WO2023126467A1 - System for detecting an intrusion into a zone - Google Patents

System for detecting an intrusion into a zone Download PDF

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WO2023126467A1
WO2023126467A1 PCT/EP2022/087995 EP2022087995W WO2023126467A1 WO 2023126467 A1 WO2023126467 A1 WO 2023126467A1 EP 2022087995 W EP2022087995 W EP 2022087995W WO 2023126467 A1 WO2023126467 A1 WO 2023126467A1
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WO
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detection
detection zone
dimensional
points
zone
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/087995
Other languages
French (fr)
Inventor
Vincent Dany Jean AUVRAY
Original Assignee
Auvray Vincent Dany Jean
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Publication date
Application filed by Auvray Vincent Dany Jean filed Critical Auvray Vincent Dany Jean
Publication of WO2023126467A1 publication Critical patent/WO2023126467A1/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/12—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine
    • F16P3/14—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact
    • F16P3/142—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body with means, e.g. feelers, which in case of the presence of a body part of a person in or near the danger zone influence the control or operation of the machine the means being photocells or other devices sensitive without mechanical contact using image capturing devices

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of detection and more particularly to the detection of an intrusion into a space.
  • intrusion we mean the physical presence of an object or a person.
  • the invention relates to a system and a method for detecting an intrusion into a space.
  • anti-collision systems for example in the nuclear industry sector
  • presence detection system in areas under load, for example in the construction industry, or in secure areas, for example in the surveillance sector.
  • the medium in which detection takes place is generally air and these systems are unsuitable for detection in a medium other than air.
  • the invention thus aims to overcome the drawbacks of existing devices.
  • the invention relates to a system for detecting an intrusion in a three-dimensional detection zone, the three-dimensional detection zone being defined in a space provided with a three-dimensional marker, the detection system comprising:
  • a measuring device suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision
  • a three-dimensional detection zone definition module suitable for defining the dimensions and position of the three-dimensional detection zone in space
  • processing module suitable for, according to a determined frequency and sampling:
  • the system for detecting a three-dimensional detection zone makes it possible to implement a method for detecting an intrusion in the three-dimensional detection zone.
  • the system allows the detection of matter in a specific area of space.
  • This detection system can be used as a remote anti-collision system vis-à-vis an object surrounded by the detection zone, monitoring system for a zone under load or a secure zone bounded or surrounded by the detection zone defined by the definition module.
  • the intrusion detection system can be used remotely from the detection zone surrounding a, ie it is possible to detect an intrusion in the detection zone remotely from this zone.
  • the three-dimensional, ie volumetric, detection zone it is possible to detect an intrusion as soon as it enters the detection zone (which has a thickness because it is three-dimensional), which improves the detection speed.
  • the detection zone can be configured automatically or manually, and can be located at any point in space and take any shape (parallelpiped, etc.).
  • the predetermined detection value can be a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
  • the detection system further comprises a control module adapted to interrupt the detection process and to communicate a command if the detection module detects an intrusion.
  • the command module allows the system to implement preventive and/or corrective measures following the detection of an intrusion.
  • the measuring device is one of the following:
  • the detection module is suitable for:
  • the predetermined detection value is a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
  • the determined frequency and sampling are between 1 and 100 Hz.
  • the detection zone defined by the definition module is a combination of several simple detection zones.
  • the intrusion detection system comprises several measuring devices, each measuring device being suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision specific to each, the processing module being suitable for, depending on the determined frequency and sampling,:
  • the detection system then becomes a multi-sensor system. They are positioned in space to define a closed perimeter around the area to be protected.
  • the simple detection zones are associated one by one with the measuring devices.
  • the measuring devices are positioned so that each single detection zone is located within a field of view of a measuring device.
  • the processing module models a single cloud of points per measuring device from which the common cloud of points is modeled.
  • Each simple point cloud modeled from the measurements of the measuring device is therefore ideally positioned vis-à-vis the detection zone associated with the measuring device.
  • the predetermined detection value is different between two different (or separate) simple detection zones.
  • the intrusion detection system is calibrated and/or calibrated so that the measurement aberrations due to the physical characteristics of the physical environment(s) included in the field of view of the measuring device are digitally corrected.
  • this digital calibration and/or digital calibration is different from a standard calibration and/or calibration of measuring devices, such as the system's measuring devices, in that it allows a digital correction.
  • measurement aberrations may in particular be due to the physical phenomena of the propagation of an acoustic wave, a light wave and/or any radiation in the environment(s) included in the field of vision of the device and therefore crossed by this acoustic or light wave or this radiation.
  • the invention provides a method for detecting an intrusion in a three-dimensional detection zone using a detection system according to the invention
  • the method comprising the following steps:
  • the three-dimensional detection zone definition module defines the dimensions and position of the three-dimensional detection zone in space
  • the measuring device determines measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision
  • the detection module determines a number of points detected and located in the detection zone according to the cloud of points modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module
  • this process allows rapid and remote detection of an intrusion into an area to be protected or monitored encompassed, surrounded or bounded by the detection area.
  • the method further comprises the following step during which the control module interrupts the detection process and communicates a command if the detection module detects an intrusion.
  • the order is one of the following:
  • FIG. 1a represents a single-sensor embodiment of the invention and a field of view of the single sensor and a detection zone.
  • FIG. 1b is an example of a cloud of points modeled by the system according to the invention.
  • FIG. 2a represents a diagram of a detection zone
  • FIG. 2b represents a diagram of an intrusion into the detection zone.
  • FIG. 3 represents a flowchart of the steps of the single-sensor detection method according to the invention
  • FIG. 4a represents a multi-sensor embodiment of the invention and the simple detection zones whose union forms a detection zone.
  • FIG. 4b shows a multi-sensor embodiment of the invention and the simple detection zones whose combination forms a detection zone applied to an example application.
  • FIG. 4c schematically illustrates an intrusion into the detection zone formed by the combination of several simple detection zones. THE FIGS. 4b and 4c illustrate examples of application of the multi-sensor embodiment.
  • FIG. 5 is a top view of FIG. 4b illustrating the fields of view of the sensors and the detection zones.
  • FIG. 6 represents a flowchart of the steps of the multi-sensor detection method according to the invention
  • a first proposed solution is a detection system 1 by "virtual zoning" taking advantage of the association of a single 3D digital detector 11.
  • this volume is configured automatically or manually, can be located at any point in space E and take any shape (parallelpiped, etc.)
  • a 3D sensor 11 creates a real-time digital twin in the form of a cloud of 4 points. This modeling is carried out at an arbitrarily chosen frequency and sampling.
  • the spatial reference Ro and the detection zone 2 are merged (aligned, normalized,..) with the point cloud 4.
  • the system 1 uses several sensors 11 strategically distributed to define a closed perimeter around the area to be protected.
  • this volume is configured automatically or manually, can be located at any point in space E and take any shape (parallelpiped, etc.)
  • Each 3D sensor 11 (c1, c2, c3,..) creates a digital twin in real time in the form of a cloud of points 4. This modeling is carried out at an arbitrarily chosen frequency and sampling.
  • the clouds of points from the sensors 11 are aggregated into a single macro-cloud of points 4.
  • the spatial reference frame Ro and the detection zone 2 are merged (aligned, normalized,..) with the macro-cloud of points 4.
  • System 1 allows the detection of matter in a specific area of space.
  • the system takes advantage of one or more 11 3D sensors that generate point clouds. Each point of this point cloud is located in a virtual space called the Ro reference.
  • the "Macro point cloud” can take any form of space. It uses the virtual space reference Ro.
  • the system are configured one or more “virtual zones”, these are the detection zones 2. Their spatial coordinates are configured in the reference frame of the virtual space Ro. These coordinates are the numerical coordinates of detection zone 2. [70] The system calculates in real time the number of points N of the "Macro cloud of points", present in the detection zone(s) 2. This number of points N is reduced to the unit of volume. This makes it possible to detect the density of detected points D.
  • the system is configured with a density threshold of detected points Sseuii .
  • the system compares, punctually or in a loop, the density of detected points D to the threshold of density of detected points Sseuii. If D is greater than Sseuii , then a software interrupt is triggered.
  • the 3D sensor(s) 11 of the system 1 can be static or attached to mobile equipment. In the latter case, the entire system of sensors and computers moves with it and is mechanically integral.
  • the system 1 compensates for the optical aberrations (for example effects of diffraction) to which the points of the point cloud are subjected when the 3D sensor or sensors 11 are in a medium other than air (for example under water ).
  • System 1 can be made inactive, following an instruction external to the system (software interrupt, etc.).
  • the detection zone(s) 2 may vary over time, following an instruction external to the system (software interruption, etc.).
  • the detected point density threshold Sseuii may vary over time, following an instruction external to the system (software interruption, etc.).
  • each detection zone 2 can be configured with a different density threshold of detected points Sseuii. This makes it possible to adjust the detection sensitivity according to a region of the area to be monitored included or encompassed in/by the detection area.
  • the invention relates to an intrusion detection system 1 in a space E provided with a marker Ro. This system makes it possible to implement an intrusion detection process in a space.
  • the detection method according to the invention is implemented by software comprising different modules responsible for one aspect or one or more steps of the method.
  • System 1 includes one or more measuring devices 11.
  • the measuring device 11 is suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker Ro in a field of vision V (see FIG. 1a).
  • the measuring device 11 is capable of generating a digital representation of space. In everyday language, the measuring device 11 is a “3D sensor”.
  • the measuring device 11 makes it possible to measure distances between it and physical matter contained (or visible) in its field of vision.
  • the measuring device 11 comprises or is connected to a communication module suitable for communicating the measurements made to any type of device.
  • it may be a stereoscopic measuring device or a lidar measuring device, commonly known as LIDAR.
  • the measuring device 11 is suitable for performing measurements over a wide range of distances.
  • the measurements taken can be of the order of a millimeter or on the contrary of ten meters.
  • the measurements determined are between 0.1 and 1 mm, 1 and 10 mm, 10 and 100 mm, 100 and 1000 mm i.e. 1 m, 1000 mm and 10,000 mm i.e. 10 m or even up to 100,000 mm i.e. 100m.
  • the measuring frequency of the measuring device 11 is between 1 and 100 Hz.
  • the measuring device 11 is calibrated and/or calibrated in the space E before carrying out the measurements of its environment, i.e. of the elements present, or visible, in its field of vision V.
  • adjustment or calibration is an operation carried out to enable a measuring device to display values corresponding to given values of the physical quantity to be measured.
  • This calibration and/or calibration is the first calibration of the intrusion detection system 1.
  • each of the measuring devices 11 has the characteristics set out above.
  • the measuring device(s) 11 of the system 1 can be static or attached to mobile equipment. In the latter case, the system 1 and the measuring device(s) 11 are mechanically integral with the mobile equipment. [98] Ideally, the measuring devices 11 are fixed to each other.
  • the detection system 1 includes software adapted to implement the following modules: a three-dimensional zone definition module 12, a processing module 13 and a detection module 14.
  • the software can additionally implement a control module 15.
  • the communication module 16 can also implement a communication module 16 to exchange information with third-party devices.
  • the communication module 16 makes it possible to receive the measurements measured and sent by the measurement device(s) 11.
  • the system is therefore suitable for carrying out all the operations carried out by the software itself implementing the various modules mentioned above and detailed below.
  • the system is therefore adapted to carry out all the operations carried out by the modules mentioned above and detailed below.
  • the three-dimensional zone definition module 12 is suitable for defining the dimensions and position of a three-dimensional detection zone 1 in space E.
  • This three-dimensional shape i.e. this volume, thus defined is a detection zone 2 for the software.
  • Detection zone 2 is three-dimensional, so it is a volume.
  • the dimensions and position of detection zone 2 may vary over time or, conversely, be fixed. They can be configured automatically or manually thanks to the three-dimensional zone definition module 12.
  • Figure 2a illustrates an example of detection zone 2 defined by the three-dimensional zone definition module 12.
  • the three-dimensional zone definition module 12 can join together or aggregate several simple detection zones 20 in order to create a detection zone 2. This embodiment is illustrated in FIG. 4.
  • Detection zone 2 is then a combination of multiple simple detection zones 20. It can be called macro-detection zone 2.
  • the detection zone 2 is formed by several simple detection zones 20 surrounding, encompassing or bounding a region of space E. This region of space E is therefore a region internal to the zone of detection 2 and the simple detection zones 20 represent the borders of the detection zone 2. These borders have a thickness since the simple detection zones 20 are three-dimensional.
  • the simple detection zones 20 can be of any three-dimensional shape, simple or complex, in space.
  • the three-dimensional zone definition module 12 is suitable for repositioning the detection zone 2 in the space E provided with a reference frame, i.e. modifying the positions of the shapes forming the detection zone 2 according to a mechanical defect identified from measurements made by the measuring device(s)
  • This digital repositioning of detection zone 2 by the three-dimensional zone definition module 12 represents a second calibration or adjustment of intrusion detection system 1.
  • the processing module 13 is suitable for, according to a determined frequency and sampling, receiving the measurements determined by the measuring device 11, and modeling a cloud of points 4 detected and located in the space E from the measurements received.
  • sampling In signal processing, sampling consists of taking the values of a signal at defined, generally regular intervals. It produces a sequence of discrete values called samples. Sampling frequency is the number of samples per unit time. If the unit of time is the second, the sampling frequency is expressed in hertz and represents the number of samples used per second.
  • the processing module 13 receives a sample of the measurements determined by the measuring device 11 at a determined communication frequency.
  • the processing module 13 is adapted to create a cloud of points 4 of coordinates in the reference space E known from the measurements of the measuring device 11.
  • the measurements determined by the measuring device 11 being three-dimensional, the modeled cloud of points is three-dimensional as illustrated in FIG. 1b.
  • the processing module 13 is adapted to compensate for the optical aberrations (for example diffraction effects) to which the points of the point cloud 4 are subjected when the measurement device(s) 11 (3D sensors) are in medium other than air (e.g. underwater).
