FR2765420A1 - Procede et dispositif pour detecter un evenement susceptible d'affecter la transmission d'un signal - Google Patents
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Abstract
Le procédé comporte :a) une étape de mesure de " bruit négatif " s, égal à un taux de détection d'un signal effectivement émis, b) une étape de " mesure de bruit positif " r, égal à un taux de détection d'un signal qui n'est pas effectivement émis,c) une étape " de détermination " de caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif et négatif,d) une étape " de transmission " (1250), du signal susceptible d'être affecté par un événement,e) une étape de " discrimination " du signal reçu,f) une étape " d'échantillonnage du signal discriminé, etj) une étape dite de " décision " (1290, 1300, 1330), au cours de laquelle on prend en compte les valeurs des échantillons pour décider de la présence ou de l'absence de l'événement à détecter.
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter
un événement susceptible d'affecter la transmission d'un signal. Plus particulièrement, la présente invention concemrne la détection d'un événement affectant la transmission d'un signal électromagnétique périodique et s'applique à
la détection de produits, d'objets, de mouvements ou de défauts.
L'invention vise a détecter un événement susceptible d'affecter un signal et, pour ce faire, à émettre et recevoir ce signal et détecter, dans le signal reçu la présence du signal, cette présence étant significative de l'événement recherché. A cet effet, I'invention vise à mettre en oeuvre un signal sur lequel l'incidence de l'événement soit le plus mesurable en choisissant des caractéristiques physiques du signal et de sa détection aussi adaptés que possible aux conditions de transmission et à la détection de l'événement consideré. Deux contraintes sont, en effet, à respecter: - I'événement doit avoir une incidence aussi marquante que possible sur la transmission du signal et - le bruit qui affecte le signal ne doit pas rendre la détection de
l'événement impossible ou peu fiable.
A titre d'exemple, I'invention vise à détecter un événement constitué par l'absence d'encre dans un réservoir de cartouche d'encre d'une imprimante à jet d'encre, cette absence d'encre étant susceptible d'atténuer la transmission d'un signal électromagnétique à travers le réservoir. L'invention consiste à rechercher les caractéristiques physiques d'un signal électromagnétique dont la variation soit le plus possible représentative de la
variation du niveau d'encre et le moins possible représentative du bruit ambiant.
A cet effet, I'invention a pour objet un procédé pour détecter un événement susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte: a) une étape dite de " mesure de bruit négatif ", qui comporte: a1) une étape dite " d'émission de test négatif " au cours de laquelle on émet un signal présentant des caractéristiques physiques prédéterminées avec une durée d'apparition TA, a2) une étape dite " d'écoute de test négatif " au cours de laquelle on reçoit un ensemble de signaux susceptible de comporter un signal représentatif du signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, a3) une étape dite " de discrimination négative " au cours de laquelle on discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test négatif, et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, a4) une étape dite " d'échantillonnage négatif ", au cours de laquelle on échantillonne le signal délivré au cours de l'étape de discrimination négative et on détermine une valeur s dite " bruit négatif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée d'apparition TA, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TA, b) une étape dite de " mesure de bruit positif ", qui comporte: b1) une étape dite " de silence " au cours de laquelle on n'émet aucun signal pendant une durée TB, b2) une étape dite " d'écoute de test positif " au cours de laquelle on reçoit un ensemble de signaux, b3) une étape dite " de discrimination positive " au cours de laquelle on discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test positif, et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, b4) une étape dite " d'échantillonnage positif ", au cours de laquelle on échantillonne le signal délivré au cours de l'étape de discrimination positive et on détermine une valeur r dite " bruit positif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée Ts, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TB, c) une étape dite " de détermination ", au cours de laquelle on détermine des caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif et négatif, d) une étape dite " de transmission ", au cours de laquelle on émet un signal présentant lesdites caractéristiques physiques déterminées au cours de I'étape de détermination, avec une fréquence f et une durée d'apparition TON au cours d'une durée T, et on reçoit un ensemble de signaux dits " reçus " susceptible de comporter un signal représentatif dudit signal, e) une étape dite de "discrimination de détection", au cours de laquelle on discrimine ledit signal dans l'ensemble des signaux reçus et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination dudit signal dans ledit ensemble de signaux reçus, f) une étape dite "d'échantillonnage de détection", au cours de laquelle on échantillonne, en prenant en compte lesdites caractéristiques physiques, ledit niveau ainsi obtenu en In échantillons de signal répartis sur une durée supérieure à une période de répétition T, et j) une étape dite de "décision", au cours de laquelle on prend en compte les valeurs desdits échantillons pour décider de la présence ou de
l'absence de l'événement à détecter.
En déterminant, au cours de l'étape de détermination, des caractéristiques physiques du signal et de sa détection qui prennent en compte les bruits négatif et positif, on peut, grâce à l'invention, rendre fiable la détection de l'événement, même dans un environnement bruité qui perturbe fortement la
transmission du signal.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre: g) une étape dite de "mesure de corrélation", au cours de laquelle on fait correspondre a chaque échantillon de rang i variant de 1 à In une valeur d'état B(i) représentative de son niveau et on calcule, durant au moins une partie de la durée d'échantillonnage, une valeur réelle de corrélation SR, en cumulant, pour chaque couple d'échantillons de rangs i et i+Z, la valeur de corrélation instantanée entre la valeur d'état B(i) et la valeur d'état B(i+Z), les échantillons de rangs i et i+Z étant repérés à des instants décalés d'une période T, Z étant le nombre d'échantillons pris pendant une période T du signal à détecter, h) une étape dite de "calcul de taux", au cours de laquelle on mesure, sur au moins une partie de la durée de l'échantillonnage, le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal, ce taux p étant le ratio du nombre d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence du signal à détecter, sur le nombre total d'échantillons de ladite partie de la durée d'échantillonnage, i) une étape dite "d'évaluation théorique", au cours de laquelle on procède à la détermination d'au moins une valeur dite " moyenne théorique de corrélation ", et j) une étape dite de "décision", au cours de laquelle on compare la valeur de corrélation réelle SR avec chaque valeur moyenne théorique de corrélation et on déduit la présence ou l'absence de l'événement à détecter en
fonction du résultat de cette comparaison.
Ce procédé répond aux objectifs annoncés plus haut. En particulier, la détection demeure efficace même lorsque le signal périodique est mixé dans
un ensemble de signaux à forte densité de signaux parasites.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte un test dit " de bruit ", au cours duquel on compare une fonction des bruits positif et négatif, fonction représentative de la probabilité d'erreur que l'on pourrait faire au cours de l'étape
de décision, à une valeur prédéterminée.
Préférentiellement, lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur supérieure à une valeur prédéterminée, on n'effectue pas I'étape de transmission. Grâce à ces dispositions, lorsque l'évaluation du risque d'erreur montre qu'une décision est hasardeuse, on remet à plus tard la mesure de corrélation, et en conséquence, la décision de présence ou d'absence de l'événement. Selon des caractéristiques particulières, lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur supérieure à une valeur prédéterminée, on change la fréquence du signal émis au cours des étapes
d'émission de test, de silence et de transmission.
Grâce à ces dispositions, la fréquence des signaux utilisée est modifiée lorsque le test de bruit montre que la détection de l'événement ne peut être valablement réalisée avec la fréquence précédente. Ces dispositions permettent en particulier de faire des mesures dans des environnements o une perturbation électromagnétique constante existe. On sait, en effet que des moteurs électriques, des lampes à décharge ou des moniteurs vidéos provoquent des émissions presque constantes de rayons électromagnétiques qui
parasitent les signaux hertziens.
