Brevet FR2704082A1 — publié le 19941021

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DE PASSAGE DE MOBILES, EN PARTICULIER DE PIETONS EN VUE DE LA GESTION DE FEUX DE CIRCULATION DE PASSAGES PIETONNIERS La présente invention se rapporte à un dispositif de surveillance de passage de mobiles, en particulier de piétons en vue de la gestion de feux de circulation de passages piétonniers. On connaît différents dispositifs de détection de mobiles, assurant la commande automatique de feux de circulation. En premier lieu, on utilise fréquemment des boucles d'induction qui réagissent, par un changement de fréquence d'accord d'un circuit oscillant dont elles font partie, au passage d'un véhicule. Ces boucles ne permettent que la détection de masses métalliques importantes, telles que les voitures ou les camions. Elles ne conviennent pas pour la détection de piétons. Un autre dispositif connu met en oeuvre l'analyse acoustique. Ce dispositif comporte un ou plusieurs capteurs microphoniques disposés dans le sol. Le cadencement sonore dû aux pas de piétons devrait permettre en principe un déclenchement des feux de circulation à bon escient. Cependant, en zone urbaine, I'application à un passage pour piétons exigerait une infrastructure lourde (travaux de voirie pour l'enfouissement dans le sol d'un grand nombre de capteurs et de leurs câbles). Un autre dispositif connu fait appel à un capteur hyperfréquence. Dans ce cas, soit on utilise les variations de fréquence d'oscillation dues au mouvement d'un obstacle à l'intérieur du champ couvert par le capteur, soit on utilise un émetteur et un récepteur, ce dernier détectant des variations du signal électromagnétique reçu de l'émetteur. Cependant, compte tenu des faibles distances entre les capteurs et les cibles, et des lobes secondaires des faisceaux radar dont l'effet perturbateur est important dans ces conditions, on ne peut envisager cette solution dans cette application. On connaît également des capteurs à ultrasons, généralement employés dans des applications statiques telles que la télémétrie (par exemple dans les appareils photographiques dits "autofocus") pour lesquelles l'émetteur et le récepteur forment un seul ensemble, ou bien des applications mettant en oeuvre la détection volumétrique (de véhicules par exemple), pour lesquelles l'émetteur et le récepteur forment deux ensembles séparés. L'inconvénient de ces détecteurs est de nécessiter des dispositifs de balayage mécanique sophistiqués difficiles à mettre en oeuvre. De plus, les éléments utilisés pour les réaliser sont encombrants et lourds, et les faisceaux ultrasoniques présentent des lobes multiples. Un autre système de détection connu fait appel à une caméra vidéo (à CCD par exemple) suivie d'un dispositif d'analyse d'images. Dans le cas présent, la mise en oeuvre d'un tel système serait beaucoup plus onéreuse du fait qu'il nécessite, pour fonctionner automatiquement et de façon fiable, des moyens très complexes de reconnaissance de formes à traitement très rapide (de l'ordre de 0,1 seconde). On connaît aussi des capteurs à infrarouge passifs qui sont sensibles aux rayonnements infrarouges émis par les corps situés dans leur champ de vision. En utilisation statique, ces capteurs permettent de détecter le mouvement de corps ou d'objets. Leur utilisation pour un passage pour piétons serait très complexe, car ils ne peuvent généralement être réglés que pour détecter le mouvement d'un individu type (de taille et de caractéristiques physiologiques déterminées, et émettant donc une énergie infrarouge déterminée), ce qui ne peut garantir la détection de piétons présentant des caractéristiques différentes de celles de l'individu type, ou la non-détection de mobiles quelconques émettant la même énergie que l'individu type. On connaît enfin des dispositifs de commande de feux de circulation comportant soit un bouton actionnable par les piétons désirant traverser une chaussée, soit un dispositif capteur de pression au sol. De tels dispositifs ne sont pas protégés contre un actionnement malveillant répété. De plus, les dispositifs à bouton d'actionnement ne peuvent pas être déclenchés par des mobiles quelconques et ne fonctionnent que s'ils sont volontairement actionnés. La présente invention a pour objet un détecteur automatique de mobiles passant dans une zone déterminée en vue de déclencher un processus, en particulier des piétons désirant traverser une chaussée, ce dispositif fonctionnant de façon fiable et mettant en oeuvre des moyens le moins onéreux possible, sans nécessiter d'infrastructure lourde. Le dispositif conforme à l'invention comporte un émetteur de rayonnement à faisceau étroit à balayage dont le faisceau balaye la zone à surveiller, cette zone comportant, au moins dans une partie de la surface balayée par le faisceau de l'émetteur un marquage modulant et réfléchissant ledit faisceau, et qu'il comporte un récepteur à balayage synchronisé avec celui de l'émetteur, suivi d'un dispositif de détection de signal modulé, d'un dispositif de traitement du signal détecté et d'un dispositif d'exploitation du signal traité. De façon avantageuse, le marquage réfléchissant comporte plusieurs bandes parallèles s'étendant dans une direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de balayage. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: -la figure 1 est une vue simplifiée d'un dispositif détecteur de piétons conforme à l'invention; - la figure 2 est un bloc diagramme du dispositif de la figure 1; et - la figure 3 est un exemple de chronogramme de signaux délivrés par le capteur du dispositif détecteur de la figure 1. L'invention est décrite ci-dessous en référence à la surveillance de mouvements de piétons en vue de déclencher des feux de circulation routière, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à une telle application, et qu'elle peut être mise en oeuvre pour la surveillance du passage de piétons ou de mobiles quelconques dans une zone déterminée, en vue de déclencher une action quelconque (comptage, détection de sécurité, ...). Bien entendu, les moyens décrits ci-dessous seront adaptés à chaque application envisagée, en particulier la longueur d'onde du rayonnement de détection et les moyens émetteur et récepteur traitant ce rayonnement, et les caractéristiques du dispositif réfléchissant ce rayonnement. Le dispositif détecteur de l'invention comporte essentiellement, ainsi que schématiquement représenté en figure 1, un émetteur infrarouge 1 à balayage, fixé sur un poteau 2, un récepteur infrarouge 3 à balayage, synchronisé avec l'émetteur, et fixé sur un poteau 4, et un marquage réfléchissant 5 formé sur le sol de la zone 6 à surveiller. Le faisceau de l'émetteur 1 est très fin, il a par exemple une ouverture de quelques degrés. Le poteau 2 est par exemple celui des feux de circulation 2A à déclencher, alors que le poteau 4 peut être remplacé par un mur bordant le trottoir. L'émetteur 1 et le récepteur 3 sont fixés à une hauteur, de 2 à 3 m par exemple, suffisante pour permettre au faisceau 7 de l'émetteur 1 de couvrir la zone 6 à surveiller, et pour permettre au faisceau 8 réfléchi par le marquage 5 de parvenir au récepteur 3. La zone 6 est dans le cas présent une portion de trottoir aux abords des feux de circulation à commander. Le dispositif détecteur comporte également des circuits électroniques reliés à l'émetteur 1 et au récepteur 3, non représentés sur la figure 1, mais schématiquement représentés en figure 2. On n'a représenté qu'un seul dispositif détecteur, pour l'un des deux trottoirs, mais il est bien entendu que l'autre trottoir peut comporter un dispositif identique. Dans le mode de réalisation représenté en figure 1, le dispositif de marquage 5 comporte plusieurs, avantageusement au moins cinq, bandes réfléchissantes 9. Ces bandes 9, par exemple des bandes de matière plastique blanche chargée de micro-billes métalliques (afin d'en améliorer la réflectivité) sont fixées de façon appropriée sur le trottoir et sont sensiblement parallèles entre elles et équidistantes. Leur largeur est par exemple d'environ 10 à 30 cm, et la distance entre bandes adjacentes est sensiblement égale à leur largeur. La longueur de ces bandes 9 est adaptée à la largeur de la zone à surveiller, et est par exemple d'au moins 1 m. Selon un autre mode de réalisation, non représenté, le marquage réfléchissant est appliqué sur un mur bordant la zone à surveiller, à une faible hauteur, afin de permettre la détection de piétons de petite taille. Dans un tel cas, le faisceau infrarouge émis peut être horizontal, ainsi que le faisceau réfléchi par ce marquage, 'et par conséquent, le transducteur d'émission et le transducteur de réception peuvent être fixés l'un près de l'autre. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant. En l'absence de piétons dans la zone surveillée, le faisceau incident 7 rencontre, au cours du balayage du marquage 5, une alternance de bandes fortement réfléchissantes et de bandes peu ou pas réfléchissantes (c'est-à-dire les bandes de sol comprises entre les bandes 9). Il en résulte que le récepteur 3 reçoit, à chaque période de balayage, une trame T comportant plusieurs impulsions P (voir partie gauche du chronogramme du haut de la figure 3) dont le nombre est égal au nombre de bandes réfléchissantes 9 (étant bien entendu que le faisceau incident 7 balaye la totalité des bandes 9 et que le faisceau réflé-chi 8 est toujours capté par le récepteur 3, dont le balayage est synchronisé avec celui de l'émetteur 1). Ces impulsions P ont une enveloppe sensiblement rectangulaire.Après détection et mise en forme de cette enveloppe, on obtient un signal tel que représenté sur la partie gauche du chronogramme du bas de la figure 3. Ce signal comporte une succession de