FR2744546A1

FR2744546A1 - Systeme de detection de la presence et d'identification d'objets ou de personnes dans un volume donne, notamment le passager dans un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2744546A1
Application number: FR9601473A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 1997-08-08

Abstract

Le système selon l'invention consiste en un pont de mesure capacitive 54, un processeur 58 qui pilote une série de commutateurs 53 et gère les acquisitions et le traitement des mesures, un ou plusieurs circuits ayant au moins deux couches 412, dans lesquelles sont gravées un certain nombre d'électrodes juxtaposées 50 et leurs pistes 51 et 413 qui est un plan métallique de garde. Ce système permet d'effectuer beaucoup plus de mesures capacitives que son nombre d'électrodes 50 et permet de détecter la présence d'un passager et de l'identifier. Le même système permet de piloter le chargement automatique de containers dans un camion ou un cargo.

Description

Système de détection de la présence et d'identification d'objets
ou de personnes dans un volume donné,
notamment le passager dans un véhicule automobile.

DESCRIPTION
La présente invention concerne l'utilisation du moyen capacitif pour détecter la présence d'une personne assise sur un siège dans un habitacle quelconque et plus particulièrement le passager d'un véhicule automobile; il s'agit aussi d'identifier le mieux possible ce passager: bébé installé face ou dos à la route dans son siège spécifique, quel qu'en soit le modèle, enfant assis ou non sur un rehausseur, adulte plus ou moins corpulent; la position prise par ce passager, enfant ou adulte, est aussi mesurable. Le capteur particulier, objet de l'invention, sera appelé PICD (Passenger Identification Capacitance-based
Detector).

Une application autre du même système est l'aide au chargement automatique de containers, par la détection des positions de ces containers, dans un camion par exemple; le système orienté vers cette dernière application est appelé
CPCD (Container Position Capacitance-based Detector).

Divers moyens ont été utilisés pour remplir ces fonctions de détection de la présence et d'identification du passager dans un véhicule automobile; notamment les ultrasons, radar, infrarouges, moyens électnques. Ces moyens électriques, résistif et capacitif, sont intéressants parce que les capteurs correspondants sont discrets, non intrusifs, souvent constitués d'une feuille souple de circuit facilement logeable et dissimulable sous le tissu d'habillage du siège, voire du plafond ou de la portière ou de l'accoudoir du véhicule.

Parmi les moyens électriques employés, signalons la solution proposée par la société TRW Vehicle Safety Systems Inc. (5,232,243 du 03-08-93): son détecteur de présence et de mesure de position du passager, placé sous le coussin du siège, est constitué d'un film piezoélectrique, dont la caractéristique électrique change d'état selon qu'il est plus ou moins pressé par le poids du passager; un circuit électrique entretient une oscillation forcée du film piezoélectrique, dont la fréquence est modifiée et l'amplitude atténuée d'autant plus que le poids du passager provoque un contact plus important entre la structure du détecteur et ce film vibrant. Un autre système, analogue à un réseau de jauges de contraintes, utilise les changements de résistance électrique induit par la contrainte exercée par le poids du passager sur le siège.

Dans les deux cas précédents, il ne s'agit pas d'un moyen capacitif de détection de passager.

En revanche, on connaît le brevet de la société Robert Bosch (PCT/DE92/00263) qui utilise les éléments chauffants du siège chauffé électriquement comme électrodes d'un capteur capacitif pour déterminer si le siège est ou non occupé.

