FR3078157A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETECTING PRESENCE AND / OR MOTION BY INFRARED MEASUREMENT - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif de détection de présence et/ou de mouvement par mesure infrarouge, comprenant : - au moins un capteur (2) de rayonnement infrarouge délivrant un signal électrique de mesure (SEM), - un moyen (3) de détection et de déclenchement sélectif d'une fenêtre temporelle de traitement (FTT), - une unité de traitement (4) comprenant des moyens (5, 5') d'exploitation du signal (SEM), ainsi qu'un moyen (6) de vérification de critères d'intrusion ou de présence, dispositif (1) caractérisé en ce que l'unité de traitement (4) comprend deux moyens opérationnels distincts (5 et 5') d'exploitation du signal électrique de mesure (SEM), à savoir, d'une part, de la valeur de l'amplitude crête et d'occurrences de dépassement de valeurs seuils et, d'autre part, de la variation de l'amplitude du signal électrique (SEM).The present invention relates to a device for detecting presence and / or movement by infrared measurement, comprising: - at least one sensor (2) of infrared radiation delivering an electrical measurement signal (SEM), - means (3) for selectively detecting and tripping a processing time window (FTT), - a processing unit (4) comprising signal processing means (5, 5 ') and a means (6) ) of verification of intrusion or presence criteria, device (1) characterized in that the processing unit (4) comprises two separate operating means (5 and 5 ') for operating the electrical measurement signal (SEM) namely, on the one hand, the value of the peak amplitude and occurrences of exceeding threshold values and, on the other hand, the variation of the amplitude of the electrical signal (SEM).
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des dispositifs et systèmes de contrôle d’accès, de surveillance, de protection anti-intrusion et d’alarme, plus particulièrement les moyens de détection, de traitement du signal et de discrimination mis en œuvre dans de tels dispositifs et systèmes.The present invention relates to the field of devices and systems for access control, monitoring, anti-intrusion protection and alarm, more particularly the means of detection, signal processing and discrimination implemented in such devices. and systems.
L’invention a pour objet un dispositif de détection de présence et/ou de mouvement par infrarouges, un système d’alarme comportant un tel dispositif et un procédé de détection de présence et/ou de mouvement mettant en œuvre un tel dispositif.The subject of the invention is a device for detecting presence and / or movement by infrared, an alarm system comprising such a device and a method for detecting presence and / or movement using such a device.
Les capteurs et détecteurs à infrarouge passifs (IRP), introduits au milieu des années 1970, sont bien connus et ont été largement commercialisés depuis.Passive infrared (PIR) sensors and detectors, introduced in the mid-1970s, are well known and have been widely marketed since.
Généralement, dans ces dispositifs connus, une optique divise l’espace à surveiller en zones et focalise sur un capteur pyroélectrique les variations de chaleur provoquées par les mouvements de personnes à l’intérieur du volume protégé. Le capteur produit sur sa sortie un signal proportionnel à la puissance de rayonnement infrarouge collecté et une alarme est normalement générée lorsque l’amplitude du signal de sortie du capteur atteint un niveau de seuil prédéterminé appelé seuil de détection.Generally, in these known devices, an optic divides the space to be monitored into zones and focuses on a pyroelectric sensor the variations in heat caused by the movements of people inside the protected volume. The sensor produces on its output a signal proportional to the power of infrared radiation collected and an alarm is normally generated when the amplitude of the sensor output signal reaches a predetermined threshold level called the detection threshold.
Dans l’état de la technique, des procédés qui comptabilisent le nombre de franchissements du seuil de détection avec changement de signe entre deux franchissements successifs pour conclure à une condition d’alarme, ont déjà été proposés.In the state of the art, methods which count the number of crossings of the detection threshold with change of sign between two successive crossings to conclude that there is an alarm condition have already been proposed.
Un problème général de la détection est de décider de la présence ou de l’absence d’un signal pertinent dans le bruit. Un second problème est de différencier le signal consécutif à une intrusion d’un signal provoqué par une source de chaleur parasite tel qu’un rayonnement électromagnétique ou une convection thermique par exemple. L’optimisation d’un capteur de détection de mouvement consiste à réduire ces dysfonctionnements (non détection d’une cible lorsqu’elle est présente, et fausse alarme sur du bruit) et à maximiser sa probabilité de détection (probabilité de détecter une cible lorsqu’elle est présente).A general detection problem is to decide on the presence or absence of a relevant signal in the noise. A second problem is to differentiate the signal following an intrusion from a signal caused by a parasitic heat source such as electromagnetic radiation or thermal convection for example. Optimizing a motion detection sensor consists in reducing these malfunctions (non-detection of a target when it is present, and false alarm on noise) and in maximizing its probability of detection (probability of detecting a target when 'she is here).
Le document US 5 077 549 divulgue un détecteur à infrarouge passif et un procédé d’intégration du signal de sortie capteur qui déclencheDocument US 5,077,549 discloses a passive infrared detector and a method of integrating the sensor output signal which triggers
-2une alarme lorsque le résultat d’intégration dépasse un seuil prédéterminé. Le procédé apporte une amélioration dans le sens où il permet de réduire le risque de fausse alarme lié à des pics de courte durée. La faiblesse de ce procédé tient dans le fait que des signaux d’intrusion de faible amplitude sont rejetés tandis qu’un signal parasite de durée suffisante est susceptible de déclencher une alarme.-2 an alarm when the integration result exceeds a predetermined threshold. The process provides an improvement in the sense that it makes it possible to reduce the risk of false alarm linked to short-term peaks. The weakness of this method is that intrusion signals of low amplitude are rejected while a spurious signal of sufficient duration is likely to trigger an alarm.
