CA2235766C - Systeme de surveillance d'une piscine pour la prevention des noyades - Google Patents

Abstract

Le système de surveillance d'une piscine pour la prévention des noyades comprend: des moyens de détection (D1, D2, D3) propres à donner, sous forme de signaux électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine; des moyens de numérisation (10) des images obtenues; des moyens de compressi on (10) des données numériques d'images; des moyens de stockages (11a, 11b) des données numériques d'images à instants successifs; des moyen s de comparaison (12, 13) entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs; des moyens d'estimation (12, 13) de la nature d'un corp s, de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives; et des moyens de décision (12, 13) propres à déclencher des moyens d'alarme en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.

Description

2 PCT/FR96/01789 SYSTME DE SURVEILLANCE D' UNE PISCINE POUR LA

PRVENTION DES NOYADES

L'invention est relative un systme de surveillance d'une piscine pour la prvention des noyades.

Actuellement, la surveillance des piscines est ou bien inexistante, ou bien ralise par surveillance humaine. Une telle surveillance est une tche difficile demandant une attention soutenue et entranant une fatigue nerveuse des personnes, notamment des matres-nageurs, auxquelles elle incombe. En effet, en plus des limitations inhrentes tout systme reposant sur une intervention humaine, par exemple baisse de vigilance due une fatigue ou une distraction momentane, la surveillance des piscines est rendue trs dlicate en raison de la rflexion de la lumire la surface de l'eau agite, phnomne qui rend difficile le reprage visuel d'un corps immobile, quelques mtres de profondeur. Le problme de surveillance des piscines se pose surtout pour les piscines accueillant du public.

Le risque de noyade en piscine trouve principalement son origine soit dans le fait qu'un baigneur ne sait pas suffisamment nager, par exemple dans le cas d'un jeune enfant, soit dans le fait qu'un nageur est pris d'un malaise.

Dans le premier cas, en bassin surveill, le matre-nageur, ou des personnes voisines du baigneur en difficult, ont leur attention attire par le baigneur lui-mme, notamment en raison de l'agitation de ses bras lorsqu' il tente de rester en surface ; en revanche, dans le deuxime cas, il y a perte de connaissance du nageur sans que l'attention de la surveillance ou de l'environnement soit attire. I1 y a, de faon gnrale, deux possibilits : ou bien le baigneur a un exercice rflexe du mouvement respiratoire et, dans ce cas, ses poumons se remplissent d'eau, ce qui entrane la perte de connaissance immdiate ;

ou bien une apne rflexe se produit et un certain volume d'air reste bloqu dans les poumons. Gnralement, le baigneur accident coule vers le fond mais, de faon plus rare, il arrive qu' il flotte sans ' connaissance dans une position caractristique juste sous la surface de l' eau .

A compter de la perte de connaissance, qui marque un début de noyade, un sauveteur expérimenté, sachant notamment pratiquer la respiration artificielle, dispose d'environ deux à trois minutes pour porter secours au noyé. Si ce délai est respecté, le noyé
ne conservera généralement pas de séquelles de l' accident, après un séjour éventuel en hôpital pour nettoyer ses poumons. De façon générale, si les secours ont lieu entre trois et cinq minutes après la perte de connaissance, ce temps étant, néanmoins, variable selon les individus, le noyé peut encore être sauvé, mais il risque certaines lésions irréversibles, notamment au cerveau. Au-delà de cinq minutes, le risque de décès devient très important.
On a déjà proposé, dans le brevet US 5 043 705, d'utiliser un sonar pour réaliser une surveillance de piscine. Selon ce dispositif, on dispose au moins un Émetteur-récepteur sonar sur le fond de la piscine et on surveille une tranche horizontale au moyen de cet appareil. Néanmoins, un tel dispositif présente un inconvénient considérable en raison du fait que pour installer le sonar et le relier aux appareils de traitement qui tirent des informations des échos reçus, il faut nécessairement passer des câbles à travers le fond de la piscine et au-dessous de ce fond, ce qui entraîne un coût tout-à-fait prohibitif lorsque la piscine est déjà construite. En outre, les règles de sécurité
interdisent que l' on mette des tensions supérieures à 12 ou 24 volts, suivant les pays, à proximité de l'eau d'une piscine : or, pour générer les impulsions du sonar, il est nécessaire d'utiliser des tensions de plusieurs centaines de volts. Par ailleurs, le signal obtenu avec un sonar incorpore les échos fournis par les murs de piscine et il est extrêmement difficile d' éliminer le signal bruit ainsi obtenu pour pouvoir détecter le signal correspondant au corps immergé d'un noyé.
Au surplus, le sonar permet essentiellement de repérer le corps d'un noyé par le volume d' air qu' il contient ; si un accidenté a les poumons remplis d'eau, le signal obtenu ne sera pas du tout conforme à celui que l' on est en droit d' attendre et pourra, même, ne pas être repéré par le traitement du signal. On constate donc qu'un tel système n'est pas susceptible de donner satisfaction.
On a également proposé, dans la demande de brevet WO 95/34056, publiée après la date de la première priorité de la présente demande, d'utiliser pour une surveillance de piscine des caméras travaillant dans le domaine des ondes visibles, ces caméras étant disposées de façon que la zone observée soit située dans un volume FEIIiLLE fsML~IFIEE'

