FR2520185A1 - Dispositif de guidage automatique du deplacement d'un vehicule, notamment d'un vehicule tous terrains - Google Patents

Abstract

CE DISPOSITIF EST DU TYPE COMPRENANT DES MOYENS 21, 23 DE DETECTION DES ECARTS DE LA POSITION DU VEHICULE PAR RAPPORT A UN TRAJET FIXE A L'AVANCE FOURNISSANT UNE INFORMATION ELECTRIQUE QUI ACTIONNE UN ORGANE DE COMMANDE 14 RELIE A UN ORGANE 7 D'ORIENTATION DES ROUES DIRECTRICES 2 DU VEHICULE. LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A EVITER L'INFLUENCE DES CHOCS ET VIBRATIONS ET A DEDUIRE AU MINIMUM L'INTERVENTION DU CONDUCTEUR. A CET EFFET, LES MOYENS DE DETECTION COMPRENNENT UN DETECTEUR 21 DE DISTANCE PARCOURUE ET UN DETECTEUR 23 D'ORIENTATION D'UNE ROUE DIRECTRICE FOURNISSANT DES INFORMATIONS A UN COMPARATEUR 28 EGALEMENT RELIE A UNE MEMOIRE 30 DE DONNEES THEORIQUES DU TRAJET A EFFECTUER, QUI COMPORTE UN ELEMENT 43 D'INTRODUCTION DE LA DISTANCE A RESPECTER ENTRE TRAJETS PARALLELES. L'INVENTION TROUVE UNE APPLICATION AVANTAGEUSE SUR LES ENGINS AGRICOLES.

Description

Dispositif de guidage automatique du dép 2 accment d'un

véhicule, notamment d'un véhicule tous terrains ".

La présente invention concerne les

dispositifs de guidage automatique de déplacement de véhi-

cules, notamment de véhicules tous terrains, tels que les engins agricoles, du type comprenant d'une part, des moyens

de détection des écarts de la position du véhicule par rap-

port à un trajet fixé à l'avance, ces moyens comportant au

moins un capteur de détection d'un paramètre de position ins-

tantanée fournissant une information électrique de position détectée et, d'autre part, un organe de commande actionné à partir de cette information et qui est lui-même relié à un

organe d'orientation des roues directrices du véhicule.

On connaît déjà, par exemple, par le brevet français-du demandeur N O 81 04 550, un dispositif de ce type dans lequel le trajet fixé à l'avance cue doit suivre le véhicule, est une ligne droite du terrain dont la direction est matérialisée par l'orientation que prend, par rapport à son support, un organe aimanté monté rotatif et flottant et qui se dirige donc vers le Nord magnétique, les moyens de détection d'écart d'orientation formés par la coopération de plages angulaires réfléchissantes limitées de l'organe aimanté avec un organe opto- électrique qui fournit une information électrique d'écart d'orientation à destination de l'organe de

commande de l'orientation des roues.

Un tel dispositif connu, utilisant par exemple un compas de navigation à sortie analogique, avait pour but de fournir une grande précision de réponse, à partir de l'amplification optique du décalage de la partie mobile de l'organe aimanté, la sortie analogique donnée par l'organe optoélectrique étant capable d'alimenter l'asservissement de

direction Une telle structure constituait toutefois un ensem-

ble encombrant et lourd qui s'accomodait mal des vibrations du moteur et des chocs inévitables à la mise en service, les amplitudes et les fréquences des chocs, dûs à la nature des -2-

terrains par définition très divers, étant pratiquement impos-

sibles à prévoir, ce qui rendait extrêmement difficile l'ob-

tention d'informationsde commande justes Le compas devait, par ailleurs, être installé sur un support lui-même orientable Par rapport au véhicule pour permettre le réglage initial de la direction de l'axe du tracteur, afin d'adapter le tracé du premier trajet à la bordure du terrain, par exemple du champ à couvrir Il aurait aussi fallu entre le compas et le support orientable un frein assurant le maintien régulier de l'angle de calage initial tout au long de chacun des trajets

à effectuer en ligne droite, ce frein accroissant encore l'en-

combrement et le prix du dispositif.

Il convient de noter en outre qu'un dispositif de guidage, tel qu'ici considéré, doit permettre au véhicule de suivre plusieurs trajets parallèles successifs sur le terrain, en allers et retours, de sorte qu'il doit-si possible aider le conducteur à exécuter, à la fin d'un trajet, un demi-tour correspondant très exactement à une variation d'orientation de 180 pour qu'il se retrouve bien aligné au

départ du nouveau trajet parallèle à effectuer.

C'est pourquoi, la présente invention a pour but de fournir un dispositif du type considéré et qui

ne présente par les inconvénients précités, et plus particu-

lièrement ne soit pas sensible aux vibrations et chocs aux-

quels est normalement soumis le véhicule sur lequel il est

monté, en étant, par ailleurs, compact et moins onéreux.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif du type précité, caractérisé en ce que les moyens de détection des écarts de position comprennent un détecteur

de distance parcourue par le véhicule et un détecteur d'orien-

tation d'une roue directrice par rapport à l'axe du véhicule, fournissant tous deux des informations électriques à l'entrée

d'un dispositif de calcul et régulation comportant un compa-

rateur dont une autre entrée est relié à un organe de mise en

mémoire et restitution de données théoriques du trajet à effec-

tuer, qui comporte un élément d'introduction de valeur de la distance à respecter entre les trajets parallèles recopiés, tandis que sa sortie est reliée audit organe de commande de

l'organe d'orientation des roues directrices.

