EP4233026A1 - Capteur multifonctions pour la surveillance de locaux et procédés utilisant un tel capteur - Google Patents

Capteur multifonctions pour la surveillance de locaux et procédés utilisant un tel capteur

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Publication number
EP4233026A1
EP4233026A1 EP21790921.7A EP21790921A EP4233026A1 EP 4233026 A1 EP4233026 A1 EP 4233026A1 EP 21790921 A EP21790921 A EP 21790921A EP 4233026 A1 EP4233026 A1 EP 4233026A1
Authority
EP
European Patent Office
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sensor
temperature
person
measuring
sensors
Prior art date
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Pending
Application number
EP21790921.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Khaled Abousaleh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zynnon Ag
Original Assignee
Zynnon Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zynnon Ag filed Critical Zynnon Ag
Publication of EP4233026A1 publication Critical patent/EP4233026A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B19/00—Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
    • G01J5/0025—Living bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/04—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to non-activity, e.g. of elderly persons
    • G08B21/0438—Sensor means for detecting
    • G08B21/0469—Presence detectors to detect unsafe condition, e.g. infrared sensor, microphone
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/185—Signal analysis techniques for reducing or preventing false alarms or for enhancing the reliability of the system
    • G08B29/188—Data fusion; cooperative systems, e.g. voting among different detectors

Definitions

  • Multifunction sensor for monitoring premises and processes using such a sensor.
  • the present invention relates to the field of monitoring premises, or external volumes, mobile or not, and, in particular, to home automation.
  • the object of the invention is to propose a device capable of collecting sufficient information on a place, a person or an object in order to know its state and to deduce a future state, if necessary.
  • a monitoring device preferably operating on battery power, comprises an infrared sensor and, in addition, at least one sensor from among:
  • a motion sensor preferably a three-axis accelerometer
  • a sensor for determining the quality of the air preferably for measuring therein a concentration of a substance and/or a CO2 equivalent
  • a particle sensor preferably for particles of size between 0.3 ⁇ m and 10 ⁇ m
  • - a geographical position sensor, preferably by satellite; and preferably:
  • sensors of the same type For example, several infrared sensors can be used. It is also possible to use several temperature or humidity sensors which have different operating ranges.
  • the sensor for determining air quality may comprise means for measuring a concentration of one of the substances among ethanol and dihydrogen, or a total of volatile organic compounds.
  • the device is preferably battery powered. This is an advantage compared to existing devices on the market which require installation of a mains power cable, and therefore allows easy installation of the device and in places where a wired power supply does not exist.
  • the device comprises means of wireless transmission of outgoing data, for example means of transmission of the cellular type, Bluetooth and/or Wi-Fi, which makes it possible to have a flexible installation.
  • the device can send the data in real time or store it to send it later, at regular intervals or not, automatically or on request.
  • the device is also provided to receive incoming information, by the same means.
  • This data can be specific configuration data or an update of software embedded in the device.
  • the device may have a display for the temperature measured using the infrared sensor.
  • the infrared sensor can comprise means for measuring a temperature in several sectors, independently, of the same observation cone.
  • the invention relates to a method for detecting the presence of a person, using a system according to the invention and comprising a device according to the invention having means for measuring a temperature in several sectors, in which the presence is deduced from the temperatures measured in each sector.
  • the invention relates to a method for measuring a temperature of a person, using a system according to the invention and comprising a device according to the invention having means for measuring a temperature in several sectors, in which one measures a temperature of the person in a first sector and a simultaneous measurement of an ambient temperature in a second sector with the infrared sensor and a temperature of the person is calculated by correcting the temperature of the measured person, according to the ambient temperature measured, and preferably also based on data from at least one of the following sensors: temperature sensor, relative humidity sensor, ambient light sensor and UV index sensor.
  • the invention relates to a fire alarm method, using a device according to the invention, which comprises steps for:
  • the invention relates to a method for evaluating a person's quality of sleep, using a device according to the invention, which comprises steps for:
  • the invention relates to a method for preventing a risk of hypothermia of a person, using a device according to the invention and comprising steps for:
  • the invention relates to a method for preventing a risk of breakdown of a machine, using a device according to the invention and comprising steps for carrying out:
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a room in which a monitoring device according to the invention is installed, in particular equipped with an infrared sensor, and illustrating an observation cone of this infrared sensor;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the device of FIG. 1, in isolation;
  • FIG. 3 is a schematic view in elevation of what is seen by the infrared sensor and of a sectorization into forty-nine sectors of the area observed;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an interpretation, by the device, of the zone observed, for each of the forty-nine sectors of figure 3.
  • FIG. 1 represents a volume, here a room 1, monitored by a device 2 according to the invention.
  • the device 2 comprises an infrared ray sensor 3 visible on a front face of the device, in FIG. 2. As illustrated in FIG. 1, the infrared sensor 3 scans an observation cone 4, divided into sectors 6, of section 6S substantially rectangular.
  • the device 2 comprises means display 5, advantageously provided to display therein a temperature measured by the infrared sensor.
  • FIG. 3 illustrates part of what is seen by the infrared sensor 3 in forty-nine of the sectors 6 of the cone 4.
  • the forty-nine sectors 6 are divided into seven vertical columns and seven horizontal rows.