3 proche et parallèle au fond de la piscine. Dans ce dispositif, les caméras n'observent qu'une tranche d'eau parallèle au fond, ce qui implique de multiplier les caméras si le fond n'est pas plan et laisse sans surveillance la maj eure partie du volume de la piscine . En outre, ce dispositif ne permet pas de détecter les corps immobiles juste au-de=ssous de la surface de l'eau. Enfin, les caméras et leurs accessoires sont immergés dans la piscine, ce qui n'e:~t pas acceptable sur le plan de la sécurité et pose des problèmes considérables pour assurer leur liaison avec les appareils de traitement du signal qui leur sont assoc~~_és. Ce dispositif ne peut donc donner satisfaction.
L' ïnvent~ion a pour but, de fournir un système de surveillance d'une piscine, qui permette de déclencher une alarme avertissant automatiquement les surveillants dans un délai réduit, lorsque le comportement d'un baigneur traduit un risque de noyade. Un tel système doit permettre de détecter un début de noyade, mais il est souhaitable d'éviter des dé:clen.chements intempestifs en analysant correctement le ~~omportement des nageurs, en particulier pour éviter une mauvaise interprétation afférente au déplacement d'un nageur effectuant volontairement une plongée et/ou un déplacement en immersion. L'invention a également pour but de décrire un tel dispositif pouvant être mis en place sans coûts excessifs dans une piscine déjà construite. l'invention a aussi pour but de décrire un tel dispositif, qui soit hors de portée des utilisateurs de la piscine et qu_~ satisfasse à toutes les contraintes de sécurité. L'invention a enfin pour but de décrire un tel

4 dispositif qui soit ~;usceptible d'une maintenance et d'un entretien aisés n'exigeant pas le vidage de la piscine.
La présente invention vise un système de surveillance d' une pi;~~~ine pour la prévention des noyades, caractérisé par le faït. qu'il comprend:
- des moyen: de détection (D1, D2, D3) comprenant au moins une caméra vidéo ayant un champs de vision, ladite caméra vidéo étant pré ~,rue ~~ur une paroi de la piscine pour balayer au moins une fr<~ction du. volume d'eau de la piscine, ladite camér~~ vidéo étant adaptée pour donner, sous forme de signau:~ électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine, de sorte qu'aucun écho dû aux parois de la piscine n' est généré par ladite caméra vidéo;
- des moyens de numérisation (10) des signaux électriques obtenus par ladite caméra vidéo;
- des moyen: de stockage temporaire et permanent (lla, 11b) des données numériques d'images à instants successifs;
- des moyen; de comparaison (12, 13) entre des images numérisées â.'un même corps à des instants successifs;
- des moyen; d' e:~timat:ion ( 12 , 13 ) de la nature d'un corps, de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives; et - des moyens de décision (12, 13) propres à
déclencher des moyens d'alarme (15) en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.

4a La présente invention vise aussi un système de surveillance d'une piscine pour la prévention des noyades, caractérisé par le fait. qu'il comprend:
- des moyen; de détection (D1, D2, D3) comprenant une pluralité de caméras vidéo, chacune d'entre elles ayant un cône d'observation dirigé selon une direction différente de celle des cônes d'observation des autres caméras vidéo, lesdites caméras vidéo étant réparties sur au moins une paroi de 1a piscine avec les cônes d'observation des différentes caméras vidéo qui se recouvrent, lesdites caméras vidéo étant adaptc~es pour donner, sous forme de signaux électriques, ces images des corps immergés dans l'eau de la piscine, de sorte qu'aucun écho dû aux parois de la piscine n'est généré par lesdites caméras vidéo;
- des moyer.,s de numérisation (10) des signaux électriques obtenus pa.r lesdites caméras vidéo;
-- des moyen; de stockage temporaire et permanent (lla, llb) des dorwées numériques d'images à instants successifs;
- des moyens de comparaison (12, 13) entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs;
- des moyens d'estimation (12, 13) de la nature d'un corps, de 1a tr<~jEectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces ïrriages successives; et des moyens de décision (12, 13) propres à
déclencher des moyens d'alarme (15) en cas de trajectoire ou mouvement suspect d.u corps observé.
De préférence, chaque moyen de détection comprend au moins une caméra vidéo disposée dans un compartiment étanche porté par une paroi latérale de la piscine, entre 4b la surface de l'eau cle la piscine en cours d'exploitation et le fond de ladite piscine; le compartiment étanche étant au-dessous de l.a surface de l'eau, on peut prévoir qu'un module anti-humiditte soit disposé à l'intérieur dudit compartiment étanche.. Avantageusement, le compartiment étanche immergé comporte deux carruéras vidéo, dont les champs d'observation coniques ont chacun un angle d'ouverture sensiblement égal ou légèrement supérieur à 90°
et dont les axes sont:: ~>ensiblement orthogonaux dans un plan sensiblement horizontal.
Avantageusement, on met en oeuvre des moyens de multiplexage des si.g:~aux électriques en provenance des moyens de détection, ces moyens de multiplexage alimentant les moyens de numérisation; lesdits moyens de numérisation et les moyens de comp:ressi.on des données numériques sont avantageusement constitués par une carte de numérisation et de compression d'im~.c~es vidéo placée dans un micro-ordinateur en configuration "mult:imédia".
Les moyens de stockage temporaire et permanent 2~ des données numérique:. d'images à des instants successifs, les moyens de comparai.:~on entre les images numérisées d' un même corps à des instants successifs, les moyens d'estimation de la trajectoire et des changements d'attitude d'un. corp:~ et les moyens de décision sont constitués par les composants d'un micro-ordinateur, notamment lments de mmoire et unit centrale de ce micro-ordinateur, dans a lequel un logiciel appropri a t charg pour lui permettre d'excuter les oprations indiques.

