EP0861481B1

EP0861481B1 - Systeme de surveillance d'une piscine pour la prevention des noyades

Info

Publication number: EP0861481B1
Application number: EP96938302A
Authority: EP
Inventors: Jérôme MENIERE
Original assignee: Poseidon SA
Current assignee: Poseidon SA
Priority date: 1995-11-16
Filing date: 1996-11-13
Publication date: 1999-08-18
Anticipated expiration: 2016-11-13
Also published as: FR2741370A1; ATE183596T1; ES2137733T3; DE69603875D1; EP0861481A1; CA2235766A1; FR2741370B1; CA2235766C; GR3031844T3; US6133838A; AU7577296A; DE69603875T2; WO1997018542A1

Description

L'invention est relative à un système de surveillance d'une piscine pour la prévention des noyades.

Actuellement, la surveillance des piscines est ou bien inexistante, ou bien réalisée par surveillance humaine. Une telle surveillance est une tâche difficile demandant une attention soutenue et entraínant une fatigue nerveuse des personnes, notamment des maítres-nageurs, auxquelles elle incombe. En effet, en plus des limitations inhérentes à tout système reposant sur une intervention humaine, par exemple baisse de vigilance due à une fatigue ou à une distraction momentanée, la surveillance des piscines est rendue très délicate en raison de la réflexion de la lumière à la surface de l'eau agitée, phénomène qui rend difficile le repérage visuel d'un corps immobile, à quelques mètres de profondeur. Le problème de surveillance des piscines se pose surtout pour les piscines accueillant du public.

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

Dans le premier cas, en bassin surveillé, le maítre-nageur, ou des personnes voisines du baigneur en difficulté, ont leur attention attirée par le baigneur lui-même, notamment en raison de l'agitation de ses bras lorsqu'il tente de rester en surface ; en revanche, dans le deuxième cas, il y a perte de connaissance du nageur sans que l'attention de la surveillance ou de l'environnement soit attirée. Il y a, de façon générale, deux possibilités : ou bien le baigneur a un exercice réflexe du mouvement respiratoire et, dans ce cas, ses poumons se remplissent d'eau, ce qui entraíne la perte de connaissance immédiate ; ou bien une apnée réflexe se produit et un certain volume d'air reste bloqué dans les poumons. Généralement, le baigneur accidenté coule vers le fond mais, de façon plus rare, il arrive qu'il flotte sans connaissance dans une position caractéristique juste sous la surface de l'eau.

A compter de la perte de connaissance, qui marque un début de noyade, un sauveteur expérimenté, sachant notamment pratiquer la respiration artificielle, dispose d'environ deux à trois minutes pour porter secours au noyé. Si ce délai est respecté, le noyé ne conservera généralement pas de séquelles de l'accident, après un séjour éventuel en hôpital pour nettoyer ses poumons. De façon générale, si les secours ont lieu entre trois et cinq minutes après la perte de connaissance, ce temps étant, néanmoins, variable selon les individus, le noyé peut encore être sauvé, mais il risque certaines lésions irréversibles, notamment au cerveau. Au-delà de cinq minutes, le risque de décès devient très important.

On a déjà proposé, dans le brevet US 5 043 705, d'utiliser un sonar pour réaliser une surveillance de piscine. Selon ce dispositif, on dispose au moins un émetteur-récepteur sonar sur le fond de la piscine et on surveille une tranche horizontale au moyen de cet appareil. Néanmoins, un tel dispositif présente un inconvénient considérable en raison du fait que pour installer le sonar et le relier aux appareils de traitement qui tirent des informations des échos reçus, il faut nécessairement passer des câbles à travers le fond de la piscine et au-dessous de ce fond, ce qui entraíne un coût tout-à-fait prohibitif lorsque la piscine est déjà construite. En outre, les règles de sécurité interdisent que l'on mette des tensions supérieures à 12 ou 24 volts, suivant les pays, à proximité de l'eau d'une piscine : or, pour générer les impulsions du sonar, il est nécessaire d'utiliser des tensions de plusieurs centaines de volts. Par ailleurs, le signal obtenu avec un sonar incorpore les échos fournis par les murs de piscine et il est extrêmement difficile d'éliminer le signal bruit ainsi obtenu pour pouvoir détecter le signal correspondant au corps immergé d'un noyé. Au surplus, le sonar permet essentiellement de repérer le corps d'un noyé par le volume d'air qu'il contient ; si un accidenté a les poumons remplis d'eau, le signal obtenu ne sera pas du tout conforme à celui que l'on est en droit d'attendre et pourra, même, ne pas être repéré par le traitement du signal. On constate donc qu'un tel système n'est pas susceptible de donner satisfaction.