trames TI comportant chacune autant d'impulsions rectangulaires P1 qu'il y a de bandes réfléchissantes. Bien entendu, les bandes réfléchissantes 9 sont disposées de façon que tous les piétons ayant l'intention de traverser la chaussée dans le passage pour piétons protégé par des feux de circulation passent sur au moins une des bandes 9 avant de traverser la chaussée, et que ces feux aient le temps de passer au rouge pour bloquer la circulation des automobiles sur la chaussée. Lorsqu'un piéton marche sur l'une des bandes réfléchissantes 9, il occulte le faisceau incident etlou le faisceau réfléchi correspondant à cette bande, ce qui fait que le transducteur du récepteur ne reçoit pas l'impulsion P correspondante (impulsion manquante en 10 dans la trame de droite r du signal brut et dans la trame de droite T1' du signal mis en forme de la figure 3). Il est donc facile de détecter la présence de ce piéton dans la zone surveillée en comptant le nombre d'impulsions de chaque trame du signal de réception mis en forme. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne correctement dans des conditions normales. Cependant, lorsque le marquage réfléchissant est partiellement endommagé, ou devient beaucoup moins réfléchissant par endroits ou lorsque des obstacles sont déposés intentionnellement ou par accident sur l'une au moins des bandes 9, ou qu'un piéton mal intentionné stationne sur l'une de ces bandes, les feux de circulation risquent d'être constamment activés au rouge bien que l'on inhibe le déclenchement des feux pendant un court laps de temps. Pour éliminer un tel inconvénient, un mode de réalisation avantageux de l'invention consiste à établir une configuration moyenne des m dernières trames incidentes et à comparer la configuration de chaque nouvelle trame incidente, ou éventuellement d'une trame toutes les n trames incidentes, à cette configuration moyenne.Cette configuration moyenne est "glissante", car elle évolue au cours du temps. Elle est établie pour les m dernières trames (m = quelques dizaines par exemple). En fonctionnement normal, tant qu'aucun piéton ni obstacle quelconque ne vient occulter les faisceaux infrarouges, toutes les trames incidentes successives sont pratiquement identiques et leur configuration moyenne est la même que celle de n'importe quelle trame incidente (configuration dite initiale). Dès qu'un piéton arrive dans la zone surveillée, la configuration des trames incidentes correspondantes devient nettement différente de la configuration moyenne, ce qui déclenche aussitôt les feux de signalisation.Dès que le piéton a quitté la zone surveillée pour s'engager sur le passage pour piétons de la chaussée, la configuration instantanée des trames incidentes redevient la configuration initiale, et la configuration moyenne redevient la même que la configuration initiale, au bout d'un certain laps de temps, qui est fonction du nombre du nombre de trames définissant la configuration moyenne. Pendant ce laps de temps de retour à l'état initial, on inhibe tout nouveau déclenchement des feux de signalisation. Si un piéton stationne plus longtemps que nécessaire dans la zone surveillée, ou s'il y a présence d'un objet de dimensions suffisantes pour occulter le faisceau infrarouge pendant le balayage d'au moins une bande 9, ou si l'une de ces bandes est soudainement endommagée dans une mesure telle qu'elle ne réfléchit pratiquement plus le faisceau incident, la première trame incidente captée par le récepteur 3 à l'apparition de cet obstacle comporte une lacune (correspondant à l'occultation d'au moins une bande 9) due à cet obstacle. Les feux de signalisation sont alors déclenchés. Puisque l'obstacle reste en place après la fin dudit laps de temps d'inhibition, la trame captée à cet instant comporte toujours la même lacune.Mais, étant donné qu'au bout de ce laps de temps d'inhibition les m dernières trames comportent toutes ladite lacune, leur configuration moyenne comporte cette même lacune, et la comparaison d'une trame arrivant après ce laps de temps d'inhibition avec cette configuration moyenne donne une égalité. II n'y a donc alors aucun déclenchement des feux de signalisation. Bien entendu, il est possible de ne déclencher les feux de signalisation que si le piéton stationne un minimum de temps dans la zone surveillée 6. En effet, il se peut que des piétons passant sur le trottoir et ne désirant pas traverser la chaussée pénètrent dans la zone 6. Dans ce cas, le temps de présence de ces piétons dans la zone 6 est très court. On prévoit alors par exemple l'inhibition du déclenchement des feux de signalisation pendant quelques secondes après la détection de la première trame comportant une lacune. Ce temps d'inhibition est supérieur au temps mis pour recevoir m trames A la fin de ce temps d'inhibition, si le piéton est passé dans la zone 6 sans s'y arrêter, les m dernières trames du signal de réception mis en forme ne comportent plus de lacune, et la comparaison avec la première trame survenant après ce temps d'inhibition avec ces m dernières trames ne révèle pas de différence, et il n'y a donc pas de déclenchement des feux de signalisation. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, on prévoit des moyens avertissant d'une modification importante et durable des trames T1. Une telle modification peut provenir d'une forte dégradation des bandes réfléchissantes eVou de la présence prolongée d'un objet masquant une partie non négligeable des bandes réfléchissantes (par exemple deux ou plusieurs de ces bandes). Ces moyens comportent par exemple une mémoire mémorisant la configuration initiale des trames T1, et un dispositif comparant cette configuration initiale avec la configuration moyenne. Cette comparaison peut se faire à une fréquence peu élevée (par exemple une fois par minute). Si la différence entre les deux configurations dépasse un seuil déterminé, dont la valeur est en particulier fonction des caractéristiques du marquage 5 et des conditions d'exploitation des feux de circulation (par exemple absence d'au moins deux impulsions dans la trame T1), on incrémente d'une unité l'état de comptage d'un compteur préalablement initialisé à zéro. Si lors de la deuxième comparaison le seuil est encore dépassé, on incrémente d'une autre unité le compteur, sinon on le remet à zéro, et ainsi de suite. Lorsque l'état de comptage du compteur atteint une valeur déterminée, correspondant à une durée de modification importante des trames T1 (de quelques dizaines de minutes par exemple); on déclenche des moyens d'avertissement.Ces moyens peuvent par exemple être des moyens de signalisation (sonore, lumineuse ...) disposés dans un centre de contrôle distant et/ou des moyens de signalisation disposés à proximité immédiate de la zone surveillée 6. Le dispositif détecteur schématiquement représenté en figure 2 comporte un circuit de traitement 11 relié à la sortie du récepteur 3. Le récepteur 3 est commandé par un dispositif de commande de balayage 12 qui commande en synchronisme le balayage de l'émetteur 1. Le récepteur 3 est suivi d'un dispositif 13 de détection et de mise en forme. Ce circuit 13 produit à partir des trames T les trames T1 (voir figure 3). Le circuit 13 est suivi d'un dispositif 14 de traitement. Le dispositif 14 comporte, dans le cas présent, un circuit 15 formant une image matricielle du marquage 5 de la zone 6, c'est-à-dire une image des trames T1. Le circuit 15 est relié par bus à un dispositif 16 de formation de moyenne glissante et à un comparateur 17. Les sorties du dispositif 16 sont également reliées au comparateur 17. La sortie du comparateur est reliée à un dispositif 18 actionnant les feux de circulation 2A. On a représenté en traits interrompus sur la figure 2 les éléments du mode de réalisation avertissant d'une modification importante et durable des trames T1. Ces éléments comportent une mémoire 19 reliée à la sortie du dispositif 15, un comparateur 20 relié entre les sorties du dispositif 16 et de la mémoire 19, un dispositif à seuil 21 relié à la sortie du comparateur 20, et suivi d'un compteur 22 et d'un dispositif avertisseur 23. REVENDICATIONS 1. Dispositif de surveillance de passage de mobiles, en particulier de piétons en vue de la gestion de feux de circulation de passages piétonniers, caractérisé par le fait qu'il comporte un émetteur de rayonnement (1) a' faisceau étroit à balayage dont le faisceau balaye la zone à surveiller (6), cette zone comportant, au moins dans une partie de la surface balayée par le faisceau de l'émetteur un marquage (5) modulant et réfléchissant ledit faisceau, et qu'il comporte un récepteur (3) à balayage synchronisé avec celui de l'émetteur, suivi d'un dispositif de détection (13) de signal modulé d'un dispositif de traitement de signal détecté (14) et d'un dispositif d'exploitation du signal traité (18). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le marquage comporte plusieurs bandes réfléchissantes (9) parallèles s'étendant dans une direction sensiblement parallèle à l'axe du faisceau de balayage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif de traitement comporte un dispositif de formation de moyenne glissante (15, 16) et un dispositif comparateur (17). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif de traitement comporte un dispositif de mémorisation de configuration initiale du signal modulé (19), un comparateur (19) relié entre le dispositif de mémorisation et le dispositif de formation de moyenne glissante, ce comparateur étant relié à un dispositif à seuil (21), suivi d'un compteur (22) et d'un dispositif avertisseur (23). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, pour la gestion de passages piétonniers, caractérisé par le fait que l'émetteur est un émetteur de faisceau infrarouge.