-1 - SYSTEME DE DETECTION DE PASSAGE OU D'INTRUSION DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système de détection de passage ou d'intrusion par coupure d'un ou de plusieurs faisceaux lumineux grâce à l'analyse active de l'image transmise par une caméra vidéo dont le champ reçoit ou non les faisceaux lumineux.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les systèmes de détection les plus répandus sont basés sur la détection du franchissement d'une zone sensible au moyen d'un dispositif de détection de coupure d'un ou plusieurs faisceaux infrarouge. Ils sont généralement constitués d'au moins un couple émetteur-récepteur fonctionnant grâce à un codage et/ou à une synchronisation de faisceaux infrarouge pulsés entre chaque dit couple. Selon une première variante de réalisation desdits systèmes, l'émetteur et le récepteur sont placés en vis-à-vis de part et d'autre de la zone sensible à surveiller qui est traversée par le ou les faisceaux infrarouge. L'occultation totale par un objet de la trajectoire d'un faisceau, qui correspond à celle de la lentille située devant le récepteur, déclenche une alarme si la coupure du faisceau, donc du signal infrarouge, est supérieure à une durée généralement paramétrable. Comme le récepteur est constitué d'une photodiode qui est une surface sensible unique, l'information de coupure est donc de type binaire avec réception ou non du rayonnement infrarouge émis par l'émetteur. Le nombre de faisceaux, donc d'informations de coupure, est limité au maximum à la combinaison de un ou plusieurs émetteurs et récepteurs situés de part et d'autre de la zone sensible de détection. De plus, ce type de dispositif nécessite un câblage de part et d'autre de la zone sensible. Selon une deuxième variante de réalisation desdits systèmes, l'émetteur et le récepteur sont placés d'un même côté et sont de ce fait associés à un réflecteur qui renvoie vers le récepteur le rayonnement émis par l'émetteur. Ils sont en général de très courte portée et ne permettent le fonctionnement que lorsque la zone de réflexion et donc de détection est d'une surface réduite et unique. En effet comme le récepteur est constitué d'une zone sensible unique, l'utilisation d'une surface réfléchissante de grande dimension ne génère qu'une atténuation du réfléchissement si l'objet qui le franchit est plus petit et n'occulte qu'une partie de la surface du réflecteur. Ceci entraîne dans ce cas une impossibilité de détecter formellement une coupure du faisceau partielle mais réelle. Selon une troisième variante de réalisation desdits systèmes, qui utilise le principe de la détection du franchissement d'une zone sensible par analyse de la variation de l'image vidéo d'une caméra, donc de la variation de lumière réfléchie par la scène, le capteur d'images est constitué de centaines de milliers d'éléments sensibles ce qui permet d'avoir une grande précision d'analyse. Les problèmes posés par ce genre de dispositif sont cependant nombreux, le premier étant que le système en question est passif et que si un obstacle a été introduit dans la scène pendant que le système est à l'arrêt, un franchissement de la zone sensible derrière l'obstacle par rapport à la caméra devient indétectable par le système. D'autre part, les variations de lumières et les mouvements d'ombres rendent ces équipements très sensibles aux conditions climatiques, les variations du signal vidéo n'étant pas le seul fait du passage d'un objet dans la zone sensible. RESUME DE L'INVENTION Le système selon l'invention permet de pallier aux inconvénients rencontrés avec les réalisations susmentionnées. II comprend basiquement : - une source de lumière émettant un flux lumineux dans les longueurs d'onde du proche infrarouge, apte à éclairer la scène à surveiller ; - une caméra vidéo, sensible à ce rayonnement, apte à visualiser ladite scène ; - au moins un réflecteur apte à réfléchir ledit flux lumineux vers ladite caméra ; - une unité d'analyse du signal vidéo fourni par la caméra contenant l'image du ou des réflecteurs. Dans le but de rendre le système insensible aux conditions climatiques, principalement aux vents qui sont susceptibles de faire subir aux réflecteurs des vibrations ou des légères rotations, chaque réflecteur est conçu, positionné et réglé par rapport à deux éléments consécutifs choisis parmi la source lumineuse, la caméra, un autre réflecteur, deux autres réflecteurs, de telle