FR3141306A1 - Système de gestion d’éclairage autonome avec imageur thermique - Google Patents

Abstract

Système de gestion d’éclairage autonome avec imageur thermique Un aspect de l’invention concerne un système de gestion d’éclairage autonome comprenant un seul détecteur de présence, le détecteur de présence étant un imageur thermique 1 comprenant un bolomètre non refroidi ayant une résolution inférieur à 20000 pixels avec son optique 10, captant des images thermiques dans son champ de vision d’un environnement, un capteur de luminosité 2 et une unité de contrôle 5 configurée pour permettre de calibrer et mémoriser des données de calibrations et différente règles de commandes de différentes sources luminaires en fonction de paramètres reçu d’un utilisateur, analyser des images thermiques pour détecter une absence ou présence humaine et transmettre des commandes aux différentes sources lumineuses par le biais de l’interface éclairage, selon les différentes règles de commande en fonction de l’information de présence humaine thermiquement dans l’image thermique et de la luminosité reçue du capteur de luminosité. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 2

Description

Système de gestion d’éclairage autonome avec imageur thermique DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui de la gestion d’éclairage autonome, en particulier dans le domaine d’éclairage des bâtiments tertiaire. La gestion de l’éclairage consiste à piloter les luminaires de façon indépendantes en fonction de la présence et de la position des occupants, du niveau de luminosité ambiant et de la consigne de luminosité fixée, le but étant d’optimiser la consommation d’énergie sans pénaliser le confort des usagers.

La présente invention concerne un système de gestion d’éclairage applicable aux luminaires ou produits connectés, par connexion filaire ou sans fil tel que le WIFI, par exemple par un bus de gestion d’éclairage comme DALI ou bien encore à une sortie de type électromécanique comme un relais.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Il est connu des systèmes de gestion permettant de commander différents luminaires ou sources lumineuses notamment de façon indépendante en fonction du besoin d’utilisateur dans un espace. Ces systèmes de gestion permettent notamment de faire des économies d’électricité en commandant uniquement les luminaires éclairant uniquement les zones de besoin d’éclairage. En effet, dans les grands espaces tels que les bureaux de type open-spaces, plusieurs sources lumineuses sont positionnées pour éclairer l’ensemble de l’open-space, mais si une seule personne est située dans le grand espace, le besoin de l’utilisateur peut être d’avoir uniquement un ou deux ou trois luminaires éclairant la zone où la personne est située. Cependant, un tel système de gestion nécessite de détecter la position de la personne.

Il est connu des systèmes de gestion comprenant un détecteur de mouvement de type pyroélectrique, ultrasonique, hyperfréquence. Le problème des détecteurs de type pyroélectrique et que le détecteur s’active quand l’infrarouge auquel est soumis un module pyroélectrique dans le détecteur de type pyroélectrique varie. Si l’individu est parfaitement immobile (même s’il émet des ondes infrarouge) devant le détecteur, il ne sera pas détecté. Il en est de même avec les détecteurs de mouvement par onde de type ultrasonique ou hyperfréquence de mouvement, en effet il ne détecte qu’en cas de mouvement. Autrement dit, le problème des détecteurs de mouvement par onde de type ultrasonique ou hyperfréquence de mouvement est qu’il ne détecte pas une présence lorsque la personne est immobile, et le dispositif de gestion ne détectant plus la personne peut ordonner, après une temporisation, d’éteindre alors qu’une personne est encore dans la zone de détection.

En outre, le problème de ces détecteurs de mouvement est qu’il nécessite différents capteurs à différent emplacement pour partitionner des zones dans l’espace tout en ayant des problèmes de recouvrement de zone par un individu détecté par plusieurs capteurs.

Une des solutions connues est d’avoir un système de gestion comprenant un imageur dans le domaine du visible (CMOS, une caméra vidéo) avec un dispositif de reconnaissance humaine (unité informatique et logiciel) pour permettre de détecter l’humain lorsqu’il est dans le champ de vision de la caméra. Cependant, ce type de caméra avec ce dispositif de reconnaissance humaine est couteux, gourmand en énergie et est généralement intrusive en particulier quand il peut transmettre les vidéos à un dispositif distant. Une des solutions pour diminuer la consommation est que le dispositif de gestion d’éclairage comprend en outre un capteur de mouvement pour allumer l’imageur lorsqu’il détecte un mouvement et l’imageur détecte la présence immobile afin de diminuer la consommation électrique tout en détectant une personne immobile. Cependant un tel dispositif est couteux du fait des deux capteurs et est intrusive et énergivore quand l’imageur et le dispositif de traitement numérique fonctionnent pour détecter une présence immobile. En outre de tel capteur d’imagerie sont intrusive si le dispositif de reconnaissance humaine est déporté par rapport à l’imageur CMOS, voir même peuvent être illégale en cas d’image transmise à un appareil distant ou encore peuvent apporter des problèmes de cybersécurité en particulier dans des lieux de secret défense ou secret industriel.

En outre, le problème des systèmes de gestion comprenant un imageur dans le domaine du visible (une caméra vidéo) avec un dispositif de reconnaissance humaine (unité informatique et logiciel), est qu’en cas de passage d’un individu derrière une vitre ou de reflet sur une vitre ou un miroir ou encore en cas d’écran tv etc.., le dispositif de reconnaissance humaine (unité informatique et logiciel) peut détecter une présence dans une zone alors qu’elle n’est pas située dans cette zone.

Il existe donc un besoin d’avoir un système de gestion d’éclairage pouvant s’adapter à l’environnement en partitionnant des zones de l’environnement et en détectant la position d’individu pour commander l’éclairage associé à la position d’un individu dans une des zones partitionnées, sans être intrusif, pour permettre de diminuer la consommation électrique en éclairant indépendamment les sources lumineuses en fonction des zones de présence humaine immobile ou mobile tout en diminuant la consommation électrique d’un tel système de gestion.