On a également proposé, dans la demande de brevet WO 95/34056, publiée après la date de la première priorité de la présente demande, d'utiliser pour une surveillance de piscine des caméras travaillant dans le domaine des ondes visibles, ces caméras étant disposées de façon que la zone observée soit située dans un volume proche et parallèle au fond de la piscine. Dans ce dispositif, les caméras n'observent qu'une tranche d'eau parallèle au fond, ce qui implique de multiplier les caméras si le fond n'est pas plan et laisse sans surveillance la majeure partie du volume de la piscine. En outre, ce dispositif ne permet pas de détecter les corps immobiles juste au-dessous de la surface de l'eau. Enfin, les caméras et leurs accessoires sont immergés dans la piscine, ce qui n'est pas acceptable sur le plan de la sécurité et pose des problèmes considérables pour assurer leur liaison avec les appareils de traitement du signal qui leur sont associés. Ce dispositif ne peut donc donner satisfaction.

L'invention a pour but, de fournir un système de surveillance d'une piscine, qui permette de déclencher une alarme avertissant automatiquement les surveillants dans un délai réduit, lorsque le comportement d'un baigneur traduit un risque de noyade. Un tel système doit permettre de détecter un début de noyade, mais il est souhaitable d'éviter des déclenchements intempestifs en analysant correctement le comportement des nageurs, en particulier pour éviter une mauvaise interprétation afférante au déplacement d'un nageur effectuant volontairement une plongée et/ou un déplacement en immersion. L'invention a également pour but de décrire un tel dispositif pouvant être mis en place sans coûts excessifs dans une piscine déjà construite. L'invention a aussi pour but de décrire un tel dispositif, qui soit hors de portée des utilisateurs de la piscine et qui satisfasse à toutes les contraintes de sécurité. L'invention a enfin pour but de décrire un tel dispositif qui soit susceptible d'une maintenance et d'un entretien aisés n'exigeant pas le vidage de la piscine.

Selon l'invention, un système de surveillance d'une piscine pour la prévention des noyades, est caractérisé par le fait qu'il comprend :

des moyens de détection propres à donner, sous forme de signaux électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine, ces moyens de détection étant prévus sur les parois de la piscine en des endroits judicieusement répartis pour balayer au moins une fraction du volume d'eau de la piscine ;
des moyens de numérisation des signaux électriques obtenus ;
des moyens de compression des données numériques obtenues par les moyens de numérisation précités ;
des moyens de stockage temporaire et permanent des données numériques d'images à des instants successifs ;
des moyens de comparaison entre les images numérisées d'un même corps à des instants successifs ;
des moyens d'estimation de la nature d'un corps (corps humain ou non), de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives ;
et des moyens de décision propres à déclencher des moyens d'alarme en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.

De préférence, chaque moyen de détection comprend au moins une caméra vidéo disposée dans un compartiment étanche porté par une paroi latérale de la piscine, entre la surface de l'eau de la piscine en cours d'exploitation et le fond de ladite piscine ; le compartiment étanche étant au-dessous de la surface de l'eau, on peut prévoir qu'un module anti-humidité soit disposé à l'intérieur dudit compartiment étanche. Avantageusement, le compartiment étanche immergé comporte deux caméras vidéo, dont les champs d'observation coniques ont chacun un angle d'ouverture sensiblement égal ou légèrement supérieur à 90° et dont les axes sont sensiblement orthogonaux dans un plan sensiblement horizontal.

Avantageusement, on met en oeuvre des moyens de multiplexage des signaux électriques en provenance des moyens de détection, ces moyens de multiplexage alimentant les moyens de numérisation ; lesdits moyens de numérisation et les moyens de compression des données numériques sont avantageusement constitués par une carte de numérisation et de compression d'images vidéo placée dans un micro-ordinateur en configuration "multimédia".

Les moyens de stockage temporaire et permanent des données numériques d'images à des instants successifs, les moyens de comparaison entre les images numérisées d'un même corps à des instants successifs, les moyens d'estimation de la trajectoire et des changements d'attitude d'un corps et les moyens de décision sont constitués par les composants d'un micro-ordinateur, notamment éléments de mémoire et unité centrale de ce micro-ordinateur, dans lequel un logiciel approprié a été chargé pour lui permettre d'exécuter les opérations indiquées.

Avantageusement, les moyens de numérisation permettent de numériser 25 images par seconde, ces images étant fournies par les moyens de détection par l'intermédiaire des moyens de multiplexage.

