WO2005101062A1 - Procede et installation de detection de passage associe a une porte d’acces - Google Patents

Procede et installation de detection de passage associe a une porte d’acces Download PDF

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WO2005101062A1
WO2005101062A1 PCT/FR2004/001786 FR2004001786W WO2005101062A1 WO 2005101062 A1 WO2005101062 A1 WO 2005101062A1 FR 2004001786 W FR2004001786 W FR 2004001786W WO 2005101062 A1 WO2005101062 A1 WO 2005101062A1
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WO
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detection
passage
person
profile
level
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/001786
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English (en)
Inventor
Pierre Girod
Nicolas Pequeux
Samuel Jadin
Original Assignee
Automatic Systems
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Publication date
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Priority to DK04767618T priority patent/DK1730554T3/da
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Priority to EP04767618A priority patent/EP1730554B1/fr
Priority to AT04767618T priority patent/ATE443274T1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E05F15/73—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to movement or presence of persons or objects
    • E05F15/74—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to movement or presence of persons or objects using photoelectric cells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof characterised by the type of wing
    • E05Y2900/132—Doors
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/181—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems
    • G08B13/183—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using active radiation detection systems by interruption of a radiation beam or barrier

Definitions

  • the present invention relates to a passage detection method associated with an access door, for example an immigration airlock, a boarding gate or the entry into a secure building in particular to guarantee the single passage of a person.
  • the invention also relates to a passage detection installation suitable for implementing the method according to the invention.
  • a security door is known in particular comprising detectors capable of detecting the simultaneous presence of two people in the passage compartment of the door.
  • the detection system described in this document is not completely reliable.
  • a reliable detection system must be able to guarantee more than 99% the uniqueness of a person's passage. To this end, this system must be able to detect the passage of: - two people at the front or closely following each other, - a single person accompanied by a child, - a single person pulling or pushing a trolley or other baggage (coat, briefcase, ...) - of a single person carrying a child, a bag. - a single person hesitating or hopping, etc.
  • the aim of the present invention is to improve the known passage detection methods in order to guarantee in an almost absolute manner the uniqueness of the passage.
  • the passage detection method associated with an access door for example an immigration airlock, a boarding gate or the entry into a secure building in particular to guarantee the single passage of a person is characterized in that the profile of the person is determined by means of a vertical row of infrared emitting cells D1 arranged at the entrance of the door opposite receiving cells connected to a control unit UC which manages the sampling and the signal transmission rate and depending on this profile, the access door is opened or kept closed.
  • the profile obtained according to the invention not only facilitates the comparison between the profiles obtained, but allows a clear distinction to be made between a single person, two people following each other very closely, a single person carrying or pulling a bag, etc.
  • certain zones of the profile are filtered to mask them or to eliminate parasitic zones.
  • the profile is cut into zones which are treated separately.
  • each zone is characterized according to its size to determine whether the zone corresponds to a man, a child or an object.
  • each zone which touches the ground is characterized in order to discriminate by the shape of the zone, a child from a trolley and a child from a schoolbag or a backpack and each is characterized area that does not touch the ground to discriminate against a child carried, from luggage.
  • an additional filtering is carried out to eliminate the backward movements of the person and the profiles are reduced to their true size.
  • the profiles obtained according to the method of the invention make it possible to detect, in particular: a person accompanied by a child, two people following each other very close to each other, - a person moving forward then backward and advancing again, a person jumping, a child following a large trolley, a person carrying a backpack, a person carrying a child on their back.
  • the size and the volume of each zone are determined, after identification of an area touching the ground, a trolley or bag, after identifying an area not touching the ground, we identify according to the volume of the area, a child or a bag, after filtering and before cutting into zones, we detect the passage of several people at the front.
  • the passage detection installation associated with an access door for example boarding or entry into a secure building in particular to guarantee the uniqueness of a person's passage
  • a first level of detection formed by a vertical row of active infrared emitting cells (D1) arranged opposite a vertical row of receiving cells to determine the profile of an incoming person , these cells being connected to a central unit (CPU) which manages the sampling and the transmission rate of the signals and means for controlling the opening or maintaining in the closed state of the access door.
  • D1 active infrared emitting cells
  • CPU central unit
  • the installation comprises: a speed detector D3, for determining the speed of passage of the person, means for modifying the profile determined by the first level of detection to obtain a profile independent of the speed of passage, means for comparing the profile obtained with an architecture of profiles contained in a memory.
  • the means for determining the speed of passage comprise a doppler radar, 5 - it comprises a second level of detection formed by a passive or thermopile infrared cell, for detecting the presence of a cold body, the second level of detection precedes the third level of detection which is constituted by the speed detector, 10 - the radar of the third level of detection is arranged at a certain distance from the entrance to the access door and is oriented to send its beam to this entrance, the passive or thermopile infrared cells of the second detection level comprise at least one cell arranged at the entrance to the door and oriented to send their beam transversely to the passage, it comprises a 5 th detection level for detecting the simultaneous passage of two people, comprising ultrasonic detectors arranged transversely to the passage, 20 the detectors of the fourth detection level comprise at least two ultrasonic detectors arranged at the upper part of the entrance to the access door and oriented to diffuse their beam downwards.
