FR2556860A1

FR2556860A1 - Intruder detection device

Info

Publication number: FR2556860A1
Application number: FR8320194A
Authority: FR
Inventors: Rene Liger; Pierre Bossi
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1985-06-21
Also published as: FR2556860B1

Abstract

Device for detection of an intruder in a specified area, by virtue of the waves that the intruder makes while moving in the area, which are transmitted by the ground. In order to distinguish the waves produced by the passage of an intruder in the area 1, from the waves produced out of the area, materials, of a different nature to the original ground S, are spready in a layer 10 which covers the surface of the area; these materials are specially chosen on the basis of the noise that they produce when they are trod on: gravel, porcelain debris... Sensors C are associated with the layer 10 to receive the waves produced in this layer and transmit them, via a link L, to a surveillance installation. Application to the peripheral protection of buildings.

Description

Dispositif de détection d'intrus
La présente invention se rapporte à un dispositif de détection d'intrus par captage d'ondes provenant du sol.Intruder detection device
The present invention relates to a device for detecting intruders by capturing waves from the ground.

I1 est connu depuis fort longtemps d'écouter, en collant une oreille au sol, les bruits que fait un homme ou un animal qui se déplace et que le sol transmet. Une amélioration à ce genre de détection a été apportée par l'utilisation de capteurs du genre stéthoscopeS microphone, sismographe. It has been known for a very long time to listen, by sticking an ear to the ground, the noises made by a man or an animal moving and which the ground transmits. An improvement to this kind of detection has been made by the use of sensors of the stethoscopeS microphone, seismograph type.

Mais, lorsqu'il s'agit de détecter ainsi le passage d'un intrus dans une zone précise et uniquement dans cette zone, des problèmes importants appa raissent: - nécessité d'un très grand nombre de détecteurs pour distinguer entre un premier bruit produit dans la zone et un second bruit semblable mais de niveau plus élevé et produit à une faible distance de la zone
nécessité de capteurs très sensibles pour détecter un intrus marchant avec précaution dans la zone - et, d'une manière générale, difficultés pour distinguer le bruit des pas d'un homme, des autres bruits reçus surtout que ces bruits peuvent être modifiés de façon importante à la suite, par exemple, d'une pluie.However, when it is a question of detecting the passage of an intruder in a specific area and only in this area, major problems arise: - need for a very large number of detectors to distinguish between a first noise produced in the area and a second noise similar but of higher level and produced at a short distance from the area
need for very sensitive sensors to detect an intruder walking cautiously in the area - and, in general, difficulties in distinguishing the noise of a man's footsteps, from the other noises received, especially since these noises can be significantly modified following, for example, a rain.

Il est bien entendu possible de détecter le passage d'intrus dans une zone précise au moyen de radars mais un dispositif de ce genre coûte cher, est plus ou moins apparent et peut donc être plus ou moins facilement rendu inutilisable. It is of course possible to detect the passage of intruders in a specific area by means of radars, but a device of this kind is expensive, is more or less apparent and can therefore be more or less easily rendered unusable.

La présente invention a pour but d'éviter, ou pour le moins de réduire les inconvénients mentionnés ci-avant au sujet des dispositifs connus, pour la détection d'intrus par captage d'ondes provenant du sol ou pour la détection par radars. The present invention aims to avoid, or at least reduce the drawbacks mentioned above with regard to known devices, for the detection of intruders by picking up waves from the ground or for detection by radars.