Grâce à cet agencement, le compara-

teur compare, à chaque instant, les valeurs détectées de para-

mètres définissant la position du véhicule sur le terrain, avec les valeurs théoriques du trajet préfixé, pour actionner l'organe de commande de l'orientation des roues dans un sens tendant en permanence à maintenir le véhicule sur le trajet prévu Ainsi, le traitement des informations est purement électrique, donc statique, et n'est, par conséquent, plus sensible aux vibrations et chocs, tandis que, par ailleurs, le dispositif devient, d'une part, très compact, donc peu encombrant et facile à embarquer à l'intérieur du véhicule et,

d'autre part, d'un prix de revient réduit, parce que facile-

ment assemblable à partir d'éléments du commerce.

On obtient ainsi tout d'abord une conservation régulière du cap fixé On sait en effet que, sur un trajet long et parfois accidenté, cette conservation du cap implique une correction constante et progressive dès que

le véhicule s'éloigne du cap théorique, ce véhicule effectu-

ant de temps à autre, notamment dans le cas d'engin agricole, tel qu'un tracteur, muni d'instruments de travail du soi ou de traitement des végétaux, des embardées dues par exemple à la plongée des roues à l'intérieur du sillon, à la rencontre d'une grosse pierre ou a la conduite sur terrain détrempé Il est clair que c'est, entre autres, dans le cas d'application

à un tracteur, précité qu'il convient de maintenir parfaite-

ment ce tracteur suivant le trajet désiré afin d'éviter un empiétement sur le passage précedemment effectué, qui pourrait avoir des conséquences très graves, par exemple s'il s'agit d'un pulvérisateur attelé derrière un tracteur, auquel cas un écart se traduit par un chevauchement, et donc une brûlure

des végétaux qui reçoivent un double traitement, ou au con-

traire dans le cas d'un écart en sens inverse, une absence

totale de traitement.

D'autres caractéristiques et avantages

de l'invention ressortiront de la description qui va suivre,

à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins an-

nex-s sur lesquels la Fig 1 représente une vue d'en- sermle et schématisée d'un dispositif de guidage suivant un mode de réalisation particulier conforme à l'invention; la Fig 2 illustre un exemple de tracé à allers et retours multiples réalisable à l'aide de ce 1-: dis Dositif

la Fig 3 illustre une phase parti-

culière du fonctionnement de ce dispositif, lors du " recala-

ge " de position sur une ligne droite; la Fig 4 illustre une autre phase de ce fonctionnement, lors d'un demi-tour entre deux trajets en ligne droite la Fig 5 illustre l'exécution d'un, demi-tour en regard de l'élément de visualisation d'un tel demi-tour. Le dispositif de guidage illustré est destiné à équiper un engin agricole, tel qu'un tracteur muni

d'un ou plusieurs instruments de travail du sol ou de traite-

ment des végétaux, et dont sont représentés uniquement le volant 1 et une paire de roues directrices 2 Ces dernières

sont reliées par une tringlerie de commande -d'orientation com-

portant, d'une part, pour chaque roue, un bras coudé 3 dont le coude 4 est monté pivotant sur le chassis 5 du tracteur, et d'autre part, une biellette transversale de jonction 6 qui est solidaire en translation de la tige d'un vérin de commande 7

qui est lui-même monté sur le chassis 5.

La direction 8 commandée par le volant 1 coopère avec un distributeur du type " orbitrol " 9 qui est muni d'une alimentation 10 et dont les deux tuyauteries 11 sont reliées par l'intermédiaire d'une vanne de commande 13, ( dans une première position "manuel") à deux tuyauteries qui conduisent aux deux chambres du vérin 7, cette même vanne 13

pouvant également mettre (dans une seconde position " automa-

tique ") en communication, d'une part, une servo-valve 14 avec son alimentation hydraulique propre 15 et d'autre part, les deux tuyauteries de commande 16 de cette même servo-valve avec les tuyauteries 12 du vérin; les deux entrées de commande électrique 17 de la servo-valve sont, par ailleurs, reliées à un dispositif de calcul et régulation 18 disposé derrière le tableau de bord de l'engin et qu'un bouton de commutateur 19

de commande de la vanne (positions " manuel " et " automati-

que ") est disposé sur ce tableau de bord 20 lui-même à proxi-

mité du volant 1.