Les moyens de comparaison des images numérisées entre instants successifs sont propres à ne prendre en considération que des formes, dont les dimensions correspondent au moins à celles d'un enfant, afin d'éliminer des alarmes intempestives pouvant être causées par des corps étrangers. Ces moyens de comparaison sont, en outre, agencés pour isoler une forme et suivre sa trajectoire à des instants successifs.

Les moyens d'estimation sont propres à déterminer, à partir des résultats des moyens de comparaison, le caractère lent d'un mouvement et/ou l'immobilité d'un corps humain dans la piscine.

Les moyens de décision sont propres à déclencher une alarme si le caractère lent du mouvement ou la quasi-immobilité du corps dans la piscine se prolonge au-delà d'un temps déterminé, en particulier au-delà de 15 secondes.

Avantageusement, les images qui ont servi aux analyses ayant conduit au déclenchement d'une alarme sont enregistrées sur le disque dur du micro-ordinateur de manière à pouvoir être consultées à tout moment.

De préférence, un ou plusieurs écrans de contrôle sont disposés près des sièges des maítres-nageurs ou dans les locaux des responsables assurant la surveillance de la piscine, écrans sur lesquels sont affichées les images d'une zone considérée comme suspecte.

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

On peut prévoir un dispositif d'arrêt immédiat du pompage et de la filtration de l'eau de la piscine en cas d'accident détecté, ce dispositif d'arrêt pouvant être commandé soit manuellement, soit automatiquement par le micro-ordinateur.

Avantageusement, les moyens de détection sont disposés chacun dans une enceinte étanche vis-à-vis de l'eau de la piscine, dont une paroi est constituée d'un globe comportant des zones, à travers lesquelles sont acquises les informations propres à donner les images des corps immergés dans l'eau de la piscine, et dont une autre paroi est traversée de façon étanche par des câbles transportant vers l'extérieur de la piscine les signaux fournis par les moyens de détection. La paroi, qui est traversée par les câbles, peut être équipée d'un premier raccord étanche démontable relié à la première extrémité d'une gaine étanche, dont l'autre extrémité est reliée à un second raccord étanche fixé sur le fond d'un boítier, qui traverse de façon étanche la paroi latérale de la piscine. On prévoit, de préférence, que l'intérieur du boítier soit en communication avec l'eau de la piscine et que la gaine étanche soit lovée dans le boítier de façon à avoir une longueur au moins égale à celle qui permet de sortir l'enceinte hors de l'eau de la piscine sans démontage du raccord étanche fixé sur le fond du boítier .

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions, dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation non limitatif décrit en se référant au dessin annexé.

Sur ce dessin :

la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d'une piscine équipée des moyens de détection du système de surveillance selon l'invention ;
la figure 2 est une vue en plan schématique de la piscine illustrant les champs de vision des moyens de détection qui balayent tout le volume d'eau de la piscine ;
la figure 3 est une vue en élévation d'un globe immergé contenant un moyen de détection du système de surveillance selon l'invention ;
la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3 ;
la figure 5 est une vue agrandie du détail A de la figure 4 ;
la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4 ;
la figure 7 est une vue agrandie du détail B de la figure 6 ;
la figure 8 est une vue en perspective du globe de la figure 3 ;
la figure 9 est un schéma synoptique simplifié du système de surveillance.

Comme illustré sur la figure 1, le système de surveillance d'une piscine P comprend des moyens de détection D1, D2, D3 prévus sur les parois de la piscine en des endroits judicieusement répartis pour balayer tout le volume de la piscine. Dans l'exemple considéré, les trois moyens de détection D1, D2, D3 sont disposés, dans un même plan horizontal, par exemple à un niveau d'environ 1.50 m au-dessous du niveau de l'eau dans la piscine en exploitation. Comme illustré sur la figure 2, les moyens de détection D1, D2, D3 sont disposés de manière que leurs champs de vision se recouvrent en partie pour ne laisser aucune zone morte et balayer pratiquement tout le volume de la piscine. Un élément ou un corps situé dans la piscine sera donc vu par au moins deux moyens de détection D1, D2, D3.

Ces moyens de détection sont propres à donner, sous forme de signaux électriques, des images de corps immergés dans l'eau de la piscine.