Selon des caractéristiques particulières, le procédé tel que succinctement exposé ci-dessus comporte au moins une étape de test dit " de cohérence de taux ", au cours de laquelle on compare une fonction du taux p d'échantillons, fonction représentative de la cohérence entre le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal et les
bruits positif et négatif, à une valeur prédéterminée.
Préférentiellement, lorsque le résultat du test de cohérence de taux correspond à une incohérence supérieure à une valeur prédéterminée, on
n'effectue pas l'étape de décision.
Grâce à ces dispositions, on s'assure que le bruit n'a pas beaucoup changer depuis la mesure des bruits positifs et négatifs et que l'on peut donc
valablement prendre une décision, avec un risque d'erreur raisonnable.
Dans un mode de réalisation particulier, le calcul de ladite valeur de corrélation réelle SR s'effectue en cumulant le produit B(i).B(i+Z) des couples de valeurs d'état conformément à la formule suivante: i = I,-Z SR = Z B(i).B(i + Z) dans laquelle Z est le nombre d'échantillons pris pendant une période T. La formule explicitée ici pour le calcul de corrélation est
particulièrement simple à mettre en oeuvre.
Dans le mode particulier de réalisation, on procède au calcul de ladite première valeur de moyenne théorique d'absence Sabs conformément à la formule suivante: Sabs = (In-Z) p2 dans laquelle: Z est le nombre d'échantillons pendant une période T, et
In est le nombre total d'échantillons.
De même, dans ce mode de réalisation, on procède au calcul d'une deuxième valeur de moyenne théorique de présence Spre conformément à la formule suivante: Spre = (In-Z)[(ON*(s-p)2/OFF)+p2] dans laquelle ON est le nombre d'échantillons pendant une durée TON OFF est le nombre d'échantillons pendant une durée TOFF de
"silence" entre deux durées TON.
et, pendant l'étape de décision, on compare la valeur de corrélation réelle SR avec les deux valeurs moyennes théoriques d'absence Sabs et de présence Spre et on déduit la présence ou l'absence du signal à détecter en
fonction du résultat de ces comparaisons.
Selon ce mode particulier de réalisation, les valeurs moyennes théoriques correspondent à des résultats d'estimations partant des hypothèses respectives de la présence et de l'absence du signal à détecter. Elles forment
donc des indicateurs adaptés à la prise d'une décision efficace.
L'invention vise aussi un procédé tel que succinctement exposé ci-
dessus dans lequel le signal à détecter est un signal émis pour détecter: - un objet susceptible d'affecter la transmission du signal émis au cours de l'étape de transmission, - une quantité de matière susceptible d'affecter la transmission du signal émis au cours de l'étape de transmission, - un défaut d'un canal de transmission susceptible d'affecter la transmission du signal émis au cours de l'étape de transmission, ou - un mouvement de matière susceptible d'affecter la
transmission du signal émis au cours de l'étape de transmission.
L'invention vise aussi un dispositif pour détecter un événement susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de calcul, un moyen d'émission, un moyen de réception, un moyen de discrimination conjointement adaptés à effectuer: a) une mesure dite " de bruit négatif ", qui comporte: a1) une étape dite " d'émission de test négatif " au cours de laquelle le moyen d'émission émet un signal présentant des caractéristiques physiques prédéterminées avec une durée d'apparition TA, a2) une étape dite " d'écoute de test négatif " au cours de laquelle le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux susceptible de comporter un signal représentatif du signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, a3) une étape dite " de discrimination négative " au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test négatif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, a4) une étape dite " d'échantillonnage négatif ", au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination négative et déterminent une valeur s dite " bruit négatif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée d'apparition TA, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TA, b) une mesure dite " de bruit positif " qui comporte: b1) une étape dite " de silence " au cours de laquelle le moyen d'émission n'émet aucun signal pendant une durée TB, b2) une étape dite " d'écoute de test positif " au cours de laquelle le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux, b3) une étape dite " de discrimination positive " au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test positif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, b4) une étape dite " d'échantillonnage positif ", au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination positive et déterminent une valeur r dite " bruit positif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée TB, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TB, c) une étape dite " de détermination ", au cours de laquelle les moyens de calcul déterminent des caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif et négatif, d) une étape dite " de transmission ", au cours de laquelle le moyen d'émission émet un signal présentant lesdites caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination, avec une fréquence f et une durée d'apparition TON au cours d'une durée T, et le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux dits " reçus " susceptible de comporter un signal représentatif dudit signal, e) une étape dite de "discrimination de détection", au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine ledit signal dans l'ensemble des signaux reçus et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination dudit signal dans ledit ensemble de signaux reçus, f) une étape dite "d'échantillonnage de détection", au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent, en prenant en compte lesdites caractéristiques physiques, le niveau ainsi obtenu en In échantillons de signal répartis sur une durée supérieure à une période de répétition T, et j) une étape dite de "décision", au cours de laquelle les moyens de calcul prennent en compte les valeurs desdits échantillons pour décider de la
présence ou de l'absence de l'événement à détecter.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront ci-
après à l'aide de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés
dans lesquels: - la figure 1 illustre un schéma bloc d'un dispositif mettant en oeuvre la présente invention, - les figures 2 à 5 illustrent un signal en cours de traitement par le procédé conforme à l'invention, - la figure 6 représente un organigramme d'un programme mis en oeuvre conformément à l'invention, et - la figure 7 représente une partie détaillée de l'organigramme de la
figure 6.
On note que la description ci-dessous s'attache à la détection de la
présence d'un signal périodique dont la caractéristique principale de discrimination est la fréquence. Cependant, l'invention s'applique aisément, pour l'homme du métier, à la détection de signaux non périodiques ou dont c'est l'amplitude, la phase, ou plus généralement toute information modulant une grandeur physique qui est la caractéristique qui permet la discrimination, parmi
l'ensemble de signaux.
Dans toute la description, on utilise le mot " corrélation" pour
désigner une opération mathématique qui, à une suite de nombres B(i), o i représente le rang dans la suite, et à un pas Z fait correspondre la somme de
tous les produits B(i).B(i+Z), tels que ces deux éléments sont dans la dite suite.
En figure 1 est représenté un dispositif selon l'invention. Dans cette figure, on trouve des éléments caractéristiques nécessaires au fonctionnement du dispositif selon l'invention: - un émetteur de signaux 31, ici sous la forme d'une antenne émettant un rayonnement, sachant que le signal peut aussi être véhiculé par un matériau constituant un canal de transmission, qui émet un signal qui lui est fourni par un moyen d'émission 251, ledit moyen d'émission modulant un signal de porteuse par une enveloppe, - un premier récepteur de signaux 33 qui reçoit le signal émis par l'émetteur 31, éventuellement affecté par un événement 32 et par des signaux parasites (non représentés), - un second récepteur de signaux 37, placé de telle manière qu'il reçoive, d'une part, le signal émis par l'émetteur 31 sans que ledit signal puisse être affecté par l'événement 32, et, d'autre part, les signaux parasites, - un commutateur 38, qui reçoit les signaux en provenant des deux récepteurs de signaux 33 et 37 mais, en fonction d'un signal qu'il reçoit de moyens de calcul 216 décrits ci-dessous, ne transmet que l'un de ces signaux à un moyen de réception 250 qui filtre le signal susceptible d'être émis par l'émetteur 31, et un circuit électronique 210 comportant: des moyens de calcul 216, par exemple constitués d'un microcontrôleur; des moyens de mémorisation comportant une mémoire
vive 223 et une mémoire morte 222, reliés aux moyens de calcul 216.