Le dispositif de guidage comporte en-

core d'une part, un détecteur de distance parcourue constitué par un capteur de vitesse 21 plus particulièrement réalise sous la forme d'un codeur opto-électrique qui est disposé sur le chassis 5 de l'engin à proximité du moyeu de l'une des roues directrices 2-et qui émet, sur sa ligne de sortie 22, une grandeur de sortie analogique constituée par des impulsions

électriques successives, se suivant à raison d'un top par uni-

té de distance parcourue choisie par exemple 1 top/25 cm, et, d'autre part, un détecteur d'orientation de roue directrice

constitué par un potentiomètre rotatif 23 dont l'axe est dis-

posé suivant l'axe de pivotement 4 du bras coudé 3 associé à la même roue directrice 2 et dont la résistance 23 a est par exemple solidaire du chassis 5 et le curseur 23 b solidaire de ce bras coudé 3, ce potentiomètre fournissant, entre les deux lignes de courant 24 qui en sont solidaires, une grandeuer de sortie analogique constituée par une tension électrique, ces deux lignes 24 et la ligne de sortie 22 du codeur étant reliées

au dispositif de calcul et régulation 18.

Ce dernier dispositif de calcul et ré-

gulation 18 comprend un calculateur de coordonnées détectées dont trois entrées reçoivent la ligne de sortie 22 du codeur 21 et les deux lignes 24 du potentiomètre 23,tandis que sa

propre sortie est reliée par une ligne de de c -

données détectées en contrôle permanent de position 26, et a travers une mémoire 27 de stockade des coordoncnés détectées, une première entrée d'un comparateur 26 Celui-ci présente deux autres entrées qui sont reliées l'une par une ligne de fourniture de coordonnéees théoriques en contrôle permanent

de positions 29 à une sortie d'une seconde memoire 30 cons-

tituant un organe de mise en mémoire et restitution de coordon-

nées théoriques, et l'autre par une ligne de fourniture de 1 coordonnées théoriques en contrôle intermittent de position 31 'à un second calculateur de coordonnées théoriques 32 Ce calculateur 32 comporte deux étages 32 a et 32 b reliés entre eux et dont le premier 32 a présente deux entrées qui sont reliées l'une par une ligne de déclenchement 33 à la sortie d'un compteur-déclencheur'34 dont l'entrée est reliée à la

liçne 22 du codeur, et l'autre par une ligne de contrôle in-

termittent 35 à un émetteur-récepteur d'ondes 36 qui est mon-

té sur le chassis 5 de l'engin.

Cet émetteur-récepteur 36 est calé

sur une fréquence donnée et coopère avec des bornes de récep-

tion et de renvoi d'ondes M et N qui sont, comme le montre la Fig 2, fixées aux deux bouts d'une extrémité 38 d'un champ 39 que doit couvrir le tracteur T équipé du dispositif ici décrit. Le premier étage 32 a du calculateur 32 constitue un étage de contrôle intermittent des distances

de l'engin aux bornes tandis que son second étage 32 b consti-

tue un étage de calcul de la position réelle instannée de l'engin par rapport aux bornes, les deux sorties de cet étace étant reliées respectivement l'une par la ligne de contrôle intermittent 31 au comparateur 28 et l'autre par une ligne 41 de fourniture de coordonnées réelles en mémorisation d'un trajet initial, à une première entrée de la mémoire 30 Une seconde entrée de cette mémoire 30 est reliée par une ligne 42 à un élement 43 d'introduction de la valeur de la distance à -7respecter entre les trajets parallèles successifs de l'engin, cet élément étant disposé sur le tableau de bord 20 et étant constitué par exemple par une roue codeuse, un clavier ou tout autre élément équivalent, tandis qu'une troisième entrée de cette même mémoire 30, est reliée directement à la sortie de la mémoire 27 par une ligne 44 de fourniture de coordonnées détectées en demi-tour Une seconde sortie de la mémoire 30 est reliée par une ligne 45 à un organe de visualisation de

coïncidence en fin de demi-tour 46 qui est disposé sur le ta-

bleau de bord 20 et qui, comme le montre plus en détail la

Fig 5 comprend, dans une fenêtre 46 a, un jeu de diodes élec-

troluminescentes qui constituent une bande rouge 46 b qui

s'étend depuis le bord gauche de la fenêtre jusqu'en une posi-

tion-qui, suivant la tension d'alimentation de l'organe, four-

nie sur la ligne 45, et par conséquent le nombre de diodes allumées, s'étend jusqu'à une ligne qui est située sur la

gauche ( 46 c) d'une position médiane, sur cette position mé-

diane ( 46 d) ou sur sa droite ( 46 e), une lampe d'intersection de trajet 46 f étant en outre disposée en-dessous de la ligne

médiane 46 d.

Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant, ce fonctionnement se décomposant en trois parties différentes essentielles, à savoir: la mise en mémoire automatique d'un trajet initial, la recopie en parallèle de ce trajet de manière entièrement automatique, et la réalisation d'un demi-tour de manière manuelle avec

guidage automatique.