  • the processing module 13 is suitable for merging the detection zone 2, identified in the three-dimensional reference frame, and the point cloud 4: these digital sets are aligned and normalized in the reference frame so that the physical reference frames and digital (that of point cloud 4) are identical.
  • the positions of the points of the point cloud 4 accordinging to their coordinates
  • the position of the detection zone 2 also according to its coordinates
  • any type of quantity accessible from the coordinates of the points of the cloud of points 4 and/or the coordinates of the detection zone such as the distance for example.
  • All the processing carried out by the processing module 13 detailed above for a point cloud 4 modeled from a measurement device 11 and a detection zone 2 can be generalized to several point clouds 4 modeled from from several measuring devices 11 (each cloud of points 4 corresponds to the measurements of a measuring device 11) and several detection zones 2.
  • the processing module 13 can model a cloud of points 4 per measuring device 11 .
  • the point clouds 4 modeled for each of the measuring devices 11 can be aggregated into a single point cloud, called a macro-point cloud 4.
  • the detection zones 2 are aggregated together to form a single detection zone 2, a combination of the simple detection zones 2.
  • the processing module 13 processes a single detection zone 2 (macro-detection zone) and a single cloud of points 4 (macro-cloud of points) and is therefore suitable for applying the treatments described previously.
  • the detection module 14 is adapted to, according to the same determined frequency and the same sampling, determine a number of points N detected and located in the detection zone 2 according to the cloud of points 4 modeled by the detection module. processing and the three-dimensional detection zone defined by the definition module, and detecting an intrusion into the three-dimensional detection zone 2 according to a determined number of detected and located points N and a predetermined detection value V detection ⁇ ⁇
  • An intrusion means that a material is physically present in the detection zone 2. Detecting an intrusion is therefore synonymous with detecting the physical presence of material in the detection zone.
  • the detection module 14 is capable of counting a number of points N contained in the three-dimensional detection zone 2 (i.e. a volume).
  • the detection module 14 determines the number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2. These points N modeled in the cloud of points 4 come from the measurements of the measuring device 11, they therefore come from the measurements, in its field of vision, of the device 11 between itself and of the material present in its field of vision as explained above. The number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2 therefore corresponds to a potential presence of material in the detection zone 2, i.e. an intrusion.
  • the points N can also represent false measurements resulting from measurement errors attributable to the measuring device 11 and/or to the physical environment visible in the field of vision of the measuring device 11.
  • the detection module 14 can carry out this determination of a number N of points in a zone 2 for any number of pairs (cloud of points 4; detection zone 2) if the clouds of points 4 and the detection zones 2 are not aggregated and therefore distinct.
  • the predetermined detection value can be a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
  • the detection module 14 is suitable for calculating a density D of detected points from the number of points N of the detected cloud, counted, in the detection zone and the dimensions of the detection zone. detection. This determined density D is then compared by the modulus of detection 14 at a detection density threshold value Sseuii. to deduce or not from this density S an intrusion.
  • the value Sseuii can be determined according to a number N se uii of points and the dimensions of the detection zone. In other words, once the dimensions of the detection zone are defined and fixed (at least for a determined duration), the value N se uii fixes the value Sseuii .
  • the detection module 14 can directly and/or only take into account a detection density threshold value Sseuii and then deduce a maximum number of points N se uii per unit volume according to the dimensions of the detection area.
  • the detection threshold density Sseuii is used because it makes it possible to take into account the false positives induced by the measurement errors of the measurement device 11 in the physical environment(s) covered by the measurement device 11, i.e. present in his field of vision.
  • this calculation or this determination of a number of points N detected and located in the detection zone 2 according to the cloud of points 4 modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module can be generalized to several distinct detection zones.
  • the detection module 14 is capable of calculating the number of points N or the density S of a single cloud of points 4 modeled in several distinct detection zones 2 (i.e. which do not form a single zone of detection 2 together or which are not part of the same detection zone 2 as described above).
  • the detection module 14 calculates the number of points N or the density S in each of the detection zones 2 simultaneously or successively.
  • the predetermined detection value Vdetection.- whether it corresponds to a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone - may be different from one simple detection zone to another.
  • the control module 15 is adapted to interrupt the detection process and to communicate a command if the detection module 14 detects an intrusion.
  • the command communicated can be an electrical command (an audible or visual alarm for example) or an electromechanical command (emergency stop of a traveling crane for example).
  • the detection system 1 comprises a single measuring device 11
  • the detection system 1 comprises several measuring devices 11
  • Figure 3 illustrates the steps of a detection method according to the invention when the detection system 1 comprises a single measuring device 11.
  • a detection zone 2 is defined in the space E equipped with a three-dimensional reference Ro using the three-dimensional detection zone definition module 12 of the software (steps 1 and 2 of the flow diagram). Figure 3).
  • FIG. 2a illustrates a parallelepipedic detection zone 2. This detection zone 2 is therefore indeed a volume.
  • the object to be monitored or the space to be monitored is included in detection zone 2.
  • step 3 of the diagram in figure 3 the measuring device 1 is positioned in the environment E so that the detection zone 2 is in its field of vision.
  • the measuring device 1 communicates in real time according to a determined frequency and sampling, the measurements carried out between it and the elements of its environment in its field of vision.
  • the measuring device 11 is above the detection zone 2 in the space E equipped with the reference frame, i.e. its altitude is greater than the highest point of the detection zone 2.
  • FIG. 1a A possible application is illustrated in Figure 1a where the measuring device 11 has in its field of vision a face of a storage basket.
  • step 4 From the measurements made and transmitted to the processing module 13, the software models a point cloud 4 as illustrated in FIG. 1b. [159] Then, in step 4, the processing module 13 of the software merges the cloud of points 4 and the detection zone 2 together: the cloud of points 4 is aligned and normalized with the detection zone in order to be able to compare the positions of the points with the detection zone 2 and/or the distances between the points of the cloud between them and/or vis-à-vis the limits of the detection zone 2.
  • the detection module 14 of the software determines the number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2 in step 5.
  • the detection module 14 calculates a density D of points present in the detection zone 2 (step 6).
  • This density D is compared by the detection module 14 with the predetermined value (threshold value) of detection density Sseuii and detects or not an intrusion as explained previously.
  • control module 15 interrupts the software and communicates a command. For example an emergency stop or the activation of an alarm (step 7).
  • Figure 6 illustrates the steps of a detection method according to the invention when the detection system 1 comprises several measuring devices 11 .
  • the number may also depend on the movement of the intrusion detection system if it is moving during detection. For example, it can be attached to a third-party device moving near detection zone 2.
  • the measuring devices 11 are positioned in space in order to define a perimeter or a closed volume around the area to be protected.
  • the detection system 1 comprises four measuring devices 11 as illustrated in Figure 4.
  • the detection method follows the same steps as the single-sensor embodiment except for step 2 of defining the detection zone and step 3 of measuring distances in real time by the measuring devices 11 .
  • each of the measuring devices 11 is positioned so that a single detection zone 2 is in its field of vision.
  • each simple detection zone 2 of the detection zone 2, macro-detection zone is associated with a measuring device 11 whose field of vision in space E covers an associated simple detection zone 2.
  • the processing module 13 to model a simple point cloud 3 for each device 11 , to merge them and normalize them in a macro-cloud of points, the point cloud 4. Indeed, since the single point clouds 3 come from several measuring devices 11 , it is necessary to merge the single point clouds 3 together (merge step) and to align them on the same frame of reference (normalization step).
  • the detection system 1 has several advantages.
  • the intrusion detection system 1 is a system remote from the area to be monitored, i.e. the area surrounded, bounded, or encompassed by the detection area 2, so it does not reduce the volume or the useful surface, does not hinder the passage of objects or people and more generally does not influence the processes in progress in the zone to be monitored (detection zone 2).
  • the objective to be achieved is maximum densification of these storage spaces. Reducing the spaces between the baskets is a way to improve the storage yield per m 2 .
  • the intrusion detection device 1 makes it possible to meet the dual challenges.
  • the intrusion detection system 1 becomes an anti-collision system thanks to the intrusion detection process implemented by it.
  • the detection zone 2 is centered around the storage basket stored in the swimming pool and surrounds this basket.
  • the densification requirement is also respected because the intrusion detection system 1, and in particular the measurement device(s) 11, is at a distance from the detection zone 2 and therefore does not encroach on the useful volume of the pool.
  • a loaded area is a surface above which loads are present.
  • detection zone 2 encompasses the zone under load to be monitored: it can be formed by 5 faces with a thickness forming a cube with the floor of the zone under load. Each face of the cube is a simple three-dimensional detection zone whose union forms detection zone 2.
  • the detection zone 2 here does not include an upper face and surrounds the secure zone.
  • processing module 14 detection module
  • V field of vision of a measuring device 11

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

The invention relates to a system for detecting an intrusion into a three-dimensional detection zone, the three-dimensional detection zone being defined in a space provided with a three-dimensional frame of reference, the detection system comprising: - a measuring device suitable for carrying out measurements along each of the axes of the three-dimensional frame of reference in a field of view, - a module for defining a three-dimensional detection zone, suitable for defining the dimensions and the position of the three-dimensional detection zone in space, - a processing module which is suitable, according to a determined sampling method and frequency, for: • receiving the measurements carried out by the measuring device, and • modelling a cloud of the points detected and located in the space from the measurements received, • merging the modelled point cloud with the detection zone, - a detection module suitable, according to the determined sampling method and frequency, for: • determining a number of points that were detected and located in the detection zone on the basis of the point cloud modelled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module• detecting an intrusion into the three-dimensional detection zone on the basis of a determined number of detected and located points and a predetermined detection value.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
Titre : Système de détection d’intrusion dans une zoneTitle: Area Intrusion Detection System
DOMAINE DE L’INVENTION FIELD OF THE INVENTION
[01] La présente invention se rapporte au domaine technique de la détection et plus particulièrement de la détection d’une intrusion dans un espace. [01] The present invention relates to the technical field of detection and more particularly to the detection of an intrusion into a space.
[02] Par intrusion, on entend une présence physique d’un objet ou d’une personne. [02] By intrusion, we mean the physical presence of an object or a person.
[03] Plus précisément, l’invention se rapporte à un système et un procédé de détection d’une intrusion dans un espace. [03] More specifically, the invention relates to a system and a method for detecting an intrusion into a space.
[04] Elle trouve une application particulière - sans s’y limiter - dans les domaines suivants : systèmes anticollisions, par exemple dans le secteur de l’industrie nucléaire, système de détection de présence dans des zones sous charge, par exemple dans le secteur de l’industrie du bâtiment, ou dans des zones sécurisées, par exemple dans le secteur de la surveillance. [04] It finds particular application - without being limited thereto - in the following fields: anti-collision systems, for example in the nuclear industry sector, presence detection system in areas under load, for example in the construction industry, or in secure areas, for example in the surveillance sector.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE TECHNOLOGICAL BACKGROUND
[05] Dans le domaine de la détection d’intrusion, il est connu d’employer des personnes pour surveiller des zones sensibles en ce que la présence d’un objet ou d’une personne fait courir un risque à cet objet ou cette personne ou aux objets ou personnes présentes dans les zones sensibles. [05] In the field of intrusion detection, it is known to employ people to monitor sensitive areas in that the presence of an object or a person puts this object or this person at risk or objects or people present in sensitive areas.
[06] Il est également connu d’utiliser des systèmes d’enregistrements de photographies ou de vidéos d’un espace afin d’avoir un accès visuel à la zone à surveiller. De plus, ces systèmes peuvent être couplés à des alarmes. [06] It is also known to use systems for recording photographs or videos of a space in order to have visual access to the area to be monitored. In addition, these systems can be coupled with alarms.
[07] Néanmoins, le recours à de tels dispositifs requièrent une présence humaine et ne sont pas capable de surveiller des zones de détection de dimensions, forme et/ou position précises. [07] Nevertheless, the use of such devices requires a human presence and are not capable of monitoring detection zones of precise dimensions, shape and/or position.
[08] De plus, de tels systèmes n’offrent qu’une vision bidimensionnelle ce qui limite la réactivité du système de détection en cas d’intrusion. [08] In addition, such systems only offer a two-dimensional view, which limits the responsiveness of the detection system in the event of an intrusion.
[09] Enfin, le milieu dans lequel la détection a lieu est généralement l’air et ces systèmes sont inadaptés à la détection dans un milieu différent de l’air. [09] Finally, the medium in which detection takes place is generally air and these systems are unsuitable for detection in a medium other than air.
[10] Des systèmes ont alors été développés pour surmonter ces inconvénients. [10] Systems were then developed to overcome these drawbacks.
[11] Par exemple, des système à caméra rotative ou des détecteurs d’obstacles ont été imaginés mais ils présentent chacun des inconvénients : les détecteurs d’obstacles empiètent sur les zones à surveiller ce qui réduit la surface ou le volume utile alors que les système à caméra rotative sont jugés pas assez réactifs pour détecter une intrusion. [11] For example, rotating camera systems or obstacle detectors have been devised, but they each have drawbacks: the obstacle detectors encroach on the areas to be monitored, which reduces the useful surface or volume, while the rotating camera system are deemed not responsive enough to detect an intrusion.
[12] L’invention vise ainsi à surmonter les inconvénients des dispositifs existants. RÉSUMÉ DE L’INVENTION [12] The invention thus aims to overcome the drawbacks of existing devices. SUMMARY OF THE INVENTION
[13] Ainsi, l’invention se rapporte à un système de détection d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection, la zone tridimensionnelle de détection étant définie dans un espace muni d’un repère tridimensionnel, le système de détection comprenant : [13] Thus, the invention relates to a system for detecting an intrusion in a three-dimensional detection zone, the three-dimensional detection zone being defined in a space provided with a three-dimensional marker, the detection system comprising:
- un dispositif de mesure adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision, - a measuring device suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision,
- un module de définition de zone tridimensionnelle de détection adapté pour définir les dimensions et la position de la zone tridimensionnelle de détection dans l’espace, - a three-dimensional detection zone definition module suitable for defining the dimensions and position of the three-dimensional detection zone in space,
- un module de traitement adapté pour, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés : - a processing module suitable for, according to a determined frequency and sampling:
- recevoir les mesures déterminées par le dispositif de mesure, et - receive the measurements determined by the measuring device, and
- modéliser un nuage de points détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues, - model a cloud of points detected and located in space from the measurements received,
- fusionner le nuage de points modélisé avec la zone de détection, - merge the modeled point cloud with the detection area,
- un module de détection adapté pour, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, : - a detection module suitable for, depending on the determined frequency and sampling:
- déterminer un nombre de points détectés et localisés dans la zone de détection d’après le nuage de points modélisé par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition - determine a number of points detected and located in the detection zone according to the cloud of points modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module
- détecter une intrusion dans la zone de détection tridimensionnelle d’après un nombre de point détectés et localisés déterminé et une valeur de détection prédéterminée. - detecting an intrusion in the three-dimensional detection zone according to a determined number of detected and located points and a predetermined detection value.
