FR2968793A1

FR2968793A1 - Dispositif pour la detection d'evenements

Info

Publication number: FR2968793A1
Application number: FR1004819A
Authority: FR
Inventors: Thierry Guignard; Sebastien Lestieux
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2012-06-15
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: US20140321243A1; AU2011340433B2; EP2649465A1; US9057777B2; WO2012076711A1; FR2968793B1; AU2011340433A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements comportant des premiers moyens d'acquisition (101) comprenant au moins un premier capteur, opérant dans une première bande de fréquences et des deuxièmes moyens d'acquisition (102) comprenant au moins un deuxième capteur, opérant dans une deuxième bande de fréquences différente de la première bande de fréquences, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - des moyens pour le traitement (103) de données brutes provenant des moyens d'acquisition (101, 102), et comportant des moyens pour la détection (103.1) d'événements dans les données brutes, et pour la détermination de la localisation (103.2) géographique desdits événements, - des moyens pour l'émission (104) d'une alerte si un événement est détecté par les moyens de traitements.

Description

Dispositif pour la détection d'événements L'invention concerne les systèmes multi-capteurs de détection et de goniométrie, aptes à la détection de rayonnements électromagnétiques, sonores ou lumineux et plus particulièrement leur intégration sur des plateformes mobiles.

On connaît déjà des systèmes la détection de rayonnements électromagnétiques, sonores ou lumineux comportant une pluralité de capteurs indépendants. L'intégration de tels systèmes sur des plateformes mobiles demande de gérer un nombre important d'interfaces de type mécanique, électrique ou logiciel. ~o Chacun des rayonnements présentant un intérêt nécessite un capteur dédié pour réaliser une détection : une caméra pour des rayonnements lumineux, des micros pour des rayonnements sonores ou des antennes pour des rayonnements électromagnétiques. L'utilisation de capteurs indépendants implique un volume et un poids pénalisants dans le 15 cadre d'une intégration sur une plateforme mobile tel qu'un véhicule. Tous ces capteurs indépendants augmentent également le coût global de la plateforme. La diversité des systèmes rend particulièrement délicate l'intégration sur un même véhicule de produits divers, soit par manque de 20 place soit pour des problèmes de compatibilité. L'utilisation de capteurs indépendants oblige à réaliser une fusion des informations à partir d'informations intégrées (de synthèse) délivrées des capteurs. Cette approche ascendante (aussi appelée bottom-up) ne permet pas aux algorithmes d'extraction de chaque capteur d'interagir entre eux 25 pour éventuellement modifier leur comportement en fonction de l'activité présente. La présente invention vise notamment à remédier à ces problèmes en proposant un dispositif de détection d'événements intégrant au sein du même appareil l'ensemble de ces capteurs et facilitant son 30 intégration sur une plateforme mobile. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements comportant des premiers moyens d'acquisition comprenant au moins un premier capteur, opérant dans une première bande de fréquences et des deuxièmes moyens d'acquisition comprenant au moins un deuxième capteur, opérant dans une deuxième bande de fréquences différente de la première bande de fréquences, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : des moyens pour le traitement de données brutes provenant des moyens d'acquisition, et comportant des moyens pour la détection d'événements dans les données brutes et pour la détermination de la localisation géographique desdits événements, des moyens pour l'émission d'une alerte si un événement est détecté par les moyens de traitements.

L'invention a pour avantage de simplifier la mise place d'un système intégrant des capteurs opérant sur différentes bandes de fréquences. L'invention permet une couverture fréquentielle importante avec un unique dispositif de détection. L'art antérieur fait appel à des capteurs indépendants. Il n'est donc pas possible de rationaliser les briques élémentaires du système, chacune des briques étant développée indépendamment pour chacun des systèmes. L'invention permet d'utiliser une unique unité de traitement commune à tous les capteurs ainsi que des éléments complémentaires au dispositif : orientation du capteur (boussole), positionnement (GPS) et surtout synchronisation entre capteurs (référence temporelle). L'invention permet ainsi de réduire fortement les coûts d'intégration d'un système multi-capteurs sur une plateforme. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif multi-capteurs de détection comprend en outre des moyens pour déterminer une orientation dudit dispositif, ladite orientation étant transmise au moyen de traitement.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif multicapteurs de détection comprend en outre des moyens pour la détermination d'une référence temporelle commune aux capteurs. L'invention a pour avantage de mettre en commun différentes ressources pour chaque moyen d'acquisition. On peut citer à titre d'exemple : l'alimentation, les moyens de traitement, les moyens pour l'orientation (comprenant notamment une boussole ou un GPS) et les moyens pour la détermination d'une référence temporelle. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens pour le traitement comportent, en outre, des moyens pour la corrélation des données 35 brutes provenant des moyens d'acquisitions.

L'utilisation de méthodes de fusion des données hétérogènes provenant des différents capteurs permet de réduire les taux de fausses alarmes de détection d'événements. Le recoupement des informations fournies par les différents capteurs permet d'en vérifier la cohérence.

