FR2948436A1

FR2948436A1 - Capteur optoelectronique

Info

Publication number: FR2948436A1
Application number: FR1055693A
Authority: FR
Inventors: Thomas Schopp; Harald Weber; Stefan Ruck
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2011-01-28
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: IT1400755B1; ITMI20101341A1; DE102009034848A1; FR2948436B1; DE102009034848B4

Abstract

Le capteur optoélectronique (10) pour la surveillance d'une zone de surveillance intérieure et d'une zone de surveillance extérieure qui entoure au moins partiellement la zone de surveillance intérieure, comprend une unité d'évaluation (30) réalisée en vue d'une reconnaissance d'objets avec suppression de parasites, qui reconnaît des objets potentiels (22) détectés par le capteur (10) comme étant des objets ou des parasites, ainsi que pour une poursuite des objets au moins dans la zone de surveillance extérieure. Ici, l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître des objets potentiels (22) comme étant des parasites quand une propriété, en particulier une position, une valeur ou une direction de la vitesse de l'objet potentiel (22), est incompatible avec la poursuite de l'objet.

Description

1 La présente invention concerne un capteur optoélectronique ainsi qu'un procédé pour la surveillance d'une zone de surveillance intérieure et d'une zone de surveillance extérieure qui entoure au moins partiellement la zone de surveillance intérieure, le capteur comprenant une unité d'évaluation qui est réalisée en vue d'une reconnaissance d'objet avec suppression de parasites, qui reconnaît des objets potentiels détectés par le capteur comme étant des objets ou des parasites, ainsi que pour une poursuite des objets au moins dans la zone de surveillance extérieure. Des capteurs optoélectroniques sont employés depuis longtemps à diverses tâches de surveillance. Un champ d'application important est la surveillance de surfaces dans laquelle on utilise surtout des systèmes d'imagerie, donc des capteurs basés sur des caméras ou des scanneurs à laser. De tels capteurs reconnaissent non seulement si les objets se trouvent dans leur zone d'observation, mais ils sont en outre également en mesure d'obtenir des informations avec résolution vis-à-vis de la distance. Les technologiques connues à cet égard sont des procédés avec temps de parcours de la lumière dans lesquels on distingue les procédés basés sur des impulsions et des procédés basés sur les phases. Ici, on émet de courtes impulsions de lumière et on détermine le temps de parcours de la lumière renvoyée ou réfléchie depuis l'objet cible jusqu'à la réception, ou bien on détermine le temps de parcours de la lumière au moyen du décalage de phase entre la lumière modulée en amplitude qui a été émise et celle qui est à nouveau reçue en provenance de l'objet cible. Dans les scanners à laser, le faisceau lumineux de palpage est dévié périodiquement dans une ou dans deux directions, pour récupérer ainsi des données dans un plan de surveillance, ou encore dans une zone spatiale à trois dimensions.

2 Les procédés basés sur le temps de parcours de la lumière sont également appliqués dans des capteurs basés sur des caméras dans lesquels les pixels de la puce réceptrice fournissent alors également une information de profondeur en plus des informations de couleurs ou de valeurs de gris. D'autres déterminations de distance sont basées sur la stéréoscopie, dans lesquelles deux têtes de caméras, de façon analogue aux yeux humains, font des prises de vue d'une scène depuis des perspectives différentes et sur la détermination de données images tridimensionnelles à partir du décalage apparent des objets. Parmi les autres procédés connus, on compte les procédés de triangulation et les procédés de recoupement lumineux, qui permettent de conclure quant aux contours et aux distances des objets au moyen de la situation ou des distorsions d'un motif connu à l'émission. Habituellement, on configure une zone de surveillance en installant le capteur à l'intérieur de sa zone d'observation. Selon les applications, le capteur est censé détecter certains événements dans cette zone de surveillance et réagir à de tels événements par des avertissements ou des signaux envoyés à des systèmes agencés à la suite. Les exemples sont la protection anticollision dans des systèmes d'assistance aux conducteurs ou dans des véhicules autonomes, dans lesquels des obstacles, des personnes ou d'autres véhicules doivent être reconnu(e)s en temps utile, surtout dans la direction de la circulation, ou encore la sécurité de bâtiments ou de machines. Précisément dans le dernier cas précité, la zone de surveillance représente une zone de danger dans laquelle aucune personne ne doit pénétrer pour éviter des blessures, en particulier s'agissant d'un automate, d'une machine à scier ou d'une presse. Dans ce cas, si une personne s'approche de trop près, le capteur déclenche une fonction de sécurité, qui coupe la machine ou qui l'amène dans une position de repos sûre.

