Brevet FR2658305A1 — publié le 19910816

DISPOSITIF ET PROCEDE DE DETECTION DE LA PRESENCE D'ETRES VIVANTS SUR UN TRAJET NOTAMMENT DE TRANSFERT DE MARCHANDISES DESCRIPTION L'invention a trait à un dispositif de détection de la présence d'êtres vivants sur un trajet notamment de transfert de marchandises et à un procédé correspondant. La fourniture de marchandises à une enceinte protégée nécessite d'aménager des brèches dans la clôture de L'enceinte qui sont donc des points faibles par lesquels un intrus pourrait entrer. Si on ne désire pas établir une surveiLlance de ces voies d'accès par un gardien qui y est posté, un dispositif automatique de détection de la présence d'êtres vivants doit être installé. Un dispositif offrant certaines ressemblances avec L'invention existe dans un domaine technique analogue. Il est décrit dans le brevet allemand nO 3 233 843. Il s'agit d'un sas établi sur une muraille et qui comprend essentiellement deux parois rectilignes délimitant un passage et deux portes en arc de cercle, coulissantes, d'entrée et de sortie. Une personne désirant passer à travers le sas introduit une carte magnétique d'accès dans un dispositif de lecture fixé à la muraille, ou procède à une opération d'identification équivalente avant d'entrer dans le sas et de refermer la porte d'entrée derrière elle. Le plancher du sas est une balance électronique qui pèse la personne. Le poids mesuré est comparé avec un poids mis en mémoire auparavant ou lu sur la carte. Si la comparaison est concluante, la porte de sortie s'ouvre. Dans le cas contraire, la personne est sans doute accompagnée par une personne non autorisée qui est donc pesée en même temps : le passage n'est pas autorisé. On a également prévu que les parois rectilignes du sas sont posées sur la balance et coulissent verticalement sur la muraille afin d'empêcher l'accompagnant de se soustraire au pesage en s'accrochant à ces parois, notamment en prenant appui entre elles. Cette disposition n'a pas été retenue pour les portes coulissantes qui sont plus éloignées l'une de L'autre. Il ne s'agit toutefois pas d'un dispositif de détection de la présence d'êtres vivants puisqu'un individu se trouve toujours dans le sas au moment de la pesée. Les moyens de détection sont donc complètement différents dans L'invention, car ils doivent permettre de distinguer un être vivant éventuel -et dont le poids est inconnu- de marchandises inertes dont le poids est également inconnu. Le présent dispositif est caractérisé, sous sa forme la plus générale, par une balance équipée de moyens de mesure continue du poids de la charge reposant sur la balance et de discrimination en fonction d'un critère de variation temporelle de ce poids, c'est-à-dire qu'on effectue une série de pesées qui sont comparées entre elles au lieu d'une pesée unique qui est comparée à une valeur connue. Le dispositif peut comprendre un sas dont le plateau de la balance constitue alors le plancher. On indique ci-apres comment, contrairement au brevet antérieur, une réalisation préférée de l';n- vention permet d'empêcher un intrus de se soustraire à la détection même s'il a la possibilité de prendre appui sur les portes d'entrée et de sortie du sas On peut ainsi, le cas échéant, réduire la profondeur du sas. Le procédé de détection utilisé consiste, après avoir posé les marchandises sur la balance, à recueillir au moins un signal représentatif du poids supporté par la balance, à décomposer le signal en oscillations et à comparer des oscillations successives afin d'effectuer la discrimination, selon un critère tel que l'amplitude de crête ou la surface moyenne d'oscillation, entre des charges inertes, solides ou liquides, et vivantes. Ce critère est appliqué sur des groupes d'une ou de plusieurs oscillations. On peut encore mesurer des moyennes successives du signal et comparer ces moyennes afin d'effectuer la discrimination. L'invention va maintenant être décrite plus concrètement a l'aide des figures suivantes : - la figure 1 représente une vue d'ensemble, en perspective, du dispositif ; - la figure 2 représente un élément de pesée ; - la figure 3 représente une vue de dessus du dispositif ; - la figure 4 représente un élément du dispositif ; - la figure 5 représente un autre élément du dispositif ; - la figure 6 représente schématiquement le système de détection associé au dispositif ; - la figure 7 représente l'organigramme de détection ; et - les figures 8 à 13 représentent plusieurs allures de courbes de poids détectés. On se reporte aux figures 1 à 3. Une dalle 1 sert de plate-forme de pesée ; elle est de forme carrée et posée à ses quatre coins sur quatre pesons 2 par des appuis à section conique 3. Les