Selon l'art connu, aucune fusion des données produites par chaque capteur n'est réalisée ; et, dans le cas où une fusion est effectuée, elle est réalisée à un niveau supérieur à partir de données de synthèse produites par les différents capteurs. Selon une variante de réalisation de l'invention, le capteur de l'un ~o des au moins deux moyens d'acquisition est une caméra. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, lequel le capteur de l'un des au moins deux moyens d'acquisition un est détecteur sismique. Avantageusement, l'un des au moins deux moyens d'acquisition 15 est un réseau comportant une pluralité de capteurs configuré pour une détection goniométrique. Avantageusement, les capteurs sont des micros. Avantageusement, les capteurs sont des antennes. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif mufti- 20 capteurs pour la détection d'événements comprend, en outre, des moyens pour activer et désactiver les moyens d'acquisition, lesdits moyens d'acquisition pouvant être activés si un événement est détecté. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements comprend, en outre, des 25 moyens de mémorisation des données brutes, lesdits moyens de mémorisation étant aptes à restituer les données brutes mémorisées de façon synchronisée. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée faite à titre d'exemple non 30 limitatif et à l'aide des figures parmi lesquelles : La figure 1 représente un premier exemple du dispositif selon l'invention. La figure 2 représente un second exemple de mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention.

La figure 3 présente des bandes de fréquences d'intérêts pour une utilisation d'un dispositif de détection. La figure 4 montre un exemple réalisation d'un dispositif de détection selon l'invention.

L'invention concerne un dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements. Un tel dispositif peut être facilement monté sur un véhicule mobile. Il présente une utilité dans un cadre civil ou militaire. Dans le cadre militaire, les événements à détecter sont des agissements d'un adversaire par exemple un tir de roquette ou des communications téléphoniques entre des assaillants. Le dispositif comporte au moins deux moyens d'acquisition 101, 102 opérant dans des bandes de fréquences différentes. Par différentes, on entend pouvant se recouvrir en partie ou pas du tout. Dans l'exemple présenté ci-après (figure 2), les bandes de 15 fréquences dans lesquelles opèrent les différents moyens d'acquisition 101, 102 (caméra, antennes et micro) ne se recouvrent pas. La figure 3 présente des bandes de fréquences d'intérêts pour une utilisation d'un dispositif de détection. : les fréquences supérieures à 1015 Hz : spectre visible et ultraviolet, 20 - les fréquences de 1012 Hz à 1015 Hz : infrarouges, les fréquences de 1010 Hz à 1012: micro-ondes, les fréquences de 10' Hz à 1010: radiofréquences, les fréquences inférieures à 10' : mécaniques (Résonnance / Vibration). Les capteurs sont directement intégrés au dispositif. Les données, 25 issues des capteurs et transmises vers les moyens de traitement 103, sont des données brutes, c'est-à-dire des données élémentaires n'ayant pas subi de traitement préalable (par exemple un filtrage). Les moyens de traitement 103 comportent des moyens pour la détection 103.1 d'événements dans les données brutes. La détection permet 30 d'identifier un « motif » particulier dans les données, par exemple, une communication téléphonique dans les données issues des antennes ou une déflagration d'un tir dans les données issues des micros. Le dispositif comporte des moyens pour l'émission 104 d'une alerte si un événement est détecté par les moyens de traitements. Cette 35 alerte peut être visuelle ou sonore.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements comprend, en outre, des moyens 105 pour déterminer une orientation dudit dispositif. Cette orientation est transmise aux moyens de traitement 103. Les moyens 105 pour déterminer une orientation peuvent comprendre par exemple un récepteur satellitaire type GPS fournissant une information de position et/ou une boussole indiquant un cap. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif multicapteurs de détection comprend en outre des moyens 107 pour la détermination d'une référence temporelle commune aux moyens d'acquisition 101, 102. Cette caractéristique est réalisable grâce à l'intégration des capteurs au sein du dispositif. Grâce à elle, tous les capteurs partagent une référence temporelle commune. Cette caractéristique permet notamment d'éviter, lors de la corrélation des données brutes, des étapes préalables de synchronisation des données. Ces étapes de synchronisation sont nécessaires avec l'utilisation des capteurs indépendants (non intégrés au dispositif de détection). Selon une caractéristique de l'invention, les moyens pour le traitement comportent, en outre, des moyens pour la corrélation des données 20 brutes provenant des moyens d'acquisitions. La corrélation ou fusion est assurée à partir de données brutes, autrement dit, des données élémentaires de chaque capteur. De plus, toutes les données brutes sont envoyées vers les algorithmes de détection afin d'augmenter la probabilité de détection et de diminuer le risque de fausse 25 alarme. La figure 2 représente un second exemple de mise en oeuvre, par exemple dans un cadre militaire pour de la goniométrie dite multi-bandes, d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif comporte trois moyens d'acquisition différents 201, 202, 203. 30 Le capteur du premier moyen d'acquisition est une caméra 203 permettant une détection dans le spectre de fréquences visible, utilisée, par exemple, pour repérer le flash d'une arme à feu lorsqu'elle tir. Les deuxième 202 et troisième 201 moyens d'acquisition sont des réseaux de capteurs. Les capteurs du deuxième 202 moyen d'acquisition 35 sont des micros pour l'identification et la localisation d'un tir de roquette, par exemple. Les capteurs du troisième 201 moyen d'acquisition sont des antennes pour détecter l'émission d'une onde radio lors d'une communication d'un adversaire par téléphone cellulaire ou PMR (pour Private Mobile Radio).