L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en détectant la température humaine mobile ou immobile dans une zone prédéterminée à partir d’une image thermique pour la commande de sources lumineuses, ainsi qu’un capteur de luminosité pour détecter le besoin d’illuminer la zone prédéterminée.

Un aspect de l’invention concerne un système de gestion d’éclairage comprenant :

• un seul détecteur de présence, le détecteur de présence étant un imageur thermique comprenant un bolomètre non refroidi avec son optique, captant des images thermiques dans son champ de vision d’un environnement,
• un capteur de luminosité pour mesurer la luminosité dans son champ de vision de l’environnement,
• un moyen de communication avec une interface d’utilisateur,
• une interface éclairage pour commander des sources lumineuses,
• une unité de contrôle comprenant :
  • une sortie reliée à l’interface éclairage pour transmettre différentes commandes à des sources lumineuses,
  • une entrée reliée au capteur de luminosité pour recevoir une mesure de luminosité et
  • une entrée reliée à l’imageur thermique pour recevoir des images thermiques capturées,
  • une entrée/sortie reliée au moyen de communication,
• une mémoire configurée pour mémoriser des paramètres utilisateurs, des données de calibration dont :
  • la délimitation d’au moins une zone utile dans le champ de détection de l’imageur, les données de calibration de la délimitation de la zone délimitée étant reçue d’une interface d’utilisateur par le biais du moyen de communication,
  • l’identification d’au moins une source lumineuse et le couplage de l’au moins une source lumineuse avec l’au moins une zone utile délimitée,
• l’unité de contrôle étant configurée pour permettre :
  • d’interfacer, par le biais du moyen de communication avec une interface utilisateur pour :
  • calibrer et mémoriser dans la mémoire les données de calibrations et
  • paramétrer différentes règles de commandes de différentes sources luminaires en fonction des paramètres de l’utilisateur,
  • analyser des images thermiques reçues pour détecter une absence ou une signature thermique d’une présence humaine thermiquement dans une zone délimitée de l’image thermique analysée,
  • transmettre des commandes aux différentes sources lumineuses par le biais de l’interface éclairage, selon les différentes règles de commande en fonction de l’information d’une signature thermique d’une présence humaine dans l’au moins une zone délimitée et de la luminosité reçue du capteur de luminosité.

Grâce à l’invention, l’imageur thermique permet de détecter une signature thermique, indépendamment de la luminosité dans la pièce, correspondant à une présence humaine mobile ou immobile dans une image et permet d’être hors du domaine du visible permettant ainsi de ne pas ne pas être intrusive contrairement à un imageur CMOS dans le domaine visible. Le fait d’avoir un bolomètre non refroidi et une lentille permet au champ de vision d’être suffisamment large pour couvrir différentes zones éclairées chacune par différentes zones lumineuses dans un environnement tertiaire. Ainsi cela permet de limiter le nombre de détecteur de présence à installer de plusieurs autres capteurs de type de détection de présence par exemple utilisant une matrice de thermopile, placés à différents endroits. L’imageur thermique capte ainsi des images thermiques dans un champ de vision d’un environnement sans installer plusieurs dispositifs de détection de présence trop complexes à installer du fait de la nécessité de paramétrer et installer physiquement chaque dispositif de détection de présence. Enfin l’imageur thermique a l’avantage de simplifier la délimitation des zones puisqu’elle est réalisée sur une image ne pouvant voir uniquement une seule signature thermique par présence humaine alors qu’un imageur dans le domaine du visible peut faussement détecter des personnes derrière une vitre ou dans un reflet.

Les zones délimitées sont des zones utiles ou inutiles délimitées par une requête affichée sur un écran d’un appareil utilisateur pour que l’utilisateur puisse valider la requête et configurer les délimitations des zones, par exemple par des formes ou par une succession de requête proposée à l’écran de l’utilisateur.

L’unité de contrôle avec l’interface éclairage pour commander des éclairages, permet de commander différentes sources lumineuses projetant de la lumière dans différentes zones selon les différentes projections lumineuses par les sources lumineuses et ainsi diminuer la consommation électrique. En outre l’imageur thermique permet d’avoir un capteur toujours opérationnel (même dans le noir ou la pénombre) ayant une consommation plus faible qu’un imageur traditionnel dans le domaine du visible tel qu’une caméra qui nécessite un éclairage (notamment ceux avec éclairage infrarouges). En outre, la reconnaissance thermique humaine et beaucoup moins gourmande en calcul et donc moins énergivore et moins couteuse que la reconnaissance humaine.

Grâce à l’invention, le système de gestion d’éclairage permet donc ainsi de gérer différentes sources lumineuses indépendamment, par exemples différent groupes d’éclairages, éclairant différente zone de manière indépendante en fonction de chaleur humaine détectée et de luminosité détectée dans une zone paramétrée et calibrée.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées précédemment, le système de gestion selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi celles décrites dans les paragraphes suivants, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

Selon un mode de réalisation, la résolution de l’image est inférieure à 20000 pixels . La résolution inférieure à 20000 pixels de l’imageur thermique permet d’être peu couteux et de ne pas être intrusive, en effet la technologie de l’imagerie thermique permet de catégoriser l’imageur dans la catégorie du domaine non visible. La faible résolution (inférieure à 20000 pixels) permet aussi de diminuer suffisamment les détails de l’image thermique pour éviter d’être intrusif tout en ayant l’avantage d’offrir une performance de détection suffisante pour des hauteurs d’installation élevées par exemple à 4 mètres de hauteurs et d’être peu couteux vis-à-vis des m2 couvert par rapport à un système comprenant un imageur dans le domaine du visible avec une unité de reconnaissance d’individu. En effet, seul des formes sans détails liées aux différentes températures dans son champ de vision peuvent être visible dans l’image thermique.

Selon un mode de réalisation le champ de détection de l’imageur thermique est plus grand que le champ de vision du capteur de luminosité. Cela peut permettre d’éviter que le capteur de luminosité prenne en compte une zone éclairée par une luminosité extérieure direct (par exemple par une fenêtre) tout en pouvant déterminer une signature thermique dans cette zone qui peut être une zone utile.

