EP0188165A2 - Procédé et dispositif de protection de locaux contre l'intrusion - Google Patents

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EP0188165A2
EP0188165A2 EP85420226A EP85420226A EP0188165A2 EP 0188165 A2 EP0188165 A2 EP 0188165A2 EP 85420226 A EP85420226 A EP 85420226A EP 85420226 A EP85420226 A EP 85420226A EP 0188165 A2 EP0188165 A2 EP 0188165A2
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EP
European Patent Office
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signal
intercorrelation
echoes
acoustic
room
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EP85420226A
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German (de)
English (en)
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EP0188165A3 (en
EP0188165B1 (fr
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Bernard Allgeyer
Lionel Gaudriot
Alain Hellion
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Metravib SA
Original Assignee
Metravib SA
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Publication date
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Publication of EP0188165A3 publication Critical patent/EP0188165A3/fr
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/16—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/16—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid
    • G08B13/1609—Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using active vibration detection systems

Definitions

  • the subject of the present invention is a method of protecting premises against intrusion, according to which an acoustic signal is emitted inside a room to be monitored and the variations of the reflected acoustic signals are analyzed to detect an intrusion into the room. .
  • the invention also relates to a device for protecting premises against intrusion, comprising at least one transmitter of acoustic signals and at least one detector of reflected acoustic signals, arranged in the room to be protected, as well as a processing assembly. of signals to which are applied, on the one hand, the signals emitted by the transmitter and, on the other hand, the reflected signals picked up by the detector (s).
  • the known volumetric protection methods are generally based on the use of microwave radiation or sonic or ultrasonic acoustic waves.
  • microwave radiation makes it possible, using the Doppler effect, to detect displacements and to measure displacement speeds of objects or people in the field of the monitored area.
  • microwave radiation passes through the walls of the premises, which makes this type of detection unreliable in many circumstances where disturbing phenomena outside the premises to be protected risk being taken into account by the detection system.
  • the protection carried out using ultrasonic waves allows, by the same principle of the Doppler effect, to highlight movements within a space to be monitored.
  • movements made at certain speeds that are too fast or, on the contrary, too slow may not be detected, given the limits specific to the use of a detection.
  • an ultrasonic detection system is sensitive to acoustic phenomena caused, for example, by fluids circulating in pipes.
  • the ultrasonic waves have a short wavelength which promotes the triggering of false alarms by movements of small objects or animals.
  • the present invention thus aims to remedy the drawbacks of the aforementioned systems and, in particular, to allow rapid detection of intruders entering a room, while limiting the risk of false alarms due, for example, to the presence of small animals or extraneous noise.
  • a premises protection method characterized in that an acoustic wave is emitted consisting of trains of pulses modulated linearly in frequency in a band comprised between approximately 500 Hz and 5 kHz for a limited duration comprised between approximately 5 and 20 milliseconds with a recurrence period at least of the order of the reverberation time of the room to be protected, in that the acoustic signal reflected by the room is detected using at least one detector following the emission of each train of pulses, in that one performs for each train of pulses emitted, the intercorrelation of the reflected signal and the acoustic signal emitted, in that one analyzes the intercorrelation signals produced to count and identify the different echoes that they contain, in that one compares each intercorrelation signal analyzed with a pre-recorded reference signal corresponding to an intercorrelation carried out under reference conditions with the empty room, without the presence of intruders and in that an alarm or alarm device is
  • the acoustic waves emitted comprise pulse trains modulated linearly in frequency in a band comprised between approximately 1 kHz and 3 kHz for a duration comprised between approximately 10 and 15 milliseconds.
  • the detection of echoes of the reflected signal has, due to the intercorrelation with the transmitted signal, excellent immunity to external noise and a high signal-to-noise ratio.
  • a transmission signal constituted by a train of pulses linearly modulated in frequency, ensures a high spectral energy density and a short analysis time.
  • the frequency band used for the pulse train corresponds to wavelengths on the order of dimensions of the human body, which reduces false alarms due to small objects or animals and increases the chances of detection of 'an intruder.
  • the frequency band adopted exhibits good detection selectivity and the duration of the train of pulses which has been selected makes it possible to obtain good temporal compression of the signal.
  • the period of recurrence of the emission of the pulse trains is of the order of 1 to 3 seconds, that is to say is greater than the usual reverberation time of the premises to be protected, while allowing an analysis complete of the signals emitted and reflected between two successive emissions of pulse trains.
  • the theoretical primary and secondary echoes to be reflected by the walls of the room to be protected are determined beforehand, as a function of the location of the transmitter of the acoustic signal and of the detector (s). of acoustic signals reflected by the room and the recognized echoes corresponding to theoretical echoes are identified on the pre-recorded reference signal.
  • an alarm is suspended until 'taking into account a predetermined number, greater than two, of disappearances or attenuations of echoes not recognized with respect to the reference signal, for a predetermined number greater than two, of acquisitions of intercorrelation signals analyzed.
  • one proceeds, periodically, at time intervals much greater than the recurrence frequency, to the acquisition and recording of a new reference signal.
  • the faults due for echoes at a difference in value below a predetermined threshold, corresponding to a determined percentage of the amplitude of the considered echo of the reference signal are not taken into account for triggering d 'an alarm.
  • the time offset of each echo is measured between two or more successive analyzes and, in the event of an offset remaining substantially stable, information corresponding to a change in the physical characteristics of the atmosphere of the room to be protected.
  • a specific non-operation alarm is triggered in the event of the disappearance or appearance of echoes in numbers greater than a predetermined value, for one or more acquisitions of intercorrelation signals analyzed.
  • the subject of the invention is also a protection device of the type defined at the head of the description, characterized in that the acoustic signal transmitter comprises a generator of pulse trains modulated linearly in frequency and an omnidirectional loudspeaker for broadcasting in the room, said pulse trains, in that the acoustic signal detector comprises at least one microphone and means for conditioning the signals received by the microphone and in that the signal processing assembly comprises intercorrelation means acoustic signals emitted by the transmitter and received by the detector to provide an intercorrelation signal, means for analyzing the envelope of the intercorrelation signal and recognizing echoes, means for comparing the signal of intercorrelation and a reference signal having a predetermined number of characteristic echoes the room to be protected and the means for counting and locating echoes that have appeared or disappeared in the intercorrelation signal and in that means for triggering an alarm are controlled by said means for counting and locating echoes that have disappeared or have appeared, according to a programmed decision logic strategy.
  • the signal processing assembly comprises means for sampling the acoustic signals emitted by the transmitter and received by the detector and means for intercorrelation of the acoustic signals emitted and received sampled to supply said signal intercorrelation.
  • pre-alarm means are interposed between the means for counting and locating missing or appeared echoes so as to control the triggering means only in the event of repeated recognition of disappearances or appearances of echoes according to a programmed sequential logic.
  • the protection device comprises several acoustic signal detectors distributed in the room to be protected and each connected to the signal processing assembly which includes means for summing the signals received by the different detectors, means for sampling the acoustic signals emitted by the transmitter and the summed signals received by the different detectors, means for intercorrelation of the sampled transmitted signals and the summed and sampled reception signals corresponding to all of the different detectors to provide for the set of detectors an intercorrelation signal, means for analyzing the envelope of the intercorrelation signal and recognizing echoes, means for comparing the intercorrelation signal of all the various detectors and a reference signal also corresponding to all of the various detectors and having a predetermined number of characteristic echoes stics of the room to be protected and of the means of counting and locating echoes that have appeared or disappeared in the intercorrelation signal corresponding to all the detectors.
  • the transmitter and the detectors are arranged so that at least the acoustic rays linked to the theoretical primary and secondary echoes reflected by the walls of the room to be protected constitute a well-distributed beam in the directions that an intruder is likely to intercept. These rays must, in particular, have an angle between them greater than about 15 °.
  • FIG. 1 an example of a room having the shape of a six-sided parallelepiped: a front face 1, a rear face 3, two lateral faces 2 and 4, a lower face 6 and an upper face 5.
  • an acoustic signal transmitter 10 is arranged, constituted for example by an omnidirectional loudspeaker and two acoustic signal receivers D 1 , D 2 constituted by microphones.
  • the location of the transmitter 10 and the receivers D 1 , D 21 as well as their number, depend on the particular characteristics of the room to be protected. Knowing the geometrical configuration of the room to be protected, it is possible to determine by calculation the different theoretical paths of the sound waves from the transmitter to the different receivers, after primary and secondary reflections on the different walls of the room.
  • FIGS. 2 to 4 different theoretical paths of sound waves from a sound source 10 to a receiver D 1 taking into account primary and secondary reflections on the different walls of the room.
  • the secondary reflections we do not take into account those which correspond to rays that are not presumed to be cut by an intruder and those with the longest routes, if the length, width and height of the volume are not too different.
  • the sound wave paths in the case of figs. 2 to 4, were established by way of example for a room of length 8.38 m, width 3.93 m and height 2.70 m, with, for the sound source, the first sensor D 1 and the second sensor D 2 , the following coordinates in the reference frame Ox, y, z, represented in FIG. 1:
  • a primary echo on side 4 will be designated by 4-4 and a secondary echo on sides 5 and 1 will be designated by 5-1.
  • the method of protecting premises against intrusion is, according to the invention, essentially, on the analysis of the modifications of the sound echoes recorded by the detectors D ,, D 2 for the same emission signal. This is the reason why the transmitter 10 and the detectors D ,, D 2 , must be positioned inside the room, so that there is a minimum of overlapping echoes, that is to say that is, there is a minimum of sound waves whose path has a similar length. Furthermore, it is advantageous for the paths of the emitted and reflected acoustic waves to have an angle of between approximately 15 and 30 °.
  • the number of detectors must also be adapted to the room, so that there is a minimum of gray areas in which an intruder would not cut the path of a sound wave. With a number of detectors between two and four, it is possible to envisage good detection security in most cases.
  • the detection of the presence of an intruder in a room is thus done by analysis of the echoes of an acoustic signal. From a sound wave sent into a room by a transmitter 10, we control the echoes returned by the walls 1 to 6 and picked up by detectors D 1 , D 2 . These echoes are modified if there is presence of an intruder. Thanks to the recognition of a certain number of echoes, corresponding to theoretical echoes due to primary and secondary reflections on the walls of the room, it is possible to locate an intruder and follow its movement inside the room.