Les moyens de détection D1, D2, D3 sont tous identiques et l'un d'eux, D1, sera décrit ci-après en détail. Le moyen D1 comprend deux caméras vidéo 1 et 2, de préférence des caméras électroniques du type "CCD". Les axes des deux caméras forment un angle de 90° entre eux et sont symétriques par rapport à un plan perpendiculaire à la paroi de la piscine passant par l'axe du moyen de détection. L'angle d'ouverture du champ de vision de chacune des caméras 1 et 2 est supérieur à 90° et l'une des bordures du champ coïncide approximativement (vue en plan) avec le mur de piscine, qui porte le détecteur, de sorte que, pour l'ensemble des deux caméras, le champ de vision (vu en plan) est de 180° avec une zone centrale α, β, γ respectivement pour les moyens de détection D1, D2, D3 où il y a un recouvrement des champs des deux caméras. Dans l'exemple décrit, le moyen de détection D2 est porté par la paroi transversale 100 de la piscine P, qui est adjacente au grand bain, en un point B de ladite paroi 100 situé dans le plan longitudinal médian de la piscine, alors que les moyens de détection D1 et D3 sont portés en A et C par les deux parois longitudinales 101, 102 de la piscine, à l'aplomb de la zone de fond inclinée 103, qui relie le petit bain et le grand bain, les points A et C étant au voisinage du plan transversal médian de la piscine P. On a schématisé, sur la figure 2, les cônes d'observation des deux caméras de chaque moyen de détection, en désignant par a1, a2 les cônes des caméras du moyen de détection D1, par b1, b2 ceux du moyen de détection D2 et par c1, c2 ceux du moyen de détection D3. On voit donc que la plupart des zones de la piscine sont couvertes plusieurs fois par les moyens de détection : la surveillance est volumique puisque chaque caméra a un cône d'observation, alors que, dans l'état de la technique WO 95/34056, il n'était possible que de surveiller une tranche d'eau au voisinage du fond. Il existe cependant au-dessus et au-dessous de chaque moyen de détection des zones d'eau qui ne sont couvertes que deux fois. Le champ de chaque caméra empiète par un petit angle e sur le mur de piscine auquel est associée ladite caméra, ce qui réduit les zones mortes non couvertes par l'observation des caméras.

Les caméras 1 et 2 sont disposées dans un globe 3, fermé de manière étanche et porté, comme indiqué plus loin, par la paroi 4 de la piscine. Cette paroi 4 est traversée par un conduit cylindrique 5, dans lequel est logé un boítier cylindrique 7 contenant une gaine tubulaire 8 où sont disposés les câbles électriques 8a de raccordement des caméras 1 et 2 au micro-ordinateur 9 de gestion du système de surveillance de la piscine. La gaine 8 est enroulée en hélice le long de la paroi du boítier 7 et ses extrémités sont solidarisées, par des raccords étanches 20 et 24, respectivement avec le fond 7a du boítier 7 et avec une cloche 23 associée à un compartiment 21, qui sera défini ci-après. Le compartiment 21 est étanche ; la cloche 23 s'assemble de façon étanche sur le compartiment 21 ; l'intérieur de la cloche 23 est relié avec l'extérieur du boítier 7 par la gaine 8.

Les deux caméras 1 et 2 sont orientées environ à 90° l'une de l'autre, et leurs axes sont sensiblement dans un plan horizontal. Dans l'exemple des figures 3 à 8, le globe 3 est arrondi pour éviter toute blessure pour un nageur venant en contact avec ledit globe. Le globe 3 est moulé en fonte d'aluminium ; devant les caméras 1 et 2, il présente deux orifices circulaires où l'on a enchassé deux lentilles 1a, 2a, qui coopèrent avec les objectifs des deux caméras 1,2 respectivement, pour constituer des "ensembles-objectifs" ; la bordure de chaque lentille forme une collerette collée dans un embrèvement circulaire du globe. Les lentilles sont réalisées en un verre de dureté élevée pour éviter tout risque de détérioration ; le dessin des lentilles 1a, 2a permet d'adapter les caractéristiques optiques des "ensembles-objectifs" aux besoins du système.

Le conduit 5, qui traverse la paroi latérale 4 de la piscine, est réalisé par carottage ; le boítier cylindrique 7 y est mis en place, le centrage étant réalisé par deux joints toriques 90, 91. Le joint 91 situé du côté piscine comporte deux trous, l'un au voisinage du point bas et l'autre au voisinage du point haut. On injecte une résine polymérisable par le trou inférieur pour constituer une garniture d'étanchéité 6 entre le conduit 5 et le boítier 7. Après polymérisation, on termine la face frontale de la garniture 6, du côté piscine, par mise en place d'un joint silicone 6a.