Pour la mise en mémoire automatique d'un trajet initial l'engin agricole T est placé à un bout A de l'extrémité 47 du champ opposée à celle 38 suivant laquelle sont disposées les bornes M et N, ce champ étant ici supposé

à bordures rectilignes régulières, constituent ainsi un qua-

drilatère Le conducteur met le commutateur 19 en position "manuel", de sorte que le volant contrôle directement le vérin de direction 7 et il fait alors décrire au tracteur un trajet

Z 0185

initial AB qui suit le bord 47 du champ en subissant de légers écarts transversaux par rapport à la ligne droite théorique

AB Tout au long de ce trajet et en chaque point, l'émetteur-

recepteur 36, coopérant avec les bornes M et N, permet au calculateur de calculer la somme des deux distances MT + TN,

la distance dentre les bornes M et N étant connue et intro-

duite dans la mémoire 30, par exemple à l'aide d'une autre roue codeuse 43 a, de calculer les coordonnées de la position du tracteur par rapport à ces deux bornes prises comme base de référence Ces coordonnées, calculées en chaque point,

font alors l'objet, dans le même calculateur 32, d'une moyen-

ne arithmétique qui permet alors de calculer et mettre en mémoire, par l'intermédiaire de la ligne 41, la pente t, du trajet initial AB par rapport à la direction A, de la ligne MN des bornes La même mémoire 30 reçoit, par l'intermédiaire

de la ligne 42, la valeur désirée d de la distance à respec-

ter entre deux allers et retours successifs, valeur qui est

introduite par le conducteur à l'aide de la roue codeuse 43.

Cette phase initiale du fonctionnement

étant achevée, le tracteur est parvenu au point 3 et le con-

ducteur conserve le commutateur 19 en position "manuel " Il convient de noter que, lorsque le tracteur est par exemple parvenu au point B avec ses roues directrices en position

sensiblement droite, suivant la ligne AB, le curseur du po-

tentiomètre est calé soit par le conducteur, par exemple à l'aide d'un organe de préréglage initial non représenté, soit directement par calcul de la moyenne des valeurs enregistrées au cours de ce trajet AB, et ceci de manière qu'aucune tension n'apparaisse entre les deux lianes 24, ou bien que'La valeur

existante de cette tension soit exactement équilibrée, au ni-

veau du comparateur 28 par la tension provenant du calculateur

et correspondant à la valeur O </ de la pente du trajet ini-

tial AB.

Bien qu'un demi-tour BC doive être 3-5 exécuté pour que le tracteur soit placé au début C d'une nouvelle ligne droite CD à effectuer, un tel demitour ne sera décrit que par la suite, cette troisième phase du -9fonctionnement que constitue le recopiage du trajet initial

suivant cette ligne CD formant un élément absolument indis-

pensable et prépondérant du guidage objet de la présente in-

vention. Au point C, le tracteur se trouve nor- malement orienté dans une direction exactement parallèle à la ligne initiale AB et le commutateur 19 est passé en position "automatique" d'une manière qui sera décrite plus loin, de sorte que le vérin de direction 7 est commandé par servo- valve 14 et par conséquent par le dispositif de calcul et régulation

18 En l'absence du recalage intermittent qui sera décrit ci-

dessous, le potentiomètre 23 fournit en permanence et tout au

long du trajet CD, une valeur de tension analogique qui cor-

respond à l'angle des roues directrices 2 par rapport au chas-

sis 5 est donc à l'écart que ces roues peuvent faire par rap-

port à l'angle initialcoode la direction du tracteur au point C, c'est à dire la valeur moyenne enregistrée au cours de la ligne initiale

AB, cette valeur de base O étant conservée dans la mémoire 30 com-

me indiqué précédemment Le comparateur 28 peut donc procé-

der en permanence à une comparaison de la valeur théorique à respecter 4 o et la valeur détectée en permanence, formées

respectivement par les lignes 26 et 29, la sortie du compara-

teur étant constituée par une valeur analogique qui est direc-

tement fonction de la différence constatée et qui, par l'in-

termédiaire d'un étage de commande 48, actionne la servo-valve 14, qui elle-nêoe déplace le vérin 7 et les roues 2 dans un sens tendant à annuler la différence constatée Il est important de

noter que cet asservissement de direction est actionné de ma-

nière permanente tout au long trajet CD, mais que par contre, il est réalisé à partir de valeurs de direction détectées, c'est-à-dire pouvant ne pas correspondre à la position exacte voulue du tracteur en raison de divers phénomènes, tel qu'un glissement de roues sur le terrain qui se produit lorsque ces roues "dérapent" sur un terrain détrempé ou en pente, c'est-à-dire glissent latéralement tout en conservant la même - direction On notera également qu'au cours de cette phase de

recopia-cje, le calculateur 25 peut enprincipe être inactif, ain-

si que la mémoire 27, dans la mesure o le comparateur 28 ne

procède qu'à une simple comparaison sur une valeurs directe-

ment détectée par le potentiomètre 23 Dans ce même type de

fonctionnement, c'est-à-dire en dehors d'un recalage, le co-

deur 21 n'est pas effectivement actif et il ne fait que four-

nir des tops sucessifs, par exemple à raison de 1 top/25 cm,

ce qui constitue aussi l'équivalent d'une base de temps.