  • Figure 4 illustrates the interpretation given by the infrared sensor 3, of what is seen and illustrated in Figure 3.
  • room 1 there is a person 7 and a luminous globe 8. The person is standing and the globe is suspended from the ceiling of the room.
  • the sensor 3 measures the infrared radiation emitted in each of the sectors 6.
  • FIG. 4 illustrates, for each of the sectors 6, a digitized representation of what is seen.
  • the device measures an average temperature, represented by a more or less dark pixel 6P, in the figure.
  • a pixel 626P very dark, corresponds to the sector 626, encompassing a major part of the globe 8, measures a high temperature
  • the device 2 further comprises:
  • Volatile compounds may include ethanol and hydrogen (H2),
  • the device 2 is battery-powered, or battery-powered, so that it can be installed easily and in any place, without connection. It includes a current sensor that helps analyze and predict battery life.
  • the system may include one of the remote computer means, for remotely processing data supplied by the device 2.
  • a method makes it possible to detect, or assume, the presence of a person, with the main help of the infrared sensor, in particular by analyzing the 6P pixels, the temperature recorded, a number and a distribution of the pixels, their modification, which may correspond to the displacement of somebody.
  • This detection method is perfectly suited to learning by artificial intelligence.
  • a method allows the temperature measurement of a human body. It is preferably associated with the prior method of detecting the presence of a person.
  • the main sensor that is used for human body temperature measurement is infrared sensor 3.
  • Human body temperature can vary depending on several parameters external to human body, including ambient temperature, ambient humidity, level of ambient light and UV (Ultraviolet) index. Relying only on an infrared sensor measurement to know the temperature of the human body can lead to a wrong value.
  • the direct measurement of the infrared sensor can be made, in particular from a value measured in sector 665; it is corrected according to data provided by other sensors, in particular the ambient temperature sensor, the relative humidity sensor, the ambient light sensor and the UV index sensor, it is also corrected by a measurement of the ambient temperature, for example measured in the sector 643.
  • the measurements and information provided by the various sensors at the same instant and at the same place make it possible to provide a more reliable measurement of the temperature of the human body. Such a result is made possible by the combined use of the various sensors.
  • the infrared sensor has known and specified limitations of use. These limits are a function of ambient temperature, ambient humidity, atmospheric pressure, light incidence and UV level.
  • measurements from various sensors including the ambient temperature sensor, the relative humidity sensor, the ambient light sensor and the UV index sensor, are used to ensure that the infrared sensor operates within predefined operating ranges within the limits. This guarantees and secures an optimal rendering of the measurements made by the infrared sensor.
  • a method of self-checking the operation of the infrared sensor 3 is ensured in real time by the device 2, thanks to the simultaneous use of several of the sensors included in this device.
  • Human body temperature depends on ambient temperature and ambient humidity; by taking these parameters into account, the device provides a more accurate measured temperature of the human body.
  • An alarm method can also be implemented using a device according to the invention.
  • the infrared sensor can detect the presence of people in its field of vision.
  • the device detects a rise in temperature above a given threshold and/or an increase in the rate of carbon dioxide or monoxide above a given threshold and/or or an increase in light intensity and/or a drop in humidity, associated with the detection of the presence of a person in the monitored volume, this allows the triggering of an intelligent alarm. Indeed, it can allow the emergency services to intervene more quickly where the presence of a person has been detected.
  • the GPS coordinates, sent with the alarm make it possible to quickly locate the place of the fire.
  • the device according to the invention is therefore more efficient than a CO2 sensor alone or a temperature sensor alone.
  • the infrared sensor detecting a heat source is able to detect the start of a fire even before the presence of fire or carbon dioxide.
  • the carbon dioxide sensor then makes it possible to confirm that there is indeed a start of fire. All of the information provided by the device's sensors provides firefighters with an early alarm with complete information that allows for more efficient and rapid intervention.
  • a method for evaluating the quality of a person's sleep can also be implemented using the device 2 by combining information from several of the sensors.
  • the infrared sensor identifies the presence of a person by measuring their temperature
  • the sound level sensor measures the level of snoring of the person
  • the temperature, humidity, pressure, light level and air quality sensors determine the state of the environment.
  • a method for alerting in the event of hypothermia of a person can also be implemented using the device 2 by combining information from several of the sensors.
  • a method for monitoring the state of health of a person can also be implemented using the device 2.
  • the device can measure both the body temperature of the person and the sound level in the room.
  • a high temperature measurement associated with an audible cough measurement can provide an important indication of the person's state of health, as well as its evolution over time.
  • a method for monitoring the pregnancy of a person can also be implemented using the device 2.
  • the device can continuously measure the body temperature of a woman and thus makes it possible to provide an indication of pregnancy.
  • a vigilance process in particular for a person living alone, more particularly for an elderly person, can also be implemented using the device 2.
  • the device measures the temperature of a person and thus determines their presence, but also their mobility. The device can thus determine whether a person has come to a standstill. In the event of prolonged immobility and in the event of a significant reduction in the sound level, the device can, for example, assume that the person is falling or is unwell and triggers an alarm or contacts another person, previously designated.
  • the device in particular thanks to its sound sensor, can also be programmed to recognize an "emergency word" intended to be spoken by the person alone, when they need urgent help, for example in the event of a fall.