Le boítier 7 est destiné à être rempli par l'eau de la piscine. Les caméras 1 et 2 sont logées dans le compartiment étanche 21, dont l'une des faces côté piscine est constituée par le globe 3 alors que l'autre face, du côté du fond 7a, est définie par une cuvette cylindrique 21a, dont le bord libre porte une collerette périphérique 21b. Lorsque les caméras sont installées dans le compartiment 21, on fixe le globe 3 sur la collerette 21b au moyen de vis, qui coopèrent avec des douilles filetées mises en place dans des alésages prévus dans l'épaisseur de la base 3a du globe 3. Le vissage desdites vis entraíne la compression d'un joint annulaire 3b qui assure l'étanchéité de l'assemblage. Le fond 21c de la cuvette 21a porte une carte électronique 92 sur laquelle sont branchés les fils de sortie des caméras 1 et 2. La sortie de ladite carte électronique traverse de façon étanche le fond 21c qui, sur sa face externe, porte un connecteur femelle 93. Le fond 21c porte, en outre, deux raccords à clapet 94, 95 destinés à coopérer avec une tubulure d'alimentation en azote, d'une part, et avec une tubulure de mise à l'air libre, d'autre part. On peut ainsi, lorsque le compartiment 21 a été fermé par assemblage du globe 3 et de la cuvette 21a, mettre l'intérieur du compartiment sous azote sec pour éviter les oxydations, améliorer la durée de vie des caméras CCD et prévenir tout problème de formation de buée ; dès que les tubulures sont débranchées, les clapets des raccords 94, 95 isolent l'intérieur du compartiment 21 vis-à-vis de l'extérieur. Sur le fond 21c, à l'extérieur du compartiment 21, on dispose la cloche 23, qui est solidarisée du fond 21c par son rebord 23a ; le rebord 23a s'appuie contre le fond 21c par l'intermédiaire d'un joint annulaire 23b, dont la compression est assurée par des vis.

Par des vis 96a, on fixe sur l'extrémité plane du boítier 7 opposée au fond 7a une collerette 96 destinée à cacher la bordure du carottage où est disposé le boítier 7 ainsi que la zone occupée par la garniture 6. A son extrémité opposée au fond 7a, le boítier 7 comporte trois bossages périphériques 7b faisant saillie vers l'axe du boítier 7 ; dans ces bossages sont insérées des douilles filetées, qui coopèrent avec des vis 25 ; les têtes des vis 25 s'appuient sur le rebord périphérique 3c du globe 3. On assure ainsi le maintien du compartiment étanche 21 par rapport au boítier 7 ; mais, en raison de l'épaisseur du globe 3 dans la zone où il est traversé par les vis 25, on a ménagé un jeu entre la collerette 96 et le rebord 3c ; de même, on a ménagé un jeu entre le boítier 7 et la partie du globe 3, qui y pénètre ; il en résulte que l'eau de la piscine pénètre librement dans le boítier 7. On peut donc, à partir de la piscine, désolidariser du boítier 7 l'enceinte (3, 21, 21a, 23) quelle que soit la profondeur où se trouve le moyen de détection dans l'eau de la piscine.

Le fond de la cloche 23 porte un raccord étanche 24 qui assure la fixation de la gaine 8 sur la cloche 23. Les câbles électriques 8a sont enfilés dans la gaine 8 avant de fixer la cloche 23 sur le fond 21c de la cuvette 21a et les câbles 8a ressortent derrière le fond 7a du boítier 7, l'étanchéité au niveau de la traversée du fond 7a étant assurée par le raccord étanche 20. Entre les raccords étanches 20 et 24, est prévue une longueur de gaine étanche 8 suffisante pour que l'enceinte (3, 21, 21a, 23) puisse être désolidarisée de la paroi de la piscine et remontée sur le bord de la piscine aux fins d'entretien, de réparation ou de remplacement. En même temps que les câbles 8a, on enfile dans la gaine un fil en attente, par exemple un fil de nylon, qui, de façon connue, joue le rôle d'une "aiguille" destinée à permettre l'introduction d'un câble, complémentaire ou de remplacement, dans la gaine 8 sans qu'il soit nécessaire de déconnecter le raccord 20 et donc de vider la piscine : il suffit, en effet, d'accrocher le nouveau câble et une nouvelle "aiguille" au fil de nylon en arrière du fond 7a, de mettre hors d'eau l'enceinte (3, 21, 21a, 23), de démonter la cloche 23. de déconnecter le connecteur 93, de tirer par l'extrémité ainsi dégagée de la gaine 8 le fil de nylon qui s'y trouve, jusqu'à l'apparition du nouveau câble et de la nouvelle "aiguille", de jeter ledit fil de nylon constituant 1' "aiguille" initiale, de raccorder le nouveau câble mis en place sur le connecteur 93, de ré-assembler la cloche 23 sur la cuvette 21a, de redescendre l'enceinte (3, 21, 21a, 23) sous l'eau et de la refixer par les vis 25 sur la face du boítier 7.