Avantageusement, les moyens de numrisation permettent

5 de numriser 25 images par seconde, ces images tant fournies par les moyens de dtection par l' intermdiaire des moyens de multiplexage.

Les moyens de comparaison des images numrises entre instants successifs sont propres ne prendre en considration que des formes, dont les dimensions correspondent au moins celles d'un enfant, afin d'liminer des alarmes intempestives pouvant tre causes par des corps trangers. Ces moyens de comparaison sont, en outre, agencs pour isoler une forme et suivre sa trajectoire des instants successifs.

Les moyens d'estimation sont propres dterminer, partir des rsultats des moyens de comparaison, le caractre lent d' un mouvement et/ou l'immobilit d'un corps humain dans la piscine.

Les moyens de dcision sont propres dclencher une alarme si le caractre lent du mouvement ou la quasi-immobilit du corps dans la piscine se prolonge au-del d'un temps dtermin, en particulier au-del de 15 secondes.

Avantageusement, les images qui ont servi aux analyses ayant conduit au dclenchement d'une alarme sont enregistres sur le disque dur du micro-ordinateur de manire pouvoir tre consultes tout moment.

De prfrence, un ou plusieurs crans de contrle sont disposs prs des siges des matres-nageurs ou danse les locaux des responsables assurant la surveillance de la piscine, crans sur lesquels sont affiches les images d'une zone considre comme suspecte.

L'alarme peut tre donne par un avertisseur sonore et/ou visuel, en particulier avec indication de la zone de la piscine dans laquelle un vnement suspect se produit.

On peut prvoir un dispositif d' arrt immdiat du pompage et de la filtration de l'eau de la piscine en cas d'accident dtect, ce dispositif d'arrt pouvant tre command soit manuellement, soit automatiquement par le micro-ordinateur.

WO 97/18542 PCT/~'R96/01789

6 Avantageusement, les moyens de détection sont disposés chacun dans une enceinte étanche vis-à-vis de l'eau de la piscine, dont une paroi est constituée d'un globe comportant des zones, à travers lesquelles sont acquises les informations propres à donner les images des corps immergés dans l'eau de la piscine, et dont une autre paroi est traversée de façon étanche par des câbles transportant vers l'extérieur de la piscine les signaux fournis par les moyens de détection. La paroi, qui est traversée par les câbles, peut être équipée d'un premier raccord étanche démontable relié à la première extrémité d'une gaine étanche, IO dont l'autre extrémité est reliée à un second raccord étanche fixé sur le fond d'un boîtier, qui traverse de façon étanche la paroi latérale de la piscine. On prévoit, de préférence, que l' intérieur du boîtier soit en communlcatlon avec l' eau de la piscine et que la gaine étanche soit lovée dans le boîtier de façon à avoir une longueur au moins égale à
celle qui permet de sortir l'enceinte hors de l'eau de la piscine sans démontage du raccord étanche fixé sur le fond du boîtier .
L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions, dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation non limitatif décrit en se référant au dessin annexé.
Sur ce dessin - la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d'une piscine équipée des moyens de détection du système de surveillance selon l' invention ;
- la figure 2 est une vue en plan schématique de la piscine illustrant les champs de vision des moyens de détectibn qui balayent tout le volume d'eau de la piscine ;
- la figure 3 est une vue en élévation d'un globe immergé
contenant un moyen de détection du système de surveillance selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la ' figure 3 ;
lâ figure 5 est une vue agrandie du détail A de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4 ;

7 - la figure 7 est une vue agrandie du détail B de la figure 6 ;
- la figure 8 est une vue en perspective du globe de la figure 3 ;
S - la figure 9 est un schéma synoptique simplifié du système de surveillance.
Comme illustré sur la figure 1, le système de surveillance d'une piscine P comprend des moyens de détection D 1, D2, D3 prévus sur les parois de la piscine en des endroits judicieusement répartis pour balayer tout le volume de la piscine. Dans l'exemple considéré, les trois moyens de détection D 1, D2, D3 sont disposés, dans un même plan horizontal, par exemple à un niveau d'environ 1,50 m au-dessous du niveau de l'eau dans la piscine en exploitation. Comme illustré sur la figure 2, les moyens de détection D 1, D2, D3 sont disposés de manière que leurs champs de vision se recouvrent en partie pour ne laisser aucune zone morte et balayer pratiquement tout le volume de la piscine. Un élément ou un corps situé dans la piscine sera donc vu par au moins deux moyens de détection D 1, D2, D3.
Ces moyens de détection sont propres à donner, sous forme de signaux électriques, des images de corps immergés dans l'eau de la piscine.
Les moyens de détection D 1, D2, D3 sont tous identiques et l'un d'eux, D1, sera décrit ci-après en détail. Le moyen D1 comprend deux caméras vidéo 1 et 2, de préférence des caméras électroniques du type "CCD" . Les axes des deux caméras forment un angle de 90° entre eux et sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la paroi de la piscine passant par l' axe du moyen de détection. L'angle d'ouverture du champ de vision de chacune des caméras 1 et 2 est supérieur à 90° et l'une des bordures du champ coïncide approximativement (vue en plan) avec le mur de piscine, qui porte le détecteur, de sorte que, pour l'ensemble des deux caméras, le champ de vision (vu en plan) est de 180° avec une zone centrale «, /3, y respectivement pour les moyens de détection D 1, D2, D3 où il y a un recouvrement des champs des deux cambras. Dans l' exemple décrit, le moyen de détection D2 est porté par la paroi transversale 100 de la piscine P, qui est adjacente au grand bain, en un point B de ladite paroi

