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Niveau première
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Doppler pour TPE

Posté par
AogirinoKi
19-02-19 à 23:54

Bonjour/Bonsoir,

Étant en Première S je suis en train de finir mon TPE, celui-ci porte sur les voitures autonomes. Je souhaites savoir comment le radar, le capteur à ultrasons ainsi que le LIDAR déterminent la distance avec un obstacle, la vitesse de celui-ci et (facultatif) la position de celui-ci. J'ai cru comprendre qu'ils utilisaient l'effet Doppler-Fizeau cependant je ne trouve pas de relation mathématique correspondant parfaitement à mon sujet et je souhaiterais que quelqu'un m'explique comment ces capteurs font-ils et quelle relation utiliser.

Merci d'avance,

Posté par
Mminicoco
re : Doppler pour TPE 20-02-19 à 23:04

Bonsoir,

L'effet Doppler se base sur le fait d'envoyer une  onde électromagnétique de fréquence fe et d'ainsi calculer sa fréquence d'arrivée fr.
Tu trouveras sûrement ces formules : fr=(1 +- vr/c)
Et d'autres voici un lien pour lire et tu pourras me poser des questions : https://www.bac-s.net/document/physique-chimie/leffet-doppler-3160.html

L'effet Doppler Fizeau exprime les relations entre fréquences et vitesses des ondes:
un observateur en déplacement par rapport à une source, perçoit des fréquences différentes  de celle d'émission
Si fs et f0 (Hz) sont respectivement la fréquence de la source et celle perçue par l'observateur, si vs , vo et  vc(m/s) sont respectivement la vitesse de la source, la vitesse de l'observateur et celle de la phase de l'onde:
1.pour une source (de sons ou de lumières) qui s'éloigne d'un récepteur-observateur fixe
fo = fs / (1 + vs / vc )
2.pour une source (de sons ou de lumières) s'approchant d'un récepteur-observateur fixe
fo = fs / (1 - vs / vc )
3.pour un observateur qui s'éloigne d'une source (de sons ou de lumières) fixe            
fo = fs (1 - vo / vc )
4.pour un observateur qui se rapproche d'une source (de sons ou de lumières) fixe      
fo = fs (1 + vo / vc )

Voilà ce sont des relations entre vitesse et fréquence, d'où tu peux voir que la fr par exemple est changée par une formule en fonction de la célérité ou autre.

Voilà, si tu as des questions n'hésite pas, tant que je peux y répondre

Posté par
AogirinoKi
re : Doppler pour TPE 20-02-19 à 23:10

Merci beaucoup pour ta réponse ! Mais du coup est-ce que je peux utiliser l'effet Doppler pour mon TPE, est ce que les radars, capteurs ultrasons et lidar l'utilisent ? Si non, qu'utilisent-ils ?

Posté par
Mminicoco
re : Doppler pour TPE 24-02-19 à 16:43

Alors oui il me semble que ces trois utilisent le Doppler, et avec des ondes électromagnétiques, d'où le fait qu'on puisse utiliser des ultrasons, et la lumière même puisqu'elle fait partie du spectre et la lumière est une onde électromagnétique !
Tu peux regarder le spectre sur internet.
Donc le Doppler est utiliser pour les radars voitures, etc … et c'est une des méthodes les plus utilisées. Sinon il y a aussi le fait d'envoyer une onde et d'attendre son retour et de calculer son temps mais cela nécessite de plus de matériel et ressemble beaucoup au Doppler.
Demande à un prof de terminale de t'aider sur le Doppler puisqu'il est au programme de TS



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