Par ailleurs, le même ensemble de vis 25 peut être utilisé pour maintenir un opercule d'obturation (non représenté) du boítier 7 lorsque l'on a enlevé le compartiment (3, 21, 21a), la cloche 23 ayant, préalablement, été fixée de façon étanche sur celle des faces dudit opercule, qui est du côté boítier.

De préférence, à l'intérieur du compartiment 21 est prévu un module anti-humidité (non représenté).

Les câbles 8a, qui traversent le boítier 7, sont des câbles coaxiaux reliés, par l'intermédiaire de moyens de multiplexage 10a, à un micro-ordinateur 9, par exemple du type "compatible IBM", organisé autour d'un micro-processeur PENTIUM sur chaque câble 8a, on établit une tension continue destinée à l'alimentation de la caméra 1,2 correspondante et ladite caméra envoie sur le câble 8a une modulation qui constitue le signal à traiter. Avant l'entrée dans les moyens de multiplexage 10a, on assure la séparation de la composante continue grâce à des moyens de démodulation qui fournissent uniquement sur les moyens de multiplexage le signal émanant de la caméra type "CCD". Le micro-ordinateur 9 comprend une unité centrale de traitement 13, des moyens de stockage temporaire, ou mémoire vive 11a, des moyens de stockage permanent, ou disque dur 11b, et une carte de télécommande 14 susceptible de commander des moyens avertisseurs 15 ou des vannes 16 ; par ailleurs, il est relié à un écran de contrôle E, ledit écran étant un écran tactile permettant une commande de fonctionnement. Le micro-ordinateur 9 est en configuration "multimédia" et est équipé d'une carte d'acquisition vidéo 10 constituant des moyens de numérisation des signaux électriques fournis par les moyens de détection D1, D2, D3, et des moyens de compression des données numériques d'image.

Les images, sous forme de signaux électriques, sont reçues, par l'intermédiaire des moyens de démodulation et des moyens de multiplexage désignés par 10a dans leur ensemble, à raison de 25 images par seconde, par la carte d'acquisition vidéo 10, qui les transforme en des images numériques.

Grâce au multiplexage, il est possible de traiter les moyens de détection D1, D2, D3 avec la même carte vidéo 10. Il est à noter que le nombre des moyens de détection traités par une même carte pourrait être supérieur à trois et, par exemple, être égal à huit.

Des moyens de stockage 11 des données numériques d'images à des instants successifs t, (t + 1), etc. sont prévus. Ces moyens de stockage 11 sont constitués par des moyens de mémoire du micro-ordinateur 9, notamment des moyens de mémoire vive internes 11a et le disque dur 11b de l'ordinateur.

Des moyens de comparaison 12 entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs t et (t + 1) sont prévus. Les moyens de comparaison 12 sont formés par l'unité centrale de traitement 13 de l'ordinateur et un logiciel approprié stocké dans une zone de la mémoire vive interne 11a.

L'intervalle de temps Dt entre deux instants t et (t + 1) pris en considération est suffisant pour que dans le cas d'un mouvement normal d'un nageur, les différences entre les deux images successives traduisent un tel mouvement ; l'intervalle de temps Dt est cependant aussi réduit que possible pour qu'une alerte soit déclenchée sans retard en cas de situation suspecte. Cet intervalle Dt peut être de l'ordre de quelques dixièmes de seconde.

Les moyens de comparaison calculent, entre deux instants t et (t + 1), les différences entre deux matrices d'images successives issues de la même caméra.

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

L'unité centrale de traitement 13 combinée avec un logiciel approprié, constitue, en outre des moyens d'estimation de la nature d'un corps, dont l'image est obtenue (corps humain ou non), de la trajectoire et des changements d'attitude de ce corps. L'unité centrale 13 et le logiciel sont, en outre, prévus pour constituer des moyens de décision propres à déclencher une alarme en cas de trajectoire ou de mouvement suspects du corps observé.

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

Du fait que l'on connaít la matrice de l'image initiale (piscine vide), on peut dénombrer et suivre individuellement les différentes formes se déplaçant dans la piscine, captées par les moyens de détection.

En utilisant le principe selon lequel la connaissance de la dérivée d'une fonction et de sa valeur initiale, permet de connaítre la fonction, on peut identifier et suivre diverses formes, correspondant à différents corps se déplaçant dans la piscine, par exemple F1, F2 ...... Fn.

On réalise une correction sur les formes suivies, notamment en matière de taille. En effet, on ne considère que des formes ayant au moins des dimensions correspondant à celles d'un petit enfant. On peut ainsi écarter des images d'objets inertes, de petites dimensions, et éviter des déclenchements d'alarme intempestifs.