  • the fourth level of detection can be carried out by: a) detection of the feet by means of distance sensors, situated horizontally at the bottom of the equipment b) analysis of a camera image taken from the front (edge detection)
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a passage detection installation according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of the control system associated with the installation
  • Figures 3 to 7 show different examples of profiles obtained by the first detection level
  • Figure 8 shows a profile obtained by combining the first and second detection levels
  • - Figure 9 shows a profile obtained by combining three detection levels
  • FIG. 10 illustrates the frontal detection of a person and two persons
  • FIG. 11 is a schematic plan view of a two-door installation, one-way
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a passage detection installation according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of the control system associated with the installation
  • Figures 3 to 7 show different examples of profiles obtained by the first detection level
  • Figure 8 shows a profile obtained by combining the first and second detection levels
  • - Figure 9 shows a profile obtained by combining three detection levels
  • FIG. 10 illustrates the frontal detection of a person and two persons
  • FIG. 11 is a schematic plan view of a two-door installation
  • FIG. 12 is a schematic plan view of 'a two-door installation, bidirectional
  • Figures 13 to 17 are diagrams showing the progress of the programs during the successive implementation of the different detection levels
  • Figure 18 illu stre the step of cutting into zones of the profile obtained
  • FIG. 19 illustrates the step of detecting the maxima and minima of profile obtained
  • FIGS. 20 and 21 illustrate four examples of detections.
  • the installation comprises an access door comprising an entrance 1 and an exit 2 giving access to a boarding area or to the entrance to a building.
  • This access door includes a certain number of detectors D1, D2, D3, D4 whose positions and functions will be detailed later.
  • the installation further comprises (see FIG. 2) a central unit UC which communicates with a memory M which contains a profile architecture and with the different detectors D1, D2, D3, D4.
  • the central processing unit UC is also suitable for opening the door P or keeping it closed and triggering an alarm A.
  • the access door has several detection levels. The first level of detection is achieved by a profile recognition of the person and the objects.
  • level 1 of detection that is to say that can be detected but with lower detection reliability: 1. discrimination between: a. a person partially crossing the gantry and then taking a step back then crossing the gantry (see the profile shown in Figure 3), b. a person making a U-turn (see profile in figure 4), c. tailgating (see profile in figure 5), i.e. two people closely following each other,
  • passive infrared sensors are used to constitute a second level of detection.
  • the passive infrared sensors used are so-called “intelligent” sensors, that is to say capable of adapting to their environment, thus overcoming the main defect of traditional active infrared sensors (ie say the strong influence of the environment).
  • These sensors can also be thermopile sensors or include an ambient temperature compensation.
  • the profiling carried out by level 1 indicates in cases "3" and "4", whether it is a suitcase or a bag probably a suitcase or a bag probably of a child - of a child
  • FIG. 7 shows at the bottom of the figure the profile obtained by the detectors D1 and at the top the profile obtained by the detector D2.
  • two passive infrared sensors D2 are used, as shown in FIG. 1. It is still possible to improve reliability by using four sensors D2 by placing two sensors opposite two other sensors. If we want to be able to discriminate between a person partially crossing the gantry and then taking a step back then crossing the gantry, a person making a U-turn, and two people following each other closely, it is necessary to acquire the notion of meaning of displacement. This information is made possible: - by a D3 Doppler radar opposite the entrance to the door, as shown in Figure 1, or by crossing two or three successive active infrared barriers. by a distance measurement taken in front of the passage (measurement at regular intervals)
  • Figure 8 shows the result of this detection. Knowing the speed of passage of a person and possibly of an object, it is possible to modify the profiles to discriminate them with regard to speed to facilitate their comparison with the architecture of profiles stored in the memory M. This fourth level of recognition of detected profiles makes it possible to considerably improve system performance.
  • a fifth detection level is provided for detecting people crossing entrance 1 of the door head-on. This detection is particularly useful in the case of wide passages.
  • profile detection does not make it possible to detect people passing simultaneously in front of the detectors. If the passage is not perfectly simultaneous, it is likely that this fraud is also detected by level 1 profiling.
  • This detection can be done by: horizontal profiling carried out by D4 ultrasonic detection cells placed in the upper part of entrance 1 of the door. In the example shown in Figure 1, the three detectors D4 send their beam downwards. These ultrasonic detectors can be replaced by laser or infrared sensors. Two profile detections can thus be used. These detectors give the distance information continuously which allows for lateral profiling. The profiiage, produced by the three D4 detectors, allows for a three-dimensional grid of the person / object crossing the door entrance.
  • Figure 10 shows a top normal passage of a person and below two people crossing head-on, fraudulently, the entrance.
  • o - A variant consists in using, instead of ultrasonic detectors, a laser measurement system which, by means of a rotating mirror, can perform profiling in a vertical plane perpendicular to the plane of the profile.
  • o - A variant consists in using, the shape recognition on an image made facing the passage.
  • Another technique consists in using distance sensors c (see figure 1) to detect the feet.
  • distance sensors c see figure 1 to detect the feet.
  • the feet are identified and if the distance between them and the lateral uprights of the device is too small, then this means that: 1. a person spends his leg wide apart ( unlikely) 2. a person passes with a trolley next to him (unlikely since the trolleys are behind) 3. two people pass head on.
  • thermal sensors Indeed, the heat released at ground level by the leg is greater than that given off by the trolley.
  • the distance sensors are placed low enough not to detect the suitcases of the passengers.
  • Another solution consists in using two detection levels 1 in which the detectors are crossed in X, which makes it impossible for two people to pass simultaneously for the two detection levels 1.
  • DMI capacitive measurement system
  • this level detection level 5
  • these sections are arranged vertically (for example, a first section from 10 mm to 310 mm high, another from 600 to 900, from 1200 to 1500).
  • FIG. 1 also shows, by horizontal lines T, the locations of the speed and direction detection cells.
  • Figures 11 and 12 show in plan the access portal and the locations of the various detectors.
  • Figure 11 illustrates the case of a unidirectional gantry which is crossed in direction A.
  • FIG. 12 illustrates the case of a bidirectional gantry which can be crossed in both directions A and B.
  • S1, S2, S3, S4 designate sensors which are not the subject of the present invention but which are necessary for the operation of the installation.