8 100 situé dans le plan longitudinal médian de la piscine, alors que les moyens de détection D1 et D3 sont portés en A et C par les deux parois longitudinales 10I, 102 de la piscine, à l'aplomb de la zone de fond inclinée 103, qui relie le petit bain et le grand bain, les points A et C
étant au voisinage du plan transversal médian de la piscine P. On a schématisé, sur la figure 2, les cônes d' observation des deux caméras de chaque moyen de détection, en désignant par al, a2 les cônes des caméras du moyen de détection D 1, par b 1, b2 ceux du moyen de détection D2 et par c 1, c2 ceux du moyen de détection D3. On voit donc que la plupart des zones de la piscine sont couvertes plusieurs fois par les moyens de détection : la surveillance est volumique puisque chaque caméra a un cône d'observation, alors que, dans l'état de la technique WO 95/34056, il n'était possible que de surveiller une tranche d'eau au voisinage du fond. Il existe cependant au-dessus et au-dessous de chaque moyen de détection des zones d' eau qui ne sont couvertes que deux fois. Le champ de chaque caméra empiète par un petit angle e sur le mur de piscine auquel est associée ladite caméra, ce qui réduit les zones mortes non couvertes par l'observation des caméras.
Les caméras 1 et 2 sont disposées dans un globe 3, fermé
de manière étanche et porté, comme indiqué plus loin, par la paroi 4 de la piscine. Cette paroi 4 est traversée par un conduit cylindrique 5, dans lequel est logé un boîtier cylindrique 7 contenant une gaine tubulaire 8 où sont disposés les câbles électriques 8_a de raccordement des caméras 1 et 2 au micro-ordinateur 9 de gestion du système de surveillance de la piscine. La gaine 8 est enroulée en hélice le long de la paroi du boîtier 7 et ses extrémités sont solidarisées, par des raccords étanches 20 et 24, respectivement avec le fond 7a du boîtier 7 et avec une cloche 23 associée à un compartiment 21, qui sera défini ci-après. Le compartiment 21 est étanche ; la cloche 23 s'assemble de façon étanche sur le compartiment 21 ; I' intérieur de la cloche 23 est relié avec l' extérieur du boîtier 7 par la gaine 8.
Les deux caméras 1 et 2 sont orientées environ à 90° l'une de l'autre, et leurs axes sont sensiblement dans un plan horizontal.
Dans l'exemple des figures 3 à 8, le globe 3 est arrondi pour éviter toute blessure pour un nageur venant en contact avec ledit globe. Le

9 globe 3 est moul en fonte d' aluminium ; devant les camras 1 et 2, il prsente deux orifices circulaires o l'on a enchass deux lentilles 1_a, 2~, qui cooprent avec les objectifs des deux camras 1,2 respectivement, pour constituer des "ensembles-objectifs"
; la bordure S de chaque lentille forme une collerette colle dans un embrvement circulaire du globe. Les lentilles sont ralises en un verre de duret leve pour viter tout risque de dtrioration ; le dessin des lentilles 1~, 2a_ permet d'adapter les caractristiques optiques des "ensembles-objectifs" aux besoins du systme.

Le conduit 5, qui traverse la paroi latrale 4 de la piscine, est ralis par carottage ; le botier cylindrique 7 y est mis en place, le centrage tant ralis par deux joints toriques 90, 91. Le joint 91 situ du ct piscine comporte deux trous, l'un au voisinage du point bas et l'autre au voisinage du point haut. On injecte une rsine polymrisable par le trou infrieur pour constituer une garniture d'tanchit 6 entre le conduit 5 et le botier 7. Aprs polymrisation, on termine la face frontale de la garniture 6, du ct piscine, par mise en place d'un joint silicone 6~.