pesons 2 consistent essentiellement en des lames encastrées par vissage ou tout autre moyen à une extrémité sur des appuis au sol 4, et dont l'autre extrémité supporte la pointe d'un appui à section conique 3 ; une jauge 5 d'extensométrie est collée sur la face supérieure des Lames. La société Schenck vend de tels pesons sous la référence Z6H2. On peut donc déterminer pour chacun des pesons 2 la part du poids total posé sur la dalle 1 qu'il reçoit en fonction des déformations enregistrées par la jauge 5 d'extensométrie qui lui est associée. La dalle 1 forme le plancher d'un sas composé d'un caisson extérieur 10 d'isolement vis-à-vis de L'extérieur et d'un caisson intérieur 11 constituant une doublure du précédent. Le caisson extérieur 10 est lié aux appuis au sol 4 et se compose de deux parois latérales fixes 12 et 13 opposées, d'une porte d'entrée 14 et d'une porte de sortie 15 en face de la précédente, ainsi que d'un plafond 16 entre les deux parois latérales 12 et 13. Les portes d'entrée et de sortie 14 et 15 tournent autour de deux lignes de charnières 17 et 18 près de bords opposés d'une des parois latérales 13. De façon semblable, le caisson intérieur 11 comprend deux parois latérales opposées 19 et 20, une porte d'entrée 21, une porte de sortie 22, un plafond 23, les portes d'entrée et de sortie 21 et 22 tournant autour d'une des parois latérales 20 par deux lignes de charnières 24 et 25.Les parois latérales 12, 13, 19 et 20 ont été représentées sur la figure 3, mais pas sur la figure 1. Le caisson intérieur 11 est mobile verticalement par rapport au caisson extérieur 10. Pour cela, il est disposé autour de la dalle 1 avec un léger jeu ; les deux caissons 10 et Il sont reliés l'un à l'autre par quatre glissières verticales 26 composées chacune de deux rangées de billes et situées aux coins des caissons 10 et 11 comme représenté sur la figure 5 ou entre leurs parois latérales 12, 13 et 19, 20 ; les couples des portes d'entrée 14, 21 et de sortie 15, 22 sont réunis par des tresses métalliques 27 permettant de les ouvrir et les fermer simultanément en autorisant un léger débattement ; enfin, le plafond 23 du caisson intérieur 11 est suspendu au plafond 16 du caisson extérieur 10 et se termine un peu au-dessus des pesons 2.Le système de suspension 28 est constitué essentiellement (figure 4) par une plaque 29 horizontale suspendue au plafond 16 du caisson extérieur 10 par une vis centrale 30 et à laquelle le plafond 23 du caisson intérieur Il est suspendu par une couronne de vis 31 autour de la vis centrale 30. La plaque 29 est équipée de jauges 32 sur la zone annulaire 33 qui s'étend entre la vis centrale 30 et la couronne de vis 31. La figure 6 montre que les jauges 5 et 32 des pesons 2 et du système de suspension 28 fournissent des signaux qui sont amplifiés par des amplificateurs 40, puis filtrés et convertis en données numériques par une carte 41 et ensuite fournis à un micro-ordinateur 42 qui contient en particulier le logiciel de détection. Une seconde carte 43 est reliée à un ensemble de contacts de porte 44, un ensemble de voyants de signalisation 45 et un ensemble de relais de déverrouillage de porte 46. Le principe de détection consiste à suivre les signaux fournis par les jauges 5 d'une manière continue de manière à repérer et analyser leurs oscillations. Les oscillations provoquées par l'emmagasinage des marchandises inertes, solides ou Liquides, sont en effet régulièrement amorties, avec une rapidité qui dépend de leur nature, alors que les fonctions vitales telles que les battements cardiaques et la respiration sont source d'oscillations soit irrégulières, soit répétitives d'amplitude constante. D'autres oscillations sont produites par les changements d'équilibre des êtres vivants sur le sol. Si des sources parasites de vibrations travaillent près du dispositif, il faut les isoler, par exemple en remplaçant les appuis au sol par un radier monté sur des amortisseurs. Le procédé concret de détection va maintenant être décrit à L'aide en particulier de la figure 7. Après avoir empilé les marchandises sur la dalle 1 et refermé les portes d'entrée 14 et 21, une période de scrutation de dix secondes s'écoule (pendant une étape 60) entre la fermeture du contact de porte 44 et le début d'un premier cycle de mesures. Pendant La période de scrutation comme pendant toutes les suivantes, les signaux fournis par les jauges 5 sont échantillonnés par la carte 41 et le traitement des résultats de la scrutation précédente est exécuté par le micro-ordinateur 42, ce qui permet de réduire le temps total de détection. La première mesure a pour objet le poids total supporté par la dalle 1, au cours de l'étape 61. Si ce