On connaît aussi les brevets JP P 60-232371, JP P 60-280300 et JP P 61-68960 des années 1985 et 86 ou DE 3635644 du 20-10-86. Ces mêmes auteurs ont breveté (JP P 4-5766 du 16-01-92 et DE 43 01 000 Al du 22-07-93) un nouveau système de détection capacitive avec non plus une électrode plus la carrosserie comme précedemment revendiqué, mais avec trois électrodes, créant ainsi non plus une capacité mais trois, dans le simple but de compenser d'éventuelles variations d'environnement. Dans ces brevets,
I'impédance du corps humain est considérée être un diélectrique de constante égale à 80 (page 4, ligne 34 et suivantes de DE 3635644 du 20-10-86); cette approximation n'est vraie qu'aux très hautes fréquences ; en effet, aux basses fréquences, inférieures ou égales à 1 mégahertz, le corps humain est essentiellement un conducteur, dont la conductibilité électrique est similaire à celle d'une solution aqueuse de chlorure de sodium de concentration voisine de 70 grammes par litre ; c'est seulement vers la centaine de mégahertz que l'impédance du corps humain a des termes résistifs et capacitifs qui sont du même ordre de grandeur; il faut monter à 1 Ghz et plus pour que l'impédance du corps humain soit essentiellement capacitive.

Les fréquences utiles pour un système PICD se situent autour de quelques kilohertz: alors, la bande passante des mesures est suffisante, les effets de ligne sont faibles et le coût de réalisation de l'électronique de détection capacitive est modeste.

En outre, dans le présent état de l'art, aucun détecteur de présence de passager n'est capable de détecter les bébés placés dans leur siège spécifique (dont certains sont réalisés intégralement en matière plastique, mais d'autres ont une armature métallique). Or il est impératif de détecter infailliblement la présence d'un bébé: si ce bébé est placé dans son siège dos à la route, le détecteur de présence doit inhiber la mise à feu de l'airbag; il faut aussi inhiber le déclenchement de l'airbag si le siège est inoccupé ; en revanche, il faut valider le déclenchement de l'airbag dans tous les autres cas: siège occupé par un adulte ou par un enfant placé face à la route.

La présente invention apporte une solution au problème de détection de la présence et d'identification de tout type de passager dans un véhicule automobile, notamment les bébés placés dans leur siège spécifique, par moyen capacitif, avec une porteuse de fréquence de l'ordre de quelques kHi
Nous allons maintenant décrire les exigences que doit respecter tout système
PICD, puis décrire le moyen selon l'invention qui satisfait les dites exigences.

Premièrement, une détection capacitive robuste et fiable implique l'existence d'une différence de potentiel alternative entre le passager (qui est la cible) et chacune des électrodes mesurantes. Il faut donc que le potentiel du passager soit, au moins approximativement, fixé. Or il ne saurait être question de définir le potentiel électrique du passager d'un véhicule automobile assis sur son siège comme peut l'être celui d'un condamné à mort placé sur la chaise électrique; le potentiel du passager ne peut donc qu'être défini que par l'influence électrostatique.

Deuxièmement, il est clair qu' une électrode ne peut fournir qu'une information de distance entre cette électrode et sa cible placée en regard. Ce n'est pas une électrode, ni trois, ni même dix électrodes qui permettent de traiter le problème posé, c'est-à-dire prétendre identifier les nombreux cas possibles: les différents sièges de bébé et leurs deux positions face ou dos à la route, vides ou occupés par leur passager-bébé, les passagers enfants (avec ou sans rehausseur) ou adultes plus ou moins lourds, les diverses positions possibles de ces passagers, voila autant d'inconnues à résoudre; on peut dénombrer une soixantaine de cas concemant les bébés (= 15 modèles de siège, positions face ou dos à la route, siège vide ou occupé ) et une bonne quarantaine de cas concernant les enfants et adultes (diverses masses et positions). C'est donc une centaine de cas possibles du "passager dont l'identification sérieuse nécessite plusieurs centaines d'informations, que le
PICD doit pouvoir foumir, pour être capable d'identifier la signature de n'importe quel passager.

Plus il y a de capteurs disposés dans les surfaces entourant le passager, siège, porte adjacente, parties du tableau de bord ou du plafond situées à proximité du passager, tapis de sol, accoudoirs,..., plus ce passager peut être finement caractérisé.

II faut donc utiliser un nombre suffisant, N d'électrodes; chacune de ces électrodes, l'électrode ( i, j) par exemple, forme avec le passager un condensateur dont la capacité, Cij est variable selon le passager et sa position; le passager a par ailleurs la capacité C avec la carrosserie et cette capacité C est aussi variable selon le passager, la position du passager sur son siège et la configuration de ce siège dans la voiture particulière considérée.