On assure un suivi de l'évolution de la trajectoire des diverses formes F1, F2 ..... Fn dans le repère de la piscine. En cas de mouvement suspect, en particulier en cas d'un mouvement vertical de descente lent qui correspond à une coulée passive, ou en cas d'immobilité au fond de la piscine, ou encore en cas d'immobilité juste au dessous de la surface libre de l'eau on met la forme correspondante F_i sous préalerte.

Le placement judicieux des moyens de détection D1, D2, D3 par rapport au fond de la piscine assure un bon fonctionnement, toute la piscine étant couverte par ces moyens de détection. Une forme suivie F1 .... Fn ne doit pouvoir disparaítre idéalement que par "le haut" c'est-à-dire en sortant de la zone inférieure de la piscine en remontant, ou en sortant du bassin.

Si après un intervalle de temps prédéterminé, avantageusement d'environ 15 secondes, la forme suivie F_i n'a pas changé de comportement suspect, c'est-à-dire si l'immobilité au fond ou le mouvement vertical lent ou encore l'immobilité au voisinage de la surface s'est poursuivi pendant ces 15 secondes sans reprise d'une trajectoire non passive, l'alerte est déclenchée par l'ordinateur 9. Ce dernier comporte avantageusement une carte 14 de télécommande propre à actionner divers moyens avertisseurs sonores ou visuels.

Par exemple, l'ordinateur peut déclencher un vibreur ou ronfleur 15, notamment porté à la ceinture d'un maítre-nageur chargé de la surveillance de la piscine. En outre, la zone de la piscine où s'est produit l'événement ayant déclenché l'alerte peut être signalée sur un écran à cristaux liquides, également porté par le maítre-nageur, sous forme d'un code alphanumérique, de sorte que le maítre-nageur peut intervenir rapidement au bon endroit.

On peut, en outre, prévoir que l'ordinateur 9, en cas d'alerte, coupe les vannes 16 d'évacuation d'eau de la piscine, pour supprimer tout effet d'aspiration au niveau des grilles d'évacuation d'eau situées dans le fond de la piscine. On peut en outre faire envoyer automatiquement une télécopie à un service médical d'urgence.

Enfin, le logiciel utilisé peut faire commander, par le micro-ordinateur 9, la mémorisation sur disque dur 11b des images numérisées de l'incident.

Les exemples donnés ci-dessus ne sont pas limitatifs et d'autres moyens pour signaler l'alerte peuvent être utilisés.

En outre, les images de la zone où se déroule un mouvement suspect, y compris l'immobilisation au fond de la piscine d'un corps, sont affichés sur au moins un écran de contrôle E à la disposition des responsables de la surveillance.

Avec un tel système, il convient de détecter à coup sûr tous les cas de mouvement suspect susceptibles de conduire à une alerte, mais il faut également éviter des déclenchements intempestifs. Par exemple, une forme constituée par une zone plus grise dans le fond de la piscine peut être simplement une ombre de taille suffisante créée brusquement par le soleil. Il convient d'éviter un déclenchement intempestif dans un tel cas.

L'utilisation d'un ou plusieurs sonars, en particulier sonar actif à haute fréquence, dans les moyens de détection D1, D2, D3, permet la levée d'un tel doute et, le cas échéant, un deuxième suivi des trajectoires des formes F_i selon la même séquence que celle évoquée à propos de moyens de détection constitués essentiellement par des caméras.

D'autres moyens de détection que des caméras vidéo pourraient être utilisés, par exemple des caméras thermiques.

La levée du doute sur une forme détectée pourrait être effectuée avec d'autres moyens qu'un sonar, par exemple avec un laser.

Quelle que soit la variante de réalisation adoptée, le système de surveillance de l'invention permet d'améliorer la sécurité des piscines.

Claims

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

des moyens de détection (D1, D2, D3) propres à donner, sous forme de signaux électriques, des images des corps immergés dans l'eau de la piscine, ces moyens de détection étant prévus sur les parois de la piscine en des endroits judicieusement répartis pour balayer au moins une fraction du volume d'eau de la piscine ;

des moyens de numérisation (10) des signaux électriques obtenus ;

des moyens de stockage temporaire et permanent (11a, 11b) des données numériques d'images à instants successifs ;

des moyens de comparaison (12, 13) entre des images numérisées d'un même corps à des instants successifs ;

des moyens d'estimation (12, 13) de la nature d'un corps (corps humain ou non), de la trajectoire et des changements d'attitude du corps d'après ces images successives ; et