  • the analysis of the echoes returned by the walls can, in fact, be done fairly quickly compared to the normal speed of progression of an individual in an unknown place, that is to say in a time that can range from around 1 to 3 seconds. There is thus, at the end of each analysis, that is to say for example every second, the result of the diagnosis characterizing the state of the room.
  • the acoustic wave emitted by the transmitter 10 is constituted by trains of pulses modulated linearly in frequency in a band B between, approximately, 500 Hz and 5 kHz, during a limited duration T of between approximately 5 and 20 ms, with a recurrence period at least of the order of the reverberation time of the room to be protected.
  • the frequency band B of the pulse train is preferably between approximately 1 and 3 kHz, to achieve the desired resolution linked to the temporal separation of the echoes, and the duration T of the pulse train is preferably between 10 and 15 ms.
  • the product B x T be much greater than 1, in order to achieve, by treatment, a satisfactory signal / noise ratio in realistic acoustic atmospheres.
  • FIG. 5 the form of the signal S transmitted.
  • This signal has a high energy spectral density and allows a short analysis time, given its limited duration.
  • the frequency band chosen is adapted, by the acoustic wavelength corresponding to the detection of human intruders, while avoiding false alarms which would be due to intruders of small dimensions, such as small animals.
  • the form of the signal received by a detector D 1 or D 2 is shown in FIG. 6.
  • this signal S ' is naturally delayed in time with respect to the transmitted signal S and comprises a certain number of points corresponding to echoes on the various sides of the room.
  • the echoes are more or less attenuated and offset in time, depending on the length of the sound wave path.
  • the duration of the signal received S ′ is taken into account voluntarily, for example to a duration of the order of 40 to 100 ms and, preferably, close to 50 ms, in order to eliminate the echoes too delayed in time and too attenuated corresponding, for example, to tertiary or higher order reflections in the room.
  • the period of recurrence of the pulse trains of signal S is advantageously of the order of 1 to 3 s. Such a value is, in general, greater than the reverberation time of the room and reserves sufficient time for the analysis of the signals transmitted S and received S '.
  • the detection of echoes in the received signal is done by intercorrelation of the received signal with the transmitted signal.
  • intercorrelation signal G SS ' is shown in FIG. 7, the form of an intercorrelation signal G SS ' , produced by intercorrelation of the signals S and S' and highlighting the echoes E .. i
  • the intercorrelation signal G SS thus corresponds, for the various echoes E i spread over time, to a series of autocorrelation functions of width ⁇ 1 B which defines the spatial resolution of the detection.
  • ⁇ 1 B which defines the spatial resolution of the detection.
  • B 2 kHz
  • 1 B 0.5 ms and the spatial resolution is then approximately 17 cm.
  • the cross-correlation signal is sampled.
  • the signal G SS can thus be scanned on, for example, 512 points sampled at 10 kHz. This corresponds to a sequence of echoes with a duration of 51.2 ms and makes it possible to monitor a sphere of 9 m radius centered on the emitter of sound signals 10.
  • other numerical values can be chosen, in order to adapt the protection to the dimensions of the room to be monitored.
  • each intercorrelation signal obtained is compared with a reference signal which has itself been formed by an "empty" intercorrelation. ", that is to say in the room without the presence of the intruder and results from the intercorrelation carried out under the reference conditions between a basic signal emitted S and a signal received S 'by the detector (s) D 1 , D 2 .
  • the reference signal is processed in such a way that each echo it contains is recognized and, for some, that the rays which carry them are identified.
  • the result of this processing which consists of a time sequence, is stored in memory and will be used later for comparison with the intercorrelation signals produced when the monitoring device is in action.
  • Figs. 8a and 8b represent, for the sensors D and D 2 of FIG. 1, the distribution over time of the different theoretical echoes that each of these sensors must receive for a predetermined period after primary and secondary reflections on the various faces of the room to be protected.
  • the different theoretical echoes E i some of which overlap, have been identified by the numbers of the planes on which the reflections leading to the formation of an echo have occurred.
  • fig. 9 represents the envelope b of the intercorrelation function developed from the signal emitted by the transmitter 10 and the signal received by a detector D 1 under the reference conditions, without the presence of an intruder.
  • This envelope b in combination with the information relating to the theoretical echoes E.
  • the reference signal S R of FIG. 9 thus includes, by way of example, 9 recognized theoretical echoes E iR identified by the numbers of the reflective planes 5-5, 1-1, 6-6, 5-1, 1-2, 6-3, 2- 3, 4-4, 5-4.
  • the reference signal includes ten other unrecognized echoes, that is to say exceeding the predetermined energy threshold a, but whose delays do not correspond exactly to those of theoretical echoes.
  • These echoes, present in the reference signal S R , but not identifiable by a theoretical echo, are simply designated by the indices 0-0.
  • the echoes present in the reference signal can correspond, for example, to reflections on furniture or other objects present in the room to be monitored and which are therefore possibly liable to change over time, when, for example, an object is moved, while the theoretical echoes identified, which are due to reflections on the walls of the room, must, in principle, remain immutable.
  • the reference signal is recorded in a memory, in order to be able to be used as a basis for a comparison with the intercorrelation signals which will then be produced periodically.
  • Fig. 10 shows such a cross-correlation function envelope of a transmitted signal and a received signal which manifests the presence of an intruder.
  • the envelope of the intercorrelation function d of FIG. 10 is treated in combination with the sequence c of theoretical echoes E ..
  • the envelope d of the signal of FIG. 10 is treated in combination with the sequence c of theoretical echoes E ..
  • an echo is considered to have disappeared if its attenuation relative to the corresponding echo of the reference signal is greater in percentage than a predetermined value compared to the echo of the signal of reference.
  • the faults correspond to recognized or unrecognized echoes.
  • the triggering of the alarm takes place very quickly, for example after two faults appearing in M acquisitions, provided that the echoes corresponding to these faults are many echoes recognized E iR identical or located in the same detection zone.
  • the alarm is triggered only after N faults appearing in M acquisitions, the number N being greater than 2.
  • a test is also carried out, with the aim of determining whether the number of echoes that have appeared or disappeared is not greater to a predetermined value corresponding, for example, to more than half of the echoes present in the reference signal S R.
  • time intervals much higher than the frequency of repetition of pulse train emission, for example every quarter of an hour, are carried out periodically. recording of a refreshed reference signal S R.
  • the protection system remains sensitive to rapid changes in the conditions of sound transmission in the room to be monitored, and this can help to ensure monitoring that is complementary to that of the intrusion, for example monitoring aimed at detecting a sudden rise in temperature and, by that, which could make it possible to issue an alarm in the event of a fire.
  • the protection device essentially comprises a transmitter 10 of acoustic signals and an assembly 20 for detecting reflected acoustic signals.
  • the signal transmitter 10 comprises one or more loudspeakers 11, suitably placed to insonate all the areas to be protected, taking into account the shape of the premises and of the objects, furniture, equipment, storage placed there.
  • the detection device 20 comprises a sensor assembly 21 consisting of one or more microphones distributed along the various paths of direct and reflected acoustic rays which one chooses to consider, using the mentioned mobilization, to ensure the density surveillance system according to the described procedure for comparing the echoes collected.
  • a signal processing assembly 30 receives the signals transmitted by the transmitter (s) 10 (line 33), as well as the signals delivered by the detectors 21 (line 34). It will be noted that the different signals delivered by several sensors 21, in response to the emission of an acoustic signal by the loudspeakers I1, can be processed globally by the processing assembly 30. In this case, the reference signal is itself established by taking into account the analog sum of the signals delivered by the various microphones 21.
  • the signal processing assembly 30 furthermore controls, via line 35, the timing of the transmission of the various pulse trains by the transmitter 10.
  • An alarm device 40 is triggered by the assembly 30 signal processing via line 36.
  • the signal processing assembly 30 comprises a stage 31 which constitutes an interface for acquiring data and digitizing the information received by lines 33 and 34.
  • the signals delivered by the sensors 21 are applied to the interface 31 after amplification in amplifiers 22 and sounding in a buzzer 23.
  • Line 33 provides the reference signal of the transmitter.
  • the digital signals from the interface 31 are processed by a microprocessor 32.
  • the microprocessor 32 sends on line 35 a reset signal from a binary counter 121 whose output is connected to a digital analog converter 122 which transforms the digital information from the binary counter 121 into a voltage which increases linearly as a function of time.
  • a voltage-frequency converter 123 is mounted at the output of the digital-analog converter 122 to transform the voltage signal into a sinusoidal signal of linearly variable frequency, like the input voltage, as a function of time.
  • An analog switch 124 is interposed between the voltage-frequency converter 123 and the amplifier 125.
  • the analog switch 124 cuts the signal emitted by the voltage-frequency converter after a predetermined duration T defined by a time-out circuit 126 connected to the binary counter 121.
  • the circuit 126 in fact ensures the adjustment of the duration of the pulse train T and of the recurrence period T R of the different pulse trains.
  • the analog switch 124 is thus closed as soon as the counter 121 is reset to zero, then is opened after a predetermined duration T and, finally, is closed again after the recurrence time T R corresponding to a new reset of the counter 121.
  • the binary counter 121 is controlled by a pilot clock 127, itself connected to a circuit 128 for adjusting the frequency band B.
  • the circuit 128 regulates the frequency band B by its action on the pilot clock 127 and therefore on the counting speed of the binary counter 121.
  • the frequency modulated pulse trains present at the output of the analog switch 124 are applied, on the one hand, to the processing circuit 30 by the line 33 and, on the other hand share, to speaker II via an amplifier 125.
  • the microprocessor 32 ensures by line 35 the control of the recurrence frequency T R between the different pulse trains emitted by the circuit 12 for developing frequency modulated pulse trains. This allows a relatively short recurrence time, for example of the order of 1 second. However, with recurrence periods corresponding to longer time intervals between two successive pulse trains, one could also, conversely, provide for control of the signal processing assembly 30 by the circuit 12 of pulse train emission.