Le potentiel du passager, , se met en équilibre entre zéro, qui est le potentiel de la carrosserie, et le potentiel alternatif Vo(f ), utilisé pour effectuer la mesure capacitive, de fréquence f" et d'amplitude VO. Si toutes les N électrodes sont mesurantes simultanément, la somme ZC des N capacités Cij est largement supérieure à C; le potentiel du passager est alors particulièrement mal défini; la détection capacitive ainsi réalisée ne peut qu'être médiocre, ce qui explique l'insuccès des réalisations antérieures, notamment pour la détection des bébés.

Le PICD selon l'invention, illustré par les figures 1 et suivantes, répond aux deux critères ci-dessus énoncés; il permet en outre de limiter au maximum le coût de fabrication du système, constitué d'un seul, voire deux, circuit(s) imprimé(s) multicouches, qui intégre(nt) toutes les électrodes et rélectronique associée, l'entrée étant les alimentations 0 et 12 Volt, la sortie étant le seul signal d'autorisation ou d'inhibition de la mise à feu du ou des airbags: inhibition dans les deux cas suivants : pas de passager (siège vide) et bébé placé dos à la route.

La première partie du PICD selon l'invention, 41, de préférence souple, est placée sous le tissu du siège du passager et couvre pratiquement toute la surface de ce siège, soit environ 500 mm de large et 1000 mm de longueur (dossier et coussin du siège); ce circuit 41 est constitué par exemple (figure 2) de couches de polyester (415), avec des faces aluminisées convenablement gravées pour former: 412 = les électrodes (50) et leurs pistes conductrices (51), 411 = des plans partiellement métallisés( simples couvertures facultatives des pistes 51) ou complétement métallisé (413) faisant fonction de garde électrique, et même, en face arrière, une couche (414) sur laquelle est réalisée une piste de conducteur chauffant, surtout pour assurer que le tapis souple ainsi constitué reste toujours sec ou du moins sèche rapidement s'il a été accidentellement mouillé (bouteille renversée, pipi, . . ). La face avant du circuit 41 est essentiellement un ensemble de N électrodes, adjacentes les unes aux autres, formant un appareil réticulé ; c'est un tapis de rectangles (ou d'hexagones ou de toutes autres figures) juxtaposés; les formes préférées des électrodes sont hexagonale ou rectangulaire allongée.

Les N groupes de commutateurs 53 (switches ou de préférence circuits Asic) et leurs N bomes de terminaison 52bis, I'électronique unique de mesure capacitive 54 et le microprocesseur 58 sont montés sur un seul circuit imprimé, 40 ; 54 possède trois bornes 55, 56, 57: 55 et 56, respectivement entrée de l'amplificateur de charge et potentiel de garde, sont au même potentiel; le potentiel de 57 diffère de celui-ci par Vo(f ). Le microprocesseur 58 qui gère les commutateurs acquiert aussi les signaux de sortie du pont capacitif et les traite. 40 et 41 peuvent ne faire qu'un seul et même circuit ; 40 et 41 peuvent aussi être distincts : alors 40 est relié éiectriquement à 41, par exemple par agrafage à travers les contacts 52 du circuit 41 et 52bis du circuit 40. Dans les deux cas, 41 occupe toute la surface du coussin et du dossier du siège, tandis que 40 est placé sous le siège du passager, ou dans le retour du rebord du coussin de ce siège. Une version plus performante (figure 4bis) du PICD associe au capteur 41, placé sous le siège, une voire plusieurs extension(s), qui constituent un deuxième capteur 42, voire un troisième capteur 43,.

placés respectivement sous la garniture du plafond de l'habitacle ou sous celle des portières, accoudoirs, etc; ces extensions partent des contacts 52bis, terminaisons des commutateurs 53 de 40, via des cabales souples 42bis, 43bis, à trois couches, les contacts électriques entre 52 et 52bis étant par exemple obtenus par agrafage.

