BE1026227B1 - Scanner à laser pour surveiller une zone de surveillance - Google Patents

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BE1026227B1 BE201805384A BE201805384A BE1026227B1 BE 1026227 B1 BE1026227 B1 BE 1026227B1 BE 201805384 A BE201805384 A BE 201805384A BE 201805384 A BE201805384 A BE 201805384A BE 1026227 B1 BE1026227 B1 BE 1026227B1
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Loo Sébastien Van
Marc Meyers
Jean-François Klein
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Bea Sa
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Abstract

L’invention concerne un scanner à laser (10, 32) destiné à surveiller une zone de surveillance (36) devant une ouverture qui peut être fermée par un moyen de fermeture dont la conception définit une zone dangereuse (40) dans la zone de surveillance (36), la zone de surveillance (36) étant délimitée au moins sur un côté par un cadre (34) devant lequel se trouve une zone de bord (38) comprenant l’unité d’émission et de réception laser (12), un moyen de détection de temps de propagation (14) étant en outre prévu qui détermine par une mesure du temps de propagation (TOF(RP)) d’une impulsion laser émise et reçue la position d’un objet (22, 44, 46) dans la zone de surveillance (36), une unité d’évaluation (18) étant prévue qui génère une première information d’objet qui indique si un objet a été détecté par le moyen de mesure de temps de propagation, un moyen de détection d’intensité (16) étant en outre prévu qui évalue l’intensité (I(RP)) de l’impulsion laser reçue et qui compare l’intensité détectée (I(RP)) avec intensité de référence (IREF) mémorisée dans une unité de mémorisation (24), en cas d’écart au-delà d’une valeur de seuil déterminée (D) une seconde information d’objet étant produite qui indique si, en raison de l’écart d’intensité, un objet se trouve dans la zone de bord dangereuse et un signal de « sécurité » étant généré par l’unité d’évaluation (18) lorsque la première ou la seconde information d’objet est positive.

Description

Scanner a laser pour surveiller une zone de surveillance
L'invention concerne un scanner à laser destiné à surveiller une zone de surveillance devant une ouverture, qui peut être fermée par un moyen de fermeture, et un dispositif comprenant au moins un scanner à laser et un élément de cadre délimitant la zone de surveillance.
On connaît dans l'état de la technique des scanners laser destinés à des fenêtres et des portes automatiques. De façon connue, ces scanners laser comprennent une évaluation de temps de propagation pour déterminer une distance à partir du scanner à laser et pour effectuer une affectation à une zone de surveillance. Dans ce cas, des impulsions laser individuelles, qui sont chacune associées à un angle et qui sont émises par le scanner à laser, sont réfléchies par un objet. La réflexion est évaluée au moyen d'une mesure de temps de propagation. On peut ainsi détecter la position d'un objet dans la zone de surveillance. Si la position se trouve dans une zone définie comme étant une zone dangereuse, un signal dit de « sécurité » est envoyé régulièrement à une unité de commande pour empêcher qu'un objet ne soit coincé par les moyens de fermeture automatique, en particulier une porte ou une fenêtre. Un signal de « sécurité » positif ordonne régulièrement à l'unité de commande du moyen de fermeture d'arrêter ou d'inverser le mouvement de fermeture.
Le document DE 10 2006 043 615 DE enseigne qu'un scanner à laser comportant une unité d'émission et une unité de réception peut être utilisé pour détecter un objet dans une zone de surveillance. Le signal obtenu est comparé à un signal de référence, le signal de référence pouvant être corrélé à un mouvement de porte. Une comparaison est effectuée à la fois pour mesurer le temps de propagation et pour mesurer la réflectivité.
BE2018/5384
Le but de l'invention est de fournir une détection la plus fiable possible d'un objet en danger dans la zone dangereuse « zone de Sécurité ». Une grande fiabilité doit également être obtenue lorsque la zone dangereuse se trouve à proximité d'un cadre délimitant la zone de surveillance. Ce doit être applicable notamment à de petits objets.
Le but est atteint par les caractéristiques de la revendication 1.