Toutefois, à ce fonctionnement perma-

nent réalisé tout au long du trajet CD, se superpose de fa-

çon intermittente un fonctionnement provisoire en " recalage

de direction " qui permet de compenser les écarts transver-

saux dûs, entre autres, au glissement indiqué ci-dessus Ce 1 _ fonctionnement est,par exemple, mis en service à intervalles

réguliers constituant un multiple de l'unité de distance par-

courue correspondant à un top du codeur, par exemple tous les m,ce qui correspond au passage de 120 impulsions successives de ce codeur C'est le compteur 34 qui est préréglé sur cette

valeur (par exemple 120) qui se déclenche au bout de l'inter-

valle considéré en envoyant une impulsion de sortie sur la ligne 33 en direction du calculateur 32, et simultanément sur

le comparateur 28 par la ligne 26 et à travers la mémoire 27.

Cette dernière impulsion sur le comparateur 28 commande un circuit d'annihilation de celui-ci qui bloque provisoirement

son entrée 29 en provenance de la mémoire 30 pour donner si-

multanément la prioritéà la ligne 31 en provenance du calcu-

lateur 32 Ce fonctionnement provisoire est schématisé sur la Fig 1 par la représentation des lignes considérées en trait

pointillé, alors que le fonctionnement en asservissement per-

manent décrit précédemment est schématisé en trait plein, et le fonctionnement en mise en mémoire initiale décrit au début, en tra-it interrompu (jonction directe calculateur 32 mémoire ). 11 - A la suite du déclenchement provoqué par l'impulsion en provenance du compteur 34, cette impulsion

se traduit par un ordre de contrôle de position sur l'émetteur-

récepteur 36 qui procède alors à un relevé de la position effective du tracteur T qui se trouve en un point

P (distance CP = 30 m), suivant le principe de relevé trigo-

nométrique déjà indiqué plus haut Le calculateur 32 traite alors l'information fournie par l'émetteur-récepteur pour calculer les coordonnées réelles instantannées de la position

P du tracteur par rapport aux bornes M et N prises con me sys-

tème de référence, ces coordonnées étant dites "réelles" en ce sens qu'elles tiennent compte de l'existence des phénomènes de dérapage indiqués Par ailleurs, les valeurs effectivement détectéespar le codeur 21 et le potentiomètre 23, valeurs q'i ne tiennent pas compte de ce dérapage, se trouvent traitées par le calculateur 25, qui intervient donc içi, par exemple grâce au débloquage d'un circuit inhibiteur par une impulsion

de déclenchement provenant également du compteur 34, de ma-

nière que ce calculateur, à partir de ces deux valeurs ainsi

que des valeurs de pente initiale ci et de distance entre li-

gnes d, calcule les coordonnées du point P' de la ligne CD

o le tracteur devrait se trouver s'il n'y avait pas dérapage.

Ces dernières coordonnées du point P'

sont alors comparées, dans le comparateur 28, avec des coor-

données "réelles" du point P formées par l'autre calculateur 32, et la sortie du comparateur actionne alors la servo-valve 14 de commande de direction, en provoquant un recentrage par rapport à l'axe théorique de la ligne CD qui correspond au tronçon théorique CP' Le tracteur va alors décrire un nouveau

tronçon PQ le long duquel aura à nouveau lieu un asservisse-

ment permanent ne tenant compte que de l'angle CO de direction

le circuit de contrôle intermittent constitué par l'émetteur-

récepteur 36 étant redevenu inactif Ce ne sera qu'une fois

exécuté ce nouveau tronçon de trajet PQ que le circuit de con-

trôle intermittent sera à nouveau mis en service par le

252 '0185

12 - compteur 34 Il est à noter que la durée de fonctionnement

de ce circuit de contrôle intermittent est à chaque fois in-

finiment brève par rapport à la durée du déplacement sur un

tronçon CP ou PQ.

A titre de variante, il peut être

envisagé, si l'on désire par exemple utiliser un émetteur-

récepteur dont la précision soit plus faible, donc qui soit moins onéreux, de provoquer plusieurs contrôles successifs, par exemple au nombre d'une dizaine, qui soient effectués immédiatement l'un derrière l'autre et le plus rapproché

possible les uns des autres pour être considérés comme exécu-

tés pratiquement au même point, ces contrôles multiples per-

mettant au calculateur 32 d'effectuer une moyenne arithméti-

Mue des diverses valeurs de coordonnées ainsi obtenues, et qui, statistiquement, sont différentes, le nombre de contrôles étant suffisant pour que cette moyenne améliore notablement la précision de la mesure Il est important de remarquer qu'une telle série de contrôles s'effectue par exemple sur une période de l'ordre du 1/1000 e de seconde, donc sur un trajet de l'ordre du mm, ce qui est incommensurable avec la distance

longue d'un tronçon de trajet entre contrôles ( 30 m).

Le guidage du tracteur sur chacun des trajets en ligne droite successifs CD, EF, GH, etc,

s'effectuera d'une manière absolument identique avec un asser-

vissement de direction permanent ne tenant pas compte du dé-

rapage et des recalages intermittents qui en tiennent comptent et ne font fonctionner l'émetteur-récepteur que pendant des

périodes de temps extrêment brèves.