  • the detectors D1, D2, D3, D4 have already been defined above and provide the different detection levels of the invention.
  • - S1 is a Doppler effect radar placed at the entrance of the first door in direction A
  • 52 is an active infrared cell arranged at the exit of the first door in direction A
  • 53 is an active infrared cell arranged at the entrance of the second door in direction A
  • 54 is an active infrared cell arranged at the exit of the second door in meaning
  • D1 is a curtain of active IR cells associated with passive IR cells to determine the profiles and distinguish between a man and an object
  • D3 and D4 are Doppler radars to detect the presence of a person between the two doors and the intrusion in opposite direction
  • - D5 is a curtain of active IR cells which does not is used only in the case of wide doors.
  • the arrangement of the sensors S1, S2 (D2), D1, D5 is symmetrical for the two doors.
  • the table below summarizes the various detections carried out by the installation according to the invention: two people closely following each other or person crowded with luggage, jumping over, sliding under, two people in front
  • the program that controls the various detection and recognition functions is written, for example, in Visual C ++. Other programming languages such as programmed PLC or others can be used without departing from the scope of the invention.
  • the program can be executed on a PC connected to the central processing unit UC.
  • the diagrams represented in FIGS. 13 to 17 describe the successive phases of the program implemented in the different detection levels.
  • the diagram in FIG. 13 presents the different program phases implemented in detection levels 1 and 2.
  • the diagram in FIG. 14 adds to the phases presented in FIG. 13, the detection of a large area carried out at using the IR detection cells placed at the exit of the first door.
  • the diagram of FIG. 15 adds to the phases presented on the diagram of FIG. 13, those implemented at detection level 3.
  • the diagram of FIG. 16 adds to the phases presented on the diagram of FIG. 13 those implemented at detection level 4.
  • the diagram in FIG. 17 adds to the phases presented on the diagram in FIG. 13 those implemented at detection level 5.
  • Level 1 The active infrared detectors D1 form a curtain of infrared beams which is crossed by one or more people and possibly an object.
  • the UC control unit establishes profiles by means of control logic.
  • Filtering phase To highlight certain zones which can be masked by non useful information, a first filtering is necessary. It is also necessary to filter certain parasitic information, that is to say the too small zones corresponding to hands, straps, ... This filtering corresponds on the one hand to a rectification of the data and on the other hand to a cleaning of parasitic information.
  • Zone division phase The profile is divided into zones which will be treated separately. To do this, we detect the transitions (increase / decrease). This phase is illustrated in Figure 18. The maximums and minimums of the profiles are also determined (see figure
  • Phase "Touching the ground” This function has the simple aim of dividing two cases to be treated separately since they have different characteristics. Indeed, it is here to discriminate on the one hand a child of a trolley (touching the ground) on the other hand a child of a satchel or a backpack (not touching the ground)
  • Troley shape phase This part of the algorithm makes it possible to check whether it is a child or a trolley, because a trolley is inclined and has a straight side, which a child does not have. .
  • “Possible child position” phase Depending on the height of the object, it is possible to eliminate the possibility that it is a child. For example, it is unlikely that a child will be hung on the mother's legs; it is more likely to be baggage.
  • “Delta between zones” phase This function is used to determine the spacing between two zones. As the object does not touch the ground, it can only be a bag held at arm's length, or a satchel placed on a trolley, ...
  • Figures 20 and 21 illustrate several examples successively showing a person (example 1 figure 20) normally passing through the access door, a person carrying hand luggage (example 2 figure 20), a person carrying a trolley and carrying a satchel (examples 3 and 4 - figure 21).
  • Figures 20 and 21 show for each example, the profile obtained, the detection levels, the result (success rate) and the occurrence rate.
  • the detection level 1 a is sufficient to identify a single person and a person carrying luggage.
  • the detection levels 1 and 2 were used to obtain a 99% sure result.

Abstract

Le procédé de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple d'embarquement ou d'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne consiste à créer au moyen d'un premier niveau de détection formé de barrettes verticales de cellules infra-rouge actif (D1) le profil d'une personne entrante, et en fonction de ce profil on ouvre ou on maintient fermée la porte d'accès.

Description

Procédé et installation de détection de passage associé à une porte d'accès.
La présente invention concerne un procédé de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple un sas d'immigration, une porte d'embarquement ou l'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne. L'invention concerne également une installation de détection de passage adaptée pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention. Dans les portes d'accès ci-dessus il est nécessaire de garantir l'unicité de passage d'une seule personne afin d'éviter tout risque de passage frauduleux d'une personne non autorisée ce qui pourrait avoir de graves conséquences notamment sur la sécurité. On connaît notamment selon le WO 93/05487 une porte de sécurité comportant des détecteurs capables de détecter la présence simultanée de deux personnes dans le compartiment de passage de la porte. Cependant, le système de détection décrit dans ce document n'est pas totalement fiable. En effet, un système de détection fiable doit pouvoir garantir à plus de 99% l'unicité de passage d'une personne. A cet effet, ce système doit pouvoir détecter, le passage : - de deux personnes de front ou se suivant de très près, - d'une personne seule accompagnée d'un enfant, - d'une personne seule tirant ou poussant un trolley ou autre bagage (manteau, mallette,...) - d'une personne seule portant un enfant , un sac. - une personne seule hésitante ou sautillante, etc..