manière que, quelque soit le nombre le nombre de réflecteurs utilisés et quelles que soient les vibrations ou légères rotations qu'ils subissent omnidirectionnellement, une partie ou plusieurs parties du flux lumineux émis par la source lumineuse suivent un cheminement ou plusieurs cheminements constants qui ramènent le ou les parties du flux lumineux systématiquement vers la caméra dont le champ visualise le ou les derniers réflecteurs du cheminement vers la caméra afin que l'unité d'analyse puisse détecter les variations de l'image consécutive à la non réception d'une partie du flux lorsqu'il y a une coupure partielle ou totale de celui ci pendant son cheminement et déclencher, selon un paramétrage déterminé de l'unité d'analyse, un événement d'alarme. 2949895 -3 Pour répondre à ces divers critères, chaque réflecteur est constitué d'au moins deux miroirs positionnés, l'un part rapport à l'autre, de manière à dévier horizontalement et verticalement tout flux lumineux entrant afin d'obtenir un flux lumineux sortant possédant un angle constant sur deux axes par rapport au flux entrant quelque soit 5 l'angle incident du flux lumineux sur le premier miroir. Dans le but d'adapter, lors de leur installation, les réflecteurs au site, les miroirs de chaque réflecteur sont réglables sur un axe horizontal pour l'un, avec une large amplitude angulaire, et sur un axe vertical pour l'autre, avec une plus faible amplitude angulaire, afin d'adapter l'angle de réflexion à la position relative des différents 10 équipements constitutifs du système, à savoir : la source lumineuse, la caméra et les réflecteurs qui matérialisent les points de départ, d'arrivée et de réflexion du flux lumineux. Dans le but d'augmenter le contraste entre la scène globale vue par la caméra et la ou les parties de scène représentant faisceaux lumineux, ladite caméra est équipée d'un 15 filtre passe bande correspondant à la fréquence du flux lumineux de la source lumineuse afin de limiter sa sensibilité spectrale à celle du flux lumineux de ladite source. Dans le but d'éviter un franchissement ne créant pas de coupure du faisceau lumineux en raison d'un flux lumineux généré par une source extérieure au système et émis vers 20 un réflecteur ou directement vers la caméra à l'endroit de la coupure, l'unité d'analyse module l'intensité de la source lumineuse de façon aléatoire et synchrone à l'acquisition de chaque image par la caméra de telle manière que l'intensité lumineuse de la ou des parties de l'image correspondant à celle de chaque cheminement du flux lumineux varient simultanément, aléatoirement et temporellement de façon connue par 25 l'unité d'analyse qui pilote la modulation de la source lumineuse de façon synchrone au signal vidéo qu'il reçoit et analyse. Dans le cas où un cheminement du flux lumineux en boucle n'est pas possible pour un site donné, chaque réflecteur d'extrémité d'un cheminement est un miroir réfléchissant, de type catadioptre, qui réfléchit le flux lumineux reçu dans la direction strictement 30 opposée afin que le cheminement du flux lumineux ne soit pas un cheminement en boucle partant de la source lumineuse vers la caméra, mais soit un cheminement aller et retour, la caméra et la source lumineuse étant dans ce cas placés côte à côte. Dans le but de différencier une coupure de tous les faisceaux du champ de la caméra par un obstacle situé très près de celle ci, de la coupure directe entre deux réflecteurs, la caméra ne regarde pas directement le premier ensemble réflecteur mais deux 2949895 -4 miroirs, espacés de quelques centimètres et ayant la même orientation sur un axe et une orientation différente sur l'autre, afin de voir la même scène incluant le ou les réflecteurs que le deuxième, mais avec un point de prise de vue légèrement décalé. Des miroirs réfléchissants, de type catadioptre, peuvent être placés à coté de chaque 5 réflecteur, à des emplacements légèrement différents, de telle manière que : - leur position respective dans l'image soit unique et identifiable dans l'image ; - en fonction du segment de cheminement coupé, l'image du flux réfléchi d'un ou de plusieurs catadioptres disparaissent simultanément avec celui du faisceau ; - l'identification du ou des images des catadioptres occultés permette de déterminer le 10 segment de flux coupé. L'unité d'analyse associée au système, permet de déclencher et de transmettre une alarme binaire ou une alarme faisceau par faisceau au moyen de sorties tout ou rien de type relais, collecteur ouvert autre ou de sortie par un bus de communication de type liaison série Ethernet ou autre. 