Selon un mode de réalisation l’unité de contrôle est configurée pour diviser l’image thermique reçue en différentes zones utiles délimitées par requête par un utilisateur selon un partitionnement effectué lors du calibrage et pour analyser dans chaque zone utile délimitée de l’image, une signature thermique correspondant à une personne détectée.

Selon un mode de réalisation l’unité de contrôle est configurée pour mémoriser des zones inutiles dans les images thermique, contiguës à une ou des zones utiles, et en ce que l’unité de contrôle exclue une analyse de détection de présence ou d’absence humaine thermique dans ces zones inutiles.

Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour :

• mémoriser dans la mémoire des zones d’entrée et sortie dans les images thermiques, et
• compter les détections d’une signature thermique d’une présence humaine dans des zones d’entrée et sortie,
• calculer le nombre de personne en soustrayant le nombre de signature thermique détectées dans la zone de sortie au nombre de signature thermique détectées dans la zone d’entrée.

Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour analyser la détection de présence humaine thermique dans une zone utile, en détectant préalablement dans :

• une image thermique reçue, une détection thermique de potentiel présence humaine thermique dans une des zones d’entrée et sortie et
• l’imageur thermique est mis sous tension lorsque le capteur de luminosité a détecté une valeur de luminosité supérieure à une valeur seuil et/ ou lors d’une plage d’horaire définit.

Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour analyser la détection de présence humaine thermique dans une zone utile, en détectant préalablement dans :

• une image thermique reçue, une détection thermique de potentiel présence humaine thermique dans une des zones d’entrée et sortie et
• l’imageur thermique est mis sous tension lorsque le capteur de luminosité a détecté une valeur de luminosité inférieure à une valeur seuil.

Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour prendre l’information d’une ou plusieurs cellules de luminosité pour commander les sources lumineuses. Par exemple, l’unité de contrôle peut être calibrer pour mémoriser différents groupes comprenant chacun différentes sources lumineuses pour commander tout ou rien chaque source lumineuse d’un groupe de sources lumineuses selon une zone utile associée.

Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour traiter la dynamique de la signature thermique pour en déduire l’activité et/ou la position debout/couchée de la personne. Cela permet en cas de dispositif de gestion dans un lieu, notamment de personne âgée, ou d’hôpital etc… d’émettre une alarme en cas de détection d’une personne couchée. En outre cela peut permettre en cas d’activité de « petit Mouvement » d’en décuire que la personne est par exemple une personne âgée et en cas d’activité de grand Mouvement d’en décuire que la personne est par exemple un soignant ou un visiteur.

Selon un mode de réalisation, l’imageur thermique comprend seulement un domaine des ondes électromagnétiques de fréquences inférieures à celles de la lumière visible soit inférieur à 300 térahertz. L’imageur thermique n’est ainsi pas dans le domaine du visible. Le domaine peut être entre 0.8μm et 200 μm (MIR) .

Selon une variante, l’imageur thermique comprend une unité de détection permettant de détecter dans l’image thermique une température humaine dans un environnement intérieur et en ce que l’imageur transmet l’information et la position dans son image de la température à l’unité de contrôle.

• Par « détecter dans l’image thermique une température humaine environnement intérieur », on entend la détection d’une température humaine selon l’utilisation du système de gestion d’éclairage, par exemple, l’unité de détection peut être adapté à la détection d’une température humaine dans une chambre froide, ou encore la détection d’une température humaine dans un grand espace d’un bâtiment.

Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle comprend un microcontrôleur programmé pour réaliser l’analyse des images thermiques reçues pour détecter une absence ou présence humaine thermiquement dans l’image thermique analysée.

Selon un exemple, le microcontrôleur est programmé pour transmettre des commandes de différentes lampes par le biais de l’interface éclairage.

Selon un autre exemple, l’unité de contrôle comprend un deuxième microcontrôleur programmé pour réaliser les commandes de différentes sources lumineuses par le biais de l’interface éclairage et réaliser la mémorisation des paramètres et calibrage.

Selon un exemple, le système de gestion d’éclairage autonome est configuré pour recevoir des informations de différents capteurs de luminosité.

Un autre aspect de l’invention concerne un dispositif de gestion d’éclairage autonome comprenant le système selon l’aspect de l’invention décrit précédemment avec ou sans les différentes caractéristiques des différents modes de réalisation décrit précédemment, le dispositif autonome comprend :

• un boitier comprenant une boite d’encastrement destinée à être installée dans un plafond et un couvercle recouvrant la boite d’encastrement, comprenant une ouverture d’imageur thermique et une ouverture de capteur de luminosité, dans lequel :
  • l’imageur thermique est logé dans le boitier fermant l’ouverture d’imageur thermique, pour qu’un capteur de l’imageur utilisant le bolomètre non refroidi ait accès à l’extérieur du boitier à travers son optique
  • le capteur de luminosité est logé dans le boitier et étant agencé pour capter la luminosité par l’ouverture de capteur de luminosité,
  • l’unité de contrôle, le moyen de communication avec une interface d’utilisateur et l’interface éclairage sont chacun logé dans le boitier.

Ainsi le système est un dispositif de gestion autonome c’est-à-dire qu’il permet de commander les sources lumineuses ou les commandes de sources lumineuses directement sans transmettre les données de capteurs brut par un module intermédiaire distant nécessitant le calcul et les différentes lois de de commande pour commander les différentes sources. En outre le boitier comprenant l’ensemble des éléments du système permet de simplifier le montage et limiter l’encombrement du réseau. En effet un tel dispositif échange des données de calibration ou calculées ou déterminées par le moyen de communication avec une interface d’utilisateur.

