WO1995017574A1 - Dispositif electronique et procede de traitement d'un signal de detection de presence de personnes et objets - Google Patents

Dispositif electronique et procede de traitement d'un signal de detection de presence de personnes et objets Download PDF

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WO1995017574A1
WO1995017574A1 PCT/BE1994/000095 BE9400095W WO9517574A1 WO 1995017574 A1 WO1995017574 A1 WO 1995017574A1 BE 9400095 W BE9400095 W BE 9400095W WO 9517574 A1 WO9517574 A1 WO 9517574A1
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detection
door
signal
detector
sensitivity
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PCT/BE1994/000095
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Inventor
Alain Zambon
Theodoros Campas
Christian Nowak
Original Assignee
Belgian Electronic Research S.A.
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Publication date
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    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the present invention relates to electronic devices for the detection of people or objects in the immediate environment of mobile automatic devices, such as automatic doors or other automatic equipment. It relates more particularly to the processing of the detection signal in order to prevent any movement of the mobile part of these devices from causing untimely detections.
  • Electronic detectors comprising a transmitter for emitting waves or radiation, such as microwave waves or infrared radiation, and a receiver for picking up reflected waves or diffuse radiation reflected by an obstacle located in the field. spatial coverage, so as to produce a detection signal as a function of the characteristics of the reflected radiation.
  • microwave Doppler effect motion detectors are known which, conventionally installed at the top of an automatic door, cover a spatial detection field whose shape and dimensions are determined by the antenna used and which have the function of controlling the opening of the door following the detection of any movement of a person or an object in the detection field.
  • the detection lobe thus developed by the detector is relatively large and that the detector detects any movement with equal sensitivity regardless of the direction of the person or the moving object relative to the door.
  • this person can only be detected if the detection lobe developed by the detector, of section generally ellipsoidal on the ground, comes very close to the door leaves. This implies a risk of detection of the leaves themselves, when they start to move, therefore untimely detection. This situation is hardly worrying during the door opening phase, given that, in this case, any detection, even untimely, only confirms the order given to the door automation, namely to order the opening of it.
  • Another solution making it possible to avoid untimely detection of the leaves in movement consists in reducing the sensitivity of the detector.
  • the detector is not influenced by the movement of the doors, but it is clear that its overall performance is reduced, because not only a person or an object moving near the leaves is not always well detected , but, what is more serious, detection at a greater distance is less effective.
  • microwave presence detectors the function of which, unlike the detectors mentioned above, is to detect the presence of a person or an object stationary in their detection field.
  • motion or presence detectors with infrared or ultrasonic radiation All these types of detectors have a different behavior depending on whether the leaves of the door close to which they are installed are present or not in their detection field, with the drawbacks mentioned above.
  • the object of the present invention is to remedy the drawbacks stated by proposing a device and a method for processing the detection signal making it possible to detect any movement, even minute, of a person or an object in the environment. both close and further from an automatic device with equal detection sensitivity.
  • the invention provides for dividing the total displacement of a movable member, for example an automatic door leaf, into several phases represented by predetermined positions of the movable member, and to individually adjust the overall sensitivity of the treatment cir ⁇ cooked for each of the predeter ⁇ mined positions of the movable member.
  • the sensitivity of the processing circuit for each displacement phase is adjusted by modifying at least one parameter characteristic of the processing circuit for the detection signal.
  • FIG. 1 shows an automatic sliding door fitted with a Doppler effect motion detector.
  • FIG. 2 shows the same automatic door as in FIG. 1, but with a Doppler effect motion detector developing a detection lobe more inclined relative to the vertical.
  • Figure 3 is an illustration of the automatic door as shown in Figure 1, but supplemented by a protective device formed of infrared beams.
  • FIG 4 shows the same automatic door as in Figure 1, with an additional protection device consisting of an infrared curtain.
  • FIG. 5 illustrates the appearance, as a function of time, of the signal supplied by a Doppler effect motion detector when a pedestrian approaches an automatic door.
  • Figure 6 gives the appearance of the same signal when the door closes, without there being any other detection nearby.
  • FIG. 7 is a block diagram of an exemplary circuit for processing the detection signal, conventionally used in the detection devices known to date.
  • FIG. 8 illustrates an exemplary embodiment according to the invention, making it possible to automatically adapt the gain of the amplification chain as a function of the different operating phases of an automatic door.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment according to the invention, making it possible to automatically adapt the setpoint level of the shaping cell as a function of the different operating phases of an automatic door.
  • FIG. 10 illustrates a variant of FIG. 9, according to the invention, allowing the automatic adjustment of the set level of the detection cell.
  • FIG. 11 materializes the characteristic angle intervening in the formula giving the Doppler frequency.
  • FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment according to the invention, making it possible to automatically adapt the lower limit of the bandwidth of the amplification chain as a function of the different operating phases of the automatic door.
  • FIG. 13 is a block diagram of a preferred exemplary embodiment, according to the invention.
  • FIG. 14 is a flow chart proposing a method for adapting by software the lower limit of the bandwidth as a function of the different operating phases of the automatic door.
  • FIGs 15 and 16 illustrate examples of the application of the method shown in Figure 14.
  • FIG. 1 there is shown in perspective a sliding automatic door, equipped at its upper part with a detector, for example a Doppler effect motion detector 10, developing a detection lobe 20, of conical shape, of which the section on the ground 30 is substantially ellipsoidal.
  • a detector for example a Doppler effect motion detector 10
  • This detection lobe 20 depend on the structure of the antenna forming part of this detector 10.
  • the detector 10 is organized to detect any movement of a person or an object in its spa ⁇ tial field of detection.
  • the angle ⁇ present between the vertical axis 21 passing in line with the detector 10 and the mean axis 22 of the detection lobe is relatively large, the detection lobe is relatively spaced from the leaves 40 of the door, and provides an area 50, near said leaves, where any person or moving object escapes detection, since it passes outside the detection field.
  • This case arises when a person moves very close to the wall or the wall through which or la ⁇ which the door is mounted. In general, this absence of detection near the door is not desirable since the main function of an automatic door is to open as soon as a pedestrian arrives.
  • the detection lobe 20 now overlaps the plane of the leaves 40, so that the movement of these can be detected by the detector 10.
  • the detection of the leaves during the opening of the door does not constitute a problem in itself. In fact, when a person arrives near an automatic door and is detected, the door opens in response to the detection signal, and this signal lasts for the entire duration of the person's progression towards the door. The detector therefore does not perceive the difference between the movement of the door opening and the movement of the person approaching.
  • the detection of the leaves in movement during closing can on the other hand be considered as untimely detection. Indeed, after having opened the door, and after a certain waiting time according to the last detection signal received, the automation of the door orders the closing of the latter.
  • the setting in motion of the leaves is detected by the detector, which is unable to differentiate between the origin of the movement and will control the opening of the door: we can clearly see that the detection of the leaves inevitably leads, in the closing phase, to and fro of these between the open position and the reclosing phase, as illustrated by the arrows noted 42 and 43 in FIG. 2.
  • the spatial coverage as shown in Figure 2 is very favorable to ensure security between the door leaves, when they are open and ready to close.
  • a simple solution to this problem is to di- reduce the sensitivity of the detector in such a way that it is not influenced by the movement of the door van ⁇ rates. This solution is however not satisfactory, insofar as the overall performance of the detector is reduced. Detection at a greater distance becomes less reliable, as is detection of small targets, such as children, or pedestrians with very low speed, such as the elderly or disabled.
  • FIG. 3 shows a sliding automatic door equipped with a double infrared barrier denoted 60 and 61, ensuring security near the leaves.
  • FIG. 4 illustrates a detector of this type, denoted 70. Placed at the upper part of the door, it develops a detection lobe 80 of pyramidal shape with a rectangular base 90, slightly inclined with respect to the vertical; this kind of detector can detect the presence of any person or object present in its spa ⁇ tial field of detection, and thereby prevent the closure thereof.
  • this technology also knows a limit, similar to that which has been described above: the infrared curtain cannot get too close to the leaves, under penalty of having a different behavior when the doors are open or closed.
  • detectors denoted 10 for the opening of the door
  • 70 for securing near the leaves
  • a microwave detector with Doppler effect generally produces an electrical signal, variable as a function of time, and representative of the detected movement.
  • FIG. 5 shows the shape of such a signal S as a function of time t, when, for example, a pedestrian 100 comes before the door, progresses towards the leaves 40 and leaves the detection field 30 of the detector.
  • the pedestrian approaches the detection lobe 30 facing the door and the signal it generates has an amplitude denoted SI.
  • SI amplitude denoted SI.
  • the pedestrian is engaged in the middle of the detection lobe 30 and the signal that it generates pos ⁇ sedes an amplitude noted S2: we see that the door 40 has started to open.
  • the pedestrian leaves the detection lobe 30 and the amplitude of the signal which characterizes it at this instant is noted S3.
  • the door 40 is completely open. Beyond the position denoted 93, the signal abruptly decreases to return to a rest value 94 corresponding to the absence of detection.
  • the set of values SI, S2 and S3, as well as all the intermediate values constitute a characteristic detection curve corresponding to a particular case, such as, for example, in FIG. 5, the arrival of a pedestrian.
  • FIG. 6 shows the appearance of the same signal S as a function of time t, when the only movement detected is that of the leaves of the door being closed.
  • This method of comparing an instantaneous value with a previously stored reference value necessarily involves the use of digital means such as the microprocessor.
  • additional measurements are necessary, such as in particular the measurement of the instantaneous position of the door using, for example, an incremental or absolute encoder.
  • the present invention relates in particular to the exploitation of the detection signal supplied by a detector movement or presence of people or objects in the environment of automatic devices.
  • the detection signal is conventionally processed in a circuit as shown diagrammatically in FIG. 7.
  • the microwave part known per se and not shown in the figure, generates a microwave signal which is radiated in the space thanks to an antenna shown at 110, for example a horn antenna. Any object or person moving in front of the detector reflects part of the incident wave. This reflected wave is picked up by the same antenna 110 and mixed with the incident wave in a device not shown in FIG. 7. Consequently and according to the Doppler effect, a low frequency signal is supplied by the line. 111 to the signal processing circuit shown diagrammatically in FIG. 7. The frequency of this signal is proportional to the speed of the detected obstacle, and its amplitude is proportional to the size of the object detected.
  • the detection signal is presented at the input of a filtering and amplification cell 120 whose bandwidth has been determined to correspond to the speeds of the obstacles to be detected.
  • Waveform 125 shows the shape as a function of time of the signal available at the output of the filtering and amplifying cell 120.
  • the time slot 121 no movement was detected and the low amplitude signal as shown schematically corresponds to the noise of the amplification chain.
  • the temporal section 122 a person or a moving object has just been detected, which corresponds to a periodic signal of increasing amplitude.
  • the time slice 123 the person or object detected is total- ment engaged in the detection lobe of the detector, and generates a detection signal of practically constant amplitude as shown in the drawing.
  • the detection signal previously filtered and amplified then passes through a shaping cell 130, consisting for example of a comparator.
  • a signal 135 results therefrom, the temporal shape of which depends on the setpoint C of the comparator of the cell 130.
  • the comparator provides a practically zero signal 131, corresponding to the first half-waves 121 and 122 of the signal available at the input, while it passes the positive half-waves denoted 132, transformed into a square signal.
  • the frequency of these half-waves 132 corresponds to the Doppler frequency of the detected movement.
  • the sensitivity of the detection depends on a certain number of factors, in particular the gain of the amplification chain 120, which makes the detector more or less sensitive to more or less large targets. Likewise, the sensitivity of the detector depends on the level of the setpoint C of the comparator 130, which produces a useful signal 132 more or less early in time, which corresponds to a larger or smaller detection lobe. On the other hand, the detector is more or less sensitive to the speed of the movement detected depending on whether the bandwidth of the amplification chain 120 is more or less extended.
  • the signal delivered by cell 130 then passes through a discrete integration cell 140, where it is transformed into a signal 145 whose characteristics are as follows: the practically zero input signal 131 corresponds to an output signal 141, also practically zero, while the positive pulses 132 are transformed into an ascending staircase signal 142.
  • the signal 145 is then presented at the input of a detection cell 150, mainly comprising a comparator which assigns a binary value (0 / 1) to an output signal 155 whose amplitude 151 is zero as long as the amplitude of the signal presented to the comparator is less than the setpoint D applied to the other input of the comparator, and which is constant and non-zero 152 for all value of the input signal greater than the setpoint D of the comparator.
  • the binary value 1 of this output signal 155 must cause the door to open, since it corresponds to a detection.
  • the output signal 155 is presented to an output interface 160 which can take one of the forms known to those skilled in the art, such as for example an open collector transistor, as drawn in FIG. 7 .
  • the sensitivity of the detector also depends on the level of the setpoint D of the comparator of the detection cell 150, which brings the output signal 155 to a high binary state more or less early in time, which corresponds to a more or less large detection lobe.
  • the exemplary signal processing circuit as just described conventionally knows several variants.
  • One of these consists in producing, at the output of the shaping cell 130, square pulses corresponding to all the half-waves of the input signal and no longer only to the positive half-waves; another is to replace the discrete integration cell 140 with an integration cell tion continues. All that has been said above concerning the sensitivity of the detector remains applicable for these variants.
  • the detector (s) have detected movement and the door is being opened.
  • phase 1 This nominal sensitivity is defined as being that which corresponds to an adjustment gain and instructions such that any mobile, whatever its size and position in front of the door, will be detected reliably as long as it is driven by a speed corresponding to the adjustment of the bandwidth of the chain amplification.
  • the sensitivity of the detector during phase 2 is immaterial, since the door has received an opening order and it is usual for the door automation completes the movement until it is fully opened.
  • phase 3 it may be desirable to increase security in the environment of the door by increasing the nominal sensitivity of the detector. Indeed, during this phase, the door can close at any time on the order of the automation. This situation is generally considered dangerous because it is clear that the door which closes on an undetected obstacle can be the cause of inconvenience, even accidents.
  • phase 4 it is desirable to reduce the nominal sensitivity of the detector in order to prevent it from detecting the movement of the door.
  • this reduction in sensitivity cannot be too great, since this phase is also dangerous, since the doors are moving in the closing direction and the late detection of a person approaching quickly enough can also be fraught with consequences.
  • a very simple device can inform the opening detector (s) about the position of the door: closed or open. They may for example be limit switches, producing a binary signal as a function of the position of the door.
  • the invention aims to automatically adapt the sensitivity of the detector to the different operating phases of the door or of an automatic movable member.