Le document US 8 941 066 divulgue un dispositif et un procédé qui utilisent également l’intégration du signal.US 8,941,066 discloses a device and method which also uses signal integration.
D’autres dispositifs connus exploitent deux sources de signaux différentes pour améliorer la qualité et la fiabilité de la détection, à savoir le rayonnement infrarouge et aussi, par exemple, la vidéo (US 2016/006988), les micro-ondes (CN 10482 1054) ou encore des signaux électromécaniques ou optiques (GB 2 528 703).Other known devices exploit two different signal sources to improve the quality and reliability of detection, namely infrared radiation and also, for example, video (US 2016/006988), microwaves (CN 10482 1054 ) or electromechanical or optical signals (GB 2 528 703).
Néanmoins, une telle exploitation de signaux/rayonnements de natures diverses oblige à multiplier les chaînes d’acquisition et d’évaluation, aboutissant à des solutions complexes et coûteuses.However, such an exploitation of signals / radiations of various natures obliges to multiply the acquisition and evaluation chains, leading to complex and expensive solutions.
La présente invention a pour but de surmonter au moins les principaux inconvénients de l’état de la technique et de proposer une solution réalisant une détection de présence et/ou de mouvement n’exploitant que le rayonnement thermique émis par un intrus et permettant d’améliorer la probabilité de détection en permettant la détection des signaux d’intrusion de faible amplitude et de diminuer le taux de fausses alarmes en rejetant des signaux produits par des rayonnements issus de sources parasites.The object of the present invention is to overcome at least the main drawbacks of the state of the art and to propose a solution carrying out presence and / or movement detection exploiting only the thermal radiation emitted by an intruder and making it possible to improve the probability of detection by allowing the detection of intrusion signals of low amplitude and reduce the rate of false alarms by rejecting signals produced by radiation from parasitic sources.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de détection de présence et/ou de mouvement par mesure infrarouge ou pyroélectrique, comprenant :To this end, the subject of the invention is a device for detecting presence and / or movement by infrared or pyroelectric measurement, comprising:
- au moins un capteur de rayonnement infrarouge ou pyroélectrique délivrant un signal électrique de mesure,- at least one infrared or pyroelectric radiation sensor delivering an electrical measurement signal,
- un moyen de détection et de déclenchement apte et destiné à détecter le dépassement par l’amplitude du signal électrique de mesure d’une première valeur seuil, dit seuil de sensibilité, et à déclencher sélectivement une fenêtre temporelle de traitement,a suitable detection and triggering means intended to detect the exceeding by the amplitude of the electrical measurement signal of a first threshold value, called the sensitivity threshold, and to selectively trigger a processing time window,
- une unité de traitement comprenant des moyens d’exploitation dudit signal électrique de mesure, ainsi qu’un moyen de vérification des critères qualifiant une intrusion ou une présence non autorisée et de commande, de délivrance ou de génération sélective d’un signal d’alarme,a processing unit comprising means for exploiting said electrical measurement signal, as well as a means for verifying the criteria qualifying an intrusion or an unauthorized presence and for controlling, delivering or selectively generating a signal alarm,
-3 ce moyen évaluant les résultats des opérations réalisées par les moyens d’exploitation, dispositif caractérisé en ce que l’unité de traitement comprend deux moyens opérationnels distincts d’exploitation du signal électrique de mesure, à savoir, d’une part, un premier moyen opérationnel apte et destiné à déterminer, sur une fenêtre temporelle, la valeur de l’amplitude crête et les occurrences de dépassement de la première ou d’une autre valeur seuil par le signal électrique et, d’autre part, un second moyen opérationnel apte et destiné à déterminer, par fenêtre temporelle, une grandeur fonction de la variation de l’amplitude du signal électrique, le moyen de vérification et de commande évaluant les données fournies par le premier moyen opérationnel, et le cas échéant celles fournies par le second moyen opérationnel, pour décider sélectivement de la commande, de la génération ou de la délivrance, ou non, d’un signal d’alarme.-3 this means evaluating the results of the operations carried out by the operating means, device characterized in that the processing unit comprises two separate operational means for exploiting the electrical measurement signal, namely, on the one hand, a first operational means capable and intended to determine, over a time window, the value of the peak amplitude and the occurrences of the first or other threshold value being exceeded by the electrical signal and, on the other hand, a second means suitable operational and intended to determine, by time window, a quantity depending on the variation of the amplitude of the electrical signal, the verification and control means evaluating the data supplied by the first operational means, and if necessary those supplied by the second operational means, for selectively deciding whether to order, generate or issue, or not, an alarm signal.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :The invention will be better understood from the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which:
la figure 1 est une représentation synoptique d’un dispositif de détection de présence et/ou de mouvement selon l’invention ;Figure 1 is a block diagram of a presence and / or movement detection device according to the invention;
la figure 2 est un ordinogramme illustrant un mode de réalisation du procédé de détection de présence et/ou de mouvement selon l’invention ;Figure 2 is a flowchart illustrating an embodiment of the presence and / or movement detection method according to the invention;
les figures 3 à 5 sont des représentations graphiques sous forme de courbes, d’une part, de l’amplitude du signal électrique de mesure à la sortie du capteur (figures 3A, 4A, 5A) et, d’autre part, de la puissance de variation de l’amplitude de ce signal (figures 3B, 4B, 5B), ledit signal représenté ayant été délivré dans trois situations différentes, à savoir :FIGS. 3 to 5 are graphical representations in the form of curves, on the one hand, of the amplitude of the electrical measurement signal at the output of the sensor (FIGS. 3A, 4A, 5A) and, on the other hand, of the power of variation of the amplitude of this signal (FIGS. 3B, 4B, 5B), said signal shown having been delivered in three different situations, namely:
- au repos (absence d’événement ou de phénomène thermique particulier dans le champ d’acquisition du capteur - figures 3A et 3B) ;- at rest (absence of any particular thermal event or phenomenon in the field of acquisition of the sensor - Figures 3A and 3B);
- en présence d’une intrusion générant un signal de faible amplitude (figure 4A), mais avec un rapport des niveaux de la puissance de variation de l’amplitude mesurée en I et en II (dans deux fenêtres temporelles différentes) de l’ordre de 5 environ (figure 4B) ;- in the presence of an intrusion generating a low amplitude signal (Figure 4A), but with a ratio of the levels of the power of variation of the amplitude measured in I and in II (in two different time windows) of the order about 5 (Figure 4B);
- en présence d’un mouvement de convection thermique générant un signal (figure 5A) de même ordre d’amplitude que celui de la figure 4A, avec toutefois un rapport des niveaux de puissance de variation- in the presence of a thermal convection movement generating a signal (FIG. 5A) of the same order of amplitude as that of FIG. 4A, with however a ratio of the variation power levels
-4de l’amplitude mesurés en I et II qui n’est que de l’ordre de 2 environ (figure 5B).-4 of the amplitude measured in I and II which is only about 2 (Figure 5B).
