EP0502791A1 - Method and device for the surveillance of a determined space, such as room, field or industrial installation - Google Patents
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- EP0502791A1 EP0502791A1 EP92400583A EP92400583A EP0502791A1 EP 0502791 A1 EP0502791 A1 EP 0502791A1 EP 92400583 A EP92400583 A EP 92400583A EP 92400583 A EP92400583 A EP 92400583A EP 0502791 A1 EP0502791 A1 EP 0502791A1
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for monitoring a determined space, such as for example a part of a room, an area of land or an industrial installation, making it possible to detect and determine in a reliable manner the presence and the movement of any people or mobiles in this space.
- a determined space such as for example a part of a room, an area of land or an industrial installation
- These matrix assemblies of photodetectors include high numbers of rows and columns of photodetectors (for example 512 ⁇ 512 or more), hence a very large number of signals to be processed and analyzed.
- the processing and analysis system is therefore complex and costly, especially when it is necessary to provide very quickly reliable information on the presence and movements in the space to be monitored.
- the subject of the invention is a method and a device for monitoring a determined space, which make it possible to combine the advantages of these two known techniques, while avoiding their disadvantages.
- a method for monitoring a given space such as for example a part of a room, an area of land or an industrial installation, consisting of forming an image of this space on a set of elementary photodetectors by means of a shooting objective, and to analyze this image for the detection of presences or movements in this space, characterized in that quasilinear images of the space to be monitored, which correspond to parallel slices and spaced from each other of said space and which are each formed on a line of elementary photodetectors, are combined so as to constitute a quasi-two-dimensional image of said space, discretized in a direction perpendicular to said line of elementary photodetectors, and are analyzed to provide information on the presence or movements in said space.
- the invention therefore consists in analyzing, not a complete image of the space to be monitored, but a quasi-two-dimensional image of this space, formed by the gathering of a relatively small number of quasi-linear images of slices of the space to be monitored, which allows a significant saving in the processing of the output signals of the elementary photodetectors, without risk however of loss of essential information.
- the set of elementary photodetectors is a linear strip comprising a single line of photodetectors, on which the images of the parallel and spaced apart slices of the space to be monitored are sequentially formed.
- the photodetector array can be fixedly mounted in the focal plane of the objective, which is itself rotatably mounted about a transverse axis perpendicular to the axis of the objective and parallel to the array, and then rotates the objective around this transverse axis to make it occupy predetermined angular positions in which the output signals from the photodetectors are noted.
- the invention then makes it possible, by means of a linear array of elementary photodetectors, to discretize in a direction a two-dimensional image of the space to be monitored, and to obtain high-quality quasi-linear images, substantially devoid of distortion and / or aberrations.
- an optical element such as a plane mirror or a prism which is mounted in rotation about an axis fixed, and this optical element is rotated around this fixed axis to make it occupy angular positions in which it reflects on the objective or on the photodetector array of images of parallel slices of the space to be monitored.
- the array of photodetectors is mounted movable step by step in translation in a direction perpendicular to its longitudinal dimension, in the focal plane of the objective.
- the movement of the objective, or of the aforementioned optical element, or of the photodetector array is periodic.
- the maximum amplitude of this movement is preferably modifiable so as to allow monitoring of a whole or a specific space only from this space, in which we have just detected, for example, presences or movements.
- the step of discretization of the two-dimensional image of the space to be monitored can also be modified, in a corresponding manner.
- the set of elementary photodetectors is a matrix of photodetectors arranged in rows and columns and a few rows of photodetectors are selected from this matrix, the output signals of which are taken to obtain quasi-images. -linear parallel sections of the space to be monitored.
- none of the system components is mobile, which eliminates the causes of error and imprecision on the information obtained.
- Results are thus obtained which are substantially equivalent to those obtained previously with a matrix set of photodetectors, but in a simpler, faster and less costly manner.
- the invention also provides a device for carrying out this method, this device comprising a set of elementary photodetectors and a shooting objective forming an image of the space to be monitored on the set of photodetectors, this device being characterized in that the set of photodetectors is a linear strip comprising a single line of photodetectors and in that an element constituted by this strip, or by the objective, or by an optical element such as a mirror or a prism, is mobile and associated with motor means making it possible to bring it into predetermined positions in which quasi-linear images of parallel slices spaced from the space to be monitored are formed successively on the photodetector array.
- the photodetector array can be fixedly mounted in the focal plane of the objective, which is then itself mounted in rotation about a transverse axis orthogonal to its optical axis and parallel to the photodetector array, and which is associated with the aforementioned motor means.
- the photodetector strip is glued to the lens mount and extends diametrically in the focal plane thereof.
- the objective carrying the photodetector array is fixed, and the aforementioned optical element comprising a plane mirror or a prism, is interposed between the objective and the space to be monitored, or between the objective and the array photodetectors, and is mounted in rotation around a fixed axis.
- the array of photodetectors is mounted movable in translation step by step in the focal plane of the objective, this displacement preferably taking place in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the array.
- the aforementioned motor means may comprise at least one piezoelectric motor acting on the mobile element, or else an electric motor whose output shaft carries a cam acting on this mobile element. These motor means are associated with control means ensuring a periodic step-by-step movement of the movable element, and allowing adjustment of the movement step, as well as adjustment of the total amplitude of this movement.
