Titre : Système de détection d’intrusion dans une zone

DOMAINE DE L’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.

[02] Par intrusion, on entend une présence physique d’un objet ou d’une personne.

[03] Plus précisément, l’invention se rapporte à un système et un procédé de détection d’une intrusion dans un espace.

[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.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[10] Des systèmes ont alors été développés pour surmonter ces inconvénients.

[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.

[12] L’invention vise ainsi à surmonter les inconvénients des dispositifs existants. RÉSUMÉ DE L’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 :

- un dispositif de mesure adapté pour déterminer des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de 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,

- un module de traitement adapté pour, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés :

- recevoir les mesures déterminées par le dispositif de mesure, et

- modéliser un nuage de points détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues,

- fusionner le nuage de points modélisé avec la zone de détection,

- un module de détection adapté pour, selon la fréquence et l’échantillonnage déterminés, :

- 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

- 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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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, ...).

[21] Enfin, la valeur de détection prédéterminée peut être un nombre seuil de détection N _se uii de points dans la zone de détection ou une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection.

[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.

[23] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des caractéristiques ci-dessous prises seules ou en combinaison.

[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.

[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.

[26] Selon une réalisation, lequel le dispositif de mesure est un des éléments suivants :

- un dispositif de mesure stéréoscopique

- un dispositif de mesure lidar,

- un dispositif de mesure sonar.

[27] Selon une réalisation, le module de détection est adapté pour :

- 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.

[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.

[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.

[30] Selon une réalisation, lequel la fréquence et l’échantillonnage déterminés sont compris entre 1 et 100 Hz.

[31] Une telle gamme de fréquence permet une réactivité maximale du système de détection d’intrusion.

[32] Selon une réalisation, la zone de détection définie par le module de définition est une réunion de plusieurs zones de détection simples.

[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.

[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, :

- recevoir les mesures déterminées par les dispositifs de mesure,

- 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

- fusionner le nuage de points modélisé avec la zone de détection.

[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.

[36] Selon une réalisation, les zones de détection simples sont associées une à une aux dispositifs de mesure.

[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.

[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.

[40] Selon une réalisation, la valeur de détection prédéterminée est différente entre deux zones de détection simples différentes (ou distinctes).

[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.

[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.

[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.

[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,

- la zone tridimensionnelle de détection étant définie dans un espace muni d’un repère tridimensionnel, le procédé comprenant les étapes suivantes :

- le module de définition de zone tridimensionnelle de détection définit les dimensions et la position de la zone tridimensionnelle de détection dans l’espace,

- le dispositif de mesure détermine des mesures selon chacun des axes du repère tridimensionnel dans un champ de vision,

- le module de traitement, selon une fréquence et un échantillonnage déterminés, :

- reçoit les mesures déterminées par le dispositif de mesure,

- modélise un nuage de points détectés et localisés dans l’espace à partir des mesures reçues,

- fusionne le nuage de points modélisé avec la zone de détection,

- 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

- 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.

[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.

[46] Le procédé bénéficie des avantages permis par le système décrit précédemment.

[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.

[48] Cela permet de prévenir d’un risque lié à l’intrusion détectée.

[49] Selon une réalisation, la commande est l’une des suivantes :

- arrêt d’un système tiers,

- arrêt du système de détection,

- déclenchement d’une alarme,

- arrêt d’un équipement mobile solidaire du système et/ou du ou des dispositifs de mesures.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

[50] Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :

[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.

[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.

[53] [Fig. 3] représente un organigramme des étapes du procédé de détection mono-capteur selon l’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.

[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.

[56] [Fig. 5] est une vue de dessus de la figure 4b illustrant les champs de visions des capteurs et les zones de détection.

[57] [Fig. 6] représente un organigramme des étapes du procédé de détection multi-capteur selon l’invention

[58] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.

DESCRIPTION GENERALE DE L’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.

[60] Un logiciel réalise les opérations suivantes :

- 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

- 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, ...)

- 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.

- Le référentiel spatial Ro et la zone de détection 2 sont fusionnés (alignés, normés,..) avec le nuage de points 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.

- 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).

- Interruption logicielle pouvant entrainer des actions électriques (alarmes sonores, visuelles,...) ou électromécanique (arrêt d’urgence d’un pont roulant,...).

[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.

[62] Un logiciel réalise les opérations suivantes :

- 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, ...)

- 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.

- Les nuage de points issus des capteurs 11 (c1, c2, c3,...) sont agrégés en un seul et même macro-nuage de points 4.

- Le référentiel spatial Ro et la zone de détection 2 sont fusionnés (alignés, normés,..) avec le macro-nuage de 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.

- 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).

- Interruption logicielle pouvant entrainer des actions électriques (alarmes sonores, visuelles,...) ou électromécanique (arrêt d’urgence d’un pont roulant,...).

[63] Le système 1 selon l’invention présente les caractéristiques suivantes qui seront développées et détaillées dans la description détaillée :

[64] Le système 1 permet la détection de matière dans une zone spécifique de l’espace.

[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.

[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.

[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".

[68] Le "Macro nuage de points", peut prendre n’importe quelle forme de l’espace. Il utilise le repère Ro de l’espace virtuel.

[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.

[71] Le système est configuré avec un seuil de densité de points détectés 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.