[14] Grâce à ces dispositions, le système de détection d’une zone tridimensionnelle de détection permet de mettre en œuvre un procédé de détection d’une intrusion dans la zone tridimensionnelle de détection. Autrement dit, le système permet la détection de matière dans une zone spécifique de l’espace. [14] Thanks to these provisions, the system for detecting a three-dimensional detection zone makes it possible to implement a method for detecting an intrusion in the three-dimensional detection zone. In other words, the system allows the detection of matter in a specific area of space.
[15] Ce système de détection peut être utilisé comme système anti-collision à distance vis-à-vis d’un objet entouré par la zone de détection, système de surveillance d’une zone sous charge ou une zone sécurisée bornée ou entourée par la zone détection définie par le module de définition. [15] This detection system can be used as a remote anti-collision system vis-à-vis an object surrounded by the detection zone, monitoring system for a zone under load or a secure zone bounded or surrounded by the detection zone defined by the definition module.
[16] Grâce au dispositif de mesure, le système de détection d’intrusion peut être utilisé à distance de la zone de détection entourant un, i.e. il est possible de détecter une intrusion dans la zone de détection à distance de cette zone. [17] Grâce à la zone de détection tridimensionnelle, i.e. volumique, il est possible de détecter une intrusion dès l’entrée dans la zone de détection (qui possède une épaisseur car elle est tridimensionnelle), ce qui améliore la vitesse de détection. [16] Thanks to the measuring device, the intrusion detection system can be used remotely from the detection zone surrounding a, ie it is possible to detect an intrusion in the detection zone remotely from this zone. [17] Thanks to the three-dimensional, ie volumetric, detection zone, it is possible to detect an intrusion as soon as it enters the detection zone (which has a thickness because it is three-dimensional), which improves the detection speed.
[18] En effet, par rapport aux systèmes à caméra rotative, on estime le gain de temps ou de réactivité pour détecter une intrusion de l’ordre de 10%. Ce gain de temps permet de prendre au plus vite les mesures pour garantir la sécurité ou la sûreté des personnes ou objets dans la zone de détection. Par exemple, il permet d’éviter une collision. [18] Indeed, compared to systems with a rotating camera, the saving in time or reactivity to detect an intrusion is estimated at around 10%. This time saving makes it possible to take measures as quickly as possible to guarantee the safety or security of people or objects in the detection zone. For example, it helps to avoid a collision.
[19] Ce gain de temps s’explique, en partie, du fait de la tridimensionnalité de la zone de détection 2 : dès l’entrée d’une matière dans la zone de détection, une intrusion peut être détectée qu’une zone de détection plane ou surfacique permet une détection d’une intrusion souvent trop tardive. [19] This time saving is partly explained by the three-dimensionality of detection zone 2: as soon as a material enters the detection zone, an intrusion can be detected that a zone of flat or surface detection allows detection of an intrusion that is often too late.
[20] Par ailleurs, la zone de détection peut être configurée automatiquement ou manuellement, et peut se situer en tout point de l’espace et prendre n’importe quelle forme (parallélépipède, ...). [20] Furthermore, the detection zone can be configured automatically or manually, and can be located at any point in space and take any shape (parallelpiped, etc.).
[21] Enfin, la valeur de détection prédéterminée peut être un nombre seuil de détection Nseuii de points dans la zone de détection ou une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection. [21] Finally, the predetermined detection value can be a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
[22] La fusion de la zone de détection, repérée dans le référentiel tridimensionnel, avec le nuage de points consiste à aligner et normés ces ensembles numériques dans le référentiel. [22] Merging the detection zone, marked in the three-dimensional reference frame, with the point cloud consists of aligning and standardizing these digital sets in the reference frame.
[23] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des caractéristiques ci-dessous prises seules ou en combinaison. [23] Depending on various aspects, it is possible to provide one and/or the other of the characteristics below, taken alone or in combination.
[24] Selon une réalisation, le système de détection comprend en outre un module de commande adapté pour interrompre le procédé de détection et pour communiquer une commande si le module de détection détecte une intrusion. [24] According to one embodiment, the detection system further comprises a control module adapted to interrupt the detection process and to communicate a command if the detection module detects an intrusion.
[25] Le module de commande permet au système de mettre en œuvre des mesures préventives et/ou correctives à la suite de la détection d’une intrusion. [25] The command module allows the system to implement preventive and/or corrective measures following the detection of an intrusion.
[26] Selon une réalisation, lequel le dispositif de mesure est un des éléments suivants : [26] According to one embodiment, which the measuring device is one of the following:
- un dispositif de mesure stéréoscopique - a stereoscopic measuring device
- un dispositif de mesure lidar, - a lidar measurement device,
- un dispositif de mesure sonar. - a sonar measurement device.
[27] Selon une réalisation, le module de détection est adapté pour : [27] According to one embodiment, the detection module is suitable for:
- déterminer une densité de points détectés d’après le nombre de point détectés et localisés déterminé et les dimensions de la zone de détection, et - comparer la densité de points détectés avec la valeur de détection prédéterminée. - determining a density of detected points according to the determined number of detected and located points and the dimensions of the detection zone, and - comparing the density of detected points with the predetermined detection value.
[28] Dans ce cas, la valeur de détection prédéterminée est une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection. [28] In this case, the predetermined detection value is a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
[29] Prendre en compte la densité permet d’éviter la détection de fausse intrusion (faux-positif) liée aux erreurs de mesures, aberrations chromatiques ou environnement dans le champ de vision du dispositif de mesure difficile à capter précisément, i.e dans lequel la mesure précise de distance est difficile. [29] Taking the density into account makes it possible to avoid the detection of false intrusion (false-positive) linked to measurement errors, chromatic aberrations or environment in the field of view of the measuring device that is difficult to capture precisely, i.e in which the precise distance measurement is difficult.
[30] Selon une réalisation, lequel la fréquence et l’échantillonnage déterminés sont compris entre 1 et 100 Hz. [30] According to one embodiment, the determined frequency and sampling are between 1 and 100 Hz.
[31] Une telle gamme de fréquence permet une réactivité maximale du système de détection d’intrusion. [31] Such a frequency range allows maximum responsiveness of the intrusion detection system.
[32] Selon une réalisation, la zone de détection définie par le module de définition est une réunion de plusieurs zones de détection simples. [32] According to one embodiment, the detection zone defined by the definition module is a combination of several simple detection zones.
[33] La réunion de plusieurs zones de détection simple permet de former une « macro-zone » de détection - qui est de fait aussi une zone de détection pour le système de détection - de forme plus complexe. Notamment, cela permet d’entourer des objets ou zones à protéger ou à surveiller. [33] The combination of several simple detection zones makes it possible to form a detection "macro-zone" - which is in fact also a detection zone for the detection system - of more complex shape. In particular, this makes it possible to surround objects or areas to be protected or monitored.
[34] Selon une réalisation, le système de détection d’intrusion comprend plusieurs dispositifs de mesure, chaque dispositif de mesure étant adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision propre à chacun, le module de traitement étant adapté pour, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, : [34] According to one embodiment, the intrusion detection system comprises several measuring devices, each measuring device being suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision specific to each, the processing module being suitable for, depending on the determined frequency and sampling,:
- recevoir les mesures déterminées par les dispositifs de mesure, - receive the measurements determined by the measuring devices,
- modéliser un nuage commun de points détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures déterminés par les dispositifs de mesure dans leur champ de vision propre, et - model a common cloud of points detected and located in space from the measurements determined by the measurement devices in their own field of vision, and
- fusionner le nuage de points modélisé avec la zone de détection. - merge the modeled point cloud with the detection area.
[35] Le système de détection devient alors un système multi-capteurs. Ils sont positionnés dans l’espace afin définir un périmètre fermé autour de la zone à protéger. [35] The detection system then becomes a multi-sensor system. They are positioned in space to define a closed perimeter around the area to be protected.
[36] Selon une réalisation, les zones de détection simples sont associées une à une aux dispositifs de mesure. [36] According to one embodiment, the simple detection zones are associated one by one with the measuring devices.
[37] De plus, idéalement, les dispositifs de mesure sont positionnés de sorte que chaque zone de détection simple est située dans un champ de vision d’un dispositif de mesure. [38] Selon une réalisation, le module de traitement modélise un nuage de points simple par dispositif de mesure à partir desquels est modélisé le nuage commun de points. [37] Also, ideally, the measuring devices are positioned so that each single detection zone is located within a field of view of a measuring device. [38] According to one embodiment, the processing module models a single cloud of points per measuring device from which the common cloud of points is modeled.
[39] Chaque nuage de points simple modélisé à partir des mesures du dispositif de mesure est donc idéalement positionné vis-à-vis de la zone de détection associée au dispositif de mesure. [39] Each simple point cloud modeled from the measurements of the measuring device is therefore ideally positioned vis-à-vis the detection zone associated with the measuring device.
[40] Selon une réalisation, la valeur de détection prédéterminée est différente entre deux zones de détection simples différentes (ou distinctes). [40] According to one embodiment, the predetermined detection value is different between two different (or separate) simple detection zones.
[41] Selon une réalisation, le système de détection d’intrusion est étalonné et/ou calibré de sorte que les aberrations de mesures dues aux caractéristiques physiques du ou des milieux physiques compris dans le champ de vision du dispositif de mesure sont corrigées numériquement. [41] According to one embodiment, the intrusion detection system is calibrated and/or calibrated so that the measurement aberrations due to the physical characteristics of the physical environment(s) included in the field of view of the measuring device are digitally corrected.
[42] Ainsi, cet étalonnage numérique et/ou calibration numérique est différent d’un étalonnage et/ou calibration classique des appareils de mesures, tels que les dispositifs de mesure du système, en ce qu’elle permet une correction numérique. [42] Thus, this digital calibration and/or digital calibration is different from a standard calibration and/or calibration of measuring devices, such as the system's measuring devices, in that it allows a digital correction.
[43] Suivant la nature du dispositif de mesure, les aberrations de mesures peuvent notamment être dues aux phénomènes physiques de la propagation d’une onde acoustique, d’une onde lumineuse et/ou d’un rayonnement quelconque dans le ou les milieux compris dans le champ de vision du dispositif et donc traversé par cette onde acoustique ou lumineuse ou ce rayonnement. [43] Depending on the nature of the measuring device, measurement aberrations may in particular be due to the physical phenomena of the propagation of an acoustic wave, a light wave and/or any radiation in the environment(s) included in the field of vision of the device and therefore crossed by this acoustic or light wave or this radiation.
[44] Selon un autre aspect, l’invention prévoit un procédé de détection d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection à l’aide d’un système de détection selon l’invention, [44] According to another aspect, the invention provides a method for detecting an intrusion in a three-dimensional detection zone using a detection system according to the invention,
- la zone tridimensionnelle de détection étant définie dans un espace muni d’un repère tridimensionnel, le procédé comprenant les étapes suivantes : - the three-dimensional detection zone being defined in a space provided with a three-dimensional marker, the method comprising the following steps:
- le module de définition de zone tridimensionnelle de détection définit les dimensions et la position de la zone tridimensionnelle de détection dans l’espace,- the three-dimensional detection zone definition module defines the dimensions and position of the three-dimensional detection zone in space,
- le dispositif de mesure détermine des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision, - the measuring device determines measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision,
- le module de traitement, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés, : - the processing module, according to a determined frequency and sampling:
- reçoit les mesures déterminées par le dispositif de mesure, - receives the measurements determined by the measuring device,
- modélise un nuage de points détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues, - models a cloud of points detected and located in space from the measurements received,
- fusionne le nuage de points modélisé avec la zone de détection, - merges the modeled point cloud with the detection area,
- le module de détection, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, : - détermine un nombre de points détectés et localisés dans la zone de détection d’après le nuage de points modélisés par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition - the detection module, according to the determined frequency and sampling: - determines a number of points detected and located in the detection zone according to the cloud of points modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module
- détecte une intrusion dans la zone de détection tridimensionnelle d’après un nombre de point détectés et localisés déterminé et une valeur de détection prédéterminée. - detects an intrusion in the three-dimensional detection zone according to a determined number of detected and located points and a predetermined detection value.
[45] Comme expliqué précédemment, ce procédé permet de détection rapidement et à distance une intrusion dans une zone à protéger ou surveiller englobée, entourée ou bornée par la zone de détection. [45] As explained above, this process allows rapid and remote detection of an intrusion into an area to be protected or monitored encompassed, surrounded or bounded by the detection area.
[46] Le procédé bénéficie des avantages permis par le système décrit précédemment. [46] The method benefits from the advantages allowed by the system described above.
[47] Selon une réalisation, le procédé comprend en outre l’étape suivante au cours de laquelle le module de commande interrompt le procédé de détection et communique une commande si le module de détection détecte une intrusion. [47] According to one embodiment, the method further comprises the following step during which the control module interrupts the detection process and communicates a command if the detection module detects an intrusion.
[48] Cela permet de prévenir d’un risque lié à l’intrusion détectée. [48] This makes it possible to warn of a risk linked to the detected intrusion.