Selon l'invention un dispositif de détection d'intrus par captage d'ondes provenant du sol est caractérisé en ce que, de manlère à permettre la détection dans une zone précise, comprise à l'intérieur d'une étendue de terrain où les matériaux d'origine présentent une composition donnée, et à singulariser les ondes dues au passage d'un intrus dans la zone, il comporte: une couche de matériaux rapportés, disposée à la surface de la zone et sensiblement limitée au périmètre de la zone, ces matériaux rapportés ayant une composition distincte de la composition donnée et produisant, sous l'action d'un pìétinement, des bruits différents des bruits générés par les matériaux donnés; et n capteurs (n entier au moins égal à 1) associés à la couche pour capter les sons produits par des contraintes exercées sur la couche. According to the invention a device for detecting intruders by capturing waves from the ground is characterized in that, in such a way as to allow detection in a precise zone, included within a stretch of land where the materials of origin have a given composition, and to single out the waves due to the passage of an intruder in the area, it comprises: a layer of added materials, arranged on the surface of the area and substantially limited to the perimeter of the area, these added materials having a composition distinct from the given composition and producing, under the action of a tingle, noises different from the noises generated by the given materials; and n sensors (n integer at least equal to 1) associated with the layer to capture the sounds produced by stresses exerted on the layer.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent:
- la figure 1, un schéma d'une usine, protégée par un dispositif de
détection d'intrus selon l'invention,
- la figure 2, une vue en coupe du dispositif de détection d'intrus de
la figure 1,
- la figure 3, une vue en coupe d'un autre dispositif de détection
intrus selon l'invention.The present invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and of the figures relating thereto which represent:
- Figure 1, a diagram of a factory, protected by a device
intruder detection according to the invention,
- Figure 2, a sectional view of the intruder detection device
Figure 1,
- Figure 3, a sectional view of another detection device
intruder according to the invention.

Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes symboles. Par ailleurs il est à noter que, pour des raisons de clarté du dessin, les proportions n'ont pas été respectées mais que les dimensions réelles seront indiquées au cours de la description. In the various figures, the corresponding elements are designated by the same symbols. Furthermore, it should be noted that, for reasons of clarity of the drawing, the proportions have not been respected but that the actual dimensions will be indicated during the description.

La figure l est une vue aérienne d'un terrain sur lequel est implantée une usine avec ses bâflments BO, 131, B2, B3, dont le premier, B0, constitue un poste de surveillance. Le domaine de l'usine est entouré par une allée, I; cette allée a une largeur de 8 mètres et une longueur totale d'environ 600 mètres. Figure l is an aerial view of land on which is located a factory with its bo BOlements, 131, B2, B3, the first of which, B0, constitutes a surveillance post. The plant area is surrounded by a driveway, I; this aisle is 8 meters wide and has a total length of approximately 600 meters.

L'allée 1 est bordée par une clôture extérieure, 2, et une clôture intérieure, 3, associées respectivement à deux portails en regard pour ménager un accès, E, au domaine de l'usine. The aisle 1 is bordered by an exterior fence, 2, and an interior fence, 3, respectively associated with two facing gates to provide access, E, to the plant area.

Des capteurs, tels que C, formés de microphones sont répartis dans l'allée; ils sont au nombre de quinze et écartés les uns des autres d'environ 40 mètres. Des liaisons, telles, que L, relient les capteurs au poste de surveillance 50. Ces liaisons ont été représentées sur la figure 1 comme les branches d'une étoile dont le centre serait le poste de surveillance; en fait ces liaisons font partie de trois câbles à plusieurs conducteurs reliant chacun le poste de surveillance à cinq capteurs: les cinq premiers capteurs à droite de l'entrée, les cinq premiers capteurs à gauche de l'entrée et les cinq autres capteurs. Sensors, such as C, formed by microphones are distributed in the aisle; there are fifteen of them and about 40 meters apart from each other. Links, such as L, connect the sensors to the monitoring station 50. These connections have been shown in FIG. 1 as the branches of a star whose center would be the monitoring station; in fact these links are part of three cables with several conductors each connecting the monitoring station to five sensors: the first five sensors to the right of the entrance, the first five sensors to the left of the entrance and the other five sensors.