  • Device 2 can be mobile. It can in particular be installed in a transport vehicle, for example a bus or a train.
  • the device When the device is installed in a public transport vehicle, it can be integrated into a transport management system and method. Thus, it can make it possible to measure the temperature of people entering the vehicle. It makes it possible to filter people with a temperature that exceeds a certain threshold, to count the number of people entering the vehicle and to link this number of people to a geographical position of the vehicle.
  • the device can therefore make it possible to implement a transport management method which provides in real time an attendance rate in the transport vehicles public in real time, and/or a filtration rate due to temperature and/or a geographical coverage of these figures.
  • ⁇ devices can be networked.
  • they can be connected to a “cloud”, i.e. a cloud network.
  • the measurements provided by each device can be correlated in order to provide information on a given geographical area.
  • Several devices providing vibration measurements can provide information about an earthquake, and can help determine the epicenter and amplitude at a given location.
  • a sensor according to the invention can also be used in industry, in particular for the implementation of a method for anticipating a breakdown of a machine.
  • This device can be installed in or near a machine in operation; it can then transmit:
  • a system according to the invention makes it possible to predict machine breakdowns. For example, an increase in temperature, vibration level and sound level leads to the conclusion of a breakdown in the near future; the type of vibration can also identify a faulty component.
  • an electronic component of the D6T-44L-06 type supplied by the company Omron, can be used.
  • a device can have numerous applications, in particular: a.
  • a device according to the invention also has many advantages over existing products: a. Prior art products use power cables which make the installation cumbersome and complex and this limits the use to places where a cable can be used. Thus, the device using a battery is much more flexible in terms of installation. b. The dimensions and the weight of the device are much smaller than those of the products of the prior art, which allows easy installation where necessary. The device can weigh less than 300g and have dimensions less than 100x100x100 millimeters. vs. The device can be manufactured at a cost which can be twenty-five to thirty times lower than that of the products of the prior art. d.
  • the operation of the devices of the prior art generally requires at least two people: a person next to the device and a person in front the screen to monitor a video image on which the temperature is displayed.
  • a device according to the invention does not require more than one person; It does not require an external screen, nor a person to monitor such a screen.
  • a device according to the invention does not capture an image or a video, it therefore respects privacy. It also does not provide for the possibility of facial recognition.
  • the products of the prior art take videos on which the temperature is displayed. These videos can be recorded and allow facial recognition of people. f.
  • a device has several sensors taking physical measurements at the same time, which makes it possible to carry out very detailed analyzes of correlation between the various phenomena, for example a link between pollution and temperature. This also allows the use of an artificial intelligence algorithm to find complex correlations between different physical data for a given application.
  • a system according to the invention can comprise a network connection, to the Internet or to a Cloud, which facilitates an analysis of the collected data.
  • all other measurements can be sent to a cloud, which allows remote analysis of the data.
  • a different data analysis program can be used.
  • services provided from data analysis can be very different from one application to another.

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif (2) de surveillance comprenant un capteur infrarouge (3) et, en outre, au moins un capteur parmi des capteurs de pression barométrique, de température, de mouvement, de niveau sonore, d'humidité relative, de lumière ambiante, d'index UV, de qualité de l'air et de particules. L'invention porte aussi sur un système comprenant un tel dispositif et des moyens de traitement distants. L'invention porte aussi sur des procédés utilisant un tel dispositif, notamment pour surveiller une personne, détecter un début d'incendie ou prévenir une panne d'une machine.

Description

Capteur multifonctions pour la surveillance de locaux et procédés utilisant tin tel capteur.
La présente invention se rapporte au domaine de la surveillance de locaux, ou de volumes extérieurs, mobiles ou non, et, notamment, à la domotique.
Les capteurs actuels ne permettent pas d’avoir des informations suffisantes pour déduire un état d’un lieu, d’une personne ou d’un objet. Ils sont encore moins adaptés à une anticipation d’un tel état, pour déduire une action possible, utile ou nécessaire.
Le but de l’invention est de proposer un dispositif capable de récolter des informations suffisantes sur un lieu, une personne ou un objet afin d’en connaître un état et d’en déduire un état futur, si nécessaire.
Selon un premier objet de l’invention, un dispositif de surveillance fonctionnant de préférence sur batterie, comprend un capteur infrarouge et, en outre, au moins un capteur parmi :
- un capteur de pression barométrique ;
- un capteur de température ;
- un capteur de mouvement, de préférence un accéléromètre trois axes ;
- un capteur de niveau sonore ;
- un capteur d’humidité relative ;
- un capteur de lumière ambiante ;
- un capteur pour mesurer un index UV ;
- un capteur pour déterminer une qualité de l’air, de préférence pour y mesurer une concentration d’une substance et/ou un équivalent CO2 ; - un capteur de particules, de préférence pour des particules de taille comprise entre 0.3 pm et 10pm ; et/ou,
- un capteur de position géographique, de préférence par satellite ; et, de préférence :
- un capteur de courant pour analyser et prédire une autonomie de la batterie.
On peut aussi utiliser plusieurs capteurs d’un même type. Par exemple, on peut utiliser plusieurs capteurs à infrarouge. On peut aussi utiliser plusieurs capteurs de température ou d’hygrométrie qui ont des plages de fonctionnement différentes.