  • a first acquisition phase comprising modules 201 and 202.
  • the module 201 corresponds to a waiting phase during which the acquisition, in synchronism with the operation of the transmitter, of information relating to a train of transmission signals transmitted on line 33 and to the echo signals received on line 34.
  • the module 202 corresponds to the reading of the digital tables of the signals transmitted and received after the phase of conversion into digital form carried out by l 'interface 31.
  • the module 203 corresponds to the phase of intercorrelation of the digital signals transmitted and received for each train of pulses transmitted by the transmitter 10. This intercorrelation can be carried out in the frequency domain, by FOURIER transform, then by return to the time domain.
  • the module 204 corresponds to the initialization of the phases of intrusion detection. Variables and simulated data are taken into account which correspond, in particular, to the recording of theoretical echoes E i specific to the room to be monitored.
  • a vacuum intercorrelation signal is used, that is to say from a transmitted signal and received signals corresponding to a room, considered to be in reference conditions. , the detection of different echoes, the recognition of E iR echoes corresponding to recognized theoretical echoes and the recording in memory of this information.
  • the module 206 corresponds, on the contrary, to a control phase by viewing the reference signal and comparing it with the envelope of the intercorrelation signal produced during an active monitoring phase. This phase is useful for pre-setting and checking the operation of the system.
  • the module 207 corresponds to an active monitoring phase during which a comparison of the intercorrelation signal and the reference signal recorded in memory is carried out. The counting and the tracking of the echoes appeared and disappeared is carried out automatically during this phase. The echoes are divided into theoretical echoes recognized E iR and unrecognized echoes E i0 .
  • the modules 208 and 209 correspond to a pre-alarm phase.
  • the module 208 corresponds to a test making it possible to determine for each acquisition of a new cross-correlation signal if anomalies have been detected with respect to the reference signal. In the case where no anomaly is detected, a return is made to the initial phase of acquisition of new signals at the level of the module 201. In the case where an anomaly is detected at the level of the test 208, a prealarm in module 209, then return to an acquisition phase.
  • the modules 210 to 217 correspond to additional tests leading to alarms after a predetermined number of pre-alarms recorded at the level of the module 209.
  • the module 210 corresponds to a test to determine whether recognized echoes E iR have disappeared or not. If this test indicates that recognized echoes have not disappeared, this means that the previous prealarm corresponds to a unrecognized step.
  • a test is then carried out on the unrecognized echoes at the level of the module 216 which counts the various recorded pre-alarms, relating to the appearance or disappearance of unrecognized echoes.
  • the module 217 triggers an alarm after a predetermined number N of pre-alarms counted by the module 216.
  • the module 210 test indicates that the pre-alarm recorded is due to the disappearance of a recognized echo, it is proceeded, at the level of the module 211, to the identification of the recognized echoes which have disappeared and an activation is carried out memory of the result at the level of module 211.
  • the tests carried out at the level of module 211 make it possible to carry out topological monitoring of the intruder and thus to operate a logical confirmation of the diagnosis.
  • the disappearance of the same recognized echo or of a echo recognized topologically close it can be triggered at the level of the module 213 an alarm from this sequence which constitutes a confirmation of the diagnosis of presence of an intruder and continuity of its trajectory in the room.
  • a pre-alarm message is recorded at the level of the module 212 and an alarm can then be triggered upon detection of at least a third pre-alarm at the level of the module 209.
  • the logical structure of development of the alarm signal is thus programmable in the microprocessor according to a logic mode adapted to the topology of the room and to the general monitoring strategy that is applied to it.
  • the modules 214 and 215 correspond to specific tests on the number of different echoes that have disappeared. Thus, at the level of the module 214, the detection of a disappearance of at least more than half of the echoes is interpreted as a malfunction of the monitoring system and an alarm is automatically triggered immediately. At module 215, an test to determine whether the disappeared echoes are systematically shifted on the time scale by a value greater than a predetermined value.
  • the decision process for triggering an alarm is as follows: for each pulse train emitted by the sound source 10, a feedback signal is received which reflects the configuration of the room to be monitored. Due to the intercorrelation carried out on the transmitted signal and the received signals, there is a very strong elimination of the spurious signals and therefore a self-recognition of the received signals which always constitute echoes of the transmitted signal. A simple comparison of the different intercorrelation signals produced successively from the different pulse trains emitted and the different echo signals received, makes it possible to detect a modification of the echoes and therefore to induce a presumption of intrusion. However, to minimize the risk of a false alarm, a strategy for confirming this presumption is implemented in the system as follows.
  • a simulation is used to determine the sound paths of the least attenuated echoes due to primary and secondary reflections. on the different walls and fixed obstacles of the room.
  • Such a simulation of the echo sound paths then makes it possible to establish, taking into account the length of the sound paths, a series of theoretical echoes distributed over the time scale and which can be identified each by the reflective plane or planes to which they are due.
  • the recognition of the planes and the sound rays defining the conditions of spatial and temporal reception of the echoes (fig. 2 to 4 and fig. 8a, 8b) makes it possible to define a comparison matrix gathering information relating to the determined theoretical echoes.
  • the alarm may be triggered as soon as the second finding of the same fault or of a fault due to an echo recognized topologically close to the echo which caused the detection of a first fault.
  • identifiable echoes because corresponding to theoretical echoes, makes it possible to trace the route followed by an intruder within the premises and therefore to confirm the diagnosis of intrusion, which greatly increases the safety of the system.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Des signaux acoustiques sous la forme de trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence sont émis par un émetteur (10) dans le local à protéger. Les signaux acoustiques reçus par au moins un détecteur (20) sont appliqués à des circuits de traitement (30) qui comprennent des moyens d'intercorrélation des signaux émis par l'émetteur et reçus par le détecteur par fournir un signal d'intercorrélation, des moyens d'analyse de l'enveloppe du signal d'intercorrélation et de reconnaissance des échos, des moyens de comparaison du signal d'intercorrélation et d'un signal de référence présentant un nombre prédéterminé d'échos caractéristiques du local à protéger et des moyens de comptage et repérage des échos apparus ou disparus dans le signal d'intercorrélation, qui permettent le déclenchement d'une alarme (40) selon une stratégie de logique décisionnelle programmée.

Description

  • La présente invention a pour objet un procédé de protection de locaux contre l'intrusion, selon lequel on émet un signal acoustique à l'intérieur d'un local à surveiller et on analyse les variations des signaux acoustiques réfléchis pour détecter une intrusion dans le local.
  • L'invention concerne, également, un dispositif de protection de locaux contre l'intrusion, comprenant au moins un émetteur de signaux acoustiques et au moins un détecteur de signaux acoustiques réfléchis, disposés dans le local à protéger, ainsi qu'un ensemble de traitement de signaux auquel sont appliqués, d'une part, les signaux émis par l'émetteur et, d'autre part, les signaux réfléchis captés par le ou les détecteurs.
  • On connaît de nombreux procédés de protection de locaux contre l'intrusion faisant appel à divers types de détection et, notamment, à des types de détection dits volumétriques, c'est-à-dire destinés, non pas simplement à former une barrière de protection, mais à surveiller l'ensemble d'un volume, par exemple tout l'espace compris à l'intérieur d'un local.
  • Les procédés de protection volumétriques connus sont, généralement, basés sur l'utilisation de rayonnements hyperfréquences ou d'ondes acoustiques soniques ou ultra-sonores.
  • L'otilisation de rayonnements hyperfréquences permet, en utilisant l'effet Doppler, de détecter des déplacements et de mesurer des vitesses de deplacement d'objets ou de personnes dans le champ de la zone surveillée. Toutefois, les rayonnements hyperfréquences traversent les parois des locaux, ce qui rend ce type de détection peu fiable dans de nombreuses circonstances où des phénomènes perturbateurs extérieurs au local à protéger risquent d'être pris en compte par le système de détection.
  • La protection réalisée à l'aide d'ondes ultrasonores permet, par le même principe de l'effet Doppler, de mettre en évidence des mouvements à l'intérieur d'un espace à surveiller. Toutefois, comme dans le cas des procédés de protection du type à hyperfréquences, des mouvements effectués à certaihes vitesses trop rapides ou, au contraire, trop lentes, peuvent ne pas être détectés, compte tenu des limites propres à l'utilisation d'une détection basée sur l'effet Doppler. Par ailleurs, un système de détection à ultrasons est sensible aux phénomènes acoustiques provoqués, par exemple, par des fluides circulant dans des tuyauteries. Enfin, les ondes ultrasonores présentent une faible longueur d'onde qui favorise le déclenchement de fausses alarmes par des mouvements d'objets ou animaux de petite taille.
  • On a, également, proposé d'utiliser un champ acoustique avec des fréquences situées dans la gamme des infrasons, par exemple de l'ordre de quelques hertz. Toutefois, ce type de protection présente, également, des inconvénients et, notamment, se prête mal à un traitement rapide des signaux, compte tenu de la gamme de fréquences utilisée. Ce type de protection s'avère ainsi peu adapté à la réalisation d'un système de protection efficace capable de réagir rapidement, tout en limitant les risques de fausses alarmes.
  • La présente invention a ainsi pour objet de remédier aux inconvénients des systèmes précités et, notamment, de permettre la détection rapide d'intrus pénétrant dans un local, tout en limitant les risques de fausses alarmes dues, par exemple, à la présence de petits animaux ou à des bruits parasites.
  • Ces buts sont atteints grâce à un procédé de protection de locaux caractérisé en ce que l'on émet une onde acoustique constituée par des trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence dans une bande comprise entre environ 500 Hz et 5 kHz pendant une durée limitée comprise entre environ 5 et 20 millisecondes avec une période de récurrence au moins de l'ordre du temps de réverbération du local à protéger, en ce que l'on détecte à l'aide d'au moins un détecteur le signal acoustique réfléchi par le local à la suite de l'émission de chaque train d'impulsions, en ce que l'on effectue pour chaque train d'impulsions émis l'intercorrélation du signal réfléchi et du signal acoustique émis, en ce que l'on analyse les signaux d'intercorrélation produits pour dénombrer et identifier les différents échos qu'ils contiennent, en ce que l'on compare chaque signal d'intercorrélation analysé avec un signal de référence prê- enregistré correspondant à une intercorrélation réalisée dans des conditions de référence avec le local vide, sans présence d'intrus et en ce que l'on déclenche un organe d'alarme ou de surveillance en cas de constatation de modification des échos d'un signal d'intercorrélation par rapport au signal de référence pré-enregistré.