La figure 2 est une vue en coupe verticale, selon l'axe XX de la figure 1 ; cette figure montre l'allée I qui comporte, en dessus, une couche de gravier, 10, en dessous, une dalle en béton, 11, formant une sous-couche de protection entre le sol d'origine, S, et la couche de gravier, 10, afin d'éviter l'enfoncement du gravier dans le sol d'origine; dans l'exemple décrit le sol d'origine est formé de terre cultivable recouverte d'herbes. La couche de gravier et la sous-couche de béton s'étendent sur toute la surface de l'allée E, excepté entre les deux portails de l'accès; elles ont respectivement des épaisseurs de 9 et 6 centimètres. Figure 2 is a vertical sectional view along the axis XX of Figure 1; this figure shows the aisle I which has, above, a layer of gravel, 10, below, a concrete slab, 11, forming a protective under layer between the original soil, S, and the layer of gravel, 10, to prevent the gravel from sinking into the original soil; in the example described, the original soil is made up of cultivable land covered with herbs. The gravel layer and the concrete underlay extend over the entire surface of aisle E, except between the two gates of the access; they are respectively 9 and 6 cm thick.

Entre les deux portails de l'accès E (figure 1) le revêtement de l'allée est constitué seulement par une dalle de béton de 15 centimètres d'épaisseur.Between the two gates of access E (Figure 1), the covering of the aisle consists only of a concrete slab 15 centimeters thick.

Le microphone, C, dont il a été question lors de la description de la figure 1 est contenu dans un boîtier étanche dissimulé sous le gravier et logé dans un trou pratiqué dans le béton, sensiblement à mi-distance des bords de l'allée. The microphone, C, which was discussed during the description of Figure 1 is contained in a sealed housing hidden under the gravel and housed in a hole in the concrete, substantially halfway from the edges of the aisle.

La clôture extérieure, 2, est formée par un mur, 20, d'une hauteur au-dessus de sol de 2,50 m; ce mur est surmonté, tous les deux mètres, par des poteaux, 21, inclinés à environ 450 vers l'usine et reliés entre eux par une triple rangée de fil de fer barbelé. The external fence, 2, is formed by a wall, 20, with a height above ground of 2.50 m; this wall is surmounted, every two meters, by posts, 21, inclined at about 450 towards the factory and connected together by a triple row of barbed wire.

La clôture intérieure, 3, de la figure 2 comporte un ensemble métallique, 30, formés de poteaux distants les uns des autres de 3 mètres, entre lesquels est tendu un grillage de 2,5 mètres de haut. Une murette en maçonnerie, 31, dont la base est enfoncée dans le sol, borde l'allée 1 du côté de l'usine, excepté à l'endroit de l'accès E; les poteaux de la clôture intérieure sont fixés dans cette murette. La murette 31, en plus de son rôle de support des poteaux de la clôture intérieure, évite, comme d'ailleurs le mur extérieur 20, I'étalement du gravier de part et d'autre de l'allée ; pour cela la hauteur de la murette a été choisie de manière que son sommet dépasse d'environ 3 centimètres le niveau de l'allée. La murette 31 est percée de trous pour permettre l'écoulement, figuré par une flèche 4, des eaux de pluie de l'allée.Par ailleurs il est à noter que, dans la partie enterrée de la murette, sont percés des trous pour permettre le passage de gaines en plastique qui servent de protection aux liaisons, telles que L, des microphones tels que C; ces gaines, non représentées sur la figure 2, sont noyées dans la dalle en béton 1 1 au moment de la fabrication de cette dernière. The interior fence, 3, of FIG. 2 comprises a metal assembly, 30, formed of posts spaced from each other by 3 meters, between which a mesh 2.5 meters high is stretched. A masonry wall, 31, the base of which is sunk into the ground, borders aisle 1 on the side of the factory, except at the point of access E; the posts of the interior fence are fixed in this wall. The low wall 31, in addition to its role of supporting the posts of the interior fence, avoids, as does the exterior wall 20, the spreading of the gravel on either side of the aisle; for this the height of the wall was chosen so that its top exceeds by about 3 centimeters the level of the aisle. The wall 31 is pierced with holes to allow the flow, shown by an arrow 4, of the rainwater from the aisle. Furthermore, it should be noted that, in the buried part of the wall, holes are drilled to allow the passage of plastic sheaths which serve to protect connections, such as L, microphones such as C; these sheaths, not shown in Figure 2, are embedded in the concrete slab 1 1 at the time of manufacture of the latter.