Chacun des demi-tours qui doit réunir ces trajets en ligne droite s'effectue de la manière suivante:

Au point B, comme d'ailleurs, à cha-

que point de départ d'un demi-tour: D, F, H, etc, le conducteur met le commutateur 19 en position "manuel" de sorte que la servo-valve 14 est mise hors circuit et que c'est le volant qui commande directement le vérin de direction 7 Ceci signifie que le conducteur peut suivre tout trajet qui lui

convient pour se diriger vers le point d'arrivée C du derrmi-

tour et lui permet plus particulièrement de choisir les oo:-

tions de terrain les plus favorables ou au contraire d'éviter les obstacles tels que des grosses pierres ou des souches ou troncs d'arbres Dès le départ B du demi-tour, le passage sur " manuel provoque la mise en service de la mémoire 27, par exemple à l'aide d'un circuit de déclenchement lié audit commutateur, de manière à mettre en mémoire les coordonnées instantannées du tracteur à cet emplacement de départ, dans la mémoire 27 qui était précédemment vide, constituant ainsi

une nouvelle base de référence pour le mouvement du demi-

tour Il est entendu queau point de départ B du demi-tour, l'orientation du tracteur a une valeur 4, qui était celle de 1, la ligne droite initiale AB, telle que mise en mémoire dans

la mémoire 30.

Au fur et à mesure que le tracteur se déplace, sous la volonté du conducteur, le codeur 21 émet d es tops réguliers espacés correspondant à des espacements de 25 cm sur le terrain et à la fin de chaque intervalle i un ordre d'interrogation est émis à destination du potentiomètre 23 qui fournit la valeur de la nouvelle orientation du tracteur M&i,&,,J Itetc En chacun de ces points successifs

J, K, L, etc, le calculateur 25 calcule les nouvelles coor-

données du tracteur par rapport aux coordonnées de base du point B, et ceci en utilisant les valeurs successives fournies

par le codeur et le potentiomètre Simultanément, ces nouvel-

les coordonnées sont, à chaque fois, mises en mémoires dans

la mémoire 27 Simultanément, ces mêmes coordonnées sont en-

voyées au comparateur 28 qui reçoit, par ailleurs de la mémoi-

re 30 les coordonnées de la nouvelle ligne droite CD à rejoin-

dre, coordonnées qui ont précédemment été mises en mémoire à partir du calcul initial effectué par le calculateur 32 lors du relevé du trajet initial AB par l'émetteur-récepteur et

tenant compte de la distance d entre lignes à respecter, in-

troduite par le conducteur à l'aide de la roue codeuse 43, 4 -

distance qui est par exemple de 35 m La comparaison s'effec- tue en permanence jusqu'à ce que le tracteur ait rejoint l'a-

lignement de la nouvelle ligne droite Dès que le trajet du tracteur recoupe une bande située à cheval sur la ligne CD d a et ayant une largeur de par exemple /5 de chaque côté de

celle-ci, le comparateur 28 de commande, à partir de la mé-

moire 30, qui reçoit les coordonnées détectées en provenance de la mémoire 27 par une ligne 48 représentéepar un trait fléché, le dispositif de visualisation 46 dont la bande rouge 46 b se déplace de part et d'autre de la position médiane 46 d tant que le tracteur se déplace alternativement sur la droite et la gauche de l'alignement CD Le déplacement alternatif est bien entendu commandé par le conducteur agissant sur le volant 1 et dont l'attention a été attirée par cet organe 13 de visualisation dès que la trajectoire du tracteur a recoupé pour la première fois la bande précitée et que la bande rouge a commencé à se diriger à partir du bord gauche de la fenêtre 46 a en direction de la ligne médiane 46 d A chaque fois que le tracteur recoupe l'alignement CD, la lampe 46 f s'allume et se rééteint immédiatement, pour demeurer- définitivement

allumée lorsque le tracteur simultanément se trouve sur l'a-

ligement CD et dans la direction exacte voulue grâce à l'amor-

tissement du mouvement ondulatoire qu'il a donné au tracteur de cet alignement Simultanément, un circuit de déclenchement fait repasser le commutateur 19 sur la position " automatique"

de sorte que la ligne droite suivante (CD,EF, etc) s'effec-

tue de la manière indiquée plus haut.

Le fonctionnement ci-dessus concerne le cas particulier d'application, en général le plus répandu, o le trajet initial à recopier est une ligne droite, par

exemple le cas de couverture d'un champs à bordure rectiligne.

Il est mentionné possible d'envisager également le cas d'ap-

plication concernant un trajet initial à recopier qui est courbe Dans ce cas, la première phase du fonctionnement, 3, qui concerne la mise en mémoire de ce trajet initial ne se -

limite pas à un simple calcul de la pente d'une droite, comn-

me dans le cas précédent, mais s'étend à un relevé complet des coordonnées de la courbe initiale à recopier, tout au long de celle-ci, ce relevé s'obtenant en permanence à l'aide des valeurs qui sont détectées par le codeur 21 et le potentio- mètre 23 et que le calculateur 25 transforme en coordonnées par rapport à l'origine A du trajet courbe, ces coordonnées étant successivement mises en mémoire dans la mémoire 27 qui dans ce cas est rendue active, de même qu'elle l'est au cours de l'exécution d'un demi-tour telle que décrite plus haut Un