Le botier 7 est destin tre rempli par l'eau de la piscine. Les camras 1 et 2 sont loges dans le compartiment tanche 21, dont l'une des faces ct piscine est constitue par le globe 3 alors que l' autre face, du ct du fond 7a, est dfinie par une cuvette cylindrique 21_a, dont le bord libre porte une collerette priphrique 21~. Lorsque les camras sont installes dans le compartiment 21, on fixe le globe 3 sur la collerette 21b au moyen de vis, qui cooprent avec des douilles filetes mises en place dans des alsages prvus dans l'paisseur de la base 3_a du globe 3. Le vissage desdites vis entrane la compression d'un joint annulaire 3b_ qui assure l'tanchit de l' assemblage. Le fond 21 de la cuvette 21 a porte une carte lectronique 92 sur laquelle sont branchs les fils de sortie des camras 1 et 2. La sortie de ladite carte lectronique traverse de faon tanche le fond 21 qui, sur sa face externe, porte un connecteur femelle 93. Le ' fond 21 porte, en outre, deux raccords clapet 94, 95 destins cooprer avec une tubulure d'alimentation en azote, d'une part, et avec une tubulure de mise l'air libre, d'autre part. On peut ainsi, lorsque le compartiment 21 a t ferm par assemblage du globe 3 et de la cuvette 21~, mettre l' intérieur du compartiment sous azote sec pour éviter les oxydations, améliorer la durée de vie des caméras CCD et prévenir tout problème de formation de buée ; dès que les tubulures sont débranchées, les clapets des raccords 94, 95 isolent l'intérieur du 5 compartiment 21 vis-à-vis de l'extérieur. Sur le fond 21ç, à l'extérieur du compartiment 2I, on dispose la cloche 23, qui est solidarisée du fond 21ç par son rebord 23a ; le rebord 23a_ s'appuie contre le fond 2Iç
par l'intermédiaire d'un joint annulaire 23b_, dont la compression est assurée par des vis.

10 Par des vis 96a_, on fixe sur l'extrémité plane du boîtier 7 opposée au fond 7a une collerette 96 destinée à cacher la bordure du carottage où est disposé le boîtier 7 ainsi que la zone occupée par la garniture 6. A son extrémité opposée au fond 7_a, le boîtier 7 comporte trois bossages périphériques 7b_ faisant saillie vers l'axe du boîtier 7 ;
dans ces bossages sont insérées des douilles filetées, qui coopèrent avec des vis 25 ; les têtes des vis 25 s'appuient sur le rebord périphérique 3ç
du globe 3. On assure ainsi le maintien du compartiment étanche 21 par rapport au boîtier 7 ; mais, en raison de l' épaisseur du globe 3 dans la zone où iI est traversé par les vis 25, on a ménagé un jeu entre la collerette 96 et le rebord 3ç ; de même, on a ménagé un jeu entre le boîtier 7 et la partie du globe 3, qui y pénètre ; il en résulte que l'eau de la piscine pénètre librement dans le boîtier 7. On peut donc, à partir de la piscine, désolidariser du boîtier 7 l'enceinte (3, 21, 21a_, 23) quelle que soit la profondeur où se trouve le moyen de détection dans l'eau de la piscine.
Le fond de la cloche 23 porte un raccord vétanche 24 qui assure la fixation de la gaine 8 sur la cloche 23. Les câbles électriques 8_a sont enfilés dans la gaine 8 avant de fixer la cloche 23 sur le fond 21ç de la cuvette 21a et les câbles 8a ressortent derrière le fond 7a du boîtier 7, l'étanchéité au niveau de la traversée du fond 7a étant assurée par le raccord étanche 20. Entre les raccords étanches 20 et 24, est ' prévue une longueur de gaine étanche 8 suffisante pour que l'enceinte (3, 21, 21~, 23) puisse être désolidarisée de la paroi de la piscine et ' remontée sur le bord de la piscine aux fins d'entretien, de réparation ou de remplacement. En même temps que les câbles 8a, on enfile dans la gaine un fil en attente, par exemple un fil de nylon, qui, de façon

11 connue, joue le rle d'une "aiguille" destine permettre l'introduction d'un cble, complmentaire ou de remplacement, dans la gaine 8 sans qu'il soit ncessaire de dconnecter le raccord 20 et donc de vider la piscine : il suffit, en effet, d' accrocher le nouveau cble et une nouvelle "aiguille" au fil de nylon en arrire du fond 7a_, de mettre hors d'eau l'enceinte (3, 21, 21a, 23), de dmonter la cloche 23, de dconnecter le connecteur 93, de tirer par l'extrmit ainsi dgage de la gaine 8 le fil de nylon qui s' y trouve, jusqu' l' apparition du nouveau cble et de la nouvelle "aiguille", de jeter ledit fil de nylon constituant l' "aiguille"

initiale, de raccorder le nouveau cble mis en place sur le connecteur 93, de r-assembler la cloche 23 sur la cuvette 21 a, de redescendre l'enceinte (3, 21, 21a, 23) sous l'eau et de la refixer par les vis 25 sur la face du botier 7.

Par ailleurs, le mme ensemble de vis 25 peut tre utilis pour maintenir un opercule d'obturation (non reprsent) du botier 7 lorsque l'on a enlev le compartiment (3, 21, 21a_), la cloche 23 ayant, pralablement, t fixe de faon tanche sur celle des faces dudit opercule, qui est du ct botier.

De prfrence, l' intrieur du compartiment 21 est prvu un module anti-humidit (non reprsent).

Les cbles 8_a, qui traversent le botier 7, sont des cbles coaxiaux relis, par l' intermdiaire de moyens de multiplexage 10_a, un micro-ordinateur 9, par exemple du type "compatible IBM", organis autour d'un micro-processeur PENTIUM sur chaque cble 8_a, on tablit une tension continue destine l'alimentation de la camra 1,2 correspondante et ladite camra envoie sur le'~ cble 8a_ une modulation qui constitue le signal traiter. Avant l' entre dans les moyens de multiplexage 10_a, on assure la sparation de la composante continue grce des moyens de dmodulation qui fournissent uniquement sur les moyens de multiplexage le signal manant de la ' camra type "CCD". Le micro-ordinateur 9 comprend une unit centrale de traitement 13, des moyens de stockage temporaire, ou mmoire vive lla_, des moyens de stockage permanent, ou disque dur 11~, et une carte de tlcommande 14 susceptible de commander des .

