Etude de capteurs optroniques de mesure de faibles distances

par François Vogel

Thèse de doctorat en Instrumentation et mesures

Sous la direction de Quy Dao Nguyen.


  • Résumé

    Les capteurs optroniques destinés à l'automobile sont encore souvent au stade expérimental. Les difficultés à résoudre sont nombreuses, qu'elles soient d'ordre technique ou qu'il s'agisse de contraintes de coût. Il apparaît cependant un besoin réel d'un capteur optique de faibles distances doté d'une bonne précision, qui serait destiné à mesurer l'état de la route en avant du véhicule et en temps réel. Ce dispositif permettrait l'adaptation de la suspension de la voiture en fonction du revêtement qu'elle va aborder. La réalisation d'un tel système présente des difficultés non négligeables. C'est pourquoi il a été jugé judicieux, dans un premier temps, de se pencher sur un problème plus simple qui est celui de la mesure optique en temps réel de la position de l'axe de chaque roue par rapport au châssis, avec une précision de 1 mm. La solution envisagée doit être de faible coût. Un tour d'horizon des méthodes de mesure de distance optique existantes est effectué dans un premier temps. Puis deux méthodes particulières répondant au cahier des charges sont étudiées plus en profondeur. Il s'agit d'une part de la comparaison de phase, et d'autre part du comptage des sauts de mode d'une diode laser dont la fréquence optique est modulée. Pour chacune de ces méthodes, un approfondissement théorique destiné à recenser les points pouvant faire l'objet de difficultés est tout d'abord effectué. La réalisation pratique d'une maquette pour chaque méthode est alors décrite en détail et les résultats issus de mesures réelles sont analysés. A la lumière des performances obtenues, on conclut alors sur la possibilité d'utiliser ces méthodes en environnement embarqué réel et sur la nécessité de poursuivre l'étude de ces capteurs.

  • Titre traduit

    Optoelectronic sensors for measuring short distances


  • Résumé

    Even nowadays optoelectronic sensors for automotive applications are experimental devices. Many problems have to be solved in order to propose a technically and economically feasible system. An emerging need is for a precise ranging sensor that would be used to improve the active suspension of a vehicle. This goal is difficult to reach, that is why we first of all decided to solve an easier problem: to measure in real time the position of each wheel of a vehicle relative to the chassis, with a 1mm precision. The cost should be minimal. Starting from a general review of the existing optical ranging methods, two techniques are studied more deeply: phase comparison on the one hand, and counting up the mode hops of a frequency modulated laser diode submitted to optical feedback on the other hand. For each method a theoretical approach is followed by a practical realization leading to actual distance measurements. Analysis of these results lead to a conclusion about the possibility of using theses devices in automotive applications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (177 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 190 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 61817
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