Le but de la présente invention est d'améliorer les procédés de détection de passage connus afin de garantir d'une manière quasi-absolue l'unicité de passage. Suivant l'invention, le procédé de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple un sas d'immigration, une porte d'embarquement ou l'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne est caractérisé en ce qu'on détermine le profil de la personne au moyen d'une rangée verticale de cellules infra-rouge émettrices D1 disposées à l'entrée de la porte en regard de cellules réceptrices reliées à une unité de commande UC qui gère l'échantillonnage et la cadence d'émission des signaux et en fonction de ce profil, on ouvre ou on maintient fermée la porte d'accès. Le profil obtenu selon l'invention, non seulement facilite la comparaison entre les profils obtenus, mais permet de faire une distinction nette entre une personne seule, deux personnes se suivant de très près, une seule personne portant ou tirant un bagage, etc.. De préférence, on filtre certaines zones du profil pour les masquer ou pour éliminer des zones parasites. De préférence également, le profil est découpé en zones que l'on traite séparément. De plus, on caractérise chaque zone en fonction de sa dimension pour déterminer si la zone correspond à un homme, un enfant ou un objet. Selon une version avantageuse de l'invention, on caractérise chaque zone qui touche le sol pour discriminer par la forme de la zone, un enfant d'un trolley et un enfant d'un cartable ou d'un sac à dos et on caractérise chaque zone qui ne touche pas le sol pour discriminer un enfant porté, d'un bagage. De préférence, on effectue un filtrage supplémentaire pour éliminer les mouvements de reculs de la personne et on réduit les profils à leur vraie grandeur. Les profils obtenus selon le procédé de l'invention permettent de détecter, notamment : une personne accompagnée d'un enfant, deux personnes se suivant très près l'une de l'autre, - une personne avançant puis reculant et avançant de nouveau, une personne sautant, un enfant suivant un grand trolley, une personne portant un sac à dos, une personne portant un enfant sur le dos.
Selon d'autres particularités du procédé : - après découpage du profil en zones, on détermine la taille et le volume de chaque zone, après identification d'une zone touchant le sol, on identifie en fonction du volume de la zone un trolley ou un sac, après identification d'une zone ne touchant pas le sol, on identifie en fonction du volume de la zone, un enfant ou un sac, après filtrage et avant découpage en zones, on détecte le passage de plusieurs personnes de front.
Selon un autre aspect de l'invention, l'installation de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple d'embarquement ou d'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne, est caractérisée en ce qu'elle comprend : un premier niveau de détection formé d'une rangée verticale de cellules émettrices infra-rouge actif (D1) disposées en regard d'une rangée verticale de cellules réceptrices pour déterminer le profil d'une personne entrante, ces cellules étant reliées à une unité centrale (UC) qui gère l'échantillonnage et la cadence d'émission des signaux et des moyens pour commander l'ouverture ou le maintien à l'état fermé de la porte d'accès.
Selon une réalisation particulière de l'invention, l'installation comprend : un détecteur de vitesse D3, pour déterminer la vitesse de passage de la personne, des moyens pour modifier le profil déterminé par le premier niveau de détection pour obtenir un profil indépendant de la vitesse de passage, des moyens pour comparer le profil obtenu avec une architecture de profils contenus dans une mémoire. Selon d'autres particularités de cette installation : les moyens pour déterminer la vitesse de passage comprennent un radar doppler, 5 - elle comprend un deuxième niveau de détection formé d'une cellule infra-rouge passif ou thermopile, pour détecter la présence d'un corps froid, le deuxième niveau de détection précède le troisième niveau de détection qui est constitué par le détecteur de vitesse, 10 - le radar du troisième niveau de détection est disposé à une certaine distance de l'entrée de la porte d'accès et est orienté pour envoyer son faisceau vers cette entrée, les cellules infra-rouge passif ou thermopile du deuxième niveau de détection comprennent au moins une cellule disposée à l'entrée de la 15 porte et orientée pour envoyer leur faisceau transversalement au passage, elle comprend un 5eme niveau de détection pour détecter le passage simultané de deux personnes, comprenant des détecteurs à ultrasons disposés transversalement au passage, 20 - les détecteurs du quatrième niveau de détection comprennent au moins deux détecteurs ultrasons disposés à la partie supérieure de l'entrée de la porte d'accès et orientés pour diffuser leur faisceau vers le bas.
Alternativement le quatrième niveau de détection peut être effectué par : 25 a) une détection des pieds au moyen de capteurs de distances, situés horizontalement dans le bas de l'équipement b) analyse d'une image caméra prise de face (détection de contours)
J o D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : la figure 1 est une vue en perspective d'ensemble d'une installation de détection de passage selon l'invention, la figure 2 est un schéma du système de commande associé à l'installation, les figures 3 à 7 montrent différents exemples de profils obtenus par le premier niveau de détection, la figure 8 montre un profil obtenu en combinant le premier et le deuxième niveaux de détection, - la figure 9 montre un profil obtenu en combinant trois niveaux de détection, la figure 10 illustre la détection frontale d'une personne et de deux personnes, la figure 11 est une vue schématique en plan d'une installation à deux portes, monodirectionnelle, la figure 12 est une vue schématique en plan d'une installation à deux portes, bidirectionnelle, les figures 13 à 17 sont des diagrammes montrant le déroulement des programmes lors de la mise en œuvre successive des différents niveaux de détection, la figure 18 illustre l'étape de découpage en zones du profil obtenu, la figure 19 illustre l'étape de détection des maxima et minima de profil obtenu, les figures 20 et 21 illustrent quatre exemples de détections.