Dans la mémoire vive 223, sont mémorisés les variables i, k, f, r, s, a, TON, TOFF, ON, OFF, SR, p,Sabs, Spre, le tableau de variables B(i), comportant In variables, dans des registres qui portent les mêmes noms que les variables qu'ils contiennent. Dans la mémoire morte 222 sont conservées les instructions des moyens de calcul 216, lui permettant d'exécuter les étapes décrites en regard des figures 2 à 5, selon les organigrammes présentés en regard des figures 6 et 7, ainsi que les constantes nécessaires à l'exécution de ce programme, In, TA, TB, Z, T, K, Seuil 1, Seuil_2, Seuil_3, Seuil_4 et le tableau de fréquence f(k) contenant un nombre K de fréquences, dans des cases mémoires portant les mêmes noms que les constantes; un rythmeur 224 relié aux moyens de calcul 216, par exemple constitué d'une horloge et d'un diviseur de fréquence,
fournissant des impulsions électriques aux moyens de calcul 216.
et, reliés électriquement aux moyens de calcul 216: 15. un clavier 215 destiné à recevoir des commandes de l'utilisateur et un écran 214 destiné à afficher des messages de fonctionnement; un moyen de discrimination 211 constitué d'un filtre passe-bande centré sur la fréquence du signal à détecter, filtre associé à convertisseur analogique-numérique ou à un circuit à seuil, et relié à un récepteur de signaux 250, et
un émetteur 251 relié au contrôleur 216.
En figures 2A et 2B sont représentés les étapes de détermination de bruit négatif s: - la figure 2A représente le signal émis au cours de l'émission de test négatif: ce signal présente une enveloppe carrée qui module un signal sinusoïdal de période f, et une durée d'apparition TA, - la figure 2B représente le signal reçu, après filtrage, discrimination du signal émis pendant la durée TA et échantillonnage: on observe que 10 échantillons ont une valeur d'état nulle et 90 échantillons ont une valeur d'état égal à 1, valeur qui correspond à la détection du signal émis.
le bruit négatif vaut donc ici s = 90/100 = 0,9.
En figures 3A et 3B sont représentés les étapes de détermination de bruit positif r: - la figure 3A représente le silence émis au cours du test positif, pendant une durée TB, - la figure 3B représente le signal reçu, après filtrage, discrimination du signal émis pendant la durée TA et échantillonnage: on observe que 60 échantillons ont une valeur d'état nulle et 40 échantillons ont une valeur d'état égal à 1, valeur qui correspond à la détection du signal émis.
le bruit positif vaut donc ici r = 40/100 = 0,4.
Conformément à un aspect de l'invention, on choisit alors le rapport cyclique du signal à traiter comme étant égal à r/r+s = 0,3 (l'explication de ce
choix étant donné infra en regard de la figure 6, opération 1220).
On voit en figure 4A un signal périodique de rapport cyclique a égal à 0, 3, de fréquence de porteuse f et d'enveloppe carré, présentant, sur une
période une impulsion positive et une impulsion négative.
On rappelle que, d'une manière générale, il comporte, au cours de sa période T, l'émission d'au moins une fréquence f pendant une première durée prédéterminée TON et une absence d'émission pendant une seconde durée
prédéterminée TOFF.
La fréquence utilisée f peut appartenir à tout domaine de fréquen-
ces: fréquences vocales, hautes ou très hautes fréquences etc...
Dans la figure 4B, est illustré le signal reçu, filtré, discriminé, et échantillonné, en prenant en compte les caractéristiques du signal a détecté (en particulier son rapport cyclique a) et, éventuellement les caractéristiques de sa détection, et échantillonné sur deux périodes T: les échantillons 1 à 40 ont une valeur d'état B(i) nulle, ce qui correspond à l'absence de détection du signal discriminé, - les échantillons 41 a 70 ont une valeur d'état B(i) égale à 1, ce qui correspond à la détection du signal discriminé, - les échantillons 71 à 110 ont une valeur d'état B(i) nulle, - les échantillons 111 à 120 ont une valeur d'état B(i) égale à 1, - les échantillons 121 à 140 ont une valeur d'état B(i) nulle, - les échantillons 141 à 170 ont une valeur d'état B(i) égale à 1, et
- les échantillons 171 à 200 ont une valeur d'état B(i) nulle.
D'une manière générale l'ensemble de signaux contient, outre le signal à détecter, divers signaux. Ces derniers peuvent par exemple comporter: - du bruit, susceptible de contenir ou non des signaux parasites de fréquence appartenant à la bande de fréquences filtrée et discriminée, - des signaux périodiques, ces derniers étant susceptibles de comporter des signaux dont les fréquences appartiennent à ladite bande de fréquences, - des signaux analogiques de type non périodique aléatoires ou non, susceptibles de comporter des signaux parasites de fréquence appartenant
à ladite bande de fréquences.
En figure 4B, les signaux parasites correspondent aux échantillons
référencés 111 à 120.
Ensuite, dans une étape dite de "mesure de corrélation", on fait tout d'abord correspondre à chaque échantillon de rang i variant de 1 à In une
valeur d'état B(i) représentative de son niveau, comme indiqué, cidessus.
Dans l'étape de mesure de corrélation, on calcule, durant toute la durée d'échantillonnage, une valeur réelle de corrélation SR, en cumulant pour chaque échantillon de rang i, i variant entre 1 et In-Z, la valeur de corrélation instantanée entre la valeur d'état B(i) et la valeur d'état B(i+Z). Z étant le nombre d'échantillons pris pendant une période T, et In le nombre total d'échantillons, les échantillons i et i+Z sont pris à des instants décalés d'une période T. La figure 5 illustre l'étape de mesure de corrélation telle qu'elle est mise en oeuvre dans le mode de réalisation particulier de l'invention. On considère le signal de la figure 4B et on divise ce dernier en deux durées égales à une période T et on procède à la corrélation de ces deux parties du signal, avec un pas égal à Z. Sur la figure 5 on reconnaît, sur la ligne supérieure, la première période du signal échantillonné entre les échantillons 1 et 100 et sur la ligne inférieure, la seconde période du signal échantillonné de la figure 4B correspondant aux échantillons 101 à 200. Visuellement, on constate la mise en correspondance des portions
du signal, correspondant aux périodes TON du signal à détecter.
Conformément à l'invention, on va calculer une valeur réelle de
corrélation SR, en cumulant pour chaque échantillon de rang i, i allant de 1 à In-
Z, le produit B(i).B(i+Z).
Ici, la valeur de corrélation instantanée est déterminée par le
produit B(i).B(i+Z), i variant du rang 1 au rang In - Z, valant ici 200 100 = 100.
La valeur SR est donc donnée par la formule i = l.-Z SR = B(i). B(i + Z) En conséquence, le signal de la figure 4B va donner les valeurs indiquées dans le tableau ci-après: INDICE i de l à 10 de 11 à 20 de21 à 40 de41 à 70 de71 à 100 INDICEi+Z de 101 à 110 de 11 à 120 de 121 à 140 de 141 à 170 de 171 à200
(Z= 100)
B(i). B(i+Z) O x 0 =0 0 x 1 = 0 x 0 0 1x1 = 1 OxO=0 Nombre d'échantillons 10 10 20 30 30 Cumul des 0 0 30 0 corrélations instantanées sur l'intervalle
SR 0 0 0 30 30
eJ ol On observe que, dans l'exemple illustré aux figures 2 à 5, on obtient une valeur de corrélation réelle SR totale à 30, provenant uniquement du
traitement de l'avant dernier intervalle.