3 Une difficulté, lors de la détection d'objets dans la zone de surveillance, c'est de faire une distinction entre des objets et des parasites. Des parasites sont par exemple la poussière, la pluie, la neige ou d'autres particules, mais aussi des insectes. De telles apparitions dans la zone de surveillance ne doivent mener à aucune réaction, étant donné que cela restreindrait de façon considérable et non nécessaire la disponibilité du système. Habituellement, la suppression des parasites est réalisée par l'indication de temps de séjour, de tailles d'objets, de direction de déplacement ou de vitesse de déplacement. Dans des environnements fortement perturbés, comme cela se produit souvent dans des applications à l'air libre, ou bien au niveau de machines où apparaissent des particules de grande taille, ces critères ne suffisent cependant pas, parce qu'il n'est pas possible de définir une ligne de séparation claire entre un parasite et un objet. Selon le choix des critères, le capteur manque alors de fiabilité quant à sa reconnaissance d'objets, ou bien il est nettement limité quant à sa disponibilité. Dans de nombreuses applications, l'un et l'autre sont également inacceptables. Il est également connu de l'état de la technique d'entourer un champ de surveillance ou de protection proprement dit, dans lequel des interventions mènent à un signal de coupure provenant le capteur, au moins partiellement par un champ d'avertissement extérieur. Des interventions dans ce champ ne mènent pas immédiatement à une coupure, mais à un signal d'avertissement, afin qu'une personne ait par exemple la possibilité d'interrompre son mouvement pour empêcher une coupure. Dans le document EP 1 306 603 on a divulgué un dispositif pour commander une fonction pertinente en matière de sécurité dans une machine, qui reconnaît une position, une direction de déplacement et/ou une vitesse de déplacement d'objet. La zone de surveillance de ce

4 dispositif comprend une limite de sécurité vers une zone de danger et, lors d'une pénétration dans cette zone de danger, la fonction pertinente en matière de sécurité est déclenchée. Ici, la situation de la limite de sécurité peut-être fixée de façon variable en fonction des propriétés déterminées des objets. Cependant, la suppression des parasites n'est ici résolue que d'après les critères mentionnés ci-dessus. C'est par conséquent l'objectif de l'invention d'améliorer la sensibilité d'un capteur de ce type générique vis-à-vis des parasites. Cet objectif est atteint par un capteur optoélectronique tel que mentionné en introduction, dans lequel l'unité d'évaluation est réalisée pour reconnaître des objets potentiels comme étant des parasites quand une propriété, en particulier une position, une valeur ou une direction de la vitesse de l'objet potentiel, est incompatible avec la poursuite de l'objet. La solution selon l'invention part de l'idée de base de générer, déjà à l'extérieur de la zone qu'il s'agit de surveiller proprement dite, des informations relatives aux objets et de poursuivre ces objets. Grâce à cela, on élargit la base de décision, afin de classifier à des instants ultérieurs des objets potentiels additionnellement reconnus en parasites ou en objets. Ici, il n'est plus seulement question des critères perturbateurs classiques comme la durée de séjour, la position, la taille ou la vitesse des objets. Même un objet potentiel qui devrait être classifié comme objet selon ces critères de perturbation peut être encore reconnu comme étant un parasite s'il est clair, en se basant sur la poursuite de l'objet, que l'objet potentiel qui surgit ne peut pas être de façon plausible un objet d'après des règles basées sur les lois naturelles.35 À cet effet, la structure du capteur doit être judicieuse et empêcher un accès direct dans la zone de surveillance intérieure. Pour atteindre cela, la zone de surveillance extérieure peut entourer la zone de 5 surveillance intérieure non seulement partiellement, mais aussi totalement. Sinon, l'accès direct est exclu physiquement par des parois ou analogues, ou bien on sécurise d'une autre manière des limites dans lesquelles la zone de surveillance intérieure n'est pas entourée par la zone de surveillance extérieure ou on les surveille avec un autre capteur. On est ainsi assuré que des objets qui parviennent dans la zone de surveillance intérieure seront détectés auparavant dans la zone de surveillance extérieure par la poursuite d'objets.

Des objets potentiels sont toutes les caractéristiques images ou tous les signaux de capteur qui correspondent à quelque chose d'autre qu'à l'espace libre. La classification d'objets potentiels en parasites ou en objets est exclusive et totale, c'est-à-dire qu'un objet potentiel doit donc être soit l'un soit l'autre. Bien entendu, les objets et les parasites peuvent ensuite également être subdivisés en d'autres sous-catégories. Par exemple, on peut imaginer des parasites internes, donc des erreurs liées au capteur, et des parasites externes. Les objets peuvent être classifiés par exemple en personnes, récipients, véhicules de transport, palettes, et objets inconnus. Un objet potentiel est en particulier incompatible avec la poursuite d'objets si un objet additionnel surgit soudain à une position, et avec une vitesse de valeur et de direction données dans une région intérieure de la zone de surveillance extérieure, voire même dans la zone de surveillance intérieure. La totalité des objets antérieurement reconnus et poursuivis sont donc de nouveau localisés avec succès dans cette situation à un instant considéré. Après jugement raisonnable du capteur par