Selon un exemple, le dispositif comprend en outre un voyant ou une paroi translucide est logé dans l’ouverture de capteur de luminosité et en ce que le capteur de luminosité mesure la luminosité à travers le voyant ou la paroi translucide.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de gestion d’éclairage avec un système de gestion d’éclairage ou dispositif de gestion d’éclairage autonome décrit selon les deux aspects de l’invention décrit précédemment avec ou sans les différentes caractéristiques de leur mode de réalisation décrit précédemment, comprenant les étapes de :

• capture d’image thermique,
• mesure de luminosité,
• analyse d’images thermiques pour déterminer une signature thermique d’une présence humaine,
• validation d’une signature thermique d’une présence humaine validée dans une zone utile de l’image capturée
• commande d’au moins une source lumineuse couplée à la zone utile délimitée dans lequel une présence a été validée et si la luminosité est inférieure à une valeur seuil prédéterminée.

Selon un mode de réalisation le procédé comprend une étape initiale de mise sous tension, dans lequel l’unité de contrôle commande l’alimentation de l’ensemble des sources lumineuses éclairant le champ de vision de l’imageur thermique et du capteur de luminosité. Selon un exemple, l’étape initiale de mise sous tension comprend en outre un étalonnage automatique de l’imageur thermique et du capteur de luminosité.

Un autre aspect de l’invention concerne un procédé de paramétrage et de calibrage d’un système de gestion d’éclairage décrit ou du dispositif de gestion d’éclairage autonome décrit selon les deux aspects de l’invention décrit précédemment avec ou sans les différentes caractéristiques de leur mode de réalisation décrit précédemment, comprenant les étapes de :

• d’appairage entre le système de gestion d’éclairage et un appareillage d’un utilisateur,
• transmission d’une information à partir de l’image thermique à l’appareillage utilisateur,
• réception d’au moins une zone délimitée et d’identification de source lumineuse pour chaque zone délimitée.

L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

montre une représentation schématique d’un système de gestion d’éclairage selon un mode de réalisation de l’invention.

représente une représentation schématique d’un espace comprenant le système de gestion d’éclairage selon le mode de réalisation de la .

représente schématiquement différents états de différentes zones par le système de gestion d’éclairage selon le mode de réalisation de la .

DESCRIPTION DETAILLEE

Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

montre une représentation schématique d’un système de gestion d’éclairage S pour commander des sources lumineuses L. Les sources lumineuses L peuvent être de type « LEDs » pour diode électroluminescente, lampes (ampoule) LED ou encore fluorescente etc. montées chacune dans un luminaire par exemple encastré, qui peut être un plafonnier ou murale permettant d’éclairer une zone d’un environnement E tel que représentée sur la représentant une installation du système de gestion d’éclairage S dans cet environnement E.

Le système de gestion d’éclairage S comprend un seul détecteur de présence. L’unique détecteur de présence du système de gestion d’éclairage S est un imageur thermique 1 comprenant un seul bolomètre non refroidi ayant une résolution inférieure à 20000 pixels et une optique 10. L’imageur thermique 1 capte uniquement des images thermiques dans un champ de vision C1 de l’environnement E et non des images dans le domaine du visible. Le champ de vision, appelé également un angle de vision , est la mesure de la zone de vision que L’imageur thermique 1 peut capturer. Le champ de vision C1 a un angle qui est en fonction des caractéristiques de l’imageur thermique, notamment de la lentille de l’optique 10 ainsi que sa distance avec le bolomètre non refroidi. Les bolomètres non refroidis utilisent les changements induits par la température dans la résistance électrique et la polarisation et les propriétés diélectriques des matériaux constituant les détecteurs. Les détecteurs bolométriques infrarouges à l’avantage de fonctionner à température ambiante, est faible en coût, a une faible consommation d’énergie, une taille et un poids réduits. L’imageur thermique 1 capte ainsi des images dont il est possible d’identifier la présence d’une personne humaine qu’elle soit statique ou dynamique (mobile). En effet par exemple si d’une image à une autre thermique la présence humaine détectée est au même endroit de l’image la personne est statique et au contraire si la personne se déplace d’une image à une autre thermique la présence humaine détectée est à un emplacement différent sur l’image mais contigüe à l’image précédente.

Le système de gestion d’éclairage S comprend en outre un capteur de luminosité 2 par exemple de type photodiode, pour mesurer la luminosité dans un champ de vision C2 de l’environnement E.

Dans cet exemple de ce mode de réalisation, le système de gestion d’éclairage S comprend un boitier 6 logeant le capteur de luminosité 2 et l’imageur thermique 1. Dans ce mode de réalisation le système de gestion d’éclairage S est un dispositif de gestion autonome comprenant tous les composants du système de gestion d’éclairage S logés dans le boitier 6. Selon un autre mode de réalisation, le système peut comprendre différents boitiers comprenant chacun différents composants du système de gestion d’éclairage S. En particulier le boitier 6 comprend une boite d’encastrement installée dans l’exemple de la dans un plafond. Le boitier 6 comprend un couvercle recouvrant la boite d’encastrement, le couvercle comprend une ouverture d’imageur thermique et une ouverture de capteur de luminosité pour permettre respectivement à l’imageur thermique 1 et au capteur de luminosité 2 de respectivement capter l’image thermique et mesurer la luminosité dans l’environnement E.

Dans cet exemple de ce mode de réalisation, comme visible sur la , le champ de vision C2 est plus petit que le champ de vision C1. Les champs de vision sont dépendant de l’optique, du champ de vision du capteur et de sa hauteur d’installation. Dans cet exemple, l’imageur thermique comprend un capteur thermique et une optique permettant d’avoir un champ de vision couvrant une surface de 60m2 au sol à une hauteur d’installation de 2m40 du dispositif de gestion autonome. Le champ de vision du capteur de luminosité peut être par exemple au moins 5 fois plus petit, ici dans cet exemple 10m2 pour une hauteur d’installation de 4m du dispositif de gestion autonome. Selon un autre exemple, par exemple le capteur de luminosité à un champs de vision de seulement 1m2, cela peut être utile dans le cas d’installation ou la luminosité extérieure peut arriver (par une fenêtre) proche de l’installation du dispositif de gestion autonome.

