température ambiantes.

Selon un développement particulièrement préférentiel de l'invention, le véhicule est équipé d'au moins deux dispositifs récepteurs. L'installation d'exploitation détermine l'état météorologique instantané à partir des différences entre les signaux d'essai reçus par les dispositifs récepteurs. On peut utiliser des procédés tels que la corréla- tion croisée permettant de distinguer par des différences de vent et/ou de température ambiante, les différences générées dans les systèmes reçus par d'autres influences telles que par exemple des différences de réflexibilité des objets détectés et une humidité différente plus forte, en général stationnaire.

De manière particulièrement préférentielle, on a au moins deux groupes composés chacun d'une installation d'émission et d'une installation de réception et les groupes ont des directions spatiales différentes. Cette disposition permet d'améliorer la précision et la résolution de la détermination de l'état météorologique instantané dans l'environnement du véhicule. De façon préférentielle, les dispositifs émetteurs et/ou les dispositifs récepteurs comportent des filtres électroniques des signaux dont les propriétés de filtre sont adaptées en fonction de l'état météoro- logique instantané. Notamment par l'adaptation automatique des filtres, on pourra augmenter la précision de la mesure sur plusieurs cycles de mesure successifs. L'invention a également pour objet un procédé de détec- tion ou de saisie de l'environnement d'un véhicule du type défini ci- dessus consistant à : - recevoir au moins un signal d'essai acoustique modulé dans le temps, établir un modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ou de la température ambiante dans l'environnement du véhicule en détectant des variations ca- ractéristiques de l'évolution chronologique du signal d'essai reçu et/ou des écarts caractéristiques de la direction de mouvement du véhicule déterminés par le signal d'essai. Selon un développement préférentiel du procédé, le mo- dèle de l'état météorologique instantané se détermine à partir des diffé- rences de temps de parcours entre deux ou plusieurs signaux d'essai émis dans des directions différentes, notamment opposées, et qui sont réfléchis par un objet stationnaire. En variante ou en plus, on détermine l'état météorologique instantané à partir du comportement chro- nologique de l'intensité d'un signal d'essai reçu, par exemple d'une impulsion d'écho et/ou par la comparaison du comportement chronologique de deux ou plusieurs signaux d'essai reçus successivement. Selon un autre développement préférentiel du procédé, le modèle de l'état météorologique instantané se détermine à partir des différences de temps de parcours pour une transmission directe des si- gnaux d'essai entre au moins deux dispositifs séparés dans l'espace et qui émettent et reçoivent des signaux acoustiques. Ces dispositifs peuvent tous équiper le véhicule. En variante, un ou plusieurs dispositifs émetteurs peuvent être installés, notamment de manière fixe dans l'environnement du véhicule. L'avantage de ce dispositif est que la distance entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur est connue de sorte qu'à partir des variations du signal, notamment du décalage du temps de parcours et/ou de la période et/ou du déphasage et/ou de l'intensité du signal, notamment de l'intensité du signal correspondant à des scènes stationnaires, c'est-à-dire des scènes pendant lesquelles le dispositif émetteur, le dispositif récepteur et le cas échéant des objets réfléchissants situés dans le chemin de transmission sont immobiles les uns par rapport aux autres, on peut s'appuyer sur des grandeurs caractéris- as tiques du modèle telles que par exemple la force du vent et/ou sa direc- tion et/ou la température de l'air sans avoir à tenir compte d'autres paramètres tels que par exemple la vitesse relative ou la forme d'un objet inconnu dans l'environnement du véhicule. Il en résulte une simplification de l'établissement du modèle de l'état météorologique 20 instantané de l'environnement du véhicule. Le modèle de l'état météorologique instantané est établi et/ou optimisé de préférence par l'exploitation de la courbe de l'écho instantané et/ou d'un écart de période instantané de l'écho du signal d'essai. L'évolution instantanée de l'écho représente l'évolution chrono- 25 logique de l'amplitude du signal reçu, notamment du signal d'essai. Le décalage chronologique de l'évolution instantané de l'écho par rapport à un décalage prévisible qui correspond à la distance entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur permet de déterminer une composante de la direction du vent dans la direction du déploiement du si- 30 gnal. Si dans le signal reçu, on a en outre des écarts de l'évolution de l'amplitude par rapport à la