  • De préférence, les ondes acoustiques émises comprennent des trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence dans une bande comprise entre environ 1 kHz et 3 kHz pendant une durée comprise entre environ 10 et 15 millisecondes.
  • La détection des échos du signal réfléchi présente, du fait de l'intercorrélation avec le signal émis, une excellente immunité par rapport aux bruits extérieurs et un rapport signalbruit élevé.
  • L'utilisation d'un signal d'émission, constitué par un train d'impulsions modulées linéairement en fréquence, assure une densité spectrale d'énergie élevée et une durée d'analyse courte.
  • La bande de fréquences utilisée pour le train d'impulsions correspond à des longueurs d'ondes de l'ordre des dimensions du corps humain, ce qui réduit les fausses alarmes dues à des objets ou animaux de petites dimensions et augmente les chances de détection d'un intrus.
  • De plus, la bande de fréquences adoptée présente une bonne sélectivité de détection et la durée du train d'impulsions qui a été retenue permet d'obtenir une bonne compression temporelle du signal.
  • Avantageusement, la période de récurrence de l'émission des trains d'impulsions est de l'ordre de 1 à 3 secondes, c'est-à-dire est supérieure au temps de réverbération habituel des locaux à protéger, tout en permettant une analyse complète des signaux émis et réfléchis entre deux émissions successives de trains d'impulsions.
  • Selon une caractéristique particulière du procédé selon l'invention, on détermine au préalable les échos primaires et secondaires théoriques devant être réfléchis par les parois du local à protéger, en fonction de l'emplacement de l'émetteur du signal acoustique et du ou des détecteurs de signaux acoustiques réfléchis par le local et on identifie sur le signal de référence pré-enregistré les échos reconnus correspondant à des échos théoriques.
  • Afin d'augmenter la fiabilité du procédé, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait apparaître un écho nouveau, il est sursis au déclenchement d'une alarme jusqu'à l'apparition d'un nombre prédéterminé supérieur à 2, de détections d'échos représentatifs de défauts par rapport au signal de référence, pour un nombre prédéterminé supérieur à 2 d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
  • De même, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait ressortir la disparition ou l'atténuation d'un écho non reconnu ne correspondant pas à un écho théorique, il est sursis au déclenchement d'une alarme jusqu'à la prise en compte d'un nombre prédéterminé, supérieur à deux, de disparitions ou atténuations d'échos non reconnus par rapport au signal de référence, pour un nombre prédéterminé supérieur à deux, d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
  • En revanche, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait ressortir la disparition ou l'atténuation d'un écho reconnu correspondant à un écho théorique, il est procédé au déclenchement d'une alarme des la constatation d'une deuxième disparition ou atténuation d'écho reconnu identique ou voisine pour un nombre prédéterminé supérieur à deux d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
  • Avantageusement, on procède, de façon périodique, à des intervalles de temps très supérieurs à la fréquence de récurrence, à l'acquisition et à l'enregistrement d'un nouveau signal de référence.
  • Selon une caractéristique particulière du procédé, lors de la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence, les défauts dûs pour les échos à une différence de valeur inférieure à un seuil prédéterminé, correspondant à un pourcentage déterminé de l'amplitude de l'écho considéré du signal de référence, ne sont pas pris en compte pour le déclenchement d'une alarme.
  • Selon une application particulière du procédé selon l'invention, applicable, notamment, à une protection contre l'incendie, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait apparaître à la fois une disparition d'écho et une apparition d'écho correspondant à un décalage en temps, on procède à une mesure du décalage temporel de chaque écho entre deux ou plusieurs analyses successives et, en cas de décalage demeurant sensiblement stable, on délivre une information correspondant à un changement des caractéristiques physiques de l'atmosphère du local à protéger.
  • Afin de prévenir les défaillances du système de protection ou des tentatives de destruction de celui-ci, on déclenche une alarme spécifique de non fonctionnement en cas de constatation de disparitions ou apparitions d'échos en nombre supérieur à une valeur prédéterminée, pour une ou plusieurs acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
  • L'invention a encore pour objet un dispositif de protection du type défini en tête de la description, caractérisé en ce que l'émetteur de signaux acoustiques comprend un générateur de trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence et un haut-parleur omnidirectionnel pour diffuser dans le local lesdits trains d'impulsions, en ce que le détecteur de signaux acoustiques comprend au moins un microphone et des moyens de conditionnement des signaux reçus par le microphone et en ce que l'ensemble de traitement des signaux comprend des moyens d'intercorrélation des signaux acoustiques émis par l'émetteur et reçus par le détecteur pour fournir un signal d'intercorrélation, des moyens d'analyse de l'enveloppe du signal d'intercorrélation et de reconnaissance d'échos, des moyens de comparaison du signal d'intercorrélation et d'un signal de référence présentant un nombre prédéterminé d'échos caractéristiques du local à protéger et des moyens de comptage et repérage des échos apparus ou disparus dans le signal d'intercorrélation et en ce que des moyens de déclenchement d'une alarme sont commandés par lesdits moyens de comptage et repérage d'échos disparus ou apparus, selon une stratégie de logique décisionnelle programmée.
  • Selon un mode de réalisation particulier, l'ensemble de traitement des signaux comprend des moyens d'échantillonnage des signaux acoustiques émis par l'émetteur et reçus par le détecteur et des moyens d'intercorrélation des signaux acoustiques émis et reçus échantillonnés pour fournir ledit signal d'intercorrélation.
  • Avantageusement, des moyens de pré-alarme sont interposés entre les moyens de comptage et repérage d'échos disparus ou apparus pour ne commander les moyens de déclenchement qu'en cas de reconnaissances répétées de disparitions ou apparitions d'échos selon une logique séquentielle programmée.
  • Selon un mode de réalisation possible, le dispositif de protection comprend plusieurs détecteurs de signaux acoustiques répartis dans le local à protéger et connectés chacun à l'ensemble de traitement des signaux qui comprend des moyens de sommation des signaux reçus par les différents détecteurs, des moyens d'échantillonnage des signaux acoustiques émis par l'émetteur et des signaux sommés reçus par les différents détecteurs, des moyens d'intercorrélation des signaux émis échantillonnés et des signaux de réception sommés et échantillonnés correspondant à l'ensemble des différents détecteurs pour fournir pour l'ensemble des détecteurs un signal d'intercorrélation, des moyens d'analyse de l'enveloppe du signal d'intercorrélation et de reconnaissance d'échos, des moyens de comparaison du signal d'intercorrélation de l'ensemble des divers détecteurs et d'un signal de référence correspondant également à l'ensemble des divers détecteurs et présentant un nombre prédéterminé d'échos caractéristiques du local à protéger et des moyens de comptage et repérage des échos apparus ou disparus dans le signal d'intercorrélation correspondant à l'ensemble des détecteurs.
  • D'une façon générale, l'émetteur et les détecteurs sont disposés de telle sorte que au moins les rayons acoustiques liés aux échos primaires et secondaires théoriques réfléchis par les parois du local à protéger constituent un faisceau bien réparti selon les directions que sont susceptibles d'intercepter un intrus. Ces rayons doivent, en particulier, présenter entre eux un angle supérieur à environ 15°.
  • Avantageusement, plusieurs émetteurs excités en parallèle par le même signal sont concurremment mis en oeuvre en divers points d'un même local de grande dimension et/ou de forme complexe, ou de forme simple mais rempli d'objets constituant des obstacles donnant à l'espace vide une forme elle-même complexe, de façon à insonifier, simultanément, tous les volumes dans lesquels peut se déplacer un intrus.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un mode particulier de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • - la fig. 1 représente une vue en perspective d'un local dans lequel on a installé un émetteur et deux récepteurs d'un dispositif de protection contre l'intrusion selon l'invention,
    • - les fig. 2 à 4 représentent, respectivement, des vues de dessus, de face et de côté du local de la fig. 1, avec l'indication des rayons émis par l'émetteur et reçus par un récepteur après réflexion sur les parois du local,
    • - la fig. 5 montre la forme d'un signal émis par l'émetteur,
    • - la fig. 6 montre la forme d'un signal reçu par un récepteur,
    • - la fig. 7 montre la forme d'un signal d'intercorrélation entre un signal émis et un signal reçu,
    • - les fig. 8a et 8b montrent, selon un diagramme temporel, les différents échos théoriques susceptibles d'être reçus par chacun des récepteurs de la fig. 1 après émission d'un signal par l'émetteur,
    • - la fig. 9 montre un signal de référence, constitué par l'enveloppe de la fonction d'intercorrélation d'un signal émis par l'émetteur et d'un signal reçu par un récepteur, dans des conditions normales sans présence d'intrus,
    • - la fig. 10 montre un signal d'identification d'intrusion, constitué par l'enveloppe de la fonction d'intercorrélation d'un signal émis par l'émetteur et d'un signal reçu par un récepteur en présence d'un intrus,
    • - la fig. Il représente le schéma bloc d'un dispositif de protection selon l'invention et,
    • - la fig. 12 représente le schéma synoptique du traitement des signaux effectué dans le dispositif de protection selon l'invention.
  • Afin de faciliter la description du procédé et du dispositif de protection de locaux selon l'invention, on a représenté sur la fig. 1 un exemple de local présentant la forme d'un parallélépipède à six faces : une face frontale 1, une face arrière 3, deux faces latérales 2 et 4, une face inférieure 6 et une face supérieure 5.
  • On a disposé, à l'intérieur du local 7, un émetteur 10 de signal acoustique, constitué par exemple par un haut-parleur omnidirectionnel et deux récepteurs de signaux acoustiques D1, D2 constitués par des microphones.