; par ailleurs, il est reli un moyens avertisseurs 15 ou des vannes 16 cran de contrle E, ledit cran tant un cran tactile permettant une WO 97/18542 PCT/F'R96/01789

12 commande de fonctionnement. Le micro-ordinateur 9 est en configuration "multimédia" et est équipé d'une carte d'acquisition vidéo , constituant des moyens de numérisation des signaux électriques fournis par les moyens de détection D 1, D2, D3 , et des moyens de , 5 compression des données numériques d'image.
Les images, sous forme de signaux électriques, sont reçues, par l'intermédiaire des moyens de démodulation et des moyens de multiplexage désignés par 10_a dans leur ensemble, à raison de 25 images par seconde, par la carte d'acquisition vidéo 10, qui les 10 transforme en des images numériques.
Grâce au multiplexage, il est possible de traiter les moyens de détection D 1, D2, D3 avec la même carte vidéo 10. Il est à noter que le nombre des moyens de détection traités par une même carte pourrait être supérieur à trois et, par exemple, être égal à huit.
Des moyens de stockage 11 des données numériques d'images â des instants successifs t, (t + 1), etc. sont prévus. Ces moyens de stockage 11 sont constitués par des moyens de mémoire du micro-ordinateur 9, notamment des moyens de mémoire vive internes 11~ et le disque dur l lb_ de l'ordinateur.
Des moyens de comparaison 12 entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs t et (t + 1) sont prévus. Les moyens de comparaison 12 sont formës par l'unité centrale de traitement 13 de l'ordinateur et un logiciel approprié stocké dans une zone de la mémoire vive interne 11 _a.
L'intervalle de temps Dt entre deux instants t et (t + 1) pris en considération est suffisant pour que dans le cas d'un mouvement normal d'un nageur, les différences entre les deux images successives traduisent un tel mouvement ; l' intervalle de temps Dt est cependant aussi réduit que possible pour qu'une alerte soit déclenchée sans retard en cas de situation suspecte. Cet intervalle Dt peut être de l'ordre de quelques dixièmes de seconde.
Les moyens de comparaison calculent, entre deux instants t et (t + 1), les différences entre deux matrices d'images successives issues, de la même caméra.

WO 97/18542 PC'd'/FR96/01789

13 Les moyens de comparaison permettent ainsi d'obtenir les zones de changement entre deux images des instants successifs, c'est--dire les zones de mouvement entre les deux instants considrs.

L'unit centrale de traitement 13 combine avec un logiciel appropri, constitue, en outre des moyens d' estimation de la nature d'un corps, dont l' image est obtenue (corps humain ou non), de la trajectoire et des changements d'attitude de ce corps. L'unit centrale 13 et le logiciel sont, en outre, prvus pour constituer des moyens de dcision propres dclencher une alarme en cas de trajectoire ou de mouvement suspects du corps observ.

Les logiciels permettant l' ordinateur 9 et son unit centrale 13 d'assurer les fonctions voques ci-dessus peuvent correspondre divers algorithmes.

Du fait que l'on connat la matrice de l'image initiale (piscine vide), on peut dnombrer et suivre individuellement les diffrentes formes se dplaant dans la piscine, captes par les moyens de dtection.

En utilisant le principe selon lequel la connaissance de la drive d'une fonction et de sa valeur initiale, permet de connatre la fonction, on peut identifier et suivre diverses formes, correspondant diffrents corps se dplaant dans la piscine, par exemple Fl , F2 ......

Fn.

On ralise une correction sur les formes suivies, notamment en matire de taille. En effet, on ne considre que des formes ayant au moins des dimensions correspondant celles d'un petit enfant. On peut ainsi carter des images d'objets in~tes, de petites dimensions, et viter des dclenchements d' alarme intempestifs.

On assure un suivi de l'volution de la trajectoire des diverses formes F1, F2 ....: Fn dans le repre de la piscine.
En cas de mouvement suspect, en particulier en cas d'un mouvement vertical de descente lent qui correspond une coule passive, ou en cas d' immobilit au fond de la piscine, ou encore en cas d' immobilit juste au dessous de' la surface libre de l'eau on met la forme correspondante Fi sous pralerte.