Dans la réalisation représentée sur la figure 1 , l'installation comprend une porte d'accès comportant une entrée 1 et une sortie 2 donnant accès à une aire d'embarquement ou à l'entrée d'un immeuble. Cette porte d'accès comporte un certain nombre de détecteurs D1 , D2, D3, D4 dont les positions et les fonctions seront détaillées plus loin. L'installation comprend en outre (voir figure 2) une unité centrale UC qui communique avec une mémoire M qui contient une architecture de profils et avec les différents détecteurs D1 , D2, D3, D4. L'unité centrale UC est également adaptée pour ouvrir la porte P ou maintenir celle-ci fermée et déclencher une alarme A. La porte d'accès comporte plusieurs niveaux de détection. Le premier niveau de détection est réalisé par une reconnaissance de profil de la personne et des objets. Pour acquérir le profil des personnes / objets franchissant le portique, on utilise deux rangées de cellules émettrices / réceptrices infra-rouges actives (D1) placées verticalement à l'entrée 1 du portique pour créer un rideau vertical de faisceaux transversaux. Ce système de reconnaissance de profil, seul permet de détecter la grande majorité des passages « normaux » au travers du portique. En particulier, il permet de détecter : tout tailgating ou piggybacking (personnes se suivant de près ou encombrées de bagages), les adultes accompagnés d'enfants.
Les cas suivants sont difficilement identifiables par le niveau 1 de détection (c'est-à-dire pouvant être détectés mais avec une fiabilité de détection inférieure) : 1. discrimination entre : a. une personne franchissant partiellement le portique puis reculant d'un pas puis franchissant le portique (voir le profil représenté sur la figure 3), b. une personne faisant demi-tour (voir le profil figure 4), c. le tailgating (voir profil figure 5), c'est-à-dire deux personnes se suivant de près,
2. une personne sautant / enjambant les cellules de détection, 3. la discrimination entre un grand trolley et un enfant faisant du tailgating, 4. la discrimination entre un sac à dos et un enfant sur le dos (voir profil figure 6), 5. le passage de plusieurs personnes de front. Pour discriminer l'humain du non humain dans les cas « 3 » et « 4 » identifiés par le niveau 1 ci-dessus, des capteurs infra-rouges passifs sont utilisés pour constituer un deuxième niveau de détection. Les capteurs infra-rouges passifs utilisés (D2) sont des capteurs dit « intelligents », c'est-à-dire capables de s'adapter à leur environnement palliant ainsi au principal défaut des capteurs infrarouges actifs traditionnels (c'est-à-dire la forte influence de l'environnement). Ces capteurs peuvent également être des capteurs thermopiles ou incluant une compensation de température ambiante. Le profilage réalisé par le niveau 1 indique dans les cas « 3 » et « 4 », s'il s'agit : d'une valise ou d'un sac probablement d'une valise ou d'un sac probablement d'un enfant - d'un enfant
La détection par cellule infra-rouge passif permet dans la détection du niveau 2 de prendre une décision pour le 2eme et 3eme point ci-dessus. La figure 7 montre au bas de la figure le profil obtenu par les détecteurs D1 et en haut le profil obtenu par le détecteur D2. Pour améliorer la détection deux capteurs infra-rouges passifs D2 sont utilisés, comme montré par la figure 1. Il est encore possible d'améliorer la fiabilité en utilisant quatre capteurs D2 en disposant deux capteurs en regard de deux autres capteurs. Si l'on veut pouvoir discriminer entre une personne franchissant partiellement le portique puis reculant d'un pas puis franchissant le portique, une personne faisant demi-tour, et deux personnes se suivant de près, il est nécessaire d'acquérir la notion de sens de déplacement. Cette information est rendue possible : - par un radar doppler D3 face à l'entrée de la porte, comme montré sur la figure 1 , soit par le franchissement de deux ou trois barrières infra-rouge actives successives. par une mesure de distance prise face au passage (mesure à intervalle régulier)
On réalise ainsi un troisième niveau de détection. La figure 8 montre le résultat de cette détection. Connaissant la vitesse de passage d'une personne et éventuellement d'un objet, il est possible de modifier les profils pour les discriminer à l'égard de la vitesse pour faciliter leur comparaison avec l'architecture de profils stockés dans la mémoire M. Ce quatrième niveau de reconnaissance des profils détectés permet d'améliorer considérablement la performance du système.
Un cinquième niveau de détection est prévu pour détecter des personnes franchissant de front l'entrée 1 de la porte. Cette détection est particulièrement utile dans le cas des passages larges.
En effet, la détection de profil (niveau 1) ne permet pas de détecter les personnes passant simultanément devant les détecteurs. Si le passage n'est pas parfaitement simultané il est probable que cette fraude soit également détectée par le profilage du niveau 1. Cette détection peut être faite par : un profilage horizontal réalisé par des cellules de détection à ultrasons D4 placées dans la partie supérieure de l'entrée 1 de la porte. Dans l'exemple représenté à la figure 1 , les trois détecteurs D4 envoient leur faisceau vers le bas. Ces détecteurs à ultrasons peuvent être remplacés par des capteurs laser ou infrarouge. On peut ainsi utiliser deux détections de profil. Ces détecteurs donnent l'information de distance de manière continue ce qui permet de réaliser un profilage latéral. Le profiiage, réalisé par les trois détecteurs D4, permet de réaliser un quadrillage tridimensionnel de la personne / objet franchissant l'entrée de la porte. La figure 10 montre en haut un passage normal d'une personne et en bas deux personnes franchissant de front, frauduleusement, l'entrée. o - Une variante consiste à utiliser, à la place de détecteurs à ultrasons, un système de mesure laser qui, au moyen d'un miroir rotatif, peut effectuer le profilage dans un plan vertical perpendiculaire au plan du profil. o - Une variante consiste à utiliser, la reconnaissance de forme sur une image réalisée face au passage.