[49] Selon une réalisation, la commande est l’une des suivantes : [49] According to one embodiment, the order is one of the following:
- arrêt d’un système tiers, - shutdown of a third-party system,
- arrêt du système de détection, - shutdown of the detection system,
- déclenchement d’une alarme, - triggering an alarm,
- arrêt d’un équipement mobile solidaire du système et/ou du ou des dispositifs de mesures. - stoppage of mobile equipment attached to the system and/or the measurement device(s).
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
[50] Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous : [50] Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings, briefly described below:
[51] [Fig. 1a] représente un mode de réalisation mono-capteur de l’invention et un champ de vision de l’unique capteur et une zone de détection. [Fig. 1b] est un exemple de nuage de points modélisés par le système selon l’invention. [51] [Fig. 1a] represents a single-sensor embodiment of the invention and a field of view of the single sensor and a detection zone. [Fig. 1b] is an example of a cloud of points modeled by the system according to the invention.
[52] [Fig. 2a] représente un schéma d’une zone de détection et [Fig. 2b] représente un schéma d’une intrusion dans la zone de détection. [52] [Fig. 2a] represents a diagram of a detection zone and [Fig. 2b] represents a diagram of an intrusion into the detection zone.
[53] [Fig. 3] représente un organigramme des étapes du procédé de détection mono-capteur selon l’invention [53] [Fig. 3] represents a flowchart of the steps of the single-sensor detection method according to the invention
[54] [Fig. 4a] représente un mode de réalisation multi-capteurs de l’invention et les zones de détection simples dont la réunion forme une zone de détection. [54] [Fig. 4a] represents a multi-sensor embodiment of the invention and the simple detection zones whose union forms a detection zone.
[55] [Fig. 4b] représente un mode de réalisation multi-capteurs de l’invention et les zones de détection simples dont la réunion forme une zone de détection appliqué à un exemple d’application. [Fig. 4c] illustre schématiquement une intrusion dans la zone de détection formée par la réunion de plusieurs zones de détection simples. Les figures 4b et 4c illustrent des exemples d’application du mode de réalisation multi- capteurs. [55] [Fig. 4b] shows a multi-sensor embodiment of the invention and the simple detection zones whose combination forms a detection zone applied to an example application. [Fig. 4c] schematically illustrates an intrusion into the detection zone formed by the combination of several simple detection zones. THE FIGS. 4b and 4c illustrate examples of application of the multi-sensor embodiment.
[56] [Fig. 5] est une vue de dessus de la figure 4b illustrant les champs de visions des capteurs et les zones de détection. [56] [Fig. 5] is a top view of FIG. 4b illustrating the fields of view of the sensors and the detection zones.
[57] [Fig. 6] représente un organigramme des étapes du procédé de détection multi-capteur selon l’invention [57] [Fig. 6] represents a flowchart of the steps of the multi-sensor detection method according to the invention
[58] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires. [58] In the drawings, identical references designate identical or similar objects.
DESCRIPTION GENERALE DE L’INVENTION GENERAL DESCRIPTION OF THE INVENTION
[59] Illustrée aux figures 1 à 3, une première solution proposée est un système de détection 1 par « zonage virtuelle » tirant parti de l’association d’un seul détecteur numériques 3D 11. [59] Illustrated in Figures 1 to 3, a first proposed solution is a detection system 1 by "virtual zoning" taking advantage of the association of a single 3D digital detector 11.
[60] Un logiciel réalise les opérations suivantes : [60] Software performs the following operations:
- Mise en place d’un référentiel Ro à trois dimensions dont l’origine est choisie arbitrairement et peut se situer en tout point de l’espace E - Establishment of a three-dimensional reference frame Ro whose origin is chosen arbitrarily and can be located at any point in space E
- Détermination dans ce référentiel Ro d’un volume, appelée zone de détection 2, ce volume est configuré automatiquement ou manuellement, peut se situer en tout point de l’espace E et prendre n’importe quelle forme (parallélépipède, ...) - Determination in this repository Ro of a volume, called detection zone 2, this volume is configured automatically or manually, can be located at any point in space E and take any shape (parallelpiped, etc.)
- Captation en temps réel de l’environnement physique. Un capteur 3D 11 crée un jumeau numérique en temps réel sous la forme d’un nuage de points 4. Cette modélisation est réalisée à une fréquence et un échantillonnage choisis arbitrairement. - Real-time capture of the physical environment. A 3D sensor 11 creates a real-time digital twin in the form of a cloud of 4 points. This modeling is carried out at an arbitrarily chosen frequency and sampling.
- Le référentiel spatial Ro et la zone de détection 2 sont fusionnés (alignés, normés,..) avec le nuage de points 4. - The spatial reference Ro and the detection zone 2 are merged (aligned, normalized,..) with the point cloud 4.
- Détermination du nombre de points N du nuage de points 4 présents dans le volume zone de détection 2 et calcul de la densité S de points. - Determination of the number of points N of the cloud of points 4 present in the volume of detection zone 2 and calculation of the density S of points.
- Si la densité S des points présents dans la zone de détection 2 est supérieure à un seuil (arbitrairement choisi), alors une détection est avérée (suggérant que de la matière est physiquement présente dans la zone de détection 2). - If the density S of the points present in the detection zone 2 is greater than a threshold (arbitrarily chosen), then a detection is confirmed (suggesting that matter is physically present in the detection zone 2).
- Interruption logicielle pouvant entrainer des actions électriques (alarmes sonores, visuelles,...) ou électromécanique (arrêt d’urgence d’un pont roulant,...). - Software interruption that can lead to electrical actions (audible, visual alarms, etc.) or electromechanical actions (emergency stop of a traveling crane, etc.).
[61] Selon une seconde solution illustrée aux figures 4 à 6, le système 1 utilise plusieurs capteurs 11 répartis stratégiquement afin de définir un périmètre fermé autour de la zone à protéger. [61] According to a second solution illustrated in Figures 4 to 6, the system 1 uses several sensors 11 strategically distributed to define a closed perimeter around the area to be protected.
[62] Un logiciel réalise les opérations suivantes : [62] Software performs the following operations:
- Mise en place d’un référentiel Ro à trois dimensions dont l’origine est choisie arbitrairement et peut se situer en tout point de l’espace - Détermination dans ce référentiel Rod’un volume appelée zone de détection 2, ce volume est configuré automatiquement ou manuellement, peut se situer en tout point de l’espace E et prendre n’importe quelle forme (parallélépipède, ...) - Establishment of a three-dimensional reference frame Ro whose origin is chosen arbitrarily and can be located at any point in space - Determination in this repository Rod of a volume called detection zone 2, this volume is configured automatically or manually, can be located at any point in space E and take any shape (parallelpiped, etc.)
- Captation en temps réel de l’environnement physique. Chaque capteur 3D 11 (c1 , c2, c3,..) crée un jumeau numérique en temps réel sous la forme d’un nuage de points 4. Cette modélisation est réalisée à une fréquence et un échantillonnage choisis arbitrairement. - Real-time capture of the physical environment. Each 3D sensor 11 (c1, c2, c3,..) creates a digital twin in real time in the form of a cloud of points 4. This modeling is carried out at an arbitrarily chosen frequency and sampling.
- Les nuage de points issus des capteurs 11 (c1, c2, c3,...) sont agrégés en un seul et même macro-nuage de points 4. - The clouds of points from the sensors 11 (c1, c2, c3, etc.) are aggregated into a single macro-cloud of points 4.
- Le référentiel spatial Ro et la zone de détection 2 sont fusionnés (alignés, normés,..) avec le macro-nuage de points 4. - The spatial reference frame Ro and the detection zone 2 are merged (aligned, normalized,..) with the macro-cloud of points 4.
- Si un nombre N de points du macro-nuage de points 4 est contenu dans le volume zone de détection 2 alors ils sont dénombrés, leur densité D est calculée. - If a number N of points of the macro-cloud of points 4 is contained in the volume of detection zone 2 then they are counted, their density D is calculated.
- Si la densité D des points présents dans la zone de détection 2 est supérieure à un seuil (arbitrairement choisi), alors une détection est avérée (suggérant que de la matière est physiquement présente dans la zone de détection 2). - If the density D of the points present in the detection zone 2 is greater than a threshold (arbitrarily chosen), then a detection is proven (suggesting that matter is physically present in the detection zone 2).
- Interruption logicielle pouvant entrainer des actions électriques (alarmes sonores, visuelles,...) ou électromécanique (arrêt d’urgence d’un pont roulant,...). - Software interruption that can lead to electrical actions (audible, visual alarms, etc.) or electromechanical actions (emergency stop of a traveling crane, etc.).
[63] Le système 1 selon l’invention présente les caractéristiques suivantes qui seront développées et détaillées dans la description détaillée : [63] System 1 according to the invention has the following characteristics which will be developed and detailed in the detailed description:
[64] Le système 1 permet la détection de matière dans une zone spécifique de l’espace. [64] System 1 allows the detection of matter in a specific area of space.
[65] Le système tire parti d’un ou plusieurs capteurs 3D 11 qui génèrent des nuages de points. Chaque point de ce nuage de points est repéré dans un espace virtuel appelé repère Ro. [65] The system takes advantage of one or more 11 3D sensors that generate point clouds. Each point of this point cloud is located in a virtual space called the Ro reference.
[66] Lorsque le système utilise plusieurs capteurs 3D 11 , ils sont étalonnés et calibrés de sorte de tenir compte de leurs positions physiques et modélisés dans le repère Ro. [66] When the system uses several 3D sensors 11 , they are calibrated and calibrated so as to take into account their physical positions and modeled in the Ro frame.
[67] Lorsque le système utilise plusieurs capteurs 3D 11 , leurs nuages de point respectifs sont mis en commun, le résultat est appelé "Macro nuage de points". [67] When the system uses several 3D sensors 11 , their respective point clouds are pooled, the result is called "Macro point cloud".
[68] Le "Macro nuage de points", peut prendre n’importe quelle forme de l’espace. Il utilise le repère Ro de l’espace virtuel. [68] The "Macro point cloud", can take any form of space. It uses the virtual space reference Ro.
[69] Dans le système sont configurées une ou plusieurs « zones virtuelles », ce sont les zones de détections 2. Leurs coordonnées spatiales sont configurées dans le repère de l’espace virtuel Ro. Ces coordonnées sont les coordonnées numériques de la zone de détection 2. [70] Le système calcule en temps réel le nombre de points N du "Macro nuage de points", présents dans la ou les zones de détections 2. Ce nombre de points N est ramené à l’unité de volume. Ce qui permet de détecter la densité de points détectés D. [69] In the system are configured one or more “virtual zones”, these are the detection zones 2. Their spatial coordinates are configured in the reference frame of the virtual space Ro. These coordinates are the numerical coordinates of detection zone 2. [70] The system calculates in real time the number of points N of the "Macro cloud of points", present in the detection zone(s) 2. This number of points N is reduced to the unit of volume. This makes it possible to detect the density of detected points D.
[71] Le système est configuré avec un seuil de densité de points détectés Sseuii . [71] The system is configured with a density threshold of detected points Sseuii .
[72] Le système compare, ponctuellement ou en boucle, la densité de points détectés D au seuil de densité de points détectés Sseuii . Si D est supérieur à Sseuii , alors une interruption logicielle est déclenchée. [72] The system compares, punctually or in a loop, the density of detected points D to the threshold of density of detected points Sseuii. If D is greater than Sseuii , then a software interrupt is triggered.
[73] Le ou les capteurs 3D 11 du système 1 peuvent être statiques ou fixés à un équipement mobile. Dans ce dernier cas, l'ensemble du système de capteurs et de calculateurs se déplace avec lui et est mécaniquement solidaire. [73] The 3D sensor(s) 11 of the system 1 can be static or attached to mobile equipment. In the latter case, the entire system of sensors and computers moves with it and is mechanically integral.
[74] Le système 1 compense les aberrations optiques (par exemple effets de la diffraction) auxquels sont soumis les points du nuage de points lorsque le ou les capteurs 3D 11 sont dans un milieu autre que l’air (par exemple sous l'eau). [74] The system 1 compensates for the optical aberrations (for example effects of diffraction) to which the points of the point cloud are subjected when the 3D sensor or sensors 11 are in a medium other than air (for example under water ).
[75] Le système 1 peut être rendu inactif, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..). [75] System 1 can be made inactive, following an instruction external to the system (software interrupt, etc.).
[76] La ou les zones de détections 2 peuvent varier dans le temps, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..). [76] The detection zone(s) 2 may vary over time, following an instruction external to the system (software interruption, etc.).
[77] Le seuil de densité de points détectés Sseuii, peut varier dans le temps, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..). [77] The detected point density threshold Sseuii, may vary over time, following an instruction external to the system (software interruption, etc.).
[78] Si le système 1 dispose de plusieurs zones de détections 2, chaque zone de détection 2 peut être configurée avec un seuil de densité de points détectés Sseuii différent. Cela permet d’ajuster la sensibilité de la détection suivant une région de la zone à surveiller comprise ou englobé dans/par la zone de détection. [78] If system 1 has several detection zones 2, each detection zone 2 can be configured with a different density threshold of detected points Sseuii. This makes it possible to adjust the detection sensitivity according to a region of the area to be monitored included or encompassed in/by the detection area.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DETAILED DESCRIPTION
[79] L’invention concerne un système de détection d’intrusion 1 dans un espace E muni d’un repère Ro. Ce système permet de mettre en œuvre un procédé de détection d’intrusion dans un espace. [79] The invention relates to an intrusion detection system 1 in a space E provided with a marker Ro. This system makes it possible to implement an intrusion detection process in a space.
[80] Le procédé de détection selon l’invention est mis en œuvre par un logiciel comprenant différents modules responsables d’un aspect ou d’une ou plusieurs étapes du procédé. [80] The detection method according to the invention is implemented by software comprising different modules responsible for one aspect or one or more steps of the method.
[81] Dispositifs de mesure 11 du système 1 [81] System 1 Meters 11
[82] Le système 1 comprend un ou plusieurs dispositifs de mesure 11. [82] System 1 includes one or more measuring devices 11.