[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.

[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).

[75] Le système 1 peut être rendu inactif, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..).

[76] La ou les zones de détections 2 peuvent varier dans le temps, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..).

[77] Le seuil de densité de points détectés Sseuii, peut varier dans le temps, suite à une consigne extérieure au système (interruption logicielle,..).

[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.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[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.

[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.

[81] Dispositifs de mesure 11 du système 1

[82] Le système 1 comprend un ou plusieurs dispositifs de mesure 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.

[85] Ce champ de vision est borné d'après les capacités du dispositif de mesure et le milieu dans lequel les mesures sont effectuées.

[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.

[87] Par exemple, il peut s’agir d’un dispositif de mesure stéréoscopique ou encore d’un dispositif de mesure lidar, communément appelé 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.

[89] La fréquence de mesure du dispositif de mesure 11 est entre 1 et 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.

[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.

[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.

[93] Contrairement à un étalonnage, l'ajustage se fait sur une valeur fixée par le besoin, et non pas par un étalon.

[94] Parmi les différents types d'ajustage se trouvent le réglage de zéro, le réglage de décalage ou le réglage d'étendue.

[95] Cet étalonnage et/ou calibrage est la première calibration du système de détection d’intrusion 1.

[96] Si le système 1 comprend plusieurs dispositifs de mesure 11 , chacun des dispositifs de mesure 11 est doté des caractéristiques énoncées précédemment.

[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.

[99] Modules du logiciel

[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.

[101] Le logiciel peut en outre mettre en œuvre un module de commande 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.

[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.

[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.

[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.

[106] Ces formes géométriques classiques permettent de définir n’importe quelle forme tridimensionnelle, simple ou complexe, dans l’espace.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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

11 et transmises au module de traitement 13. Ces mesures peuvent notamment porter sur la position des dispositifs de mesure 11 entre eux.

[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.

[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.

[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.

[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.

[119] Cette transmission/réception des mesures de l’environnement du dispositif de mesure 11 est réalisé en temps réel.

[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.

[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).

[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.

[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.

[125] Dans un premier cas, le module de traitement 13 peut modéliser un nuage de points 4 par dispositif de mesure 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.

[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.

[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 ■ ■

[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.

[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).

[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.

[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.

[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.

[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.

[136] La valeur de détection prédéterminée peut être un nombre seuil de détection N _se uii de points dans la zone de détection ou une valeur seuil de densité de détection Sseuii de points dans la zone de détection.

[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.

[138] La valeur Sseuii peut être déterminée d’après un nombre N _se uii 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 N _se uii fixe la valeur 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 N _se uii maximal par unité de volume d’après les dimensions de la zone de détection.

[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.

[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 N _se uii alors une intrusion est détectée. Autrement dit, de la matière est physiquement présente dans la zone de détection 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.

[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).

[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.

[145] Par ailleurs, la valeur de détection prédéterminée Vdétection.- qu’elle correspond à un nombre seuil de détection N _se uii 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.

[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.

[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).

[149] Procédé de détection

[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 :

- un mode de réalisation mono-capteur dans lequel le système de détection 1 comprend un seul dispositif de mesure 11

- un mode de réalisation multi-capteur dans lequel le système de détection 1 comprend plusieurs dispositifs de mesure 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.

[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).

[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.

[154] Idéalement, l’objet à surveiller ou l’espace à surveiller est inclus dans la zone de détection 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.

[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.

[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.

[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.

[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.

[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).

[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.

[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).

[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.

[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 .

[166] Idéalement, leur nombre exact est ajusté d’après les dimensions et la forme de la zone de détection 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.

[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.

[169] A titre d’exemple non limitatif, le système de détection 1 comprend quatre dispositifs de mesure 11 comme illustré à la 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.

[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.

[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).

[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.

[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.

[176] Avantages

[177] Le système de détection 1 présente plusieurs avantages.

[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.

[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.

[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).

[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.

[183] Dans les entrepôts industriels, les matériels stockés les plus lourds sont couramment manutentionnés par le biais de ponts roulant.

[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.

[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.

[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 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.

[188] Ainsi le double enjeu est :

- Densifier : maximiser le nombre de panier dans les zones de stockage (piscine) par m ²

- Sûreté : disposer d’un système anticollision suffisamment précis pour assurer la sûreté des paniers lors de leur manutention

[189] Le dispositif de détection d’intrusion 1 permet de répondre aux doubles enjeux.

[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.

[191] Dans cette application, la zone de détection 2 est centrée autour du panier de stockage entreposé dans la piscine et entoure ce panier.

[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.

[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.

[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.

[196] Une zone sous charge est une surface au-dessus de laquelle des charges sont présentes.

[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.

[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.

[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.

[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.

LISTE DES SIGNES DE RÉFÉRENCE

1 : système de détection d’intrusion

2 : zone de détection ou macro-zone de détection formée par la réunion des zones de détection simple

3 : nuage de points simple

4 : nuage de points ou macro-nuage de points formé par la fusion des nuages de points simples

11 : dispositif de mesure

12 : module de définition de zone tridimensionnelle de détection

13 : module de traitement 14 : module de détection

15 : module de commande

20 : zone de détection simple

V : champ de vision d’un dispositif de mesure 11