- Une autre technique consiste à utiliser des capteurs de distance c (voir figure 1) pour détecter les pieds. Au passage d'un adulte ou d'un enfant, on repère les pieds et si la distance entre ceux-ci et les montants latéraux de l'appareil est trop petite, alors cela signifie que : 1. une personne passe jambe très écartée (peu probable) 2. une personne passe avec un trolley à côté d'elle (peu probable car les trolleys sont derrière) 3. deux personnes passent de front. Pour distinguer les cas 2 et 3 ci-dessus, on peut utiliser l'information provenant de capteurs thermiques. En effet, la chaleur dégagée au niveau du sol par la jambe est supérieure à celle dégagée par le trolley. Par ailleurs, les capteurs de distance sont placés suffisamment bas pour ne pas détecter les valises des passagers.
- Une autre solution consiste à utiliser deux niveaux de détection 1 dans les quels les détecteurs sont croisés en X, ce qui rend impossible le passage de deux personnes de front simultanément pour les deux niveaux de détection 1.
- Une autre solution consiste à utiliser un système de mesure capacitive (DMI). Lors du franchissement du portique par une personne, la mesure de la capacité entre les conducteurs (placés de part et d'autre du passage) change car le corps humain présente des caractéristiques diélectriques sensiblement différentes de l'air. Cette technique peut être utilisée pour détecter deux personnes passant de front car la différence de mesure capacitive de deux personnes plutôt qu'une seule peut être mesurée.
H est également possible d'améliorer la détection de ce niveau (niveau de détection 5) ainsi que celui du niveau 1 par l'utilisation de plusieurs tronçons séparés de mesure capacitive. Ces tronçons sont disposés verticalement (par exemple, un premier tronçon de 10 mm à 310 mm de haut, un autre de 600 à 900, de 1200 à 1500).
Dans un portique d'accès unidirectionnel aucune détection d'unicité n'est réalisée à la sortie. Pour s'assurer qu'aucune personne n'entre dans le sas du côté opposé, deux radars sont installés en haut de l'entrée 1 et de la sortie 2 pour s'assurer qu'après refermeture de la porte de sortie aucune personne ne reste présente dans le sas. L'un des radars sera équipé de la technologie x-MTF permettant de détecter la quasi présence (le radar est alors capable de détecter de très faible mouvement comme le mouvement de la cage thoracique du à la respiration). Une alternative à cette solution consiste à utiliser un système de supervision de sas infra-rouge actif ou un capteur IR actif multispot pour contrôler la présence ou non dans le sas. Cette solution présente l'avantage de détecter les valises laissées à l'intérieur du sas. La figure 1 montre par ailleurs, par des traits horizontaux T, les emplacements des cellules de détection de vitesse et de sens.
Les figures 11 et 12 montrent en plan le portique d'accès et les emplacements des divers détecteurs. La figure 11 illustre le cas d'un portique unidirectionnel qui est franchi dans le sens A. La figure 12 illustre le cas d'un portique bidirectionnel qui peut être franchi dans les deux sens A et B. Sur ces figures S1 , S2, S3, S4 désignent des capteurs qui ne font pas l'objet de la présente invention mais qui sont nécessaires pour le fonctionnement de l'installation. Les détecteurs D1 , D2, D3, D4 ont déjà été définis plus haut et assurent les différents niveaux de détection de l'invention.
Ainsi, dans le cas d'une installation unidirectionnelle telle que représentée sur la figure 11 : - S1 est un radar à effet doppler disposé à l'entrée de la première porte dans le sens A, 52 est une cellule infra-rouge actif disposée à la sortie de la première porte dans le sens A, 53 est une cellule infra-rouge actif disposée à l'entrée de la seconde porte dans le sens A, 54 est une cellule infra-rouge actif disposée à la sortie de la seconde porte dans le sens A, D1 est un rideau de cellules IR actif associées à des cellules IR passif pour déterminer les profils et faire la distinction entre un homme et un objet, D1 combiné à D2 (qui peut être S2) ou avec D3 (radar doppler) destinés à déterminer le sens de passage et la vitesse, D3 et D4 sont des radars doppler pour détecter la présence d'une personne entre les deux portes et l'intrusion en sens opposé, - D5 est un rideau de cellules IR actif qui n'est utilisé que dan le cas de portes larges.
Dans le cas de l'installation bidirectionnelle selon la figure 12, la disposition des capteurs S1 , S2 (D2), D1 , D5 est symétrique pour les deux portes. Le tableau ci-après résume les différentes détections réalisées par l'installation selon l'invention :
Figure imgf000014_0001
deux personnes se suivant de près ou personne encombrée de bagages, saut au-dessus, glissement sous, deux personnes de front Le programme qui pilote les différentes fonctions de détection et de reconnaissance est écrit par exemple en Visual C++. D'autres langages de programmation tels que PLC programmé ou autres peuvent être utilisés sans sortir du cadre de l'invention. Le programme peut être exécuté sur un PC connecté à l'unité centrale UC. Les diagrammes représentés sur les figures 13 à 17 décrivent les phases successives du programme mis en œuvre dans les différents niveaux de détection. Ainsi, le diagramme de la figure 13 présente les différentes phases de programme mis en œuvre dans les niveaux de détection 1 et 2. Le diagramme de la figure 14 ajoute aux phases présentées sur la figure 13, la détection d'une zone large effectuée à l'aide des cellules de détection IR placées à la sortie de la première porte. Le diagramme de la figure 15 ajoute aux phases présentées sur le diagramme de la figure 13, celles mises en œuvre au niveau de détection 3. Le diagramme de la figure 16 ajoute aux phases présentées sur le diagramme de la figure 13 celles mise en œuvre au niveau de détection 4. Le diagramme de la figure 17 ajoute aux phases présentées sur le diagramme de la figure 13 celles mise en oeuvre au niveau de détection 5. On va maintenant décrire plus en détail les différentes fonctions mises en œuvre dans les différents niveaux de détection.