Le dispositif de détection d'intrus qui vient d'être décrit à l'aide des figures 1 et 2 comporte un ensemble électrique formé par les microphones, les liaisons microphones-poste de surveillance 130 et les moyens d'écoute, non représentés, situés dans le poste de surveillance et qui comportent une alimentation et quinze écouteurs (un par microphone). The intruder detection device which has just been described with the aid of FIGS. 1 and 2 comprises an electrical assembly formed by the microphones, the microphone-to-monitoring station links 130 and the listening means, not shown, located in the monitoring station and which include a power supply and fifteen headphones (one per microphone).

En plus de ces éléments le dispositif de détection comporte la couche de gravier et tous les moyens mis en oeuvre pour garder la couche de gravier, 10, dans l'allée 1 : sous-couche 11, mur 20 et murette 31. En effet la couche de gravier a été choisie, à dessein, pour couvrir une surface au pourtour bien délimité par le mur 20, et la murette 31. Ainsi le passage d'un intrus dans l'allée 1 produit un son particulier nettement différent de celui qui peut être produit en marchant sur le sol d'origine S, de part et d'autre de l'allée, puisque ce sol d'origine est une terre cultivable recouverte d'herbes.Sur le sol de part et d'autre de l'allée les microphones captent un bruit sourd et faible lorsqu'une personne passe au voisinage de l'allée et ne captent aucun bruit si la personne marche en posant les pieds avec précaution; par contre, même si un intrus marche avec précaution sur le gravier de l'allée, il produit dans les microphones un son plus fort et plus haut en fréquence, dû au crissement des pierres du gravier les unes contre les autres; il est donc facile, dans le poste de surveillance, de faire la distinction entre un son produit par un piétinement de l'allée ou par un piétinement du sol au voisinage de l'allée.In addition to these elements, the detection device includes the gravel layer and all the means used to keep the gravel layer, 10, in the aisle 1: underlay 11, wall 20 and low wall 31. Indeed, the layer of gravel was chosen, on purpose, to cover a surface with the perimeter well delimited by the wall 20, and the low wall 31. Thus the passage of an intruder in the alley 1 produces a particular sound clearly different from that which can be produced by walking on the original soil S, on both sides of the alley, since this original soil is a cultivable land covered with herbs. On the soil on both sides of the aisle the microphones pick up a low, thudding noise when a person passes by in the vicinity of the aisle and pick up no noise if the person walks by putting their feet carefully; on the other hand, even if an intruder walks carefully on the gravel of the alley, it produces in the microphones a louder and higher frequency sound, due to the screeching of the gravel stones against each other; it is therefore easy, in the monitoring station, to distinguish between a sound produced by trampling the aisle or by trampling the ground in the vicinity of the aisle.

Il est à noter que le contrôle du bon fonctionnement du dispositif de détection d'intrus selon les figures 1 et 2 peut être effectué régulièrement à l'occasion de rondes de gardiens dans l'allée 1 : il suffit, pendant une ronde, de vérifier, dans le poste de surveillance 130 de la figure 1, que les 15 écouteurs associés aux 15 microphones de l'allée reçoivent tous, successivement, les sons caractéristiques du passage d'un intrus dans l'allée. It should be noted that the proper functioning of the intruder detection device according to FIGS. 1 and 2 can be carried out regularly during guardian rounds in aisle 1: it suffices, during a round, to check , in the monitoring station 130 in FIG. 1, that the 15 headphones associated with the 15 microphones in the aisle all receive, successively, the sounds characteristic of the passage of an intruder in the aisle.