- the device comprises a matrix set of elementary photodetectors arranged in rows and columns, a shooting objective forming an image of the space to be monitored on this matrix set of photodetectors, circuits for reading the photodetector output signals and for analog-digital conversion of these signals, and information processing means for analyzing the output signals of the photodetectors and deduce their presence or movement in said space, this device being characterized in that these information processing means are designed to select certain rows of photodetectors, to control the reading and the acquisition of the output signals of the photodetectors selected rows, and reconstitute a quasi-two-dimensional image of the space to be monitored from quasi-linear images of this space provided by the output signals of the photodetectors of the selected rows.
- This device has the advantage of not including any mobile or variable position element, and of allowing in a simple way the selection of different rows of photodetectors to, at will, obtain an almost two-dimensional image of the entire space to be monitored. or only part of this space.
- the device of FIG. 1 essentially comprises an objective 10 for taking pictures, of a standard type, but preferably of very high image quality, with which is fixedly associated a linear array 12 of elementary photodetectors of the CCD type. the whole of which typically has a length of a few tens of millimeters and a dimension (in a plane perpendicular to that of the drawing) of the order of a few hundredths of a millimeter, when the strip comprises 1,768 elementary photodetectors.
- the strip 12 is located on the optical axis 14 of the objective 10, its large dimension being perpendicular to this axis, and is in a focal plane of the objective.
- the bar 12 is mounted on an appropriate support which is itself fixed, advantageously by gluing, on the lens mount 10.
- the 10-array objective assembly 12 of photodetectors is pivotally mounted about a transverse axis 16, which is perpendicular to the optical axis 14 of the objective and parallel to the array 12 and which, in most cases, is horizontal.
- This axis 16 can be provided at any point of the optical unit, but preferably towards the middle of the latter, and it may or may not be coplanar with the optical axis 14.
- Motor means 18 make it possible to rotate the objective 10 around the axis 16, in a preferably step-by-step and periodic movement having a determined maximum angular amplitude, which can range from a few degrees to a few tens of degrees or more depending on cases.
- the motor means 18 can be constituted by one or more piezoelectric motors, making it possible to define the angular displacement of the objective 10 with very high precision, or else they can comprise an electric motor, preferably of the stepping type, possibly associated to a cam acting on the angular position of the objective 10, this cam being able to be of continuous contour or stepped.
- the photodetectors of the strip 12 are associated with control and reading circuits, which, most often, are part with the photodetectors of a one and the same integrated circuit. These read circuits are connected by an analog-digital converter 20 to means 22 for processing information, one or more outputs 24 of which can be connected to display, display, alarm and / or display means. memory recording.
- These information processing means 22 also control the reading circuits of the photodetectors of the strip 12 and the motor means 18.
- the objective 10 carrying the array 12 of photodetectors is fixed and is associated with a plane mirror 26 rotatably mounted around a transverse axis 28 which is perpendicular to the optical axis of the Objective 10, which in most cases will be horizontal.
- the plane mirror 26 reflects along the optical axis of the objective the image of a slice 30 of the space to be monitored.
- the rotation of the mirror 26 around the axis 28, controlled by motor means 18 of the same type as above, makes it possible to successively form on the array 12 of photodetectors quasi-linear images of different slices of the space to be monitored.
- the rotating mirror is disposed between the objective and the photodetector array.
- the operating principle is the same as that explained above.
- the plane mirror is replaced by a prism with reflecting planar faces, mounted rotating around its axis of symmetry and placed between the objective and the space to be monitored.
- the objective is fixed and the photodetector array is movable step by step in the focal plane of the objective by the motor means 18, this displacement preferably taking place in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bar.
- the linear array 12 of photodetectors of the embodiment of FIG. 1 is replaced by an array of photodetectors arranged in rows and columns, this array assembly being placed in the focal plane of objective 10 which is itself fixedly oriented towards the space to be monitored.
- the information processing means 22 are designed to allow a prior selection of certain rows of photodetectors whose output signals will be read and taken into account for the detection of presences or movements in the space to be monitored.
- the rows of photodetectors are identified by their sequential number in the array of photodetectors.
- the space to be monitored includes various objects 32 resting on the ground 34 and which can be for example furniture, machines, constructions, openings (doors, windows), reliefs of terrain, etc., and people or machines mobiles to be detected.
- this space is monitored by means of a device according to the invention, which can for example occupy four predetermined angular positions around the axis 16 of pivoting of the lens 10, in the case of the embodiment of the Figure 1, or in which the mirror 26 can be brought into four angular positions determined around the axis 28 in the case of the embodiment of FIG. 2, four linear images of this space are successively obtained, which correspond to four horizontal sections of this space, represented schematically by the dotted lines 36.
- the device according to the invention comprises a matrix set of elementary photodetectors placed in the focal plane of the objective 10 oriented fixedly towards the space to be monitored, these four quasi-linear images of the space to be monitored are obtained by selection of four corresponding rows of the array of photodetectors.
- the images formed by the output signals of the photodetectors after shaping are represented schematically in a, b, c and d in FIG. 4, the curve a corresponding to the lowest slice, and the curve d to the most slice high.