[83] Le dispositif de mesure 11 est adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel Ro dans un champ de vision V (voir figure 1a). Le dispositif de mesure 11 est capable de générer une représentation numérique de l’espace. Dans le langage courant, le dispositif de mesure 11 est un « capteur 3D ». [84] Le dispositif de mesure 11 permet de mesurer des distances entre lui et de la matière physique contenue (ou visible) dans son champ de vision. [83] The measuring device 11 is suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker Ro in a field of vision V (see FIG. 1a). The measuring device 11 is capable of generating a digital representation of space. In everyday language, the measuring device 11 is a “3D sensor”. [84] The measuring device 11 makes it possible to measure distances between it and physical matter contained (or visible) in its field of vision.
[85] Ce champ de vision est borné d'après les capacités du dispositif de mesure et le milieu dans lequel les mesures sont effectuées. [85] This field of vision is limited according to the capabilities of the measuring device and the environment in which the measurements are made.
[86] Le dispositif de mesure 11 comprend ou est relié à un module de communication adapté pour communiquer les mesures réalisées à tout type de dispositifs. [86] The measuring device 11 comprises or is connected to a communication module suitable for communicating the measurements made to any type of device.
[87] Par exemple, il peut s’agir d’un dispositif de mesure stéréoscopique ou encore d’un dispositif de mesure lidar, communément appelé LIDAR. [87] For example, it may be a stereoscopic measuring device or a lidar measuring device, commonly known as LIDAR.
[88] Le dispositif de mesure 11 est adapté pour réaliser des mesures sur une large gamme de distance. Les mesures réalisées peuvent être de l’ordre du millimètre ou au contraire de la dizaine de mètres. Par exemple, les mesures déterminées sont comprises entre 0,1 et 1 mm, 1 et 10 mm, 10 et 100 mm, 100 et 1000 mm soit 1 m, 1000 mm et 10 000 mm soit 10 m voire jusqu’à 100 000 mm soit 100 m. [88] The measuring device 11 is suitable for performing measurements over a wide range of distances. The measurements taken can be of the order of a millimeter or on the contrary of ten meters. For example, the measurements determined are between 0.1 and 1 mm, 1 and 10 mm, 10 and 100 mm, 100 and 1000 mm i.e. 1 m, 1000 mm and 10,000 mm i.e. 10 m or even up to 100,000 mm i.e. 100m.
[89] La fréquence de mesure du dispositif de mesure 11 est entre 1 et 100 Hz. [89] The measuring frequency of the measuring device 11 is between 1 and 100 Hz.
[90] Le dispositif de mesure 11 est étalonné et/ou calibré dans l’espace E avant de réaliser les mesures de son environnement, i.e. des éléments présents, ou visibles, dans son champ de vision V. [90] The measuring device 11 is calibrated and/or calibrated in the space E before carrying out the measurements of its environment, i.e. of the elements present, or visible, in its field of vision V.
[91] En métrologie, l'étalonnage est une opération qui concerne les appareils de mesure ou de restitution de données. Deux appareils différents — de conception différente, mais aussi deux appareils de la même gamme (même marque, même modèle) — ne réagissent pas exactement de la même manière. Il faut donc une procédure permettant d'obtenir le même résultat à partir de la même situation initiale. [91] In metrology, calibration is an operation that concerns measuring or data restitution devices. Two different devices – of different design, but also two devices of the same range (same brand, same model) – do not react exactly the same way. It is therefore necessary to have a procedure making it possible to obtain the same result from the same initial situation.
[92] En métrologie, l’ajustage ou calibrage, est une opération réalisée pour permettre à un appareil de mesure d'afficher des valeurs correspondant à des valeurs données de la grandeur physique à mesurer. [92] In metrology, adjustment or calibration is an operation carried out to enable a measuring device to display values corresponding to given values of the physical quantity to be measured.
[93] Contrairement à un étalonnage, l'ajustage se fait sur une valeur fixée par le besoin, et non pas par un étalon. [93] Contrary to a calibration, the adjustment is made on a value fixed by the need, and not by a standard.
[94] Parmi les différents types d'ajustage se trouvent le réglage de zéro, le réglage de décalage ou le réglage d'étendue. [94] Among the different types of adjustment are zero adjustment, offset adjustment or span adjustment.
[95] Cet étalonnage et/ou calibrage est la première calibration du système de détection d’intrusion 1. [95] This calibration and/or calibration is the first calibration of the intrusion detection system 1.
[96] Si le système 1 comprend plusieurs dispositifs de mesure 11 , chacun des dispositifs de mesure 11 est doté des caractéristiques énoncées précédemment. [96] If the system 1 comprises several measuring devices 11, each of the measuring devices 11 has the characteristics set out above.
[97] Le ou les dispositifs de mesure 11 du système 1 peuvent être statiques ou fixés à un équipement mobile. Dans ce dernier cas, le système 1 et le ou les dispositifs de mesure 11 sont mécaniquement solidaires de l’équipement mobile. [98] Idéalement, les dispositifs de mesure 11 sont fixes entre eux. [97] The measuring device(s) 11 of the system 1 can be static or attached to mobile equipment. In the latter case, the system 1 and the measuring device(s) 11 are mechanically integral with the mobile equipment. [98] Ideally, the measuring devices 11 are fixed to each other.
[99] Modules du logiciel [99] Software Modules
[100] Le système de détection 1 comprend un logiciel adapté pour mettre en œuvre les modules suivants :_un module de définition de zone tridimensionnelle 12, un module de traitement 13 et un module de détection 14. [100] The detection system 1 includes software adapted to implement the following modules: a three-dimensional zone definition module 12, a processing module 13 and a detection module 14.
[101] Le logiciel peut en outre mettre en œuvre un module de commande 15. [101] The software can additionally implement a control module 15.
[102] Il peut en outre mettre en œuvre un module de communication 16 pour échanger des informations avec des dispositifs tiers. Par exemple, le module de communication 16 permet de recevoir les mesures mesurées et envoyées par le ou les dispositifs de mesure 11. [102] It can also implement a communication module 16 to exchange information with third-party devices. For example, the communication module 16 makes it possible to receive the measurements measured and sent by the measurement device(s) 11.
[103] Le système est donc adapté pour réaliser toutes les opérations réalisées par le logiciel lui-même mettant en œuvre les différents modules cités ci-dessus et détaillés ci-après. Le système est donc adapté pour réaliser toutes les opérations réalisées par les modules cités ci-dessus et détaillés ci-après. [103] The system is therefore suitable for carrying out all the operations carried out by the software itself implementing the various modules mentioned above and detailed below. The system is therefore adapted to carry out all the operations carried out by the modules mentioned above and detailed below.
[104] Le module de définition de zone tridimensionnelle 12 est adapté pour définir les dimensions et la position d’une zone tridimensionnelle de détection 1 dans l’espace E. [104] The three-dimensional zone definition module 12 is suitable for defining the dimensions and position of a three-dimensional detection zone 1 in space E.
[105] Il permet de munir l’espace E du référentiel tridimensionnel Ro, dont l’origine peut être choisie arbitrairement et peut se situer en tout point de l’espace E, comme illustré à la figure 2a, et, à partir de ce référentiel spatial, de définir des coordonnées et/ou dimensions de points, segments, portions, cercles, droite ou tout type de formes géométriques classiques. [105] It makes it possible to equip the space E with the three-dimensional reference frame Ro, the origin of which can be chosen arbitrarily and can be located at any point in the space E, as illustrated in figure 2a, and, from this spatial repository, to define coordinates and/or dimensions of points, segments, portions, circles, lines or any type of classical geometric shapes.
[106] Ces formes géométriques classiques permettent de définir n’importe quelle forme tridimensionnelle, simple ou complexe, dans l’espace. [106] These classic geometric shapes allow any three-dimensional shape, simple or complex, to be defined in space.
[107] Cette forme tridimensionnelle, i.e. ce volume, ainsi définie est une zone de détection 2 pour le logiciel. La zone de détection 2 est tridimensionnelle, il s’agit donc d’un volume. [107] This three-dimensional shape, i.e. this volume, thus defined is a detection zone 2 for the software. Detection zone 2 is three-dimensional, so it is a volume.
[108] Les dimensions et la position de la zone de détection 2 peuvent varier dans le temps ou à l’inverse être fixes. Elles peuvent être configurées automatiquement ou manuellement grâce au module de définition de zone tridimensionnelle 12. [108] The dimensions and position of detection zone 2 may vary over time or, conversely, be fixed. They can be configured automatically or manually thanks to the three-dimensional zone definition module 12.
[109] A titre d’exemple, la figure 2a illustre un exemple de zone de détection 2 définie par le module de définition de zone tridimensionnelle 12. [109] By way of example, Figure 2a illustrates an example of detection zone 2 defined by the three-dimensional zone definition module 12.
[110] Le module de définition de zone tridimensionnelle 12 peut réunir ensemble ou agréger plusieurs zones de détection simples 20 afin de créer une zone de détection 2. Ce mode de réalisation est illustré à la figure 4. [110] The three-dimensional zone definition module 12 can join together or aggregate several simple detection zones 20 in order to create a detection zone 2. This embodiment is illustrated in FIG. 4.
[111] La zone de détection 2 est alors une réunion des multiples zones de détections simples 20. Elle peut être appelée macro-zone de détection 2. [112] Dans ce cas, la zone de détection 2 est formée par plusieurs zone de détections simples 20 entourant, englobant ou bornant une région de l’espace E. Cette région de l’espace E est donc une région interne à la zone de détection 2 et les zones de détection simple 20 représentent les frontières de la zone de détection 2. Ces frontières ont une épaisseur puisque les zones de détection simple 20 sont tridimensionnelles. [111] Detection zone 2 is then a combination of multiple simple detection zones 20. It can be called macro-detection zone 2. [112] In this case, the detection zone 2 is formed by several simple detection zones 20 surrounding, encompassing or bounding a region of space E. This region of space E is therefore a region internal to the zone of detection 2 and the simple detection zones 20 represent the borders of the detection zone 2. These borders have a thickness since the simple detection zones 20 are three-dimensional.
[113] Comme expliqué plus haut, les zones de détection simples 20 peuvent être de n’importe quelle forme tridimensionnelle, simple ou complexe, dans l’espace. [113] As explained above, the simple detection zones 20 can be of any three-dimensional shape, simple or complex, in space.
[114] Par ailleurs, le module de définition de zone tridimensionnelle 12 est adapté pour repositionner la zone de détection 2 dans l’espace E muni d’un référentiel, i.e. modifier les positions des formes formant la zone de détection 2 d’après un défaut mécanique identifié d’après les mesures réalisées par le ou les dispositifs de mesure[114] Furthermore, the three-dimensional zone definition module 12 is suitable for repositioning the detection zone 2 in the space E provided with a reference frame, i.e. modifying the positions of the shapes forming the detection zone 2 according to a mechanical defect identified from measurements made by the measuring device(s)
11 et transmises au module de traitement 13. Ces mesures peuvent notamment porter sur la position des dispositifs de mesure 11 entre eux. 11 and transmitted to the processing module 13. These measurements can in particular relate to the position of the measuring devices 11 between them.
[115] Ce repositionnement numérique de la zone de détection 2 par le module de définition de zone tridimensionnelle 12 représente une seconde calibration ou ajustement du système de détection d’intrusion 1. [115] This digital repositioning of detection zone 2 by the three-dimensional zone definition module 12 represents a second calibration or adjustment of intrusion detection system 1.
[116] Le module de traitement 13 est adapté pour, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés, recevoir les mesures déterminées par le dispositif de mesure 11, et modéliser un nuage de points 4 détectés et localisés dans l’espace E à partir des mesures reçues. [116] The processing module 13 is suitable for, according to a determined frequency and sampling, receiving the measurements determined by the measuring device 11, and modeling a cloud of points 4 detected and located in the space E from the measurements received.
[117] En traitement du signal, l'échantillonnage consiste à prélever les valeurs d'un signal à intervalles définis, généralement réguliers. Il produit une suite de valeurs discrètes nommées échantillons. La fréquence d'échantillonnage est le nombre d'échantillons par unité de temps. Si l'unité de temps est la seconde, la fréquence d'échantillonnage s'exprime en hertz et représente le nombre d'échantillons utilisés par seconde. [117] In signal processing, sampling consists of taking the values of a signal at defined, generally regular intervals. It produces a sequence of discrete values called samples. Sampling frequency is the number of samples per unit time. If the unit of time is the second, the sampling frequency is expressed in hertz and represents the number of samples used per second.
[118] Ainsi, une fois l’échantillonnage et la fréquence d’échantillonnage déterminés, de manière manuelle, automatique ou encore asservie, le module de traitement 13 reçoit un échantillon des mesures déterminées par le dispositif de mesure 11 à une fréquence de communication déterminée. [118] Thus, once the sampling and the sampling frequency have been determined, manually, automatically or even slaved, the processing module 13 receives a sample of the measurements determined by the measuring device 11 at a determined communication frequency. .
[119] Cette transmission/réception des mesures de l’environnement du dispositif de mesure 11 est réalisé en temps réel. [119] This transmission/reception of the measurements of the environment of the measuring device 11 is carried out in real time.
[120] A partir de ces mesures reçues, le module de traitement 13 est adapté pour créer un nuage de points 4 de coordonnées dans le référentiel de l’espace E connues à partir des mesures du dispositif de mesure 11. [121] Les mesures déterminées par le dispositif de mesure 11 étant tridimensionnelle, le nuage de points modélisé est tridimensionnel comme illustré à la figure 1b. [120] From these measurements received, the processing module 13 is adapted to create a cloud of points 4 of coordinates in the reference space E known from the measurements of the measuring device 11. [121] The measurements determined by the measuring device 11 being three-dimensional, the modeled cloud of points is three-dimensional as illustrated in FIG. 1b.
[122] En outre, le module de traitement 13 est adapté pour compenser les aberrations optiques (par exemple effets de la diffraction) auxquels sont soumis les points du nuage de points 4 lorsque le ou les dispositifs de mesure 11 (capteurs 3D) sont dans un milieu autre que l’air (par exemple sous l'eau). [122] In addition, the processing module 13 is adapted to compensate for the optical aberrations (for example diffraction effects) to which the points of the point cloud 4 are subjected when the measurement device(s) 11 (3D sensors) are in medium other than air (e.g. underwater).