Le capteur pour déterminer la qualité de l’air peut comprendre des moyens pour mesurer une concentration d’une des substances parmi l’éthanol et le dihydrogène, ou un total de composés organiques volatils.
Le dispositif est de préférence alimenté par batterie. Ceci est un avantage par rapport à des dispositifs existants sur le marché qui nécessitent une installation de câble d’alimentation sur secteur, et, permet donc de réaliser une installation facile du dispositif et à des endroits où une alimentation électrique filaire n’existe pas.
Avantageusement, le dispositif comprend des moyens de transmission sans fil de données sortantes, par exemple des moyens de transmission de type cellulaire, Bluetooth et/ou Wi-Fi ce qui permet d’avoir une installation flexible.
Le dispositif peut envoyer les données en temps réel ou les stocker pour les envoyer plus tard, à intervalle régulier ou pas, automatiquement ou sur requête. De préférence, le dispositif est aussi prévu pour recevoir des informations entrantes, par les mêmes moyens. Ces données peuvent être des données de configuration spécifiques ou une mise à jour d’un logiciel embarqué dans le dispositif. Le dispositif peut avoir un afficheur pour la température mesurée à l’aide du capteur infrarouge.
Le capteur infrarouge peut comprendre des moyens pour mesurer une température dans plusieurs secteurs, indépendamment, d’un même cône d’observation.
Selon un deuxième objet, l’invention porte sur un procédé pour détecter une présence d’une personne, utilisant un système selon l’invention et comprenant un dispositif selon l’invention ayant des moyens pour mesurer une température dans plusieurs secteurs, dans lequel la présence est déduite à partir des températures mesurées dans chaque secteur.
Selon un troisième objet, l’invention porte sur un procédé pour mesurer une température d’une personne, utilisant un système selon l’invention et comprenant un dispositif selon l’invention ayant des moyens pour mesurer une température dans plusieurs secteurs, dans lequel on mesure une température de la personne dans un premier secteur et une mesure simultanée d’une température ambiante dans un deuxième secteur avec le capteur infrarouge et on calcule une température de la personne en corrigeant la température de la personne mesurée, en fonction de la température ambiante mesurée, et de préférence aussi en fonction de données issues d’au moins un des capteurs suivants : capteur de température, capteur d’humidité relative, capteur de lumière ambiante et capteur d’index UV.
Selon un quatrième objet, l’invention porte sur un procédé d’alarme incendie, utilisant un dispositif selon l’invention, qui comprend des étapes pour :
- surveiller une présence d’une personne ; et surveiller au moins une des mesures suivantes :
- augmentation de température au-delà d’un seuil donné ;
- augmentation du taux de CO2 au-delà d’un seuil donné ; - augmentation de luminosité au-delà d’un seuil donné ;
- diminution de l’hygrométrie en-deçà d’un seuil donné ; et, lorsque l’un desdits seuils est franchi, déclencher ladite alarme incendie, et, si le dispositif comprend un capteur de position géographique, transmettre les cordonnées de position géographique à un service de secours.
Selon un cinquième objet, l’invention porte sur un procédé pour évaluer une qualité de sommeil d’une personne, utilisant un dispositif selon l’invention, qui comprend des étapes pour :
- détecter la présence d’une personne ; et recueillir simultanément au moins une des données suivantes :
- niveaux sonores ;
- températures ;
- hygrométrie ;
- pression atmosphérique ;
- luminosité ;
- qualité de l’air. puis, corréler ces données entre elles.
Selon un sixième objet, l’invention porte sur un procédé pour prévenir un risque d’hypothermie d’une personne, utilisant un dispositif selon l’invention et comprenant des étapes pour :
- détecter la présence d’une personne ;
- surveiller une température de ladite personne ;
- surveiller un niveau sonore ; et, lorsque la température de la personne et le niveau sonore diminuent en deçà de seuils respectifs donnés, déclencher une alarme sonore pour réveiller la personne. Selon un septième objet, r invention porte sur un procédé pour prévenir un risque de panne d’une machine, utilisant un dispositif selon l’invention et comprenant des étapes pour effectuer :
- des mesures de température de pièces en mouvement, à l’aide du capteur infrarouge ;
- des mesures de température ambiante ;
- des mesures de niveau sonore ; et, de préférence
- des mesures d’humidité ; et/ou,
- des mesures de vibrations et accélération/décélération.
Plusieurs modes d’exécution de l’invention seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] est une vue schématique en perspective, d’une pièce dans laquelle est installé un dispositif de surveillance selon l’invention, notamment équipé d’un capteur infrarouge, et illustrant un cône d’observation de ce capteur infrarouge ; [Fig. 2] est une vue schématique en perspective du dispositif de la figure 1, isolément ;
[Fig. 3] est une vue schématique en élévation de ce qui est vu par le capteur infrarouge et d’une sectorisation en quarante-neuf secteurs de la zone observée ; et,
[Fig. 4] est un schéma illustrant une interprétation, par le dispositif, de la zone observée, pour chacun des quarante-neuf secteurs de la figure 3.
La figure 1 représente un volume, ici une pièce 1, surveillé par un dispositif 2 selon l’invention. Le dispositif 2 comprend un capteur de rayon infrarouge 3 visible sur une face avant du dispositif, à la figure 2. Comme illustré à la figure 1, le capteur infrarouge 3 scrute un cône d’observation 4, divisé en secteurs 6, de section 6S sensiblement rectangulaire. Le dispositif 2 comprend des moyens d’affichage 5, avantageusement prévus pour y afficher une température mesurée par le capteur à infrarouge.