Grâce aux commutateurs 53, les N électrodes (figure 1 ou 1 bis) peuvent être reliées indifféremment à l'une des trois bornes 55, 56, 57. Les N électrodes 50 sont donc réparties en trois sous-ensembles M, G, ou F; elles sont utilisées séquentiellement : seul un petit nombre n (roi= 1, ou 2, ou 3,..) de ces N électrodes forme le sous-ensemble M, ces n électrodes étant successivement prises parmi les N électrodes; toutes les p électrodes adjacentes aux n électrodes (comme premières voisines ou secondes ou troisièmes voisines des n électrodes) sont commutées sur 56 et forment le sous-ensemble G; les électrodes des groupes M et G sont portées au même potentiel : ce potentiel peut être Vo(f ) ou zéro. Toutes les autres électrodes forment le sousensemble F : ce sont les (N-n-p) électrodes portées soit au potentiel zéro, soit au potentiel Vo(f ), selon que les électrodes des groupes M et G sont portées au potentiel Vo(f ) ou zéro. Le rôle des (N-n-p) électrodes d'injection consiste à influencer électrostatiquement le potentiel du passager de façon optimale ; en effet, (N-n-p) est toujours significativement supérieur à (n+p) ; le couplage capacitif résultant de l'action des (N-n-p) électrodes portées à l'un des potentiels Vo(fO) ou zéro est toujours significativement supérieur à celui dû aux (n+p) électrodes mesurantes et de garde qui sont portées à l'autre de ces deux potentiels.

Si les (n+p) électrodes mesurantes et de garde sont portées au potentiel Vo(f ), alors la carrosserie, qui est par définition au potentiel zéro, ajoute sa contnbution C à la somme des capacités Cij des (N-n-p) électrodes d'injection (qui sont au potentiel F = zéro dans ce cas): le passager est dans ce cas à un potentiel proche de zéro.

A contrario, il est tentant de porter ce passager au potentiel alternatif proche de celui de l'oscillateur F, c'est-à-dire Vo(fO) ; alors, les électrodes de garde comme celles de mesure sont au potentiel zéro. C'est cette deuxième solution qui a été choisie pour réaliser notre prototype de PICD. Mais, on sait aussi effectuer la mesure de capacité d'un condensateur dont les deux armatures sont respectivement aux potentiels +Vo(f )/2 et -V0(f0)I2, ces deux tensions pouvant être obtenues, par exemple, par les tensions continues +V et -V, hachées à la fréquence f ; et cette possibilité connue est, elle aussi, bien adaptée à l'application de détection par mesures capacitives envisagée ici: la cible est influencée par les électrodes d'injection à un potentiel, les électrodes de mesure et de garde sont à l'autre potentiel, déphasé de 1800 par rapport au premie potentiel.

Le circuit imprimé 41 et éventuellement les circuits 42, 43, sont donc des multicapteurs très particuliers, parce que multiformes : ce ou ces mulbcapteurs ne sont pas figés: le jeu de commutateurs 53 permet de sélectionner en séquence rapide tout ou partie des N électrodes pour les placer successivement dans le groupe M (mesure) en gardant toujours le groupe G autour du groupe M, comme la Garde rapprochée du Monarque qui se déplace dans les N cases de son royaume; quand M occupe une case périphérique, il n'est plus gardé de tous les côtés par des éléments du damier d'électrodes ; toutefois, on verra ultérieurement que la solution préférée du
PICD selon l'invention procure néanmoins la garde adéquate à M, quand M occupe une ou plusieurs case(s) périphérique(s).