La figure 1 illustre un dispositif 1 de détection de présence et/ou de mouvement par mesure infrarouge ou pyroélectrique, comprenant :FIG. 1 illustrates a device 1 for detecting presence and / or movement by infrared or pyroelectric measurement, comprising:
- au moins un capteur 2 de rayonnement infrarouge ou pyroélectrique délivrant un signal électrique de mesure SEM,at least one infrared or pyroelectric radiation sensor 2 delivering an electrical SEM measurement signal,
- un moyen 3 de détection et de déclenchement apte et destiné à détecter le dépassement par l’amplitude du signal électrique de mesure SEM d’une première valeur seuil P VS, dit seuil de sensibilité, et à déclencher sélectivement une fenêtre temporelle de traitement FTT,a means 3 of detection and triggering adapted and intended to detect the exceeding by the amplitude of the electrical measurement signal SEM of a first threshold value P VS, called sensitivity threshold, and to selectively trigger a processing time window FTT ,
- une unité de traitement 4 comprenant des moyens 5, 5’ d’exploitation dudit signal électrique de mesure SEM, ainsi qu’un moyen 6 de vérification des critères qualifiant une intrusion ou une présence non autorisée et de commande, de délivrance ou de génération sélective d’un signal d’alarme, ce moyen 6 évaluant les résultats des opérations réalisées par les moyens d’exploitation 5, 5’.a processing unit 4 comprising means 5, 5 ′ for exploiting said electrical measurement signal SEM, as well as a means 6 for verifying the criteria qualifying an intrusion or an unauthorized presence and for controlling, delivering or generating selective of an alarm signal, this means 6 evaluating the results of the operations carried out by the operating means 5, 5 ′.
Conformément à l’invention, l’unité de traitement 4 comprend deux moyens opérationnels distincts 5 et 5’ d’exploitation du signal électrique de mesure SEM, à savoir, d’une part, un premier moyen opérationnel 5 apte et destiné à déterminer, sur une fenêtre temporelle FTT, la valeur de l’amplitude crête AC et les occurrences de dépassement de la première ou d’une autre valeur seuil P VS, P VS’ par le signal électrique SEM et, d’autre part, un second moyen opérationnel 5’ apte et destiné à déterminer, par fenêtre temporelle FTT, FTT’, une grandeur VQ1, VQ2 fonction de la variation de l’amplitude du signal électrique SEM, le moyen 6 de vérification et de commande évaluant les données fournies par le premier moyen opérationnel 5, et le cas échéant celles fournies par le second moyen opérationnel 5’, pour décider sélectivement de la commande, de la génération ou de la délivrance, ou non, d’un signal d’alarme.In accordance with the invention, the processing unit 4 comprises two separate operational means 5 and 5 ′ for exploiting the electrical measurement signal SEM, namely, on the one hand, a first operational means 5 suitable and intended for determining, on a time window FTT, the value of the peak amplitude AC and the occurrences of the first or other threshold value P VS, P VS 'being exceeded by the electrical signal SEM and, on the other hand, a second means operational 5 'suitable and intended to determine, by time window FTT, FTT', a quantity VQ1, VQ2 as a function of the variation of the amplitude of the electrical signal SEM, the verification and control means 6 evaluating the data supplied by the first operational means 5, and where appropriate those provided by the second operational means 5 ′, for selectively deciding on the command, generation or delivery, or not, of an alarm signal.
Par capteur infrarouge ou pyroélectrique, on entend dans la présente tout moyen, normalement directionnel et présentant un champ d’acquisition, capable de convertir un rayonnement infrarouge collecté en grandeur électrique.By infrared or pyroelectric sensor is meant in the present any means, normally directional and having a field of acquisition, capable of converting a collected infrared radiation into an electrical quantity.
L’invention fournit ainsi un dispositif 1 avec deux moyens d’évaluation distincts 5 et 5’, exploitant tous les deux le même signal électrique de mesure SEM mais en mettant en œuvre des traitementsThe invention thus provides a device 1 with two distinct evaluation means 5 and 5 ’, both exploiting the same electrical measurement signal SEM but implementing treatments
-5différents, ce qui fiabilise la détection tout en limitant la complexité constructive.-5different, which makes detection more reliable while limiting constructive complexity.