- the processing of the linear images a, b, c, and d of the space to be monitored is carried out simultaneously in parallel by several processors, or sequentially by a single processor.
- the invention also makes it possible, as shown diagrammatically in FIGS. 5 and 6, to vary the step of discretization of the image of the space to be monitored, so as to obtain more precise information when it is detected a presence or a movement in this space.
- the image of the space to be monitored is discretized into four quasi-linear images corresponding to the dotted lines 36.
- the pitch between these lines is determined so as to be less than the corresponding dimension of a mobile to be detected, the number of lines being a function of the height of the space to be monitored.
- a mobile 38 it is advantageously possible, for a finer analysis, to reduce the pitch between the analysis lines and to center these on the identified position of the mobile 38, as shown in FIG. 6. This finer analysis facilitates the location and identification of the mobile. It suffices to modify the control signals of the motor means 18 when using a linear array of photodetectors, or to change the selection of the rows of photodetectors, when using a matrix set of photodetectors.
- the invention makes it possible, without appreciable increase in cost, to improve the quality and reliability of the information drawn from the analysis of the signals supplied either by a linear array of photodetectors or by a few rows of a matrix set of photodetectors, on which an image of a space to be monitored is formed, this space possibly being a part of any room, of a construction, of a set of machines, of an area of land, etc., when the The invention aims to monitor and detect intruders.
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Abstract
Description
L'invention concerne un procédé et un dispositif de surveillance d'un espace déterminé, tel par exemple qu'une partie d'un local, une zone de terrain ou une installation industrielle, permettant de détecter et de déterminer de façon sûre la présence et le mouvement de personnes ou de mobiles quelconques dans cet espace.The invention relates to a method and a device for monitoring a determined space, such as for example a part of a room, an area of land or an industrial installation, making it possible to detect and determine in a reliable manner the presence and the movement of any people or mobiles in this space.
Il est déjà connu d'utiliser un objectif de prise de vues pour former une image d'un espace à surveiller sur un ensemble matriciel de photodétecteurs élémentaires, notamment du type CCD, auxquels sont associés des circuits de pilotage et de lecture reliés par un convertisseur analogique-numérique à un système de traitement de l'information permettant d'analyser les signaux de sortie des photodétecteurs élémentaires pour détecter des présences ou des mouvements dans l'espace à surveillerIt is already known to use a shooting objective to form an image of a space to be monitored on a matrix set of elementary photodetectors, in particular of the CCD type, with which control and reading circuits are associated connected by a converter. analog-digital to an information processing system allowing to analyze the output signals of elementary photodetectors to detect presences or movements in the space to be monitored
Ces ensembles matriciels de photodétecteurs comprennent des nombres élevés de rangées et de colonnes de photodétecteurs (par exemple 512 x 512 ou davantage), d'où un nombre très important de signaux à traiter et à analyser. Le système de traitement et d'analyse est alors complexe et coûteux, surtout lorsqu'il faut fournir très rapidement des informations fiables sur les présences et les mouvements dans l'espace à surveiller.These matrix assemblies of photodetectors include high numbers of rows and columns of photodetectors (for example 512 × 512 or more), hence a very large number of signals to be processed and analyzed. The processing and analysis system is therefore complex and costly, especially when it is necessary to provide very quickly reliable information on the presence and movements in the space to be monitored.
On a proposé de remplacer cet ensemble matriciel de photodétecteurs élémentaires par une barrette linéaire de photodétecteurs, comprenant une seule ligne de photodétecteurs élémentaires qui peuvent être par exemple au nombre de 1768 et qui fournissent une image quasi-linéaire de l'espace à surveiller. Le nombre de signaux à traiter et à analyser est alors beaucoup plus faible (d'un facteur 100 environ), ce qui permet de simplifier les circuits de traitement et d'analyse et de réduire la durée du traitement et de l'analyse, mais au prix d'une perte d'informations, puisqu'on n'examine que la tranche de l'espace à surveiller dont l'image est formée sur la barrette linéaire de photodétecteurs.It has been proposed to replace this matrix set of elementary photodetectors by a linear array of photodetectors, comprising a single line of elementary photodetectors which may be for example 1768 and which provide a quasi-linear image of the space to be monitored. The number of signals to be processed and analyzed is then much lower (by a factor of approximately 100), which makes it possible to simplify the processing and analysis circuits and to reduce the duration of the processing and analysis, but at the cost of one loss of information, since only the slice of the space to be monitored is examined, the image of which is formed on the linear array of photodetectors.
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de surveillance d'un espace déterminé, qui permettent de combiner les avantages de ces deux techniques connues, tout en évitant leurs inconvénients.The subject of the invention is a method and a device for monitoring a determined space, which make it possible to combine the advantages of these two known techniques, while avoiding their disadvantages.