6 exemple quant à la masse, l'accélération ou la vitesse maximum d'un objet, il est exclu qu'il puisse exister un nouvel objet avec les propriétés déterminées. Un paramètre particulièrement important, c'est la position, car on peut grâce à celle-ci reconnaître que le nouvel objet aurait dû littéralement surgir du néant. Cependant, d'autres paramètres également, comme la vitesse, peuvent être utilisés, étant donné qu'il est particulièrement contraire à la plausibilité qu'un objet surgisse dont le vecteur vitesse est orienté dans une direction qui est incompatible avec une trajectoire naturelle en provenance de l'extérieur jusqu'à la position actuelle. L'invention présente l'avantage que le capteur peut être utilisé également dans des environnements fortement perturbés. Grâce à l'amélioration de la suppression des parasites, la disponibilité augmente dans une mesure considérable. De préférence, l'unité d'évaluation est réalisée pour reconnaître un objet potentiel avec une position dans la zone de surveillance intérieure comme étant un parasite lorsqu'il n'a pas été auparavant reconnu dans la zone de surveillance extérieure. La poursuite d'objets n'a, selon cette caractéristique, pas encore détecté auparavant un tel objet potentiel qui surgit soudain ou brutalement dans la zone de surveillance intérieure. Il n'existe aucune explication plausible de quelle manière un objet serait censé parvenir dans la zone de surveillance intérieure sans être auparavant poursuivi dans la zone de surveillance extérieure. Cela est par conséquent un critère qui peut être évalué de façon particulièrement claire et simple pour une incompatibilité avec la poursuite d'objets. En outre, l'unité d'évaluation est de préférence réalisée pour reconnaître des objets potentiels de forme ou de taille prédéterminée et/ou des objets potentiels détectés au maximum pendant une période prédéterminée comme étant des parasites. Cette reconnaissance de parasites peut

7 rester indépendante de la poursuite des objets et fonctionner avec des critères simples. Ainsi, des parasites potentiels qui ne concernent qu'un seul pixel ou qui ne présentent que la largeur d'un seul pixel, ne sont assurément pas des personnes. De même, des objets potentiels qui sont détectés seulement dans un unique cycle de surveillance sont habituellement des parasites, et on peut aussi ici procéder à une évaluation sans considérer conjointement la taille et la durée de séjour. Des formes déterminées d'objets potentiels concernent plutôt des parasites ou plutôt des objets. Certaines formes d'objets seront même de façon tout à fait ciblée par exemple une palette qui est également constamment autorisée dans la zone de surveillance intérieure. Bien que de tels objets admissibles soient finalement analogues à des parasites, et ne provoquent aucune réaction du capteur, ils devraient être tout d'abord classifiés comme étant des objets, afin qu'ils restent concernés par la poursuite d'objets et rendent ainsi dans l'ensemble les informations concernant la zone de surveillance plus fiables. De façon encore préférée, l'unité d'évaluation est réalisée pour reconnaître un objet potentiel avec une propriété qui est incompatible avec la poursuite de l'objet comme étant un parasite même si l'objet potentiel n'était pas reconnu comme étant un parasite en raison de sa forme ou de sa taille et/ou en raison de la durée de sa détection. L'incompatibilité avec la prévision est donc un véritable critère additionnel et non pas simplement secondaire pour classifier des parasites comme étant des parasites. Dans le cas extrême, même un objet de très grande taille est reconnu de façon durable serait masqué si, lors de sa classification, il était interprété comme incompatible avec la poursuite d'objets. De préférence, le capteur est un scanneur à laser de mesure de distance et comprend un émetteur de lumière, un récepteur de lumière ainsi qu'un élément optique mobile au