De plus, le premier moyen d’évaluation 5 fournit lui-même deux valeurs distinctes permettant l’application par le moyen 6 de vérification et de commande de deux critères discriminants différents de reconnaissance d’événement, aisément ajustables individuellement, pour déterminer l’occurrence ou non d’une intrusion ou d’une présence non désirée d’un individu. Les deux types de critères choisis pour cette première méthode permettent d’écarter aisément un grand nombre de situations générant de fausses alarmes lorsque seul l’un des deux critères est appliqué.In addition, the first evaluation means 5 itself provides two distinct values allowing the application, by means 6 of verification and control, of two different discriminating criteria of event recognition, easily adjustable individually, to determine the occurrence. or not from an intrusion or unwanted presence of an individual. The two types of criteria chosen for this first method make it possible to easily dismiss a large number of situations generating false alarms when only one of the two criteria is applied.
Enfin, la mise en œuvre conditionnelle de l’exploitation des valeurs VQ1 et VQ2 fournies par le second moyen d’évaluation 5’ permet, d’une part, de limiter les ressources utilisées (pas de mise en œuvre systématique) et, d’autre part, de discriminer des situations événementielles différentes mais qui apparaissent équivalentes lors de l’exploitation des valeurs fournies par le premier moyen d’évaluation 5.Finally, the conditional implementation of the exploitation of the VQ1 and VQ2 values provided by the second 5 'evaluation means makes it possible, on the one hand, to limit the resources used (no systematic implementation) and, on the other hand, to discriminate between different event situations which appear to be equivalent when using the values provided by the first means of evaluation 5.
En accord avec un mode de réalisation préféré de l’invention, les deux moyens 5 et 5’ opérationnels d’exploitation du signal électrique SEM se présentent sous forme de composants analogiques ou de logiciels mis en œuvre par l’unité de traitement 4 du type processeur, et comprennent un premier moyen opérationnel 5 de mesure répétée de l’amplitude du signal électrique de mesure SEM, de détermination de l’amplitude crête AC, de comptabilisation du nombre de dépassements de la première PVS ou d’une autre PVS’ valeur seuil pendant une fenêtre temporelle FTT et, d’autre part, un second moyen opérationnel 5’ calculant une fonction quadratique de la variation de l’amplitude du signal électrique SEM pendant une période temporelle FTT, FTT’.In accordance with a preferred embodiment of the invention, the two operational means 5 and 5 ′ for exploiting the electrical signal SEM are in the form of analog components or of software implemented by the processing unit 4 of the type processor, and comprise a first operational means 5 for repeated measurement of the amplitude of the electrical measurement signal SEM, for determining the peak amplitude AC, for accounting for the number of exceedances of the first PVS or of another PVS 'value threshold during a time window FTT and, on the other hand, a second operational means 5 'calculating a quadratic function of the variation of the amplitude of the electric signal SEM during a time period FTT, FTT'.
L’unité de traitement 4 se présente avantageusement sous la forme d’un microprocesseur de traitement du signal, programmé pour réaliser les différentes tâches et fonctions des moyens 5, 5’ et 6 notamment.The processing unit 4 is advantageously in the form of a signal processing microprocessor, programmed to perform the various tasks and functions of the means 5, 5 ’and 6 in particular.
Selon un autre aspect de l’invention, il peut être avantageusement prévu que le moyen 6 de vérification et de commande consiste en un moyen logiciel, préférentiellement mis en œuvre par l’unité de traitement 4, apte et destiné à évaluer, d’une part, premièrement et systématiquement, les résultats fournis par le premier moyen opérationnel 5 actif pendant une fenêtre temporelle FTT déclenchée par le moyen 3 de détection et de déclenchement et, d’autre part, conditionnellement, lesAccording to another aspect of the invention, it can be advantageously provided that the verification and control means 6 consists of software means, preferably implemented by the processing unit 4, suitable and intended for evaluating, from a firstly and systematically, the results provided by the first operational means 5 active during a time window FTT triggered by the detection and triggering means 3 and, secondly, conditionally, the
-6résultats fournis par le second moyen opérationnel 5’ actif pendant deux fenêtres temporelles consécutives FTT et FTT’, dont la première correspond à la fenêtre temporelle FTT précitée. Le second moyen opérationnel 5’ n’est activé durant cette seconde fenêtre temporelle FTT’ consécutive que lorsque les critères qualifiant une intrusion ne sont pas vérifiés après analyse comparative par le moyen 6 de vérification et de commande des résultats fournis par le premier moyen opérationnel 5 à l’issue de la première fenêtre temporelle FTT.-6 results provided by the second operational means 5 ’active for two consecutive time windows FTT and FTT’, the first of which corresponds to the above-mentioned time window FTT. The second operational means 5 ′ is only activated during this second consecutive time window FTT ′ only when the criteria qualifying an intrusion are not verified after comparative analysis by the means 6 for verifying and controlling the results provided by the first operational means 5 after the first FTT time window.
En accord avec une réalisation pratique préférée de l’invention, le second moyen opérationnel 5’ consiste en un sommateur quadratique déterminant, sur une fenêtre temporelle FTT, FTT’, la puissance de variation du signal électrique de mesure SEM, par exemple en réalisant la somme des carrés des différences d’amplitude du signal électrique SEM prises deux à deux.In accordance with a preferred practical embodiment of the invention, the second operational means 5 'consists of a quadratic summator determining, over a time window FTT, FTT', the variation power of the electrical measurement signal SEM, for example by performing the sum of the squares of the amplitude differences of the electrical signal SEM taken two by two.