  • La localisation de l'émetteur 10 et des récepteurs D1, D21 ainsi que leur nombre, sont fonction des caractéristiques particulières du local à protéger. Connaissant la configuration géométrique du local à protéger, il est possible de déterminer par le calcul les différents trajets théoriques des ondes sonores de l'émetteur vers les différents récepteurs, après réflexions primaires et secondaires sur les différentes parois du local.
  • A titre d'exemple, pour un local parallélépipédique, tel que celui de la fig. 1, on a représente sur les fig. 2 à 4 différents trajets théoriques des ondes sonores depuis une source sonore 10 jusqu'à un récepteur D1 en prenant en compte des réflexions primaires et secondaires sur les différentes parois du local. Dans ce cas, on constate qu'il existe six réflexions primaires théoriques et parmi les réflexions secondaires théoriques on a retenu les douze réflexions présentant les trajets les plus courts. D'une manière générale, dans le cas d'un volume parallélépipédique rectangle, il existe 6 réflexions primaires, 15 réflexions secondaires, 20 réflexions tertiaires, etc ... Parmi les réflexions secondaires, on ne tient pas compte de celles qui correspondent à des rayons qui ne sont pas présumés coupés par un intrus et ceux qui présentent les trajets les plus longs, si les longueur, largeur, hauteur du volume ne sont pas trop différentes.
  • Les trajets des ondes sonores, dans le cas des fig. 2 à 4, ont été établis à titre d'exemple pour une salle de longueur 8,38 m, de largeur 3,93 m et de hauteur 2,70 m, avec, pour la source sonore, le premier capteur D1 et le second capteur D2, les coordonnées suivantes dans le repère Ox, y, z, représenté sur la fig. 1 :
    Figure imgb0001
  • Dans la suite de la description, un écho correspondant à un écho théorique sera identifié par ses plans de réflexion. Ainsi, un écho primaire sur la face 4 sera désigné par 4-4 et un écho secondaire sur les faces 5 et 1 sera désigné par 5-1.
  • Le procédé de protection de locaux contre l'intrusion repose, selon l'invention, essentiellement, sur l'analyse des modifications des échos sonores enregistrés par les détecteurs D,, D2 pour un même signal d'émission. C'est la raison pour laquelle l'émetteur 10 et les détecteurs D,, D2, doivent être positionnés à l'intérieur du local, de telle manière qu'il y ait un minimum d'échos se recouvrant, c'est-à-dire qu'il y ait un minimum d'ondes sonores dont le trajet présente une longueur semblable. Par ailleurs, il est avantageux que les cheminements des ondes acoustiques émises et réfléchies présentent un angle compris entre environ 15 et 30°. Le nombre des détecteurs doit également être adapté au local, afin qu'il y ait un minimum de zones d'ombre dans lesquelles un intrus ne couperait pas le trajet d'une onde sonore. Avec un nombre de détecteurs compris entre deux et quatre, on peut envisager une bonne sécurité de détection dans la plupart des cas.
  • Selon l'invention, la détection de la présence d'un intrus dans un local se fait ainsi par analyse des échos d'un signal acoustique. A partir d'une onde sonore envoyée dans une salle par un émetteur 10, on contrôle les échos renvoyés par les parois 1 à 6 et captés par des détecteurs D1, D2. Ces échos sont modifiés s'il y a présence d'un intrus. Grâce à la reconnaissance d'un certain nombre d'échos, correspondant à des échos théoriques dus à des réflexions primaire et secondaire sur les parois du local, il est possible de localiser un intrus et de suivre son mouvement à l'intérieur du local. L'analyse des échos renvoyés par les parois peut, en effet, se faire assez rapidement devant la vitesse de progression normale d'un individu dans un lieu inconnu, c'est-à-dire dans un temps pouvant aller de l'ordre de 1 à 3 secondes. On dispose ainsi, à la fin de chaque analyse, c'est-à-dire par exemple toutes les secondes, du résultat du diagnostic caractérisant l'état du local.
  • Une caractéristique importante de la présente invention réside dans le fait que l'onde acoustique émise par l'émetteur 10 est constituée par des trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence dans une bande B comprise entre, environ, 500 Hz et 5 kHz, pendant une durée limitée T comprise entre environ 5 et 20 ms, avec une période de récurrence au moins de l'ordre du temps de réverbération du local à protéger. La bande de fréquence B du train d'impulsions est, de préférence, comprise entre environ 1 et 3 kHz,pour atteindre la résolution voulue liée à la séparation temporelle des échos, et la durée T du train d'impulsions est, de préférence, comprise entre 10 et 15 ms. En tout état de cause, il est en effet important que le produit B x T soit très supérieur à 1, afin d'atteindre par traitement un rapport signal/bruit satisfaisant dans des ambiances acoustiques réalistes.
  • On a représenté, sur la fig. 5, la forme du signal S émis. Ce signal présente une densité spectrale d'énergie élevée et permet une durée d'analyse courte, compte tenu de sa durée limitée. La bande de fréquence choisie est adaptée, de par la longueur d'onde acoustique correspondante à la détection d'intrus humains, tout en évitant les fausses alarmes qui seraient dues à des intrus de petites dimensions, tels que des petits animaux.
  • La forme du signal reçu par un détecteur D1 ou D2 est représentée sur la fig. 6. On voit que ce signal S' est naturellement retardé dans le temps par rapport au signal émis S et comporte un certain nombre de pointes correspondant à des échos sur les diverses faces du local. Les échos sont plus ou moins atténués et décalés dans le temps, en fonction de la longueur du trajet des ondes sonores. On limite volontairement la durée du signal reçu S' prise en compte, par exemple à une durée de l'ordre de 40 à 100 ms et, de préférence, voisine de 50 ms, afin d'éliminer les échos trop retardés dans le temps et trop atténués correspondant, par exemple, à des réflexions tertiaires ou d'un ordre supérieur dans le local.
  • La période de récurrence des trains d'impulsions du signal S est, avantageusement, de l'ordre de 1 à 3 s. Une telle valeur est, en général, supérieur au temps de réverbération du local et réserve un temps suffisant pour l'analyse des signaux émis S et reçus S'.
  • Comme indiqué précédemment, la détection des échos dans le signal reçu se fait par intercorrélation du signal reçu avec le signal émis. On a représenté, sur la fig. 7, la forme d'un signal d'intercorrélation GSS', produit par intercorrélation des signaux S et S' et mettant en évidence les échos E.. i
  • Il ressort de ce qui précède que le signal S émis est du type :
    Figure imgb0002
    où :
    • - A est une constante,
    • - νo représente la fréquence minimale des impulsions (par exemple, νo = 1 kHz),
    • - φ(t) représente la phase instantanée correspondant à la fréquence instantanée νi(t) telle que :
      Figure imgb0003
      avec :
    • - B = largeur de la bande de modulation en fréquence (par exemple, B = 2 kHz),
    • - T = durée du signal S(t) (par exemple T = 10 ms). L'intercorrélation de ce signal S avec le signal acoustique S' reçu par un détecteur D1 ou D2 est de la forme :
      Figure imgb0004
      avec :
    • - N = nombre d'échos détectés,
    • - a. = atténuation de l'écho,
    • - Ti = retard de l'écho i,
    • - νc = νo + B 2 = fréquence centrale du signal S(t).
  • Le signal d'intercorrélation GSS, correspond ainsi, pour les différents échos Ei étalés dans le temps, à une suite de fonctions d'autocorrélation de largeur ± 1 B qui définit la résolution spatiale de la détection. Dans l'exemple considéré où B = 2 kHz, 1 B = 0,5 ms et la résolution spatiale est alors de 17 cm environ.
  • Pour procéder à la reconnaissance et à l'analyse des échos E., le signal d'intercorrélation est échantillonné. Le signal GSS, peut ainsi être scruté sur, par exemple, 512 points échantillonnés à 10 kHz. Ceci correspond à une suite d'échos d'une durée de 51,2 ms et permet de surveiller une sphère de 9 m de rayon centrée sur l'émetteur de signaux sonores 10. Naturellement, d'autres valeurs numériques peuvent être choisies, afin d'adapter la protection aux dimensions du local à surveiller.
  • Afin d'éviter les fausses alarmes et de pouvoir localiser la position d'un intrus à l'intérieur du local, on compare chaque signal d'intercorrélation obtenu avec un signal de référence qui a lui-même été formé par une intercorrélation "à vide", c'est-à-dire dans le local sans la présence de l'intrus et résulte de l'intercorrélation réalisée dans les conditions de référence entre un signal de base émis S et un signal reçu S' par le ou les détecteurs D1, D2. Le signal de référence est traité de manière telle que chaque écho qu'il contient soit reconnu et, pour certains, que les rayons qui les portent soient identifiés. Le résultat de ce traitement, qui est constitué par une suite temporelle, est enregistré en mémoire et sera utilisé ultérieurement pour la comparaison avec les signaux d'intercorrélation élaborés lorsque le dispositif de surveillance est en action.
  • Comme cela a été indiqué précédemment, avant même l'élaboration d'un signal de référence, on a procédé à l'enregistrement des suites d'échos théoriques devant être reçues par chacun des différents capteurs D,, D2 disposés dans le local à protéger.
  • Les fig. 8a et 8b représentent, pour les capteurs D et D2 de la fig. 1, la répartition dans le temps des différents échos théoriques que doivent recevoir chacun de ces capteurs pendant une durée prédéterminée après des réflexions primaires et secondaires sur les diverses faces du local à protéger. Sur les fig. 8a et 8b, les différents échos théoriques Ei, dont certains se chevauchent, ont été identifiés par les numéros des plans sur lesquels se sont produites les réflexions conduisant à la formation d'un écho.