[123] De plus, le module de traitement 13 est adapté pour fusionner la zone de détection 2, repérée dans le référentiel tridimensionnel, et le nuage de points 4 : ces ensembles numériques sont alignés et normés dans le référentiel de sorte que les référentiels physiques et numériques (celui du nuage de points 4) soient identiques. Ainsi, il est possible de comparer les positions des points du nuages de points 4 (d’après leurs coordonnées) avec la position de la zone de détection 2 (également d’après ses coordonnés). Il est alors également possible de comparer tout type de grandeur accessible depuis les coordonnées des points du nuage de points 4 et/ou les coordonnées de la zone de détection comme la distance par exemple. [123] In addition, the processing module 13 is suitable for merging the detection zone 2, identified in the three-dimensional reference frame, and the point cloud 4: these digital sets are aligned and normalized in the reference frame so that the physical reference frames and digital (that of point cloud 4) are identical. Thus, it is possible to compare the positions of the points of the point cloud 4 (according to their coordinates) with the position of the detection zone 2 (also according to its coordinates). It is then also possible to compare any type of quantity accessible from the coordinates of the points of the cloud of points 4 and/or the coordinates of the detection zone such as the distance for example.
[124] Tous les traitements effectués par le module de traitement 13 détaillés ci- dessus pour un nuage de points 4 modélisé à partir d’un dispositif de mesure 11 et une zone de détection 2 peuvent être généralisés à plusieurs nuages de points 4 modélisés à partir de plusieurs dispositifs de mesure 11 (chaque nuage de points 4 correspond aux mesures d’un dispositif de mesure 11) et plusieurs zones de détection 2. [124] All the processing carried out by the processing module 13 detailed above for a point cloud 4 modeled from a measurement device 11 and a detection zone 2 can be generalized to several point clouds 4 modeled from from several measuring devices 11 (each cloud of points 4 corresponds to the measurements of a measuring device 11) and several detection zones 2.
[125] Dans un premier cas, le module de traitement 13 peut modéliser un nuage de points 4 par dispositif de mesure 11 . [125] In a first case, the processing module 13 can model a cloud of points 4 per measuring device 11 .
[126] Ces nuages de points 4 ne sont pas agrégés ensemble et les zones de détection 2 sont distinctes. Ainsi, pour chaque couple (nuage de point 4 ; zone de détection 2), le module de traitement 13 est adapté pour réaliser les traitements détaillés précédemment. [126] These point clouds 4 are not aggregated together and the detection zones 2 are distinct. Thus, for each pair (point cloud 4; detection zone 2), the processing module 13 is adapted to carry out the processing operations detailed above.
[127] A l’inverse, dans un second cas, les nuages de points 4 modélisés pour chacun des dispositifs de mesure 11 peuvent être agrégés en un seul et même nuage de points, appelé macro-nuage de points 4. Dans ce second cas, les zones de détection 2 sont agrégées ensemble pour former une unique zone de détection 2, réunion des zones de détection 2 simple. [127] Conversely, in a second case, the point clouds 4 modeled for each of the measuring devices 11 can be aggregated into a single point cloud, called a macro-point cloud 4. In this second case , the detection zones 2 are aggregated together to form a single detection zone 2, a combination of the simple detection zones 2.
[128] Ainsi, dans ce second cas, le module de traitement 13 traite une unique zone de détection 2 (macro-zone de détection) et un unique nuage de points 4 (macronuage de points) et est donc adapté pour appliquer les traitements décrits précédemment. [129] Le module de détection 14 est adapté pour, selon la même fréquence et le même échantillonnage déterminés, déterminer un nombre de points N détectés et localisés dans la zone de détection 2 d’après le nuage de points 4 modélisé par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition, et détecter une intrusion dans la zone de détection tridimensionnelle 2 d’après un nombre de point N détectés et localisés déterminé et une valeur de détection prédéterminée V détection ■ ■ [128] Thus, in this second case, the processing module 13 processes a single detection zone 2 (macro-detection zone) and a single cloud of points 4 (macro-cloud of points) and is therefore suitable for applying the treatments described previously. [129] The detection module 14 is adapted to, according to the same determined frequency and the same sampling, determine a number of points N detected and located in the detection zone 2 according to the cloud of points 4 modeled by the detection module. processing and the three-dimensional detection zone defined by the definition module, and detecting an intrusion into the three-dimensional detection zone 2 according to a determined number of detected and located points N and a predetermined detection value V detection ■ ■
[130] Une intrusion signifie qu’une matière est physiquement présente dans la zone de détection 2. Détecter une intrusion est donc synonyme de détecter la présence physique de matière dans la zone de détection. [130] An intrusion means that a material is physically present in the detection zone 2. Detecting an intrusion is therefore synonymous with detecting the physical presence of material in the detection zone.
[131] Le module de détection 14 est capable de dénombrer un nombre de points N contenu dans la zone tridimensionnelle de détection 2 (i.e. un volume). [131] The detection module 14 is capable of counting a number of points N contained in the three-dimensional detection zone 2 (i.e. a volume).
[132] Pour détecter cette présence physique ou intrusion dans la zone de détection, le module de détection 14 détermine le nombre de points N du nuage de points 4 présents dans la zone de détection 2. Ces points N modélisés dans le nuage de points 4 proviennent des mesures du dispositif de mesure 11 , ils sont donc issus des mesures, dans son champ de vision, du dispositif 11 entre lui et de la matière présente dans son champ de vision comme expliqué plus haut. Le nombre de points N du nuage de points 4 présents dans la zone de détection 2 correspond donc à une présence potentielle de matière dans la zone de détection 2, i.e. une intrusion. [132] To detect this physical presence or intrusion in the detection zone, the detection module 14 determines the number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2. These points N modeled in the cloud of points 4 come from the measurements of the measuring device 11, they therefore come from the measurements, in its field of vision, of the device 11 between itself and of the material present in its field of vision as explained above. The number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2 therefore corresponds to a potential presence of material in the detection zone 2, i.e. an intrusion.
[133] En effet, les points N peuvent également représenter des fausses mesures issues d’erreurs de mesures imputables au dispositif de mesure 11 et/ou au milieu physique visible dans le champ de vision du dispositif de mesure 11. [133] Indeed, the points N can also represent false measurements resulting from measurement errors attributable to the measuring device 11 and/or to the physical environment visible in the field of vision of the measuring device 11.
[134] Le module de détection 14 peut réaliser cette détermination d’un nombre N de points dans une zone 2 pour n’importe quel nombre de couple (nuage de points 4; zone de détection 2) si les nuages de points 4 et les zones de détection 2 ne sont pas agrégés et donc distincts. [134] The detection module 14 can carry out this determination of a number N of points in a zone 2 for any number of pairs (cloud of points 4; detection zone 2) if the clouds of points 4 and the detection zones 2 are not aggregated and therefore distinct.
[135] Ainsi, à partir de ce nombre N déterminé ou dénombré par le module de détection 14, une comparaison est réalisée avec la valeur de détection prédéterminée. [135] Thus, from this number N determined or counted by the detection module 14, a comparison is made with the predetermined detection value.
[136] La valeur de détection prédéterminée peut être un nombre seuil de détection Nseuii de points dans la zone de détection ou une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection. [136] The predetermined detection value can be a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone.
[137] Par exemple, pour ce faire, le module de détection 14 est adapté pour calculer une densité D de points détectés à partir du nombre de points N du nuage détecté, dénombrés, dans la zone de détection et des dimensions de la zone de détection. Cette densité D déterminée est ensuite comparée par le module de détection 14 à une valeur seuil de densité détection Sseuii . pour déduire ou non de cette densité S une intrusion. [137] For example, to do this, the detection module 14 is suitable for calculating a density D of detected points from the number of points N of the detected cloud, counted, in the detection zone and the dimensions of the detection zone. detection. This determined density D is then compared by the modulus of detection 14 at a detection density threshold value Sseuii. to deduce or not from this density S an intrusion.
[138] La valeur Sseuii peut être déterminée d’après un nombre Nseuii de points et les dimensions de la zone de détection. Autrement dit, une fois que les dimensions de la zone de détection sont définies et fixées (au moins pour une durée déterminée), la valeur Nseuii fixe la valeur Sseuii . [138] The value Sseuii can be determined according to a number N se uii of points and the dimensions of the detection zone. In other words, once the dimensions of the detection zone are defined and fixed (at least for a determined duration), the value N se uii fixes the value Sseuii .
[139] A l’inverse, le module de détection 14 peut directement et/ou uniquement prendre en compte une valeur seuil de densité de détection Sseuii et déduire ensuite un nombre de points Nseuii maximal par unité de volume d’après les dimensions de la zone de détection. [139] Conversely, the detection module 14 can directly and/or only take into account a detection density threshold value Sseuii and then deduce a maximum number of points N se uii per unit volume according to the dimensions of the detection area.
[140] De préférence, la densité seuil de détection Sseuii est utilisée car elle permet de tenir compte des faux positifs induits par les erreurs de mesures du dispositif de mesures 11 dans le ou les milieux physiques couverts par le dispositif de mesure 11 , i.e. présents dans son champ de vision. [140] Preferably, the detection threshold density Sseuii is used because it makes it possible to take into account the false positives induced by the measurement errors of the measurement device 11 in the physical environment(s) covered by the measurement device 11, i.e. present in his field of vision.
[141] Si la densité D est supérieure à la valeur seuil de densité de détection Sseuii ou si le nombre N est supérieur au nombre seuil de détection Nseuii alors une intrusion est détectée. Autrement dit, de la matière est physiquement présente dans la zone de détection 2. [141] If the density D is greater than the detection density threshold value Sseuii or if the number N is greater than the detection threshold number N se uii then an intrusion is detected. In other words, material is physically present in detection zone 2.
[142] Par ailleurs, ce calcul ou cette détermination d’un nombre de points N détectés et localisés dans la zone de détection 2 d’après le nuage de points 4 modélisé par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition peut être généralisé plusieurs zones de détections distinctes. [142] Moreover, this calculation or this determination of a number of points N detected and located in the detection zone 2 according to the cloud of points 4 modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module can be generalized to several distinct detection zones.
[143] Autrement dit, le module de détection 14 est capable de calculer le nombre de point N ou la densité S d’un seul nuage de points 4 modélisé dans plusieurs zones de détection 2 distinctes (i.e. qui ne forment pas une seule zone de détection 2 ensemble ou qui ne sont pas partie d’une même zone de détection 2 comme décrit plus haut). [143] In other words, the detection module 14 is capable of calculating the number of points N or the density S of a single cloud of points 4 modeled in several distinct detection zones 2 (i.e. which do not form a single zone of detection 2 together or which are not part of the same detection zone 2 as described above).
[144] Dans ce cas, le module de détection 14 calcule le nombre de point N ou la densité S dans chacune des zones de détection 2 de manière simultanée ou successive. [144] In this case, the detection module 14 calculates the number of points N or the density S in each of the detection zones 2 simultaneously or successively.
[145] Par ailleurs, la valeur de détection prédéterminée Vdétection.- qu’elle correspond à un nombre seuil de détection Nseuii de points dans la zone de détection ou une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection - peut être différente d’une zone de détection simple à une autre. [145] Furthermore, the predetermined detection value Vdetection.- whether it corresponds to a detection threshold number N se uii of points in the detection zone or a detection density threshold value Sseuii of points in the detection zone - may be different from one simple detection zone to another.
[146] Cela permet d’ajuster la sensibilité de la détection d’intrusion selon l’une des régions de la macro-zone de détection 2, la région de la macro-zone correspondant à une zone de détection simple. [147] Le module de commande 15 est adapté pour interrompre le procédé de détection et pour communiquer une commande si le module de détection 14 détecte une intrusion. [146] This makes it possible to adjust the sensitivity of the intrusion detection according to one of the regions of the detection macro-zone 2, the region of the macro-zone corresponding to a single detection zone. [147] The control module 15 is adapted to interrupt the detection process and to communicate a command if the detection module 14 detects an intrusion.
[148] La commande communiquée peut être une commande électrique (une alarme sonore ou visuelle par exemple) ou une commande électromécanique (arrêt d’urgence d’un pont roulant par exemple). [148] The command communicated can be an electrical command (an audible or visual alarm for example) or an electromechanical command (emergency stop of a traveling crane for example).
[149] Procédé de détection [149] Detection Method
[150] Les caractéristiques et capacités des différents modules du système de détection 1 ont été décrits plus haut. Nous allons à présent décrire deux modes de réalisation du système de détection 1 : [150] The characteristics and capabilities of the various modules of detection system 1 have been described above. We will now describe two embodiments of the detection system 1:
- un mode de réalisation mono-capteur dans lequel le système de détection 1 comprend un seul dispositif de mesure 11 - a single-sensor embodiment in which the detection system 1 comprises a single measuring device 11
- un mode de réalisation multi-capteur dans lequel le système de détection 1 comprend plusieurs dispositifs de mesure 11 - a multi-sensor embodiment in which the detection system 1 comprises several measuring devices 11
[151] La figure 3 illustre les étapes d’un procédé de détection selon l’invention lorsque le système de détection 1 comprend un seul dispositif de mesure 11. [151] Figure 3 illustrates the steps of a detection method according to the invention when the detection system 1 comprises a single measuring device 11.
[152] Tout d’abord, une zone de détection 2 est définie dans l’espace E muni d’un repère tridimensionnel Roà l’aide du module de définition de zone tridimensionnelle de détection 12 du logiciel (étapes 1 et 2 du diagramme de la figure 3). [152] First of all, a detection zone 2 is defined in the space E equipped with a three-dimensional reference Ro using the three-dimensional detection zone definition module 12 of the software (steps 1 and 2 of the flow diagram). Figure 3).