Le placement judicieux des moyens de détection Dl, D2, D3 par rapport au fond de la piscine assure un bon fonctionnement,

14 toute la piscine étant couverte par ces moyens de détection. Une forme suivie F1 .... Fn ne doit pouvoir disparaître idéalement que par "le haut" c'est-à-dire en sortant de la zone inférieure de la piscine en remontant, ou en sortant du bassin.
Si après un intervalle de temps prédéterminé, avantageusement d'environ 15 secondes, la forme suivie Fi n'a pas changé de comportement suspect, c'est-à-dire si l'immobilité au fond ou le mouvement vertical lent ou encore l' immobilité au voisinage de la surface s'est poursuivi pendant ces 15 secondes sans reprise d'une trajectoire non passive, l'alerte est déclenchée par l'ordinateur 9. Ce dernier compôrte avantageusement une carte 14 de télécommande propre à actionner divers moyens avertisseurs sonores ou visuels.
Par exemple, l'ordinateur peut déclencher un vibreur ou ronfleur 15, notamment porté à la ceinture d'un maître-nageur chargé
de la surveillance de la piscine. En outre, la zone de la piscine où s'est produit l'événement ayant déclenché l'alerte peut être signalée sur un écran à cristaux liquides, également porté par le maître-nageur, sous forme d'un code alphanumérique, de sorte que le maître-nageur peut intervenir rapidement au bon endroit.
On peut, en outre, prévoir que l'ordinateur 9, en cas d'alerte, coupe les vannes 16 d'évacuation d'eau de la piscine, pour supprimer tout effet d'aspiration au niveau des grilles d'évacuation d'eau situées dans le fond de la piscine. On peut en outre faire envoyer automatiquement une télécopie à un service médical d'urgence.
Enfin, le logiciel utilisé peut faire commander, par le micro-ordinateur 9, la mémorisation sur disque dur I' 1 b des images numérisées de l' incident.
Les exemples donnés ci-dessus ne sont pas limitatifs et d'autres moyens pour signaler l'alerte peuvent être utilisés.
En outre, les images de la zone où se déroule un mouvement suspect, y compris l' immobilisation au fond de la piscine d'un corps, sont affichés sur au moins un écran de contrôle E à la disposition des responsables de la surveillance.
Avec un tel système, il convient de détecter à coup sûr tous les cas de mouvement suspect susceptibles de conduire à une alerte, mais il faut également éviter des déclenchements intempestifs. Par exemple, une forme constituée par une zone plus grise dans le fond de . la piscine peut être simplement une ombre de taille suffisante créée brusquement par le soleil. Il convient d'éviter un déclenchement intempestif dans un tel cas.
S L'utilisation d'un ou plusieurs sonars, en particulier sonar actif à haute fréquence, dans les moyens de détection D 1, D2, D3, permet la levée d'un tel doute et, le cas échéant, un deuxième suivi des trajectoires des formes Fi selon la même séquence que celle évoquée à
propos de moyens de détection constitués essentiellement par des 10 caméras.
D'autres moyens de détection que des caméras vidéo pourraient être utilisés, par exemple des caméras thermiques.
La levée du doute sur une forme détectée pourrait être effectuée avec d'autres moyens qu'un sonar, par exemple avec un laser.
Quelle que soit la variante de réalisation adoptée, le système de surveillance de l' invention permet d' améliorer la sécurité
des piscines.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1 . Système de surveillance d' une piscine pour la prévention des noyades, caractérisé par le fait qu'il comprend:
- des moyen; de détection (Dl, D2, D3 ) comprenant au moins une caméra vidéo ayant un champs de vision, ladite caméra vidéo étant prévue sur une paroi de la piscine pour balayer au moins une fraction du volume d'eau de la piscine, ladite caméra vidéo étant adaptée pour donner, sous forme de signaux électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine, de sorte qu'aucun écho dû aux parois de la piscine n'est généré par ladite caméra vidéo;
- des moyens de numérisation (10) des signaux électriques obtenus par ladite caméra vidéo;
- des moyen; de stockage temporaire et permanent (lla, llb) des données numériques d'images à instants successifs;
- des moyens de comparaison (12, 13) entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs;
- des moyens d'estimation (12, 13) de la nature d'un corps, de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives; et - des moyens de décision (12, 13) propres à
déclencher des moyens d'alarme (15) en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.

2. Système de surveillance d'une piscine pour la prévention des noyades caractérisé par le fait qu'il comprend:

- des moyens de détection (D1, D2, D3) comprenant une pluralité de caméras vidéo, chacune d'entre elles ayant un cône d'observation dirigé selon une direction différente de celle des cônes d'observation des autres caméras vidéo, lesdites caméras vidéo étant réparties sur au moins une paroi de la piscine avec les cônes d'observation des différentes caméras vidéo qui se recouvrent, lesdites caméras vidéo étant adaptées pour donner, sous forme de signaux électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine, de sorte qu'aucun écho dû aux parois de la piscine n'est généré par lesdites caméras vidéo;
- des moyens de numérisation (10) des signaux électriques obtenus par lesdites caméras vidéo;
- des moyens de stockage temporaire et permanent (11a, 11b) des données numériques d'images à instants successifs;
- des moyens de comparaison (12, 13) entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs;
- des moyens d'estimation (12, 13) de la nature d'un corps, de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives; et des moyens de décision (12, 13) propres à
déclencher des moyens d'alarme (15) en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.

3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque moyen de détection (D1, D2, D3) comprend au moins une caméra vidéo (1,2), disposée dans un compartiment étanche (21).

4. Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le compartiment étanche (21) est destiné à être immergé et comporte deux caméras vidéo dont les champs d'observation coniques ont un angle d'ouverture d'environ 90° et dont les axes sont sensiblement orthogonaux dans un plan sensiblement horizontal.

5. Système selon l'une des revendications 1 à
4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de compression (10) des données numériques obtenues par les moyens de numérisation, et que les moyens de numérisation des images obtenues et de compression des données numériques sont constitués par une carte (10) de numérisation et de compression d'images vidéo placés dans un micro-ordinateur (9) en configuration "multimédia".