Le procédé et/ou le système selon l'invention, c'est-à-dire cette nouvelle disposition d'électrodes et cette nouvelle façon de définir en séquence rapide la fonction de ces électrodes, non seulement permettent de faire des bonnes mesures capacitives parce que le potentiel ç du passager est assez bien défini, mais encore multiplient énormément le nombre total de combinaisons d'électrodes; or toutes ces combinaisons d'électrodes sont autant de mesures capacitives différentes, parce que la taille du domaine M et la taille du domaine
G définissent les lignes de champ électrique entre le passager et le multicapteur 41, voire 42, 43, . . dans leur configuration instantanée: plus le domaine (M+G) est grand, plus la capacité mesurante entre le passager et le domaine M augmente, ce qui autorise la détection du passager à des distances d'autant plus grandes que les deux domaines M et G sont eux-mêmes plus grands. La limite est rencontrée quand le potentiel ç du passager cesse d'être correctement défini ; pour juger de ce demier point, on a calculé le pourcentage maximum que peut prendre X = [(n+p)/ (N)], maximum obtenu si le bord de 41 ne vient pas limiter l'extension territoriale de G. Le potentiel ç du passager est correctement défini si la valeur de T reste assez petite pour que la somme des capacités Cij des (N-n-p) électrodes d'influence soit largement supérieure à la somme des capacités Cij des (n+p) électrodes de mesure et de garde; des valeurs de T élevées sont parfaitement acceptables, en revanche, pour des configurations d'électrodes affectées aux multicapteurs 42 ou 43: alors, toutes les électrodes de 41 sont en position d'influence, et les capacités Cij des électrodes de 41 sur lesquelles le passager est assis sont si élevées relativement à celles des autres électrodes moins proches du passager que le potentiel ç du passager est correctement défini, même si 42 (et/ou 43) sont entièrement occupés [T 100 %] par M et G.

Illustrons ce qui précède par quelques exemples. Prenons l'exemple de la figure 3, où seules les électrodes 50 du multicapteur 41 sont représentées; le capteur comporte N = 63 électrodes placées selon un réseau hexagonal; le tableau de la figure 4 récapitule quelques possibilités offertes.

- Considérant d'abord une seule rangée d'électrodes formant la garde: avec n = 1, p = 6 (ou I 6 près des bords du circuit ), ce sont N = 63 mesures différentes les unes des autres [n < 11,1 %]; avec n = 2 et p < 8, (figure 3-1), voici 159 nouvelles mesures [TI < 15,9 %] (159 = 3 fois 53, 53 étant le nombre de combinaisons possibles de 2 électrodes adjacentes dans une des trois directions possibles pour les 63 électrodes); on peut encore prendre n = 3, les électrodes étant alignées, p < 10, et ce sont (figure 3-2) 3 fois 43 nouvelles mesures [n < 20,6 %] ; mais 3 électrodes peuvent aussi être en triangle ( p < 9) et ainsi (figure 3-3) apporter 97 combinaisons [n < 19 %] (49 triangles pointe en haut et 48 triangles pointe en bas) ; ce sont déjà 448 mesures différentes qui sont réalisées, avec un coefficient Ti au plus égal à 20,6%; et nous pourrions bien sur amplifier ce nombre de combinaisons en considérant par exemple les 3x34 configurations de n = 4, p = 12, [n < 25,4 %] .

- Beaucoup d'autres configurations peuvent être obtenues: les figures 3-4 [T2 < 23,8 %] et 3-5 [T2 < 25,4 %] en sont des exemples donnant respectivement 63 et 159 nouvelles mesures.

- Jusqu'ici dans cet exemple, nous avons compté un total de 769 combinaisons d'électrodes, donc 769 mesures capacitives différentes, en nous limitant à des valeurs du coefficient T inférieures à 25,4%.

- Si nous considérons encore les cas de garde formée par 2 rangées d'électrodes, nous allons dénombrer encore 448 nouvelles mesures possibles; les nombres p vont augmenter: avec (figure 3-6), n = 1, p < 18, mais nous avons
N = 63 nouvelles mesures [#2 # 30,1 %] différentes les unes des autres et différentes des précédentes. Avec n = 2, p S 22 (159 nouvelles mesures [T2 < 38,1 %]) comme avec n = 3 électrodes en ligne (figure 3-7), p < 26 (3 fois 43 nouvelles mesures [n < 46 %]), Ou encore avec n = 3 électrodes en triangle, (figure 3-3), p < 24, (97 nouvelles combinaisons [z < 42,8 %]), les valeurs de T peuvent devenir excessives au regard de la bonne définition du potentiel du passager. La fig. 4 récapitule les combinaisons avec X < 30 %.