8 moyen duquel un faisceau lumineux envoyé par l'émetteur de lumière balaye périodiquement la zone de surveillance intérieure et la zone de surveillance extérieure, dans lequel l'unité d'évaluation est réalisée en vue d'une détermination de distance vis-à-vis d'objets potentiels au moyen d'un temps de parcours de la lumière. Des scanneurs à laser qui effectuent des mesures de distance sont des capteurs fiables et établis pour récupérer des données images d'une zone de surveillance en dépendance de la distance. On devrait encore expliquer ici qu'un scanneur à laser fournit des pixels d'images, c'est-à-dire des informations de distance à résolution locale en fonction de l'angle de déviation respectif, qui peuvent être appréhendées comme un profil bidimensionnel ou tridimensionnel formé de pixels de distance, de façon analogique à un capteur d'imagerie classique. En variante, le capteur est réalisé sous forme de caméra et comprend un capteur d'images, en particulier une ligne d'éléments récepteurs de lumière, dans lequel des éloignements peuvent être déterminés via un procédé de temps de parcours de lumière. De tels capteurs d'images sont disponibles sous forme de puces de prise de vue en forme de ligne ou de matrice, soit en technologie à CCD soit en technologie CMOS. Dans des modes de réalisation particuliers, chaque pixel contient d'autres fonctions, qui permettent une détermination de distance au moyen d'un procédé de temps de parcours de la lumière, par exemple par détection mixte de photons. D'autres technologies destinées à déterminer des distances au moyen de caméras sont la stéréoscopie, la triangulation ou les procédés par intersection lumineuse. Dans un développement de l'invention, la zone de surveillance intérieure est une zone de danger et, lors de la reconnaissance d'un objet dans la zone de danger, on émet un avertissement ou un ordre de coupure à une source de danger. Ainsi, le capteur est utilisé ici pour la

9 sécurisation. Spécialement dans les techniques de sécurité, on pose des exigences toutes particulières aux capteurs afin de garantir qu'ils seront fiablement prêts à l'emploi, étant donné que la santé du personnel de service en dépend.

La sécurité vis-à-vis des erreurs signifie entre autres que le capteur se teste lui-même régulièrement ou même par cycle au-dessous du temps de réaction exigé, et que le système électronique est conçu à deux canaux, y compris les lignes et les entrées/sorties, ou bien qu'il utilise des algorithmes à autotest. De même, les éléments optiques comme émetteur, récepteur, systèmes optiques associés et vitres frontales doivent être constamment vérifiés quant à savoir s'ils sont prêts à l'emploi et quant à leur encrassement. De telles prescriptions sont normalisées pour des systèmes de protection généraux agissant sans contact dans les normes EN 61496-1 ou IEC 61496. Une norme correspondante pour des caméras de sécurité est en cours de préparation. Les limites de la zone de surveillance intérieure sont avantageusement modifiables en fonction des propriétés d'un objet déterminé lors de la poursuite de l'objet, en particulier en fonction de la position, de la vitesse de déplacement ou de la direction de déplacement. Ainsi, il n'est pas besoin de prévoir des tampons de sécurité pour le pire scénario imaginable (worst case), mais les zones de surveillance peuvent être ajustées en fonction des situations. Grâce à cela, on augmente la disponibilité du système. De préférence, l'unité d'évaluation est réalisée pour classifier des objets, et seules des classes d'objets déterminées sont prises en compte dans la poursuite d'objets. Par exemple, on effectue une poursuite seulement des objets classifiés comme étant des personnes, afin de réduire la complexité d'évaluation.35

10 Ici, on prévoit de façon particulièrement préférée que seules des classes d'objets déterminées peuvent entraîner des modifications des limites de la zone de surveillance intérieure. Par exemple, le fait qu'une personne quitte la zone de surveillance extérieure mène à ramener les limites dans un état d'origine. Au contraire, un objet classifié comme palette ou comme véhicule de transport sans conducteur sera certes pris en compte dans la poursuite des objets, mais ne va pas déplacer les limites de sécurité, parce que l'entrée et la sortie dans la zone de surveillance extérieure, et souvent même dans la zone de surveillance intérieure, n'est pas critique. De façon encore préférée, l'unité d'évaluation est réalisée pour reconnaître des objets potentiels de classes d'objets déterminées, dans lesquels une propriété de l'objet potentiel est incompatible avec la poursuite de l'objet, comme étant quand même un objet et non pas un parasite. Cela est donc une règle d'exception à trois étages. Tout d'abord, l'objet potentiel n'est pas détecté par la suppression de parasites classiques, par exemple par ce qu'il est trop grand pour être un parasite, ou bien par ce qu'il présente une durée de séjour trop longue. Dans le deuxième étage, l'objet devient à nouveau un parasite, parce que ses propriétés ne sont pas compatibles avec la poursuite d'objets, par exemple parce qu'il est apparu brutalement dans la zone de surveillance intérieure. Dans le troisième étage, l'unité d'évaluation traite le parasite cependant quand même de nouveau comme objet, par exemple parce que, en raison de sa forme ou d'autres propriétés, la probabilité est élevée pour qu'il s'agisse d'une personne et qu'une réaction devrait se produire pour des raisons de sécurité. Le procédé selon l'invention peut être développé de façon analogue et présente ici des avantages analogues. De telles caractéristiques avantageuses sont décrites à titre