Elle propose, à cet effet, un procédé de surveillance d'un espace déterminé, tel par exemple qu'une partie d'un local, une zone de terrain ou une installation industrielle, consistant à former une image de cet espace sur un ensemble de photodétecteurs élémentaires au moyen d'un objectif de prise de vues, et à analyser cette image pour la détection de présences ou de mouvements dans cet espace, caractérisé en ce que des images quasilinéaires de l'espace à surveiller, qui correspondent à des tranches parallèles et espacées entre elles dudit espace et qui sont formées chacune sur une ligne de photodétecteurs élémentaires, sont rassemblées de façon à constituer une image quasi-bidimensionnelle dudit espace, discrétisée dans une direction perpendiculaire à ladite ligne de photodétecteurs élémentaires, et sont analysées pour fournir des informations sur les présences ou les mouvements dans ledit espace.To this end, it proposes a method for monitoring a given space, such as for example a part of a room, an area of land or an industrial installation, consisting of forming an image of this space on a set of elementary photodetectors by means of a shooting objective, and to analyze this image for the detection of presences or movements in this space, characterized in that quasilinear images of the space to be monitored, which correspond to parallel slices and spaced from each other of said space and which are each formed on a line of elementary photodetectors, are combined so as to constitute a quasi-two-dimensional image of said space, discretized in a direction perpendicular to said line of elementary photodetectors, and are analyzed to provide information on the presence or movements in said space.
L'invention consiste donc à analyser, non une image complète de l'espace à surveiller, mais une image quasi-bidimensionnelle de cet espace, formée par le rassemblement d'un nombre relativement faible d'images quasi-linéaires de tranches de l'espace à surveiller, ce qui permet une économie importante au niveau du traitement des signaux de sortie des photodétecteurs élémentaires, sans risque toutefois de perte d'une information essentielle.The invention therefore consists in analyzing, not a complete image of the space to be monitored, but a quasi-two-dimensional image of this space, formed by the gathering of a relatively small number of quasi-linear images of slices of the space to be monitored, which allows a significant saving in the processing of the output signals of the elementary photodetectors, without risk however of loss of essential information.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'ensemble de photodétecteurs élémentaires est une barrette linéaire comportant une seule ligne de photodétecteurs, sur laquelle on forme séquentiellement les images des tranches parallèles et espacées entre elles de l'espace à surveiller.In a first embodiment of the invention, the set of elementary photodetectors is a linear strip comprising a single line of photodetectors, on which the images of the parallel and spaced apart slices of the space to be monitored are sequentially formed.
La barrette de photodétecteurs peut être montée fixement dans le plan focal de l'objectif, qui est lui-même monté en rotation autour d'un axe transversal perpendiculaire à l'axe de l'objectif et parallèle à la barrette, et l'on fait alors tourner l'objectif autour de cet axe transversal pour lui faire occuper des positions angulaires prédéterminées dans lesquelles on relève les signaux de sortie des photodétecteurs.The photodetector array can be fixedly mounted in the focal plane of the objective, which is itself rotatably mounted about a transverse axis perpendicular to the axis of the objective and parallel to the array, and then rotates the objective around this transverse axis to make it occupy predetermined angular positions in which the output signals from the photodetectors are noted.
L'invention permet alors, au moyen d'une barrette linéaire de photodétecteurs élémentaires, de discrétiser dans une direction une image bi-dimensionnelle de l'espace à surveiller, et d'obtenir des images quasi-linéaires de haute qualité, sensiblement dépourvues de distorsion et/ou d'aberrations.The invention then makes it possible, by means of a linear array of elementary photodetectors, to discretize in a direction a two-dimensional image of the space to be monitored, and to obtain high-quality quasi-linear images, substantially devoid of distortion and / or aberrations.
En variante, on peut interposer entre l'objectif et l'espace à surveiller, ou entre l'objectif et la barrette de photodétecteurs, un élément optique tel qu'un miroir plan ou un prisme qui est monté en rotation autour d'un axe fixe, et on fait tourner cet élément optique autour de cet axe fixe pour lui faire occuper des positions angulaires dans lesquelles il réfléchit sur l'objectif ou sur la barrette de photodétecteurs des images de tranches parallèles de l'espace à surveiller.Alternatively, one can interpose between the objective and the space to be monitored, or between the objective and the photodetector array, an optical element such as a plane mirror or a prism which is mounted in rotation about an axis fixed, and this optical element is rotated around this fixed axis to make it occupy angular positions in which it reflects on the objective or on the photodetector array of images of parallel slices of the space to be monitored.
Selon encore une autre variante, la barrette de photodétecteurs est montée déplaçable pas à pas en translation dans une direction perpendiculaire à sa dimension longitudinale, dans le plan focal de l'objectif.According to yet another variant, the array of photodetectors is mounted movable step by step in translation in a direction perpendicular to its longitudinal dimension, in the focal plane of the objective.
Avantageusement, le déplacement de l'objectif, ou de l'élément optique précité, ou de la barrette de photodétecteurs est périodique.Advantageously, the movement of the objective, or of the aforementioned optical element, or of the photodetector array is periodic.
L'amplitude maximale de ce déplacement est de préférence modifiable de façon à permettre d'exercer une surveillance de tout-un espace déterminé ou d'une partie seulement de cet, espace, dans laquelle on vient par exemple de détecter des présences ou des mouvements.The maximum amplitude of this movement is preferably modifiable so as to allow monitoring of a whole or a specific space only from this space, in which we have just detected, for example, presences or movements.