Les sous-revendications représentent des développements avantageux de l'invention.
Selon l'invention, un scanner à laser est destiné à la surveillance d'une zone de surveillance située devant une ouverture qui peut être fermée par un moyen de fermeture, comme cela est décrit ci-dessous. Le scanner à laser détermine, par une mesure du temps de propagation d'une impulsion laser émise et reçue, la position d'un objet dans la zone de surveillance. La zone de surveillance comprend au moins une zone dangereuse, un signal de « sécurité » étant émis par le scanner à laser lorsqu'un objet est détecté dans la zone dangereuse. La mesure du temps de propagation permet de générer une première information d'objet qui indique si un objet a été détecté dans la zone de bord dangereuse par la mesure de temps de propagation. En outre, l'intensité de l'impulsion laser reçue est évaluée et l'intensité détectée est comparée à une intensité de référence mémorisée dans une unité de mémorisation du scanner à laser. En cas d'écart au-delà d'une valeur de seuil déterminée, une seconde information d'objet est produite qui indique si un objet se trouve la zone de bord dangereuse sur la base de l'écart d'intensité. La zone de bord dangereuse est la zone à proximité de laquelle la zone de surveillance est physiquement délimitée par un cadre et qui est définie comme étant une zone dangereuse.
BE2018/5384
Il est prévu de déterminer une distance par rapport à une zone de bord qui est au voisinage du cadre. Un problème qui se pose au niveau de la zone de bord est que la mesure du temps de propagation dans cette zone de bord ne peut être qu'imprécise. Cela rend difficile la détection de petits objets dans cette zone. La zone, dans laquelle on ne peut pas faire une distinction fiable entre un petit objet et le fond formé par le cadre, est désignée par zone grise. La précision de la mesure du temps de propagation, qui est détectée par l'impulsion de lumière réfléchie, dépend également de la différence entre la réflectance de l'objet et celle du fond.
En se fondant sur l'intensité reçue, on peut également effectuer une correction d'erreur de la mesure de temps de propagation pour permettre une évaluation plus précise de la position.
Une grande différence de réflectivité entraîne un écart important qui affecte la taille de la zone grise dans la zone de bord du cadre.
Selon l'invention, il est prévu d'effectuer une comparaison d'intensité entre le fond et la mesure d'objet actuelle. Si l'intensité mesurée s'écarte au-delà d'une valeur de seuil prédéfinie, une détection est signalée, même si une mesure de temps de propagation n'aboutit pas à un résultat de détection ç l'intérieur du cadre.
L'écart de l'intensité est la valeur de la différence entre l'intensité de référence et l'intensité de l'objet.
De cette manière, l'imprécision de la mesure du temps de propagation dans la zone grise au niveau d'un bord peut être
BE2018/5384 éliminée. Cela garantit une haute fiabilité de détection même pour de petits objets.
Le scanner à laser balaye dans un processus de balayage avec des impulsions laser réparties dans un secteur u plan qui couvre en projection l'ouverture à surveiller, en particulier parallèle au plan d'ouverture.
L'intensité est détectée au moyen de l'évaluation de la largeur d'impulsion reçue. Le détecteur utilisé est une photodiode à avalanche.
De préférence, l'intensité est moyennée sur une pluralité d'impulsions laser successives pour un point et une moyen nets formée qui est comparée à une moyenne de référence.
L'intensité de référence est enregistrée lors de la mise en service et éventuellement cycliquement et mémorisée dans l'unité de mémorisation. L'intensité de référence peut être corrigée par les impulsions laser détectées pendant la mesure. En particulier, une correction est effectuée à chaque mesure, dans laquelle aucune détection n'est déterminée pour l'impulsion laser mesurée. Une adaptation continue aux changements environnementaux peut ainsi être effectuée.
S'il existe une première information d'objet qui représente un objet dans la zone de surveillance, un signal de « Sécurité » est émis en sortie du scanner à laser.
S'il existe en même temps une seconde information d'objet qui représente un objet dans la zone de surveillance, une comparaison est effectuée avec l'information d'objet à peu près simultanée.