  • the general principle which is the basis of the invention consists in automatically adapting certain parameters of the detection signal processing circuit as a function of the different characteristic phases of the system formed by the automatic door and its opening detectors.
  • the total door placement is divided into several predetermined phases detected by position sensors determining, for example, four operating phases.
  • the overall sensitivity of the detection signal processing circuit is then adjusted individually for each of the automatic door opening and closing phases, according to the following truth table:
  • the modification of the sensitivity of the processing chain can relate to the various parameters of the processing chain, or even to any combination of these various parameters.
  • FIG. 8 represents an exemplary device according to the invention, making it possible to modify the gain of the amplification chain as a function of the logic state of the door position sensors.
  • the Doppler signal 111 is received in an amplification and filtering cell 320 whose main function is to amplify, in a certain bandwidth, the Doppler signal received from the microwave portion shown diagrammatically at 110.
  • the bandwidth is not symbolized at the level of the diagram of FIG. 8 in order to simplify the drawing and the reasoning which will follow.
  • the cell 320 comprises three switching elements denoted 201, 202 and 203, which are for example analog switches, known per se, or any other switching device. These switches are actuated by signals traveling respectively on the lines marked 191, 192 and 193. Their function is to connect one of the resistors 204, 205 and 206 in feedback between the output and one of the inputs of the operational amplifier shown in 200.
  • a logic circuit 180 receives the position signals 170 (door closed) and 171 (door open) and transforms them into control signals 191, 192 and 193, the latter actuating mutually exclusively one of the switches 201 , 202, 203 so as to select one of the feedback resistors 204, 205, 206 and therefore give the operational amplifier 200 a higher or lower gain depending on the value of the feedback resistance reaction.
  • the signal 125 at the output of cell 320 has a greater or lesser amplitude, denoted 126, 127, 128, depending on the gain selected.
  • logic circuit 180 is organized to produce the output signals 191, 192, 193 as a function of the input signals 170 and 171 is not detailed here, because it can be carried out by one many circuits available today: logic circuits, programmable logic, microprogrammed logic.
  • the signals denoted 126, 127 and 128 correspond for example to the same input signal 111, but for different amplification gain values.
  • the automatic adaptation of the gain of the ampli ⁇ fication chain to the different operating phases of the automatic door makes it possible to avoid the untimely detection of the closing movement and to increase the sensitivity during the dangerous phase.
  • the amplitude of this signal after amplification for example the signal 126 for this gain configuration, remains less than the setpoint C of the comparator of the shaping cell 130, which will therefore generate no pulse downstream, as illustrated in 131, which will not cause untimely detection. It would have been different if, in this example, the gain had been nominal. In this case, the ampli ⁇ fied signal corresponding to the detection of the closing movement of the door leaves would have been of greater amplitude, for example the signal noted 127 which exceeds the setpoint level C of the switching cell. in shape 130. This would then have generated pulses downstream, for example four pulses denoted 132 for the time slot considered, which would have led to untimely detection of the movement of the leaves.
  • the modification of the gain of the ampli ⁇ cation cell makes the detector more or less able to detect larger or smaller mobiles, which conditions the dimensions of the detection lobe insofar as, thanks at a higher gain, a small mobile will be detected earlier, therefore further from the detector. There is, however, a gain limit that should not be exceeded in order to keep the circuit a good signal-to-noise ratio. It is understood that, in the spirit of the invention, the automatic modification of the gain can relate to other components or combinations of components. Similarly, the method remains applicable for other amplification schemes and even if the amplification comprises several successive stages.
  • FIG. 9 illustrates a shaping cell arranged according to the invention for automatically modifying the setpoint C of the comparator of this cell according to the logic state of the door position sensors.
  • the signal shaping cell 330 is arranged to produce a square signal corresponding, for example, to the positive half-waves of the signal presented at the input of the cell. Only the elements necessary for understanding the device are shown in FIG. 9.
  • the cell 330 includes switching devices 211, 212, 213, and a logic circuit 180 producing the logic signals 191, 192, 193, all these devices having functions equiva ⁇ slow to those which have been described above during the description of a first exemplary embodiment of the invention.
  • the negative input of comparator 210 is connected to the midpoint of a voltage divider bridge formed by one of the resistors 214, 215 and 216 and the resistor 217, this bridge being connected between a reference voltage V REF and the mass of the circuit.
  • the aforementioned midpoint makes it possible to supply the negative input of the comparator 210 with a greater or lesser setpoint voltage depending on the value of the resistance selected.
  • the automatic adaptation of the sensitivity of the detector according to the different operating phases of the door is as follows:
  • the automatic adaptation of the setpoint of the shaping cell 330 to the different operating phases of the automatic door makes it possible to avoid untimely detection of the closing movement, and to increase the sensitivity during the danger phase ⁇ reuse.
  • the signal 125 presented at the input of the cell 330 corresponds to the signal for detecting the movement of the vanes when the door is closed
  • the automatic adjustment of the setpoint of the comparator 210 of the cell formatting 330 at a high value, denoted for example C3, and originating from the automatic switching of the resistance 214 in the divider bridge will avoid untimely detection.
  • the amplitude of the signal 125 in this configuration remains below the setpoint C3 of the comparator 210 of the cell 330 and the latter will not generate any pulse at its output, as illustrated in 131, which will not cause untimely detection ..
  • the amplitude of the signal 125 would have exceeded the setpoint level of the cell 330, which would have generated pulses at its output, for example four pulses denoted 132 for the time slot considered, which would have led to a detection untimely movement of the leaves.
  • a signal 125 even of very small amplitude, will largely exceed the setpoint level of the comparator of cell 330, provided that this comparator has been automatically set to a relatively low value, such as C1 for example, which corresponds to the automatic switching of resistor 216 of the divider bridge.
  • the cell 330 will generate at its output a certain number of pulses, for example six pulses denoted 133, and this allows very reliable detection of any movement. , even minimal, during the dangerous phase when the door leaves are open and ready to close.
  • a decrease in the level of the setpoint C allows the shaping cell to produce an output signal for a weaker input signal at fullness, which also conditions the dimensions of the detection lobe insofar as, thanks to a consi ⁇ gne C of lower amplitude, the useful pulses 132 will be more numerous.
  • the amplitu ⁇ of this setpoint C has a lower limit below which the detector would risk producing a detection signal in response to an input signal of low amplitude such as for example a signal para ⁇ site.
  • the automatic modification of the setpoint of the comparator of the shaping cell 330 may relate to other components or combinations of components; similarly, the process remains applicable for other functionally equivalent diagrams.
  • FIG. 10 illustrates a detection cell arranged according to the invention for automatically modifying the setpoint D of the comparator of this cell as a function of the logic state of the door position sensors.
  • the detection cell 350 according to the invention is arranged to automatically switch resistors of different values so that the divider bridge supplies a variable reference voltage to one of the inputs of the comparator 220 of the cell according to the state door position sensor logic.
  • This variant is similar to the previous one.
  • the cell 350 of FIG. 10 also includes a set of switchable resistors 221-227 and a logic circuit 180 producing control signals as a function of the state of the position sensors of the door received on lines 170 and 171.
  • the explanations given for the previous exemplary embodiment will not be repeated here in detail, it being understood that they apply entirely to the assembly of FIG. 10.
  • the automatic adaptation of the sensitivity of the detector as a function of the different phases of operation of the door is as follows:
  • the automatic adaptation of the setpoint of the detection cell 350 to the different operating phases of the automatic door makes it possible to avoid untimely detection of the closing movement, and to increase the sensitivity during the dangerous phase.
  • the discrete integration cell 140 is organized to transform an input signal formed by successive positive pulses, such as 135, into a signal increasing in staircase, as represented in 145.
  • This mode of integration in stages known to those skilled in the art, has been represented theoretically ideally in 145, in FIG. 7.
  • the cell 140 includes at its output a capacitor 141, typically • va ⁇ their strong, capable of discharging over time. Its presence makes it possible to explain the more realistic waveform illustrated in FIG. 10.
  • the rising sides 142 of each staircase are not strictly vertical given the time constant of the cell 140, and on the other hand, the bearings 143 actually exhibit an exponential decrease, linked to the discharge of the output capacitor 141.
  • the signal 135 presented at the input of cell 140 which corresponds for example to the signal for detecting the movement of the leaves when the door is closed and which comprises, for example, four pulses spread over time between the instants tl and t3.
  • the signal 135 is transformed by the discrete integration cell 140 into an increasing staircase signal as shown at 145 in FIG. 10. It is clear that this signal 145 will have no influence on the detection cell 350 if in accordance with the invention, the comparator set 220 of this cell has been automatically set to a high value D3, following the change, for example, of the resistance 224 of the divider bridge. Indeed, in this configuration, the fullness of the signal 145 remains lower than the setpoint D3 of the comparator of the cell 350 and the latter will not generate any pulse at its output, as illustrated in 151, which will not cause no untimely detection.
  • the amplitude of the signal 145 would have exceeded the setpoint level of the comparator of the cell 350 during a period limited by the times t2 and t4, so that the cell 350 would have generated a signal of parasitic output, noted 152, during the time slot limited by times t2 and t4.
  • phase 3 if a signal, even of very small amplitude, generates, for example, four pulses such as re ⁇ presented in 135, this is transformed into an increasing signal 145 which greatly exceeds the setpoint level of the comparator of cell 350, provided that this setpoint has been set automatically to a relatively low value, such as Dl for example, which corresponds to the automatic switching of the resistor 226 of the divider bridge.
  • the cellu ⁇ the 350 will produce at its output a detection signal, noted for example 153, at course of the time slot limited by the instants tl and t5.
  • a detection signal noted for example 153
  • the automatic choice of a low value setpoint level, such as D1 makes it possible, during phase 3, to produce a detection signal 153 spread over time up to t5, or well beyond the time t3 corresponding to the end of the detected movement. This goes well in the direction of safety in the immediate environment of the door, when the latter is open.
  • the automatic choice of a low value setpoint such as Dl makes it possible to produce a detection signal 153 practically instantaneously from the instant tl when the signal originated. This fact is also important during dangerous phase 3 and corresponds well to a temporary increase in the sensitivity of the detector.
  • a reduction in the amplitude of the setpoint D allows the detection cell to produce an output signal in the high state after integration of a smaller number of pulses supplied by the discrete integration cell. Consequently, this sensitivity adjustment allows the detector to develop a larger detection lobe.
  • the automatic modification of the setpoint of the comparator of the detection cell 350 may relate to other components or combinations of components. Likewise, the method remains applicable for other functionally equivalent schemes.
  • Another embodiment consists in acting automatically on the bandwidth of the amplifier cell. cation as a function of the operating phase of the automatic door, therefore of the logic state of the door position sensors.
  • the detection signal generated by the movement of the leaves of the door closing is characterized by a relatively low frequency. It is well known, in fact, in a motion detection process, that the Doppler frequency f D , which is equal to the difference between the frequency of the radiation emitted by the emitter of the detector, and the frequency of the reflected radiation received by the receiver, when the reflection has occurred on a moving target, is expressed by the formula:
  • f E denotes the frequency of the transmitter (for example, 24,125 GHz in the case of a Doppler effect motion detector)
  • V R designates the relative speed of the detected target, in the direction of the detector.
  • FIG. 11 there is seen for example a pedestrian approaching a door 40 and the detection field 30 of the detector 10 with a horizontal speed V along a trajectory practically orthogonal to the door. It is obvious that the relative speed V R in the direction of the detector is obtained by the projection of the vector V on the right joining the detector to the geometric center of the target.
  • the leaves 40 of the door have been shown. te being closed, animated by a speed v.
  • the relative speed v R in the direction of the detector is obtained by the projection of the vector v on the right joining the detector to a midpoint of each moving tail, this midpoint can be considered as the central part of the metal stud closest to the detector.
  • the notations of the parameters considered have been given in FIG. 11 for a single leaf; it is clear that the situation is perfectly symmetrical for the other leaf.
  • the angle ⁇ as defined above is relatively different from 90 °: this angle is generally 45 ° when the pedestrian is located at a good distance from the door, and it is necessary, under these conditions, that reliable detection is possible. According to the above formula, it can be seen that the Doppler frequency of the signal corresponding to the approach of a pedestrian is far from being negligible, and that it is a few orders of magnitude greater than the Doppler frequency. of the signal corresponding to the closing of the leaves.
  • the invention proposes to raise the lower cut-off frequency of the filter of the amplification and filtering cell during the closing phase in order to filter this frequency and to avoid any parasitic detection of the movement of the leaves upon reclosing.
  • the lower cut-off frequency of the filter nominally 7 Hz
  • the lower cut-off frequency of the filter will be increased to 12 Hz during the door closing phase.
  • the lower cutoff frequency of the filter nominally 7 Hz, will be lowered to 2 Hz during this potentially dangerous phase.
  • Figure 12 shows an exemplary arrangement, according to the invention, making it possible to modify the bandwidth of the amplification chain as a function of the logical state of the door position sensors.
  • amplification and filtering cell 420 whose main function is to amplify the detection signal received from the microwave portion shown diagrammatically by the reference 110, in a certain bandwidth, but the lower limit of which is adjustable.
  • This cell comprises switching elements 231, 232, 233 and a logic circuit 180 producing the logic signals 191, 192, 193, all these elements having functions equivalent to what was described during the description of the first exemplary embodiment.
  • the switches 231, 232, 233 act mutually exclusively on the order of the logic signals 191, 192, 193 in order to select one or the other of the feedback capacitors denoted 234, 235, 236.
  • the automatic adaptation of the detector's sensitivity according to the different operating phases of the door is as follows:
  • the automatic adaptation of the lower limit of the bandwidth of the filter of the amplification and filtering cell to the different operating phases of the automatic door makes it possible to avoid untimely detection of the closing movement and to increase sensitivity to during the dangerous phase.
  • the signal noted 241 corresponds for example to the detection of the movement of closing the door leaves during the last few tens of centimeters before complete closing.
  • the signal noted 242 corresponds for example to the detection of the movement of a pedestrian approaching in the direction of the automatic door.
  • the Doppler frequency of signal 241 is lower than the Doppler frequency of signal 242. Since the gate is in phase of closing, the system has automatically set the lower value of the filter bandwidth to a high value, for example 12 Hz, which is obtained for example by automatically switching the capacitor 234 by the action of the signal 191 on switch 231.
  • the signals 241 and 242 are transformed into signals 244 and 245 respectively, and only the higher frequency signal 242, corresponding to the detection of the pedestrian, is amplified.