La figure 3 illustre une partie de ce qui est vu par le capteur infrarouge 3 dans quarante-neuf des secteurs 6 du cône 4. Les quarante-neuf secteurs 6 sont répartis en sept colonnes verticales et sept rangs horizontaux.
La figure 4 illustre l’interprétation donnée par le capteur infrarouge 3, de ce qui est vu et illustré à la figure 3. Dans la pièce 1, se trouvent une personne 7 et un globe lumineux 8. La personne est debout et le globe est suspendu au plafond de la pièce. Le capteur 3 mesure le rayonnement infrarouge émis dans chacun des secteurs 6. La figure 4 illustre, pour chacun des secteurs 6, une représentation digitalisée de ce qui est vu. Ainsi, pour chaque secteur 6, le dispositif mesure une température moyenne, représentée par un pixel 6P plus ou moins foncé, à la figure.
Ainsi, par exemple :
- un pixel 643P, très clair, correspond au secteur 643, mesure une température ambiante de la pièce 1 ;
- un pixel 626P, très foncé, correspond au secteur 626, englobant une majeure partie du globe 8, mesure une température élevée ;
- des pixels 665P et 674P, plus ou moins foncés, correspondent chacun à une partie plus ou moins importante du corps de la personne 7.
Dans un boitier 12, le dispositif 2 comprend en outre :
- un capteur de pression barométrique
- un capteur de mouvement (accéléromètre 3 axes)
- un capteur de niveau sonore
- un capteur d’humidité relative
- un capteur de lumière ambiante
- un capteur permettant de mesurer un index UV - un capteur de qualité de l’air, c’est-à-dire qui permet de détecter et mesurer une concentration de composés organiques volatils ou un équivalent CO2. Les composés volatils peuvent notamment comprendre l’éthanol et l’hydrogène (H2),
- un capteur de position géographique par satellite
Dans l’exemple illustré, le dispositif 2 est alimenté sur batterie, ou sur pile, afin de pouvoir être installé facilement et dans tout lieu, sans branchement. Il comprend un capteur de courant qui permet d’analyser et de prédire la durée de vie de la batterie.
On va maintenant décrire plusieurs procédés qui peuvent être mis en œuvre à l’aide d’un système comprenant un dispositif 2 selon l’invention. Ces procédés comprennent généralement un apprentissage préalable utilisant une intelligence artificielle. Le système peut comprendre un des moyens informatiques distants, pour traiter à distance des données fournies par le dispositif 2.
Un procédé permet de détecter, ou supposer, la présence d’une personne, avec l’aide principale du capteur infrarouge notamment par analyse des pixels 6P, la température relevée, un nombre et une répartition des pixels, leur modification, pouvant correspondre au déplacement d’une personne. Ce procédé de détection est parfaitement adapté à un apprentissage par une intelligence artificielle.
Un procédé permet la mesure de température d’un corps humain. Il est de préférence associé au procédé préalable de détection de la présence d’une personne. Le capteur principal qui est utilisé pour la mesure de température du corps humain est le capteur infrarouge 3. La température du corps humain peut varier en fonction de plusieurs paramètres externes au corps humain, notamment la température ambiante, l’humidité ambiante, le niveau de lumière et l’index UV (Ultraviolet) ambiants. Se baser seulement sur une mesure du capteur infrarouge pour connaître la température du corps humain peut conduire à une valeur erronée. Afin d’apporter un correctif à la mesure de température de corps humain par infrarouge et avoir une valeur plus exacte et précise, la mesure directe du capteur infrarouge peut être faite, notamment à partir d’une valeur mesurée dans le secteur 665 ; elle est corrigée en fonction de données fournies par d’autres capteurs, notamment le capteur de température ambiante, le capteur d’humidité relative, le capteur de lumière ambiante et le capteur d’index UV, elle est aussi corrigée par une mesure de la température ambiante, par exemple mesurée dans le secteur 643. Les mesures et informations fournies par les différents capteurs au même instant et au même endroit permettent de fournir une mesure de température du corps humain plus fiable. Un tel résultat est permis par l’utilisation combinée des différents capteurs.
Le dispositif 2 est destiné à fonctionner d’une façon autonome et automatique. Cependant, le capteur infrarouge a des limites d’utilisation connues et spécifiées. Ces limites sont fonction de la température ambiante, l’humidité ambiante, la pression atmosphérique, l’incidence lumineuse et le niveau d’UV. Afin de garantir un fonctionnement d’utilisation correcte du produit, les mesures de différents capteurs, notamment du capteur de température ambiante du capteur d’humidité relative, du capteur de lumière ambiante et du capteur d’index UV, sont utilisées afin de garantir que le capteur infrarouge fonctionne dans des plages de fonctionnement prédéfinies à l’intérieur des limites. Ceci garantit et sécurise un rendu optimal des mesures effectuées par le capteur infrarouge. Ainsi, un procédé d’auto-contrôle du fonctionnement du capteur infrarouge 3 est assuré en temps réel par le dispositif 2, grâce à l’utilisation simultanée de plusieurs des capteurs inclus dans ce dispositif.