Conformément à l'invention, dans une étape dite de "calcul de taux", on mesure sur toute la durée de l'échantillonnage un taux p représentatif
de la présence de ladite fréquence.
Dans ce mode de réalisation, le calcul de p se fait par application de la formule: i=ln p = B(i) /In t=l
B(i) représentant la valeur d'état de l'échantillon de rang i.
Dans le présent exemple, le signal échantillonné a un taux p égal à
/200 soit 0,35 dans la mesure o il contient 70 échantillons de valeur 1.
Ensuite, dans une étape dite "d'évaluation théorique", on procède, d'une manière générale selon l'invention, à la détermination d'une valeur dite " moyenne théorique d'absence" Sabs. Selon le mode particulier de réalisation,
cette moyenne théorique d'absence est une fonction du taux p et varie avec lui.
Selon un autre mode de réalisation particulier, on procède, pendantl'étape d'évaluation théorique, à la détermination d'une valeur dite "moyenne théorique de présence" Spre, qui, selon un mode de réalisation encore plus particulier, est
aussi une fonction du taux p variant avec lui.
Selon l'aspect de l'invention décrit en exemple en regard des figures 1 à 7, on détermine la valeur moyenne théorique d'absence comme étant la valeur moyenne de corrélation d'un signal échantillonné ayant un taux d'échantillons représentatifs de la présence de la fréquence du signal à détecter, égal au taux p, en faisant l'hypothèse de l'absence du signal à détecter dans ledit
ensemble de signaux.
La détermination de la valeur moyenne théorique d'absence Sabs se fait, comme justifié infra, selon la formule: Sabs = (In-Z) p2 o Z est le nombre d'échantillons pendant une période T. Dans cet exemple, Sabs = (200-100).(0.35)2 = 12,25 Selon le même aspect particulier de l'invention, on détermine la valeur moyenne théorique de présence Spre comme étant la valeur moyenne de corrélation d'un signal échantillonné ayant un taux d'échantillons représentatifs de la présence de la fréquence du signal a détecter égal à p, en faisant
l'hypothèse de la présence du signal à détecter dans ledit ensemble de signaux.
La détermination de la valeur moyenne théorique de présence Spre se fait, comme justifié infra, selon la formule: Spre = (In-Z)[(ON*(s- p)2/OFF)+p2] dans laquelle s est le bruit négatif, c'est-à-dire la probabilité de détecter les échantillons délivrés pendant la durée TON, soit ici s = 0,9 ON est le nombre d'échantillons pendant une durée TON, soit ici ON = 30, OFF est le nombre d'échantillons pendant une durée TOFF de
"silence" entre deux durées TON, soit ici OFF = 70.
Dans cet exemple, Spre = (200-100).((30/70)(0.9-0.35)2+(0.35)2) = 25.2
Pour préciser les procédures de détermination des formules ci-
dessus: en partant des hypothèses que l'ensemble de signaux reçus ne contient pas le signal que l'on essaie de détecter, mais o le moyen de discrimination à détecter, sur l'ensemble des In échantillons, un taux p de fois la présence de la fréquence du signal à détecter, chaque échantillon possède la même probabilité (soit p) de correspondre à la détection par le moyen de discrimination de la fréquence du signal à détecter et la même probabilité (soit l-p) de correspondre à l'absence de détection par le moyen de discrimination de la fréquence du signal à détecter. Les états B(i) et B(i+Z) étant indépendants, la probabilité que le produit B(i).B(i+Z) soit égal à 1 est de (1-p)2+p2 et la probabilité que B(i).B(i+Z) soit égal à 0 est de 2p.(l-p). En cumulant ces probabilités pour tous les échantillons de rang allant de 1 à In-Z, on obtient
Sabs = (In-Z).p2.
De la même manière, en supposant que le signal à détecter est présent dans le signal filtré, la probabilité p de discriminer le signal à détecter peut être divisée en: - d'une part la probabilité s de détecter le signal quand il est présent (pendant les périodes ON) avec s environ égal à 1, et ceci pour une proportion de (ON/ON+OFF) d'échantillons (bruit dit " négatif "); - d'autre part la probabilité r de détecter le signal lorsqu'il est absent (pendant les périodes OFF), cette présence étant alors due au bruit pour une proportion de (OFF/ON+OFF) échantillons (bruit dit " positif "), soit p = (s.ON + r.OFF)IZ, avec: ON+ OFF=Z De façon similaire au calcul de Sabs, on obtient Spre: Spre = (In - Z) * [(ON/Z).s2 + (OFF/Z).r2] avec p = (s. ON + r. OFF)IZ, soit r= (Z.p-s. ON)IOFF donc Spre = [(In - Z)/Z] *[ON.s2+(Z2p2+s2.ON2-2.Z.p.s.ON)/OFF) et, puisque Z = ON + OFF, Spre = (In-Z) (s2. ON/OFF) +Z. p2/OFF-2. ON. p. s/OFF)]
d'o on déduit aisément la valeur de Spre donnée plus haut.
Enfin, dans une étape de décision, on compare la valeur de corrélation SR avec la valeur moyenne théorique d'absence Sabs et la valeur moyenne théorique de présence et on déduit de ces comparaisons, la présence
ou l'absence du signal à détecter dans l'ensemble des signaux reçus.
Selon l'aspect de l'invention développé en regard des figures I à 7, pendant l'étape de décision, on compare la valeur de corrélation réelle SR (valant ici 30) avec les deux valeurs moyennes théoriques de corrélation Sabs (valant ici 12,25) et Spre (valant ici 25,2) et on déduit la présence ou l'absence du signal à
détecter du résultat de cette comparaison.
Ici, les valeurs absolues des différences entre SR et les valeurs moyennes théoriques Sabs et Spre valent respectivement 17,75 et 4,8 et, selon le mode de réalisation particulier, on décide que le signal à détecter est présent. On va maintenant décrire le fonctionnement des moyens de
traitement en regard des organigrammes des figures 6 et 7.
On observe, en figure 6, après le début 1100, une opération 1110 d'initialisation à la valeur numérique 0 des variables jet k qui représentent deux
compteurs uniquement utilisés dans les calculs et sans signification physique.
L'opération 1115 consiste, ensuite, à positionner le commutateur 38 afin que le signal parvenant au moyen de discrimination 211 soit celui qui a
été reçu par le récepteur 37.
Ensuite, I'opération 1120 et l'opération 1130 réalisent conjointement une étape dite de mesure de bruit négatif s. L'opération 1120 consiste: en une étape dite " d'émission de test négatif ", consistant en l'émission, par l'émetteur 251, d'un signal présentant la fréquence f avec une durée d'apparition TA, 20. en une étape dite " d'écoute de test négatif " au cours de laquelle le récepteur 250 reçoit un ensemble de signaux comportant un signal représentatif du signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, en une étape dite " de discrimination négative " au cours de laquelle le moyen de discrimination 211 filtre et discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test négatif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, L'opération 1130 consiste ensuite: 30. en une étape dite " d'échantillonnage négatif ", au cours de laquelle le contrôleur 216 et le rythmeur 224 échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination négative en effectuant la lecture, à chacune des impulsions du rythmeur 224 (qui fonctionne ici à 100 Hz) au cours de la durée TA, de la liaison entre ce contrôleur et le moyen de discrimination 211. A la fin de l'étape d'échantillonnage négatif, le contrôleur 216 détermine une valeur s dite " bruit négatif " comme étant une fonction (ici l'identité) du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination du signal, au cours de la durée d'apparition TA, sur le nombre
d'échantillons au cours de la durée TA.