  • the signals 244 and 245 are represented on a different scale than the signals 241 and 242.
  • the signal 245 is transformed into pulses 248, while the signal 244, lower than the setpoint C, does not generate any signal at the output of cell 130, as illustrated in 247.
  • the objective sought by the invention has been achieved, in so far as the signal for detecting the movement of the door closing does not lead to detection because of too low frequency, while simultaneously, the signal for detecting the movement of a pedestrian is easily detectable because of higher frequency.
  • a very low frequency signal such as 243 corresponding for example to the movement of a very slow pedestrian, for example, is detected very reliably during the full opening phase of the door provided that, in accordance with the invention, the lower limit of the passband of the filter of cell 320 has been set to a very low value, for example 2 Hz.
  • the signal 243 is amplified by the cell 420 and gives rise to the signal denoted 246 which, at the output of the cell 130, generates the pulses 249. It is clear that during this phase where, for safety reasons, all movement, even slow, must be detected with perfect reliability, the setpoint D of the detection cell 150, for example, is preferably brought to a relatively low level, as has been explained in the description of the third exemplary embodiment.
  • the objective pursued by the invention is fully achieved here by combining the automatic adaptation of the lower limit of the passband of the filter of the amplification cell of the detection signal and the adaptation of the setpoint level D of the detection cell.
  • the device according to the invention is in the form of three interconnected entities: a detector 100 mounted on one side of the automatic door, a detector 100 mounted on the other side of the automatic door, and a unit microprocessor control, denoted 101, ensuring the functions of signal acquisition and processing.
  • Each of the detectors 100 comprises identical electronic circuits such as, for example, a microwave portion 110 delivering the detection signal 111 to an amplification and filtering cell 260, the latter injecting the signal previously amplified in a line 125 , and a shaping cell 270 transforming the detection signal into square pulses 135, as mentioned above.
  • the passband of the filter of cells 260 must be as wide as possible, for example from 2 Hz to 200 Hz, since the automatic adaptation of the lower limit of the passband effective is now carried out digitally in a microprocessor, as will be explained below.
  • the third part of the device according to the invention comprises a microprocessor or microcontroller 280, the usual peripheral elements of which, such as an oscillator, a watchdog, any external memory, have not been shown for reasons of clarity.
  • the digital input lines 281 allow the microprocessor, using appropriate software, to acquire the pulse signals supplied by each of the detectors during motion detection. It is clear that a variant of the device described would allow direct connection of the analog lines to the microprocessor, provided that the latter is provided with analog input lines leading to an analog-digital converter (these different parts are not shown). shown in Figure 13). This variant would however not be more economical, insofar as the replacement of the cells 270 by analog-digital conversion means involves a more expensive microprocessor, or the addition of converters generally more expensive than a cell such that 270.
  • a digital output line 282 allows the microprocessor, on the order of the software controlling it, to control an output stage 290, which provides an all-or-nothing signal for the automatic door control device, via line 291.
  • the software stored in the memory space addressed by the microprocessor is organized, in an exemplary mode of execution according to the invention, to periodically scan the input lines 283, 284, and to memorize the phase of door operation according to the following truth table:
  • the software is also organized to acquire the pulses 135 on the input lines 281, and to take into account these pulses during a detection process, uni- only if these are clocked at a frequency included in the bandwidth corresponding to the previously memorized operating phase.
  • BPTC bandwidth-to-live time counter
  • DETC detection counter
  • the system resets the BPTC "bandwidth" time counter by imposing a zero value on it.
  • the processor waits for the rising edge of a pulse. As soon as a rising pulse edge is detected, the DETC detection counter is incremented by one unit, while the counter BPTC time timer is started (sequence noted 302). The processor then waits for a rising pulse edge (block 303). The BPTC time counter stops as soon as the system has detected a new rising pulse edge (block 304). In 305, the content of the BPTC time counter, previously stopped, is compared with a reference value REF which corresponds to the time period separating two consecutive pulses, for the lower frequency of the passband selected as a function of the door operating phase.
  • REF reference value
  • the pulse is validated, which leads to the increment of the DETC detection counter, to the reset of the BPTC time counter, and to the waiting for a next pulse (block 306 ).
  • the content of the BPTC time counter has a value which is greater than the reference value REF, this means that the acquired pulse is an isolated pulse or that the signal frequency is less than the lower frequency of the band. bandwidth selected. In this case, the pulse is not taken into account, and the program waits for a new pulse.
  • Figures 15 and 16 show the shape of the signals acquired by the processor, as well as the state of the BPTC time counter and the DETC detection counter for two examples. These diagrams make it easy to convince yourself of the effectiveness of the rejection program for pulses of too low frequency, as just described.
  • Figure 15 corresponds to an example according to the following hypothesis.
  • the automatic door is in the closing phase. As we have seen, it is imperative to increase the lower limit of the passband, for example to 12 Hz, in order to reject the low frequency pulses corresponding to the detection of the closing movement of the door leaves.
  • the frequency of 12 Hz corresponds to successive pulses approximately every 83 milliseconds.
  • This reference value was calculated beforehand on the basis of the state of the position sensors of the automatic door and then memorized.
  • the signal 271 corresponds, for example, to the detection signal corresponding to a pedestrian approaching the door, at a certain distance from the latter, and with a speed for example of 0.5 m / s.
  • the frequency of this Doppler signal is for example 55 Hz, taking into account the angle a (see FIG. 11), which corresponds to a time period between successive pulses of approximately 18 milliseconds.
  • the BPTC time counter is shown diagrammatically by an interrupted line: when it is in the low state (0), it signals that the counter is inactive and initialized to a zero value, and when it is in the high state ( 1), it signals that the counter is active.
  • the application of the flow diagram of FIG. 14 to the example described above leads well to taking account of the pulses.
  • the BPTC time counter On the first pulse rising edge (noted 272), the BPTC time counter becomes active, and the DETC detection counter takes the value 1.
  • the BPTC counter stops and its content (18 msec) is compared with the reference value REF (83 msec). The result of the comparison leads to the increment of the DETC detection counter which takes the value 2.
  • REF 83 msec
  • Figure 16 corresponds to an example according to the following hypothesis.
  • the automatic door is still in the closing phase.
  • the lower limit of the bandwidth is therefore higher, for example at 12 Hz, in order to reject the low frequency pulses corresponding to the detection of the closing movement of the door leaves.
  • the frequency of 12 Hz corresponds to successive pulses approximately every 83 milliseconds.
  • This reference value was previously calculated on the basis of the state of the automatic door position sensors and then emitted.
  • the signal 271 this time corresponds to the signal for detecting the movement of the leaves: it has for example a frequency of 10 Hz, which corresponds to a time period between the successive pulses of 100 mil ⁇ liseconds.
  • the detection counter performs a function comparable to the integration circuit ' iscrete 140 (FIG. 7): it is incremented by one unit during taking into account each valid pulse, that is to say corresponding to a signal of frequency greater than the lower limit of the chosen bandwidth.
  • the detection threshold D of the cell 150 corresponds to a stored constant to which the content of the detection counter is compared: when the value of the counter DETC detection reaches the value of this constant, for example 18 pulses, the software is organized to produce a detection signal, thereby activating the output line 282 of the processor (FIG. 13). The task associated with this detection process will not be described in detail, since it consists simply in comparing two values.
  • a background task examines the content of the detection counter at regular intervals, for example every 250 milliseconds. If during such an examination, the content of the detection counter is different from zero, the task decrements this counter by one.
  • the interest of this cancellation progressive and longer term detection counter is obvious, if we consider that, thanks to this process, the effect of one or more non-significant pulses, due for example to one or more parasites or upon detection of a distant target, is thus canceled and does not enter into account in a cumulative process.
  • the task associated with this process of decreasing the detection counter will not be described in detail here, insofar as it proceeds by elementary logical operations.
  • a task makes it possible to confer on the detection system increased sensitivity during phase 3, when the door is open and about to close. Rather than lowering the lower threshold of the bandwidth as explained above, the task will be organized, in accordance with a variant of the invention, to impose a maximum value on the counter of detection, for example 24, and this upon detection of a rising edge of the signal 271 and for a fixed duration, for example 500 milliseconds.
  • phase 3 when the door is open and ready to close at any time, the slightest impulse, due for example to the detection of a very slow movement, leads to a prolon - gation of the detection signal and therefore the maintenance in the open position of the door, which goes in the direction of safety. It is clear that this procedure is only valid during phase 3, when the door is open. In no case can it be applied when the door is moving because, in this case, the door leaves would be detected. It will not be applied when the door is closed, because this increase in sensitivity would cause the temporary detection of more distant mobiles.
  • the exemplary embodiment described above make it possible to perfectly fulfill the objectives of the invention, namely to automatically modify the bandwidth of the digital chain for acquiring the signals supplied by the detectors as a function of the operating phase of the automatic door, in order to reject the low frequency signal corresponding to the movement of the door leaves during closing, and give the detection system increased sensitivity when the door is open and ready to close at any time.
  • the preferred embodiment which has just been set out by way of example may of course be subject to variations which are to be considered as being part of the invention in so far as they achieve one or more of the objectives. pursued.
  • the application of the method according to the invention is not limited to the detection in the environment of automatic doors.
  • Other automatic devices may also be concerned, in particular automatic machi ⁇ nes comprising moving parts that can come into contact with people operating nearby.

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Abstract

L'invention prévoit de diviser le déplacement total d'un organe mobile, par exemple un vantail de porte automatique en plusieurs phases représentées par positions prédéterminées de l'organe mobile, et de régler individuellement la sensibilité globale du circuit de traitement pour chacune des positions prédéterminées de l'organe mobile. Le réglage de la sensibilité du circuit de traitement pour chaque phase de déplacement se fait par modification d'au moins un paramètre caractéristique du circuit de traitement du signal de détection.

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE ET PROCEDE DE TRAITEMENT
D'UN SIGNAL DE DETECTION DE PRESENCE
DE PERSONNES ET OBJETS
La présente invention se rapporte aux dispositifs élec¬ troniques pour la détection de personnes ou d'objets dans l'environnement immédiat de dispositifs automati¬ ques mobiles, tels que portes automatiques ou autres équipements automatiques. Elle concerne plus particu¬ lièrement le traitement du signal de détection afin d'éviter que tout mouvement de la partie mobile de ces dispositifs n'entraîne des détections intempestives.
On connaît des détecteurs électroniques comprenant un émetteur pour émettre des ondes ou des radiations, telles que des ondes hyperfréquences ou des radiations infrarouges, et un récepteur pour capter les ondes ré¬ fléchies ou le rayonnement diffus réfléchi par un obs- tacle situé dans le champ spatial couvert, de manière à produire un signal de détection en fonction des ca¬ ractéristiques du rayonnement réfléchi. A cet égard, on connaît des détecteurs de mouvement hyperfréquences à effet Doppler qui, installés classiquement à la partie supérieure d'une porte automatique, couvrent un champ spatial de détection dont la forme et les dimensions sont déterminées par l'antenne utilisée et qui ont pour fonction de commander l'ouverture de la porte suite à la détection de tout mouvement d'une personne ou d'un objet dans le champ de détection.
Généralement, on désire que le lobe de détection ainsi développé par le détecteur soit relativement ample et que le détecteur détecte tout mouvement avec une égale sensibilité quelle que soit la direction de la person¬ ne ou de l'objet en mouvement par rapport à la porte. On pense notamment au cas où une personne se présente en longeant de très près le mur ou la paroi au travers duquel ou de laquelle la porte donne accès : cette personne ne pourra être détectée que si le lobe de détection développé par le détecteur, de section au sol généralement ellipsoïdale, s'approche de très près des vantaux de la porte. Cela implique un risque de détec¬ tion des vantaux eux-mêmes, lorsqu'ils se mettent en mouvement, donc une détection intempestive. Cette situ¬ ation n'est guère préoccupante en phase d'ouverture de la porte, étant donné que, dans ce cas, toute détec- tion, même intempestive, ne fait que confirmer l'ordre donné à l'automatisme de la porte, à savoir commander l'ouverture de celle-ci.
Une large couverture spatiale du détecteur est même souhaitable lorsque les vantaux de la porte sont ouverts et prêts à se refermer, dans la mesure où tout mouvement, même minime, doit dans ce cas être détecté de façon fiable afin de maintenir la porte ouverte.
II n'en va pas de même en phase de fermeture de la porte. En effet, dans ce cas, une détection intempes¬ tive due, par exemple au mouvement-même de la porte, entraîne un ordre d'ouverture et une inversion du mou¬ vement. Cette situation peut s'entretenir indéfiniment et conduire à un va-et-vient permanent des portes, ce qui est clairement indésirable.
Des solutions sont connues, qui permettent d'éviter cet inconvénient. Il est évident que le mouvement des van- taux de la porte n'est pas détecté lorsque l'angle for- é dans un plan vertical entre la direction moyenne de rayonnement du détecteur et la verticale est augmenté, par exemple par des moyens mécaniques prévus dans le boîtier du détecteur. Dans ce cas, l'espace situé au niveau du plan des vantaux n'est pas couvert par le lobe de détection, et de ce fait, le détecteur ne peut pas détecter une personne ou un objet en mouvement dans l'environnement immédiat des vantaux de la porte. On comble généralement cette lacune en disposant un autre type de détecteur à proximité du plan contenant les vantaux de la porte, par exemple un ou plusieurs barra¬ ges infrarouges dont l'interruption par un obstacle entraîne un signal de détection commandant l'ouverture de la porte. Les deux types de détecteurs travaillant en étroite coopération, permettent d'assurer de façon satisfaisante une fonction de détection dans l'environ¬ nement proche et plus lointain des vantaux d'une porte automatique. Cette solution est cependant plus coûteuse que l'utilisation d'un détecteur unique assurant à lui seul une couverture spatiale suffisante.
Une autre solution permettant d'éviter la détection in¬ tempestive des vantaux en mouvement consiste à diminuer la sensibilité du détecteur. Dans ce cas le détecteur n'est pas influencé par le mouvement des portes, mais il est clair que ses performances globales en sont di¬ minuées, car non seulement une personne ou un objet évoluant à proximité des vantaux n'est pas toujours bien détecté, mais, ce qui est plus grave, la détection à plus grande distance est moins performante. Dans ce cas également, il est nécessaire d'utiliser deux détec¬ teurs pour assurer une couverture spatiale suffisante, principalement à proximité de la porte.