15 PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins : 20 - la figure 1 est une vue schématique, de dessus, du système comprenant une source lumineuse, une caméra vidéo et quatre jeux de trois réflecteurs superposés disposés en boucle de telle manière que la caméra et la source lumineuse sont en regard du premier et du dernier jeux de réflecteurs ; - la figure 2 est l'image vidéo vue par la caméra et comprenant deux jeux de trois 25 réflecteurs superposés en regard du projecteur et de la caméra selon la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique, en élévation, d'un réflecteur constitué de deux miroirs en regard, réglables selon un axe horizontal pour le premier et un axe vertical pour le second ; - la figure 4 est une vue schématique, de dessus, des miroirs de la figure 3, mettant en 30 évidence l'angle constant sur un axe du flux lumineux sortant et ce indépendamment de la variation de l'angle du flux entrant ; - la figure 5 est une vue schématique du dispositif d'alignement amovible apte à voir simultanément un élément du système et un des miroirs du réflecteur à régler ; - la figure 6 est une vue schématique de dessus du système comprenant une source lumineuse, une caméra vidéo, deux doubles jeux de trois réflecteurs superposés associés chacun à un jeu de trois catadioptres ; - la figure 7 est une vue schématique de dessus du système comprenant une source lumineuse, une caméra vidéo et quatre jeux de trois réflecteurs superposés disposés en boucle de telle manière que le projecteur éclaire uniquement le premier jeu et la caméra visualise uniquement le dernier jeu de réflecteurs ; - la figure 8 est l'image vidéo vue par la caméra du dernier jeu de réflecteurs selon la figure 7 ; - la figure 9 est une vue schématique de dessus du système comprenant deux miroirs destinés à différencier une coupure de tous les faisceaux du champ de la caméra par un obstacle situé très près de celle ci, de la d'une coupure directe entre deux réflecteurs; - la figure 10 est une vue schématique de dessus de la figure 1 dans laquelle on a associé, à côté de certains réflecteurs (3), des miroirs (8), de type catadioptre, destinés à déterminer le segment de flux coupé ; - la figure 11 représente les images des réflecteurs (3) incluant les miroirs (8), de type catadioptre, associés à chaque segment (S1,S2,S3). DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le système représenté est du genre comprenant : - une source de lumière (1) émettant un flux lumineux dans les longueurs d'onde du proche infrarouge, apte à éclairer au moins un réflecteur qui est le premier réflecteur que traverse le flux lumineux dans son cheminement à travers d'autres réflecteurs : l'angle de diffusion du projecteur étant suffisamment large pour éclairer plusieurs premiers réflecteurs qui détermine le premier tronçon de cheminement vers les autres réflecteurs ; - une caméra vidéo (2), sensible à ce rayonnement, apte à visualiser au moins un réflecteur, qui correspond aux réflecteurs qui sont les derniers dans le cheminement du flux lumineux ; - au moins un réflecteur (3) apte à réfléchir ledit flux lumineux vers ladite caméra ; - une unité d'analyse (4) du signal vidéo fourni par la caméra (2) contenant l'image du ou des réflecteurs (3). Chaque réflecteur (3) est conçu, positionné et réglé par rapport à deux éléments consécutifs choisis parmi la source lumineuse (1), la caméra (2), un autre réflecteur (3) ou deux autres réflecteurs (3), de telle manière que, quelque soit le nombre le nombre de réflecteurs utilisés et quelles que soient les vibrations ou légères rotations qu'ils subissent omnidirectionnellement, une partie ou plusieurs parties du flux lumineux émis par la source lumineuse (1) suivent un cheminement ou plusieurs cheminements constants qui ramènent le ou les parties du flux lumineux systématiquement vers la caméra (2) dont le champ visualise le ou les derniers réflecteurs (3) du cheminement vers la caméra afin que l'unité d'analyse (4) puisse détecter les variations de l'image consécutive à la non réception d'une partie du flux lorsqu'il y a une coupure partielle ou totale de celui ci pendant son cheminement et déclencher, selon un paramétrage déterminé de l'unité d'analyse (4), un événement d'alarme.