11 d'exemple, mais non pas de manière exhaustive dans le reste de la présente demande. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui va suivre également pour ce qui concerne d'autres caractéristiques et avantages, de manière exemplaire en se rapportant à des modes de réalisation et en se référant aux dessins ci-joints, dans lesquels : la figure 1 montre une représentation schématique en coupe transversale à travers un capteur selon l'invention, dans un mode de réalisation à titre de scanneur à laser ; la figure 2 montre une vue de dessus sur la zone de surveillance extérieure et la zone de surveillance intérieure d'un capteur selon l'invention ; la figure 3 montre un exemple d'application d'un 15 capteur selon l'invention pour la sécurisation d'une machine ; et la figure 4 montre un exemple d'application d'un capteur selon l'invention pour la sécurisation d'un bassin d'eau. 20 La figure 1 montre une représentation schématique en coupe transversale d'un capteur optoélectronique 10 destiné à la surveillance d'une zone de surveillance 12. L'invention sera expliquée en prenant l'exemple d'un scanneur à laser basé sur des impulsions et assurant une 25 mesure de distance à titre de capteur 10. Toutefois, elle est tout aussi bien applicable dans un scanneur à laser basé sur la phase et dans d'autres capteurs cités en introduction permettant de déterminer des distances. Un émetteur de lumière 14 émet de courtes impulsions 30 de lumière. Le faisceau lumineux émis est mis en forme par une optique d'émission 15 et traverse un miroir diviseur 16 avant de tomber sur un miroir de balayage rotatif 18. Le miroir de balayage 18 est réalisé par exemple sous forme de miroir rotatif ou sous forme de roue à miroir polygonal et, 35 du fait de sa rotation suivant la flèche 19, il assure que le faisceau de lumière émis vienne balayer périodiquement

12 la zone 12 dans l'espace. Ici, avec un miroir de balayage 18 mobile suivant un seul axe, on surveille un plan. Avec un mécanisme de déplacement supplémentaire pour le miroir de balayage 18, il est aussi possible de balayer une région tridimensionnelle dans l'espace. Après avoir traversé une vitre frontale 20, la lumière émise tombe dans la zone de surveillance 12 sur un objet 22 et elle est renvoyée ou réfléchie de celui-ci au moins partiellement vers le capteur. Après double renvoi au niveau du miroir de balayage 18 et du miroir diviseur 16, le faisceau de lumière reçu est détecté dans un élément récepteur de lumière 26, par exemple une photodiode, après mise en forme du faisceau dans une optique de réception 24. Une unité de commande 28 pour le scanner à laser détermine le temps de parcours des impulsions lumineuses depuis l'instant de l'émission au niveau de l'émetteur de lumière 14 jusqu'à la détection dans l'élément récepteur de lumière 26 et calcule à partir de celui-ci la distance de l'objet 22 au moyen de la vitesse de la lumière. À chaque mouvement rotatif périodique du miroir de balayage 18 il apparaît ainsi une image avec un profil d'éloignement des objets 22 dans la zone de surveillance 12. Dans la direction angulaire, l'image présente une résolution qui dépend de la fréquence des impulsions émises au niveau de l'émetteur de lumière 14 et de la vitesse de rotation du miroir de balayage 18. L'image avec les données d'éloignement est admise dans une unité d'évaluation 30 qui élimine par filtration les parasites dans l'image et qui reconnaît des objets 22 actuellement détectés. L'unité d'évaluation mène en outre une poursuite des objets 22 auparavant reconnus. On définit des événements, à savoir des objets 22 avec des propriétés déterminées, avant tout leur position, leur taille, leur forme, la direction ou la vitesse de leurs déplacements, qui devraient mener à une réaction du capteur 10. Lors de l'apparition d'un tel événement, l'unité d'évaluation 30 déclenche un avertissement ou une fonction de sécurité, via sa sortie 32. La poursuite des objets et la suppression des parasites seront expliquées plus en détail dans ce qui suit en se référant à une vue de dessus d'un capteur 10 et de sa zone de surveillance 12 dans la figure 2. Le capteur 10 est monté à titre d'exemple sur une machine 34 qu'il s'agit de sécuriser. Dans la mesure où le capteur 10 est un scanneur à laser 10, le plan de surveillance est de préférence orienté horizontalement et se trouve à une hauteur dans laquelle on peut assurément reconnaître des personnes, par exemple à la hauteur des jambes ou du thorax, avec une distance vis-à-vis du sol allant de 1/2 m à 1 m. Certes, une personne pourrait alors se déplacer au-dessous du plan de surveillance, mais dans la mesure où la zone de travail de la machine se trouve plus haute, on ne court aucun risque malgré la tentative de manipulation. Le capteur 10 détecte dans sa zone de surveillance 12 la totalité des objets potentiels à titre de caractéristiques d'imagerie dans les profils d'éloignement. L'unité d'évaluation 30 classifie des objets potentiels qui ne présentent absolument aucun caractère critique quant à leur forme, taille, temps de séjour, direction de déplacement et/ou vitesse de déplacement, comme étant des parasites et les supprime. Il faut ici tenir compte de ce que les parasites proches du capteur 10 provoquent un ombrage ou une zone "aveugle" dans le champ de vision du capteur 10, de sorte que pour juger quant à la taille d'un objet éventuellement dissimulé derrière le parasite, il peut être nécessaire de modifier l'échelle à la distance de reconnaissance maximum. Des objets potentiels qui restent après masquage des parasites, comme la personne 36, sont tout d'abord classifiés comme objets. Additionnellement à cette reconnaissance d'objets dans les données image actuelles, l'unité d'évaluation 30 exécute également une poursuite d'objets. Des objets