D'autres solutions sont connues sous le vocable d'ana- lyse de signature qui sont basées sur l'analyse tempo¬ relle du signal capté par le détecteur et sur la compa¬ raison de celui-ci avec des valeurs préenregistrées, et permettent de reconnaître le mouvement de la porte et de ne pas en tenir compte. Ces solutions, particulière¬ ment élaborées, conduisent à la réalisation de détec¬ teurs complexes et coûteux.
Ce qui a été décrit ci-dessus s'applique également à d'autres types de détecteurs, comme notamment les dé¬ tecteurs de présence hyperfréquences, dont la fonction, contrairement aux détecteurs mentionnés plus haut, est de détecter la présence d'une personne ou d'un objet immobile dans leur champ de détection. Cela s'applique également et par exemple aux détecteurs de mouvement ou de présence à rayonnement infrarouge ou ultrasonore. Tous ces types de détecteurs ont un comportement diffé¬ rent selon que les vantaux de la porte à proximité de laquelle ils sont installés sont présents ou non dans leur champ de détection, avec les inconvénients cités plus haut.
La présente invention a pour but de remédier aux incon¬ vénients énoncés en proposant un dispositif et un pro- cédé de traitement du signal de détection permettant de détecter tout mouvement, même infime, d'une personne ou d'un objet dans l'environnement à la fois proche et plus lointain d'un dispositif automatique avec une égale sensibilité de détection.
Le dispositif et le procédé suivant l'invention sont définis dans les revendications indépendantes. En par¬ ticulier, l'invention prévoit de diviser le déplacement total d'un organe mobile, par exemple un vantail de porte automatique, en plusieurs phases représentées par des positions prédéterminées de l'organe mobile, et de régler individuellement la sensibilité globale du cir¬ cuit de traitement pour chacune des positions prédéter¬ minées de l'organe mobile. Le réglage de la sensibilité du circuit de traitement pour chaque phase de déplace¬ ment se fait par modification d'au moins un paramètre caractéristique du circuit de traitement du signal de détection. Divers modes de réalisation de l'invention sont décrits à titre d'exemple dans les revendications dépendantes.
L'invention est exposée plus en détail dans ce qui suit à l'aide des dessins joints illustrant à titre d'exem¬ ple l'application de l'invention à une porte automati- que.
La figure 1 représente une porte automatique coulissan¬ te équipée d'un détecteur de mouvement à effet Doppler.
La figure 2 représente la même porte automatique qu'à la figure 1, mais avec un détecteur de mouvement à effet Doppler développant un lobe de détection plus in¬ cliné par rapport à la verticale.
La figure 3 est une illustration de la porte automati¬ que représentée à la figure 1, mais complétée d'un dis¬ positif de protection formé de barrages infrarouges.
La figure 4 montre la même porte automatique qu'à la figure 1, avec un dispositif de protection additionnel constitué d'un rideau infrarouge.
La figure 5 illustre l'allure, en fonction du temps, du signal fourni par un détecteur de mouvement à effet Doppler lorsqu'un piéton s'approche d'une porte automa¬ tique. La figure 6 donne l'allure du même signal lorsque la porte se referme, sans qu'il y ait d'autre détection à proximité.
La figure 7 est un schéma par bloc d'un circuit exem¬ plaire de traitement du signal de détection, classique¬ ment utilisé dans les dispositifs de détection connus à ce jour.
La figure 8 illustre un mode de réalisation exemplaire selon l'invention, permettant d'adapter automatiquement le gain de la chaîne d'amplification en fonction des différentes phases de fonctionnement d'une porte auto¬ matique.
La figure 9 montre un mode de réalisation exemplaire selon l'invention, permettant d'adapter automatiquement le niveau de consigne de la cellule de mise en forme en fonction des différentes phases de fonctionnement d'une porte automatique.
La figure 10 illustre une variante de la figure 9, se¬ lon l'invention, permettant l'adaptation automatique du niveau de consigne de la cellule de détection.
La figure 11 matérialise l'angle caractéristique inter¬ venant dans la formule donnant la fréquence Doppler.
La figure 12 illustre un mode de réalisation exemplaire selon l'invention, permettant d'adapter automatiquement la limite inférieure de la bande passante de la chaîne d'amplification en fonction des différentes phases de fonctionnement de la porte automatique. La figure 13 est un schéma par blocs d'un mode de réa¬ lisation exemplaire préféré, selon l'invention.
La figure 14 est un organigramme proposant un procédé pour adapter par voie logicielle la limite inférieure de la bande passante en fonction des différentes phases de fonctionnement de la porte automatique.
Les figures 15 et 16 illustrent des exemples d'applica- tion du procédé représenté en figure 14.
Se reportant à la figure 1, on voit représentée en perspective une porte automatique coulissante, équipée à sa partie supérieure d'un détecteur, par exemple un détecteur de mouvement à effet Doppler 10, développant un lobe de détection 20, de forme conique, dont la sec¬ tion au sol 30 est sensiblement ellipsoïdale. Les ca¬ ractéristiques de ce lobe de détection 20 dépendent de la structure de l'antenne faisant partie de ce détec- teur 10.
Le détecteur 10 est organisé pour détecter tout mouve¬ ment d'une personne ou d'un objet dans son champ spa¬ tial de détection. Lorsque, dans un plan vertical, l'angle α présent entre l'axe vertical 21 passant au droit du détecteur 10 et l'axe moyen 22 du lobe de dé¬ tection est relativement important, le lobe de détec¬ tion est relativement écarté des vantaux 40 de la por¬ te, et ménage une zone 50, à proximité desdits vantaux, où toute personne ou objet en mouvement échappe à la détection, puisque passant en dehors du champ de détec¬ tion. Ce cas se présente lorsqu'une personne se déplace très près du mur ou de la paroi à travers lequel ou la¬ quelle la porte est montée. D'une manière générale, cette absence de détection à proximité de la porte n'est pas souhaitable dans la mesure où la fonction principale d'une porte automati¬ que est de s'ouvrir dès l'arrivée d'un piéton. D'autre part, cela peut conduire à des situations particulière¬ ment dangereuses : on pense notamment au jeune enfant qui s'est faufilé le long de la porte, sans avoir été détecté, et qui, par jeu, applique les mains sur les vantaux de la porte. Toute détection survenant à cet instant peut avoir des conséquences fort dommageables. En effet, la porte sOuvrant soudainement peut entraî¬ ner les mains de l'enfant vers le logement latéral 41 dans lequel chaque vantail pénètre en s'ouvrant. L'es¬ pace disponible autour du vantail y étant fort réduit, les mains ainsi entraînées subiront immanquablement de graves blessures.
D'autre part, lorsque les vantaux de la porte sont ouverts, il est certain que tout mouvement doit pouvoir être détecté, dans la mesure où la porte peut se refer¬ mer à tout instant, ce qui constitue une situation dan¬ gereuse.
Une manière d'éviter cette absence de détection à pro- xi ité des vantaux de la porte automatique est d'incli¬ ner plus fortement le lobe de détection du détecteur vers la porte, en diminuant l'angle a , comme illustré en figure 2, afin d'assurer une meilleure couverture spatiale à proximité de la porte. Dans ce cas la zone de non détection, représentée en 50 sur la figure 1, a disparu de la figure 2, et toute personne ou objet en mouvement pourra être détecté même très près des van¬ taux de la porte.
Dans cette nouvelle configuration, le lobe de détection 20 recoupe maintenant le plan des vantaux 40, si bien que le mouvement de ceux-ci peut être détecté par le détecteur 10. La détection des vantaux lors de l'ouver¬ ture de la porte ne constitue par un problème en soi. En effet, lorsqu'une personne se présente aux abords d'une porte automatique et se fait détecter, la porte s'ouvre en réponse au signal de détection, et ce signal dure pendant toute la durée de la progression de la personne en direction de la porte. Le détecteur ne per- çoit donc pas la différence entre le mouvement de la porte en train de s'ouvrir et le mouvement de la per¬ sonne en train de s'approcher.
Dans la situation illustrée par la figure 2, la détec- tion des vantaux en mouvement lors de la fermeture peut par contre être considérée comme détection intempesti¬ ve. En effet, après avoir ouvert la porte, et après un certain temps d'attente suivant le dernier signal de détection reçu, l'automatisme de la porte commande la fermeture de celle-ci. La mise en mouvement des vantaux est détectée par le détecteur, qui est incapable de faire la différence entre l'origine du mouvement et commandera l'ouverture de la porte : on voit clairement que la détection des vantaux conduit inévitablement, en phase de fermeture, à un va-et-vient de ceux-ci entre la position ouverte et la phase de refermeture, comme illustré par les flèches notées 42 et 43 sur la figure 2.
Par contre, la couverture spatiale telle que présentée à la figure 2 est très favorable pour assurer la sécu¬ rité entre les vantaux de la porte, lorsque ceux-ci sont ouverts et prêts à se refermer.
Une solution toute simple à ce problème consiste à di- minuer la sensibilité du détecteur, de telle façon qu'il ne soit pas influencé par le mouvement des van¬ taux de la porte. Cette solution n'est cependant pas satisfaisante, dans la mesure où les performances glo¬ bales du détecteur en sont diminuées. La détection à plus grande distance devient moins fiable, de même que la détection de petites cibles, comme les enfants, ou de piétons animés d'une très faible vitesse, comme les personnes âgées ou handicapées.
En pratique, une détection correcte ne pourra être obtenue qu'en réalisant un compromis entre l'angle d'inclinaison du détecteur - donc du lobe de détection - et la sensibilité de celui-ci. Ce compromis permet de détecter raisonnablement un piéton, tant à bonne dis¬ tance de la porte que dans son environnement immédiat, quelles que soient sa taille et sa vitesse. Cependant, il existe toujours un risque de voir un enfant se fau¬ filer contre la porte, avec le danger que cela repré- sente, comme on l'a vu plus haut. C'est la raison pour laquelle on complète souvent le dispositif de commande de la porte par un détecteur assurant une fonction de sécurité dans l'environnement des vantaux de la porte. Par exemple, un ou plusieurs barrages infrarouges sur- veilleront le seuil de la porte, au niveau des vantaux pour empêcher la fermeture de la porte lorsqu'un piéton est arrêté entre les vantaux ouverts. La figure 3 mon¬ tre une porte automatique coulissante équipée d'un dou¬ ble barrage infrarouge noté 60 et 61, assurant la sécu- rite à proximité des vantaux.
D'autres modes de protection des personnes dans l'en¬ vironnement des vantaux d'une porte automatique coulis¬ sante sont connus. On pense notamment à l'utilisation de détecteurs infrarouges développant un champ de dé- tection continu dans une tranche spatiale de faible épaisseur, pratiquement parallèle au plan des vantaux de la porte, constituant un véritable rideau de protec¬ tion.
La figure 4 illustre un détecteur de ce type, noté 70. Placé à la partie supérieure de la porte, il développe un lobe de détection 80 de forme pyramidale à base rec¬ tangulaire 90, légèrement incliné par rapport à la ver- ticale; ce genre de détecteur peut détecter la présence de toute personne ou objet présent dans son champ spa¬ tial de détection, et de ce fait empêcher la fermeture de celle-ci. Cependant, on conçoit bien que cette tech¬ nologie connaît également une limite, similaire à celle qui a été décrite plus haut : le rideau infrarouge ne peut pas s'approcher trop près des vantaux, sous peine d'avoir un comportement différent lorsque les portes sont ouvertes ou fermées.
II est clair que les détecteurs notés 10 (pour l'ouver¬ ture de la porte) et 70 (pour la sécurisation à proxi¬ mité des vantaux) peuvent cohabiter dans un même boî¬ tier, et partager des fonctions électroniques communes.
Enfin, pour terminer la revue des solutions connues à ce jour pour diminuer les inconvénients causés par la non-détection aux abords d'une porte automatique cou¬ lissante, il convient de signaler le traitement numéri¬ que du signal par une méthode connue sous le vocable d'analyse de signature.
Un détecteur hyperfréquence à effet Doppler produit généralement un signal électrique, variable en fonction du temps, et représentatif du mouvement détecté. La figure 5 montre l'allure d'un tel signal S en fonction du temps t, lorsque par exemple, un piéton 100 se présente devant la porte, progresse en direction des vantaux 40 et quitte le champ de détection 30 du détec¬ teur. Au droit du point noté 91, par exemple, le piéton aborde le lobe de détection 30 face à la porte et le signal qu'il génère possède une amplitude notée SI. Au droit du point noté 92, le piéton est engagé au milieu du lobe de détection 30 et le signal qu'il génère pos¬ sède une amplitude notée S2 : on constate que la porte 40 a commencé à s'ouvrir. Enfin, au droit du point noté 93, le piéton quitte le lobe de détection 30 et l'am¬ plitude du signal qui le caractérise à cet instant est notée S3. A ce moment, la porte 40 est complètement ouverte. Au-delà de la position notée 93, le signal dé- croît brusquement pour revenir à une valeur de repos 94 correspondant à l'absence de détection. L'ensemble des valeurs SI, S2 et S3, de même que toutes les valeurs intermédiaires constituent une courbe caractéristique de détection correspondant à un cas particulier, comme par exemple, à la figure 5, l'arrivée d'un piéton.
La figure 6 montre l'allure du même signal S en fonc¬ tion du temps t, lorsque le seul mouvement détecté est celui des vantaux de la porte en train de se refermer.
Au droit du point 91', la porte est sur le point de se refermer tandis qu'au droit du point 92', les vantaux sont à moitié fermés et qu'au droit du point 93', la porte est totalement fermée. Au-delà de la position no- tée 93', le signal décroît brusquement pour revenir à une valeur de repos 94' correspondant à l'absence de détection. L'amplitude des signaux correspondant aux points 91', 92' et 93' est indiquée par S'1, S'2 et S'3. L'ensemble des valeurs S'1, S'2 et S'3, de même que toutes les valeurs intermédiaires constituent la courbe caractéristique de détection de la fermeture de la porte, en l'absence de tout autre mouvement. Cette courbe constitue ce que l'on appelle couramment la si¬ gnature de la porte et peut être mémorisée lors d'un essai de fermeture.
On voit clairement que les courbes des figures 5 et 6 sont différentes et qu'il est donc possible, à tout moment, de définir s'il s'agit d'une détection du mou- vement des portes à la fermeture ou d'une détection d'un autre mobile. Il convient à cet effet de comparer chaque point de la courbe à la référence, appelée ci- dessus la signature de la porte. En cas de discordance entre la valeur instantanée du signal fourni par le détecteur et la valeur correspondante de la courbe de référence, le détecteur active son signal de sortie afin de provoquer l'ouverture de la porte.