Le flux lumineux émis par la source lumineuse (1) suit un cheminement rectiligne, sauf les parties de celui-ci, qui entrent dans un des réflecteurs (3). Ces parties de flux suivent des cheminements brisés qui dépendent des angles de déviations de chacun des réflecteurs (3) et de leurs successions. Les mouvements des réflecteurs (3) peuvent être la conséquence de flexions ou de torsions sur différents axes que peut subir le support de chaque réflecteur (3) en raison du vent ou de tout autre contrainte mécanique. Chaque réflecteur (3) est constitué d'au moins deux miroirs (31,32) positionnés, l'un part rapport à l'autre, de manière à dévier horizontalement et verticalement tout flux lumineux entrant afin d'obtenir un flux lumineux sortant possédant un angle constant sur deux axes par rapport au flux entrant quelque soit l'angle incident du flux lumineux sur le premier miroir (31).La dimension des miroirs (31,32) détermine la dimension du flux dévié et donc la dimension que devra avoir l'objet pour générer la coupure totale ou partielle du flux dévié. Les miroirs (31,32) de chaque réflecteur (3), sont réglables sur un axe horizontal pour l'un, avec une large amplitude angulaire, et sur un axe vertical pour l'autre, avec une plus faible amplitude angulaire, afin d'adapter, lors de leur installation sur un site donné, l'angle de réflexion à la position relative des différents équipements constitutifs du système, à savoir : la source lumineuse (1), la caméra (2) et les réflecteurs (3) qui matérialisent les points de départ, d'arrivée et de réflexion du flux lumineux.
Le miroir vertical (31) a une amplitude de réglage angulaire limitée afin de compenser principalement la pente du sol auxquels les faisceaux lumineux sont parallèles et éviter qu'une inclinaison trop importante du réflecteur (31) ne génère une déviation trop forte qui dans ce cas ne pourrait pas être vue ou vue très partiellement par le miroir de déviation horizontal (32).
Chaque miroir (31,32) de chaque réflecteur (3) est ajusté sur l'axe de réflexion horizontal ou vertical qu'il gère, au moyen d'un dispositif d'alignement amovible (5) inséré dans le cheminement lumineux entre le réflecteur à régler et un autre élément choisi parmi la source lumineuse(1), la caméra(2), les réflecteur(3) constituant le système, le miroir d'alignement (5) étant constitué de 2 miroirs (51,52) ayant un angle de 90 degrés sur un plan et zéro degré sur l'autre, apte à voir la réflexion angulaire constante générée par les deux miroirs (31,32) en visant simultanément d'une part directement vers un autre élément et d'autre part vers le réflecteur à régler. Dans le but d'augmenter le contraste entre la scène globale vue par la caméra (2) et la ou les parties de scène représentant le ou les faisceaux lumineux, ladite caméra est équipée d'un filtre passe bande (21) correspondant à la fréquence du flux lumineux de la source lumineuse (1) afin de limiter sa sensibilité spectrale à celle du flux lumineux de ladite source. La sensibilité des caméras couvre en général une plage de longueur d'onde assez large qui va de 400 à 900 nanomètres. L'image de la scène vue par la caméra (2) et dans laquelle se trouvent certains réflecteurs (3), peut être éclairée de jour par la lumière solaire qui a également une plage de longueurs d'onde similaire. Le contraste entre le flux de la source lumineuse (1) qui a une plage de longueur d'onde limitée et la scène entourant les réflecteurs (3) est donc atténué. Le filtre passe bande (21) diminue l'influence du rayonnement solaire par rapport à celui de la source infrarouge (1) puisqu'il coupe toutes les longueurs d'ondes qui ne sont pas similaires à celles de la source lumineuse (1). Dans le but d'éviter un franchissement ne créant pas de coupure du faisceau lumineux en raison d'un flux lumineux généré par une source extérieure au système et émis vers un réflecteur (3) ou directement vers la caméra (2) à l'endroit de la coupure, l'unité d'analyse (4) module l'intensité de la source lumineuse (1) de façon aléatoire et synchrone à l'acquisition de