14 antérieurement reconnus, comme la personne 36, sont à nouveau recherchés dans les données image actuelles et associés, et on établit un modèle d'objets. Si la personne 36 se déplace sur une trajectoire de déplacement 37, la partie de la trajectoire de déplacement 37 qui se trouve dans le passé de la poursuite d'objets est connu et peut être également extrapolée dans le futur. Ainsi, la personne 36 est attendue, partant de l'idée de base, dans le cycle d'évaluation suivant, à une position qui résulte de la position actuelle et du vecteur vitesse actuel. Aussi bien pour la reconnaissance que pour la poursuite des objets, on connaît des procédés d'évaluation. Par exemple, on emploiera pour la reconnaissance d'objets par exemple un procédé basé sur des contours, qui reconnait des structures contrastées ou des gradins d'éloignement de régions image voisines comme étant des contours, qui cherche à se poursuivre au maximum et qui compose différents contours pour donner un objet respectif. Ici, le contour recherché peut être également suscité par un modèle objet correspondant à des objets attendus. Des procédés basés sur des pixels forment des amas d'éléments image voisins avec appartenance de voisinage pour donner un objet respectif. Lors de la poursuite d'objets, on évalue une série d'images successives dans le temps. À chaque objet reconnu, on établit un modèle de déplacement de sa trajectoire de déplacement jusqu'ici, de sorte que, outre la position, on dispose aussi de paramètres comme la direction de déplacement actuelle ou la vitesse de déplacement. On peut en prédire la position de la totalité des objets poursuivis pour le cycle d'évaluation suivant. Des objets actuellement reconnus sont alors associés aux objets poursuivis. Ensuite, il faut éventuellement adapter le modèle de déplacement si la prédiction ne coïncide pas avec la mesure.

15 Pour une poursuite des objets en temps réel, on utilise de façon appropriée des filtres de Kalmann, dans lesquels le système d'équations est en permanence adapté au modèle ou à la prévision par la mesure actuelle, de sorte qu'il se produit un mélange de prédiction et de mesure en adaptation permanente. Dans la situation de la figure 2, la reconnaissance d'objets détecte la personne 36 dans le cycle d'évaluation considéré. Cet objet se trouve déjà depuis longtemps dans la zone d'observation du capteur 10 et il est par conséquent connu de la poursuite d'objets. Également la position prédite et mesurée coïncide, de sorte que la personne 36 poursuivie jusqu'ici est associée à la personne 36 actuellement reconnue. Cela se produit de façon analogue avec les objets actuellement détectés. Conformément à l'invention, on prévoit désormais une suppression de parasites supplémentaires. Quand la personne 36 entre dans la zone d'observation du capteur 10, cela se produit dans une zone de surveillance extérieure 12a à une certaine distance du capteur 10. Seulement lors d'un nouveau rapprochement jusque dans une zone de surveillance intérieure ou zone de danger 12b, l'unité d'évaluation 30 déclenche un signal, un avertissement ou une coupure. Ici, on cherche à exclure, par des mesures supplémentaires comme des séparations physiques ou d'autres capteurs, que des objets atteignent directement la zone de surveillance intérieure 12b sans venir en contact avec la zone de surveillance extérieure 12a. On peut donc partir du principe qu'un objet 36 qui se rapproche de la zone de surveillance intérieure 12b est détecté de façon précoce par la poursuite d'objets. Avec cette connaissance, on part du principe que des objets qui surgissent brutalement dans la zone de surveillance intérieure 12a, ou encore seulement à distance de la délimitation de la zone de surveillance extérieure 12b sont des parasites. En fait, des objets à détecter,