Un autre exemple de réalisation d'un dispositif de détection d'intrus selon l'invention est donné par la figure 3 qui représente, en coupe verticale une allée 1 où le sol d'origine a été recouvert d'une dalle de béton, lia, elle-même recouverte d'une plaque métallique, Il b, formée de feuilles d'aluminium collées sur la dalle de béton. La dalle 1 la et la plaque 1 lob forment une sous-couche recouverte d'une couche de gravier 10; cette sous-couche, outre qu'elle évite l'enfoncement du gravier dans le sol d'origine, assure une meilleure conduction des sons produits par les différentes contraintes qui peuvent s'exercer sur la couche de gravier et, en particulier, une meilleure conduction des bruits de pas d'un intrus. Another embodiment of an intruder detection device according to the invention is given in FIG. 3 which represents, in vertical section, an aisle 1 where the original soil has been covered with a concrete slab, lia , itself covered with a metal plate, Il b, formed of aluminum sheets glued to the concrete slab. The slab 1 la and the plate 1 lob form a sub-layer covered with a layer of gravel 10; this sub-layer, in addition to preventing the gravel from sinking into the original soil, ensures better conduction of the sounds produced by the various stresses which can be exerted on the gravel layer and, in particular, better conduction of footsteps of an intruder.

Dans la réalisation selon la figure 3 la couche de gravier est retenue, sur les côtés de l'allée par deux murettes 23 et 31 du genre de la murette 31 de la figure 1. La figure 3 montre une clôture extérieure 2 et une clôture intérieure 3 qui bordent l'allée 1 ; ces clôtures comportent, outre les murettes 23, 31, des ensembles métalliques, 22, 32, formés de poteaux de 3 mètres de haut, distants les uns des autres de 2 mètres et entre lesquels est tendu un grillage. Les poteaux des ensembles métalliques 22, 32 se terminent en V dans leur partie haute et soutiennent, entre les deux branches en V des boudins en fil de fer barbelé. In the embodiment according to Figure 3 the gravel layer is retained, on the sides of the aisle by two walls 23 and 31 of the kind of the wall 31 of Figure 1. Figure 3 shows an outer fence 2 and an inner fence 3 which line aisle 1; these fences include, in addition to the walls 23, 31, metal assemblies, 22, 32, formed of posts 3 meters high, spaced from each other by 2 meters and between which a mesh is stretched. The posts of the metal assemblies 22, 32 terminate in a V in their upper part and support, between the two V-shaped branches, strands of barbed wire.

Une protection complémentaire contre la pénétration d'intrus est assurée par une barrière, 5, formée de trois boudins de fil de fer barbelé fixés au sol, du côté extérieur à l'allée par rapport à la clôture extérieure 2. Additional protection against intrusion by intruders is provided by a barrier, 5, formed by three strands of barbed wire fixed to the ground, on the outside of the aisle relative to the external fence 2.

Dans la réalisation selon la figure 3 les microphones, tels que le microphone C, sont, comme dans la réalisation précédente, placés dans des boîtiers étanches; ces boîtiers étanches ne sont pas dissimulés au milieu de l'ailée mais sont placés en limite de l'allée: ils sont fixés à la murette 31, recouverts par le gravier de l'allée et en contact avec la plaque métallique I lb pour assurer une écoute optimale. La liaison entre le microphone et son écouteur est assurée par un ensemble, L, formé de deux conducteurs sous gaine plastique, qui passe à travers la murette 31 et est enterré sur la quasi-totalité de son parcours. La murette 31 est également percée de trous pour que l'écoulement, figuré par une flèche 4f des eaux de pluie de l'allée puisse se faire.Les eaux de pluie, dans cette réalisation, sont collectées dans un caniveau, 6, qui jouxte la murette 31. In the embodiment according to FIG. 3, the microphones, such as the microphone C, are, as in the previous embodiment, placed in sealed housings; these watertight boxes are not hidden in the middle of the wing but are placed at the edge of the aisle: they are fixed to the wall 31, covered by the gravel of the aisle and in contact with the metal plate I lb to ensure optimal listening. The connection between the microphone and its earpiece is ensured by an assembly, L, formed of two conductors in plastic sheath, which passes through the wall 31 and is buried for almost all of its course. The wall 31 is also pierced with holes so that the flow, represented by an arrow 4f of the rainwater from the aisle can take place. The rainwater, in this embodiment, is collected in a gutter, 6, which adjoins the low wall 31.