La température du corps humain dépend de la température ambiante et l’humidité ambiante ; en prenant en compte de ces paramètres, le dispositif fourni une température mesurée du corps humain plus exacte. Un procédé d’alarme peut aussi être mis en œuvre à l’aide d’un dispositif selon l’invention.
Le capteur infrarouge permet de détecter la présence de personnes dans son champ de vision. Dans le cas de début d’incendie, lorsque le dispositif détecte une hausse de température au-dessus d’un seuil donné et/ou une augmentation d’un taux de dioxyde ou monoxyde de carbone au-dessus d’un seuil donné et/ou une augmentation de l’intensité lumineuse et/ou une baisse de l’hygrométrie, associée à la détection de la présence d’une personne dans le volume surveillé, cela permet un déclenchement d’une alarme intelligente. En effet, elle peut permettre aux secours d’intervenir plus rapidement là où la présence d’une personne a été détectée. En outre, les coordonnées GPS, envoyées avec l’alarme, permettent de localiser rapidement le lieu de l’incendie. Le dispositif selon l’invention est donc plus performant qu’un capteur de CO2 seul ou un capteur de température seul. En outre, le capteur infrarouge détectant une source de chaleur est capable de détecter un début d’incendie avant même la présence de feu ou de gaz carbonique. Le capteur de gaz carbonique permet de confirmer ensuite, qu’il y a effectivement un début d’incendie. L’ensemble des informations fournies par les capteurs du dispositif procurent aux pompiers une alarme précoce avec informations complètes qui permettent une intervention plus efficace et rapide.
Un procédé pour évaluer la qualité du sommeil d’une personne peut aussi être mis en œuvre à l’aide du dispositif 2 en combinant des informations issues de plusieurs des capteurs.
Le capteur infrarouge identifie la présence d’une personne en mesurant sa température, le capteur du niveau sonore mesure le niveau de ronflement de la personne, les capteurs de températures, humidité, pression, niveau lumineux et qualité de l’air déterminent l’état de l’environnement. Ces mesures combinées permettent de fournir une information complète sur la qualité de sommeil de la personne et les liens pouvant exister entre cette qualité du sommeil et l’état de l’environnement.
Un procédé pour alerter en cas d’hypothermie d’une personne peut aussi être mis en œuvre à l’aide du dispositif 2 en combinant des informations issues de plusieurs des capteurs.
Les personnes diabétiques ont des risques d’hypothermie durant leur sommeil. Leur température peut chuter sans qu’ils ne s’en rendent compte. La présence du capteur infrarouge en surveillant la température à intervalle régulier peut déclencher une alarme sonore lorsque la température descend en dessous d’une certaine valeur afin de réveiller la personne.
Un procédé pour surveiller l’état de santé d’une personne peut aussi être mis en œuvre à l’aide du dispositif 2.
Ainsi, le dispositif peut mesurer à la fois la température du corps de la personne et le niveau sonore dans la pièce. Une mesure élevée de la température associée à une mesure sonore de la toux peut fournir une indication importante sur l’état de santé de la personne, ainsi que sur son évolution au cours du temps.
Un procédé pour surveiller la grossesse d’une personne peut aussi être mis en œuvre à l’aide du dispositif 2.
La température corporelle d’une femme évolue tout au long du cycle menstruel. Au cours d'un cycle normal, durant la phase folliculaire, elle est à une valeur initiale inférieure à 37° centigrades et varie peu. Juste avant l'ovulation, la température chute : elle est au point le plus bas du cycle. Puis, elle remonte, au- dessus de 37°C. Elle se maintient à ce niveau pendant la durée de la phase lutéale, pendant les douze ou quatorze derniers jours du cycle menstruel. En cas de grossesse, le plateau thermique dure au-delà de 28 jours. En revanche, s'il n'y a pas eu de fécondation, la température redescend à son niveau initial, juste avant l'arrivée des règles. Ainsi, le dispositif peut mesurer en continu la température corporelle d’une femme et permet ainsi de fournir une indication sur la grossesse.
Un procédé de vigilance, notamment pour une personne vivant seule, plus particulièrement pour une personne âgée, peut aussi être mis en œuvre à l’aide du dispositif 2.
Le dispositif mesure la température d’une personne et détermine ainsi sa présence, mais aussi sa mobilité. Le dispositif peut ainsi déterminer si une personne s’est immobilisée. En cas d’immobilité prolongée et en cas de réduction importante du niveau sonore, le dispositif peut par exemple faire l’hypothèse d’une chute ou d’un malaise de la personne et déclencher une alarme ou contacter une autre personne, préalablement désignée. Le dispositif, notamment grâce à son capteur sonore, peut aussi être programmé pour reconnaître un « mot d’urgence » prévu pour être prononcé par la personne seul, lorsqu’elle a un besoin d’aide urgent, par exemple en cas de chute.
Le dispositif 2 peut être mobile. Il peut notamment être installé dans un véhicule de transport, par exemple un bus ou un train.