forme du signal, on peut conclure qu'il y a une influence par les turbulences du vent et des écoulements turbulents. Les variations dans le temps de l'intensité du signal dans des scènes statiques, c'est-à-dire des scènes dans lesquelles le dispositif 35 émetteur, le dispositif récepteur et le cas échéant les objets réfléchis- sants situés dans le chemin de transmission ne se déplacent pas les uns par rapport aux autres, sont souvent la conséquence de variations de température. En plus ou en variante, l'écart de la période instantanée de l'écho peut s'exploiter. L'expression « écart instantané de la pé- riode de l'écho » désigne l'écart entre la période du signal reçu et celle du signal émis, modulé. Selon un développement préférentiel de l'invention, on reçoit des signaux acoustiques de l'environnement, simultanément dans deux positions du véhicule séparées dans l'espace. De façon avanta- geuse, en comparant les signaux reçus de l'environnement, on optimise le modèle de l'état météorologique instantané dans l'environnement du véhicule. Les signaux de l'environnement permettent d'utiliser en outre des informations supplémentaires de l'environnement du véhicule pour améliorer le modèle de l'état météorologique instantané. En outre, on détecte en tant que tels les bruits parasites et on peut les éliminer de l'exploitation. De façon préférentielle, le modèle de l'état météorologique instantané permet de corriger la détermination des grandeurs de l'environnement du véhicule, notamment celles concernant la distance et/ou la vitesse relative et/ou l'extension spatiale des objets. Les er- reurs de saisie de l'environnement du véhicule générées par le vent et/ou les variations de température et/ou autres caractéristiques météorologiques peuvent ainsi être compensées avantageusement. En outre, les grandeurs de réglage de la détection de l'environnement telles que les seuils de détection pourront être adaptées à chaque état météo- rologique. Selon un développement préférentiel de l'invention, on exploite les signaux acoustiques qui se développent à proximité de la surface du véhicule. Il s'agit de signaux transmis directement entre l'émetteur et le récepteur qui sont installés sur le véhicule. La proximité de la surface du véhicule influence les signaux acoustiques. Ainsi, l'amplitude des signaux qui se déplacent dans la direction du vent est augmentée et celle dans la direction contraire du vent est diminuée. De plus, les différences de température entre l'air et la surface du véhicule se traduisent par une stratification de la température à proximité de la surface. Celle-ci influence le développement des signaux acoustiques, notamment l'intensité des signaux. En exploitant l'intensité des signaux, leur évolution dans le temps et autres caractéristiques particulières des signaux reçus, on peut déterminer les différences de température entre l'air et la surface du véhicule. De telles différences de température correspondent à des variations d'intensité du rayonnement solaire et les variations de la température de l'air ainsi que certains états de conduite tels que l'entrée et/ou la sortie d'un tunnel ou d'un garage. D'une manière particulièrement avantageuse, pour exploiter la combinaison, on utilise des autres données disponibles dans le véhi- cule, telles que sa vitesse de déplacement, l'évolution dans le temps et/ou la température de l'air. De manière préférentielle, les fonctions du véhicule, no- tamment la dynamique de roulage, pourront être adaptées en tenant compte de l'état météorologique instantané. Le conducteur pourra être averti par un signal d'avertissement acoustique ou optique des risques occasionnés par l'état météorologique, par exemple un fort vent latéral. Les fonctions du véhicule adaptées selon l'état météorologique comprennent par exemple la commande des freins et/ou l'accélération. De façon préférentielle, la direction du véhicule pourra être réglée, notamment l'angle de braquage, en fonction de l'état météorologique instantané. Le décalage de l'angle de braquage pourra être déterminé suivant l'état instantané du vent et être corrigé par l'angle de décalage de braquage déjà réglé. De même, en fonction de l'état météo- rologique instantané, on pourra modifier le rapport de démultiplication de direction de façon à influencer l'effet du braquage. De manière préférentielle, en variante ou en plus, on sta- bilise le roulis en utilisant les informations relatives à l'état météorolo- gigue instantané, notamment l'état du vent. En outre, en variante ou en plus, on pourra adapter la vitesse maximale possible du véhicule à l'état instantané du vent, notamment en cas de vent fort. En particulier, de façon préférentielle, il y a une communication avec un autre véhicule pour transmettre les informations concernant l'état météorologique ins- tantané.

