EP0764316B1 - Dispositif de surveillance et d'alerte de la presomption de corps en danger dans une piscine - Google Patents

Dispositif de surveillance et d'alerte de la presomption de corps en danger dans une piscine Download PDF

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    • G08—SIGNALLING
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    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/08—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to the presence of persons in a body of water, e.g. a swimming pool; responsive to an abnormal condition of a body of water
    • G08B21/082—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to the presence of persons in a body of water, e.g. a swimming pool; responsive to an abnormal condition of a body of water by monitoring electrical characteristics of the water

Definitions

  • the present invention relates to a device not mandatory monitoring of the absence of bodies in danger in a pool. There is presumption and triggering of a alert when absence monitoring is no longer checked.
  • the reaction time is important and each ten seconds before the alert can be decisive for the person in danger.
  • Figure 2 shows the wave absorption coefficients electromagnetic measured in pure water.
  • the weakening per cm of water crossing As an indication, the weakening on 10m of water and at the wavelength of 0.8 microns, the limit of the visible infrared is 0.000043.
  • the coefficients low attenuation corresponding to the blue-violet zone are seriously affected by the turbidity of the water when many bathers evolve.
  • the swimming pool is observed through portholes and that it is busy, it can be difficult, if not impossible, to discern a bather placed at 25 or 30m.
  • US-A-5043705 is written in very general terms and is based on measuring the distance between the sensor and the possible obstacle to identify its presence. he mentions various components including a sonar well suited for detect a body placed between the sonar and a wall but which will have enormous difficulty in detecting a body placed nearby of a wall the latter creating many reflections. he the same goes for radio frequency detection, the propagation is very problematic in water. This patent also mentions lasers without specifying the mode of operation. In addition, it lists general methods noise elimination because its objective is the identification of the stationary object, while our proposition is based on the permanent detection of a fixed pattern, whose properties mathematics are known, and whose absence alone allows generate an alarm whatever the contour of the obstacle.
  • the present invention is defined by the claims and is based on the certainty of detection of the absence of obstacles through the use of the barrier principle luminous uses IT and in particular so-called image processing algorithms and offers solutions allowing automatic monitoring of the pool for the purpose reduce the time elapsed before the alert and improve the traditional surveillance.
  • FIG. 1 represents a swimming pool equipped with two cameras 1, each sweeping the surfaces located at the bottom of the walls.
  • the observed surfaces are marked with patterns allowing to delimit work areas and ensure vision through cameras. Patterns can take the form a horizontal line 2 or even a succession of zones contrasting narrow 2 or wider allowing the monitored volume 4 to be increased or isolated patterns 3. Failure to detect these patterns has the effect of release an alarm corresponding to the presence of an obstacle or when the surveillance system is switched off.
  • the first case is particularly well suited for large swimming pools depth that is to say when the feet of bathers do not only occasionally touch the bottom. In this case, it suffices observe the mobility and duration of obstructing objects upon detection of the pattern corresponding to the presence of a body on the bottom of the pool and release an alarm when the danger criteria are present.
  • the second treatment case is better suited to swimming pools of shallow depth.
  • it is a question of reconstituting the flat image of the bottom of the pool according to the information received from the various cameras and this by proceeding the intersection of the sets representing bodies (a little the way of a scanner). From this image it is possible to obtain additional information corresponding to the floor area and which is a function of the size of the bodies.
  • the proposed processing consists in associating with each of the pixels representing a part of a body, a new variable called "stillness".
  • the immobility of the pixel depends on the number of cycles corresponding to the observation of said pixel in the active state. This last active state corresponding to the presence of a body in danger.
  • Stillness grows so linear or not depending on the number of cycles where the pixel is active and decreases non-linearly when observed inactive, thus creating a phenomenon of afterglow.
  • An alarm can be generated when a number of pixels next to each other are the object of a high immobility this corresponding to a volume-time relationship that can be the object of a person in danger.
  • the number of cameras must be adapted depending on the size swimming pools or the desire to reduce the effects due to the obstruction of one or the other of them.
  • Figure 3 uses a light emitter 5.
  • the beam emitted 6 is reflected by a mirror 7 itself controlled by a motor 8.
  • the beam scans, depending on the rotation of the motor, the bottom of the pool, it is returned by a reflector (always in 9) to return to mirror 7 and is seized by a receiver placed next to the transmitter 5.
  • the light signals can be modulated in order to differentiate from ambient signals.