[153] Comme expliqué plus haut, cette zone de définition peut être de n’importe quelle forme. Néanmoins, à titre d’illustration, la figure 2a illustre une zone de détection 2 parallélépipédique. Cette zone de détection 2 est donc bien un volume. [153] As explained above, this definition zone can be of any shape. Nevertheless, by way of illustration, FIG. 2a illustrates a parallelepipedic detection zone 2. This detection zone 2 is therefore indeed a volume.
[154] Idéalement, l’objet à surveiller ou l’espace à surveiller est inclus dans la zone de détection 2. [154] Ideally, the object to be monitored or the space to be monitored is included in detection zone 2.
[155] En parallèle, à l’étape 3 du diagramme de la figure 3, le dispositif de mesure 1 est positionné dans l’environnement E afin que la zone de détection 2 soit dans son champ de vision. Ainsi, le dispositif de mesure 1, communique en temps réel selon une fréquence et un échantillonnage déterminés, les mesures effectuées entre lui et les éléments de son environnement dans son champ de vision. [155] In parallel, in step 3 of the diagram in figure 3, the measuring device 1 is positioned in the environment E so that the detection zone 2 is in its field of vision. Thus, the measuring device 1 communicates in real time according to a determined frequency and sampling, the measurements carried out between it and the elements of its environment in its field of vision.
[156] Par exemple, comme illustré à la figure 2a, le dispositif de mesure 11 est au-dessus de la zone de détection 2 dans l’espace E muni du référentiel, i.e. son altitude est supérieure au point culminant de la zone de détection 2. [156] For example, as illustrated in Figure 2a, the measuring device 11 is above the detection zone 2 in the space E equipped with the reference frame, i.e. its altitude is greater than the highest point of the detection zone 2.
[157] Une application possible est illustrée à la figure 1a où le dispositif de mesure 11 a dans son champ de vision une face d’un panier de stockage. [157] A possible application is illustrated in Figure 1a where the measuring device 11 has in its field of vision a face of a storage basket.
[158] A partir des mesures effectuées et transmises au module de traitement 13, le logiciel modélise un nuage de point 4 comme illustré à la figure 1b. [159] Puis, à l’étape 4, le module de traitement 13 du logiciel fusionne le nuage de points 4 et la zone de détection 2 ensemble : le nuage de points 4 est aligné et normé avec la zone de détection afin de pouvoir comparer les positions des points avec la zone de détection 2 et/ou les distances entre les points du nuage entre eux et/ou vis-à-vis des limites de la zone de détection 2. [158] From the measurements made and transmitted to the processing module 13, the software models a point cloud 4 as illustrated in FIG. 1b. [159] Then, in step 4, the processing module 13 of the software merges the cloud of points 4 and the detection zone 2 together: the cloud of points 4 is aligned and normalized with the detection zone in order to be able to compare the positions of the points with the detection zone 2 and/or the distances between the points of the cloud between them and/or vis-à-vis the limits of the detection zone 2.
[160] A partir de cette fusion, le module de détection 14 du logiciel détermine le nombre de point N du nuage de points 4 présents dans la zone de détection 2 à l’étape 5. [160] From this fusion, the detection module 14 of the software determines the number of points N of the cloud of points 4 present in the detection zone 2 in step 5.
[161] A partir de ce nombre N déterminé, le module de détection 14 calcule une densité D de points présents dans la zone de détection 2 (étape 6). [161] From this determined number N, the detection module 14 calculates a density D of points present in the detection zone 2 (step 6).
[162] Cette densité D est comparée par le module de détection 14 à la valeur prédéterminée (valeur seuil) de densité de détection Sseuii et détecte ou non une intrusion comme expliqué précédemment. [162] This density D is compared by the detection module 14 with the predetermined value (threshold value) of detection density Sseuii and detects or not an intrusion as explained previously.
[163] En cas d’intrusion détectée, par exemple dans le cas schématique de la figure 2b, le module de commande 15 interrompt le logiciel et communique une commande. Par exemple un arrêt d’urgence ou la mise en marche d’une alarme (étape 7). [163] In the event of a detected intrusion, for example in the schematic case of FIG. 2b, the control module 15 interrupts the software and communicates a command. For example an emergency stop or the activation of an alarm (step 7).
[164] Si aucune intrusion n’est détectée, le module de traitement 13 du logiciel répète les étapes 4 à 6 précédemment décrite jusqu’à la détection d’une intrusion. [164] If no intrusion is detected, the processing module 13 of the software repeats steps 4 to 6 previously described until an intrusion is detected.
[165] La figure 6 illustre les étapes d’un procédé de détection selon l’invention lorsque le système de détection 1 comprend plusieurs dispositifs de mesure 11 . [165] Figure 6 illustrates the steps of a detection method according to the invention when the detection system 1 comprises several measuring devices 11 .
[166] Idéalement, leur nombre exact est ajusté d’après les dimensions et la forme de la zone de détection 2. [166] Ideally, their exact number is adjusted according to the dimensions and shape of the detection zone 2.
[167] Le nombre peut également dépendre du mouvement du système de détection d’intrusion si celui-ci est en mouvement au cours de la détection. Par exemple, il peut être solidaire d’un dispositif tiers se déplaçant aux abords de la zone de détection 2. [167] The number may also depend on the movement of the intrusion detection system if it is moving during detection. For example, it can be attached to a third-party device moving near detection zone 2.
[168] De plus, idéalement, les dispositifs de mesure 11 sont positionnés dans l’espace afin définir un périmètre ou un volume fermé autour de la zone à protéger. [168] In addition, ideally, the measuring devices 11 are positioned in space in order to define a perimeter or a closed volume around the area to be protected.
[169] A titre d’exemple non limitatif, le système de détection 1 comprend quatre dispositifs de mesure 11 comme illustré à la figure 4. [169] By way of non-limiting example, the detection system 1 comprises four measuring devices 11 as illustrated in Figure 4.
[170] Le procédé de détection suit les mêmes étapes que le mode de réalisation mono-capteur excepté pour l’étape 2 de définition de la zone de détection et l’étape 3 de mesure en temps réel des distances par les dispositifs de mesure 11. [170] The detection method follows the same steps as the single-sensor embodiment except for step 2 of defining the detection zone and step 3 of measuring distances in real time by the measuring devices 11 .
[171] En effet, selon ce mode de réalisation, quatre zones de détection 2 simple sont définies comme illustré à la figure 4b et à la figure 5, et forment ensemble la zone de détection 2. [172] De plus, selon ce mode de réalisation, chacun des dispositifs de mesure 11 est positionné de sorte qu’une zone de détection simple 2 soit dans son champ de vision. Autrement dit, à chaque zone de détection simple 2 de la zone de détection 2, macro-zone de détection, est associé un dispositif de mesure 11 dont le champ de vision dans l’espace E couvre une zone de détection simple 2 associé. [171] Indeed, according to this embodiment, four single detection zones 2 are defined as shown in Figure 4b and Figure 5, and together form the detection zone 2. [172] Moreover, according to this embodiment, each of the measuring devices 11 is positioned so that a single detection zone 2 is in its field of vision. In other words, each simple detection zone 2 of the detection zone 2, macro-detection zone, is associated with a measuring device 11 whose field of vision in space E covers an associated simple detection zone 2.
[173] Ainsi, il est possible pour le module de traitement 13 de modéliser un nuage de points simple 3 pour chaque dispositif 11 , de les fusionner et les normaliser dans un macro-nuage de points, le nuage de points 4. En effet, puisque les nuages de points simple 3 sont issus de plusieurs dispositifs de mesure 11 , il est nécessaire de fusionner les nuages de points simple 3 ensemble (étape de fusion) et de les aligner sur un même référentiel (étape de normalisation). [173] Thus, it is possible for the processing module 13 to model a simple point cloud 3 for each device 11 , to merge them and normalize them in a macro-cloud of points, the point cloud 4. Indeed, since the single point clouds 3 come from several measuring devices 11 , it is necessary to merge the single point clouds 3 together (merge step) and to align them on the same frame of reference (normalization step).
[174] Cela permet, ensuite, pour le module de détection 14 de dénombrer plus précisément le nombre de points N compris dans la zone de détection 2 (formée par les zones de détection simples 20) puisqu’à chaque nuage de points simple 3 correspond une zone de détection simple. La densité D déduite est donc également plus précise. [174] This then allows the detection module 14 to count more precisely the number of points N included in the detection zone 2 (formed by the simple detection zones 20) since each cloud of simple points 3 corresponds a single detection zone. The deduced density D is therefore also more precise.
[175] Cet exemple est illustratif, il pourrait y avoir un nombre quelconque déterminé de dispositifs de mesure 11 associé à un nombre quelconque correspondant de zone de détection simple. [175] This example is illustrative, there could be any determined number of measuring devices 11 associated with any corresponding number of single detection zone.
[176] Avantages [176] Benefits
[177] Le système de détection 1 présente plusieurs avantages. [177] The detection system 1 has several advantages.
[178] Ainsi, comparé aux systèmes existants, il permet une détection plus rapide : par rapport aux systèmes à caméra rotative, on estime le gain de temps ou de réactivité pour détecter une intrusion de l’ordre de 10%. Ce gain de temps permet de prendre au plus vite les mesures pour garantir la sécurité ou la sûreté des personnes ou objets dans la zone de détection. Par exemple, il permet d’éviter une collision. [178] Thus, compared to existing systems, it allows faster detection: compared to rotating camera systems, it is estimated that the gain in time or responsiveness to detect an intrusion is around 10%. This time saving makes it possible to take measures as quickly as possible to guarantee the safety or security of people or objects in the detection zone. For example, it helps to avoid a collision.
[179] Ce gain de temps s’explique, en partie, du fait de la tridimensionnalité de la zone de détection 2 : dès l’entrée d’une matière dans la zone de détection, une intrusion peut être détectée et traitée par le module de commande 15 alors qu’une zone de détection plane ou surfacique permet une détection d’une intrusion souvent trop tardive. [179] This time saving is partly explained by the three-dimensionality of detection zone 2: as soon as a material enters the detection zone, an intrusion can be detected and processed by the module control 15 while a flat or surface detection zone allows detection of an intrusion that is often too late.
[180] De plus, le système de détection d’intrusion 1 est un système à distance de la zone à surveiller, i.e. la zone entourée, bornée, ou englobée par la zone de détection 2, ainsi il ne réduit pas le volume ou la surface utile, ne gêne pas le passage d’objets ou de personnes et plus globalement n’influence pas les processus en cours dans la zone à surveiller (zone de détection 2). [180] In addition, the intrusion detection system 1 is a system remote from the area to be monitored, i.e. the area surrounded, bounded, or encompassed by the detection area 2, so it does not reduce the volume or the useful surface, does not hinder the passage of objects or people and more generally does not influence the processes in progress in the zone to be monitored (detection zone 2).
[181] Exemples [182] Ce procédé de détection mis en œuvre par le système de détection 1 comprenant un unique dispositif de mesure 11 ou plusieurs dispositifs de mesure 11 trouve une application dans la surveillance des zones de stockage de combustible. [181] Examples [182] This detection method implemented by the detection system 1 comprising a single measuring device 11 or several measuring devices 11 finds an application in the monitoring of fuel storage areas.
[183] Dans les entrepôts industriels, les matériels stockés les plus lourds sont couramment manutentionnés par le biais de ponts roulant. [183] In industrial warehouses, the heaviest stored materials are commonly handled using overhead cranes.
[184] Ainsi dans l’industrie nucléaire, le combustible usagé est conditionné dans des paniers de 6m de haut pesant 10 tonnes. Ces paniers sont entreposés par centaines dans des piscines à température régulée, en attente de leur recyclage. Leur manutention est réalisée sous eau, par des ponts roulant, dits ponts perches. [184] Thus in the nuclear industry, spent fuel is packaged in baskets 6m high weighing 10 tons. These baskets are stored by the hundreds in temperature-regulated swimming pools, awaiting recycling. Their handling is carried out under water, by traveling cranes, known as perch bridges.
[185] Pour l’industrie nucléaire les piscines de stockage de combustibles usagés est un réel facteur de productivité. Ces installations représentent un coût de fonctionnement très important qu’il s’agit d’optimiser et de contenir. Ainsi ces installations sont sur le chemin critique et sont aujourd’hui regardées de très près par les exploitants. [185] For the nuclear industry, spent fuel storage pools are a real productivity factor. These installations represent a very significant operating cost that must be optimized and contained. Thus these facilities are on the critical path and are today watched very closely by the operators.
[186] L’objectif à atteindre est une densification maximale de ces espaces de stockage. La réduction des espaces entre les paniers est une piste pour améliorer le rendement de stockage au m2. [186] The objective to be achieved is maximum densification of these storage spaces. Reducing the spaces between the baskets is a way to improve the storage yield per m 2 .
[187] Une contrainte extrêmement importante incombe aux exploitants des zones de stockage de paniers de combustibles. En effet, lors des opérations de manutention, les paniers de combustibles ne doivent jamais heurter leur environnement (bord de piscine ou autre panier), sous peine de provoquer un incident nucléaire, gravissime en termes de sûreté. [187] An extremely important constraint falls on the operators of fuel basket storage areas. In fact, during handling operations, fuel baskets must never hit their environment (edge of swimming pool or other basket), otherwise a nuclear incident could occur, which is extremely serious in terms of safety.
[188] Ainsi le double enjeu est : [188] Thus the double stake is:
- Densifier : maximiser le nombre de panier dans les zones de stockage (piscine) par m2 - Densify: maximize the number of baskets in storage areas (swimming pool) per m 2
- Sûreté : disposer d’un système anticollision suffisamment précis pour assurer la sûreté des paniers lors de leur manutention - Safety: have a sufficiently precise anti-collision system to ensure the safety of the baskets during their handling
[189] Le dispositif de détection d’intrusion 1 permet de répondre aux doubles enjeux. [189] The intrusion detection device 1 makes it possible to meet the dual challenges.
[190] En effet, le système de détection d’intrusion 1 devient un système anticollision grâce au procédé de détection d’intrusion mis en œuvre par celui-ci. [190] Indeed, the intrusion detection system 1 becomes an anti-collision system thanks to the intrusion detection process implemented by it.