Ensuite, I'opération 1140 et l'opération 1150 réalisent conjointement une étape dite de mesure du bruit positif r. L'opération 1140 consiste: en une étape dite " de silence ", consistant en l'émission, par l'émetteur 251, d'aucun signal, pendant une durée TB, en une étape dite " d'écoute de test positif ", au cours de laquelle le récepteur 250 reçoit un ensemble de signaux, en une étape dite " de discrimination positive " au cours de laquelle le moyen de discrimination 211 filtre et discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test positif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, L'opération 1150 consiste ensuite: en une étape dite " d'échantillonnage positif ", au cours de laquelle le contrôleur 216 et le rythmeur 224 échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination positive en effectuant la lecture, à chacune des impulsions du rythmeur 224 (qui fonctionne ici à 100 Hz) au cours de la durée TB, de la liaison entre ce contrôleur et le moyen de discrimination 211. A la fin de l'étape d'échantillonnage positif, le contrôleur 216 détermine une valeur r dite " bruit positif " comme étant une fonction (ici l'identité) du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination du signal, au cours de la durée TB, sur le nombre
d'échantillons au cours de la durée TB.
Le test 1160 détermine ensuite si: 1 + (s-r)2 / 4.r.s > Seuil_1 ou non. Le test 1160 est dit test " de bruit ", et compare une fonction des bruits positif et négatif à une valeur prédéterminée. Selon le résultat du test de bruit 1160, on effectue ou non l'étape de transmission du signal (voir l'opération 1250 ci-dessous). En fait, ce test détermine si la différence entre s et r est suffisante pour que l'on puisse discerner un signal. A cet effet, la valeur de Seuil_ 1 est
déterminée comme supérieure à 1 et, par exemple égale à 1,15.
On observe ici que la fonction comparée à la valeur Seuil 1, au cours du test 1160 est la valeur de Spre/Sabs lorsque le rapport cyclique est égal à a. Ici, le premier terme de l'inégalité est égal à 1,17 et le résultat du test
est donc positif.
Lorsque le résultat du test 1160 est positif, le contrôleur 216 retourne à l'opération 1115. Lorsque le résultat du test 1160 est négatif, l'opération 1170 incrémente le compteurj de 1. Ensuite, le test 1180 détermine si le compteur j est supérieur à la variable Seuil_4 ou non. Lorsque le résultat du test 1180 est positif, l'opération 1190 consiste à remplacer la valeur de k par la valeur de k incrémentée de 1 et calculée modulo K. L'opération 1200 consiste à prendre f = f(k) dans le tableau de K fréquences conservé en
mémoire morte.
L'opération 1210 consiste ensuite à remettre à zéro la valeur du
compteur j. Ensuite, le contrôleur 216 retourne à l'opération 1115.
Lorsque le résultat du test 1160 est positif, le contrôleur 216 réalise une étape dite " de détermination " qui comporte les opérations 1220, 1230 et 1240, au cours de laquelle on détermine des caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif
et négatif.
L'opération 1220 consiste à déterminer le rapport cyclique a
comme étant égal au ratio de r sur r+s.
En effet, comme décrit plus haut, on va comparer une mesure de corrélation SR avec deux valeurs moyennes théoriques de corrélation respectivement liées à une hypothèse d'absence de signal (Sabs) et à une hypothèse de présence de signal (Spre) afin de déterminer si SR est plus proche de la valeur Sabs ou de la valeur Spre et en déduire si le signal est
présent ou non, et, en conséquence, si l'événement est présent ou non.
Il est donc préférable que les valeurs Spre et Sabs soient les plus
différentes possibles, c'est-à-dire que leur ratio soit le plus grand possible.
Le rapport cyclique a étant défini comme égal à ON/Z, on a ON = a. Z et OFF = (1-a). Z. Donc Spre/Sabs = 1+[((a.(s-p)2)/((1-a).p2)] Sachant que p = (s.ON+r.OFF)/Z, Spre/Sabs= l +(a. (s-r)2 (1-a) 2)/(1 -") ((s-r). a +r)2 Soit U = s-r, la dérivée de Spre/Sabs en fonction de a est égale à: (Spre/Sabs)'(a) = U2(U.Ca+r).(r-(2.r+U). a)/(U. a +r)4
Cette dérivée est nulle lorsque a = r/r+s.
L'opération 1230 consiste à déterminer la durée d'apparition du signal TON = a T. L'opération 1240 consiste à déterminer la durée d'absence de signal ToFF = (1-a) T. L'opération 1245 consiste, ensuite, à positionner le commutateur 38 afin que le signal parvenant au moyen de discrimination 211 soit celui qui a
été reçu par le récepteur 33.
L'opération 1250 consiste ensuite en une étape dite " de transmission ", au cours de laquelle le contrôleur 216 commande l'émission, par l'émetteur 251, d'un signal présentant lesdites caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination, et en particulier la durée d'apparition TON au cours de la période de durée T, ainsi que la fréquence f, et le récepteur 250 reçoit un ensemble de signaux dits " reçus " comportant un signal
représentatif du signal émis.
L'opération 1260 consiste en une étape dite de "discrimination de détection", au cours de laquelle le moyen de discrimination 211 filtre et discrimine le signal émis dans l'ensemble des signaux reçus et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de cette discrimination, en une étape dite "d'échantillonnage de détection", au cours de laquelle le contrôleur 216 et le rythmeur 224 échantillonnent le niveau ainsi obtenu en In échantillons de signal répartis sur une durée supérieure à une période de répétition T, ici de deux périodes T. L'opération 1260 consiste ensuite en une étape dite de "calcul de taux", au cours de laquelle le contrôleur 216 mesure sur au moins une partie de la durée d'échantillonnage, le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal, ce taux p étant le ratio du nombre d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence du signal à détecter, sur le nombre total d'échantillons de ladite partie de la durée
d'échantillonnage.
L'opération 1270 consiste, ensuite en une étape dite de "mesure de corrélation", au cours de laquelle le contrôleur 216 fait correspondre à chaque échantillon de rang i variant de 1 à In une valeur d'état B(i) représentative de son niveau et calcule, durant au moins une partie de la durée d'échantillonnage, une valeur réelle de corrélation SR, en cumulant, pour chaque couple d'échantillons de rangs i et i+Z, la valeur de corrélation instantanée entre la valeur d'état B(i) et la valeur d'état B(i+Z), les échantillons de rangs i et i+Z étant repérés à des instants décalés d'une période T, Z étant le nombre d'échantillons pris pendant
une période Tdu signal à détecter.
L'opération 1280 consiste, ensuite, en une étape dite "d'évaluation théorique", au cours de laquelle on procède à la détermination des valeurs dites " moyenne théorique d'absence " Sabs et " moyenne théorique de présence " Spre, en mettant en oeuvre au moins l'un des bruits positif ou négatif. Ici la valeur moyenne théorique de corrélation de présence est égale à: Spre = (In-Z)[(ON*(s-p)2/OFF)+p2] dans laquelle: s est le bruit négatif, ON est le nombre d'échantillons pendant une durée
TON
OFF est le nombre d'échantillons pendant une durée TOFF de "silence" entre deux durées TON soitdonc: ON = a Z = r.Z I(r+s) et OFF = (1- ") Z = s.Z /(r+s),
r étant le bruit positif.