Le pas de discrétisation de l'image bidimensionnelle de l'espace à surveiller est également modifiable, de façon correspondante.The step of discretization of the two-dimensional image of the space to be monitored can also be modified, in a corresponding manner.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'ensemble de photodétecteurs élémentaires est une matrice de photodétecteurs agencés en rangées et en colonnes et on sélectionne dans cette matrice quelques rangées de photodétecteurs dont on relève les signaux de sortie pour obtenir des images quasi-linéaires de tranches parallèles de l'espace à surveiller.In another embodiment of the invention, the set of elementary photodetectors is a matrix of photodetectors arranged in rows and columns and a few rows of photodetectors are selected from this matrix, the output signals of which are taken to obtain quasi-images. -linear parallel sections of the space to be monitored.
Dans ce mode de réalisation, aucun des composants du système n'est mobile, ce qui élimine les causes d'erreur et d'imprécision sur les informations obtenues.In this embodiment, none of the system components is mobile, which eliminates the causes of error and imprecision on the information obtained.
On obtient ainsi des résultats sensiblement équivalents à ceux que l'on obtenait auparavant avec un ensemble matriciel de photodétecteurs, mais de façon plus simple, plus rapide et moins coûteuse.Results are thus obtained which are substantially equivalent to those obtained previously with a matrix set of photodetectors, but in a simpler, faster and less costly manner.
L'invention propose également un dispositif pour l'exécution de ce procédé, ce dispositif comprenant un ensemble de photodétecteurs élémentaires et un objectif de prise de vues formant une image de l'espace à surveiller sur l'ensemble de photodétecteurs, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'ensemble de photodétecteurs est une barrette linéaire comportant une seule ligne de photodétecteurs et en ce qu'un élément constitué par cette barrette, ou par l'objectif, ou par un élément optique tel qu'un miroir ou un prisme, est mobile et associé à des moyens moteurs permettant de l'amener dans des positions prédéterminées dans lesquelles des images quasi-linéaires de tranches parallèles espacées de l'espace à surveiller sont formées successivement sur la barrette de photodétecteurs.The invention also provides a device for carrying out this method, this device comprising a set of elementary photodetectors and a shooting objective forming an image of the space to be monitored on the set of photodetectors, this device being characterized in that the set of photodetectors is a linear strip comprising a single line of photodetectors and in that an element constituted by this strip, or by the objective, or by an optical element such as a mirror or a prism, is mobile and associated with motor means making it possible to bring it into predetermined positions in which quasi-linear images of parallel slices spaced from the space to be monitored are formed successively on the photodetector array.
La barrette de photodétecteurs peut être montée fixement dans le plan focal de l'objectif, qui est alors lui-même monté en rotation autour d'un axe transversal orthogonal à son axe optique et parallèle à la barrette de photodétecteurs, et qui est associé aux moyens moteurs précités.The photodetector array can be fixedly mounted in the focal plane of the objective, which is then itself mounted in rotation about a transverse axis orthogonal to its optical axis and parallel to the photodetector array, and which is associated with the aforementioned motor means.
Avantageusement, la barrette de photodétecteurs est collée sur la monture de l'objectif et s'étend diamétralement dans le plan focal de celui-ci.Advantageously, the photodetector strip is glued to the lens mount and extends diametrically in the focal plane thereof.
En variante, l'objectif portant la barrette de photodétecteurs est fixe, et l'élément optique précité comprenant un miroir plan ou un prisme, est interposé entre l'objectif et l'espace à surveiller, ou entre l'objectif et la barrette de photodétecteurs, et est monté en rotation autour d'un axe fixe.As a variant, the objective carrying the photodetector array is fixed, and the aforementioned optical element comprising a plane mirror or a prism, is interposed between the objective and the space to be monitored, or between the objective and the array photodetectors, and is mounted in rotation around a fixed axis.
Dans une autre variante, la barrette de photodétecteurs est montée déplaçable en translation pas à pas dans le plan focal de l'objectif, ce déplacement ayant lieu de préférence dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la barrette.In another variant, the array of photodetectors is mounted movable in translation step by step in the focal plane of the objective, this displacement preferably taking place in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the array.