[191] Dans cette application, la zone de détection 2 est centrée autour du panier de stockage entreposé dans la piscine et entoure ce panier. [191] In this application, the detection zone 2 is centered around the storage basket stored in the swimming pool and surrounds this basket.
[192] Ainsi, il permet de détecter une intrusion dans la zone de détection 2 entourant le panier de stockage et de prendre des mesures, via le module de commande 15, afin d’éviter une collision de l’objet intrusif avec le panier de stockage ce qui répond à l’exigence de sûreté. [193] De plus, pour rappel, la zone de détection 2 étant tridimensionnelle ou volumique, les mesures anticollisions peuvent être prises à temps. On rappelle d’ailleurs le gain de temps de l’ordre de 10% permis par le système d’intrusion 1 et notamment la zone de détection 2 tridimensionnelle. [192] Thus, it makes it possible to detect an intrusion in the detection zone 2 surrounding the storage basket and to take measures, via the control module 15, in order to avoid a collision of the intrusive object with the storage basket. storage which meets the safety requirement. [193] Moreover, as a reminder, the detection zone 2 being three-dimensional or volumetric, the anti-collision measures can be taken in time. We also recall the time saving of the order of 10% allowed by the intrusion system 1 and in particular the three-dimensional detection zone 2.
[194] En outre, l’exigence de densification est également respectée car le système de détection d’intrusion 1 , et en particulier le ou les dispositifs de mesure 11 , est à distance de la zone de détection 2 et n’empiète donc pas sur le volume utile de la piscine. [194] In addition, the densification requirement is also respected because the intrusion detection system 1, and in particular the measurement device(s) 11, is at a distance from the detection zone 2 and therefore does not encroach on the useful volume of the pool.
[195] Un autre exemple d’application du système de détection d’intrusion 1 mono ou multi-capteur et du procédé de détection d’intrusion mise en œuvre par ce système est la surveillance de zones sous charge. [195] Another example of application of the mono or multi-sensor intrusion detection system 1 and of the intrusion detection method implemented by this system is the monitoring of areas under load.
[196] Une zone sous charge est une surface au-dessus de laquelle des charges sont présentes. [196] A loaded area is a surface above which loads are present.
[197] Selon cette application, la zone de détection 2 englobe la zone sous charge à surveiller : elle peut être formée par 5 faces dotée d’une épaisseur formant un cube avec le sol de la zone sous charge. Chaque face du cube est une zone de détection simple tridimensionnelle dont la réunion forme la zone de détection 2. [197] According to this application, detection zone 2 encompasses the zone under load to be monitored: it can be formed by 5 faces with a thickness forming a cube with the floor of the zone under load. Each face of the cube is a simple three-dimensional detection zone whose union forms detection zone 2.
[198] Ainsi, il est possible de surveiller à la fois les entrées latérales dans le cube formant la zone de détection 2 pour alerter d’une intrusion de personnes dans la zone sous charge par exemple, ou sur la face supérieure du cube pour prévenir d’une baisse de l'altitude anormale de la charge. [198] Thus, it is possible to monitor both the side entrances into the cube forming the detection zone 2 to alert of an intrusion of people in the zone under load for example, or on the upper face of the cube to prevent an abnormal drop in altitude of the load.
[199] Un autre exemple d’application du système de détection d’intrusion 1 mono ou multi-capteur et du procédé de détection d’intrusion mise en œuvre par ce système est la surveillance de zones sécurisées. [199] Another example of application of the mono or multi-sensor intrusion detection system 1 and of the intrusion detection method implemented by this system is the surveillance of secure areas.
[200] Cet autre exemple est similaire au précédent relatif à la zone sous charge. Cependant, la zone de détection 2 ne comprend pas ici de face supérieure et entoure la zone sécurisée. [200] This other example is similar to the previous one relating to the area under load. However, the detection zone 2 here does not include an upper face and surrounds the secure zone.
LISTE DES SIGNES DE RÉFÉRENCE LIST OF REFERENCE SIGNS
1 : système de détection d’intrusion 1: intrusion detection system
2 : zone de détection ou macro-zone de détection formée par la réunion des zones de détection simple 2: detection zone or macro-detection zone formed by the combination of simple detection zones
3 : nuage de points simple 3: single point cloud
4 : nuage de points ou macro-nuage de points formé par la fusion des nuages de points simples 4: point cloud or macro-point cloud formed by merging simple point clouds
11 : dispositif de mesure 11: measuring device
12 : module de définition de zone tridimensionnelle de détection 12: three-dimensional detection zone definition module
13 : module de traitement 14 : module de détection 13: processing module 14: detection module
15 : module de commande 15: control unit
20 : zone de détection simple 20: single detection area
V : champ de vision d’un dispositif de mesure 11 V: field of vision of a measuring device 11

Claims

22 REVENDICATIONS 22 CLAIMS
[Revendication 1] Système de détection (1) d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection (2), la zone tridimensionnelle de détection (2) étant définie dans un espace (E) muni d’un repère tridimensionnel (Ro), le système de détection (1) comprenant : [Claim 1] Detection system (1) of an intrusion in a three-dimensional detection zone (2), the three-dimensional detection zone (2) being defined in a space (E) provided with a three-dimensional marker (Ro), the detection system (1) comprising:
- un dispositif de mesure (11) adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision (V), - a measuring device (11) suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision (V),
- un module de définition de zone tridimensionnelle de détection (12) adapté pour définir les dimensions et la position de la zone tridimensionnelle de détection (2) dans l’espace, - a three-dimensional detection zone definition module (12) suitable for defining the dimensions and the position of the three-dimensional detection zone (2) in space,
- un module de traitement (13) adapté pour, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés : - a processing module (13) suitable for, according to a determined frequency and sampling:
• recevoir les mesures déterminées par le dispositif de mesure (11), • receive the measurements determined by the measuring device (11),
• modéliser un nuage de points (4) détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues, et • model a cloud of points (4) detected and located in space from the measurements received, and
• fusionner le nuage de points (4) modélisé avec la zone de détection (2), • merge the point cloud (4) modeled with the detection zone (2),
- un module de détection (14) adapté pour, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, : - a detection module (14) suitable for, according to the determined frequency and sampling:
• déterminer un nombre de points détectés et localisés dans la zone de détection (2) d’après le nuage de points (4) modélisé par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition • determine a number of points detected and located in the detection zone (2) according to the cloud of points (4) modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module
• détecter une intrusion dans la zone de détection tridimensionnelle (2) d’après un nombre de point détectés et localisés déterminé et une valeur de détection prédéterminée. • detect an intrusion in the three-dimensional detection zone (2) according to a determined number of detected and located points and a predetermined detection value.
[Revendication 2] Système de détection (1) selon la revendication précédente comprenant en outre : - un module de commande (15) adapté pour interrompre le procédé de détection et pour communiquer une commande si le module de détection (14) détecte une intrusion. [Claim 2] Detection system (1) according to the preceding claim further comprising: - a control module (15) adapted to interrupt the detection process and to communicate a command if the detection module (14) detects an intrusion.
[Revendication 3] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 2 pour lequel le dispositif de mesure est un des éléments suivants : [Claim 3] Detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 2 for which the measuring device is one of the following elements:
- un dispositif de mesure stéréoscopique - a stereoscopic measuring device
- un dispositif de mesure lidar, - a lidar measurement device,
- un dispositif de mesure sonar. - a sonar measurement device.
[Revendication 4] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 3 pour lequel le module de détection (14) est adapté pour : [Claim 4] Detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 3 for which the detection module (14) is suitable for:
• déterminer une densité de points détectés d’après le nombre de point détectés et localisés déterminé et les dimensions de la zone de détection, et • determining a density of detected points according to the determined number of detected and located points and the dimensions of the detection zone, and
• comparer la densité de points détectés avec la valeur de détection prédéterminée. • compare the density of detected points with the predetermined detection value.
[Revendication 5] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 4 pour lequel la fréquence et l’échantillonnage déterminés sont compris entre 1 et 100 Hz. [Claim 5] Detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 4 for which the frequency and the sampling determined are between 1 and 100 Hz.
[Revendication 6] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 5 pour lequel la zone de détection (2) définie par le module de définition (12) est une réunion de plusieurs zones de détection simples (20). [Claim 6] Detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 5 for which the detection zone (2) defined by the definition module (12) is a combination of several simple detection zones (20 ).
[Revendication 7] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 6 comprenant : [Claim 7] Detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 6 comprising:
- plusieurs dispositifs de mesure (11), chaque dispositif de mesure (11) étant adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision (V) propre à chacun, le module de traitement (13) étant adapté pour, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés,: - several measuring devices (11), each measuring device (11) being suitable for determining measurements along each of the axes of the three-dimensional marker in a field of vision (V) specific to each, the processing module (13) being suitable for, according to the determined frequency and sampling:
• recevoir les mesures déterminées par les dispositifs de mesure (11), • receiving the measurements determined by the measuring devices (11),
• modéliser un nuage commun de points (4) détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures déterminés par les dispositifs de mesure (11) dans leur champ de vision propre, et • model a common cloud of points (4) detected and located in space from the measurements determined by the measuring devices (11) in their own field of vision, and
• fusionner le nuage de points (4) modélisé avec la zone de détection (2). • merge the point cloud (4) modeled with the detection zone (2).
[Revendication 8] Système de détection (1) selon la revendication 7 pour lequel le module de traitement (13) modélise un nuage de point simple (3) par dispositif de mesure (11) à partir desquels est modélisé le nuage commun de points (4). [Claim 8] Detection system (1) according to claim 7 for which the processing module (13) models a single point cloud (3) per measuring device (11) from which the common point cloud ( 4).
[Revendication 9] Système de détection (1) selon les deux revendications 7 et 8 pour lequel les zones de détection simples (20) sont associées une à une aux nuages de points simples modélisé pour chaque dispositif de mesure (11). [Claim 9] Detection system (1) according to both Claims 7 and 8 for which the simple detection zones (20) are associated one by one with the clouds of simple points modeled for each measuring device (11).
[Revendication 10] Système de détection (1) selon la revendication précédente pour lequel la valeur de détection prédéterminée est différente entre deux zones de détection simples (20) différentes. [Claim 10] Detection system (1) according to the preceding claim for which the predetermined detection value is different between two different simple detection zones (20).
[Revendication 11] Système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes étalonné et/ou calibré de sorte que les aberrations de mesures dues aux caractéristiques physiques du ou des milieux physiques compris dans le champ de vision (V) du dispositif de mesure (11) sont corrigées numériquement. [Claim 11] Detection system (1) according to any one of the preceding claims, calibrated and/or calibrated so that the measurement aberrations due to the physical characteristics of the physical environment(s) included in the field of vision (V) of the device measurement (11) are digitally corrected.
[Revendication 12] Procédé de détection d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection (2) à l’aide d’un système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 11 , la zone tridimensionnelle de détection (2) étant définie dans un espace muni d’un repère tridimensionnel, le procédé comprenant les étapes suivantes : [Claim 12] Method for detecting an intrusion into a three-dimensional detection zone (2) using a detection system (1) according to any one of the preceding claims 1 to 11, the three-dimensional detection zone (2) being defined in a space provided with a three-dimensional reference, the method comprising the following steps:
- le module de définition de zone tridimensionnelle de détection (12) définit les dimensions et la position de la zone tridimensionnelle de détection (2) dans l’espace, 25 - the three-dimensional detection zone definition module (12) defines the dimensions and the position of the three-dimensional detection zone (2) in space, 25
- le dispositif de mesure (11) détermine des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision, - the measuring device (11) determines measurements along each of the axes of the three-dimensional reference in a field of vision,
- le module de traitement (13), selon une fréquence et un échantillonnage déterminés, : - the processing module (13), according to a determined frequency and sampling,:
• reçoit les mesures déterminées par le dispositif de mesure (11), • receives the measurements determined by the measuring device (11),
• modélise un nuage de points (4) détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues, et • models a cloud of points (4) detected and located in space from the measurements received, and
• fusionne le nuage de points (4) modélisé avec la zone de détection (2), • merges the point cloud (4) modeled with the detection zone (2),
- le module de détection (14), selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, : - the detection module (14), according to the determined frequency and sampling:
• détermine un nombre de points détectés et localisés dans la zone de détection (2) d’après le nuage de points (4) modélisés par le module de traitement et la zone de détection tridimensionnelle définie par le module de définition • determines a number of points detected and located in the detection zone (2) according to the cloud of points (4) modeled by the processing module and the three-dimensional detection zone defined by the definition module
• détecte une intrusion dans la zone de détection tridimensionnelle (2) d’après un nombre de point détectés et localisés déterminé et une valeur de détection prédéterminée. • detects an intrusion in the three-dimensional detection zone (2) according to a determined number of detected and located points and a predetermined detection value.
[Revendication 13] Procédé de détection d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection (2) selon la revendication précédente à l’aide d’un système de détection (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 11 comprenant en outre l’étape suivante : le module de commande (15) interrompt le procédé de détection et communique une commande si le module de détection (14) détecte une intrusion. [Claim 13] Method for detecting an intrusion into a three-dimensional detection zone (2) according to the preceding claim using a detection system (1) according to any one of Claims 2 to 11 further comprising the next step: the control module (15) interrupts the detection process and communicates a command if the detection module (14) detects an intrusion.
[Revendication 14] Procédé de détection d’une intrusion dans une zone tridimensionnelle de détection (2) selon la revendication précédente à l’aide d’un système de détection (1) selon lequel la commande est l’une des suivantes : arrêt d’un système tiers, arrêt du système de détection (1), 26 [Claim 14] Method for detecting an intrusion into a three-dimensional detection zone (2) according to the preceding claim using a detection system (1) according to which the command is one of the following: stopping of 'a third party system, shutdown of the detection system (1), 26
- déclenchement d’une alarme, - triggering an alarm,
- arrêt d’un équipement mobile solidaire du système (1) et/ou du ou des dispositifs de mesures (11). - stoppage of mobile equipment integral with the system (1) and/or the measurement device(s) (11).
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