poids est inférieur à une valeur déterminée, inférieure au poids des êtres vivants les plus légers à considérer, le passage des marchandises est autorisé, c'est-à-dire que le relais de déverrouillage de porte 46 est actionné de façon à autoriser l'ouverture des portes de sortie 15 et 22. Dans le cas contraire, on examine les variations d'amplitude du poids supporté par chaque peson 2 pendant la période de scrutation au cours de étape 62. Si cette variation est inférieure à un seuil déterminé pour tous les pesons 2, c'est la preuve qu'aucun être vivant ne se trouve sur la dalle 1, et le passage est autorisé.La figure 8 représente à titre d'exemple les oscillations non entretenues d'un liquide dans un réservoir ; 80 désigne la charge moyenne sur un peson 2, 81 le seuil de variation et 82 la courbe de charge obtenue en fonction du temps. On constate qu'au moins au début de la période de scrutation, les amplitudes entre crêtes d'oscillations sont supérieures au seuil de variation 81. Dans un tel cas, on calcule, au cours d'une étape 63 suivante, la surface totale, hachurée sur la figure 9, au-dessus de La charge moyenne 80 et au-dessous de La courbe de charge 82 pendant toute la période de scrutation. Contrairement à L'étape 62 précédente, on n'examine pas les courbes obtenues pour chaque peson 2 séparément, mais on effectue d'abord la somme des quatre surfaces ainsi obtenues. Le passage est autorisé si cette somme de surfaces est inférieure à un seuil.Pour la détection d'êtres humains, les seuils proposés dans cette invention sont respectivement de 110 grammes et 130 grammes.secondes. Si le passage n'est toujours pas autorisé, on détermine au cours d'une étape 64 si vingt secondes se sont écoulées depuis la fermeture des portes d'entrée 14 et 21. Dans La négative, on revient à L'étape 60 et on répète le cycle de mesures après avoir appliqué une nouvelle période de scrutation de dix secondes, mais dans l'affirmative, on passe à la suite de l'organigramme. On applique alors une nouvelle période de scrutation de dix secondes (étape 65), après quoi d'autres mesures sont entreprises. On commence par calculer pour chacun des pesons 2 la valeur moyenne de la charge supportée pendant la dernière période de scrutation et à comparer cette valeur moyenne avec celle qui avait été caLculée au cours de la période de scrutation précédente, au cours d'une étape 66. Sur la figure 10, on représente par 80 et 80' les charges moyennes au cours des deux dernières périodes de scrutation, par 82 et 82' les deux parties de la courbe de charge correspondantes, et par 83 la variation entre les deux charges moyennes 80 et 80'. De telles variations révèlent un déplacement du centre de gravité de la charge et témoignent de la présence d'un être vivant en mouvement. Si les quatre groupes de valeurs présentent une variation inférieure à un seuil inférieur, le passage est autorisé ; sinon, on détermine si au moins une variation est supérieure à un seuil supérieur au cours d'une seconde étape 67 de comparaison et, dans l'affirmative, le passage est définitivement refusé et l'alarme est donnée à l'aide du voyant de signalisation 45. Si la variation est intermédiaire pour certains des pesons 2 sans que le seuil supérieur soit atteint, on arrive à l'étape 68 qui est identique à l'étape 62 puis, le cas échéant, à L'étape 69 qui est identique à l'étape 63. Si le passage n'est toujours pas autorisé, on arrive à l'étape 70 qui est analogue à l'étape 64 et où on détermine si un temps maximal de détection est atteint, par exemple de quatre-vingts secondes depuis la fermeture des portes d'entrée 14 et 21. Dans la négative, on revient à L'étape 65 et on répète ensuite les étapes 66 à 69 si cela est nécessaire, non sans avoir modifié les seuils inférieur et supérieur des étapes 66 et 67 selon le tableau I ou les temps indiqués sont les temps depuis la fermeture des portes d'entrée 14 et 21. TABLEAU I Temps Seuil inférieur Seuil supérieur (secondes) (grammes) (grammes) 30 3 20 40 5 23 50 6 23 60 8 27 70 9 32 80 10 33 Si aucune décision n'a pu être prise au bout du temps maximal de détection, on détermine au cours d'une étape 71 si l'amplitude des oscillations diminue constamment et régulièrement. Dans l'affirma- tive (courbe de ta figure 11), on autorise le passage. Si on n'observe pas nettement une réduction continue de l'amplitude des oscillations, on examine au cours d'une étape 72 si la surface des oscillations diminue constamment, en menant un calcul analogue à celui de L'étape 63 sur des oscillations successives ou des groupes successifs d'oscillations. Dans l'affir- mative, te passage est autorisé et dans la négative le passage est définitivement refusé. Les