Niveau 1 : Les détecteurs infra-rouge actifs D1 forment un rideau de faisceaux infra- rouge qui est traversé par une ou plusieurs personnes et éventuellement un objet. L'unité de commande UC établi des profils grâce à une logique de commande.
Phase de filtrage : Pour mettre en évidence certaines zones qui peuvent être masquées par des informations non utiles, un premier filtrage est nécessaire. Il est également nécessaire de filtrer certaines informations parasites, c'est- à-dire les zones trop petites correspondants à des mains, lanières,... Ce filtrage correspond d'une part à un redressement des données et d'autre part à un nettoyage d'informations parasites.
Phase de découpage en zones : Le profil est découpé en zones qui seront traitées séparément. Pour ce faire, l'on détecte les transitions (croissance / décroissance). Cette phase est illustrée par la figure 18. On détermine également les maxima et les minima des profils (voir figure
19). Les maxima correspondent à d'éventuelles personnes et les minima permettent d'isoler des groupes. Phase « Taille absolue zone » : Pour chaque zone est déterminé le nombre de cellules continues maximum. Ceci permet de définir la dimension de l'objet appartenant à cette zone. Ce nombre est ensuite comparé à deux paramètres définissant ce qui est considéré comme une valise ou un sac et ce qui est considéré comme un homme sans besoins de discriminations supplémentaires. En effet, un objet de moins de 50 cm par exemple ne peut être un homme, même un nouveau-né. A l'opposé, un objet de plus de 1 m 50 par exemple de hauteur sera détecté comme un homme (donc si quelqu'un entre dans le sas avec une grande contrebasse, il est probable qu'une fraude sera déclarée. Il est à noter que si le paramètre est ajusté à 1 m 70 ce cas sera résolu mais on augmentera alors légèrement les risques de non détections).
Phase « Touche le sol » : Cette fonction a pour simple but de scinder deux cas à traiter séparément car ayant des caractéristiques différentes. En effet, il s'agit ici de discriminer d'une part un enfant d'un trolley (touchant le sol) d'autre part un enfant d'un cartable ou d'un sac à dos (ne touchant pas le sol)
Phase « Forme trolley » : Cette partie de l'algorithme permet de vérifier s'il s'agit d'un enfant ou d'un trolley, car un trolley est incliné et a un côté rectiligne, ce que n'a pas un enfant.
Phase « Position enfant possible » : En fonction de la hauteur où se trouve l'objet il est possible d'éliminer la possibilité que cela soit un enfant. Par exemple, il est peu probable qu'un enfant soit accroché aux jambes de sa mère ; il est plus probable qu'il s'agisse d'un bagage.
Phase « Delta entre zone » : Cette fonction permet de déterminer l'espacement entre deux zones. Comme l'objet ne touche pas le sol, il ne peut s'agir que d'un sac tenu à bout de bras, ou d'un cartable déposé sur un trolley,...
Les autres fonctions appartiennent aux autres niveaux de détection dont le principe de fonctionnement a été décrit précédemment. Les figures 20 et 21 illustrent plusieurs exemples montrant successivement une personne (exemple 1 figure 20) passant normalement dans la porte d'accès, une personne portant un bagage à main (exemple 2 figure 20), une personne entraînant un trolley et portant un cartable (exemples 3 et 4 - figure 21). Les figures 20 et 21 montrent pour chaque exemple, le profil obtenu, les niveaux de détection, le résultat (taux de réussite) et le taux d'occurrence. Dans le cas des exemples 1 et 2, le niveau de détection 1 a suffit pour identifier une personne seule et une personne portant un bagage. En revanche, dans le cas des exemples 3 et 4, les niveaux de détection 1 et 2 ont été utilisés pour obtenir un résultat sûr à 99%.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple un sas d'immigration, une porte d'embarquement ou l'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne, caractérisé en ce qu'on détermine le profil de la personne au moyen d'une rangée verticale de cellules infra-rouge émettrices (D1) disposées à l'entrée de la porte en regard de cellules réceptrices reliées à une unité de commande (UC) qui gère l'échantillonnage et la cadence d'émission des signaux et en fonction de ce profil, on ouvre ou on maintient fermée la porte d'accès.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on filtre certaines zones du profil pour les masquer ou pour éliminer des zones parasites.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil est découpé en zones que l'on traite séparément.
4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on caractérise chaque zone en fonction de sa dimension pour déterminer si la zone correspond à un homme, un enfant ou un objet.
5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'on caractérise chaque zone qui touche le sol pour discriminer par la forme de la zone, un enfant d'un trolley et un enfant d'un cartable ou d'un sac à dos.
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'on caractérise chaque zone qui ne touche pas le sol pour discriminer un enfant porté, d'un bagage.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'on effectue un filtrage supplémentaire pour éliminer les mouvements de reculs de la personne.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on réduit les profils à leur vraie grandeur.
9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'après découpage du profil en zones, on détermine la taille et le volume de chaque zone.
10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'après identification d'une zone touchant le sol, on identifie en fonction du volume de la zone un trolley ou un sac.
11. Procédé selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce qu'après identification d'une zone ne touchant pas le sol, on identifie en fonction du volume de la zone, un enfant ou un sac.
12. Procédé selon l'une des revendications 2 à 11 , caractérisé en ce qu'après filtrage et avant découpage en zones, on détecte le passage de plusieurs personnes de front.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on détecte à partir du profil obtenu, notamment : une personne accompagnée d'un enfant, deux personnes se suivant très près l'un de l'autre, une personne avançant puis reculant et avançant de nouveau, une personne sautant, - un enfant suivant un grand trolley, une personne portant un sac à dos, une personne portant un enfant sur le dos.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on détermine au moyen d'un détecteur de vitesse (D3), la vitesse de passage de la personne et, on modifie le profil créé par le premier niveau de détection pour obtenir un profil indépendant de la vitesse de passage.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse de passage au moyen d'un radar doppler (D3)
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse de passage au moyen d'un capteur de distance.
17. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on détermine la vitesse de passage au moyen du franchissement successif d'au moins deux barrières infrarouge.
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on détecte au moyen d'un deuxième niveau de détection formé d'au moins une cellule infra-rouge passif (D2), la présence d'un corps froid.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le deuxième niveau de détection précède un troisième niveau de détection qui est constitué par le détecteur de sens de déplacement (D3).
20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que le troisième niveau de détection précède un quatrième niveau de détection qui est constitué par le détecteur de vitesse (D3).
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'on détecte au moyen d'un cinquième niveau de détection (D4) le passage simultané de deux personnes.
22. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que la détection est effectuée au moyen de détecteurs à ultrasons (D4) disposés transversalement au passage.
23. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la détection est effectuée au moyen de laser coopérant avec un miroir rotatif pour déterminer le profil dans un plan perpendiculaire au profil proprement dit.
24. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la détection est effectuée au moyen d'une reconaissance d'image prise face au passage pour déterminer le profil dans un plan perpendiculaire au profil proprement dit.
25. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la détection est effectuée au moyen d'une mesure capacitive (DM1).
26. Procédé selon la revendication 22, caractérisé en ce que la détection est effectuée au moyen de capteurs de distance pour détecter la position des pieds pour déterminer : a) si une personne a les jambes très écartées, b) si une personne a un trolley à côté d'elle, c) si deux personnes passent de front.
27. Procédé selon la revendication 26, caractérisé en ce que pour distinguer les cas b) et c) on utilise des capteurs thermiques.
28. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que la détection est réalisée par deux séries croisées de détecteurs du niveau 1.
29. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que la détection est réalisée par un système de mesure capacitif sensible aux caractéristiques diélectriques du corps humain.
30. Procédé selon l'une des revendications 14 à 29, caractérisé en ce qu'on détecte au moyen du détecteur de vitesse (D3) une personne effectuant un aller-retour.
31. Installation de détection de passage associé à une porte d'accès, par exemple d'embarquement ou d'entrée dans un immeuble sécurisé notamment pour garantir l'unicité de passage d'une personne, caractérisée en ce qu'elle comprend : un premier niveau de détection formé d'une rangée verticale de cellules émettrices infra-rouge actif (D1) disposées en regard d'une rangée verticale de cellules réceptrices pour déterminer le profil d'une personne entrante, ces cellules étant reliées à une unité centrale (UC) qui gère l'échantillonnage et la cadence d'émission des signaux et des moyens pour commander l'ouverture ou le maintien à l'état fermé de la porte d'accès.
32. Installation selon la revendication 31 , caractérisée en ce qu'elle comprend un deuxième niveau de détection formé d'une cellule infra-rouge passif (D2), pour détecter la présence d'un corps froid.
33. Installation selon l'une des revendications 30 ou 31 , caractérisée en ce qu'elle comprend : un détecteur de vitesse (D3), pour déterminer la vitesse de passage de la personne, - des moyens pour modifier le profil déterminé par le premier niveau de détection pour obtenir un profil indépendant de la vitesse de passage, des moyens pour comparer le profil obtenu avec une architecture de profils contenue dans un mémoire.
34. Installation selon la revendication 33, caractérisée en ce que les moyens pour déterminer la vitesse de passage comprennent un radar doppler (D3).
35. Installation selon la revendication 33, caractérisée en ce que le deuxième niveau de détection précède le troisième niveau de détection qui est constitué par le détecteur de vitesse (D3).
36. Installation selon l'une des revendications 31 à 35, caractérisée en ce qu'elle comprend un niveau de détection pour détecter le passage simultané de deux personnes, comprenant des détecteurs à ultrasons (D4) disposés transversalement au passage.
37. Installation selon l'une revendications 31 à 35, caractérisée en ce qu'elle comporte une unité centrale (UC) communiquant avec les différents niveaux de détections et avec une mémoire (M) comprenant une architecture de profils, cette unité de commande (UC) étant adaptée pour comparer les profils déterminés par les détecteurs (D1 , D2, D3, D4) aux profils contenus dans la mémoire, à commander en fonction des résultats de cette comparaison l'ouverture de la porte d'accès ou le maintien de celle-ci à l'état fermé et éventuellement déclencher une alarme.
38. Installation selon l'une des revendications 35 à 37, caractérisée en ce que le radar (D3) du troisième niveau de détection est disposé à une certaine distance de l'entrée (1) de la porte d'accès et est orienté pour envoyer son faisceau vers cette entrée (1).
39. Installation selon l'une des revendications 32 à 38, caractérisée en ce que les cellules infra-rouge passif (D2) du deuxième niveau de détection comprennent au moins deux cellules disposées l'une au-dessus de l'autre à l'entrée (1) de la porte et orientées pour envoyer leur faisceau transversalement au passage.
40. Installation selon l'une des revendications 36 à 39, caractérisée en ce que les détecteurs du niveau de détection du passage simultané de plusieurs personnes comprennent au moins trois détecteurs ultrasons (D4) disposés à la partie supérieure de l'entrée (1) de la porte d'accès et orientés pour diffuser leur faisceau vers le bas.
41. Installation selon l'une des revendications 31 à 40, dans laquelle la porte d'accès est bidirectionnelle, caractérisée en ce que l'entrée (1) et la sortie (2) de la porte comportent chacune un ensemble de détecteurs (D1 , D2, D3, D4) ayant des fonctions identiques.
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