Ce procédé de comparaison d'une valeur instantanée avec une valeur de référence préalablement mémorisée impli¬ que nécessairement l'utilisation de moyens digitaux tels que le microprocesseur. D'autre part, des mesures supplémentaires sont nécessaires, telles que notamment la mesure de la position instantanée de la porte à l'aide, par exemple, d'un codeur incrémental ou absolu.
Comme on le voit, les différents moyens d'éviter la non-détection aux abords des vantaux d'une porte auto¬ matique sont soit imparfaits, soit coûteux, parce qu'ils impliquent l'utilisation de capteurs supplémen¬ taires ou l'utilisation d'une technologie plus élabo¬ rée.
La présente invention concerne en particulier l'exploi- tation du signal de détection fourni par un détecteur du mouvement ou de la présence de personnes ou d'objets dans l'environnement de dispositifs automatiques.
Dans les détecteurs connus à ce jour, le signal de dé- tection est classiquement traité dans un circuit tel que schématisé en figure 7. La partie hyperfréquence, connue en soi et non représentée sur la figure, génère un signal hyperfréquence qui est rayonné dans l'espace grâce à une antenne représentée en 110, par exemple une antenne cornet. Tout objet ou toute personne en mouve¬ ment devant le détecteur réfléchit une partie de l'onde incidente. Cette onde réfléchie se trouve captée par la même antenne 110 et mélangée avec l'onde incidente dans un dispositif non représenté sur la figure 7. En consé- quence et selon l'effet Doppler, un signal basse fré¬ quence est fourni par la ligne 111 au circuit de trai¬ tement du signal schématisé à la figure 7. La fréquence de ce signal est proportionnelle à la vitesse de l'obs¬ tacle détecté, et son amplitude est proportionnelle à la taille de l'objet détecté.
Le signal de détection est présenté à l'entrée d'une cellule de filtrage et d'amplification 120 dont la bande-passante a été déterminée pour correspondre aux vitesses des obstacles à détecter. La forme d'onde 125 montre l'allure en fonction du temps du signal disponi¬ ble à la sortie de la cellule 120 de filtrage et d'am¬ plification. Au cours de la tranche temporelle 121, aucun mouvement n'a été détecté et le signal de faible amplitude tel que schématisé correspond au bruit de la chaîne d'amplification. Au cours de la tranche tempo¬ relle 122, une personne ou un objet en mouvement vient d'être détecté, ce à quoi correspond un signal périodi¬ que d'amplitude croissante. Au cours de la tranche tem- porelle 123, la personne ou l'objet détecté est totale- ment engagé dans le lobe de détection du détecteur, et génère un signal de détection d'amplitude pratiquement constante comme représenté sur le dessin.
Le signal de détection préalablement filtré et amplifié passe ensuite dans une cellule de mise en forme 130, constituée par exemple d'un comparateur. Il en ressort un signal 135, dont l'allure temporelle dépend de la consigne C du comparateur de la cellule 130. Dans l'exemple donné à la figure 7, le comparateur fournit un signal pratiquement nul 131, correspondant aux pre¬ mières alternances 121 et 122 du signal disponible à l'entrée, tandis qu'il laisse passer les alternances positives notées 132, transformées en signal carré. La fréquence de ces alternances 132 correspond à la fré¬ quence Doppler du mouvement détecté.
La sensibilité de la détection dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment du gain de la chaîne d'amplification 120, qui rend le détecteur plus ou moins sensible à des cibles de plus ou moins grande taille. De même, la sensibilité du détecteur dépend du niveau de la consigne C du comparateur 130, qui produit un signal utile 132 plus ou moins tôt dans le temps, ce à quoi correspond un lobe de détection plus ou moins grand. Par contre, le détecteur est plus ou moins sen¬ sible à la vitesse du mouvement détecté selon que la bande passante de la chaîne d'amplification 120 est plus ou moins étendue.
Le signal délivré par la cellule 130 passe ensuite dans une cellule 140 d'intégration discrète, où il est transformé en un signal 145 dont les caractéristiques sont les suivantes : au signal d'entrée pratiquement nul 131 correspond un signal de sortie 141, également pratiquement nul, tandis que les impulsions positives 132 sont transformées en signal croissant en escalier 142. Le signal 145 est ensuite présenté à l'entrée d'une cellule de détection 150, comprenant principa- lement un comparateur qui attribue une valeur binaire (0/1) à un signal de sortie 155 dont l'amplitude 151 est nulle tant que l'amplitude du signal présenté au comparateur est inférieure à la consigne D appliquée à l'autre entrée du comparateur, et qui est constante et non nulle 152 pour toute valeur du signal d'entrée su¬ périeure à la consigne D du comparateur.
La valeur binaire 1 de ce signal de sortie 155 doit provoquer l'ouverture de la porte, puisqu'elle corres- pond à une détection. A cet effet, le signal de sortie 155 est présenté à une interface de sortie 160 qui peut revêtir l'une des formes connues de l'homme de l'art, comme par exemple un transistor à collecteur ouvert, comme dessiné à la figure 7.
Il est clair que la sensibilité du détecteur dépend également du niveau de la consigne D du comparateur de la cellule de détection 150, qui porte le signal de sortie 155 à un état binaire haut plus ou moins tôt dans le temps, ce à quoi correspond un lobe de détec¬ tion plus ou moins grand.
Le circuit exemplaire de traitement du signal tel qu'il vient d'être décrit connaît classiquement plusieurs va- riantes. Une de celles-ci consiste à produire, à la sortie de la cellule de mise en forme 130, des impul¬ sions carrées correspondant à toutes les alternances du signal d'entrée et non plus seulement aux alternances positives; une autre consiste à remplacer la cellule d'intégration discrète 140 par une cellule d'intégra- tion continue. Tout ce qui a été dit plus haut concer¬ nant la sensibilité du détecteur reste d'application pour ces variantes.
Afin d'éviter les détections intempestives, il importe que, lors de sa fermeture, le mouvement de la porte ou du dispositif automatique ne soit pas pris en compte par le détecteur, sans toutefois que la sensibilité globale du détecteur ne soit fondamentalement modifiée.
Sans que ceci constitue une limitation, on distingue par exemple quatre phases de fonctionnement principa¬ les :
1. le système est au repos, porte fermée.
2. le ou les détecteurs ont détecté un mouvement et la porte est en cours d'ouverture.
3. le système est au repos, porte ouverte.
4. la porte est en cours de fermeture.
Si l'on envisage les contraintes liées à la sensibilité au cours de ces quatre phases, on déduit aisément que le détecteur doit posséder une bonne sensibilité nomi¬ nale pendant la phase 1. Cette sensibilité nominale est définie comme étant celle qui correspond à un réglage de gain et de consignes tel que tout mobile, quelles que soient sa taille et sa position devant la porte, sera détecté de façon fiable pour autant qu'il soit animé d'une vitesse correspondant au réglage de la bande passante de la chaîne d'amplification. Par con¬ tre, comme on l'a dit plus haut, la sensibilité du dé¬ tecteur au cours de la phase 2 est sans importance, dans la mesure où la porte a reçu un ordre d'ouverture et qu'il est habituel que l'automatisme de la porte achève le mouvement jusqu'à son ouverture complète. Durant la phase 3, il peut être souhaitable d'accroître la sécurité dans l'environnement de la porte en augmen¬ tant la sensibilité nominale du détecteur. En effet, au cours de cette phase, la porte peut se refermer à tout instant sur ordre de l'automatisme. Cette situation est généralement jugée dangereuse car il est clair que la porte qui se referme sur un obstacle non détecté peut être la cause de désagréments, voire d'accidents.
Pendant la phase 4, au contraire, il est souhaitable de diminuer la sensibilité nominale du détecteur afin d'éviter que celui-ci ne détecte le mouvement de la porte. Cependant, cette diminution de sensibilité ne peut pas être trop importante, dans la mesure où cette phase est également dangereuse, puisque les portes sont en mouvement dans le sens de la fermeture et que la détection tardive d'une personne s'approchant assez vite peut être également lourde de conséquences.
Un dispositif très simple peut renseigner le ou les détecteurs d'ouverture sur la position de la porte : fermée ou ouverte. Il peut s'agir par exemple de contacts de fin de course, produisant un signal binaire en fonction de la position de la porte.
L'invention vise à adapter automatiquement la sensibi¬ lité du détecteur aux différentes phases de fonctionne¬ ment de la porte ou d'un organe mobile automatique.
Le principe général qui est à la base de l'invention consiste à adapter automatiquement certains paramètres du circuit de traitement du signal de détection en fonction des différentes phases caractéristiques du système formé par la porte automatique et ses détec- teurs d'ouverture. Conformément à l'invention, le dé- placement total de la porte est divisé en plusieurs phases prédéterminées détectées par des capteurs de position déterminant, par exemple, quatre phases de fonctionnement. La sensibilité globale du circuit de traitement du signal de détection est ensuite réglée individuellement pour chacune des phases d'ouverture et de fermeture de la porte automatique, d'après la table de vérité suivante :
Il —il
Il PHASE CONTACT CONTACT SENSIBILITE II
"FERME" "OUVERT" II
Il i 1 0 nominale II
Figure imgf000021_0001
1 2 l→O 0 nominale II
Figure imgf000021_0002
I 3 0 1 élevée II
| I|I
Il 4 0 l→O réduite II
Il 1 —l|
La modification de la sensibilité de la chaîne de trai¬ tement peut porter sur les différents paramètres de la chaîne de traitement, voire sur une combinaison quel¬ conque de ces différents paramètres.
La figure 8 représente un dispositif exemplaire selon l'invention, permettant de modifier le gain de la chaî¬ ne d'amplification en fonction de l'état logique des capteurs de position de la porte. Le signal Doppler 111 est reçu dans une cellule 320 d'amplification et de filtrage dont la fonction principale est d'amplifier, dans une certaine bande passante, le signal Doppler reçu de la partie hyperfréquence schématisée en 110. La bande passante n'est pas symbolisée au niveau du schéma de la figure 8 afin de simplifier le dessin et le rai¬ sonnement qui va suivre.
La cellule 320 comprend trois éléments de commutation notés 201, 202 et 203, qui sont par exemple des commu¬ tateurs analogiques, connus en soi, ou tout autre dis¬ positif de commutation. Ces commutateurs sont actionnés par des signaux transitant respectivement sur les li- gnes notées 191, 192 et 193. Leur fonction est de con¬ necter l'une des résistances 204, 205 et 206 en contre- réaction entre la sortie et l'une des entrées de l'am¬ plificateur opérationnel figuré en 200.
Un circuit logique 180 reçoit les signaux de position 170 (porte fermée) et 171 (porte ouverte) et les trans¬ forme en signaux de commande 191, 192 et 193, ces der¬ niers actionnant de façon mutuellement exclusive l'un des commutateurs 201, 202, 203 de manière à sélection- ner l'une des résistances de contre-réaction 204, 205, 206 et donc conférer à l'amplificateur opérationnel 200 un gain plus ou moins élevé en fonction de la valeur de la résistance de contre-réaction. Le signal 125 à la sortie de la cellule 320 a une amplitude plus ou moins grande, notée 126, 127, 128, selon le gain sélectionné. La façon dont le circuit logique 180 est organisé pour produire les signaux de sortie 191, 192, 193 en fonc¬ tion des signaux d'entrée 170 et 171 n'est pas détail¬ lée ici, car elle peut être réalisée par l'un des nom- breux circuits disponibles à ce jour : circuits logi¬ ques, logique programmable, logique microprogrammée.
En résumé, dans ce premier mode de réalisation exem¬ plaire, l'adaptation automatique de la sensibilité du détecteur en fonction des différentes phases de fonc- tionnement de la porte se présente comme suit :
PHASE| CONTACT| CONTACT | SORTIE RESIS. DE i GAIN
"FERME" "OUVERT" LOGIQUE CONTRE- SENSI¬ REACTION BILITE
1 1 1 1
170 171 191|192|193 204|205|206
1 1 0 0 | 1 | 0 1 + 1 N
2 l→O 0 0 | 1 | 0 1 4 1 N
3 0 1 0 | 0 | 1 1 1 + H
4 0 l→O i | o | o •» | | R
N = nominal H = élevé R = réduit
Les signaux notés 126, 127 et 128 correspondent par exemple à un même signal d'entrée 111, mais pour des valeurs de gain d'amplification différentes.
L'adaptation automatique du gain de la chaîne d'ampli¬ fication aux différentes phases de fonctionnement de la porte automatique permet d'éviter la détection intem¬ pestive du mouvement de fermeture et d'augmenter la sensibilité au cours de la phase dangereuse.
Si le signal d'entrée 111 correspond au signal de dé¬ tection du mouvement de fermeture des vantaux de la porte, il est clair que le réglage automatique en sen¬ sibilité réduite évitera la détection intempestive. En effet, l'amplitude de ce signal après amplification, par exemple le signal 126 pour cette configuration du gain, reste inférieure à la consigne C du comparateur de la cellule de mise en forme 130, qui ne générera donc aucune impulsion en aval, comme illustré en 131, ce qui n'entraînera pas de détection intempestive. Il en aurait été autrement si, dans cet exemple, le gain avait été nominal. Dans ce cas, le signal ampli¬ fié correspondant à la détection du mouvement de fer¬ meture des vantaux de la porte aurait été d'amplitude plus importante, par exemple le signal noté 127 qui dépasse le niveau de consigne C de la cellule de mise en forme 130. Celle-ci aurait alors généré des impul¬ sions en aval, par exemple quatre impulsions notées 132 pour la tranche temporelle considérée, ce qui aurait entraîné une détection intempestive du mouvement des vantaux.
D'autre part, au cours de la phase dangereuse qui cor¬ respond à la pleine ouverture des vantaux de la porte (phase 3) , même un signal d'amplitude très faible sera amplifié fortement grâce au réglage automatique tel que décrit : il y correspond un signal amplifié noté par exemple 128 qui dépasse largement le niveau de consigne C de la cellule de mise en forme 130 et celle-ci géné- rera ainsi des impulsions en aval, par exemple cinq im¬ pulsions notées 133 pour la tranche temporelle considé¬ rée, ce qui permettra une détection très fiable de tout mouvement, même minime, au cours de la phase dangereuse où les vantaux de la porte sont ouverts et prêts à se refermer.