De façon préférentielle, en variante ou en plus, on utilise les différences de température entre l'air et la surface du véhicule pour réguler la climatisation/chauffage de l'habitacle du véhicule. En cas de variation de température dans le domaine autour du point de congéla- tion, on pourra émettre un avertissement à destination du conducteur. De même, on peut envisager que l'information rapidement disponible soit utilisée pour l'exploitation des signaux acoustiques, en adaptant le réglage des filtres d'autres dispositif de mesure de température du véhicule. Si par exemple, on détecte une entrée/sortie d'un tunnel ou d'un garage, on pourra en fonction de la température de l'air, adapter les systèmes de dynamique de roulage, par exemple les adaptations de régulation des systèmes ABS/ASR. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de dispositif et de procédé de saisie de l'environnement d'un véhicule représentés dans les dessins annexés dans lesquels : les figures la et lb montrent schématiquement l'influence du vent sur la transmission d'un signal entre un émetteur et un récepteur par réflexion sur un objet, la figure le montre la situation générale avec deux capteurs A et B fonctionnant respectivement comme émetteurs ou récepteurs, la figure 2a montre la courbe de l'amplitude de l'écho du signal reçu en l'absence de vent, la figure 2b montre la courbe de l'amplitude de l'écho du signal re- çu en cas de vent latéral stationnaire, la figure 2c montre la courbe de l'amplitude de l'écho du signal reçu en cas de turbulence, la figure 3a montre la courbe de l'écho pour la durée de la période instantanée du signal reçu sans vent, la figure 3b montre la courbe de l'écho de la durée de la période instantanée du signal reçu en cas de vent latéral oscillant. Description de modes de réalisation de l'invention La présente invention sera décrite ci-après à l'aide de la mesure du temps de parcours de signaux acoustiques mesurant par largeur d'impulsion. Les signaux ne se réfèrent pas nécessairement à des fréquences dans le domaine des ultrasons mais peuvent concerner par exemple la plage de fréquence dans le domaine audible ou dans le domaine des infrasons.

De façon équivalente, le procédé peut également s'appliquer avec des signaux générés par d'autres procédés connus de modulation. Par exemple, pour de tels procédés de modulation, on peut utiliser des motifs impulsionnels, des signaux (Chirp) pseudopériodiques ou des signaux à porteuses multiples, par exemple des sauts de fréquence, notamment des formes particulières de décalage de fréquence FSK ou de codage de phase PSK. Si les systèmes mesurant par impulsion pour la saisie acoustique de l'environnement du véhicule rencontrent un objet réfléchissant O à la distance d comme le montre schématiquement la figure la, l'écho du signal de l'émetteur S vers le récepteur E a un temps de parcours d'écho 'r en fonction de la vitesse du son c donnée par la formule suivante : = 2 .