BE2018/5384
Le capteur comprend une unite d'evaluation électronique destinée à évaluer le temps de propagation et l'intensité. En outre, l'unité d'évaluation comprend un filtre, les propriétés du filtre affectant la taille de la zone grise.
En outre, il est possible que la zone de surveillance comprend, en plus de la zone de bord dangereuse, d'autres zones de détection qui peuvent déclencher par exemple une activation. Pour ces zones, il peut être prévu de ne prendre en compte un objet dans une telle zone que pour la mesure du temps de propagation. Cela a pour conséquence un Comportement de détection plus robuste du scanner à laser. Il n'est pas nécessaire de prendre en compte la mesure d'intensité pour la zone dangereuse dans la mesure où ce n'est pas une zone de bord.
La taille de la zone de bord définie est de manière régulière d'environ 2 cm à 5 cm. Cette taille dépend entre autres des filtres utilisés pour évaluer l'information de temps de propagation. Dans un autre aspect, l'invention concerne un dispositif comprenant un cadre au moins partiellement circulaire, un moyen de fermeture servant à fermer l'ouverture formée par le cadre et un scanner à laser décrit précédemment, le scanner à laser étant monté sur le cadre de sorte que le cadre délimite au moins partiellement la zone de surveillance du scanner à laser.
De préférence, le scanner à laser est monté dans un coin du cadre.
En outre, le dispositif peut comporter une unité de commande destinée à commander le moyen de fermeture, en particulier une fenêtre, qui coopère avec le scanner à laser.
D'autres avantages, caractéristiques et applications possibles de la présente invention ressortiront de la description suivant en
BE2018/5384 liaison avec les exemples de realisation illustres sur les dessins.
Dans la description, les revendications et les dessins, on utilise les termes et les numéros de reference associes utilises dans la liste des numéros de référence ci-dessous. Dans les dessins :
la figure 1 représente un scanner à laser de l'invention;
la figure 2 représente une vue schématique d'un dispositifde l'invention sans objet dans la zone de détection ;
la figure 3 représente une vue schématique d'un dispositifde l'invention avec un objet dans la zone de détection et dans la zone de bord, et la figure 4 représente un organigramme schématique.
La figure 1 représente un scanner à laser 10 selon l'invention qui comporte une unité d'émission et de réception 12 qui peut émettre des impulsions laser sur une plage angulaire et qui peut recevoir les impulsions laser réfléchies par un objet 22. Les impulsions laser reçues sont analysées dans un moyen de détection de temps de propagation 14 et dans un moyen de détection d'intensité 16. En outre, une unité d'évaluation 18 est prévue qui prend une décision en fonction de valeurs générées par le moyen de détection de temps de propagation 14 et le moyen de détection d'intensité 16 pour savoir si un signal de « sécurité » positif doit être délivré à la sortie de «sécurité » 20 pour qu'une unité de commande puisse être placée dans le mode de sécurité. Pour effectuer l'évaluation, l'unité d'évaluation 18 accède à des valeurs de référence qui sont mémorisées dans une unité de mémorisation 24. Le mode de
BE2018/5384 fonctionnement exact de l'unité d'évaluation est représenté plus en détail sur la figure 4.
La figure 2 représente un dispositif 30 selon l'invention, comprenant un cadre 34 et un scanner à laser réalisé sous la forme d'un scanner à laser 32. Le scanner à laser 32 envoie des impulsions laser qui peuvent être réfléchies par un objet dans une zone de surveillance 36 ou le cadre 34 délimitant la zone de surveillance.
Le temps de propagation est déterminé par l'émission de l'impulsion laser jusqu'à la détection de la réflexion. En se fondant sur le temps de propagation, on peut détecter la position d'un objet à l'intérieur du cadre 34 dans la zone de surveillance
36. Ce type de détection a ses limites du fait de la précision de la mesure du temps de propagation pour de petits objets dans la zone de bord 38 de la zone de surveillance 36 au voisinage du cadre 34.