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Description

La présente invention se rapporte à un dispositif non contraignant de surveillance de l'absence de corps en danger dans une piscine. Il y a présomption et déclenchement d'une alerte lorsque la surveillance de l'absence n'est plus vérifiée.
Lorsqu'une personne est l'objet d'un malaise suite à une difficulté majeure telle que hydrocution, arrêt cardiaque, épuisement etc., le réflexe naturel du bulbe rachidien l'amène à aspirer un volume d'eau dont l'effet accélère la descente du corps jusqu'au fond de la piscine. De tels cas de figure peuvent se présenter alors qu'un surveillant de piscine est en charge toutefois, il peut être momentanément absent ou simplement dans l'impossibilité de voir la personne en difficulté ceci pour des raison liées aux reflets du soleil sur la surface de l'eau ou parce que l'angle de vision est défavorable ou simplement par inattention. De même, d'autres baigneurs peuvent évoluer à proximité sans imaginer le drame qui se passe.
Le temps de réaction est important et chaque dizaine de secondes écoulées avant l'alerte peut être déterminant pour la personne en danger.
Quelques solutions ont déjà été proposées afin de résoudre ce problème, toutefois, ces divers équipements basés essentiellement sur l'utilisation de sonar ou d'ondes radio voire de laser sont relativement mal adaptés à l'usage dans des piscines publiques dont les principales difficultés seront liées aux propriétés de l'eau ou aux effets de réflexion contre les parois.
La figure 2 présente les coefficients d'absorption des ondes électromagnétiques mesurés dans l'eau pure. En abscisse, la longueur d'onde avec la zone du visible aux alentours de 0,35 à 0,8 micromètre. En ordonnée, l'affaiblissement par cm d'eau traversée. A titre indicatif, l'affaiblissement sur 10m d'eau et à la longueur d'onde de 0,8 microns soit la limite de l'infrarouge visible est de 0.000043. De plus, les coefficients de faible atténuation correspondant à la zone du bleu-violet sont gravement altérés par la turbidité de l'eau lorsque de nombreux baigneurs évoluent. A titre indicatif, lorsque la piscine est observée au travers de hublots et qu'elle est fortement occupée, il peut être difficile, voire impossible de discerner un baigneur placé à 25 ou 30m.
Le brevet US-A-5043705 est écrit en termes très généraux et se base sur la mesure de la distance entre le capteur et l'obstacle éventuel pour en identifier la présence. Il mentionne divers composants dont un sonar bien adapté pour détecter un corps placé entre le sonar et une paroi mais qui aura d'énormes difficultés à détecter un corps placé tout près d'une paroi cette dernière créant de nombreuses réflexions. Il en va de même de la détection par radiofréquence dont la propagation est très problématique dans l'eau. Ce brevet mentionne aussi les lasers sans toutefois préciser le mode de fonctionnement. En outre, il énumère des méthodes générales d'élimination du bruit car son objectif est l'identification de l'objet immobile, alors que notre proposition se fonde sur la détection permanente d'un motif fixe, dont les propriétés mathématiques sont connues, et dont l'absence seule permet de générer une alarme quel que soit le contour de l'obstacle.
La présente invention est définie par les revendications et est basée sur la certitude de détection de l'absence d'obstacle de par l'usage du principe des barrières lumineuses fait appel a l'informatique et en particulier aux algorithmes dit de traitement d'image et propose des solutions permettant de surveiller automatiquement la piscine dans le but de diminuer le temps écoulé avant l'alerte et d'améliorer la surveillance traditionnelle.
D'autres particularités de l'invention apparaítront dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et fait en regard des figures annexées qui représentent:
  • fig. 1: Dessin d'une piscine équipée de deux caméras balayant l'espace placé immédiatement au dessus du fond.
  • fig. 2: Courbe d'absorption des radiations dans l'eau.
  • fig. 3: Dessin du profil en long d'une piscine équipée d'un dispositif de balayage faisant appel à un émetteur de lumière du genre collimateur.
La figure 1 représente une piscine équipée de deux caméras 1, balayant chacune les surfaces situées au fond des parois. Les surfaces observées sont marquées avec des motifs permettant de délimiter les zones de travail et de s'assurer de la vision traversante des caméras. Les motifs peuvent prendre la forme d'une ligne horizontale 2 voire d'une succession de zones contrastées de faible largeur 2 ou d'une largeur plus grande permettant d'augmenter le volume surveillé 4 ou encore de motifs isolés 3. La non détection de ces motifs a pour effet de libérer une alarme correspondant à la présence d'un obstacle ou à la mise hors circuit du système de surveillance.
Les informations des caméras sont mises à disposition des logiciels de traitement d'image. Au moins deux types de traitement peuvent être mis en oeuvre. Le premier cas est particulièrement bien adaptés pour les piscine de grande profondeur c'est-à-dire lorsque les pieds des baigneurs ne touchent qu'occasionnellement le fond. Dans ce cas, il suffit d'observer la mobilité et la durée des objets qui font obstacle à la détection du motif correspondant à la présence d'un corps sur le fond de la piscine et de libérer une alarme lorsque les critères de danger sont présents.
Le deuxième cas de traitement est mieux adapté aux piscines de faible profondeur. Dans ce cas, il s'agit de reconstituer l'image plane du fond de la piscine en fonction des informations reçues des diverses caméras et ceci en procédant à l'intersection des ensembles représentant des corps (un peu à la manière d'un scanner). De cette image, il est possible d'en obtenir une information supplémentaire correspondant à la surface au sol et qui est fonction de la dimension des corps. Le traitement proposé consiste à associer à chacun des pixels représentant une partie d'un corps, une nouvelle variable appelée « immobilité ». L'immobilité du pixel est fonction du nombre de cycles correspondant à l'observation du dit pixel dans l'état actif. Ce dernier état actif correspondant à la présence d'un corps en danger. L'immobilité croít de façon linéaire ou non en fonction du nombre de cycles où le pixel est actif et décroít de façon non linéaire lorsqu'il est observé inactif créant ainsi un phénomène de rémanence. Une alarme peut être engendrée lorsqu'un nombre de pixels se côtoyant sont l'objet d'une immobilité élevée ceci correspondant à une relation volume-temps pouvant être l'objet d'une personne en danger.
Le nombre de caméras est à adapter en fonction de la grandeur des piscines ou de la volonté de diminuer les effets dus à l'obstruction de l'une ou l'autre d'entre elles.
Par ailleurs, il est possible de placer une ou plusieurs caméras au dessus du plan d'eau permettant aussi de maítriser ces effets d'obstruction.
Un algorithme simplifié et l'usage d'une seule caméra, éventuellement complétée de miroirs ou de réflecteurs, peuvent suffir pour la surveillance d'une piscine de moindre importance telle qu'une piscine d'hôtel ou privée.
La figure 3 fait appel à un émetteur de lumière 5. Le rayon émis 6 est réfléchi par un miroir 7 lui-même piloté par un moteur 8. Le rayon balaye, en fonction de la rotation du moteur, le fond de la piscine, il est renvoyé par un réflecteur (toujours en 9) pour revenir sur le miroir 7 et est saisi par un récepteur placé à côté de l'émetteur 5.
De plus, les signaux lumineux peuvent être modulés afin de les différencier des signaux ambiants.