Sur un tel dispositif, chacun des réseaux de capteurs est installé de façon à minimiser la nuisance entre les capteurs. Les réseaux comportent généralement au moins trois capteurs pour réaliser la fonction de goniométrie. Les moyens de traitement comportent des moyens la détermination de la localisation géographique desdits événements qui permettent en particulier de traiter les données brutes provenant des réseaux de capteurs pour déterminer des coordonnés géographiques de la source à l'origine de l'événement (un téléphone ou une radio dans le cas d'une communication, un arme dans le cas d'un tir). Les moyens pour la localisation 103.3 d'un événement sont assurés au sein de la même unité de traitement 103 mais mettent en oeuvre des algorithmes différents pour chacun des réseaux de capteurs, par exemple, (i) la localisation d'un flash lumineux dans une séquence vidéo issue d'une caméra pour localiser l'origine d'un tir ou (ii) un traitement de goniométrie appliqué sur des données provenant d'un réseau de micros pour déterminer l'origine d'un coup de feu. La figure 4 montre un exemple réalisation d'un dispositif de détection. Ce dispositif comprend trois capteurs i, j et k. Chacun des capteurs délivre un flux données brutes. Chacun de ces flux de données brutes est dirigé vers des moyens de détection 401.i, 401.j, 401.k puis vers des moyens pour la fusion des données 402. Dans ce mode de réalisation de l'invention, le dispositif de détection comprend en outre une fonction ligne à retard (LAR) sur chaque flux de données brutes de chaque capteur, ceci permet de mémoriser les données brutes afin de pouvoir les consulter de façon synchronisée ultérieurement.

Les moyens de mémorisation (ou lignes à retard) permettent de rejouer une mission après que celle-ci se soit déroulée. Suite à un résultat de détection d'un algorithme sur un capteur donnée, par exemple le capteur i, un module de supervision 403 des détections commande une détection optimisée (404.i, 404.j, 404.k). Cette détection optimisée reprend les algorithmes de détection sur l'ensemble des capteurs (dans l'exemple les capteurs i, j et k) sur une fenêtre temporelle réduite dans le passé, ceci via les flux de données brutes présents dans les lignes à retard (LAR). Les paramètres d'intégration utilisés pour analyser l'activité dans le passé sont alors optimisés avec une intégration (sur les signaux temporels et/ou sur les spectres) plus importante par exemple. Ceci permet d'être plus sensible et donc de rendre plus efficace et plus fiable la détection. La largeur de la fenêtre temporelle et son retard dans le temps est à déterminer en fonction des écarts de temps relatifs de propagation des signaux des différents capteurs et de la durée moyenne des signaux . Ceci est utile pour comprendre la stratégie de l'adversaire par exemple : une première communication téléphonique, suivie d'un tir, suivi d'une seconde communication téléphonique.15

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements comportant des premiers moyens d'acquisition (101) comprenant au moins un premier capteur, opérant dans une première bande de fréquences et des deuxièmes moyens d'acquisition (102) comprenant au moins un deuxième capteur, opérant dans une deuxième bande de fréquences différente de la première bande de fréquences, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : des moyens pour le traitement (103) de données brutes provenant des moyens d'acquisition (101, 102), et comportant des moyens pour la détection (103.1) d'événements dans les données brutes, et pour la détermination de la localisation (103.2) géographique desdits événements, des moyens pour l'émission (104) d'une alerte si un événement est détecté par les moyens de traitements.
2. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon la revendication 1, comprenant, en outre, des moyens (105) pour déterminer une orientation dudit dispositif, ladite orientation étant transmise au moyen de traitement (103).
3. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant, en outre, des moyens pour la détermination (107) d'une référence temporelle commune aux moyens d'acquisition (101, 102).
4. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, les moyens pour le traitement (103) comportent, en outre, des moyens pour la corrélation (103.3) des données brutes provenant des moyens d'acquisition (101,102).
5. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon 30 l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de l'un des au moins deux moyens d'acquisition (101, 102) est une caméra (203).
6. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de l'un des au moins deux moyens d'acquisition (101, 102) est un détecteur sismique.
7. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un des au moins deux moyens d'acquisition (101, 102) est un réseau comportant une pluralité de capteurs configuré pour une détection goniométrique.
8. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon la revendication 7, dans lequel les capteurs sont des micros (202).
9. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon la revendication 7, dans lequel les capteurs sont des antennes (201).
10. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications précédentes, comprenant, en outre, des moyens pour activer et désactiver les moyens d'acquisition, lesdits moyens d'acquisition (101, 102) pouvant être activés si un événement est détecté. 20
11. Dispositif multi-capteurs pour la détection d'événements selon l'une des revendications précédentes, comprenant, en outre, des moyens de mémorisation des données brutes, lesdits moyens de mémorisation étant aptes à restituer les données brutes mémorisées de façon synchronisée. 25