De plus, la modification du gain de la cellule d'ampli¬ fication rend le détecteur plus ou moins apte à détec¬ ter des mobiles de plus ou moins grande taille, ce qui conditionne les dimensions du lobe de détection dans la mesure où, grâce à un gain plus élevé, un mobile de petite taille sera détecté plus tôt, donc plus loin du détecteur. Il existe toutefois une limite de gain à ne pas dépasser afin de conserver au circuit un bon rap- port signal/bruit. Il est entendu que, dans l'esprit de l'invention, la modification automatique du gain peut porter sur d'au¬ tres composants ou combinaisons de composants. De même, le procédé reste d'application pour d'autres schémas d'amplification et même si l'amplification comporte plusieurs étages successifs.
La figure 9 illustre une cellule de mise en forme agen¬ cée suivant l'invention pour modifier automatiquement la consigne C du comparateur de cette cellule en fonc¬ tion de l'état logique des capteurs de position de la porte. La cellule 330 de mise en forme des signaux est agencée pour produire un signal carré correspondant, par exemple, aux alternances positives du signal présenté à l'entrée de la cellule. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension du dispositif sont représentés à la figure 9. La cellule 330 comprend des dispositifs de commutation 211, 212, 213, et un circuit logique 180 produisant les signaux logiques 191, 192, 193, tous ces dispositifs ayant des fonctions équiva¬ lentes à celles qui ont été décrites plus haut lors de la description d'un premier mode de réalisation exem¬ plaire de l'invention.
L'entrée négative du comparateur 210 est raccordée au point milieu d'un pont diviseur de tension formé par l'une des résistances 214, 215 et 216 et la résistance 217, ce pont étant branché entre une tension de réfé¬ rence VREF et la masse du circuit. Le point milieu pré- cité permet de fournir à l'entrée négative du compara¬ teur 210, une tension de consigne plus ou moins grande selon la valeur de la résistance sélectionnée.
En résumé, dans ce deuxième mode de réalisation exem- plaire, l'adaptation automatique de la sensibilité du détecteur en fonction des différentes phases de fonc¬ tionnement de la porte se présente comme suit :
PHASE CONTACT CONTACT SORTIE | RESIST. DE
"FERME" "OUVERT" LOGIQUE CONSIGNE |- | —
170 171 191 192 193 214|215|216
1 1 0 0 1 0 1 * 1
2 l→O 0 0 1 0 1 + 1
3 0 1 0 0 1 1 1 *
4 0 l→O 1 0 0 * 1 1
1 1
1 1
PHASE CONSIGNE SENSIBILITE
1 C2 : moyenne nominale
2 C2 : moyenne nominale
3 Cl : petite élevée
4 C3 : grande réduite
L'adaptation automatique de la consigne de la cellule de mise en forme 330 aux différentes phases de fonc¬ tionnement de la porte automatique permet d'éviter la détection intempestive du mouvement de fermeture, et d'augmenter la sensibilité au cours de la phase dange¬ reuse.
Si le signal 125 présenté à l'entrée de la cellule 330 correspond au signal de détection du mouvement des van¬ taux lors de la refermeture de la porte, il est clair que le réglage automatique de la consigne du compara¬ teur 210 de la cellule de mise en forme 330 à une va¬ leur élevée, notée par exemple C3, et provenant de la commutation automatique de la résistance 214 dans le pont diviseur, évitera la détection intempestive. En effet, l'amplitude du signal 125 dans cette configura¬ tion reste inférieure à la consigne C3 du comparateur 210 de la cellule 330 et celle-ci ne générera aucune impulsion à sa sortie, comme illustré en 131, ce qui n'entraînera pas de détection intempestive..
Il en aurait été autrement si la consigne choisie avait été par exemple C2. Dans ce cas, l'amplitude du signal 125 aurait dépassé le niveau de consigne de la cellule 330, qui aurait généré des impulsions à sa sortie, par exemple quatre impulsions notées 132 pour la tranche temporelle considérée, ce qui aurait entraîné une dé¬ tection intempestive du mouvement des vantaux.
D'autre part, au cours de la phase dangereuse qui cor¬ respond à la pleine ouverture des vantaux de la porte (phase 3) , un signal 125, même d'amplitude très faible, dépassera largement le niveau de consigne du compara- teur de la cellule 330, pour autant que ce comparateur ait été réglé automatiquement à une valeur relativement basse, telle que Cl par exemple, qui correspond à la commutation automatique de la résistance 216 du pont diviseur. Dans cette configuration, et même pour un signal d'entrée d'amplitude faible, la cellule 330 générera à sa sortie un certain nombre d'impulsions, par exemple six impulsions notées 133, et cela permet¬ tra une détection très fiable de tout mouvement, même minime, au cours de la phase dangereuse où les vantaux de la porte sont ouverts et prêts à se refermer.
De plus, une diminution du niveau de la consigne C per¬ met à la cellule de mise en forme de produire un signal de sortie pour un signal d'entrée de plus faible a pli- tude, ce qui également conditionne les dimensions du lobe de détection dans la mesure où, grâce à une consi¬ gne C de plus faible amplitude, les impulsions utiles 132 seront plus nombreuses. Il va de soi que l'amplitu¬ de de cette consigne C possède une limite inférieure en dessous de laquelle le détecteur risquerait de produire un signal de détection en réponse à un signal d'entrée de faible amplitude tel que par exemple un signal para¬ site.
II est entendu que, dans l'esprit de l'invention, la modification automatique de la consigne du comparateur de la cellule de mise en forme 330 peut porter sur d'autres composants ou combinaisons de composants; de même, le procédé reste d'applicaton pour d'autres sché- mas fonctionnellement équivalents.
La figure 10 illustre une cellule de détection agencée suivant l'invention pour modifier de façon automatique la consigne D du comparateur de cette cellule en fonc- tion de l'état logique des capteurs de position de la porte. La cellule de détection 350 suivant l'invention est agencée pour commuter automatiquement des résistan¬ ces de valeurs différentes afin que le pont diviseur fournisse une tension de référence variable à l'une des entrées du comparateur 220 de la cellule en fonction de l'état logique des capteurs de position de la porte. Cette variante est similaire à la précédente. La cellu¬ le 350 de la figure 10 comporte également un jeu de résistances commutables 221-227 et un circuit logique 180 produisant des signaux de commande en fonction de l'état des capteurs de position de la porte reçu sur les lignes 170 et 171. On ne reprendra pas ici dans le détail les explications données pour le mode de réali¬ sation exemplaire précédent étant entendu qu'elles s'appliquent tout-à-fait au montage de la figure 10. En résumé, dans ce troisième mode de réalisation exem¬ plaire, l'adaptation automatique de la sensibilité du détecteur en fonction des différentes phases de fonc¬ tionnement de la porte se présente comme suit :
PHASE |CONTACT CONTACT SORTIE | RESIST. DE
"FERME" "OUVERT" LOGIQUE CONSIGNE
_ | | —
170 171 191| 192 | 193 224|225|226
1 1 0 0 | 1 | 0 1 + 1
2 l→O 0 0 | 1 | 0 1 * 1
3 0 1 o | o | i 1 1 +
4 0 l→O i | o | o •» | |
PHASE CONSIGNE SENSIBILITE
1 D2 : moyenne nominale
2 D2 : moyenne nominale
3 Dl : petite élevée
4 D3 : grande réduite
L'adaptation automatique de la consigne de la cellule de détection 350 aux différentes phases de fonctionne¬ ment de la porte automatique permet d'éviter la détec¬ tion intempestive du mouvement de fermeture, et d'aug¬ menter la sensibilité au cours de la phase dangereuse. Il convient toutefois au préalable de comprendre la forme d'onde du signal 145 tel que représenté en figure 10.
La cellule d'intégration discrète 140 est organisée pour transformer un signal d'entrée formé d'impulsions positives successives, telles que 135, en un signal croissant en escalier, tel que représenté en 145. Ce mode d'intégration par paliers, connu de l'homme de l'art, a été représenté de façon théoriquement idéale en 145, en figure 7. Dans le mode de réalisation de la figure 10, cependant, la cellule 140 comprend à sa sortie un condensateur 141, généralement de• forte va¬ leur, susceptible de se décharger au cours du temps. Sa présence permet d'expliquer la forme d'onde plus réa¬ liste illustrée en figure 10. D'une part, les flancs montants 142 de chaque escalier ne sont pas strictement verticaux étant donné la constante de temps de la cel¬ lule 140, et d'autre part, les paliers 143 présentent en réalité une décroissance de nature exponentielle, liée à la décharge du condensateur de sortie 141.
Soit le signal 135 présenté à l'entrée de la cellule 140, qui correspond par exemple au signal de détection du mouvement des vantaux lors de la refermeture de la porte et qui comporte, par exemple, quatre impulsions s'étalant dans le temps entre les instants tl et t3. Le signal 135 est transformé par la cellule d'intégration discrète 140 en signal croissant en escaliers tel que représenté en 145 sur la figure 10. Il est clair que ce signal 145 n'aura aucune influence sur la cellule de détection 350 si conformément à l'invention, la consi¬ gne du comparateur 220 de cette cellule a été réglée automatiquement à une valeur élevée D3 , suite à la com¬ mutation, par exemple, de la résistance 224 du pont diviseur. En effet, dans cette configuration, l'a pli- tude du signal 145 reste inférieure à la consigne D3 du comparateur de la cellule 350 et celle-ci ne générera aucune impulsion à sa sortie, comme illustré en 151, ce qui n'entraînera pas de détection intempestive.
II en aurait été autrement si la consigne choisie avait par exemple été D2. Dans ce cas, l'amplitude du signal 145 aurait dépassé le niveau de consigne du comparateur de la cellule 350 au cours d'une durée limitée par les temps t2 et t4, de telle façon que la cellule 350 au- rait généré un signal de sortie parasite, noté 152, au cours de la tranche temporelle limitée par les temps t2 et t4.
D'autre part, au cours de la phase dangereuse qui cor- respond à la pleine ouverture des vantaux de la porte (phase 3) , si un signal, même d'amplitude très faible, génère, par exemple, quatre impulsions telles que re¬ présentées en 135, celui-ci est transformé en signal croissant 145 qui dépasse largement le niveau de consi- gne du comparateur de la cellule 350, pour autant que cette consigne ait été réglée automatiquement à une va¬ leur relativement basse, telle que Dl par exemple, qui correspond à la commutation automatique de la résistan¬ ce 226 du pont diviseur. Dans cette configuration, et même pour un signal d'entrée d'amplitude faible, qui ne génère qu'un nombre très limité d'impulsions, la cellu¬ le 350 produira à sa sortie un signal de détection, noté par exemple 153, au cours de la tranche temporelle limitée par les instants tl et t5. Ceci permet une dé- tection très fiable de tout mouvement, même minime, au cours de la phase dangereuse où les vantaux de la porte sont ouverts et prêts à se refermer. On le voit, le choix automatique d'un niveau de consigne de faible va¬ leur, tel que Dl, permet, au cours de la phase 3, de produire un signal de détection 153 s'étalant dans le temps jusqu'à t5, soit bien au-delà du temps t3 cor¬ respondant à la fin du mouvement détecté. Cela va bien dans le sens de la sécurité dans l'environnement immé¬ diat de la porte, lorsque celle-ci est ouverte. Enfin, le choix automatique d'une consigne de faible valeur telle que Dl permet de produire un signal de dé¬ tection 153 pratiquement instantanément dès l'instant tl où le signal a pris naissance. Ce fait est également important au cours de la phase dangereuse 3 et corres¬ pond bien à une augmentation temporaire de la sensibi¬ lité du détecteur. Une diminution de l'amplitude de la consigne D permet à la cellule de détection de produire un signal de sortie à l'état haut après intégration d'un plus petit nombre d'impulsions fournies par la cellule d'intégration discrète. En conséquence, ce ré¬ glage de sensibilité permet au détecteur de développer un lobe de détection de plus grande taille.
Dans l'esprit de l'invention, la modification automati¬ que de la consigne du comparateur de la cellule de dé¬ tection 350 peut porter sur d'autres composants ou combinaisons de composants. De même, le procédé reste d'application pour d'autres schémas fonctionnellement équivalents.
Les solutions qui précèdent permettent d'éviter les détections parasites par une diminution temporaire de la sensibilité du détecteur pendant une phase de ferme- ture et par une augmentation temporaire de la sensibi¬ lité pendant une phase de déplacement potentiellement dangereuse correspondant à la pleine ouverture des van¬ taux mobiles prêts à se refermer. Une variante de ces modes de réalisation exemplaires permet également de réaliser pleinement l'objectif recherché. Avant de la décrire en détail, il est utile de procéder à un rappel concernant la fréquence Doppler.
Un autre mode de réalisation consiste à agir automati- quement sur la bande passante de la cellule d'amplifi- cation en fonction de la phase de fonctionnement de la porte automatique, donc de l'état logique des capteurs de position de la porte. Le signal de détection engen¬ dré par le mouvement des vantaux de la porte en train de se refermer est caractérisé par une fréquence rela¬ tivement basse. Il est bien connu, en effet, dans un processus de détection de mouvement, que la fréquence Doppler fD, qui est égale à la différence entre la fréquence du rayonnement émis par l'émetteur du dëtec- teur, et la fréquence du rayonnement réfléchi reçu par le récepteur, lorsque la réflexion s'est produite sur une cible en mouvement, s'exprime par la formule :
f ≈ v ë
où fE désigne la fréquence de l'émetteur (par exemple, 24.125 GHz s'il s'agit d'un détecteur de mouve¬ ment à effet Doppler) , c désigne la vitesse de propagation des ondes émi¬ ses dans le milieu considéré (par exemple, c = la vitesse de la lumière s'il s'agit d'un détecteur de mouvement à effet Doppler) ,
VR désigne la vitesse relative de la cible détectée, dans la direction du détecteur.
Se reportant à la figure 11, on y voit par exemple un piéton abordant une porte 40 et le champ de détection 30 du détecteur 10 avec une vitesse horizontale V selon une trajectoire pratiquement orthogonale à la porte. Il est évident que la vitesse relative VR dans la direc¬ tion du détecteur s'obtient par la projection du vec- teur V sur la droite joignant le détecteur au centre géométrique de la cible.
D'autre part, on a représenté les vantaux 40 de la por- te en cours de fermeture, animés d'une vitesse v. La vitesse relative vR dans la direction du détecteur s'obtient par la projection du vecteur v sur la droite joignant le détecteur à un point médian de chaque van- tail en mouvement, ce point médian pouvant être consi¬ déré comme la partie centrale du montant métallique le plus proche du détecteur. Les notations des paramètres considérés ont été portées sur la figure 11 pour un seul vantail; il est clair que la situation est parfai- tement symétrique pour l'autre vantail.