avantage essentiel obtenu dans ces cas d'extension d'applica-

tion du dispositif de guidage est qu'aucune modification no-

table de celui-ci n'est exigée, aucun élément important n'é-

tant à rajouter à ce dispositif Cette mise en mémoire en con-

tinu des coordonnées du trajet suivi, qui est obligatoire dans le suivi d'un demi-tour ou d'un trajet initial courbe, peut être réalisée également de manière facultative -au cours du suivi d'un trajet initial rectiligne On rappelle toutefois

qu'au cours du recopiage d'un tel trajet initial, par exem-

* ple lors du suivi d'un trajet CD ou EF, etc, les coordon-

nées initiales de chaque tronçon CP', P'Q', Q'R', etc à la fin duquel est exécuté un recalage, sont mises en mémoire

dans la même mémoire 27, et que dès que la rectification cor-

respondant à un recalage a été effectuée, en P', Q', R',

etc, cette mémoire 27 se vide et prend en mémoire les nou-

velles coordonnées initiales du tronçon suivant, qui sont celles de P', Q', R', etc En ce qui concerne la disposition de

l'émetteur-récepteur sur le tracteur et des bornes sur le ter-

rain, on notera que l'inverse peut être prévu, mais que l'a-

gencement décrit est le plus favorable dans la mesure o l'émetteur récepteur doit être alimenté en courant électrique

et qu'une telle alimentation est déjà disponible sur le trac-

teur Il est par ailleurs bien connu que c'est en mesurant le temps qui s'écoule entre l'émission d'une onde et la réception de l'onde renvoyée par une borne que l'émetteur-récepteur 1 65

donne la valeur de la distance que le sépare de cette borne.

Une réalisation particulièrement

simplifiée et peu onéreuse du dispositif de calcul et régu-

lations 18 s'obtiendra en utilisant un micro-processeur dont

O l'essentiel sera avantageusement constitué d'un circuit im-

primé ou carte électronique d'asservissement traitant toutes

les informations considérées.

Il est encore important de souligner que le codeur 21 et le potentiomètre doivent être toujours l'un et l'autre sur la même roue directrice, afin que leurs informations soient cohérentes, et par ailleurs que la roue considérée ne doit pas, si possible être une roue tractrice ou imtàice, afin d'éviter l'influence incontrôlable qu'auraient dans le cas contraire sur la régulation, les phénomènes de patinage 13 -'une roue tractrice Du fait de la disposition du codeur et du potentiomètre sur une roue située latéralement par rapport à l'axe du tracteur, il convient que la régulation tienne

compte d'une part, des différences angulaires qui apparais-

sent entre les deux roues lors d'un braquage (épure de 2 û Jeanteau) et d'autre part, d'une correction sur la distance parcourue, correction qui doit être apportée sur l'une des coordonnées calculées (x) et qui est différente suivant qu'il

s'agit d'un visage à droite ou à gauche; la première correc-

tion citée dépend de la structure et les dimensions du trac-

teur et l'information correspondante devra être fournie par le conducteur de ce tracteur, tandis que la seconde correction

est une fonction directe de la valeur de la voie avant du trac-

teur. Il est encore bon de rappeler que la

servo-valve ici utilisée peut être considérée comme un distri-

buteur dont or peut toutefois doser le débit; en effet, à l'inverse d'un distributeur normal qui reste stable sur la

distribution choisie et qui débite en fonction des-caracté-

ristiques de la pompe qui l'alimente, on a, dans le cas de 3, la servovalve, un débit toujours égal ou inférieur à celui de

17 2520185

la pompe, et donc la possibilité de moduler ce débit à la

valeur désirée.

Deux dernières remarques concernant, d'une part, le fait que la plupart des composants utilisés sont communs aux deux phases distinctes de fonctionnement

en demi-tour et en ligne droite, de sorte que l'investisse-

ment global n'est pas doublé, mais au contraire réduit au

strict minimum, et que, par ailleurs, le conducteur est li-

béré au maximum de toute initiative et nécessité d'adresse particulière, ce qui facilite le suivi des opérations anne:, es, et d'autre part, le fait que le dispositif de guidage doit

dans tous les cas respecter les deux contraintes que consti-

tuent la nécessité d'un calage angulaire parfait au départ de

chaque tracé en ligne droite, et l'élimination de tout glis-

j 1 z sement, autre qu'angulaire, des roues sur le terrain.

i 8 -

E.E ND'ILCA TIONS

1 / Dispositif de guidage automia-

tiqcrue du déplacement d'un véhicule, notamment d'un véhi-

cule tous terrains tel qu'un engin agricole, du type con prenant d'une part des moyens ( 21,23) de détection des écarts de la 'position du véhicule par rapport à un trajet fixé à l'avance, ces moyens comportant au moins un capteur ( 23) de détection d'un paramètre de position instantanée fournissant une information électrique de position détectée et, d'autre part, un organe de commande ( 14) actionné à partir de cette

information et qui est lui-même relié a un organe ( 7) d'o-

rientation des roues directrices ( 2) du véhicule, caracté-

risé en ce que les moyens ( 21,23) de détection des écarts

de position comprennent un détecteur ( 21) de distance par-

courue par le véhicule et un détecteur ( 23) d'orientation

1; d'une roue directrice par rapport à l'axe du véhicule, four-

nissant tous deux des informations électriques l'entrée d'un dispositif de calcul et régulation ( 13) comportant un

comparateur ( 28) dont une autre entrée est reliée à un or-

gane ( 30) de mise en mémoire et restitution de données thé-

oriques du trajet à effectuer, qui comporte un élément ( 43) d'introduction de valeur de la distance à respecter entre les trajets parallèles recopiés, tandis que sa sortie est

reliée audit organe de commande ( 14) de l'organe d'orien-

tation des roues directrices.