  • On se reportera, maintenant, à la fig. 9 qui représente l'enveloppe b de la fonction d'intercorrélation élaborée à partir du signal émis par l'émetteur 10 et du signal reçu par un détecteur D1 dans les conditions de référence, sans présence d'intrus. Cette enveloppe b, en combinaison avec les informations relatives aux échos théoriques E. d'une suite c d'échos théoriques, correspondant à un emplacement du détecteur D, qui provoque un minimum de recouvrement des différents échos théoriques Ei, permet d'élaborer une suite de référence SR qui implique le dénombrement et l'identification de l'ensemble des échos dont l'énergie dépasse un seuil d'énergie prédéterminé a et la reconnaissance parmi ces échos de ceux dont la position dans l'échelle des temps, c'est-à-dire le retard, correspond à un écho théorique de la série c. Le signal de référence SR de la fig. 9 comprend, ainsi, à titre d'exemple, 9 échos théoriques reconnus EiR identifiés par les numéros des plans réflecteurs 5-5, 1-1, 6-6, 5-1, 1-2, 6-3, 2-3, 4-4, 5-4. En plus de ces 9 échos théoriques reconnus EiR, le signal de référence comprend dix autres échos non reconnus, c'est-à-dire dépassant le seuil d'énergie prédéterminé a, mais dont les retards ne correspondent pas exactement à ceux d'échos théoriques. Ces échos, présents dans le signal de référence SR, mais non identifiables par un écho théorique, sont simplement désignés par les indices 0-0. On notera que les échos présents dans le signal de référence, mais ne correspondant pas à des échos théoriques prédéterminés, peuvent correspondre, par exemple, à des réflexions sur des meubles ou d'autres objets présents dans le local à surveiller et qui sont donc éventuellement susceptibles d'être modifiés dans le temps, lorsque, par exemple, un objet est déplacé, tandis que les échos théoriques identifiés, qui eux sont dus à des réflexions sur les parois du local, doivent, en principe, demeurer immuables.
  • Une fois déterminé, le signal de référence est enregistré dans une mémoire, afin de pouvoir servir de base à une comparaison avec les signaux d'intercorrélation qui seront ensuite élaborés périodiquement.
  • Les caractéristiques du signal de référence SR mises en mémoire, on passe à la phase de surveillance active du local où les trains d'impulsions modulées en fréquence sont émis périodiquement et à chaque train d'impulsions émis, une intercorrélation est effectuée entre le signal émis et le signal reçu par un détecteur et l'on détermine l'enveloppe de la fonction d'intercorrélation entre signal émis et signal reçu. La fig. 10 représente une telle enveloppe de fonction d'intercorrélation d'un signal émis et d'un signal reçu qui manifeste la présence d'un intrus. Comme pour le cas de la détermination du signal de référence SRo l'enveloppe de la fonction d'intercorrélation d de la fig. 10 est traitée en combinaison avec la suite c d'échos théoriques E.. Ainsi, sur l'enveloppe d du signal de la fig. 10, les différents échos, dont l'amplitude est supérieure à un seuil d'énergie prédéterminé a, sont dénombrés et les échos correspondant à des échos théoriques E. sont reconnus et identifiés. On voit ainsi, sur la fig. 10, six échos EiR, qui correspondent à des échos théoriques reconnus et sept échos qui sont simplement repérés par les indices 0-0 dans la mesure où ils ne correspondent pas à des échos théoriques E. de la série c. Les différentes caractéristiques du signal de la fig. 10, c'est-à-dire les différents échos théoriques reconnus EiR et les différents échos non reconnus Ei0, sont comparées à celles du signal de référence SRy afin de déterminer si des échos reconnus ou non reconnus ont disparu ou, au contraire, sont apparus. La recherche s'effectue en fait, de préférence, à partir des échos les plus énergétiques, c'est-à-dire à partir des échos les moins retardés dans le temps.
  • Par ailleurs, afin d'éviter des erreurs de détection, un écho est considéré comme ayant disparu si son affaiblissement par rapport à l'écho correspondant du signal de référence est supérieur en pourcentage à une valeur prédéterminée par rapport à l'écho du signal de référence.
  • En considérant les fig. 9 et 10, on s'aperçoit que, dans le cas de la fig. 10, il existe 4 échos théoriques reconnus de moins que dans le cas de la fig. 9, à savoir les échos théoriques reconnus repérés sur la fig. 9 par les références 6-6, 6-3, 4-4 et 5-4. Il existe, également, sur la fig. 10, 4 échos non reconnus Ei0 qui ont disparu et deux échos théoriques reconnus 5-2 et 5-3 sont apparus. La comparaison entre les signaux des fig. 10 et 9 illustre clairement la capacité de résolution entre les divers échos du principe de traitement des signaux retenu.
  • Afin d'assurer une bonne fiabilité dans la détection de l'intrusion, il est avantageux de ne pas déclencher une alarme dès que la comparaison d'une enveloppe de fonction d'intercorrélation, telle que celle de la fig. 10, avec un signal de référence, tel que celui de la fig. 9, fait apparaître une non coïncidence entre des échos. On établit ainsi, de préférence, une hiérarchie dans les échos et l'on examine d'abord les échos théoriques reconnus EiR. Ce n'est que s'il n'existe pas de disparition ou d'apparition d'échos théoriques reconnus EiR par rapport au signal de référence, que l'on examine si des échos non reconnus Ei0 ont disparu ou sont apparus par rapport au signal de référence S R. Par ailleurs, il est avantageux de réaliser des séquences de surveillance prenant en compte une série de données correspondant à des trains d'impulsions successifs du signal émis par l'émetteur 10. Ainsi, à partir d'un signal de référence préétabli SR et pour un ensemble de M acquisitions, c'est-à-dire de M signaux d'enveloppes de fonction d'intercorrélation correspondant à des trains d'impulsions émis par l'émetteur 10, on procède à des comparaisons successives pour détecter des apparitions ou disparitions d'échos dans les différents signaux acquis par rapport au signal de référence SR. De préférence, on évite de déclencher une alarme dès la première détection d'un défaut. Au contraire, l'apparition d'un défaut, c'est-à-dire la disparition ou l'apparition d'un écho par rapport aux échos du signal de référence, déclenche une préalarme qui correspond à l'incrémentation d'un compteur. Une distinction est cependant faite selon que les défauts correspondent à des échos reconnus ou non reconnus. Ainsi, s'il s'agit de suppression d'échos reconnus E iR, le déclenchement de l'alarme se fait très rapidement, par exemple au bout de deux défauts apparus en M acquisitions, sous réserve que les échos correspondant à ces défauts soient bien des échos reconnus EiR identiques ou situés dans une même zone de détection. Dans le cas où les défauts correspondent à une apparition d'échos ou à une disparition d'échos non reconnus Eio, le déclenchement de l'alarme ne se fait qu'au bout de N défauts apparus en M acquisitions, le nombre N étant supérieur à 2.
  • Afin de détecter un type d'anomalie de fonctionnement du système, lors des comparaisons effectuées avec le signal de référence SR, un test est également effectué, dans le but de déterminer si le nombre d'échos apparus ou disparus n'est pas supérieur à une valeur prédéterminée correspondant, par exemple, à plus de la moitié des échos présents dans le signal de référence SR.
  • Des modifications de paramètres physiques, affectant la transmission du son dans le local à surveiller, par exemple des changements de température, peuvent amener des évolutions relativement continues dans l'échelle des temps de la répartition des échos par rapport aux échos du signal de référence. Pour s'adapter à ces variations, on procède de façon périodique à des intervalles de temps très supérieurs à la fréquence de récurrence d'émission de trains d'impulsions, par exemple tous les quarts d'heures, à l'acquisition et à l'enregistrement d'un signal de référence SR rafraîchi. Dans ce cas, le système de protection reste cependant sensible à des modifications rapides des conditions de transmission du son dans le local à surveiller et ceci peut contribuer à assurer une surveillance complémentaire de celle de l'intrusion, par exemple une surveillance visant à détecter une élévation brusque de température et, par là- même, qui pourrait permettre d'émettre une alarme en cas d'incendie.
  • On décrira ci-après, en référence à la fig. I1, un exemple de dispositif de protection de locaux contre l'intrusion qui met en application le procédé de détection d'intrusion dont il vient d'être question. Le dispositif de protection comprend, essentiellement, un émetteur 10 de signaux acoustiques et un ensemble 20 de détection de signaux acoustiques réfléchis. L'émetteur de signaux 10 comprend un ou plusieurs haut-parleurs 11, convenablement placés pour insonifier toutes les zones à protéger, compte tenu de la forme des locaux et des objets, meubles, matériel, stockage qui y sont placés. Le dispositif de détection 20 comprend un ensemble capteur 21 constitué d'un ou plusieurs microphones distribués selon les divers trajets de rayons acoustiques directs et réfléchis que l'on fait choix de considérer, à l'aide de la mobilisation évoquée, pour assurer la densité de surveillance voulue.selon la procédure décrite de comparaison des suites d'échos recueillis. Un ensemble 30 de traitement des signaux reçoit les signaux émis par le ou les émetteurs 10 (ligne 33), ainsi que les signaux délivrés par les détecteurs 21 (ligne 34). On notera que les différents signaux délivrés par plusieurs capteurs 21, en réponse à l'émission d'un signal acoustique par les haut-parleurs I1, peuvent être traités globalement par l'ensemble 30 de traitement. Dans ce cas, le signal de référence est lui-même établi en tenant compte de la somme analogique des signaux délivrés par les divers microphones 21.
  • L'ensemble 30 de traitement des signaux contrôle, en outre, par la ligne 35, le cadencement de l'émission des divers trains d'impulsions par l'émetteur 10. Un dispositif d'alarme 40 est déclenché par l'ensemble 30 de traitement de signaux par l'intermédiaire de la ligne 36. L'ensemble de traitement de signaux 30 comprend un étage 31 qui constitue une interface d'acquisition de données et de numérisation des informations reçues par les lignes 33 et 34. Les signaux délivrés par les capteurs 21 sont appliqués à l'interface 31 après amplification dans des amplificateurs 22 et sonnation dans un sonnateur 23. La ligne 33 fournit le signal de référence de l'émetteur.