16 comme la personne 36 qui se rapproche de la machine 34, ne pourraient pas apparaître soudainement au milieu de la zone de surveillance 12. Pour ce type de parasites, il n'importe pas de savoir si le parasite présente seulement une taille, une forme ou une durée de séjour déterminées. La figure 3 montre un exemple d'application pour la sécurisation d'une source de danger, réalisée à titre d'exemple comme machine à scier 34, en vue latérale. La personne 36 se rapproche de la machine 34 et elle est détectée par le capteur 10, dès qu'elle pénètre dans la zone de surveillance extérieure 12a. Ensuite, si la personne 36 connue dans la poursuite d'objets menée par le capteur 10, venait à se rapprocher et également pénétrer dans la zone de surveillance intérieure 12b, l'unité d'évaluation 30 va alors réagir en mettant à l'arrêt la machine 34. Au contraire, des gouttes de pluie 38 sont traitées comme des parasites et ne mènent ni à une poursuite d'objets ni à une coupure. La plupart du temps, des gouttes individuelles sont déjà trop petites et ne présentent qu'un temps de séjour extrêmement court, de sorte qu'elles sont déjà reconnues comme étant des parasites en raison de cette propriété, indépendamment de la poursuite d'objets. Cependant, même si les gouttes 38 sont plus grandes ou passent les unes dans les autres et sont ainsi détectées sur une surface plus grande avec une durée de séjour plus longue, le détecteur 10 les reconnaît comme parasites. Au contraire de la personne 36, les gouttes de pluie 38 apparaissent soudainement pour la première fois à une position qui est incompatible avec la poursuite d'objets. La poursuite d'objets ne peut leur associer aucun modèle de déplacement plausible depuis la limite extérieure de la zone de surveillance 12a jusqu'à leur position réelle. Cependant, même des objets potentiels stationnaires et variables quant à leur extension et leur direction, comme le jet de copeaux 40 de la machine à scier 34 sont

17 reconnus comme parasites. Comme déjà souligné plusieurs fois, ces propriétés n'importent pas pour la suppression de parasites selon l'invention. Quand le jet de copeaux 40 apparaît, il surgit soudain, comme dans le cas des gouttes de pluie, un objet additionnel auquel la poursuite d'objets ne peut associer aucun modèle de déplacement plausible. C'est à cela que même le petit jet de copeaux 40, durable et en soi non négligeable, est reconnu comme parasite. À titre de mesure de sécurité supplémentaire, on peut imaginer de classifier de façon supplémentaire un objet potentiel qui surgit soudainement et qui est ainsi reconnu comme parasite. Par exemple, en s'aidant de modèles représentant les jambes ou le corps, on essaie d'exclure que le parasite soit une personne. Quand on ne peut pas clairement exclure qu'une personne se trouve dans la zone de surveillance intérieure 12b, on devrait dans ce mode de réalisation procéder à une coupure pour des raisons de sécurité. De même, de tels parasites peuvent être repris dans la poursuite d'objets et être traités comme parasites ensuite uniquement lorsqu'ils ne presentent aucune direction ou vitesse de déplacement définissable. La figure 4 montre un autre exemple d'application à un bassin d'eau 41, par exemple un étang naturel ou un bassin de piscine qu'il s'agit de sécuriser. Comme déjà dans la totalité de la description, les mêmes signes de référence désignent les mêmes caractéristiques. Un parasite imaginable en association avec de tels bassins à surveillance horizontale est représenté par des oiseaux, par exemple des cygnes. De tels oiseaux 42 ne peuvent pas être reconnus comme parasites en raison de leur taille, étant donné qu'ils ne diffèrent en cela pas assurément de personnes ou d'autres interventions dangereuses. Cependant, des oiseaux 42 apparaissent à une position quelconque dans la zone de surveillance intérieure 12b, sans que la poursuite d'objets les ait auparavant détectés. C'est à

18 cela qu'ils sont reconnus comme parasites et supprimés de la représentation. Les deux applications décrites ne doivent être comprises que comme étant des exemples. Des caractéristiques qui ont été décrites respectivement en association avec une figure, sont également utilisables dans d'autres modes de réalisation. L'invention permet d'améliorer la suppression des parasites, avec laquelle on peut également reconnaître des parasites qui ne seraient pas reconnaissables seuls d'après les propriétés, comme taille, position, direction et/ou vitesse de déplacement, et qui ne peuvent être identifiés comme parasites qu'avec l'aide de la poursuite d'objets.