Comme le montre la figure lb pour expliciter l'influence du vent, on répartit un signal acoustique émis en une composante 11 et une composante 12 ; la composante 12 représente la partie du signal correspondant au déploiement dans la direction du vent. La compo- sante 12 du signal acoustique émis est en outre déplacée par rapport à la vitesse c du vent, par le vent à une vitesse v, alors que la composante 11 se déploie uniquement à la vitesse du vent c. On a ainsi : 2 9 85 8 16 11 = 2 . -d d 1-2 = 2 c + vw 1 1 + vw -«1 c ( d Dans ces formules, Ti représente le temps de parcours de l'écho dans la composante 11 et -c2 représente le temps de parcours de 5 l'écho dans la composante 12. Pour la distance objet d donnée à titre d'exemple, égale à environ 6 m, et une vitesse du son c de 340 m/s, on aura déjà pour une vitesse du son v, de 1 m/s une variation de temps de parcours AT z' 104 gs. Pour une fréquence porteuse caractéristique du signal 10 acoustique de fc = 48 kHz, cette variation de temps de parcours AT cor- respond sensiblement à 5 périodes du signal. Même par beau temps, on peut rencontrer des coups de vent de 5 à 10 m/s, ce qui peut se traduire par une variation de temps de parcours AT allant jusqu'à 1 ms. En outre, l'influence du vent sur la température de l'air 15 n'est pas toujours négligeable. De façon connue, la vitesse c du son dé- pend de la température selon la relation suivante : c(T)= 33 T - 273,15K- m s 20,063 273,15K D'une différence de température AT produit ainsi également une variation de temps de parcours AT selon les formules suivantes : d c(Ii) d =- 2 c(T/ + AT) Ar =r2 - Ar d AT c(T) T 20063m / s -VT3 - d AT Par exemple, pour une distance d de l'objet égale à 6 m et une température de l'air T de 20°C, une variation de température AT de 1 k se traduit par une variation de temps de parcours AT d'environ 60 gs, ce qui pour une fréquence porteuse caractéristique de fc = 48 kHz correspond déjà à environ 3 périodes du signal. Si l'on tient compte de ce que déjà pour une différence de temps de parcours AT d'une demi période de signal, on peut avoir une extinction du signal par chevauchement destructeur, alors pour une différence de temps de parcours AT d'environ 3 périodes de signal, il faut compter avec de mul- tiples variations de l'amplitude du signal. Selon l'invention, on utilise cet effet pour obtenir des informations concernant l'état météorologique actuel et s'en servir pour établir un modèle utilisé pour corriger les variations météorologiques, notamment les effets occasionnés par le vent et/ ou des différences de température.

La figure la explicite l'influence transversale du vent latéral, par exemple sur le signal émis par un émetteur S, réfléchi par un objet O et détecté par un récepteur E. L'influence transversale d'un vent latéral stationnaire dans la direction vwl partant de la gauche est sché- matisée par la flèche en trait interrompu ; l'influence transversale géné- rée par un vent latéral stationnaire dans la direction v,v2 à partir de la droite est représentée par la flèche en trait plein. En exploitant le signal reçu, l'influence du vent latéral devient perceptible comme cela est indiqué aux figures 2 et 3.

La figure 2 montre dans ses parties l'évolution de l'amplitude du signal détecté par le récepteur. Ce signal se traduit par la courbe écho de l'amplitude. La figure 3 montre l'écart de la durée de la période du signal écho reçu et la durée de la période du signal émis. Cet écart est appelé écart instantané de la durée de la période. A la fi- gure 3, on a présenté l'écart « valable » instantané de la durée de la pé- riode. L'expression « valable » signifie dans ce contexte que l'écart instantané de la durée de la période a été déterminé dans une période de mesure pendant laquelle l'amplitude du signal d'écho est suffisamment grande, c'est-à-dire par exemple supérieure à un certain seuil Ao.