oscillations produites par les êtres vivants sont en effet soit irrégulières, soit entretenues et d'amplitude constante : les figures 12 et 13 illustrent respectivement une courbe de charge perturbée par des mouvements et une courbe de charge marquée par des battements cardiaques. Les étapes 71 et 72 permettent de détecter ces anomalies. Pendant toute la durée de cette détection, on examine également les informations de la jauge 32 du système de suspension 28 afin de vérifier que personne ne s'est accroché au caisson intérieur 11. C'est une simple mesure statique qui est effectuée on vérifie que le caisson intérieur Il ne s'est pas excessivement alourdi. Comme toutefois des marchandises peuvent être appuyées sur le caisson intérieur 11, le seuil de discrimination au-delå duquel le passage sera refusé doit être choisi relativement haut. Un dispositif équivalent consiste à décrocher le caisson intérieur Il et à le poser sur la dalle 1. Le procédé est sensiblement le même à cette exception qu'il faut tenir compte du poids du caisson intérieur 1 sur les pesons 2, notamment en ce qui concerne le critère minimal de détection de L'étape 61. Si quelqu'un est accroché au caisson intérieur 11 sans reposer sur la dalle 1, les oscillations ainsi provoquées sont, dans cette réalisation, encore détectées par les pesons 2. Le procédé peut être modifié notamment en ce qui concerne les seuils retenus et les délais de scrutation en fonction de la forme du système de transfert, de la nature attendue des marchandises à faire passer et des êtres vivants qui peuvent pénétrer. Les seuils numériques indiqués ont été établis pour des êtres humains, mais l'invention peut également permettre la détection d'animaux. D'autres combinaisons de mesures peuvent aussi être retenues pour constituer le procédé de détection. L'organigramme de la figure 7 présente l'avantage d'être universel en ce sens qu'il permet de détecter les êtres vivants aussi bien si les marchandises inertes sont solides que si elles sont liquides et soumises à des clapotements peu amortis dans des réservoirs, sans cependant accroître exagérément le temps de détection. Une dalle 1 posée sur un système plutôt rigide se déplace très peu sous les charges et ne donne pas la sensation d'être pesé. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de la présence d'êtres vivants sur un trajet notamment de transfert de marchandises, caractérisé en ce qu'il comprend une balance (1) équipée de moyens de mesure (5) continue du poids reposant sur la balance et de discrimination en fonction d'un critère de variation temporelle de ce poids. 2. Dispositif de détection suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un sas (10) dont le plateau de la balance constitue le plancher. 3. Dispositif de détection suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson intérieur (11) au sas et un système de suspension (28) du caisson intérieur (11) à un plafond (16), ledit système de suspension étant équipé d'un capteur de charge (32). 4. Dispositif de détection suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un caisson intérieur au sas, solidaire du plateau de la balance et mobile verticalement par rapport au sas. 5. Dispositif de détection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la balance consiste en une dalle (1) suspendue à une structure fixe (4) par des lames élastiques équipées de jauges d'extensométrie (5). 6. Dispositif de détection suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la dalle (1) est carrée, les lames élastiques au nombre de quatre et disposées aux quatre coins de la dalle. 7. Procédé de détection de la présence d'êtres vivants sur un trajet de transfert de marchandises en utilisant un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste, après avoir posé les marchandises sur la balance (1), à recueillir au moins un signal représentatif du poids, à décomposer le signal en oscillations et à comparer des oscillations successives afin d'effectuer la discrimination. 8. Procédé de détection suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la comparaison porte sur des amplitudes de crêtes des oscillations. 9. Procédé de détection suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la comparaison porte sur des surfaces moyennes d'oscillations. 10. Procédé de détection de la présence d'êtres vivants sur un trajet de transfert de marchandises en utilisant un dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste, après avoir posé les marchandises sur la balance, à recueillir au moins un signal représentatif du poids, à mesurer des moyennes (80, 80') successives du signal et à comparer ces moyennes afin d'effectuer la discrimination.