Les moyens moteurs précités peuvent comprendre au moins un moteur piézoélectrique agissant sur l'élément mobile, ou bien un moteur électrique dont l'arbre de sortie porte une came agissant sur cet élément mobile. Ces moyens moteurs sont associés à des moyens de commande assurant un déplacement périodique pas à pas de l'élément mobile, et permettant un réglage du pas de déplacement, ainsi qu'un réglage de l'amplitude totale de ce déplacement.The aforementioned motor means may comprise at least one piezoelectric motor acting on the mobile element, or else an electric motor whose output shaft carries a cam acting on this mobile element. These motor means are associated with control means ensuring a periodic step-by-step movement of the movable element, and allowing adjustment of the movement step, as well as adjustment of the total amplitude of this movement.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un ensemble matriciel de photodétecteurs élémentaires agencés en rangées et en colonnes, un objectif de prise de vues formant une image de l'espace à surveiller sur cet ensemble matriciel de photodétecteurs, des circuits de lecture des signaux de sortie des photodétecteurs et de conversion analogique-numérique de ces signaux, et des moyens de traitement de l'information pour analyser les signaux de sortie des photodétecteurs et en déduire les présences ou les mouvements dans ledit espace, ce dispositif étant caractérisé en ce que ces moyens de traitement de l'information sont conçus pour sélectionner certaines rangées de photodétecteurs, commander la lecture et l'acquisition des signaux de sortie des photodétecteurs des rangées sélectionnées, et reconstituer une image quasi-bidimensionnelle de l'espace à surveiller à partir des images quasi-linéaires de cet espace fournies par les signaux de sortie des photodétecteurs des rangées sélectionnées.In another embodiment of the invention, the device comprises a matrix set of elementary photodetectors arranged in rows and columns, a shooting objective forming an image of the space to be monitored on this matrix set of photodetectors, circuits for reading the photodetector output signals and for analog-digital conversion of these signals, and information processing means for analyzing the output signals of the photodetectors and deduce their presence or movement in said space, this device being characterized in that these information processing means are designed to select certain rows of photodetectors, to control the reading and the acquisition of the output signals of the photodetectors selected rows, and reconstitute a quasi-two-dimensional image of the space to be monitored from quasi-linear images of this space provided by the output signals of the photodetectors of the selected rows.
Ce dispositif a l'avantage de ne comprendre aucun élément mobile ou à position variable, et de permettre de façon simple la sélection de rangées différentes de photodétecteurs pour, à volonté, obtenir une image quasi-bidimensionnelle de la totalité de l'espace à surveiller ou d'une partie seulement de cet espace.This device has the advantage of not including any mobile or variable position element, and of allowing in a simple way the selection of different rows of photodetectors to, at will, obtain an almost two-dimensional image of the entire space to be monitored. or only part of this space.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement la constitution d'un dispositif de surveillance selon l'invention;
- la figure 2 représente une variante de ce dispositif;
- la figure 3 représente schématiquement un espace surveillé au moyen de ce dispositif;
- la figure 4 représente très schématiquement l'allure des images linéaires de cet espace, qui sont fournies par le dispositif selon l'invention;
- les figures 5 et 6 illustrent deux modes de fonctionnement du dispositif selon l'invention.
- Figure 1 schematically shows the constitution of a monitoring device according to the invention;
- FIG. 2 represents a variant of this device;
- FIG. 3 schematically represents a space monitored by means of this device;
- FIG. 4 very schematically represents the appearance of the linear images of this space, which are provided by the device according to the invention;
- Figures 5 and 6 illustrate two modes of operation of the device according to the invention.
Le dispositif de la figure 1 comprend essentiellement un objectif 10 de prise de vues, d'un type standard, mais de préférence à très haute qualité d'image, auquel est associée fixement une barrette linéaire 12 de photodétecteurs élémentaires du type C.C.D. dont l'ensemble a typiquement une longueur de quelques dizaines de millimètres et une dimension (dans un plan perpendiculaire à celui du dessin) de l'ordre de quelques centièmes de millimètre, lorsque la barrette comporte 1768 photodétecteurs élémentaires.The device of FIG. 1 essentially comprises an objective 10 for taking pictures, of a standard type, but preferably of very high image quality, with which is fixedly associated a
La barrette 12 est située sur l'axe optique 14 de l'objectif 10, sa grande dimension étant perpendiculaire à cet axe, et se trouve dans un plan focal de l'objectif. En pratique, la barrette 12 est montée sur un support approprié qui est lui-même fixé, avantageusement par collage, sur la monture de l'objectif 10.The
L'ensemble objectif 10-barrette 12 de photodétecteurs est monté pivotant autour d'un axe transversal 16, qui est perpendiculaire à l'axe optique 14 de l'objectif et parallèle à la barrette 12 et qui, dans la plupart des cas, est horizontal. Cet axe 16 peut être prévu en un point quelconque du bloc optique, mais de préférence, vers le milieu de celui-ci, et il peut être coplanaire ou non avec l'axe optique 14.The 10-array
Des moyens moteurs 18 permettent de faire tourner l'objectif 10 autour de l'axe 16, selon un mouvement de préférence pas à pas et périodique ayant une amplitude angulaire maximale déterminée, qui peut aller de quelques degrés à quelques dizaines de degrés ou davantage selon les cas.Motor means 18 make it possible to rotate the objective 10 around the
Les moyens moteurs 18 peuvent être constitués par un ou plusieurs moteurs piézoélectriques, permettant de définir le déplacement angulaire de l'objectif 10 avec une très grande précision, ou bien ils peuvent comprendre un moteur électrique, de préférence du type pas à pas, associé éventuellement à une came agissant sur la position angulaire de l'objectif 10, cette came pouvant être à contour continu ou étagé.The motor means 18 can be constituted by one or more piezoelectric motors, making it possible to define the angular displacement of the objective 10 with very high precision, or else they can comprise an electric motor, preferably of the stepping type, possibly associated to a cam acting on the angular position of the objective 10, this cam being able to be of continuous contour or stepped.