Ensuite, le contrôleur 216 effectue le test 1290 dit " de cohérence de taux ", au cours duquel, il compare une fonction du taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal à une valeur prédéterminée Seuil_2: si la valeur absolue de [((p. Z/(s.ON + rOFF))-1] est inférieure à la valeur prédéterminée Seuil_2, le test 1300 est effectué, sinon,
c'est le test 1320 qui est effectué.
Ici la valeur de Seuil 2 est 0,4 et le premier terme de l'inégalité est
égal à 0,36. Le résultat du test 1290 est donc positif.
Le test 1300 détermine si la valeur de SR est supérieure à la valeur moyenne entre Sabs et Spre, ou non. Lorsque le résultat du test 1300 est négatif, l'opération 1115 est réitérée. Ici 30 > (12,25 + 25,2)/2 = 18, 725, donc le résultat du test 1300 est positif. Lorsque le résultat du test 1300 est positif, le contrôleur 216 décide, au cours de l'étape de décision, que le signal est présent, et traite l'information de présence, au cours de l'opération 1310 qui peut consister en une émission à distance, en une mise en mémoire vive ou en un traitement de
données, par exemple.
Le test 1320, qui est effectué lorsque le résultat du test 1290 est négatif, est dit " de cohérence de taux ". Au cours de ce test, le contrôleur 216 compare une fonction du taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal à une valeur prédéterminée Seuil_3: si la valeur absolue de [(p/r)-1] est inférieure à la valeur prédéterminée Seuil 3, le test 1330 est
effectué, sinon, l'opération 1115 est réitérée.
Le test 1330 détermine si la valeur de SR est inférieure à la valeur moyenne entre Sabs et Spre, ou non. Lorsque le résultat du test 1330 est négatif, l'opération 1115 est réitérée. Lorsque le résultat du test 1330 est positif, le contrôleur 216 décide, au cours de l'étape de décision 1330, que le signal est absent, et traite l'information de présence, au cours de l'opération 1340 qui peut consister en une émission à distance, en une mise en mémoire vive ou en un
traitement de données, par exemple.
On observe que: - selon le résultat du test de cohérence de taux 1290, on effectue ou non l'étape de décision 1300, et - selon le résultat du test de cohérence de taux 1320, on
effectue ou non l'étape de décision 1330.
- à la suite de l'une des opérations de traitement 1310 et 1340,
le fonctionnement du dispositif est arrêté.
La figure 7 détaille la mesure de SR. L'opération 111 consiste à mettre à la valeur 0 la variable SR contenue dans un registre SR de la mémoire
vive 223. L'opération 112 consiste à remettre à la valeur 1 la variable i.
Le test 113 consiste à tester si la variable i est inférieure ou égale à la valeur In - Z, Z étant une constante mémorisée dans la mémoire morte 222. Au cas o ce test 113 donne un résultat négatif, les moyens de calcul 216 effectuent l'opération 1280 (figure 6) décrite supra. Au cas o le test 113 donne un résultat positif, I'opération 114 augmente la valeur de la variable SR du produit de corrélation instantané, c'est- à-dire dans ce mode de réalisation, le produit de la valeur de la variable B(i) par la valeur de la variable B(i+Z). L'opération 115 réalise l'incrémentation de la valeur de la variable i. Les moyens de calcul 216 retournent alors au test 113. La boucle allant du test 113 à l'opération 115 réalise
le calcul de la corrélation réelle SR.
Bien entendu, la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation décrits à l'appui des figures mais elle englobe, bien au
contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier.
En particulier, dans une variante simplifiée (non représentée), le récepteur 37 et le commutateur 38 peuvent être omis, de telle manière que les bruits positif et négatif ainsi que la détection du signal soient réalisés en
mettant en oeuvre le récepteur 33.
En outre, le dispositif décrit en regard des figures 5 à 7 peut mettre en oeuvre les combinaisons de tous les modes généraux et particuliers
de réalisation du procédé décrit en regard des figures 2 à 5.
Selon une autre variante (non représentée), la décision de présence du signal peut se prendre selon toute autre position respective des valeurs SR, Sabs, et Spre, et éventuellement selon un facteur complémentaire provenant de l'analyse de tout ou partie de l'ensemble des signaux
1 5 échantillonnés.
L'invention s'applique à la détection de tout événement susceptible d'affecter des signaux sur lesquels les tolérances sur les durées ON et OFF est
faible par rapport à ces durées ON et OFF.
Selon une variante non représentée, les caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination comportent une amplitude dont la valeur est une fonction des valeurs de bruits positif et négatif, et le signal émis
au cours de l'étape de transmission possède ladite amplitude.
Selon une variante non représentée, les caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination comportent une fréquence de signal dont la valeur est une fonction des valeurs de bruits positif et négatif, et le
signal émis au cours de l'étape de transmission possède ladite amplitude.
Selon une autre variante non représentée, les caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination comportent un seuil d'échantillonnage dont la valeur est une fonction des valeurs de bruits positif et
négatif, et l'étape d'échantillonnage met en oeuvre ledit seuil d'échantillonnage.
On rappelle aussi que, bien la description ci-dessus conceme la
détection de la présence d'un signal périodique dont la fréquence est la caractéristique principale, I'invention s'applique aussi bien, moyennant des adaptations à la portée de l'homme du métier, à la détection de signaux dont c'est l'amplitude, la phase, ou plus généralement toute information modulant une
grandeur physique qui est caractéristique dans l'ensemble des signaux.