2 / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée de l'organe ( 30) de mise en mémoire et restitution des données théoriques du trajet

effectuer est reliée à une sortie d'un organe ( 32) calcu-

lateur des coordonnées d'un trajet initial à recopier, '

entrée de cet organe calculateur ( 32) étant elle-même re-

liée I des moyens ( 36-M-N) détecteurs de paramètres de ce trajet initial 3 /Dispositif selon la revendication 1, caractérisê en ce que les moyens ( 36-M-N) détecteurs de

"-5 paramètres du trajet initial comprennent un émetteur-récep-

teur d'ondes ( 36) calé sur une fréquence donnée et deux

bornes (M-N) de renvoi des ondes, calées sur la même fré-

19 - j quence et disposées, à demeure et à distance fixes l'une / XJ de l'autre, sur le terrain ( 39) /

4 / Dispositif selon la revendi-

I /1 Ncation 3, caractérisé en ce que lesdites borneú (Ms ? sont disposées sur le terrain ( 39) suivant une ligne ( 3 q) peu

inclinée par rapport au trajet initial (AB) à recopier.

/ Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que,

dans le cas o le trajet initial à recopier est une ligne droite, lesdits moyens détecteurs de paramètres du trajet

initial ( 36-M-N) sont mis en service d'une part au voisi-

nage du début de ce trajet rectiligne et d'autre part au voisinage de sa fin et en ce que l'organe calculateur ( 32) comprend des moyens de calcul de pente de la doite par

rapport à la ligne joignang les bo 2 nes.

6 / Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que,

dans le cas o le trajet initial à recopier est une ligne courbe, lesdits moyens de détection des écarts ( 21,23) sor mis en service tout au long du déplacement du véhicule sui ce trajet et en ce que, entre ces moyens de détection ( 21,

23) et le comparateur ( 28) sont interposes un organe cal-

culateur de coordonnées ( 25) et des moyens ( 27) de m 5 mo-

risation continue des coordonnées instantannées du v adicul

7 / Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le

dispositif de calcul et régulation ( 18) comprend un organe ( 25) calculateur des coordonnées inshantanées du véhicule sur un trajet courant de recopiage, dont les entrées sont reliées auxdits détecteurs de distance parcourue ( 21) et d'orientation de roue ( 23) et dont la sortie est relive

la première entrée dudit comparateur ( 28).

/ Dispositif selon la revendica-

tion 7, caractérisé en ce que l'organe ( 25) calculateur d( coordonnées instantanées comprend des moyens de calcul

2520185

permanent opérant sur toutes les informations successives

fournies par lesdits détecteurs de distance et d'orien -

tation ( 21,23).

9 / Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 7 et 3, caractérisé en ce que

les moyens ( 36-M-r) détecteurs de paramètres du trajet ini-

tial servent de moyens détecteurs de paramètres d'un tra-

jet courant de recopiage et comportent un élément ( 34) d'

actionnement intermittent de ces moyens detecteurs, l'or-

gane calculateur de coordonnées ( 32) qui est relié à ces moyens détecteurs présentant une seconde sortie qui est

reliée audit comparateur ( 28).

/ Dispositif selon la revendi-

cation 9, caractérisé en ce que ledit él'ment ( 34) d'ac-

tionnement intermittent desdits moyens détecteurs de trajet

initial est un compteur (V 4) disposé entre l'organe détec-

teur de distance parcourue ( 21) et ledit organe calculateur

( 32) associé auxdits moyens détecteurs ( 36-M-N).

11 / Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il

comporte un organe commutateur ( 19) qui est interposé entre ledit organe de commande ( 14) et l'organe d'orientation des roues ( 7) et qui peut également relier le volant ( 1) du

tracteur à cet organe d'orientation ( 7).

12 / Dispositif selon la revendi-

cation 11, caractéris 6 en ce que des moyens ( 27) de mémo-

risation continue des coordonnées instantanées du v Chicule

sont interposés entre ledit organe calculateur de coordon-

nées instantan 4 é< ( 25) et ledit organe de miÈ en m 5 moire et restitution ( 30) qui présente lui-même une sortie reliée à un organe ( 46) de visualisation d'écart d-e position par

rapport au trajet en ligne droite suivant.

13 / Dispositif selon l'une quel-

conque des revendications 1 i 12, caractérisé en ce que

l'organe détecteur de distance parcourue est un codeur opto-

2-520185

électrique - imo-ouisions ( 21) et l'organe 5 d 5 tecteur do-

tation des roues est un potentiomètre ( 23), ces deux or-

gané atant disposés surune même roue directrice *lu vé-

h ek cq 1 e