des moyens de décision (12, 13) propres à déclencher des moyens d'alarme (15) en cas de trajectoire ou mouvement suspect du corps observé.
Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque moyen de détection (D1, D2, D3) comprend au moins une caméra vidéo (1,2), disposée dans un compartiment étanche (21).
Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le compartiment étanche (21) est destiné à être immergé et comporte deux caméras vidéo dont les champs d'observation coniques ont un angle d'ouverture d'environ 90° et dont les axes sont sensiblement orthogonaux dans un plan sensiblement horizontal.
Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de compression (10) des données numériques obtenues par les moyens de numérisation, et que les moyens de numérisation des images obtenues et de compression des données numériques sont constitués par une carte (10) de numérisation et de compression d'images vidéo placée dans un micro-ordinateur (9) en configuration "multimédia".
Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens de détection (D1, D2, D3) alimentent les moyens de numérisation (10) par l'intermédiaire de moyens de multiplexage (10a).
Système selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les moyens de stockage (11a, 11b) des données numériques d'images à des instants successifs, les moyens de comparaison entre les images numérisées d'un même corps à des instants successifs, les moyens d'estimation de la trajectoire et des changements d'attitude d'un corps et les moyens de décision sont constitués par les composants d'un micro-ordinateur (9), notamment éléments de mémoire (11a, 11b) et unité centrale (12, 13) de ce micro-ordinateur, dans lequel un logiciel approprié a été chargé pour lui permettre d'exécuter les opérations indiquées.
Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens de comparaison (12, 13) des images numérisées entre instants successifs sont propres à ne prendre en considération que des images, dont les dimensions correspondent au moins à celles d'un enfant, afin d'éliminer des alarmes intempestives pouvant être causées par des corps étrangers.
Système selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que les moyens de comparaison (12, 13) sont agencés pour isoler une forme et suivre sa trajectoire à des instants successifs.
Système selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les moyens d'estimation (12, 13) sont propres à déterminer, à partir des résultats des moyens de comparaison, le caractère lent d'un mouvement et/ou l'immobilité d'un corps humain dans la piscine.
Système selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que les moyens de décision (12, 13) sont propres à déclencher une alarme si le caractère lent du mouvement ou la quasi-immobilité du corps dans la piscine se prolonge au-delà d'un temps déterminé, en particulier au-delà de 15 secondes.
Système selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que les images qui ont servi aux analyses ayant conduit au déclenchement d'une alerte sont enregistrées sur le disque dur (11b) du micro-ordinateur (9) de manière à pouvoir être consultées à tout moment.
Système selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'au moins un écran de contrôle (E) est accessible au personnel assurant la surveillance de la piscine, écran sur lequel sont affichées les images d'une zone considérée comme suspecte.
Système selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les moyens d'alarme comprennent un avertisseur (15) sonore et/ou visuel, en particulier avec indication de la zone de la piscine dans laquelle un événement suspect se produit.
Système selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif d'arrêt immédiat (16) du pompage et de la filtration de l'eau de la piscine en cas d'accident détecté, ce dispositif d'arrêt pouvant être commandé soit manuellement, soit automatiquement par le micro-ordinateur (9, 14).
Système selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que les moyens de détection (D1, D2, D3) sont disposés chacun dans un compartiment étanche (21) dont une paroi est constituée d'un globe (3) comportant des zones (1a, 2a) à travers lesquelles sont acquises les informations propres à donner les images des corps immergés dans l'eau de la piscine et dont une autre paroi (23) est traversée de façon étanche par des câbles (8a) pour transporter vers l'extérieur de la piscine les informations fournies par les moyens de détection (D1, D2, D3).
Système selon la revendication 15, caractérisé par le fait que la paroi (23), qui est traversée par les câbles (8a), est équipée d'un premier raccord étanche démontable (24) relié à la première extrémité d'une gaine étanche (8) dont l'autre extrémité est reliée à un second raccord étanche (20) fixé sur le fond (7a) d'un boítier (7), qui est destiné à traverser de façon étanche la paroi latérale (4) de la piscine.
Système selon la revendication 16, caractérisé par le fait que l'intérieur du boítier (7) est destiné à être en communication avec l'eau de la piscine et que la gaine étanche (8) est lovée dans le boítier (7) de façon à avoir une longueur au moins égale à celle qui permet de sortir le compartiment (21) hors de l'eau de la piscine sans démontage du raccord étanche (20) fixé sur le fond (7a) du boítier (7).
Piscine équipée du système selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisée par le fait que les moyens de détection (D1, D2, D3) sont disposés de manière que leurs champs de vision se recouvrent en partie pour ne laisser aucune zone morte et balayer pratiquement tout le volume de la piscine.