Ainsi selon le besoin d’une installation d’un dispositif de gestion autonome dans un environnement, le dispositif de gestion comprendra un imageur thermique comprenant une optique adaptée aux champs de vision à détecter dans la zone et un capteur de luminosité ayant un champ de vision adapté à l’environnement pour éviter de mesurer un apport de lumière extérieur direct. Les deux champs de vision sont donc indépendants et ont chacun un angle formant un rayon du champ de vision qui est fonction de l’installation du dispositif de gestion, c’est-à-dire la distance entre l‘imageur thermique ou du capteur de luminosité et les surfaces.

Le capteur de luminosité permet ainsi de mesurer la luminosité de l’environnement (au moins dans son champ de vision C2).

Le système de gestion d’éclairage S comprend un moyen de communication 3 avec une interface d’utilisateur 30. Le moyen de communication 3 peut être une connexion sans fil par exemple wifi ou Bluetooth ou peut être filaire par le biais d’une connectique.

Le système de gestion d’éclairage S comprend une interface éclairage 4 pour commander les différentes sources lumineuses L. Dans l’installation représentée sur la , le système de gestion d’éclairage S peut contrôler huit sources lumineuses L1 , L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 de manière indépendante. Par exemple, Le système de gestion d’éclairage S peut contrôler les huit sources lumineuses L1 , L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 en étant connecté à un bus de gestion d’éclairage comme DALI ou bien encore comprend différentes sorties connectées chacune à un dispositif de control de la source lumineuse par exemple un relais ou encore tout autre dispositif comme une unité de commande connectée de la source lumineuse.

Le système de gestion d’éclairage S comprend une unité de contrôle 5 pour contrôler les différentes sources lumineuses L, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8.

L’unité de contrôle 5 comprend donc une sortie reliée à l’interface éclairage 4 pour transmettre les différentes commandes aux sources lumineuses L, L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 afin de varier la luminosité dans l’environnement E.

L’unité de contrôle 5 comprend une entrée reliée au capteur de luminosité 2 pour recevoir les mesures de luminosité dans son champ de vision C2 et une entrée reliée à l’imageur thermique 1 pour recevoir des images thermiques capturées.

L’unité de contrôle 5 comprend en outre une entrée/sortie reliée au moyen de communication 3 pour communiquer avec l’interface d’utilisateur 30 qui peut être un appareil informatique, tel qu’un téléphone mobile (smartphone) ou tablette ou ordinateur, comprenant une application, permettant l’interface homme/ unité de contrôle 5.

L’unité de contrôle 5 comprend en outre une mémoire 50 configurée pour mémoriser des paramètres utilisateurs, des données de calibration, tels que des horaires, des niveaux de luminosité, des durées de temporisation, des préavis d’extinction etc…

L’unité de contrôle 5 est configurée pour interfacer, par le biais du moyen de communication 3 avec l’interface utilisateur 30 pour calibrer et mémoriser dans la mémoire 50, les données de calibrations qui comprennent la délimitation d’au moins une zone utile dans le champ de détection de l’imageur, et l’identification de sources lumineuse L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 qu’elle peut contrôler.

Par exemple, dans le cas de l’environnement E, l’unité de contrôle 5 peut par exemple calibrer par le biais de données reçues de l’appareillage 30, trois zones utiles U1, U2, U3 à partir d’une image thermique capturée et reçue par le bais du moyen de communication 3.

L’image thermique peut être circulaire, cependant comme la lentille déforme le réel capté par l’imageur, l’image thermique comporte des déformations par rapport au réel. Ainsi lors de la configuration des délimitations des zones, l’unité de contrôle 5 ou l’appareillage peut modifier l’image circulaire en fonction des caractéristiques de la lentille pour améliorer l’image thermique affiché sur l’écran de l’appareillage de l’utilisateur.

L’image thermique peut être transférée à l’appareillage 30 dont l’utilisateur peut sélectionner des zones utiles et transférer à l’unité de contrôle 5 par le biais des moyens de communication 3, les emplacements des trois différentes zones utiles U1, U2 U3.

Selon un autre exemple, l’unité de contrôle 5 transmet uniquement par le biais des moyens de communication 3, des coordonnées d’un emplacement d’une présence humaine thermiquement d’une image thermique analysée (sans l’image) pour permettre à l’utilisateur d’identifiée le champ de vision C1 en se déplaçant dans l’environnement E et ainsi délimiter et transmettre des zones utiles à l’unité de contrôle 5 par le biais des moyens de communication 3.

L’identification de sources lumineuse L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 peut aussi être réalisée en commandant l’alimentation électrique de chaque source lumineuse les unes après les autres et par l’utilisateur qui sélectionne avec l’interface utilisateur 30 l’identification de la source lumineuse L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, par exemple un numéro par source lumineuse. L’identification peut en outre comprendre par exemple des coordonnées même lorsqu’elles sont au-delà du champ de vision C1.

L’unité de contrôle 5 peut selon un autre exemple, paramétrer le couplage, par le biais de données reçues de l’appareillage 30 comprenant l’identification de source lumineuse L2, L3, L7, L8 selon les zones utiles délimitées U1, U2, U3. Dans cet exemple, le couplage des zones avec les sources lumineuses peut être réalisée automatiquement dans l’application ou être saisie manuellement par l’utilisateur.

Dans cet exemple, les couplages peuvent être les sources lumineuses identifiées par exemple L2, L3 ou même L2 L3, L4 et L5 pour éclairer la première zone utile U1 délimitée, la source lumineuse identifiée L7 ou L7 et L6, pour éclairer la deuxième zone utile U2 et les sources lumineuses L6 et L7 identifiées pour éclairer la troisième zone utile U2.

L’unité de contrôle 1 est donc configurée pour mémoriser dans la mémoire 50 les données de calibrations dont les couplages entre chaque zone délimitée et une source lumineuse L. L’unité de contrôle peut aussi mémoriser des couplages entre zones.