La description détaillée d'une version préférée du PICD selon l'invention va maintenant être décrite; la figure 5 montre schématiquement la face avant du circuit imprimé double face (41) avec les électrodes rectangulaires 50 ( les pistes 51 ne sont pas représenrées ici, mais leur forme détaillée sur la figure 6) et le bomier de connection 52, en réalité épanoui sur une ou plusieurs rangées de contacts; la face arrière n'est qu'un simple plan conducteur complet, qui joue le rôle de garde pour 50 et 51; les électrodes rectangulaires sont disposées selon deux sous- réseaux rectangulaires, avec une bande 45 dépourvue d'électrodes parce que destinée à être glissée dans l'espace situé entre le coussin et le dossier du siège; hormis ce détail, les électrodes de coussin 50c et de dossier 50d forment un réseau de v rangées et w colonnes; le circuit double face souple peut être coupé (massicot, laser, . . ) pour épouser la forme du haut du dossier de chaque type de siège. le nombre total d'électrodes, N, est au plus égal à VxW.

Ce circuit imprimé double face (41) est la version simplifiée de celui représenté sur la figure ; les pistes 51 ne sont pas gardées en face avant, mais la largeur des pistes de garde, eg, neutralise presque totalement l'effet de ce manque de garde frontale et par ailleurs la surface totale des jonctions 51 ne représente que 6% de celle des électrodes; le système prototype mesure en effet 550 mm de large et 1200 mm de long, les électrodes ont toutes 55,8 mm de large, leurs longueurs étant respectivement 150 mm et 125 mm pour les 50d et les 50c; la bande 45 mesure 90 mm de large.

La figure 7 montre le schéma fonctionnel des commutateurs 53.

Si les coins supérieurs de 41 ne sont pas coupés, c'est-à-dire si la matrice VxW est entière, le nombre de possibilités de mesures capacitives différentes va maintenant être détaillé, avec les figures 8 et 9.

- Avec n = 1, p = 8 si la garde a une rangée d'électrodes (sauf si électrode mesurante est placée au bord du circuit 41), le balayage de cette électrode mesurante sur l'ensemble des N électrodes permet de remplir une matrice
VxW de résultats de mesures capacitives [n < (9ArxW )%] ; on remplit une deuxième matrice VxW de résultats si la garde peut avoir jusqu'à 2 rangées d'électrodes (p vaut alors < 24) [#2 < (25hxw )%] .

- Poursuivons le multiplexage des électrodes en prenant n =2: selon que ces 2 électrodes sont groupées en rangée ou en colonne, nous pourrons remplir une matrice vx(w-1) et une matrice (v-1 )xw de nouveaux résultats de mesures capacitives si la garde a une rangée d'électrodes [n < (1 2!vxw )%] et encore d'autres matrices vx(w-1) et (v-1 )xW Si la garde a deux rangées d'électrodes [n < (30/vxw )%]. Avec n = 3, ce sont une matrice Vx(W-2) [t < (15/vxw )%] et une autre matrice vx(w-2) [T2 < (35/vxw )%], plus deux matrices (V-2)xW Cn < (15/vxw )%] et [n < (35/VxW )%] ; avec n = 4 en ligne, ce sont deux matrices vx(w-3) [X1 < (18/vxw )%] et [#2 # (40/vxw )%] et deux matrices (v-3)xw [t < (18/vxw )%] et [n < (40!vxW )%1 ; et avec n = 4 en carré, ce sont deux matrices (v-1)x(w-1) [n < (16Àrxw )%] et [n < (36/VxW )%] .

- Mais rien n'oblige à ne considérer que les 2 largeurs de garde choisies cidessus; d'autres configurations de garde sont intéressantes.

Le tableau (figure 10) récapitule de façon non exhaustive le nombre des diverses possibilités de mesures capacitives différentes, susceptibles d'identifier le passager. Ces nombres exprimés en fonction de v et w sont aussi exprimés pour quelques cas particuliers ; ainsi, en ne retenant que les cas où la valeur du paramètre T est 5 36%, ce sont respectivement 25, 146 et 399 mesures différentes pour (v=w=5), (v=w=6), (v=6,w=8); pour (v=w=8), on trouve 176 mesures pour lesquelles la valeur du paramètre T est < 20%, 571 mesures où T est compris entre 20% et 30% et 1234 mesures où T est compris entre 30% et 40% ; en mettant arbitrairement la limite supérieure de T à 30%, on dénombre 747 mesures différentes!.