La zone de bord 38, qui est représentée comme étant délimitée par la ligne pointillée, s'étend du bord inférieur sur le bord droit du cadre 34 et est classé au niveau du bord droit également comme une zone dangereuse 40. Dans cette zone, la zone de bord 38 représente une zone de bord dangereuse 42 qui doit être évaluée de manière fiable.
Selon l'invention, l'intensité de l'impulsion laser réfléchie est évaluée dans la zone de bord dangereuse 42 en plus du temps de propagation. L'évaluation est effectuée, comme cela est représenté plus en détail sur la figure 4, par détermination, dans un cycle d'initialisation, de valeurs de référence du cadre 34 pour chaque impulsion laser. L'intensité détectée est comparée à l'intensité de référence mémorisée dans le scanner à laser 32. Si l'écart se trouve au-delà d'une valeur de seuil prédéfinie, un signal de «sécurité » est alors envoyé à l'unité de
BE2018/5384 commande pour commander le moyen de fermeture, non représenté ici par souci de clarté, en particulier la fenêtre de sorte qu'une opération de fermeture potentielle soit interrompue.
La figure 3 représente le dispositif 30 selon la figure 2, deux objets 44, 46 étant représentés dans ce cas, l'objet 44 est détecté par la mesure du temps de propagation et l'objet 46 pouvant être détecté dans une évaluation de zone de bord dangereuse avec prise en compte de la mesure d'intensité, bien que la mesure du temps de propagation ne permette aucune évaluation sans ambiguïté dans la zone grise. Pour mesurer l'intensité de l'impulsion laser, on évalue la largeur de l'impulsion laser reçue.
La figure 4 représente un organigramme de la détection/l'identification d'un objet qui est détecté dans une zone de bord dangereuse. On effectue une mesure du temps de propagation qui est également appelée Mesure de Temps de Vol (TOF) . En se fond sur le temps de propagation de l'impulsion laser, on associe la distance du point, où l'impulsion laser est réfléchie, à une position dans la zone de surveillance ou on la rejette s'elle se trouve en dehors de la zone de surveillance.
Selon la conception du moyen de fermeture, on obtient une zone dangereuse qui est affectée à la zone de surveillance. Ainsi, on définit une zone dangereuse dans la zone de surveillance, s'il faut détecter un objet dans la zone dangereuse et s'il faut délivrer un signal dit de « sécurité » par le biais de l'unité d'évaluation.
Si la zone de surveillance dans la zone dangereuse est délimitée par un cadre physique, on obtient une zone de bord dangereuse. Dans cette zone de bord, une évaluation de la mesure du temps de propagation ne peut pas toujours être
BE2018/5384 suffisamment précise pour permettre la détection d'un petit objet. On détecte la position de la zone de bord lors de la mise en service du scanner à laser dans une phase d'initialisation avec une mesure
TOF et on mesure sa réflectivité au moyen de l'impulsion laser réfléchie qui est mémorisée comme valeur de référence pour le point de mesure correspondant dans une mémoire du scanner à laser.
Ainsi, pendant l'évaluation de la mesure TOF, on décide si la valeur de la mesure de distance TOF est supérieure à la distance par rapport à la zone de bord dangereuse définie.
Si c'est le cas, on effectue une évaluation de la zone de bord dangereuse. Lors de l'évaluation de la zone de bord dangereuse, une seconde information d'objet est créée en plus d'une première information d'objet qui est obtenue à partir de la mesure TOF. Le seconde information d'objet indique si un écart de la réflectivité de l'impulsion laser qui vient d'être mesurée est supérieure à la valeur de mesure d'une réflectivité de référence associée qui reflète le pouvoir de réflexion du cadre. La réflectivité est évaluée en fonction de l'intensité de l'impulsion laser reçue et déterminée sur la base de la largeur d'impulsion déterminée. Si la valeur de la différence entre l'intensité et l'intensité de référence est supérieure à la valeur de seuil D, on produit une seconde information d'objet positive, sinon on produit une seconde information d'objet négative.