Le sommateur quadratique 5’ peut par exemple se baser sur la formule de calcul suivante pour déterminer la grandeur calculée pour une fenêtre temporelle donnée :The 5 ′ quadratic summator can for example be based on the following calculation formula to determine the quantity calculated for a given time window:
VQ = E(1=làn) [SEMt(1)-SEM t(i-i)]2 avecVQ = E (1 = there) [SEM t (1) -SEM t (ii)] 2 with
SEM t (i) : valeur du signal électrique de mesure à l’instant t (i) = i.FTT/n etSEM t (i): value of the electrical measurement signal at time t (i) = i.FTT / n and
SEM t (M) : valeur du signal électrique de mesure à l’instant t (i-1) = (i-l).FTT/nSEM t (M): value of the electrical measurement signal at time t (i-1) = (il) .FTT / n
La mise en œuvre d’un tel second moyen opérationnel 5’ et l’interprétation comparative spécifique réalisée par le moyen 6 des résultats fournis par ce second moyen 5’, permettent en particulier de discriminer les deux situations illustrées par les figures 4 et 5, et de déterminer celle qui correspond à une intrusion (situations ne pouvant être différenciées par l’exploitation des résultats fournis par le premier moyen opérationnel 5).The implementation of such a second operational means 5 'and the specific comparative interpretation carried out by means 6 of the results provided by this second means 5', make it possible in particular to discriminate the two situations illustrated by FIGS. 4 and 5, and to determine which one corresponds to an intrusion (situations which cannot be differentiated by the exploitation of the results provided by the first operational means 5).
Bien qu’il ne soit pas spécifiquement représenté, le dispositif 1 comprend avantageusement un circuit d’échantillonnage, par exemple un échantillonneur bloqueur (ou un échantillonneur intégré à l’unité 4), traitant le signal électrique SEM de sortie du capteur 2 pour délivrer, à une fréquence prédéterminée, des valeurs d’amplitude mesurées discrètes auAlthough it is not specifically shown, the device 1 advantageously comprises a sampling circuit, for example a blocking sampler (or a sampler integrated in the unit 4), processing the electrical signal SEM output from the sensor 2 to deliver , at a predetermined frequency, discrete amplitude values measured at
-7 moyen 3 de détection et de déclenchement et aux premier et second moyens opérationnels d’exploitation 5 et 5’.-7 means 3 of detection and triggering and to the first and second operational operating means 5 and 5 ’.
En termes de construction pratique du dispositif 1, deux variantes peuvent être envisagées. Ainsi, il peut être prévu que :In terms of practical construction of the device 1, two variants can be envisaged. Thus, it can be expected that:
- le moyen 3 de détection et de déclenchement et l’unité de traitement 4 constituent un module fonctionnel externe, analogique ou numérique, associé à un capteur 2, outhe means 3 of detection and triggering and the processing unit 4 constitute an external functional module, analog or digital, associated with a sensor 2, or
- le moyen 3 de détection et de déclenchement et l’unité de traitement 4 soient intégrés directement au capteur 2, plus précisément dans un circuit intégré du type microprocesseur ou circuit hybride faisant partie dudit capteur 2.- The detection and triggering means 3 and the processing unit 4 are integrated directly into the sensor 2, more precisely in an integrated circuit of the microprocessor type or hybrid circuit forming part of said sensor 2.
L’invention concerne aussi un système de surveillance et/ou d’alarme anti-intrusion (non représenté) comprenant une centrale, au moins une interface de commande et de programmation, au moins un moyen avertisseur sonore et/ou lumineux et des moyens capteurs, et qui est caractérisé en ce qu’au moins un des moyens capteurs consiste en un dispositif 1 de détection tel que décrit ci-dessus.The invention also relates to an anti-intrusion monitoring and / or alarm system (not shown) comprising a central unit, at least one control and programming interface, at least one audible and / or luminous warning means and sensor means. , and which is characterized in that at least one of the sensor means consists of a detection device 1 as described above.
Enfin, l’invention porte également sur un procédé de détection de présence et/ou de mouvement par mesure infrarouge ou pyroélectrique, au moyen d’un dispositif 1 comprenant :Finally, the invention also relates to a method for detecting presence and / or movement by infrared or pyroelectric measurement, by means of a device 1 comprising:
- au moins un capteur 2 de rayonnement infrarouge ou pyroélectrique délivrant un signal électrique de mesure SEM,at least one infrared or pyroelectric radiation sensor 2 delivering an electrical SEM measurement signal,
- un moyen 3 de détection et de déclenchement apte et destiné à détecter le dépassement par l’amplitude du signal électrique de mesure SEM d’une première valeur seuil P VS, dit seuil de sensibilité, et à déclencher sélectivement une fenêtre temporelle de traitement FTT,a means 3 of detection and triggering adapted and intended to detect the exceeding by the amplitude of the electrical measurement signal SEM of a first threshold value P VS, called sensitivity threshold, and to selectively trigger a processing time window FTT ,
- une unité de traitement 4 comprenant des moyens 5, 5’ d’exploitation dudit signal électrique de mesure SEM, ainsi qu’un moyen 6 de vérification des critères qualifiant une intrusion ou une présence non autorisée et de commande, de délivrance ou de génération sélective d’un signal d’alarme, ce moyen 6 évaluant les résultats des opérations réalisées par les moyens d’exploitation 5, 5’.a processing unit 4 comprising means 5, 5 ′ for exploiting said electrical measurement signal SEM, as well as a means 6 for verifying the criteria qualifying an intrusion or an unauthorized presence and for controlling, delivering or generating selective of an alarm signal, this means 6 evaluating the results of the operations carried out by the operating means 5, 5 ′.