L’unité de contrôle 1 est aussi configurée pour paramétrer différentes règles de commandes de différentes sources lumineuses L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 en fonction des paramètres de l’utilisateur. Les règles reçues peuvent être des horaires, des informations de puissance (de niveau) de luminosité selon les différentes zones etc…

L’unité de contrôle 1 peut aussi être configurée, lors du paramétrage, envoyer une requête à l’interface utilisateur, pour une validation d’une non présence humaine (il n’y a pas de présence humaine) dans l’environnement ou au moins dans le champ de vision de l’imageur 1 et commander l’imageur thermique pour capturer une image de référence et la mémoriser.

L’unité de contrôle 5 peut comprendre un seul module de commande comprenant un microcontrôleur réalisant l’analyse, les commandes, les paramétrages et calibrages ou deux modules de commandes comprenant chacun microcontrôleur dont un est configuré pour l’analyse des images thermiques et l’autre pour les commandes des sources lumineuses, (le paramétrage et calibrage peut être réalisé dans un des deux modules).

L’unité de contrôle 1 est aussi configurée pour transmettre des commandes aux différentes sources lumineuses L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 par le biais de l’interface éclairage, selon les différentes règles de commande en fonction de l’information de présence humaine thermiquement dans l’image thermique et de la luminosité reçue du capteur de luminosité 2.

Selon un exemple, l’unité de contrôle 1 est aussi configurée pour calibrer et mémorisée dans la mémoire 50 des zones inutiles dans les images thermiques contiguës à une ou des zones utiles. Ainsi l’unité de contrôle 5 exclue l’analyse de détection de présence ou d’absence humaine thermique dans ces zones inutiles (de non-utilisation). Cela permet d’être plus rapide et moins gourmand en puissance. Selon un autre exemple, l’unité de contrôle 1 est configurée pour détecter une présence humaine thermiquement dans l’ensemble de l’image capturée et ensuite selon l’emplacement analyse si la présence est dans une zone délimitée.

Selon un exemple l’unité de contrôle 1 est aussi configurée pour calibrer la délimitation de zones entrée et sortie IO1, IO2, tel que visible sur la , et pour les mémoriser dans la mémoire 50. Le calibrage des zones entrée et sortie IO1, IO2 peut être réalisée par des données reçues par l’interface utilisateur 30, par une saisie manuelle ou peut être aussi réalisée par l’unité de contrôle 1 en détectant des températures humaines rentrant et sortant des images reçues du champs de vision C1 toujours dans les mêmes emplacements.

D’autres possibilités de délimitation de zone peuvent être envisagée. Par exemple le bord de l’image peut correspondant à une limite du champ de vision C1 de l’imageur thermique 1, peut aussi être paramétré comme une zone entrée/sortie pour permettre de compter les signatures thermiques d’une personne entrant et sortant afin de calculer le nombre de personne dans une zone. Cela permet de détecter une apparition possible d’une présence humaine thermiquement dans l’image thermique.

La représente différents états du système de gestion d’éclairage. Dans la suite le procédé de gestion d’éclairage du système de gestion d’éclairage va être décrit en même temps que les différents états.

Le procédé de gestion d’éclairage comprend une pré-étape d’initialisation dans lequel le système de gestion d’éclairage S est dans un état d’initialisation appelé Etat1. Cette pré-étape est réalisée lors de la mise en alimentation ON du système de gestion d’éclairage S.

Dans cet exemple, lors de cet Etat1, l’unité de contrôle 5 commande l’ensemble des sources lumineuses L, par exemple les sources lumineuses L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8 dans l’environnement E par le biais de l’interface éclairage. L’éclairage de l’environnement E permet d’assurer un minimum d’éclairement dans le champ de vision C1. Cet ETAT1 permet une préchauffe de l’imageur thermique 1 pour le stabiliser. Une fois réalisée, le système de gestion d’éclairage S éteint l’ensemble des sources lumineuses et passe à un état initial appelé ETAT2 pour chaque zone délimitée U1, U2…Un (Un représente la dernière zone utile délimitée, c’est la troisième zone utile dans le cas de l’exemple de la ). Selon l’exemple représenté en , le système de gestion d’éclairage S passe de l’ETAT1 à l’ETAT2 après une temporisation « temp1 ». Dans cet exemple, le système de gestion d’éclairage S peut aussi passer de l’ETAT1 à l’ETAT3 expliquée dans la suite, par une dérogation par communication avec une interface d’utilisateur 30. Selon un autre exemple, le système de gestion d’éclairage S passe de l’ETAT1 à l’ETAT2 après une analyse de l’image thermique reçue de l’imageur ou encore selon un autre exemple après des mesures, par exemple une augmentation minimum de la luminosité ou une comparaison d’une image thermique reçue de l’imageur avec l’image de référence. Le système de gestion d’éclairage S peut aussi passer de l’ETAT1 à l’ETAT2 après une autre temporisation ayant une durée prédéterminée après une détermination de coupure de courant.

Dans l’état initial ETAT2, pour chaque zone utile U1, U2 … Un, les sources lumineuses couplées à la zone correspondante (qu’elle soit commandée groupée ou individuellement) sont chacune commandée éteinte, c’est-à-dire non alimenté électriquement. Le système de gestion d’éclairage S vérifie que des conditions d’allumage soient valides en réalisant différentes étapes du procédé de gestion d’éclairage. Le procédé de gestion d’éclairage comprend tout d’abord la capture d’image thermique par le biais de l’imageur thermique 1 et la mesure de luminosité par le capteur de luminosité 2. Le procédé de gestion d’éclairage comprend ensuite une étape d’analyse d’images thermiques successive pour déterminer une détection thermique d’une présence humaine thermiquement dans une zone utile délimitée de l’image capturée.

Dans le cas où la zones d’entrée et sortie IO1, IO2 correspond à une bordure de l’image capturée délimitant une zone utile, l’analyse peut comprendre une attente de détection de déplacement de la présence humaine thermiquement potentiel dans la zone utile U1, U2, …Un dans les images successives, pour valider la présence humaine dans une zone utile U1, U2…Un. Par exemple, la zone utile U1 est dite dans la suite comme une zone utile validée (présence validée).