Si la valeur de la mesure TOF du point réfléchi se trouve dans la zone de bord dangereuse, on produit également une seconde information d'objet positive, sinon on produit également une seconde information d'objet négative.
BE2018/5384
L'unité d'évaluation delivre un signal de « sécurité » positif si la première information d'objet ou la seconde information d'objet est positive.
De cette façon, dans la zone de bord dans laquelle se produisent des imprécisions particulièrement importantes dans la mesure TOF, celles-ci peuvent être en grande partie supprimées s'il y a une grande différence entre la réflectivité de l'objet et celle du cadre sous-jacent, à l'aide de l'information d'intensité 10 utilisée à cette fin.
Ainsi, même de petits objets dans la zone dangereuse peuvent être détectés.
Si l'écart de l'intensité est inférieur à la valeur de seuil
D, la réflectivité de référence mémorisée est corrigée avec cette valeur.
Liste des numéros de référence
BE2018/5384 scanner à laser unité d'émission et de réception détection de mesure de temps de propagation détection d'intensité unité d'évaluation
Sortie de « sécurité » objet mémoire dispositif scanner à laser cadre zone de surveillance zone de bord zone dangereuse zone de bord dangereuse premier objet second objet
D valeur de seuil

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Scanner à laser (10, 32) destiné à surveiller une zone de surveillance (36) située devant une ouverture qui peut être fermée par un moyen de fermeture dont la conception définit une zone dangereuse (40) dans la zone de surveillance (36), la zone de surveillance (36) étant délimitée au moins sur un côté par un cadre (34) devant lequel se trouve une zone de bord (38) comprenant l'unité d'émission et de réception laser (12), un moyen de détection de temps de propagation (14) étant en outre prévu qui détermine par une mesure du temps de propagation (TOF(RP)) d'une impulsion laser émise et reçue la position d'un objet (22, 44, 46) dans la zone de surveillance (36), une unité d'évaluation (18) étant prévue qui génère une première information d'objet qui indique si un objet a été détecté par le moyen de mesure de temps de propagation, un moyen de détection d'intensité (16) étant en outre prévu qui évalue l'intensité (I(RP)) de l'impulsion laser reçue et qui compare l'intensité détectée (I(RP)) avec intensité de référence (IREF) mémorisée dans une unité de mémorisation (24), en cas d'écart au-delà d'une valeur de seuil déterminée (D) une seconde information d'objet étant produite qui indique si, en raison de l'écart d'intensité, un objet se trouve dans la zone de bord dangereuse et un signal de « sécurité » étant généré par l'unité d'évaluation (18) lorsque la première ou la seconde information d'objet est positive.
  2. 2. Scanner à laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'émission et de récepteur laser (12) comprend une photodiode à avalanche.
  3. 3. Scanner à laser selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la détection d'intensité (16) est effectuée par l'évaluation de la largeur d'impulsion.
  4. 4. Scanner à laser selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une moyen d'initialisation est prévu qui permet une initialisation du scanner à laser, l'intensité de référence (Iref) d'un cadre (34) dans la zone de surveillance (36) étant mémorisée dans l'unité de mémorisation (24) lors de l'initialisation.
  5. 5. Scanner à laser selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone de surveillance (36), la zone dangereuse (40), la zone de bord (38) et la zone de bord dangereuse (42) sont déterminées lors de l'initialisation.
  6. 6. Dispositif (30) comprenant un cadre au moins partiellement circulaire, un moyen de fermeture servant à fermer l'ouverture formée par le cadre (34) et un scanner à laser (32) selon l'une des revendications précédentes, le scanner à laser (32) étant
    monté au niveau du cadre de sorte que le cadre (34) limite au moins partiellement la zone de surveillance (36) du scanner à laser (32) .
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur (32) est monté dans la zone de coin du cadre (32).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le cadre (34) fait partie d'une fenêtre ou d'un chambranle de fenêtre.
  9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le moyen de fermeture est commandé par une unité de commande qui est reliée au scanner à laser.
  10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le moyen de fermeture est une fenêtre.
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