6. Système selon l'une des revendications 1 à
5, caractérisé par le fait que les moyens de détection (Dl, D2, D3) alimentent les moyens de numérisation (10) par l'intermédiaire de moyens de multiplexage (l0a).

7. Système selon l'une des revendications 1 à
6, caractérisé par le fait que les moyens de stockage (11a, 11b) des données numériques d'images à des instants successifs, les moyens de comparaison entre les images numérisées d'un même corps à des instants successifs, les moyens d'estimation de la trajectoire et des changements d'attitude d'un corps et les moyens de décision sont constitués par les composants d'un micro-ordinateur (9), notamment éléments de mémoire (11a, 11b) et unité centrale (12,13) de ce micro-ordinateur, dans lequel un logiciel approprié a été chargé pour lui permettre d'exécuter les opérations indiquées.

8. Système selon la revendication 7, carac-térisé par le fait que les moyens de comparaison (12,13) des images numérisées entre instants successifs sont propres à ne prendre en considération que des images, dont les dimensions correspondent au moins à celles d'un enfant, afin d'éliminer des alarmes intempestives pouvant être causées par des corps étrangers.

9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé par 1e fait que les moyens de comparaison (12,13) sont agencés pour isoler une forme et suivre sa trajectoire à des instants successifs.

10. Système selon l'une des revendications 7 à
9, caractérisé par le fait que les moyens d'estimation (12, 13) sont propres à déterminer, à partir des résultats des moyens de comparaison, le caractère lent d'un mouvement ou l'immobilité d'un corps humain dans la piscine.

11.Système selon l'une des revendications 7 à
10, caractérisé par le fait que les moyens de décision (12, 13) sont propres à déclencher une alarme si le caractère lent du mouvement ou la quasi-immobilité du corps dans la piscine se prolonge au-delà d'un temps déterminé, en particulier au-delà de 15 secondes.

12. Système selon l'une des revendications 7 à
9, caractérisé par le fait que les images qui ont servi aux analyses ayant conduit au déclenchement d'une alerte sont enregistrées sur le disque dur (11b) du micro-ordinateur (9) de manière à pouvoir être consultées à tout moment.

13. Système selon l'une des revendications 1 à
12, caractérisé par le fait qu'au moins un écran de contrôle (E) est accessible au personnel assurant la surveillance de la piscine, écran sur lequel sont affichées les images d'une zone considérée comme suspecte.

14. Système selon l'une des revendications 1 à
13, caractérisé par le fait que les moyens d'alarme comprennent un avertisseur (15) sonore ou visuel.

15. Système selon l'une des revendications 1 à
14, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'arrêt immédiat (16) du pompage et de la filtration de l'eau de la piscine en cas d'accident détecté, ce dispositif d'arrêt pouvant être commandé soit manuellement, soit automatiquement par le micro-ordinateur (9, 14).

16. Système selon l'une des revendications 1 à
15, caractérisé par le fait que les moyens de détection (D1, D2, D3) sont disposés chacun dans un compartiment étanche (21) dont une paroi est constituée d'un globe f (3) comportant des zones (1a, 2a) à travers lesquelles sont acquises les informations propres à donner les images des corps immergés dans l'eau de la piscine et dont une autre paroi (23) est traversée de façon étanche par des câbles (8a) pour transporter vers l'extérieur de la piscine les informations fournies par les moyens de détection (D1, D2, D3).

17. Système selon la revendication 16, carac-térisé par le fait que la paroi (23), qui est traversée par les câbles (8a), est équipée d'un premier raccord étanche démontable (24) relié à la première extrémité d'une gaine étanche (8) dont l'autre extrémité est reliée à un second raccord étanche (20) fixé sur le fond (7a) d'un boîtier (7), qui est destiné à traverser de façon étanche la paroi latérale (4) de la piscine.

18. Système selon la revendication 17, carac-térisé par le fait que l'intérieur du boîtier (7) est destiné à être en communication avec l'eau de la piscine et que la gaine étanche (8) est lovée dans le boîtier (7) de façon à avoir une longueur au moins égale à celle qui permet de sortir le compartiment (21) hors de l'eau de la piscine sans démontage du raccord étanche (20) fixé sur le fond (7a) du boîtier (7).

19. Piscine équipée du système selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisée par le fait que les moyens de détection (D1, D2, D3) sont disposés de manière que leurs champs de vision se recouvrent en partie pour ne laisser aucune zone morte et balayer pratiquement tout le volume de la piscine.

20. Système selon l'une des revendications 7 à
9, caractérisé par le fait que les moyens d'estimation (12, 13) sont propres à déterminer, â partir des résultats des moyens de comparaison, le caractère lent d'un mouvement et l'immobilité d'un corps humain dans la piscine.

21. Système selon l'une des revendications 1 à
12, caractérisé par le fait que les moyens d'alarme comprennent un avertisseur (15) sonore et visuel.

22. Système selon l'une des revendications 13 et 20, dans lequel l'avertisseur (15) est avec indication de la zone de la piscine dans laquelle un événement suspect se produit.

23. Système selon la revendication 2, dans lequel lesdites caméras vidéo sont fixes et sont réparties sur au moins trois parois de la piscine.