Les photodétecteurs de la barrette 12 sont associés à des circuits de pilotage et de lecture, qui, le plus souvent, font partie avec les photodétecteurs d'un seul et même circuit intégré. Ces circuits de lecture sont reliés par un convertisseur analogique-numérique 20 à des moyens 22 de traitement de l'information dont une ou plusieurs sorties 24 peuvent être reliées à des moyens d'affichage, de visualisation, d'alarme et/ou d'enregistrement en mémoire.The photodetectors of the
Ces moyens 22 de traitement de l'information commandent également les circuits de lecture des photodétecteurs de la barrette 12 et les moyens moteurs 18.These information processing means 22 also control the reading circuits of the photodetectors of the
Dans une variante de réalisation représentée en figure 2, l'objectif 10 portant la barrette 12 de photodétecteurs est fixe et est associé à un miroir plan 26 monté en rotation autour d'un axe transversal 28 qui est perpendiculaire à l'axe optique de l'objectif 10 et qui, dans la plupart des cas, sera horizontal. Le miroir plan 26 réfléchit le long de l'axe optique de l'objectif l'image d'une tranche 30 de l'espace à surveiller. La rotation du miroir 26 autour de l'axe 28, commandée par des moyens moteurs 18 du même type que précédemment, permet de former successivement sur la barrette 12 de photodétecteurs des images quasi-linéaires de tranches différentes de l'espace à surveiller.In an alternative embodiment represented in FIG. 2, the objective 10 carrying the
Dans une autre variante de l'invention, le miroir tournant est disposé entre l'objectif et la barrette de photodétecteurs. Le principe de fonctionnement est le même que celui exposé ci-dessus.In another variant of the invention, the rotating mirror is disposed between the objective and the photodetector array. The operating principle is the same as that explained above.
Dans une autre variante de l'invention, le miroir plan est remplacé par un prisme à faces planes réfléchissantes, monté tournant autour de son axe de symétrie et placé entre l'objectif et l'espace à surveiller.In another variant of the invention, the plane mirror is replaced by a prism with reflecting planar faces, mounted rotating around its axis of symmetry and placed between the objective and the space to be monitored.
Dans encore une autre variante, l'objectif est fixe et la barrette de photodétecteurs est déplaçable pas à pas dans le plan focal de l'objectif par les moyens moteurs 18, ce déplacement ayant lieu de préférence dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la barrette.In yet another variant, the objective is fixed and the photodetector array is movable step by step in the focal plane of the objective by the motor means 18, this displacement preferably taking place in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the bar.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la barrette linéaire 12 de photodétecteurs du mode de réalisation de la figure 1 est remplacée par un ensemble matriciel de photodétecteurs agencés en rangées et en colonnes, cet ensemble matriciel étant placé dans le plan focal de l'objectif 10 qui est lui-même orienté fixement vers l'espace à surveiller. Les moyens 22 de traitement de l'information sont conçus pour permettre une sélection préalable de certaines rangées de photodétecteurs dont les signaux de sortie seront lus et pris en compte pour la détection de présences ou de mouvements dans l'espace à surveiller. Les rangées de photodétecteurs sont repérées à l'aide de leur numéro séquentiel dans l'ensemble matriciel de photodétecteurs. On peut, très simplement, sélectionner d'abord certaines rangées de photodétecteurs, de façon à couvrir tout l'espace à surveiller, ces rangées étant séparées d'un pas relativement important, puis en fonction des résultats obtenus, sélectionner d'autres rangées de photodétecteurs séparés d'un pas plus faible, pour centrer la détection et l'analyse sur une partie seulement de l'espace à surveiller.In another embodiment of the invention, the
On a représenté schématiquement en figure 3, un exemple d'application d'un dispositif selon l'invention.There is shown schematically in Figure 3, an example of application of a device according to the invention.
L'espace à surveiller comprend des objets divers 32 reposant sur le sol 34 et qui peuvent être par exemple des meubles, des machines, des constructions, des ouvertures (portes, fenêtres), des reliefs de terrain, etc, et des personnes ou engins mobiles à détecter.The space to be monitored includes
Lorsque cet espace est surveillé au moyen d'un dispositif selon l'invention, qui peut occuper par exemple quatre positions angulaires pré-déterminées autour de l'axe 16 de pivotement de l'objectif 10, dans le cas du mode de réalisation de la figure 1, ou dans lequel le miroir 26 peut être amené dans quatre positions angulaires déterminées autour de l'axe 28 dans le cas de la réalisation de la figure 2, on obtient successivement quatre images linéaires de cet espace, qui correspondent à quatre tranches horizontales de cet espace, représentées schématiquement par les lignes 36 en pointillés.When this space is monitored by means of a device according to the invention, which can for example occupy four predetermined angular positions around the
Lorsque le dispositif selon l'invention comprend un ensemble matriciel de photodétecteurs élémentaires placés dans le plan focal de l'objectif 10 orienté fixement vers l'espace à surveiller, ces quatre images quasi-linéaires de l'espace à surveiller sont obtenues par sélection de quatre rangées correspondantes de l'ensemble matriciel de photodétecteurs.When the device according to the invention comprises a matrix set of elementary photodetectors placed in the focal plane of the objective 10 oriented fixedly towards the space to be monitored, these four quasi-linear images of the space to be monitored are obtained by selection of four corresponding rows of the array of photodetectors.