chaque image par la caméra (2) de telle manière que l'intensité lumineuse de la ou des parties de l'image correspondant à celle de chaque cheminement du flux lumineux varient simultanément, aléatoirement et temporellement de façon connue par l'unité d'analyse qui pilote la modulation de la source lumineuse de façon synchrone au signal vidéo qu'il reçoit et analyse. Dans le cas où un cheminement du flux lumineux en boucle n'est pas possible pour un site donné, chaque réflecteur d'extrémité d'un cheminement est un miroir réfléchissant (33), de type catadioptre, qui réfléchit le flux lumineux reçu dans la direction strictement opposée afin que le cheminement du flux lumineux ne soit pas un cheminement en boucle partant de la source lumineuse vers la caméra, mais soit un cheminement aller et retour, la caméra et la source lumineuse étant dans ce cas placés côte à côte. La caméra peut être remplacée par une cellule sensible unique, associée à un objectif, qui permet de percevoir le flux lumineux d'un faisceau après son cheminement dans les réflecteurs (3) ou de percevoir le flux lumineux de plusieurs faisceaux après leurs cheminements multiples, mais sans pouvoir identifier et localiser le ou les faisceaux coupés comme le ferait une caméra qui dispose de plusieurs centaine de milliers de cellules sensibles permettant de différencier les différents cheminements du flux lumineux. Une cellule photosensible unique perçoit en effet la luminosité globale et moyenne de la scène qui est dans son champ de vision qui dépend de la surface de la cellule et de la focale de l'objectif qui est situé devant. Dans le but de différencier une coupure de tous les faisceaux du champ de la caméra (2) par un obstacle situé très près de celle ci, de la d'une coupure directe entre deux réflecteurs (3), la caméra (2) ne regarde pas directement le premier ensemble réflecteur mais deux miroirs (7A,7B), espacés de quelques centimètres (D) et ayant la même orientation sur un axe et une orientation différente sur l'autre, afin de voir la même scène incluant le ou les réflecteurs que le deuxième, mais avec un point de prise de vue légèrement décalé. Des miroirs réfléchissants (8), de type catadioptre, portant les repères (8B), (8C) et (8D), peuvent être positionnés à coté respectivement des réflecteurs (3B), (3C) et (3D), à des emplacements légèrement différents, de telle manière que : - leur position respective dans l'image soit unique et identifiable dans l'image ; - en fonction du segment (S1,S2,S3) de cheminement coupé, l'image du flux réfléchi d'un ou de plusieurs miroirs disparaissent simultanément avec celui du faisceau ; - l'identification du ou des images des réflecteurs occultés permette de déterminer le segment de flux coupé. Chaque miroir réfléchissant de type catadioptre (8B), (8C) et (8D) étant composé de jeux de miroirs réfléchissants superposés générant des parties d'images (8B1,8B2,8B3), (8C1,8C2,8C3) et (8D1,8D2,8D3) associés respectivement à des jeux de réflecteurs superposés (3B1,3B2,3B3), (3C1,3C2,3C3) et (3D1,3D2,3D3). Selon une variante de réalisation, un ou plusieurs miroirs réfléchissants (8), de type catadioptre, peuvent être positionnés dans le flux lumineux analysé, mais à des distances intermédiaires entre deux réflecteurs (3) ou entre un réflecteur (3) et un réflecteur (33), afin de pouvoir déterminer et identifier plus précisément le lieu de la coupure sur un segment (S1,S2,S3) et identifier des sous segments.
L'unité d'analyse permet de déclencher et de transmettre une alarme binaire ou une alarme faisceau par faisceau au moyen de sorties tout ou rien de type relais, collecteur ouvert autre ou de sortie par un bus de communication de type liaison série Ethernet ou autre.
Bien entendu, l'homme de métier sera apte à réaliser l'invention telle que décrite et représentée en appliquant et en adaptant des moyens connus sans qu'il soit nécessaire de les décrire ou de les représenter. Il pourra également prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention qui est déterminé par la teneur des revendications.