Une des conditions d’allumage comprend la combinaison d’une zone utile U1, U2, U3 validée référencée « valid » (dans lequel une présence humaine thermiquement a été validée) et une luminosité mesurée pendant cette validation inférieure à une valeur seuil prédéterminée référencée « <Lum ». La commande d’allumer l’au moins une source lumineuse L couplée à la zone utile U1, U2…Un délimitée validée peut être un envoie de commande constant qui maintien l’alimentation électrique à la source lumineuse L ou au groupe de source lumineuse L ou encore à chaque source lumineuse L de façon indépendante couplée à la zone utile U1, U2…Un validée ou peut être un envoi d’un signal de commande d’allumage à une unité de commande de la source lumineuse L ou au groupe de source lumineuse L ou encore à chaque source lumineuse L de façon indépendante couplée à la zone utile U1, U2…Un.

A l’ETAT 2 d’une zone Utile U1, U2…Un, la zone utile U1, U2…Un est dite invalide, et les sources lumineuses associées à la zone utile invalide est commandé de façon à être éteinte. Le procédé de gestion d’éclairage comprend ensuite une étape de commande envoyant une commande d’allumer l’au moins une source lumineuse L couplée à la zone utile U1, U2…Un délimitée validée dans lequel une présence humaine thermiquement a été validée « valid » et si la luminosité mesurée par le capteur de luminosité 2 est inférieure à une valeur seuil prédéterminée « <Lum ». Cette étape de commande est réalisée en passant de l’étape 2 à une étape 3 pour chaque zone utile U1, U2, …Un délimitée validée.

Le système de gestion S passe donc de l’ETAT2 à un état de maintien appelé ETAT3, pour chaque Zone utile U1, U2…Un validée (dont un envoie de commande a été effectuée aux sources luminaires couplée à la zone utile U1, U2…Un validée lors de l’étape de commande. Par exemple, le passage de l’ETAT2 à l’ETAT3 est appliqué à la zone utile U1 passant de « invalide » à « validée » et l’envoie de commande est effectuée aux sources lumineuses L3, L2 ou L3, L2, L1 couplées à cette zone utile U1 validée.

Le système de gestion S, pour chaque zone utile U1, U2…Un dans l’ETAT3, continue l’analyse des images capturées et enclenche une temporisation ayant une période de temps prédéterminée référencée « Temp 2 », lorsqu’une absence est détectée dans la zone utile U1, U2…Un validée. Si une présence est validée pendant la temporisation « Temp 2 », la temporisation « Temp 2 », est arrêtée et remise à zéro pour être redémarrée jusqu’à une nouvelle absence détectée. Si à la fin de la temporisation « Temp 2 » une absence est toujours déterminée dans la zone utile U1, U2…Un, le système de gestion S passe de l’ETAT3 à L’ETAT2 passant la zone utile U1, U2…Un invalidée. A L’ETAT 2, soit une envoie de commande d’éteindre est envoyée aux sources lumineuses de la zone pour les éteindre soit le système de gestion S arrête l’envoie de maintien allumé les sources ou groupes de sources lumineux associé à cette zone utile invalidée.

Ainsi, dans le cas de la zone U1 validée à l’ETAT 3, le procédé continue l’analyse de l’image thermique et lorsque l’unité de contrôle 5 détecte une absence validée (plus de signature thermique) dans la zone U1, la temporisation temp2 est enclenchée et si l’absence est confirmée durant toute la temporisation temp2, à la fin de cette temporisation temp2 la zone utile U1 repasse invalidée à l’ETAT2 et les sources lumineuses L3, L2 ou L3, L2, L1 couplées à cette zone utile U1 sont éteintes.

Le système de gestion S passe donc chaque zone utile d’un ETAT 2 un ETAT3 ou d’un ETAT3 à un ETAT 2 de façon indépendante les unes des autres. Le système comprend donc autant de temporisation temp2 que de zone utile .

En outre, dans l’ETAT3 d’une zone utile U1, U2…Un validée si la luminosité mesurée par le capteur de luminosité 2 est supérieure à une deuxième valeur prédéterminée seuil « >Lum » le système de gestion S passe la zone utile U1, U2, …Un validée de l’ETAT3 à l’ETAT2 (zone utile U1, U2, …Un invalidée) directement ou après une temporisation confirmant la luminosité mesurée supérieure à la deuxième valeur prédéterminée seuil « >Lum », par exemple la même temporisation temp2. De préférence la deuxième valeur de luminosité est supérieure à la première valeur de luminosité prédéterminée pour éviter des aller-retours entre les deux états.

En outre, les paramètres mémorisés peuvent comprendre des dérogations comme conditions d’éclairage, tels que la commande d’allumage selon une puissance donnée d’une ou plusieurs sources lumineuses L, par exemple dans une plage horaire ou encore si une détection de présence est détectée dans des zones délimitées. La dérogation peut aussi être effectuée par la réception d’une commande d’un interface utilisateur 30. Le système de gestion S peut donc passer la zone utile et les sources lumineuses concernée par la dérogation (cela peut être aussi l’ensembles des sources lumineuses (ou celle de plusieurs zone utile)) de l’ETAT2 à l’ETAT3. Dès que les paramètres de dérogation sont terminés, le système de gestion S peut donc passer la zone ou les zones utile et les sources lumineuses concernées par la dérogation (cela peut être aussi l’ensembles des sources lumineuse) de l’ETAT3 à l’ETAT2. Le système de gestion S peut analyser les images capturées pour déterminer si les conditions de présence validée et de luminosité mesurée inférieure à la première valeur seuil avant de passer de l’ETAT3 à l’ETAT2 en cas de fin de dérogation, et rester à l’ETAT3 si les conditions sont réunies. Cela permet d’éviter d’éteindre et rallumer.