Claims (37)
1. Procédé pour détecter un événement susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte: a) une étape dite de " mesure de bruit négatif ", qui comporte: a1) une étape dite " d'émission de test négatif "< (1120) au cours de laquelle on émet un signal présentant des caractéristiques physiques prédéterminées avec une durée d'apparition TA, a2) une étape dite " d'écoute de test négatif " au cours de laquelle on reçoit un ensemble de signaux susceptible de comporter un signal représentatif du signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, a3) une étape dite " de discrimination négative " au cours de laquelle on discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test négatif, et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, a4) une étape dite " d'échantillonnage négatif " (1130), au cours de laquelle on échantillonne le signal délivré au cours de l'étape de discrimination négative et on détermine une valeur s dite " bruit négatif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée d'apparition TA, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TA, b) une étape dite de " mesure de bruit positif ", qui comporte: b1) une étape dite " de silence " (1140) au cours de laquelle on n'émet aucun signal pendant une durée TB, b2) une étape dite " d'écoute de test positif " au cours de laquelle on reçoit un ensemble de signaux, b3) une étape dite " de discrimination positive " au cours de laquelle on discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test positif, et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, b4) une étape dite " d'échantillonnage positif " (1150), au cours de laquelle on échantillonne le signal délivré au cours de l'étape de discrimination positive et on détermine une valeur r dite " bruit positif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée TB, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TB, c) une étape dite " de détermination " (1220,1230, 1240), au cours de laquelle on détermine des caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif et négatif, d) une étape dite " de transmission " (1250), au cours de laquelle on émet un signal présentant lesdites caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination, avec une fréquence f et une durée d'apparition TON au cours d'une durée T, et on reçoit un ensemble de signaux dits " reçus " susceptible de comporter un signal représentatif dudit signal, e) une étape dite de "discrimination de détection", au cours de laquelle on discrimine ledit signal dans l'ensemble des signaux reçus et on délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination dudit signal dans ledit ensemble de signaux reçus, f) une étape dite "d'échantillonnage de détection", au cours de laquelle on échantillonne, en prenant en compte lesdites caractéristiques physiques, ledit niveau ainsi obtenu en In échantillons de signal répartis sur une durée supérieure à une période de répétition T, et j) une étape dite de "décision" (1290, 1300, 1330), au cours de laquelle on prend en compte les valeurs desdits échantillons pour décider de la
présence ou de l'absence de l'événement à détecter.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre: g) une étape dite de "mesure de corrélation" (1270), au cours de laquelle on fait correspondre à chaque échantillon de rang i variant de 1 à In une valeur d'état B(i) représentative de son niveau et on calcule, durant au moins une partie de la durée d'échantillonnage, une valeur réelle de corrélation SR, en cumulant, pour chaque couple d'échantillons de rangs i et i+Z, la valeur de corrélation instantanée entre la valeur d'état B(i) et la valeur d'état B(i+Z), les échantillons de rangs i et i+Z étant repérés à des instants décalés d'une période T, Z étant le nombre d'échantillons pris pendant une période T du signal à détecter, h) une étape dite de "calcul de taux" (1260), au cours de laquelle on mesure, sur au moins une partie de la durée de l'échantillonnage, le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal, ce taux p étant le ratio du nombre d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence du signal à détecter, sur le nombre total d'échantillons de ladite partie de la durée d'échantillonnage, i) une étape dite "d'évaluation théorique" (1280), au cours de laquelle on procède à la détermination d'au moins une valeur dite " moyenne théorique de corrélation ", et j) une étape dite de "décision" (1290, 1300, 1330), au cours de laquelle on compare la valeur de corrélation réelle SR avec chaque valeur moyenne théorique de corrélation et on déduit la présence ou l'absence de
I'événement à détecter en fonction du résultat de cette comparaison.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que les caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination comportent un rapport cyclique dont la valeur est une fonction des valeurs des bruits positif et négatif et en ce que le signal émis au
cours de l'étape de transmission possède ledit rapport cyclique.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport cyclique déterminé au cours de l'étape de détermination est sensiblement
égal au ratio du bruit positif rsur la somme des bruits positif ret négatif s.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'il comporte un test (1160) dit " de bruit ", au cours duquel on compare une fonction des bruits positif et négatif, fonction représentative de la probabilité d'erreur que l'on pourrait faire au cours de l'étape de décision, à une
valeur prédéterminée.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur supérieure à une valeur prédéterminée, on n'effectue pas l'étape de transmission.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6,
caractérisé en ce que, lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur supérieure à une valeur prédéterminée, on change la fréquence du signal émis au cours des étapes d'émission de test, de silence et
de transmission.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape de test dit " de cohérence de taux " (1290, 1320), au cours de laquelle on compare une fonction du taux p d'échantillons, fonction représentative de la cohérence entre le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal et les
bruits positif et négatif, à une valeur prédéterminée.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lorsque le résultat du test de cohérence de taux correspond à une incohérence supérieure à une valeur prédéterminée, on n'effectue pas l'étape de décision
(1300, 1330).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9
caractérisé en ce que, au cours de l'étape d'échantillonnage, on échantillonne ledit niveau en In échantillons, sur une durée égale à un multiple de la période de
répétition T, le coefficient de multiplication étant supérieur ou égal à 2.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que le calcul de ladite valeur de corrélation réelle SR s'effectue en cumulant le produit B(i).B(i+Z) des couples de valeurs d'état des échantillons respectivement référencés i et i+Z, conformément à la formule suivante: i= II-Z SR = B(i).B(i + Z) I dans laquelle: Z est le nombre d'échantillons pris pendant une période T., et
In est le nombre total d'échantillons.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11
caractérisé en ce qu'on détermine une " valeur moyenne théorique de corrélation d'absence " Sabs en fonction du taux p d'échantillons dont le niveau est
représentatif de la présence dudit signal.
13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce qu'on détermine la valeur moyenne théorique de corrélation d'absence Sabs comme étant la valeur moyenne de corrélation d'un signal échantillonné ayant un taux d'échantillons représentatifs de la présence dudit signal à détecter égal au taux p, en faisant l'hypothèse de l'absence du signal à détecter dans ledit ensemble de signaux.
14. Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce qu'on procède au calcul de ladite valeur moyenne théorique de corrélation d'absence Sabs conformément à la formule suivante: Sabs = (In-Z) p2 o Z est le nombre d'échantillons pendant une période T, et
In est le nombre total d'échantillons.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14
caractérisé en ce que pendant l'étape dite "d'évaluation théorique", on procède à la détermination, d'une valeur dite " moyenne théorique de corrélation de présence " Spre et en ce que pendant l'étape dite de "décision ", on compare la valeur de corrélation réelle SR avec les deux valeurs moyennes théoriques de corrélation Sabs et Spre et on déduit la présence ou l'absence du signal à
détecter du résultat de ces comparaisons.
16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce qu'on détermine la " valeur moyenne théorique de corrélation de présence " Spre en fonction du taux p.
17. Procédé selon la revendication 16 caractérisé en ce qu'on détermine la " valeur moyenne théorique de corrélation de présence " Spre comme étant la valeur moyenne de corrélation d'un signal échantillonné ayant un taux d'échantillons représentatifs de la présence dudit signal à détecter égal au taux p, en faisant l'hypothèse de la présence du signal à détecter.
18. Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce qu'on procède au calcul de ladite valeur moyenne théorique de corrélation de présence Spre conformément à la formule suivante: Spre = (In-Z) [(ON/OFF)(s-p)2 + p2) o: s est le bruit négatif ON est le nombre d'échantillons pendant une durée TON OFF est le nombre d'échantillons pendant une durée TOFF de
"silence" entre deux durées ToN.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18
caractérisé en ce qu'on décide que le signal à détecter est présent, seulement lorsque la valeur de corrélation réelle SR est supérieure à une valeur seuil qui est intermédiaire entre la moyenne théorique de corrélation de présence Spre et la
moyenne théorique de corrélation d'absence Sabs.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18
caractérisé en ce qu'on décide que le signal à détecter est absent, seulement lorsque la valeur de corrélation réelle SR est inférieure à une valeur seuil qui est intermédiaire entre la moyenne théorique de corrélation de présence Spre et la
moyenne théorique de corrélation d'absence Sabs.
21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
caractérisé en ce que le signal à détecter est un signal émis pour détecter un objet susceptible d'affecter la transmission du signal émis au cours de l'étape de
transmission.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
caractérisé en ce que le signal à détecter est un signal émis pour détecter une quantité de matière susceptible d'affecter la transmission du signal émis au cours
de l'étape de transmission.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
caractérisé en ce que le signal à détecter est un signal émis pour détecter un défaut d'un canal de transmission susceptible d'affecter la transmission du signal
émis au cours de l'étape de transmission.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 20,
caractérisé en ce que le signal à détecter est un signal émis pour détecter un mouvement de matière susceptible d'affecter la transmission du signal émis au
cours de l'étape de transmission.