Sur base de ce qui vient d'être dit, la formule donnée ci-dessus se généralise comme suit :
fE fD = 2 . V . cos α . — pour le piéton
fD = 2 . V . cos β . — pour le vantail
C
Lorsque les vantaux de la porte sont en train de se re¬ fermer, ceux-ci n'ont réellement d'influence sur le dé- tecteur que dans la phase finale de fermeture, lorsque le montant métallique le plus interne s'approche du rayon d'action de détecteur, soit dans les dernières dizaines de centimètres avant fermeture complète. Or, dans cette position, l'angle β formé entre la direction horizontale du mouvement et la droite joignant le cen¬ tre de ce montant et le détecteur est pratiquement égal" à 90°. Il s'ensuit, d'après la formule ci-dessus, que la fréquence Doppler du signal correspondant au mouve¬ ment de fermeture des vantaux de la porte est très faible. Cependant, ce signal est détectable étant donné la proximité du montant métallique par rapport au dé¬ tecteur, et sa haute réflectivité. Par contre, lors¬ qu'un piéton s'approche de la porte, l'angle α tel que défini plus haut est relativement différent de 90° : cet angle vaut généralement 45° lorsque le piéton est situé à bonne distance de la porte, et il est nécessai¬ re, dans ces conditions, qu'une détection fiable soit possible. D'après la formule ci-dessus, on voit que la fréquence Doppler du signal correspondant à l'approche d'un piéton est loin d'être négligeable, et qu'elle est supérieure de quelques ordres de grandeurs à la fré¬ quence Doppler du signal correspondant à la fermeture des vantaux.
L'invention propose de relever la fréquence de coupure inférieure du filtre de la cellule d'amplification et de filtrage au cours de la phase de fermeture afin de filtrer cette fréquence et d'éviter toute détection parasite du mouvement des vantaux à la refermeture. Par exemple, la fréquence de coupure inférieure du filtre, nominalement de 7 Hz, sera portée à 12 Hz au cours de la phase de refermeture de la porte. Par contre, au cours de la phase potentiellement dangereuse où les vantaux sont ouverts et prêts à se refermer à tout instant, il est intéressant d'abaisser la fréquence de coupure inférieure du filtre de la cellule d'amplifica¬ tion et de filtrage afin de permettre la détection as¬ surée de tout mouvement, même très lent (par exemple, le déplacement lent d'une personne âgée ou d'un person- ne handicapée) . Par exemple, la fréquence de coupure inférieure du filtre, nominalement de 7 Hz, sera abais¬ sée à 2 Hz au cours de cette phase potentiellement dan¬ gereuse.
La figure 12 montre un dispositif exemplaire, selon l'invention, permettant de modifier la bande passante de la chaîne d'amplification en fonction de l'état lo¬ gique des capteurs de position de la porte. On y voit une cellule d'amplification et de filtrage 420 dont la fonction principale est d'amplifier le signal de détec¬ tion reçu de la partie hyperfréquence schématisée par la référence 110, dans une certaine bande passante, mais dont la limite inférieure est ajustable. Cette cellule comprend des éléments de commutation 231, 232, 233 et un circuit logique 180 produisant les signaux logiques 191, 192, 193, tous ces éléments ayant des fonctions équivalentes à ce qui a été décrit lors de la description du premier mode de réalisation exemplaire. Les commutateurs 231, 232, 233 agissent de façon mutu- ellement exclusive sur ordre des signaux logiques 191, 192, 193 afin de sélectionner l'un ou l'autre des condensateurs de contre-réaction notés 234, 235, 236.
C'est précisément la valeur dudit condensateur qui dé- termine la limite inférieure de la bande passante du filtre, du moins dans le schéma simplifié de la cellule 420, et c'est grâce à ce changement automatique de va¬ leur que l'objectif recherché est atteint. L'allure de la bande passante du filtre ainsi réalisé est illustrée en figure 12, où l'on voit le diagramme de l'atténua¬ tion A (croissant en sens opposé à l'axe des ordonnées) en fonction de la fréquence f. La limite supérieure est par exemple fixée à 200 Hz, et correspond à la vitesse maximale probable que peut avoir un piéton abordant le dispositif automatique, tandis que la limite inférieure est variable par pas et peut prendre les valeurs de 2, 7 ou 12 Hz, selon la sélection automatique effectuée par le système.
En résumé, dans ce mode de réalisation exemplaire, l'adaptation automatique de la sensibilité du détecteur en fonction des différentes phases de fonctionnement de la porte se présente comme suit :
PHASE|CONTACT|CONTACT | SORTIE RESIS. DE |LIMITE
"FERME" "OUVERT" LOGIQUE CONTRE- DE LA
REACTION BANDE PAS¬ SANTE
., 1 1
170 171 191 192 193 234|235|236
1 1 0 0 1 0 1 * 1 N
2 l→O 0 0 1 0 1 * 1 N
3 0 1 0 0 1 1 1 + L
4 0 l→O 1 0 0 •» | | H
1 1 1
N = nominale L = faible H = élevée
L'adaptation automatique de la limite inférieure de la bande passante du filtre de la cellule d'amplification et de filtrage aux différentes phases de fonctionnement de la porte automatique permet d'éviter la détection intempestive du mouvement de fermeture et d'augmenter la sensibilité au cours de la phase dangereuse. Le signal noté 241 correspond par exemple à la détection du mouvement de fermeture des vantaux de la porte au cours des quelques dernières dizaines de centimètres avant fermeture complète. Le signal noté 242 correspond par exemple à la détection du mouvement d'un piéton s'approchant en direction de la porte automatique. Com¬ me il a été dit plus haut, on constate que la fréquence Doppler du signal 241 est plus faible que la fréquence Doppler du signal 242. Puisque la porte est en phase de fermeture, le système a réglé automatiquement la valeur inférieure de la bande passante du filtre sur une va¬ leur élevée, par exemple 12 Hz, ce qui s'obtient par exemple en commutant automatiquement le condensateur 234 grâce à l'action du signal 191 sur le commutateur 231.
Dans ces conditions, après passage dans la cellule d'amplification et de filtrage 420, les signaux 241 et 242 sont transformés en signaux 244 et 245 respective¬ ment, et seul le signal à plus haute fréquence 242, correspondant à la détection du piéton, se trouve am¬ plifié. Les signaux 244 et 245 sont représentés à une autre échelle que les signaux 241 et 242. Après passage dans la cellule 130 de mise en forme des signaux, le signal 245 est transformé en impulsions 248, tandis que le signal 244, inférieur à la consigne C, ne génère aucun signal à la sortie de la cellule 130, comme il¬ lustré en 247. On voit donc que l'objectif recherché par l'invention a bien été atteint, dans la mesure où le signal de détection du mouvement de la porte en train de se fermer ne conduit pas à une détection parce que de fréquence trop basse, tandis que simultanément, le signal de détection du mouvement d'un piéton est bien détectable parce que de fréquence plus élevée.
Un signal de très basse fréquence tel que 243, corres¬ pondant par exemple au déplacement d'un piéton très lent, par exemple, est détecté de façon très fiable au cours de la phase de pleine ouverture de la porte pour autant que, conformément à l'invention, la limite infé¬ rieure de la bande passante du filtre de la cellule 320 ait été réglée à une valeur très faible, par exemple 2 Hz. Le signal 243 est amplifié par la cellule 420 et donne naissance au signal noté 246 qui, à la sortie de la cellule 130, génère les impulsions 249. Il est clair qu'au cours de cette phase où, pour des raisons de sécurité, tout mouvement, même lent, se doit d'être détecté avec une fiabilité parfaite, la consigne D de la cellule de détection 150, par exemple, est de préfé¬ rence portée à un niveau relativement bas, comme cela a été expliqué lors de la description du troisième mode de réalisation exemplaire. En effet, lorsque le niveau de la consigne D est peu élevé, un petit nombre d'im¬ pulsions (voire une seule impulsion) , est suffisant pour faire commuter la cellule de détection 150 ou 350 et pour produire un signal de sortie qui permettra de maintenir la porte ouverte. Comme on le voit, l'objec¬ tif poursuivi par l'invention est pleinement atteint ici en combinant l'adaptation automatique de la limite inférieure de la bande passante du filtre de la cellule d'amplification du signal de détection et l'adaptation du niveau de consigne D de la cellule de détection.
Il est clair que la modification automatique de la sensibilité du détecteur en fonction des différentes phases de fonctionnement de la porte automatique peut s'obtenir en combinant plusieurs des solutions décrites dans ce qui précède.
Le procédé suivant l'invention, tel que mis en oeuvre, dans les modes de réalisation exemplaires exposés plus haut, peut évidemment s'appliquer à d'autres modes de réalisation. Par exemple, il est possible de réaliser certaines fonctions présentées ici, non plus en version purement analogique, mais en version numérique, ou éga¬ lement définir la bande passante ou la consigne de dé- tection grâce à des circuits numériques de comptage d'impulsions. Un mode de réalisation exemplaire particulièrement in¬ téressant est décrit ci-après à l'aide de la figure 13. Dans ce mode de réalisation, la plupart des fonctions énoncées plus haut au cours de la description des au- très modes de réalisation sont prises en charge par un microprocesseur (ou un microcontrôleur) , ce dernier assurant une fonction d'acquisition et de contrôle pour deux détecteurs à effet Doppler simultanés, sans que cela constitue une caractéristique indispensable. Le dispositif, selon l'invention, se présente sous la forme de trois entités interconnectées : un détecteur 100 monté d'un côté de la porte automatique, un détec¬ teur 100 monté de l'autre côté de la porte automatique, et une unité de contrôle à microprocesseur, notée 101, assurant les fonctions d'acquisition et de traitement des signaux.
Il est bien entendu qu'une configuration à deux entités est parfaitement possible, par exemple un détecteur maître possédant les circuits d'acquisition et de contrôle à microprocesseur, et un détecteur esclave qui lui est connecté. Enfin, comme cela a été dit plus haut, le procédé peut également s'appliquer à un détec¬ teur seul, muni d'un microprocesseur.
Chacun des détecteurs 100 comporte des circuits élec¬ troniques identiques tels que, par exemple, une partie hyperfréquence 110 délivrant le signal de détection 111 à une cellule d'amplification et de filtrage 260, celle-ci injectant le signal préalablement amplifié dans une ligne 125, et une cellule de mise en forme 270 transformant le signal de détection en impulsions car¬ rées 135, comme il a été dit plus haut.
La fonction de chacune des cellules de même que l'allu- re des signaux qu'elles génèrent ont été détaillées dans ce qui précède. A noter toutefois que, dans ce mode de réalisation, la bande passante du filtre des cellules 260 doit être la plus large possible, par exemple de 2 Hz à 200 Hz, étant donné que l'adaptation automatique de la limite inférieure de la bande passante effective s'effectue maintenant par voie numérique au sein d'un microprocesseur, ainsi qu'il sera explicité dans ce qui suit.
La troisième partie du dispositif selon l'invention, notée 101 sur la figure 13, comprend un microprocesseur ou microcontrôleur 280 dont les éléments périphériques usuels, tels que oscillateur, watch-dog, mémoire exter- ne éventuelle, n'ont pas été représentés pour des rai¬ sons de clarté. Les lignes d'entrées numériques 281 permettent au microprocesseur, grâce à un logiciel approprié, de procéder à l'acquisition des signaux im¬ pulsionnels fournis par chacun des détecteurs lors d'une détection de mouvement. Il est clair qu'une variante au dispositif décrit permettrait de connecter directement les lignes analogiques au microprocesseur, pour autant que celui-ci soit muni de lignes d'entrées analogiques conduisant à un convertisseur analogique- digital (ces différentes parties ne sont pas représen¬ tées à la figure 13) . Cette variante ne serait cepen¬ dant pas plus économique, dans la mesure où le rempla¬ cement des cellules 270 par des moyens de conversion analogique-numérique implique un microprocesseur plus coûteux, ou l'adjonction de convertisseurs généralement plus coûteux qu'une cellule telle que 270.
Deux autres lignes d'entrée numériques 283 et 284 sont câblées aux contacts de fin de course 170, 171 qui per- mettent de renseigner le microprocesseur sur l'état de la porte. Une ligne de sortie numérique 282 permet au microprocesseur, sur ordre du logiciel le pilotant, de commander un étage de sortie 290, lequel fournit un signal tout ou rien pour le dispositif de commande de la porte automatique, par la ligne 291.
Le logiciel mémorisé dans l'espace mémoire adressé par le microprocesseur est organisé, dans un mode d'exécu¬ tion exemplaire selon l'invention, pour scruter pério¬ diquement les lignes d'entrée 283, 284, et pour mémori¬ ser la phase de fonctionnement de la porte selon la table de vérité suivante :
CONTACT | CONTACT | PHASE | || "FERME" | "OUVERT" | |
Figure imgf000042_0001
|| i | o | i |
Il 1→0 1 ° 1 2 1
Figure imgf000042_0002
o | i | 3 |
Figure imgf000042_0003
Il ° 1 1→0 1 II
Il ne sera pas donné ici d'exemple de logiciel permet¬ tant à un microprocesseur de procéder à ces opérations logiques, dans la mesure où un tel logiciel est de la compétence normale de l'homme de métier.
D'autre part, le logiciel est également organisé pour procéder à l'acquisition des impulsions 135 sur les lignes d'entrée 281, et à prendre en considération ces impulsions au cours d'un processus de détection, uni- quement si celles-ci sont cadencées à une fréquence comprise dans la bande passante correspondant à la phase de fonctionnement préalablement mémorisée.
La réjection des impulsions 135, lorsqu'elles se succè¬ dent à une fréquence inférieure à la limite inférieure de la bande passante sélectionnée en fonction de la phase de fonctionnement de la porte automatique, peut s'effectuer, par exemple, suivant l'organigramme de la figure 14, qui est une méthode parmi d'autres possi¬ bles.
Il y est défini un compteur de temps "bande passante" (noté BPTC) , dont la fonction est de vérifier la frê- quence des impulsions 135 et un compteur de détection (noté DETC) , intervenant dans le processus de détection qui sera décrit plus bas. Le contenu du compteur de temps "bande passante" est comparé à une valeur de ré¬ férence REF, qui correspond à la limite inférieure de la bande passante autorisée au cours de la phase de fonctionnement de la porte en cours.
Il est clair que l'organigramme de la figure 14 est donné sous forme logique et relativement simplifiée pour la compréhension; en réalité, il s'agit d'une tâche interactive, gérée par interruption, et qui se déroule en parallèle avec d'autres tâches, dont il sera question plus tard.