Ce procédé est caractérisé en ce qu’il consiste, d’une part, grâce à un premier moyen opérationnel d’exploitation 5, à déterminer sur une fenêtre temporelle FTT, la valeur de l’amplitude crête AC et les occurrences de dépassement de la première ou d’une autre valeur seuil PVS, P VS’ par le signal électrique SEM et, d’autre part, grâce à un secondThis method is characterized in that it consists, on the one hand, by means of a first operational operating means 5, in determining over a time window FTT, the value of the peak amplitude AC and the occurrences of exceeding the first or another threshold value PVS, P VS 'by the electrical signal SEM and, on the other hand, thanks to a second
-8moyen opérationnel d’exploitation 5’ à déterminer, durant la fenêtre temporelle FTT précitée, et le cas échéant une fenêtre temporelle FTT’ consécutive, une grandeur VQ1, VQ2 fonction de la variation de l’amplitude du signal électrique SEM, le moyen 6 de vérification et de commande évaluant les données fournies par le premier moyen opérationnel 5, et le cas échéant celles fournies par le second moyen opérationnel 5’, ce sur deux fenêtres temporelles successives FTT et FTT’, pour décider sélectivement de la commande, de la génération ou de la délivrance, ou non, d’un signal d’alarme.8 operational operating means 5 ′ to be determined, during the above-mentioned FTT time window, and if necessary a consecutive FTT time window, a quantity VQ1, VQ2 depending on the variation of the amplitude of the electrical signal SEM, the means 6 verification and control evaluating the data provided by the first operational means 5, and if necessary that provided by the second operational means 5 ', this over two successive time windows FTT and FTT', to selectively decide on the command, the generation or issue, or not, of an alarm signal.
Ee dispositif 1 utilisé pour la mise en œuvre du procédé peut en outre présenter le cas échéant un ou plusieurs des autres caractéristiques évoquées ci-dessus.Ee device 1 used for the implementation of the method may also have, if necessary, one or more of the other characteristics mentioned above.
Avantageusement, et comme l’illustre à titre d’exemple la figure 2, le procédé de détection peut consister plus précisément à réaliser les étapes suivantes :Advantageously, and as illustrated by way of example in FIG. 2, the detection method can consist more precisely in carrying out the following steps:
a) comparer, à intervalles temporels réguliers, l’amplitude du signal de mesure électrique SEM délivré par le capteur 2 à une première valeur seuil P VS, prédéterminée, bl) si l’amplitude mesurée est inférieure à ladite première valeur seuil PVS, revenir à l’étape a) et répéter la comparaison précitée après écoulement de l’intervalle temporel, b2) si l’amplitude mesurée est supérieure à ladite première valeur seuil PVS, effectuer les étapes c), d) e) et fl) ou f2) suivantes durant une fenêtre temporelle FTT prédéterminée d’une durée inférieure à l’intervalle temporel,a) compare, at regular time intervals, the amplitude of the electrical measurement signal SEM delivered by the sensor 2 to a first threshold value P VS, predetermined, bl) if the amplitude measured is less than said first threshold value PVS, return in step a) and repeat the aforementioned comparison after the time interval has elapsed, b2) if the amplitude measured is greater than said first PVS threshold value, carry out steps c), d) e) and fl) or f2 ) following during a predetermined FTT time window of a duration less than the time interval,
c) déterminer l’amplitude crête AC du signal électrique SEM et comptabiliser le nombre de dépassements de la première PVS ou d’une autre PVS’ valeur seuil par l’amplitude dudit signal SEM, avec changement de signe entre deux franchissements successifs,c) determine the peak amplitude AC of the electrical signal SEM and count the number of exceedances of the first PVS or another PVS ’threshold value by the amplitude of said signal SEM, with change of sign between two successive crossings,
d) calculer une fonction quadratique de la variation de l’amplitude du signal électrique SEM,d) calculate a quadratic function of the variation of the amplitude of the electrical signal SEM,
e) vérifier si l’amplitude crête AC et le nombre total de dépassements répondent à des premiers critères qualifiant une intrusion, et, fl) soit délivrer un signal d’alarme, dans l’affirmative, f2) soit calculer une fonction quadratique de la variation de l’amplitude du signal électrique SEM pendant une seconde fenêtre temporelle FTT’ consécutive à la première FTT, puis comparer les résultatse) check whether the peak amplitude AC and the total number of exceedances meet the first criteria qualifying an intrusion, and, fl) either issue an alarm signal, if so, f2) or calculate a quadratic function of the variation of the amplitude of the electrical signal SEM during a second time window FTT 'consecutive to the first FTT, then compare the results
-9VQ1 et VQ2 des deux fonctions quadratiques effectuées sur les variations d’amplitude des deux fenêtres temporelles FTT et FTT’ et vérifier si le résultat de cette comparaison répond à des seconds critères qualifiant une intrusion pour ensuite, soit délivrer un signal d’alarme dans l’affirmative, soit attendre la fin de l’intervalle temporel pour retourner à l’étape a).-9VQ1 and VQ2 of the two quadratic functions performed on the amplitude variations of the two time windows FTT and FTT 'and check if the result of this comparison meets second criteria qualifying an intrusion for then either to issue an alarm signal in if so, wait for the end of the time interval to return to step a).