On réduit ainsi l'influence des perturbations occasionnées par le bruit de fond et le bruit ambiant sur la mesure. La représentation de la figure 3 est choisie pour que la réduction de la durée de la période se traduise par un écart instantané positif de la durée de la période et qu'un allongement de la durée de la période se traduise par un écart négatif de la durée instantanée de la période. Les figures 2a et 3a montrent un état sans vent. L'écho est reçu à l'instant 'to par le récepteur E correspondant au temps de parcours prévisible du signal pour la distance déterminée d de l'objet O. Comme le montre la figure 2a, la courbe écho de l'amplitude 200 a un maximum à l'instant 'to. On ne constate pas de variation de la durée de la période. Comme le montre la figure 3a, l'écart instantané de la durée de la période 300 est égal à 0. La figure 2b montre l'état avec un vent latéral station- naire. La courbe 210 en trait interrompu correspond au signal d'écho mesuré pour un vent latéral stationnaire dans la direction vwl entre l'émetteur S et le récepteur E. La courbe 220 en trait continu correspond au signal d'écho mesuré pour un vent latéral stationnaire dans la direction vw2 allant du récepteur E vers l'émetteur S. Les signaux d'écho 210, 220 sont reçus aux instants Twl et -cw2 par le récepteur E. Si le vent a une composante stationnaire vwl dans la direction de circulation du signal, cela se traduit par une réduction du temps de parcours. Si le vent a une composante stationnaire vw2 opposée à la direction de circulation du signal, cela se traduit par un allongement du temps de parcours. A partir des différences -co - Twi et To - Tw2, on pourra calculer la direction et l'intensité du vent latéral. En cas d'écoulement d'air turbulent, on aura un signal turbulent. La forme de la courbe d'écho de l'amplitude 230 est modifiée comme le montre à titre d'exemple la figure 2c. A partir de l'écart entre la forme de la courbe d'écho de l'amplitude 230 par comparaison à la forme du signal émis, on pourra conclure au degré de turbulence de l'écoulement du vent. Comme le montre la figure 3b, pour un vent latéral va- riable, on a une variation de l'écart instantané de la durée de la période avec une composante variable dans la direction de déploiement allant de l'émetteur au récepteur avec une vitesse de vent vwl qui raccourcit la durée de la période du signal acoustique modulé et se traduit ainsi par un écart positif de la durée instantanée de la période 310. Le vent latéral avec une composante oscillant contre la direction d'extension allant de l'émetteur au récepteur, à une vitesse de vent vw2 se traduit par un allongement de la durée de la période du signal acoustique modulé et ainsi à un écart négatif de la durée instantanée de la période 320. A partir de l'amplitude et du sens (positif ou négatif) de l'écart, on peut également déterminer la direction et la force du vent latéral instantané. Si dans le dispositif selon la figure 1, on a en plus l'émission d'un signal de E vers S, on peut déterminer la composante transversale de l'écoulement du vent sans connaître précisément la température de l'air T et ainsi la vitesse du son c. A l'aide de la distance connue dsE, on peut de cette manière déterminer la composante de la vitesse du son c dépendant de la température et ainsi par une exploita- tion précise des différences de temps de parcours, on pourra conclure à la transmission directe du signal entre E et S pour avoir la température extérieure T. La figure le montre la situation générale avec deux cap- teurs A et B fonctionnant respectivement comme émetteurs ou récep- teurs. Dans le cas d'un état stationnaire du vent, à partir de la valeur moyenne du temps de parcours d'un signal entre un point A et un point B et du temps de parcours du point B vers le point A, chaque fois sur l'intervalle connu dAB, on pourra déterminer la température extérieure T. A partir de la différence des deux temps de parcours, on détermine la vitesse du vent stationnaire. De plus, on peut déterminer d'autres ca- ractéristiques météorologiques. C'est ainsi que par exemple, partant des variations stationnaires de l'écart de signal pour le déploiement sur la distance connue dAB, on pourra tirer des conclusions relatives à l'humidité de l'air car l'amortissement moyen du signal dépend de l'humidité de l'air. A partir de variations brèves de l'intensité du signal pour les conditions de déploiement inchangées, on pourra tirer des conclusions sur la combinaison constructive ou destructive des signaux sonores qui se sont déployés par exemple sur des trajets différents dans différents états de vent et de température.