Le système de gestion S peut donc être un dispositif de gestion de sources luminaires autonome, peu cher, peu gourmand en énergie tout en pouvant contrôler différentes sources luminaires indépendant pour éclairer des zones délimitées selon une présence mobile ou immobile dans ces zones.

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Claims (9)

1. Système de gestion d’éclairage (S) autonome comprenant :

   • un seul détecteur de présence, le détecteur de présence étant un imageur thermique (1) comprenant un bolomètre non refroidi avec son optique (10), captant des images thermiques dans son champ de vision (C1) d’un environnement (E),
   • un capteur de luminosité (2) pour mesurer la luminosité dans son champ de vision (C2) de l’environnement (E),
   • un moyen de communication (3) avec une interface d’utilisateur (30),
   • une interface éclairage (4) pour commander des sources lumineuses (L),
   • une unité de contrôle (5) comprenant :
     • une sortie reliée à l’interface éclairage (4) pour transmettre différentes commandes à des sources lumineuses (L),
     • une entrée reliée au capteur de luminosité (2) pour recevoir une mesure de luminosité et
     • une entrée reliée à l’imageur thermique (1) pour recevoir des images thermiques capturées,
     • une entrée/sortie reliée au moyen de communication (3),
   • une mémoire (50) configurée pour mémoriser des paramètres utilisateurs, des données de calibration dont :
     • la délimitation d’au moins une zone utile (U1, U2, U3) dans le champ de détection de l’imageur, les données de calibration de la délimitation de la zone délimitée étant reçue d’une interface d’utilisateur (30) par le biais du moyen de communication (3),
     • l’identification d’au moins une source lumineuse (L) et le couplage de l’au moins une source lumineuse (L) avec l’au moins une zone utile (U1, U2, U3) délimitée,
   • l’unité de contrôle (5) étant configurée pour permettre :
     • d’interfacer, par le biais du moyen de communication (3) avec une interface utilisateur (30) pour :
     • calibrer et mémoriser dans la mémoire (50) les données de calibrations et
     • paramétrer différentes règles de commandes de différentes sources luminaires en fonction des paramètres de l’utilisateur,
     • analyser des images thermiques reçues pour détecter une absence ou une signature thermique d’une présence humaine thermiquement dans l’au moins une zone délimitée de l’image thermique analysée,
     • transmettre des commandes aux différentes sources lumineuses par le biais de l’interface éclairage, selon les différentes règles de commande en fonction de l’information d’une signature thermique d’une présence humaine dans l’au moins une zone délimitée et de la luminosité reçue du capteur de luminosité (2)
2. Système de gestion d’éclairage (S) selon la revendication 1, dans lequel la résolution de l’image est inférieure à 20000 pixels.
3. Système de gestion d’éclairage (S) selon la revendication 1, dans lequel, le champ de détection (C1) de l’imageur thermique (1) est plus grand que le champ de vision (C2) du capteur de luminosité (2).
4. Système de gestion d’éclairage (S) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de contrôle (5) est configurée pour :

   • diviser l’image thermique reçue en différentes zones utiles (U1, U2, U3) délimitées par requête par un utilisateur selon un partitionnement reçu dans les données de calibration mémorisées et
   • analyser dans chaque zone utile délimitée (U1, U2, U3) de l’image une signature thermique correspondant à une personne détectée.
5. Système de gestion d’éclairage (S) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’unité de contrôle (5) est configurée pour mémoriser des zones inutiles dans les images thermique, contiguës à une ou des zones utiles (U1, U2, U3), et en ce que l’unité de contrôle exclue une analyse de détection de présence ou d’absence humaine thermique dans ces zones inutiles.
6. Dispositif de gestion d’éclairage autonome comprenant le système de gestion d’éclairage (S) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un boitier (6) comprenant une boite d’encastrement destinée à être installée dans un plafond et un couvercle recouvrant la boite d’encastrement, comprenant une ouverture d’imageur thermique et une ouverture de capteur de luminosité, dans lequel :

   • l’imageur thermique (1) est logé dans le boitier (6) fermant l’ouverture d’imageur thermique, agencé pour qu’un capteur de l’imageur utilisant le bolomètre non refroidi ait accès à l’extérieur du boitier (6) à travers son optique (10)
   • le capteur de luminosité (2) est logé dans le boitier (6) et étant agencé pour capter la luminosité par l’ouverture de capteur de luminosité,
   • l’unité de contrôle (5), le moyen de communication (3) avec une interface d’utilisateur (30) et l’interface éclairage (4) sont chacun logé dans le boitier (6).
7. Procédé de gestion d’éclairage avec un système de gestion d’éclairage (S) selon l’une des revendications 1 à 5 ou le dispositif de gestion d’éclairage autonome selon la revendication 6, comprenant les étapes de :

   • capture d’images thermiques,
   • mesure de luminosité,
   • analyse d’images thermiques pour déterminer une signature thermique d’une présence humaine,
   • validation d’une signature thermique d’une présence humaine validée dans une zone utile (U1, U2, U3) de l’image capturée,
   • commande d’au moins une source lumineuse (L) couplée à la zone utile (U1, U2, U3) dans lequel une présence a été validée et si la luminosité est inférieure à une valeur seuil prédéterminée.
8. Procédé de gestion d’éclairage selon la revendication 7, comprenant une étape initiale de mise sous tension, dans lequel l’unité de contrôle commande l’alimentation de l’ensemble des sources lumineuses éclairant le champ de vision de l’imageur thermique et comprend un étalonnage automatique de l’imageur thermique et du capteur de luminosité.
9. Procédé de paramétrage et de calibrage d’un système de gestion d’éclairage selon l’une des revendications 1 à 5 ou le dispositif de gestion d’éclairage autonome selon la revendication 6, comprenant les étapes :

   • d’appairage entre le système de gestion d’éclairage et un appareillage d’un utilisateur,
   • transmission d’une information à partir de l’image thermique à l’appareillage utilisateur,
   • réception d’au moins une zone délimitée et d’identification de source lumineuse (L) pour chaque zone délimitée.