A titre de caractéristiques additionnelles ou de variantes possibles, le procédé selon l’invention peut en outre prévoir :As additional characteristics or possible variants, the method according to the invention may also provide:
- de fournir des valeurs d’amplitude mesurées discrètes par échantillonnage du signal électrique à une fréquence donnée, les deux moyens opérationnels d’exploitation 5 et 5’ traitant les valeurs de mesure échantillonnées simultanément et en parallèle durant la première fenêtre temporelle FTT ;- to provide discrete measured amplitude values by sampling the electrical signal at a given frequency, the two operational operating means 5 and 5 ′ processing the measured values sampled simultaneously and in parallel during the first time window FTT;
- que, à l’issue de la première fenêtre temporelle FTT, le moyen 6 de vérification et de commande décide que les critères d’une intrusion sont remplis lorsque sont réalisées simultanément les conditions relatives à la valeur de l’amplitude crête AC, par exemple au moins double de la première valeur seuil PVS, et au nombre de dépassements de la première valeur seuil PVS, comptabilisés sous forme d’impulsions par exemple ;- that, at the end of the first time window FTT, the verification and control means 6 decide that the criteria for an intrusion are fulfilled when the conditions relating to the value of the peak amplitude AC are fulfilled, by example at least twice the first PVS threshold value, and the number of exceedances of the first PVS threshold value, counted in the form of pulses for example;
- que, à l’issue de la seconde fenêtre temporelle FTT’, le moyen 6 de vérification et de commande décide que les critères d’une intrusion sont remplis lorsque le rapport entre les résultats de la fonction quadratique effectuée sur la variation de l’amplitude lors des première FTT et seconde FTT’ fenêtres temporelles est supérieur à une valeur donnée, par exemple supérieure à environ 3 et éventuellement comprise entre 3 et 10 ;- that, at the end of the second time window FTT ', the means 6 of verification and control decides that the criteria of an intrusion are met when the ratio between the results of the quadratic function performed on the variation of the amplitude during the first FTT and second FTT 'time windows is greater than a given value, for example greater than approximately 3 and possibly between 3 and 10;
- que l’unité de traitement 4 est en mode veille en dehors des fenêtres temporelles FTT et FTT’, dont la première FTT est déclenchée par le moyen 3 de détection et de déclenchement.- that the processing unit 4 is in standby mode outside the time windows FTT and FTT ’, the first FTT of which is triggered by the detection and triggering means 3.
A titre d’exemples, les fenêtres temporelles FTT et FTT’ peuvent présenter des durées comprises entre 500 ms et 2500 ms, alors que l’intervalle temporel entre deux phases d’activation consécutives du moyen 3 peut être de l’ordre de ~ 0 ms à 5000 ms.By way of example, the time windows FTT and FTT 'can have durations of between 500 ms and 2500 ms, while the time interval between two consecutive activation phases of the means 3 can be of the order of ~ 0 ms to 5000 ms.
Le moyen 3 de détection peut aussi être activé en permanence et surveiller en continu le niveau du signal SEM.The detection means 3 can also be permanently activated and continuously monitor the level of the SEM signal.
Un mode de réalisation possible de l’invention est décrit plus en détail ci-après en relation avec les figures des dessins annexés.A possible embodiment of the invention is described in more detail below in relation to the figures of the accompanying drawings.
Un dispositif 1 de détection selon l’invention est représenté schématiquement sur la figure 1.A detection device 1 according to the invention is shown diagrammatically in FIG. 1.
- 10Ce dispositif 1 comprend un moyen 2 capable de convertir le rayonnement IR collecté en grandeur électrique (signal électrique de mesure S EM) ; un premier moyen 3 de détection d’amplitude qui produit un signal de déclenchement lorsque la grandeur électrique atteint un premier niveau appelé seuil de sensibilité ; un module de traitement 4 activé pour une période de temps (fenêtre temporelle FTT) par le signal du moyen de détection 3, par exemple appliqué à un moyen 3’ d’alimentation conditionnelle.This device 1 comprises a means 2 capable of converting the collected IR radiation into an electrical quantity (electrical measurement signal S EM); a first amplitude detection means 3 which produces a trigger signal when the electrical quantity reaches a first level called the sensitivity threshold; a processing module 4 activated for a period of time (time window FTT) by the signal from the detection means 3, for example applied to a conditional supply means 3 ’.
Le module de traitement 4 comprend un premier moyen opérationnel 5 intégrant un second moyen de détection d’amplitude 7, qui produit une impulsion lorsque la grandeur électrique (signal SEM) atteint un second niveau appelé seuil de détection et un compteur d’impulsions 7’ qui comptabilise les impulsions générées par le moyen de détection 7. Ledit module 4 comprend aussi un second moyen opérationnel 5’ pour établir la puissance de la variation de la grandeur électrique SEM sur une fenêtre temporelle et un moyen 6 de reconnaissance d’événement qui décide si la grandeur électrique SEM est significative ou non d’un signal d’intrusion en vérifiant les résultats produits par le premier ou les premier et second moyen(s) opérationnel(s) 5, 5’. A ce moyen 6 peut être associé un moyen de transmission d’alarme 6’ supervisé par ledit moyen 6 et piloté par ce dernier.The processing module 4 comprises a first operational means 5 integrating a second amplitude detection means 7, which produces a pulse when the electrical quantity (signal SEM) reaches a second level called detection threshold and a pulse counter 7 ' which accounts for the pulses generated by the detection means 7. Said module 4 also includes a second operational means 5 ′ for establishing the power of the variation of the electrical quantity SEM over a time window and an event recognition means 6 which decides whether the electrical quantity SEM is significant or not of an intrusion signal by verifying the results produced by the first or the first and second operational means (s) 5, 5 '. With this means 6 can be associated an alarm transmission means 6 ’supervised by said means 6 and controlled by the latter.
Le mode de fonctionnement de ce dispositif 1 est décrit à titre d’exemple ci-après.The mode of operation of this device 1 is described by way of example below.
Tant que l’amplitude du signal SEM est inférieure au seuil de sensibilité P VS du moyen de détection 3, la fenêtre temporelle FTT de temps d’acquisition reste fermée et l’unité de traitement 4 est maintenue en mode économie d’énergie ou veille.As long as the amplitude of the signal SEM is below the sensitivity threshold P VS of the detection means 3, the time window FTT of acquisition time remains closed and the processing unit 4 is maintained in energy saving or standby mode .