Si un objet O se trouve devant la paire de capteurs A, B et que cet objet réfléchit le signal sonore émis par un capteur vers un autre capteur, par exemple en suivant un chemin de même longueur AOB ou BOA, on peut en outre, partant des différences de temps de parcours sur des chemins différents, tirer des conclusions quant à la vitesse du vent régnant dans la direction perpendiculaire à la direction d'extension dAs. Si l'on connaît le temps de parcours sur un trajet donné, par exemple de A vers B, à l'aide d'une variation de temps de parcours d'un signal à transmettre, on ne peut pas déterminer de manière défini- tive la cause car une variation de température et une variation de vi- tesse du vent se traduisent par la même variation de temps de parcours. Ce n'est qu'en comparant avec les temps de parcours dans la direction opposée, par exemple de B vers A, et en supposant des conditions de vent et de température stationnaires, que l'on pourra séparer la grandeur directionnelle « vent » de la grandeur scalaire « température environnante ». Ce procédé de séparation est applicable dans l'hypothèse où la vitesse du vent et/ou la température ne changent pas pour la transmission de A vers B et la transmission de B vers A (état météorolo- gique stationnaire). Dans le cas de grandeurs météorologiques variant rapidement, notamment pour des variations qui ne correspondent à aucun modèle de description déterministe, ces grandeurs pourront être détectées si les temps de parcours sur les deux trajets A vers B et B lo vers A sont saisis en même temps. Cela peut se faire par exemple en émettant une forme de signal F 1 de A vers B et en émettant simultanément une forme de signal F2 différente de la forme F1, de B vers A, signaux qui pourront se séparer par filtrage. Cela permettra de saisir simultanément les différences dans les deux directions de transmission. 15 La figure 4 montre un véhicule automobile 1 équipé d'un dispositif selon l'invention. Le vent latéral agissant sur le véhicule 1 est schématisé par une flèche 2. Le dispositif comporte deux capteurs acoustiques installés à gauche et deux, installés à droite du véhicule 1. Il s'agit par exemple des capteurs à ultrasons 3a et 3b ou 3c et 3d ; 20 chaque fois l'un des capteurs est installé du côté gauche et l'autre du côté droit à l'avant du véhicule, de préférence dans la région des ailes avant et chaque fois, l'un sur le côté gauche et le côté droit dans la zone arrière du véhicule 1, de préférence dans la zone des ailes arrière. De tels capteurs sont souvent ceux de systèmes d'assistance de conduite, 25 par exemple d'un système d'assistance de manoeuvre de stationnement, et servent à mesurer la distance par rapport à un obstacle situé dans l'environnement du véhicule. Pour cela, tant à l'avant qu'à l'arrière du véhicule 1, il y a d'autres capteurs 4. Egalement pour surveiller l'angle mort, de nombreux modèles de véhicules utilisent des capteurs qui 30 pourront servir à déterminer l'état météorologique instantané selon l'invention. Les capteurs 3a, 3b, 3c, 3d, 4 peuvent servir à la fois d'émetteurs et de récepteurs pour le montage de la figure 1. Par exemple, le capteur 3a peut émettre un signal acoustique modulé. Ce signal sera réfléchi par un objet 8 pour être reçu par le capteur 3a. En variante ou en plus, le signal peut également être reçu par l'un des autres capteurs 3b, 3c, 3d, 4. Les capteurs 3a-3d et 4 sont reliés par des lignes de transmission de signaux 5, par exemple sous la forme d'un bus CAN ou par une liaison point vers point à l'installation d'exploitation 6 pour l'exploitation des signaux de capteur. En exploitant et en comparant les signaux émis et reçus dans l'installation d'exploitation 6, on peut établir un modèle de l'état météorologique instantané dans l'environnement du véhicule 1.