Même si une certaine proportion de ce nombre important de mesures capacitives n'apporte pas d'information significativement nouvelle, le système selon l'invention offre un nombre de mesures sensiblement plus élevé que le nombre d'inconnues, estimé à une petite centaine (page 3, ligne 18 ). La détection, l'identification du passager et sa position sont donc possibles. Il reste à extraire ces informations des quelques centaines de mesures programmées et effectuées dans l'instant précédent. Ces mesures sont présentées par exemple sous forme d'une matrice globale, somme de plusieurs sousmatrices correspondant chacune au multiplexage d'une configuration définie d'électrodes.

Le traitement numérique des données, c'est la comparaison de tout ou partie de cette matrice globale de mesures aux éléments correspondants de la centaine de matrices, mémorisées, relatives à la centaine de cas particuliers typiques, préalablement identifiés. Avec 500 mesures à traiter et donc 100 fois 500 valeurs correspondant aux mêmes 500 mesures mémorisées pour les 100 cas de référence, une méthode de moindres carrés demande 50.000 soustractions, 50.000 élévations au carré, 50.000 additions et encore quelques centaines d'additions et de soustractions pour comparer notre mesure aux 100 cas de référence; ceci est tout-à-fait faisable, en peu de temps, par le microprocesseur spécialisé pour l'application. Une méthode de réseaux neuronaux est bien adaptée pour fournir plus efficacement l'identification de la mesure effectuée la seconde précédente parmi la centaine de cas-types enregistrés.

La détection d'un adulte et les identifications de sa taille (donc masse) et de sa position sont un problème simple puisque la capacité mesurée par une électrodes sur laquelle le passager est assis (certaines 50c) est nettement plus élevée que celle mesurée par une électrodes distante du passager: un programme court de multiplexage (n= 1 et p= 8 en général, sauf p=5 ou 3 pour les électrodes du bord de 41) suffit pour détecter sûrement la présence d'un tel passager et estimer sa taille partir du contour des électrodes indiquant des capacités élevées); I'identification de sa position est aussi rapide, essentiellement par les électrodes 50d, sauf celle du passager à genou et face vers l'arrière (passager donnant le biberon,. . ) détectée par les électrodes 50c et 50d.

Les bébés sont beaucoup plus difficiles à détecter, parce que leurs sièges les éloignent des électrodes, et aussi parce que certains sièges sont électrique -ment isolants tandis que d'autres ont une armature métallique; c'est pour ces cas difficiles que le concept nouveau et'ou le système selon l'invention démontrent toute leur puissance d'investigation à plusieurs distances, proches ou lointaines, selon les dimensions des domaines M et G.

Le PICD selon l'invention, tel qu'il vient d'être décrit, représente une avancée considérable sur l'état de l'art actuel.

Le potentiel alternatif, Vo(f ), typiquement 10 Volt, 5 kHz, ne constitue aucun danger pour le passager, adulte ou bébé, sur le siège.

Une application autre du même système est l'aide au chargement automatique de containers, par la détection des positions de ces containers, dans un camion par exemple. Le tapis d'électrodes est placé sur les parois du cargo, latéralement ou au plafond. Le signal délivré par ce système ainsi employé est la visualisation des containers. cette pièce est métallique (conductrice de rélectricité), il y a une contrainte d'emploi du système ou de cette méthode de mesures capacitives selon l'invention : c'est l'obligation que la pièce à contrôler métrologiquement soit isolée électriquement de la Terre, parce qu'elle doit être portée au potentiel altematif Vo(fO). Le réseau de commutateurs 53 se simplifie: il ne reste que deux fonctions commutées: celle de mesure pour une seule électrode à la fois, et garde électrique pour toutes les autres. La métrologie d'objets essentiellement cylindriques, tiges ou alésages, lisses ou filetés, voire cannelés (engrenages) ou rayés (tubes d'ammement) est particulièrement intéressante par un système de mesures selon cette forme particulière de rinvention. Le circuit imprimé 41, par exemple réalisé en capton double face très souple, est simplement collé sur un squelette solide indéformable; peu importe que la géométrie des électrodes placées sur la face avant de ce circuit soit assez médiocre et même instable dans le temps, notamment par suite de l'action de l'humidité atmosphérique sur la matière plastique du circuit double face; la mesure d'un objet étalon bien identifié, ou même certifié par un organisme habilité, permet de connaître, avec une précision presque égale à celle de l'étalon, la géométrie exacte du multicapteur à l'instant de cette calibration sur l'étalon; et donc de mesurer la pièce cylindrique à contrôler avec très grandes précision et rapidité de métrologie.