  • Les signaux numériques issus de l'interface 31 sont traités par un micro-processeur 32. A la fin de chaque séquence de traitement, le micro-processeur 32 émet sur la ligne 35 un signal de remise à zéro d'un compteur binaire 121 dont la sortie est reliée à un convertisseur numérique analogique 122 qui transforme les informations numériques issues du compteur binaire 121 en une tension qui augmente linéairement en fonction du temps. Un convertisseur tension-fréquence 123 est monté en sortie du convertisseur numérique-analogique 122 pour transformer le signal de tension en un signal sinusoïdal de fréquence linéairement variable, à l'image de la tension d'entrée, en fonction du temps. Un interrupteur analogique 124 est interposé entre le convertisseur tension-fréquence 123 et l'amplificateur 125. L'interrupteur analogique 124 coupe le signal émis par le convertisseur tension-fréquence au bout d'une durée prédéterminée T définie par un circuit de temporisation 126 relié au compteur binaire 121. Le circuit 126 assure en fait le réglage de la durée du train d'impulsions T et de la période de récurrence TR des différents trains d'impulsions. L'interrupteur analogique 124 est ainsi fermé dès la remise à zéro du compteur 121 puis est ouvert au bout d'une durée prédéterminée T et, enfin, est refermé au bout de la durée de récurrence TR correspondant à une nouvelle remise à zéro du compteur 121. Le compteur binaire 121 est commandé par une horloge pilote 127, elle-même reliée à un circuit 128 de réglage de bande de fréquence B. Le circuit 128 règle la bande de fréquence B par son action sur l'horloge pilote 127 et donc sur la vitesse de comptage du compteur binaire 121. Les trains d'impulsions modulées en fréquence présents en sortie de l'interrupteur analogique 124 sont appliqués, d'une part, au circuit de traitement 30 par la ligne 33 et, d'autre part, au haut-parleur Il par l'intermédiaire d'un amplificateur 125.
  • On notera que, dans l'exemple de dispositif représenté sur la fig. I1, le micro-processeur 32 assure par la ligne 35 le pilotage de la fréquence de récurrence TR entre les différents trains d'impulsions émises par le circuit 12 d'élaboration de trains d'impulsions modulées en fréquence. Ceci permet d'avoir un temps de récurrence relativement bref, par exemple de l'ordre de 1 seconde. Toutefois, avec des périodes de récurrence correspondant à des intervalles de temps plus longs entre deux trains d'impulsions successifs, on pourrait aussi prévoir, à l'inverse, un pilotage de l'ensemble 30 de traitement de signaux par le circuit 12 d'émission de train d'impulsions.
  • On notera maintenant, en référence à la fig. 12, un exemple d'algorithme de traitement des signaux par l'ensemble de traitement 30 dans le cas où l'opération d'intercorrélation des signaux émis et des signaux reçus est effectuée après conversion analogique numérique de ces signaux. Cette intercorrélation des signaux délivrés sur les lignes 33, 34 du dispositif de la fig. Il pourrait également être réalisée de façon hybride au sein de l'unité 31 qui délivre alors la fonction d'intercorrélation sous forme numérique.
  • Selon le schéma synoptique de la fig. 12, on voit une première phase d'acquisition comprenant des modules 201 et 202. Le module 201 correspond à une phase d'attente pendant laquelle s'effectue l'acquisition, en synchronisme avec le fonctionnement de l'émetteur, des informations relatives à un train de signaux d'émission émis sur la ligne 33 et aux signaux d'échos reçus sur la ligne 34. Le module 202 correspond à la lecture des tableaux numériques des signaux émis et reçus après la phase de conversion sous forme numérique effectuée par l'interface 31.
  • Le module 203 correspond à la phase d'intercorrélation des signaux numériques émis et reçus pour chaque train d'impulsions émis par l'émetteur 10. Cette intercorrélation peut être réalisée dans le domaine des fréquences, par transformée de FOURIER, puis par retour dans le domaine des temps.
  • Le module 204 correspond à l'initialisation des phases de la détection d'intrusions. Il est procédé à la prise en compte des variables et des données simulées qui correspondent, notamment, à l'enregistrement des échos théoriques Ei propres au local à surveiller.
  • Lors d'une initialisation de la phase de détection d'intrusion ou lorsqu'un temps suffisamment long s'est déjà écoulé pendant lequel une détection d'intrusion s'est poursuivie, il est procédé, dans le module 205, à une première phase de détermination ou de rafraîchissement d'un signal de référence SR. Comme indiqué précédemment, il est procédé, à partir d'un signal d'intercorrélation à vide, c'est-à-dire provenant d'un signal émis et de signaux reçus correspondant à un local, considéré comme étant dans des conditions de référence, à la détection des différents échos, à la reconnaissance des échos EiR correspondant à des échos théoriques reconnus et à l'enregistrement en mémoire de ces informations. Le module 206 correspond, au contraire, à une phase de contrôle par visualisation du signal de référence et comparaison de celui-ci avec l'enveloppe du signal d'intercorrélation élaboré au cours d'une phase active de surveillance. Cette phase est utile au réglage préalable et au contrôle de fonctionnement du système.
  • Le module 207 correspond à une phase active de surveillance au cours de laquelle il est procédé à une comparaison du signal d'intercorrélation et du signal de référence enregistré en mémoire. Le comptage et le repérage des échos apparus et disparus est effectué automatiquement au cours de cette phase. Les échos sont répartis en échos théoriques reconnus EiR et en échos non reconnus Ei0.
  • Les modules 208 et 209 correspondent à une phase de pré- alarme. Le module 208 correspond à un test permettant de déterminer pour chaque acquisition d'un nouveau signal d'intercorrélation si des anomalies ont été détectées par rapport au signal de référence. Dans le cas où aucune anomalie n'est détectée, il est effectué un retour à la phase initiale d'acquisition de nouveaux signaux au niveau du module 201. Dans le cas où une anomalie est détectée au niveau du test 208, il est émis une préalarme dans le module 209, puis retour à une phase d'acquisition.
  • Les modules 210 à 217 correspondent à des tests supplémentaires conduisant à des alarmes au bout d'un nombre prédéterminé de préalarmes enregistrées au niveau du module 209. Le module 210 correspond à un test pour déterminer si des échos reconnus EiR ont disparu ou non. Si ce test indique que des échos reconnus n'ont pas disparu, ceci signifie que la préalarme précédente correspond à un échon non reconnu. Il est alors effectué un test sur les échos non reconnus au niveau du module 216 qui effectue un comptage des différentes préalarmes enregistrées, relatives à des apparitions ou disparitions d'échos non reconnus. Le module 217 déclenche une alarme au bout d'un nombre prédéterminé N de préalarmes comptées par le module 216.
  • Lorsque le test du module 210 indique que la préalarme enregistrée est due à la disparition d'un écho reconnu, il est procédé, au niveau du module 211, à l'identification des échos reconnus qui ont disparu et il est procédé à une mise en mémoire du résultat au niveau du module 211. Les tests effectués au niveau du module 211 permettent d'effectuer un suivi topologique de l'intrus et d'opérer ainsi une confirmation logique du diagnostic. Ainsi, si lors de la séquence suivante au niveau du module 211 il est constaté la disparition du même écho reconnu ou d'un écho reconnu topologiquement voisin, il peut être déclenché au niveau du module 213 une alarme dès cette séquence qui constitue une confirmation du diagnostic de présence d'un intrus et de continuité de sa trajectoire dans le local. Si, au contraire, lors de la séquence suivante, au niveau du test 211 il n'est pas constaté de disparition du même écho reconnu ou d'un écho reconnu voisin, mais simplement, par exemple, d'un écho éloigné topologiquement du premier écho dont la disparition avait été constatée, il est enregistré au niveau du module 212 un message de préalarme et une alarme peut ensuite être déclenchée lors d'une détection d'au moins une troisième préalarme au niveau du module 209. La structure logique d'élaboration du signal d'alarme est ainsi programmable dans le micro-processeur selon un mode logique adapté à la topologie du local et à la stratégie générale de surveillance qu'on lui applique.
  • Les modules 214 et 215 correspondent à des tests particuliers sur le nombre d'échos différents disparus. Ainsi, au niveau du module 214, la détection d'une disparition d'au moins plus de la moitié des échos est interprétée comme un défaut de fonctionnement du système de surveillance et une alarme est automatiquement déclenchée immédiatement. Au niveau du module 215, il est procédé à un test pour déterminer si les échos disparus sont systématiquement décalés sur l'échelle des temps d'une valeur supérieure à une valeur prédéterminée. La constatation de décalage systématique dans le temps des différents échos par rapport aux échos du signal de référence, qui peut être faite par comparaison entre le nombre d'échos disparus et celui d'échos apparus, délivre une information spécifique d'évolution des conditions de propagation sonore dans le local et provoque, dans tous les cas, une séquence de rafraîchissement du signal de référence SR par le module 205.
  • En résumé, le processus de décision du déclenchement d'une alarme est le suivant : pour chaque train d'impulsions émis par la source sonore 10, il est capté un signal en retour qui reflète la configuration du local à surveiller. Du fait de l'intercorrélation effectuée sur le signal émis et les signaux reçus, il est procédé à une très forte élimination des signaux parasites et donc à une auto-reconnaissance des signaux reçus qui constituent toujours des échos du signal émis. Une simple comparaison des différents signaux d'intercorrélation élaborés successivement à partir des différents trains d'impulsions émis et des différents signaux d'échos reçus, permet de déceler une modification des échos et donc d'induire une présomption d'intrusion. Toutefois, pour minimiser les risques de fausse alarme, une stratégie de confirmation de cette présomption est mise en oeuvre dans le système de la façon suivante. Il est procédé, au départ, à partir des positions de la source sonore et des différents capteurs et des caractéristiques géométriques du local à protéger, à une simulation qui permet de déterminer les trajets sonores des échos les moins atténués dûs à des réflexions primaires et secondaires sur les différentes parois et obstacles fixes du local. Une telle simulation des trajets sonores des échos permet d'établir ensuite, compte tenu de la longueur des trajets sonores, une suite d'échos théoriques répartis sur l'échelle des temps et qui peuvent être identifiés chacun par le ou les plans réflecteurs auxquels ils sont dûs. La reconnaissance des plans et des rayons sonores définissant les conditions de réception spatiale et temporelle des échos (fig. 2 à 4 et fig. 8a, 8b) permet de définir une matrice de comparaison regroupant les informations relatives aux échos théoriques déterminés.