Lorsque l’amplitude du signal SEM atteint ou dépasse le seuil de sensibilité P VS du moyen de détection 3, l’unité de traitement 4 est activée et traite le signal SEM en parallèle selon deux méthodes pendant une première fenêtre temporelle FTT.When the amplitude of the SEM signal reaches or exceeds the sensitivity threshold P VS of the detection means 3, the processing unit 4 is activated and processes the SEM signal in parallel according to two methods during a first time window FTT.
Selon la première méthode, lorsque l’amplitude du signal SEM dépasse un seuil de détection (soit PVS ou un autre seuil PVS’), le compteur d’impulsions 7’ est incrémenté d’une unité. Le compteur 7’ comptabilise uniquement le nombre de franchissements de seuil de détection (PVS ou PVS’) avec changement de signe entre deux franchissements successifs. Le moyen 6 de reconnaissance d’événementAccording to the first method, when the amplitude of the SEM signal exceeds a detection threshold (either PVS or another PVS threshold ’), the pulse counter 7’ is incremented by one. The counter 7 ’only records the number of thresholds crossed (PVS or PVS’) with change of sign between two successive crossings. Means 6 of event recognition
- 11 décide qu’il y a intrusion lorsque sur la fenêtre temporelle FTT le compteur d’impulsions 7’ a comptabilisé le nombre nécessaire d’impulsions et que l’amplitude maximum ou crête AC du signal SEM atteint un niveau suffisant. Par niveau suffisant on entend par exemple 1 fois ou 2 fois le niveau du seuil de détection PVS ou PVS’, cet exemple n’étant pas limitatif.- 11 decides that there is an intrusion when on the time window FTT the pulse counter 7 ’has counted the necessary number of pulses and that the maximum amplitude or peak AC of the signal SEM reaches a sufficient level. By sufficient level is meant for example once or twice the level of the PVS or PVS detection threshold, this example not being limiting.
Selon la deuxième méthode, et parallèlement au déroulement de la première méthode, un sommateur quadratique 5’ détermine, sur la première fenêtre temporelle FTT, la puissance VQ1 de variation du signal SEM par sommation des carrés des différences d’amplitude du signal SEM mesuré par échantillonnage. Si à la fin de cette fenêtre temporelle FTT le moyen 6 de reconnaissance d’événement n’est pas en capacité de décider d’une intrusion suivant les critères de la première méthode (nombre d’impulsions et amplitude crête du signal), une nouvelle fenêtre temporelle FTT’ est initiée pendant laquelle le second moyen opérationnel 5’ procède à une seconde détermination VQ2 de la puissance de variation du signal SEM. Le moyen 6 de reconnaissance d’événement décide qu’il y a intrusion lorsque la comparaison de la première mesure de puissance VQ1 à la seconde mesure de puissance VQ2 est dans un rapport déterminé. Le rapport déterminé pouvant être de 3 ou 4 par exemple, sans être limité à ces valeurs.According to the second method, and in parallel with the course of the first method, a quadratic summator 5 ′ determines, on the first time window FTT, the power VQ1 of variation of the signal SEM by summation of the squares of the amplitude differences of the signal SEM measured by sampling. If at the end of this FTT time window the event recognition means 6 is not able to decide on an intrusion according to the criteria of the first method (number of pulses and peak amplitude of the signal), a new time window FTT 'is initiated during which the second operational means 5' makes a second determination VQ2 of the variation power of the signal SEM. The event recognition means 6 decides that there is an intrusion when the comparison of the first power measurement VQ1 with the second power measurement VQ2 is in a determined relationship. The determined ratio can be 3 or 4 for example, without being limited to these values.
Lorsque le moyen 6 de reconnaissance d’événement décide qu’il y a intrusion, il peut par exemple activer un moyen de transmission d’alarme 6’.When the event recognition means 6 decides that there is an intrusion, it can for example activate an alarm transmission means 6 ’.
Lorsque la première fenêtre temporelle FTT, ou éventuellement la seconde fenêtre temporelle FTT’, est écoulée, l’unité de traitement 4 est reconfigurée en mode économie d’énergie.When the first time window FTT, or possibly the second time window FTT ’, has elapsed, the processing unit 4 is reconfigured in energy saving mode.
La méthode de détection de mouvement selon l’invention est résumée schématiquement sur la figure 2.The motion detection method according to the invention is summarized schematically in Figure 2.
En résumé, les principales étapes du procédé consistent à :In summary, the main steps of the process consist in:
a) mesurer l’amplitude crête AC de la grandeur électrique SEM et comptabiliser les dépassements de seuil de détection sur une fenêtre temporelle FTT (premier moyen opérationnel 5),a) measure the peak amplitude AC of the electrical quantity SEM and account for the overshoots of the detection threshold on a time window FTT (first operational means 5),
b) mesurer la puissance de variation de la grandeur électrique sur la même fenêtre temporelle FTT (second moyen opérationnel 5’),b) measure the power of variation of the electrical quantity over the same time window FTT (second operational means 5 ’),
c) si à l’issue de la première fenêtre temporelle FTT, le moyen 6 ne reconnaît pas un signal d’intrusion, le second moyen 5’ procède surc) if at the end of the first FTT time window, the means 6 does not recognize an intrusion signal, the second means 5 'proceeds on
- 12une seconde fenêtre temporelle FTT’ à une seconde mesure de la puissance de variation de la grandeur électrique (signal S EM).- 12a second time window FTT ’to a second measurement of the power of variation of the electrical quantity (signal S EM).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications 5 restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.Of course, the invention is not limited to an embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications 5 remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
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