Le système PICD peut non seulement être utilisé dans le but d'inhiber ou d'autoriser la mise à feu des dispositifs de sécurité, mais aussi pour actionner un moyen anti-vol : sirène, inhibition de l'allumage du moteur, émission radio pour localiser le véhicule volé, etc.

Claims

Revendications:

1- Système de mesures capacitives avec un nombre N d'électrodes de mesures capacitives, multipléxées à un seul pont de mesure capacitive, via une série de commutateurs, un processeur pour gérer ces commutateurs et acquérir les résultats des mesures capacitives, puis les traiter, caractérisé en ce que les N électrodes sont juxtaposées (ou très proches les unes des autres) ou forment quelques sous-ensembles séparés au sein desquels les électrodes sont juxtaposées, en ce que les N électrodes Sont, selon une loi programmée dans le processeur, commutées pour former trois groupes: M, G et F,

M et G, portés tous deux au même potentiel, M, constitué d'un petit nombre n d'électrodes juxtaposées, étant connecté à l'entrée du pont de mesure capacitive, G formé de p électrodes entourant M de tous côtés étant relié à la garde du pont de mesure capacitive et F, reliquat des N électrodes, reçoit le potentiel d' influence de la cible placée en face des N électrodes.

2- Système de mesures selon la revendication 1, caractérisé en ce que F est relié à l'oscillateur, source de tension alternative VO(fO) du pont de mesure capacitive tandis que M et G sont à un potentiel très proche du potentiel de masse.

3- Système de mesures selon la revendication 1, caractérisé en ce que F est porté au potentiel altematif V"(f") , tandis que M et G sont au potentiel alternatif VO(f") déphasé de 1800

4- Système de mesures selon l'une des revendications 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les N électrodes forment un tapis souple placé sous l'habillage du siège d'un passager d'un véhicule automobile et en ce que le processeur est doté de moyens de calcul voire de réseaux de neurones pour l'identification de la matrice des résultats de mesure à l'une des matrices semblables mémorisées dans le processeur et qui sont les résultats de la mesure d'un passager particulier dans une position-type, le système possédant au moins deux signaux de sortie, l'un pour inhiber ce déchenchement de l'airbag si un bébé dos à la route est détecté ou si le siège est inoccupé, l'autre pour autoriser la mise à feu de l'airbag si un passager est présent, sauf le cas d'un bébé placé dans son siège dos à la route.

5- Système de mesures selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les N électrodes forment plusieurs tapis souples placés, outre celui du siège, sous l'habillage du plafond et/ou des portières, dans le but de piloter la mise à feu des dispositifs de sécurité ou d'actionner un moyen antivol: sirène, émission radio pour localiser le véhicule volé, inhibition de l'allumage du moteur, etc.

6- Système de mesures selon la revendication 1,2 ou 3, carad8risé en ce que le réseau des N éledrodes est placé au phfond ou le long des parois latérales d'un camion ou d'un cargo pour mesurer la position des containers déjà présents et celle du container en cours de chargement automatique, pour aider ledit chargement

7- Système de mesures selon la revendication1,2 ou 3, caractérisé en ce que les N électrodes forment un ou plusieurs tapis souples placés, collés sur un support rigide face à un objet dans le but de l'identifier ou de le mesurer.