Lorsque le dispositif est installé dans un véhicule de transport public, il peut être intégré à un système et un procédé de gestion du transport. Ainsi, il peut permettre de mesurer la température de personnes entrant dans le véhicule. Il permet de filtrer les personnes ayant une température qui dépasse un certain seuil, de compter le nombre de personnes entrant dans le véhicule et de lier ce nombre de personnes à une position géographique du véhicule. Le dispositif peut donc permettre de mettre en œuvre un procédé de gestion d’un transport qui fournit en temps réel un taux de fréquentation dans les véhicules de transport public en temps réel, et/ou un taux de filtration pour cause de température et/ou un maillage géographique de ces chiffres.
Plusieurs dispositifs selon l’invention peuvent être mis en réseau. Ils peuvent notamment être reliés à un « cloud », c’est-à-dire un réseau en nuage.
Les capteurs étant connectés au cloud, les mesures fournies par chaque dispositif peuvent être corrélées afin de fournir une information sur une zone géographique donnée.
Plusieurs dispositifs fournissant une augmentation de la concentration en CO2 permettent de fournir une information sur une pollution dans une zone géographique donnée et la direction de déplacement de cette pollution.
Plusieurs dispositifs fournissant des mesures de vibrations permettent de donner des informations relatives à un tremblement de terre, et peuvent permettre d’en déterminer l’épicentre et l’amplitude à un endroit donné.
On peut ainsi déterminer dans une zone donnée :
- une cartographie de niveaux sonores ;
- une cartographie d’évolution de pressions, températures et taux d’humidité ; ou,
- une cartographie de niveaux de lumière ou d’ensoleillement.
Un capteur selon l’invention peut aussi être utilisé dans l’industrie, notamment pour la mise en œuvre d’un procédé pour anticiper une panne d’une machine.
On peut installer ce dispositif, ou plusieurs de ces dispositifs, dans ou à proximité d’une machine en fonctionnement ; il peut alors transmettre :
- des mesures de température de pièces en mouvement, par le capteur infrarouge ; - des mesures de température ambiante ;
- des mesures de niveau sonore ;
- des mesures d’humidité ;
- des mesures de vibrations et accélération/décélération ; et/ou,
- d’autres données fournies par les capteurs du dispositif.
Les données peuvent être enregistrées sur le cloud et des algorithmes d’apprentissage (Machine Learning) sont appliqués afin de faire le lien entre une panne et les données des capteurs. Un système selon l’invention, ainsi appliqué, permet de prédire des pannes de machines. À titre d’exemple, une augmentation de température, de niveau de vibration et de niveau sonore permet de conclure à une panne dans un futur proche ; le type de vibration, peut aussi permettre d’identifier un composant défaillant.
Dans l’exemple illustré, pour mesurer la température par infrarouge, on peut utiliser un composant électronique du type D6T-44L-06, fourni par la société Omron.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent.
Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.
Notamment, plusieurs procédés peuvent être mis en œuvre parallèlement par un même dispositif. Ces procédés peuvent être parmi ceux précédemment décrits, ou d’autres non décrits. Par exemple, un même capteur peut servir à la fois à la détection d’incendie, à prévenir un risque d’hypothermie et un risque de chute. Un dispositif selon l’invention peut avoir de nombreuses applications, notamment : a. Pour un logement intelligent : i. mesure du confort de la maison, ce qui est notamment important pour les personnes âgées ; ii. régulation du chauffage ; iii. détection d’une pollution de l’air intérieur ; iv. mesure d’ensoleillement et de luminosité, ce qui permet une ouverture et une fermeture automatiques de stores ; v. détection de la présence ou de l’absence d’une personne ; vi. alarme ; vii. contrôle de mouvement de personnes, notamment de personnes âgées et alarme de chute lorsqu’une personne ne bouge plus ; viii. mesure permanente et en temps réel de la température de personnes et détection en cas de dépassement d’un seuil, ce qui est intéressant notamment pour les personnes âgées et les enfants ; ix. mesure et contrôle du niveau sonore ; x. sécurité en cas d’excès de chaleur ou de froid ; xi. détection précoce de tremblement de terre, en mesurant des vibrations non détectables par l’être humain, ce qui peut permettre, par exemple, d’actionner automatiquement des fermetures de robinets de gaz et de coupure une alimentation électrique ; et, xii. détection précoce d’une source de chaleur pouvant provoquer un incendie. b. Pour une école, un restaurant ou tout établissement recevant du public : i. ce qui a été précédemment indiqué en référence à un logement ii. contrôle automatique des températures individuelles des personnes entrant dans les endroits fermés et détection en cas de dépassement d’un seuil, notamment afin de limiter la transmission de virus dans les milieux clos. c. Dans les transports publics, notamment dans un bus ou un train : i. Contrôle automatique des températures individuelles des personnes entrant ii. Contrôle de la pollution de l’air intérieur iii. Connaissance de la fréquentation des transports en temps réel (le lien peut être fait avec la position géographique du véhicule) iv. Mesure des vibrations du véhicule v. Mesure de température et d’humidité afin de réguler le chauffage ou la climatisation vi. Évaluation de la conduite des chauffeurs en mesurant les accélérations et décélérations. vii. Suivi de la position du véhicule en temps réel viii. Gestion et Optimisation de flottes d. Pour les hôpitaux et les cabinets médicaux i. ce qui a été précédemment indiqué en référence aux écoles ii. Amélioration de la sécurité des soignants en sachant les personnes qui ont de la fièvre e. Pour les Aéroports : i. Contrôle automatique des températures individuelles des personnes f. Dans les magasins et supermarchés i. ce qui a été précédemment indiqué en référence aux écoles ; ii. connaissance de la fréquentation de rayons en temps réel. g. Dans les bureaux : i. ce qui a été précédemment indiqué en référence aux écoles il. un contrôle continu de température pour des personnes dans des bureaux de type « Open Space ». h. Pour les accès des bâtiments : i. un contrôle automatique des températures individuelles de personnes entrant dans un bâtiment.