L'installation d'exploitation 6 transmet l'information concernant l'état météorologique instantané à une unité de commande 7 qui gère les fonctions du véhicule telles que par exemple le freinage, l'accélération, la limitation de vitesse maximale, l'angle de braquage, la communication avec un autre véhicule et/ou la stabilisation du roulis en fonction de l'état météorologique. L'installation d'exploitation 6 peut également corriger les valeurs de distance mesurées dans le cadre de la saisie de l'environnement du véhicule par les capteurs 3a, 3b, 3c, 3d, 4 en tenant compte de l'état météorologique instantané. La circulation stationnaire du vent autour du véhicule 1 peut se déterminer selon les lois habituelles. En fonction du contour du véhicule et de la force de l'écoulement du vent, on aura des écoulements turbulents ou laminaires. Comme plusieurs capteurs 3a, 3b, 3c, 3d et 4 sont installés dans des directions différentes par rapport au véhicule, on pourra en variante ou en plus exploiter les différences de temps de parcours pour une transmission directe d'un signal d'essai entre les capteurs 3a, 3b, 3c, 3d et 4 sans avoir de réflexion sur un objet et pour déterminer l'état stationnaire instantané du vent dans l'environnement du véhicule. En plus, les signaux acoustiques de l'environnement pourront être reçus simultanément par au moins deux positions dis- tinctes dans l'espace du véhicule, par exemple par les capteurs 3a, 3b, 3c, 3d ou 4. En comparant les signaux de l'environnement, on peut améliorer le modèle de l'état météorologique instantané dans l'environnement du véhicule.

Le dispositif selon l'invention représenté à la figure 4 comporte chaque fois deux capteurs du côté gauche et deux capteurs du côté droit. On peut également n'avoir qu'un capteur côté gauche et qu'un capteur côté droit tout en permettant de déterminer l'état météo- rologique instantané selon l'invention. De même, on peut également avoir plus de deux capteurs sur chaque côté du véhicule.10

Claims

REVENDICATIONS1°) Dispositif de saisie de l'environnement d'un véhicule (1) comprenant : au moins un dispositif émetteur (S, A, B), notamment un émetteur à ultrasons (3a, 3b, 3c, 3d, 4) émettant un signal acoustique mo- dulé, au moins un dispositif de réception (E, A, B) recevant le signal émis par le dispositif émetteur (S, A, B) et un signal acoustique réfléchi par un ou plusieurs objets (0) dans l'environnement du véhicule (1) ou un signal acoustique échangé directement entre les émet- teurs (A, B) et les récepteurs (B, A), une installation d'exploitation (6) qui, partant du signal reçu, détermine les informations concernant la distance (d) et/ou la vitesse relative entre le véhicule (1) et un ou plusieurs objets (0, 8), dispositif caractérisé en ce que l'installation d'exploitation (6) détermine en outre l'état météorologique instantané, notamment l'état du vent et/ou la température ambiante et/ou l'humidité de l'air dans l'environnement du véhicule (1). 2°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation d'exploitation (6) détermine en outre les différences de température entre la température ambiante et la surface du véhicule (1). 3°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'installation d'exploitation (6) détermine l'état météorologique, notam- ment l'état du vent et/ou la température ambiante et/ou les différences de température entre l'environnement et la surface du véhicule en détectant les variations caractéristiques d'une évolution chronologique (200, 210, 220, 230, 300, 310, 320) d'un signal d'essai reçu par l'installation de réception (E) et calculant à partir de celui-ci, la direc- tion instantanée du vent et/ou une ou plusieurs composantes de la di-rection du vent et/ou la vitesse du vent et/ou de la température ambiante et/ou des différences de température. 4°) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par au moins deux dispositifs de réception (3a, 3b, 3c, 3d) et l'installation d'exploitation (6) déterminent l'état météorologique instantané, notamment l'état du vent et/ou la température ambiante et/ou l'humidité de l'air à partir des différences entres les divers signaux d'essai reçus par les dispositifs de réception (3a, 3b, 3c, 3d). 5°) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par au moins deux groupes comprenant respectivement une installation d'émission et un dispositif de réception (3a, 3b, 3c, 3d, 4), les groupes ayant des directions spatiales différentes. 6°) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif émetteur et/ou le dispositif récepteur (3a, 3b, 3c, 3d, 4) comportent des filtres électroniques de signaux dont les caractéristiques de filtre sont adaptées en fonction de l'état météorologique instantané. 