25. Dispositif pour détecter un événement susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de calcul (216, 222, 223), un moyen d'émission (251), un moyen de réception (250), un moyen de discrimination (211) conjointement adaptés à effectuer: a) une mesure dite " de bruit négatif ", qui comporte: a1) une étape dite "d'émissionde test négatif " (1120) au cours de laquelle le moyen d'émission émet un signal présentant des caractéristiques physiques prédéterminées avec une durée d'apparition TA, a2) une étape dite " d'écoute de test négatif " au cours de laquelle le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux susceptible de comporter un signal représentatif du signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, a3) une étape dite " de discrimination négative " au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test négatif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, a4) une étape dite " d'échantillonnage négatif" (1130), au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination négative et déterminent une valeur s dite " bruit négatif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée d'apparition TA, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TA, b) une mesure dite " de bruit positif " qui comporte: b1) une étape dite " de silence " (1140) au cours de laquelle le moyen d'émission n'émet aucun signal pendant une durée TB, b2) une étape dite " d'écoute de test positif " au cours de laquelle le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux, b3) une étape dite " de discrimination positive " au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine le signal émis au cours de l'étape d'émission de test négatif, dans l'ensemble de signaux reçus au cours de l'étape d'écoute de test positif, et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination, b4) une étape dite " d'échantillonnage positif " (1150), au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent le signal délivré au cours de l'étape de discrimination positive et déterminent une valeur r dite " bruit positif " comme étant fonction du ratio du nombre d'échantillons qui correspondent à la discrimination dudit signal au cours de la durée TB, sur le nombre d'échantillons au cours de la durée TB, c) une étape dite " de détermination " (1220, 1230, 1240), au cours de laquelle les moyens de calcul déterminent des caractéristiques physiques d'un signal et de sa détection en prenant en compte les valeurs des bruits positif et négatif, d) une étape dite " de transmission " (1250), au cours de laquelle le moyen d'émission émet un signal présentant lesdites caractéristiques physiques déterminées au cours de l'étape de détermination, avec une fréquence f et une durée d'apparition TON au cours d'une durée T, et le moyen de réception reçoit un ensemble de signaux dits " reçus " susceptible de comporter un signal représentatif dudit signal, e) une étape dite de "discrimination de détection", au cours de laquelle le moyen de discrimination discrimine ledit signal dans l'ensemble des signaux reçus et délivre un signal de sortie dont le niveau est représentatif du résultat de ladite discrimination dudit signal dans ledit ensemble de signaux reçus, f) une étape dite "d'échantillonnage de détection", au cours de laquelle les moyens de calcul échantillonnent, en prenant en compte lesdites caractéristiques physiques, le niveau ainsi obtenu en In échantillons de signal répartis sur une durée supérieure à une période de répétition T, et j) une étape dite de "décision" (1290, 1300, 1330), au cours de laquelle les moyens de calcul prennent en compte les valeurs desdits échantillons pour décider de la présence ou de l'absence de l'événement à
détecter.
26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont, en outre, adaptés à effectuer: g) une mesure dite " de corrélation" (1270), au cours de laquelle les moyens de calcul font correspondre à chaque échantillon de rang i variant de 1 à In une valeur d'état B(i) représentative de son niveau et calculent, durant au moins une partie de la durée d'échantillonnage, une valeur réelle de corrélation SR, en cumulant, pour chaque couple d'échantillons de rangs i et i+Z, la valeur de corrélation instantanée entre la valeur d'état B(i) et la valeur d'état B(i+Z), les échantillons de rangs i et i+Z étant repérés à des instants décalés d'une période T, Z étant le nombre d'échantillons pris pendant une période T du signal à détecter, h) un calcul dit " de taux " (1260), au cours duquel les moyens de calcul mesurent, sur au moins une partie de la durée de l'échantillonnage, le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal, ce taux p étant le ratio du nombre d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence du signal à détecter, sur le nombre total d'échantillons de ladite partie de la durée d'échantillonnage, i) une évaluation dite " théorique " (1280), au cours de laquelle les moyens de calcul procèdent à la détermination d'au moins une valeur dite " moyenne théorique de corrélation ", et j) une prise de "décision" (1290, 1300, 1330), au cours de laquelle les moyens de calcul comparent la valeur de corrélation réelle SR avec chaque valeur moyenne théorique de corrélation et déduisent la présence ou l'absence
de l'événement à détecter en fonction du résultat de cette comparaison.
27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 ou 26,
caractérisé en ce que les moyens de calcul sont adaptés à déterminer, en tant que caractéristiques physiques du signal, un rapport cyclique dont la valeur est une fonction des valeurs des bruits positif et négatif, le signal émis au cours de
l'étape de transmission possédant ledit rapport cyclique.
28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 27,
caractérisé en ce que les moyens de calcul sont adaptés à effectuer un test (1160) dit " de bruit ", en comparant une fonction des bruits positif et négatif, fonction représentative de la probabilité d'erreur que l'on pourrait faire au cours
de la prise de décision, à une valeur prédéterminée.
29. Dispositif selon la revendication 28, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont adaptés à ne pas effectuer de transmission de signal lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur
supérieure à une valeur prédéterminée.
30. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 28 ou 29,
caractérisé en ce que les moyens de calcul et le moyen d'émission sont conjointement adaptés à changer la fréquence du signal émis au cours des étapes d'émission de test, de silence et de transmission, lorsque le résultat du test de bruit correspond à une probabilité d'erreur supérieure à une valeur prédéterminée,
31. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 30,
caractérisé en ce que les moyens de calcul sont adaptés à effectuer un test dit " de cohérence de taux " (1290, 1320), en comparant une fonction du taux p d'échantillons, fonction représentative de la cohérence entre le taux p d'échantillons dont le niveau est représentatif de la présence dudit signal et les
bruits positif et négatif, à une valeur prédéterminée.
32. Dispositif selon la revendication 31, caractérisé en ce que les moyens de calcul sont adaptés à ne pas prendre de décision lorsque le résultat du test de cohérence de taux correspond à une incohérence supérieure à une
valeur prédéterminée.
33. Dispositif de détection d'un objet susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une
quelconque des revendications 25 à 32.
34. Dispositif de détection d'une quantité de matière susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte un
dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 32.
35. Dispositif de détection d'un défaut d'un canal de transmission susceptible d'affecter la transmission, caractérisé en ce qu'il comporte un
dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 32.
36. Dispositif de détection de mouvements de matière susceptible d'affecter la transmission d'un signal, caractérisé en ce qu'il comporte un
dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 à 32.
37. Radar, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une
quelconque des revendications 25 à 32.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9708052A FR2765420B1 (fr) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Procede et dispositif pour detecter un evenement susceptible d'affecter la transmission d'un signal |
| US09/104,782 US6438500B1 (en) | 1997-06-26 | 1998-06-26 | Method and device for detecting the absence of a product in a reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9708052A FR2765420B1 (fr) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Procede et dispositif pour detecter un evenement susceptible d'affecter la transmission d'un signal |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2765420A1 true FR2765420A1 (fr) | 1998-12-31 |
| FR2765420B1 FR2765420B1 (fr) | 1999-10-01 |
Family
ID=9508505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9708052A Expired - Fee Related FR2765420B1 (fr) | 1997-06-26 | 1997-06-26 | Procede et dispositif pour detecter un evenement susceptible d'affecter la transmission d'un signal |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2765420B1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3646334A (en) * | 1969-05-28 | 1972-02-29 | Solartron Electronic Group | Real-time correlator |
| US4821023A (en) * | 1988-01-07 | 1989-04-11 | Del Norte Technology, Inc. | Walk-through metal detector |
| US5001675A (en) * | 1989-09-13 | 1991-03-19 | Teleco Oilfield Services Inc. | Phase and amplitude calibration system for electromagnetic propagation based earth formation evaluation instruments |
| US5392046A (en) * | 1993-08-19 | 1995-02-21 | Mallinckrodt Medical, Inc. | Entropy based signal, transmission, reception and signal analysis method and apparatus |
-
1997
- 1997-06-26 FR FR9708052A patent/FR2765420B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2765420B1 (fr) | 1999-10-01 |
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