Un dispositif selon l’invention a aussi de nombreux avantages par rapport aux produits existants : a. Les produits de l’art antérieur utilisent des câbles d’alimentation ce qui rendent l’installation lourde et complexe et ceci limite l’utilisation à des endroits où un câble peut être utilisé. Ainsi, le dispositif utilisant une batterie est beaucoup plus flexible en termes d’installation. b. Les dimensions et le poids du dispositif sont beaucoup plus réduits que ceux des produits de l’art antérieur ce qui permet une installation facilitée là où c’est nécessaire. Le dispositif peut peser moins de 300g et avoir des dimensions inférieures à 100x100x100 millimètres. c. Le dispositif peut être fabriqué à un coût qui peut être vingt-cinq à trente fois moins élevé que celui des produits de l’art antérieur. d. Peu de personnes sont nécessaires pour le fonctionnement d’un dispositif et d’un système selon l’invention : Le fonctionnement des dispositifs de l’art antérieur nécessite généralement au moins deux personnes : une personne à côté de l’appareil et une personne devant l’écran pour surveiller une image vidéo sur laquelle s’affiche la température. Un dispositif selon l’invention ne nécessite pas plus d’une personne ; Il ne nécessite pas un écran externe, ni une personne pour surveiller un tel écran. e. Un dispositif selon l’invention ne capte pas d’image ni de vidéo, il respecte donc la vie privée. Il ne prévoit pas non plus de possibilité de reconnaissance faciale. Les produits de l’art antérieur prennent des vidéos sur lesquels on affiche la température. Ces vidéos peuvent être enregistrées et permettent une reconnaissance faciale des personnes. f. Un dispositif selon l’invention dispose de plusieurs capteurs prenant des mesures physiques à un même instant, ce qui permet de faire des analyses très poussées de corrélation entre les différents phénomènes, par exemple un lien entre une pollution et une température. Ceci permet aussi l’utilisation d’un algorithme d’intelligence artificielle permettant de trouver des corrélations complexes entre différentes données physiques pour une application donnée. g. Un système selon l’invention peut comprendre une connexion réseau, à Internet ou à un Cloud, qui facilite une analyse des données recueillies. Ainsi, outre une température corporelle fournie et affichée instantanément, toutes les autres mesures peuvent être envoyées sur un cloud ce qui permet une analyse déportée des données. En fonction de l’application, avec un même dispositif selon l’invention, on peut utiliser un programme d’analyse des données différent. De même, des services fournis à partir de l’analyse des données peuvent être très différents d’une application à une autre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (2) de surveillance fonctionnant de préférence sur batterie, comprenant un capteur infrarouge (3), un capteur de température, et, de préférence, un capteur de position géographique, de préférence par satellite, et/ou un capteur de courant pour analyser et prédire une autonomie de la batterie, dans le cas où il fonctionne sur batterie.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de pression barométrique.
3. Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de mouvement, de préférence un accéléromètre trois axes.
4. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de niveau sonore.
5. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur d’humidité relative.
6. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de lumière ambiante.
7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur pour mesurer un index UV.
8. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de particules, de préférence pour des particules de taille comprise entre 0.3 pm et 10pm. Dispositif selon rune des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur pour déterminer une qualité de l’air de préférence pour y mesurer une concentration d’une substance et/ou un équivalent CO2 et, de préférence, des moyens pour mesurer une concentration d’une des substances parmi l’éthanol et le dihydrogène, ou un total de composés organiques volatils. . Dispositif selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs capteurs d’un même type, de préférence des capteurs fonctionnant dans des plages différentes. . Dispositif selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le capteur infrarouge comprend des moyens pour mesurer une température dans plusieurs secteurs (6), indépendamment, d’un même cône (4) de mesure. . Système de surveillance, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de traitement distants et un dispositif selon l’une des revendications précédentes, ledit dispositif comprenant en outre des moyens de communication sans fil avec lesdits moyens de traitement distants, et, de préférence, des moyens d’apprentissage automatisé. . Procédé pour détecter une présence d’une personne, utilisant un système selon la revendication 12 et comprenant un dispositif selon la revendication 11, dans lequel ladite présence est déduite à partir des températures mesurées dans chaque secteur. . Procédé pour mesurer une température d’une personne, utilisant un système selon la revendication 12 et comprenant un dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’on mesure une température de la personne dans un premier secteur (665P) et on fait une mesure simultanée d’une température ambiante dans un deuxième secteur (643 P) avec le capteur infrarouge et en ce que l’on calcule une température de la personne en corrigeant la température de la personne mesurée, en fonction de la température ambiante mesurée, et, de préférence, en fonction de données issues d’au moins un des capteurs parmi : un capteur de température, un capteur d’humidité relative, un capteur de lumière ambiante, et, un capteur d’index UV.
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