7°) Procédé de saisie de l'environnement d'un véhicule (1) comprenant les étapes suivantes consistant à : émettre un signal acoustique, notamment modulé dans le temps et en particulier un signal à ultrasons, recevoir le signal acoustique émis et réfléchi par l'environnement du véhicule ou transmis en voie directe par un ou plusieurs récep- teurs, déterminer les grandeurs de l'environnement du véhicule (1), notamment la distance et/ou la vitesse relative et/ou l'extension spatiale des objets (8, 0) par l'exploitation du signal reçu, procédé caractérisé par les étapes suivantes consistantes à :recevoir au moins un signal d'essai acoustique modulé dans le temps, établir un modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ou de la température ambiante dans l'environnement du véhicule (81) en détectant des variations caractéristiques de l'évolution chronologique (200, 210, 220, 230, 300, 310, 320) du signal d'essai reçu et/ou des écarts caractéristiques de la direction de mouvement du véhicule (1) déterminés par le signal d'essai. 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané stationnaire du vent et/ou de la température ambiante, se dé- termine à partir des différences de temps de parcours entre deux signaux d'essai émis dans des directions opposées et réfléchis par un objet stationnaire (0). 9°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ou de la température ambiante se détermine à partir des différences de temps de parcours pour la transmission directe des signaux d'essai entre au moins deux dispositifs (3a, 3b, 3c, 3d, 4) sépa- rés dans l'espace, et qui émettent et reçoivent des signaux acoustiques. 10°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le modèle de l'état météorologique stationnaire instantané, notamment de l'état stationnaire instantané du vent et/ou de la température am- biante et/ou de l'humidité de l'air se détermine par l'exploitation de la courbe de l'écho instantané (200, 210, 220, 230) et/ou de l'écart de la période de l'écho instantané (300, 310, 320) du signal d'essai.3511°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on reçoit les signaux acoustiques de l'environnement, simultanément en deux positions du véhicule (1), séparées dans l'espace, et par la compa- raison des signaux de l'environnement, on optimise le modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ou de la température ambiante et/ou de l'humidité dans l'environnement du véhicule. 12°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' à l'aide du modèle de l'état météorologique stationnaire instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ ou de la température ambiante et/ou de l'humidité, on fait une correction de la mesure des grandeurs de l'environnement du véhicule (1), notamment de la distance et/ou de la vitesse relative et/ou de l'extension spatiale des objets. 13°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le modèle de l'état météorologique instantané, notamment de l'apport solaire instantané et de la variation instantanée de la température ambiante, détermine les signaux acoustiques à émettre et à recevoir à partir de l'intensité des signaux lors de la transmission des signaux d'essai à proximité de la surface du véhicule, notamment pour la transmission directe entre au moins deux dispositifs (3a, 3b, 3c, 3d, 4) séparés dans l'espace et qui conviennent pour émettre et recevoir des signaux acoustiques. 14°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on adapte les fonctions du véhicule (1), notamment la dynamique de roulage en utilisant l'état météorologique instantané, notamment de l'état instantané du vent et/ou de la température ambiante et/ou de l'humidité de l'air et/ou des variations de température.3515°) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' les fonctions adaptables du véhicule sont le freinage et/ou l'accélération et/ou le guidage et/ou la vitesse maximale et/ou l'angle de braquage et/ou la communication avec un autre véhicule et/ou la stabilisation du roulis. 16°) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les fonctions adaptables du véhicule (1) sont la climatisation et la me- sure de la température à l'aide de capteurs installés dans le véhicule en tenant compte des différences instantanées de température entre la température ambiante et la surface du véhicule. 17°) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que pour les variations de température, on émet le cas échéant un signal d'avertissement à destination du conducteur. 18°) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu' en fonction d'une variation de température saisie par les signaux acoustiques, on adapte les réglages des filtres d'autres dispositifs de mesure de température du véhicule et/ou des systèmes de dynamique de rou- Tage du véhicule.