L'invention n'est pas limitée aux deux exemples décrits, c'est ainsi, en particulier, que le sol d'origine peut être recouvert d'une couche rie matériaux rapportés, autre que du gravier, dans la mesure où ces matériaux produisent, sous l'action d'un piétinement, un son différent du son produit par piétinement sur le sol d'origine; la couche peut en particulier être faite de galets, de débris de porcelaine ou de verre, ou de morceau de plastique dur. The invention is not limited to the two examples described, it is thus, in particular, that the original soil can be covered with a layer of added materials, other than gravel, insofar as these materials produce , under the action of a trampling, a sound different from the sound produced by trampling on the original ground; the layer can in particular be made of pebbles, porcelain or glass debris, or a piece of hard plastic.

Pour ce qui est de la sous-couche, elle n'est pas indispensable dans les cas où la couche ne risque pas de s'enfoncer progressivement dans le sol d'origine ou lorsque cet enfoncement est suffisamment lent pour qu'il puisse être accepté de le contrebalancer par un apport de matériaux, de temps en temps. La sous-couche peut, par exemple, être obtenue en coulant du goudron directement sur le sol d'origine. As for the sub-layer, it is not essential in cases where the layer is not likely to sink gradually into the original soil or when this sinking is slow enough for it to be accepted to counterbalance it by a contribution of materials, from time to time. The underlay can, for example, be obtained by pouring tar directly on the original soil.

Les microphones, quant à eux, peuvent être remplacés par tout détecteur capable de recevoir et de transmettre les ondes produites dans des couches telles que les couches 10 des figures 2 et 3. The microphones, on the other hand, can be replaced by any detector capable of receiving and transmitting the waves produced in layers such as layers 10 of FIGS. 2 and 3.

De plus il est à noter que les bordures réalisées en limite des couches 10 des figures 2 et 3 au moyen de murs ou de murettes, ne sont pas indispensables dans bien des cas: soit qu'un certain étalement des matériaux de la couche est tolérable, soit que ces matériaux n'aient que peu tendance à s'étaler, soit que le sol d'origine, à l'endroit de la couche, ait été suffisamment creusé au préalable pour que le niveau supérieur de la couche ne dépasse pas le niveau qu'atteignait le sol d'origine avant d'être creusé. In addition, it should be noted that the borders made at the limit of the layers 10 of FIGS. 2 and 3 by means of walls or small walls are not essential in many cases: either that a certain spreading of the materials of the layer is tolerable , either that these materials have little tendency to spread, or that the original soil, at the place of the layer, has been sufficiently dug beforehand so that the upper level of the layer does not exceed the level reached the original soil before being dug.

Claims

1. Device for detecting intruders by capturing waves from the ground, characterized in that, in order to allow detection in a precise zone (1), included within a stretch of land where the materials original have a given composition, and to single out the waves due to the passage of an intruder in the area, it comprises a layer (10) of added materials, arranged on the surface of the area and substantially limited to the perimeter of the area , these added materials having a composition distinct from the given composition and producing, under the action of a trampling, noises different from the noises generated by the given materials; and n sensors (n integer at least equal to 1) (C> associated with the layer to capture the sounds produced by stresses exerted on the layer.

2. Detection device according to claim 1, characterized in that the added materials are formed of discontinuous elements and in that, to prevent the elements from sinking into the ground, it comprises retaining means comprising an underlay (Il; lia, bulb) constituting a plate arranged under the layer, and extending over the area.

3. Detection device according to claim 2, characterized in that the sub-layer comprises at least two thicknesses of different materials: a concrete slab (lia) and, between the slab and the layer, a metal plate (1 lob) .

4. Detection device according to claim 1, characterized in that the added materials are formed of discontinuous elements and in that, to avoid spreading of the elements on the ground, outside the area, it comprises means of 'stop formed by a ledge (20, 31 8 23,3bu located at the edge of the area.

5. Detection device according to claim 1, characterized in that the sensors (C) are hidden under the layer (10).