Claims

REVENDICATIONS1. Capteur optoélectronique (10) pour la surveillance d'une zone de surveillance intérieure (12b) et d'une zone de surveillance extérieure (12a) qui entoure au moins partiellement la zone de surveillance intérieure (12b), comprenant une unité d'évaluation (30) qui est réalisée en vue d'une reconnaissance d'objets avec suppression de parasites, qui reconnaît des objets potentiels (22) détectés par le capteur (10) comme étant des objets (36) ou des parasites (38, 40, 42), ainsi que pour une poursuite des objets (36) au moins dans la zone de surveillance extérieure (12a), caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître des objets potentiels (22) comme étant des parasites (38, 40, 42) quand une propriété, en particulier une position, une valeur ou une direction de la vitesse de l'objet potentiel (22), est incompatible avec la poursuite de l'objet.
2. Capteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître un objet potentiel (22) avec une position dans la zone de surveillance intérieure (12b) comme étant un parasite (38, 40, 42) lorsqu'il n'a pas été auparavant reconnu dans la zone de surveillance extérieure (12a).
3. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître des objets potentiels (22) de forme ou de taille prédéterminée et/ou des objets potentiels (22) détectés au maximum pendant une période prédéterminée comme étant des parasites (38, 40, 42).
4. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître un objet potentiel (22) avec une propriété qui est incompatible avec la poursuite de l'objet comme étant un parasite (38, 40, 42) même si l'objet potentiel (22) n'était pas reconnu comme étant un parasite (38, 40, 42) en raison de sa forme ou de sa taille et/ou en raison de la durée de sa détection.
5. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est un scanneur à laser de mesure de distance et comprend un émetteur de lumière (14), un récepteur de lumière (26), ainsi qu'un élément optique mobile (18) au moyen duquel un faisceau lumineux envoyé par l'émetteur de lumière (14) balaye périodiquement la zone de surveillance intérieure (12b) et la zone de surveillance extérieure (12a), dans lequel l'unité d'évaluation (30) est réalisée en vue d'une détermination de distance vis-à-vis d'objets potentiels (22) au moyen d'un temps de parcours de la lumière.
6. Capteur (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous forme de caméra et comprend un capteur d'images, en particulier une ligne d'éléments récepteurs de lumière, dans lequel des éloignements peuvent être déterminés via un procédé de temps de parcours de lumière.
7. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone de surveillance intérieure (12b) est une zone de danger et en ce qu'il est prévu un système d'avertissement ou de coupure (30) réalisé, lors d'une reconnaissance d'un objet (36) dans la zone de danger (12b), pour émettre un avertissement ou un ordre de coupure à une source de danger (34).35 21
8. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les limites de la zone de surveillance intérieure (12b) sont modifiables en fonction des propriétés d'un objet déterminé lors de la poursuite de l'objet, en particulier en fonction de la position, de la vitesse de déplacement ou de la direction de déplacement.
9. Capteur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour classifier des objets (36), et dans lequel seules des classes d'objets déterminées sont prises en compte dans la poursuite d'objets.
10. Capteur (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que seules des classes d'objets déterminées peuvent entraîner des modifications des limites de la zone de surveillance intérieure (12b).
11. Capteur (10) selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'unité d'évaluation (30) est réalisée pour reconnaître des objets potentiels (22) de classes d'objets déterminées, dans lesquelles une propriété de l'objet potentiel (22) est incompatible avec la poursuite de l'objet, comme étant quand même un objet (36) et non pas un parasite (38, 40, 42).
12. Procédé pour la surveillance d'une zone de surveillance intérieure (12b) et d'une zone de surveillance extérieure (12a) qui entoure au moins partiellement la zone de surveillance intérieure (12b), au moyen d'un capteur optoélectronique (10), en particulier d'un scanneur à laser ou d'une caméra, dans lequel, lors d'une reconnaissance d'objets avec suppression de parasites, des objets potentiels (22) détectés par le capteur (10) sont reconnus comme étant des objets (36) ou des parasites (38, 40, 42), et les objets (36) sont poursuivis au moins dans la zone de surveillance extérieure (12a), 22 caractérisé en ce que des objets potentiels (22) sont reconnus comme étant des parasites (38, 40, 42) quand une propriété, en particulier une position, une valeur de vitesse ou une direction de la vitesse de l'objet potentiel (22), est incompatible avec la poursuite de l'objet.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la zone de surveillance intérieure (12b) est une zone de danger et, lors de la reconnaissance d'un objet (36) dans la zone de danger (12b), on émet un avertissement ou un ordre de coupure à une source de danger (34), et en ce qu'un objet potentiel (22) avec une position dans la zone de danger (12b) et qui n'a pas été auparavant détecté dans la zone de surveillance extérieure (12a) lors de la poursuite de l'objet est reconnu comme étant un parasite (38, 40, 42) qui n'entraîne aucun avertissement et aucun ordre de coupure.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que les limites de la zone de surveillance intérieure (12b) sont modifiées en fonction des propriétés d'un objet déterminé lors de la poursuite d'objets, en particulier en fonction de la position, de la vitesse de déplacement ou de la direction de déplacement.
15. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que des objets (36) sont classifiés et en ce que seules des classes d'objets déterminées sont prises en compte lors de la poursuite d'objets et/ou en ce que seules des classes d'objets déterminées peuvent entraîner des modifications des limites de la zone de surveillance intérieure (12b), et/ou en ce que des objets potentiels (22) de classes d'objets déterminées, dans lesquelles une propriété de l'objet potentiel (22) est incompatible avec la poursuite de l'objet, sont quand même reconnus comme objets (36) et non pas comme parasites (38, 40, 42).35