En 300, le système réinitialise le compteur de temps "bande passante" BPTC en lui imposant une valeur nulle. Au cours de la séquence 301, le processeur attend le flanc montant d'une impulsion. Dès qu'un flanc montant d'impulsion est détecté, le compteur de détection DETC se trouve incré enté d'une unité, tandis que le comp- teur de temps BPTC se trouve démarré (séquence notée 302) . Le processeur attend ensuite un flanc montant d'impulsion (bloc 303). Le compteur de temps BPTC s'arrête dès que le système a détecté un nouveau flanc montant d'impulsion (bloc 304). En 305, le contenu du compteur de temps BPTC, préalablement arrêté, se trouve comparé à une valeur de référence REF qui correspond à la période temporelle séparant deux impulsions consécu¬ tives, pour la fréquence inférieure de la bande passan- te sélectionnée en fonction de la phase de fonctionne¬ ment de la porte. Si le contenu du compteur de temps BPTC a une valeur inférieure à la valeur de référence REF, cela signifie que la fréquence du signal est supé¬ rieure à la fréquence inférieure de la bande passante sélectionnée. Dans ce cas, l'impulsion se trouve vali¬ dée, ce qui conduit à l'incrémentation du compteur de détection DETC, à la remise à zéro du compteur de temps BPTC, et à l'attente d'une impulsion suivante (bloc 306) . Par contre, si le contenu du compteur de temps BPTC a une valeur qui est supérieure à la valeur de référence REF, cela signifie que l'impulsion acquise est une impulsion isolée ou que la fréquence du signal est inférieure à la fréquence inférieure de la bande passante sélectionnée. Dans ce cas, l'impulsion n'est pas prise en compte, et le programme se met en attente d'une nouvelle impulsion.
Les figures 15 et 16 représentent l'allure des signaux acquis par le processeur, ainsi que l'état du compteur de temps BPTC et du compteur de détection DETC pour deux exemples. Ces diagrammes permettent de se convain¬ cre facilement de l'efficacité du programpme de réjec- tion des impulsions de trop faible fréquence, tel qu'il vient d'être décrit. La figure 15 correspond à un exemple selon l'hypothèse suivante. La porte automatique est en phase de fermetu¬ re. On l'a vu, il est impératif d'augmenter la limite inférieure de la bande passante, par exemple à 12 Hz, afin de réjecter les impulsions de fréquence basse cor¬ respondant à la détection du mouvement de fermeture des vantaux de la porte.
Dans ces conditions, la fréquence de 12 Hz correspond à des impulsions se succédant environ toutes les 83 millisecondes. Cette valeur de référence a été préala¬ blement calculée sur base de l'état des capteurs de position de la porte automatique et ensuite mémorisée. Le signal 271 correspond, par exemple, au signal de détection correspondant à un piéton abordant la porte, à une certaine distance de celle-ci, et avec une vites¬ se par exemple de 0,5 m/s. La fréquence de ce signal Doppler est par exemple de 55 Hz, compte tenu de l'an¬ gle a (voir figure 11) , ce qui correspond à une période temporelle entre les impulsions successives d'environ 18 millisecondes.
Le compteur de temps BPTC est schématisé par un trait interrompu : lorsqu'il est à l'état bas (0) , il signale que le compteur est inactif et initialisé à une valeur nulle, et lorsqu'il est à l'état haut (1), il signale que le compteur est actif.
Selon cette hypothèse, on voit que l'application de l'organigramme de la figure 14 à l'exemple décrit ci- dessus conduit bien à la prise en compte des impul¬ sions. Au premier flanc montant d'impulsion (noté 272) , le compteur de temps BPTC devient actif, et le compteur de détection DETC prend la valeur 1. Dès l'arrivée du flanc montant d'impulsion suivante, le compteur BPTC s'arrête et son contenu (18 msec) se trouve comparé avec la valeur de référence REF (83 msec) . Le résultat de la comparaison entraîne l'incrémentation du compteur de détection DETC qui prend la valeur 2. Le compteur de temps BPTC est ensuite remis à zéro, et le procédé se poursuit de façon similaire, conduisant à l'incrémenta¬ tion successive du compteur de détection.
La figure 16 correspond à un exemple selon l'hypothèse suivante. La porte automatique est toujours en phase de fermeture. La limite inférieure de la bande passante est donc plus élevée, par exemple à 12 Hz, afin de ré- jecter les impulsions de fréquence basse correspondant à la détection du mouvement de fermeture des vantaux de la porte. Dans ces conditions, la fréquence de 12 Hz correspond à des impulsions se succédant environ toutes les 83 millisecondes. Cette valeur de référence a été préalablement calculée sur base de l'état des capteurs de position de la porte automatique et ensuite émori- sée. Le signal 271 correspond cette fois au signal de détection du mouvement des vantaux : il a par exemple une fréquence de 10 Hz, ce qui correspond à une période temporelle entre les impulsions successives de 100 mil¬ lisecondes.
Selon cette hypothèse, on voit que l'application de l'organigramme de la figure 14 à l'exemple décrit ci- dessus ne conduit pas à la prise en compte des impul¬ sions. Au premier flanc montant d'impulsion (noté 272) , le compteur de temps BPTC devient actif, et le compteur de détection DETC prend la valeur 1. Dès l'arrivée du flanc montant d'impulsion suivante, le compteur s'arrê¬ te et son contenu (100 msec) se trouve comparé à la va¬ leur de référence REF (83 msec) . Le résultat de la co - paraison n'entraîne pas l'incrémentation du compteur de détection DETC qui garde la valeur 1. Le procédé se poursuit de façon similaire, ne conduisant pas à l'in¬ crémentation successive du compteur de détection.
On conçoit bien que, dans ce mode de réalisation exem¬ plaire suivant l'invention, le compteur de détection assure une fonction comparable au circuit d'intégration ' iscrète 140 (figure 7) : il s'incrémente en effet d'une unité lors de la prise en compte de chaque impul- sion valide, c'est-à-dire correspondant à un signal de fréquence supérieure à la limite inférieure de la bande passante choisie. Poursuivant plus loin l'analogie avec le schéma de la figure 7, on conçoit également que le seuil de détection D de la cellule 150 correspond à une constante mémorisée à laquelle le contenu du compteur de détection est comparé : lorsque la valeur du comp¬ teur de détection DETC atteint la valeur de cette cons¬ tante, par exemple 18 impulsions, le logiciel est or¬ ganisé pour produire un signal de détection, activant en cela la ligne de sortie 282 du processeur (figure 13) . La tâche associée à ce processus de détection ne sera pas décrite en détail, dans la mesure où elle consiste simplement à comparer deux valeurs.
On a vu plus haut (figure 10) que la forme d'onde du signal 145 produit par la cellule d'intégration discrè¬ te 140 présentait des paliers d'allure exponentielle- ment décroissante. Cette caractéristique peut être implémentée de façon avantageuse comme décrit ci- dessous. Pour cela, une tâche en arrière-plan examine le contenu du compteur de détection à intervalles régu¬ liers, par exemple toutes les 250 millisecondes. Si lors d'un tel examen, le contenu du compteur de détec¬ tion est différent de zéro, la tâche décrémente ce compteur d'une unité. L'intérêt de cette annulation progressive et à plus long terme du compteur de détec¬ tion est évident, si l'on considère que, grâce à ce procédé, l'effet d'une ou de plusieurs impulsions non significatives, dues par exemple à un ou plusieurs pa- rasites ou à la détection d'une cible lointaine, est ainsi annulé et n'entre pas en compte dans un processus cumulatif. La tâche associée à ce processus de décré¬ mentation du compteur de détection ne sera pas décrite en détail ici, dans la mesure où elle procède par opé- rations logiques élémentaires.
Pour terminer la description de quelques tâches essen¬ tielles liées à la configuration exemplaire de la fi¬ gure 13 et réalisant les objectifs de l'invention, une tâche permet de conférer au système de détection une sensibilité accrue au cours de la phase 3 , lorsque la porte est ouverte et sur le point de se refermer. Plu¬ tôt que d'abaisser le seuil inférieur de la bande pas¬ sante comme on l'a exposé ci-dessus, la tâche sera or- ganisée, conformément à une variante de l'invention, pour imposer une valeur maximale au compteur de détec¬ tion, par exemple 24, et ce dès la détection d'un flanc montant du signal 271 et pour une durée fixée, par exemple 500 millisecondes.
On conçoit clairement qu'au cours de la phase 3, lors¬ que la porte est ouverte et prête à se refermer à tout moment, la moindre impulsion, due par exemple à la dé¬ tection d'un mouvement très lent, entraîne une prolon- gation du signal de détection et donc le maintien en position ouverte de la porte, ce qui va dans le sens de la sécurité. Il est clair que cette procédure n'est va¬ lable qu'au cours de la phase 3, lorsque la porte est ouverte. Elle ne peut en aucun cas être appliquée lors- que la porte est en mouvement car, dans ce cas, le mou- vement des vantaux serait détecté. Elle ne sera pas ap¬ pliquée lorsque la porte est fermée, car cette augmen¬ tation de sensibilité entraînerait la détection intem¬ pestive de mobiles plus lointains.
Comme on vient de le voir, le mode de réalisation exem¬ plaire décrit ci-dessus, avec les tâches micro-informa¬ tiques y associées, permettent de remplir parfaitement les objectifs de l'invention, à savoir modifier automa- tiquement la bande passante de la chaîne numérique d'acquisition des signaux fournis par les détecteurs en fonction de la phase de fonctionnement de la porte au¬ tomatique, afin de réjecter le signal de fréquence bas¬ se correspondant au mouvement des vantaux de la porte lors de la fermeture, et de conférer au système de dé¬ tection une sensibilité accrue lorsque la porte est ouverte et prête à se refermer à tout moment. Le mode de réalisation préférentiel qui vient d'être exposé à titre d'exemple peut bien entendu connaître des varian- tes qui sont à considérer comme faisant partie de l'in¬ vention dans la mesure où elles réalisent un ou plu¬ sieurs des objectifs poursuivis.
D'autre part, on tirera avantageusement profit de l'utilisation d'un microprocesseur pour faire effec¬ tuer à celui-ci d'autres tâches liées au système de détection. On pense notamment à la possibilité d'in¬ tégrer la gestion d'un ou plusieurs barrages infra¬ rouges de sécurité au niveau de l'entité de contrôle 101 (figure 13) . Dans ce cas, le système de détection et de protection formé de deux détecteurs de mouvements et d'un ou plusieurs barrages infrarouges de sécurité, tous ces éléments étant raccordés à une entité de contrôle gérée par microprocesseur, constitue un véritable système centralisé de gestion de la détec- tion aux abords d'une porte ou d'un dispositif automa¬ tique. La distribution des ressources du microproces¬ seur dans l'esprit de l'invention décrite plus haut peut s'avérer très intéressante, tant du point de vue de la performance que du point de vue économique.
Il est clair que le procédé proposé par l'invention peut également s'appliquer à d'autres systèmes de dé¬ tection. On pense par exemple aux détecteurs de mouve- ment à effet Doppler munis de deux canaux de détection et permettant de discriminer le sens de déplacement du mobile détecté. L'application du procédé nécessite dans ce cas de dédoubler les lignes d'entrée 281. D'autres technologies pourront aussi avantageusement bénéficier du procédé selon l'invention, comme par exemple la dé¬ tection ultrasonore ou infrarouge active.
Enfin, l'application du procédé selon l'invention ne se limite pas à la détection dans l'environnement des por- tes automatiques. D'autres dispositifs automatiques peuvent également être concernés, notamment les machi¬ nes automatiques comportant des organes en mouvement pouvant entrer en contact avec les personnes opérant à proximité.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'un signal de détection élec¬ trique fourni par un détecteur de mouvement ou de pré¬ sence de personnes ou objets dans l'environnement immé¬ diat d'un organe mobile d'un dispositif automatique, caractérisé en ce que le déplacement total de l'organe mobile est divisé en plusieurs phases représentées par des positions prédéterminées de l'organe mobile, et la sensibilité globale du circuit de traitement du signal de détection est réglée individuellement pour chacune des positions prédéterminées de l'organe mobile.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sensibilité du circuit de traitement est ré¬ glée par une modification d'au moins un paramètre caractéristique du circuit de traitement du signal de détection en réponse à un signal au moins représentant la position réelle de l'organe mobile.
3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la sensibilité du circuit de traitement est réglée par une modification du gain de la chaîne d'am¬ plification.
4. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la sensibilité du circuit de traitement est réglée par une modification de la bande passante de la chaîne d'amplification.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la modification de la bande passante est réali¬ sée en modifiant la fréquence de coupure inférieure d'un filtre de la chaîne d'amplification.
6. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la modification de la bande passante est réali¬ sée en modifiant la fréquence d'une consigne de compa¬ raison de niveau.
7. Circuit de traitement électronique d'un signal de détection produit par un détecteur de mouvement ou de présence couvrant un champ de détection spatial déter¬ miné dans l'environnement immédiat d'un organe mobile d'un dispositif automatique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour détecter des positions réelles prédéterminées de l'organe mobile et produire des si¬ gnaux de position (170, 171) , et des moyens répondant aux signaux de position pour produire des signaux de réglage afin de modifier la sensibilité du circuit de traitement.
8. Circuit suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens répondant aux signaux de position comprennent un circuit logique (180) répondant aux signaux de position précités pour produire des signaux de commande (191, 192, 193), plusieurs éléments de com¬ mutation (201, 202, 203; 211, 212, 213; 221, 222, 223) actionnés par les signaux de commande précités afin d'insérer des éléments résistifs respectifs (204, 205, 206; 214, 215, 216; 224, 225, 226) de manière à modi¬ fier le gain d'un amplificateur ou le niveau d'un si¬ gnal de consigne.
9. Circuit suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit logique (180) répondant aux signaux de position précités pour produire des si¬ gnaux de commande (191, 192, 193), plusieurs éléments de commutation (231, 232, 233) actionnés par les si- gnaux de commande précités afin d'insérer des éléments réactifs respectifs (234, 235, 236) de manière à modi¬ fier la limite inférieure de la bande passante du circuit.
10. Circuit suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens répondant aux signaux de position précités sont constitués par un microprocesseur (280) programmé pour acquérir les impulsions de détection, scruter les états des signaux de position précités et produire des signaux de commande (291) pour le disposi¬ tif de commande du dispositif automatique en fonction de l'état du signal de position détecté.
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