Les images formées par les signaux de sortie des photodétecteurs après mise en forme, sont représentées schématiquement en a, b, c et d en figure 4, la courbe a correspondant à la tranche la plus basse, et la courbe d à la tranche la plus haute.The images formed by the output signals of the photodetectors after shaping, are represented schematically in a, b, c and d in FIG. 4, the curve a corresponding to the lowest slice, and the curve d to the most slice high.
Selon les cas, les traitements des images linéaires a, b, c, et d de l'espace à surveiller sont réalisés simultanément en parallèle par plusieurs processeurs, ou séquentiellement par un processeur unique.Depending on the case, the processing of the linear images a, b, c, and d of the space to be monitored is carried out simultaneously in parallel by several processors, or sequentially by a single processor.
De façon générale, on peut
- comparer entre elles des images quasi-linéaires correspondant à la même tranche horizontale de l'espace à surveiller et prises à des instants différents, et analyser les variations de leurs différences,
- comparer entre elles des images quasi-linéaires de deux tranches horizontales successives de l'espace à surveiller et analyser les variations de leurs différences,
- enregistrer les images quasi-linéaires à une fréquence qui est un sous-multiple de leur fréquence de lecture, et comparer entre elles des images successives qui sont séparées par un nombre déterminé d'images enregistrées,
- faire varier la fréquence d'enregistrement des images quasi-linéaires et/ou le nombre d'images séparant deux images comparées,
- faire varier la fréquence de lecture des photodétecteurs en fonction de l'intensité d'éclairage de l'espace à surveiller, pour obtenir un niveau moyen de signal qui est sensiblement indépendant des conditions d'éclairage,
- rassembler et fusionner les informations tirées des analyses des images quasi-linéaires, pour fournir des images quasi-dimensionnelles des présences ou des mouvements détectés dans l'espace à surveiller,
- comparer entre eux un nombre variable de résultats successifs, pour éliminer des résultats erronés, qui seraient dûs par exemple à une variation brutale d'éclairage.
- compare quasi-linear images between them corresponding to the same horizontal section of the space to be monitored and taken at different times, and analyze the variations in their differences,
- compare quasi-linear images of two successive horizontal slices of the space to be monitored and analyze the variations in their differences,
- record the quasi-linear images at a frequency which is a submultiple of their reading frequency, and compare between them successive images which are separated by a determined number of recorded images,
- vary the recording frequency quasi-linear images and / or the number of images separating two compared images,
- varying the reading frequency of the photodetectors as a function of the lighting intensity of the space to be monitored, in order to obtain an average signal level which is substantially independent of the lighting conditions,
- gather and merge the information drawn from analyzes of quasi-linear images, to provide quasi-dimensional images of the presences or movements detected in the space to be monitored,
- compare a variable number of successive results with one another, to eliminate erroneous results, which would be due for example to a sudden variation in lighting.
L'invention permet également, comme cela a été représenté schématiquement dans les figures 5 et 6, de faire varier le pas de discrétisation de l'image de l'espace à surveiller, de façon à obtenir des renseignements plus précis lorsque l'on détecte une présence ou un mouvement dans cet espace.The invention also makes it possible, as shown diagrammatically in FIGS. 5 and 6, to vary the step of discretization of the image of the space to be monitored, so as to obtain more precise information when it is detected a presence or a movement in this space.
En figure 5, l'image de l'espace à surveiller est discrétisée en quatre images quasi-linéaires correspondant aux lignes 36 en pointillés. Le pas entre ces lignes est déterminé de façon à être inférieur à la dimension correspondante d'un mobile à détecter, le nombre de lignes étant fonction de la hauteur de l'espace à surveiller. Lorsqu'un mobile 38 est repéré, on peut avantageusement, pour une analyse plus fine, réduire le pas entre les lignes d'analyse et centrer celles-ci sur la position repérée du mobile 38, comme représenté en figure 6. Cette analyse plus fine facilite le repérage et l'identification du mobile. Il suffit pour cela de modifier les signaux de commande des moyens moteurs 18 quand on utilise une barrette linéaire de photodétecteurs, ou de changer la sélection des rangées de photodétecteurs, quand on utilise un ensemble matriciel de photodétecteurs.In FIG. 5, the image of the space to be monitored is discretized into four quasi-linear images corresponding to the dotted
De façon générale, l'invention permet, sans augmentation sensible du coût, d'améliorer la qualité et la fiabilité des informations tirées de l'analyse des signaux fournis soit par une barrette linéaire de photodétecteurs soit par quelques rangées d'un ensemble matriciel de photodétecteurs, sur lesquels on forme une image d'un espace à surveiller, cet espace pouvant être une partie d'un local quelconque, d'une construction, d'un ensemble de machines, d'une zone de terrain, etc, lorsque l'invention a pour but la surveillance et la détection d'intrus.In general, the invention makes it possible, without appreciable increase in cost, to improve the quality and reliability of the information drawn from the analysis of the signals supplied either by a linear array of photodetectors or by a few rows of a matrix set of photodetectors, on which an image of a space to be monitored is formed, this space possibly being a part of any room, of a construction, of a set of machines, of an area of land, etc., when the The invention aims to monitor and detect intruders.
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