Claims (9)

  1. Système de surveillance de piscine, comportant au moins un dispositif de surveillance de l'absence de corps en danger dans une piscine constitué d'un moyen d'observation des zones critiques le dit moyen d'observation étant branché à un ordinateur traitant les informations obtenues et capable de discerner l'absence de corps immergés et immobiles parmi d'autres corps et de signaler le danger lorsque la durée d'immobilité a dépassé un critère donné ledit moyen d'observation des zones critiques travaille dans le domaine des ondes visibles et est constitué d'émetteurs et récepteurs agencés de manière telle que la zone observée est située dans un volume proche et parallèle au fond de la piscine; ledit système comporte également au moins un motif fixe constitué de zones contrastées sur, ou destiné à être appliqué sur au moins une portion de paroi de piscine, et ledit système est caractérisé en ce qu'il surveille ladite absence par la détection permanente dudit motif.
  2. Système de surveillance selon la revendication 1 caractérisé en ce que pour des raisons de sécurité, il est mis en place un moyen permettant de détecter et de signaler que les rayons lumineux peuvent ou ne peuvent pas traverser la zone à observer, que ce soit en raison de la présence d'un corps ou pour tout autre raison liée à la visibilité.
  3. Système de surveillance selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que le moyen de connaítre la faculté des rayons de traverser les zone à observer est constitué d'un moyen de repérage des limites des dites zones à observer qui peut prendre la forme d'une multitude de barrières lumineuses dont les éléments sont placés de chaque côté des zones à observer ou de barrières à réflexion dont les réflecteurs sont placés sur la face opposée aux récepteurs.
  4. Système de surveillance selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les émetteurs des signaux lumineux sont constitués de projecteurs de lumière ou plus simplement aussi de la lumière naturelle du jour ou encore par des guirlandes lumineuses placées sur le pourtour de la piscine.
  5. Système de surveillance selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les récepteurs des barrières lumineuses sont concentrés en divers points et agencés de manière telle que leur moyen de balayage mécanique ou électrique leur permette d'observer les limites des zones souhaitées.
  6. Système de surveillance selon les revendication 1 à 5 caractérisé en ce que les récepteurs de lumière sont constitués de cameras vidéo associées à un logiciel permettant de traiter les zones limites souhaitées.
  7. Système de surveillance selon les revendication 1 à 6 caractérisé en ce que diverses images prises sous des angles différents sont superposées afin d'obtenir une nouvelle image correspondant à la vue en plan du fond de la piscine dans laquelle la surface des corps au sol apparaít et servant de base pour le traitement de l'absence ou de la présence de corps immergés et immobiles.
  8. Système de surveillance selon les revendication 1 à 7 caractérisé en ce qu'un dispositif de surveillance du bon fonctionnement de l'équipement de base superpose aux rayons émis une modification périodique d'une partie de ces rayons et qu'un dispositif de contrôle du résultat de cette modification signale toute déficience ou non perception de cette modification par l'équipement de base.
  9. Système de surveillance selon les revendications 1, à 8 caractérisé en ce qu'en plus des moyens de détection placés sous la surface de l'eau, d'autres moyens de détection tels que des caméras sont placées hors de l'eau et permettent ainsi d'augmenter les informations contribuant à déterminer les dangers.
EP95918704A 1994-06-09 1995-06-02 Dispositif de surveillance et d'alerte de la presomption de corps en danger dans une piscine Expired - Lifetime EP0764316B1 (fr)

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CH1847/94 1994-06-09
CH01847/94A CH691151A5 (fr) 1994-06-09 1994-06-09 Dispositif de surveillance et d'alerte de la présence de corps en danger dans une piscine.
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EP0764316A1 EP0764316A1 (fr) 1997-03-26
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