  • Dans le signal de référence élaboré, il est fait une distinction entre les échos reconnus, qui correspondent à des échos théoriques préalablement déterminés, et les échos non reconnus. A chaque analyse d'un signal d'intercorrélation, on procède à une comparaison de ce signal avec le signal de référence et toute modification détectée sur un signal d'intercorrélation déclenche l'enregistrement d'une préalarme. Si cette préalarme est due à un défaut correspondant à un écho non reconnu EiO, elle ne sera confirmée en une alarme que si un nombre défini de tels défauts est compté sur un nombre prédéterminé d'acquisitions de signaux. Ainsi, une alarme sera, par exemple, déclenchée au bout de la quatrième détection d'un défaut dû à la disparition d'un écho non reconnu pour une dizaine d'acquisitions.
  • En revanche, dans le cas où le défaut est dû à la disparition d'un écho reconnu, c'est-à-dire correspondant à un écho théorique identifiable, l'alarme pourra être déclenchée dès la deuxième constatation du même défaut ou d'un défaut dû à un écho reconnu topologiquement voisin de l'écho ayant provoqué la détection d'un premier défaut. On notera que l'utilisation d'échos identifiables, parce que correspondant à des échos théoriques, permet de tracer le trajet suivi par un intrus au sein du local et donc de confirmer le diagnostic d'intrusion, ce qui accroît très fortement la sûreté du système.
  • L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (20)

1 - Procédé de protection de locaux contre l'intrusion, selon lequel on émet un signal acoustique à l'intérieur du local à surveiller, on détecte les signaux acoustiques réfléchis par le local à surveiller et on analyse les variations des signaux acoustiques réfléchis pour détecter une intrusion dans le local, caractérisé en ce que l'on émet une onde acoustique constituée par des trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence dans une bande (B) comprise entre environ 500 Hz et 5 kHz pendant une durée limitée (T) comprise entre environ 5 et 20 millisecondes avec une période de récurrence au moins de l'ordre du temps de réverbération du local à protéger, en ce que l'on détecte à l'aide d'au moins un détecteur le signal acoustique réfléchi par le local à la suite de l'émission de chaque train d'impulsions, en ce que l'on effectue pour chaque train d'impulsions émis l'intercorrélation du signal réfléchi et du signal acoustique émis, en ce que l'on analyse les signaux d'intercorrélation produits pour dénombrer et identifier les différents échos qu'ils contiennent, en ce que l'on compare chaque signal d'intercorrélation analysé avec un signal de référence pré-enregistré correspondant à une intercorrélation réalisée dans des conditions de référence avec le local vide, sans présence d'intrus et en ce que l'on déclenche un organe d'alarme ou de surveillance en cas de constatation de modification des échos d'un signal d'intercorrélation par rapport au signal de référence pré-enregistré.
2 - Procédé de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ondes acoustiques émises comprennent des trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence dans une bande (B) comprise entre environ 1 kHz et 3 kHz pendant une durée (T) comprise entre environ 10 et 15 millisecondes.
3 - Procédé de protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence de récurrence de l'émission des trains d'impulsions est de l'ordre de 1 à 3 secondes.
4 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la durée des signaux acoustiques réfléchis pris en compte est comprise entre environ 40 et 100 millisecondes, selon les dimensions du local à surveiller.
5 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour procéder à l'analyse du signal d'intercorrélation et comparer celui-ci à un signal de référence, on réalise un échantillonnage du signal de référence et du signal d'intercorrélation à analyser.
6 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on détermine au préalable les échos primaires et secondaires théoriques devant être réfléchis par les parois du local à protéger, en fonction de l'emplacement du ou des émetteurs de signal acoustique et du ou des détecteurs de signaux acoustiques réfléchis par le local et en ce que l'on identifie sur le signal de référence pré-enregistré les échos reconnus correspondant à des échos théoriques.
7 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait apparaître un écho nouveau, il est sursis au déclenchement d'une alarme jusqu'à l'apparition d'un nombre prédéterminé (N), supérieur à 2, de détections d'échos représentatifs de défauts par rapport au signal de référence, pour un nombre prédéterminé (M) supérieur à 2 d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
8 - Procédé de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait ressortir la disparition ou l'atténuation d'un écho reconnu correspondant à un écho théorique, il est procédé au déclenchement d'une alarme dès la constatation d'une deuxième disparition ou atténuation d'écho reconnu identique ou voisin pour un nombre prédéterminé (M) supérieur à 2 d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
9 - Procédé de protection selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait ressortir la disparition ou l'atténuation d'un écho non reconnu ne correspondant pas à un écho théorique, il est sursis au déclenchement d'une alarme jusqu'à la prise en compte d'un nombre prédéterminé (N), supérieur à deux, de disparitions ou atténuations d'échos non reconnus par rapport au signal de référence, pour un nombre prédéterminé (M) supérieur à deux, d'acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
10 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on procède, de façon périodique, à des intervalles de temps très supérieurs à la fréquence de récurrence, à l'acquisition et à l'enregistrement d'un nouveau signal de référence.
Il - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, lors de la comparaison, entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence, les défauts dûs pour les échos à une différence de valeur inférieure à un seuil prédéterminé, correspondant à un pourcentage déterminé de l'amplitude de l'écho considéré du signal de référence, ne sont pas pris en compte pour le déclenchement d'une alarme.
12 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, lorsque la comparaison entre le signal d'intercorrélation analysé et le signal de référence fait apparaître à la fois une disparition d'écho et une apparition d'écho correspondant à un décalage en temps, on procède à une mesure du décalage temporel de chaque écho entre deux ou plusieurs analyses successives et en ce que, en cas de décalage demeurant sensiblement stable, on délivre une information correspondant à un changement des caractéristiques physiques de l'atmosphère du local à protéger.
13 - Procédé de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on déclenche une alarme spécifique de non fonctionnement en cas de constatation de disparitions ou apparitions d'échos en nombre supérieur à une valeur prédéterminée (N1), pour une ou plusieurs acquisitions de signaux d'intercorrélation analysés.
14 - Dispositif de protection de locaux contre l'intrusion comprenant au moins un émetteur (10) de signaux acoustiques et au moins un détecteur (20) de signaux acoustiques réfléchis, disposés dans le local à protéger, ainsi qu'un ensemble (30) de traitement de signaux auquel sont appliqués, d'une part, les signaux émis par l'émetteur (10) et, d'autre part, les signaux réfléchis captés par le ou les détecteurs (20),
caractérisé en ce que l'émetteur (10) de signaux acoustiques comprend un générateur (12) de trains d'impulsions modulées linéairement en fréquence et un haut-parleur omnidirectionnel (11) pour diffuser dans le local lesdits trains d'impulsions, en ce que le détecteur (20) de signaux acoustiques comprend au moins un microphone--(21) et des moyens (22) de conditionnement des signaux reçus par le microphone et en ce que l'ensemble (30) de traitement des signaux comprend des moyens d'intercorrélation des signaux acoustiques émis par l'émetteur et reçus par le détecteur pour fournir un signal d'intercorrélation, des moyens d'analyse de l'enveloppe du signal d'intercorrélation et de reconnaissance d'échos, des moyens de comparaison du signal d'intercorrélation et d'un signal de référence présentant un nombre prédéterminé d'échos caractéristiques du local à protéger, et des moyens de comptage et repérage des échos apparus ou disparus dans le signal d'intercorrélation et en ce que des moyens (40) de déclenchement d'une alarme sont commandés par lesdits moyens de comptage et repérage d'échos disparus ou apparus, selon une stratégie de logique décisionnelle programmée.
15 - Dispositif de protection selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'ensemble (30) de traitement des signaux comprend des moyens d'échantillonnage des signaux acoustiques émis par l'émetteur (10) et reçus par le détecteur (20) et des moyens d'intercorrélation des signaux acoustiques émis et reçus échantillonnés pour fournir ledit signal d'intercorrélation.
16 - Dispositif de protection selon la revendication 14 ou la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens de pré- alarme sont interposés entre les moyens de comptage et repérage d'échos disparus ou apparus pour ne commander les moyens (40) de déclenchement qu'en cas de reconnaissances répétées de disparitions ou apparitions d'échos, selon une logique séquentielle programmée.
17 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs détecteurs (D,, D2) de signaux acoustiques répartis dans le local à protéger et connectés chacun à l'ensemble de traitement des signaux (30) qui comprend des moyens de sommation des signaux reçus par les différents détecteurs (D1, D 2), des moyens d'échantillonnage des signaux acoustiques émis par l'émetteur (10) et des signaux sommés reçus par les différents détecteurs (D1, D 2), des moyens d'intercorrélation des signaux émis échantillonnés et des signaux de réception sommés et échantillonnés correspondant à l'ensemble des différents détecteurs (D1, D2) pour fournir pour l'ensemble des détecteurs un signal d'intercorrélation, des moyens d'analyse de l'enveloppe du signal d'intercorrélation et de reconnaissance d'échos, des moyens de comparaison du signal d'intercorrélation de l'ensemble des divers détecteurs et d'un signal de référence correspondant également à l'ensemble des divers détecteurs et présentant un nombre prédéterminé d'échos caractéristiques du local à protéger, et des moyens de comptage et repérage des échos apparus ou disparus dans le signal d'intercorrélation correspondant à l'ensemble des détecteurs.
18 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que l'émetteur (10) et les détecteurs (20) sont disposés de telle sorte que au moins les échos primaires et secondaires théoriques réfléchis par les parois du local à protéger présentent un minimum de recouvrement et correspondent à des rayons acoustiques réfléchis présentant entre eux un angle supérieur à environ 15°.
19 - Dispositif de protection selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que plusieurs émetteurs excités en parallèle par le même signal sont concurremment mis en oeuvre en divers points d'un même local de grande dimensions et/ou de forme complexe, ou de forme simple mais rempli d'objets constituant des obstacles donnant à l'espace vide une forme elle-même complexe, de façon à insonifier simultanément tous les volumes dans lesquels peut se déplacer un intrus.
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