Brevet FR2721126A1 — publié le 19951215

La présente invention concerne un dispositif permettant de détecter la présence et de déterminer le sens de passage de mobiles en vue du comptage. Le terme de mobile s'applique autant à un objet qu'à un être vivant. La détection et la détermination du sens de passage de mobiles sont habituellement faites à l'aide d'une infrastructure mécanique de type tourniquets ou portillons, ou de systèmes optiques à coupure de faisceaux. Les tourniquets disposent généralement de trois branches. Une personne franchissant le tourniquet fait tourner celui-ci d'un tiers de tour. Cette rotation constitue la détection, et un système externe peut comptabiliser le nombre de personnes qui sont passées. Ce dispositif nécessite une infrastructure au sol importante et coûteuse. Il provoque un ralentissement du flux de piétons devant passer le tourniquet, par un effet de goulot, et ne peut fonctionner que dans un seul sens de passage. Un autre dispositif connu met en oeuvre une barrière infrarouge, constituée d'une partie émettrice et d'une partie réceptrice mises en regard et formant ainsi une ligne immatérielle.Un piéton coupant cette ligne est détecté par la non réception du faisceau lumineux provenant de l'émetteur. Un système externe peut ainsi compter le nombre de personnes ayant franchi la barrière. Les barrières infrarouges nécessitent d'être placées à une distance du sol compatible avec la taille des mobiles à détecter. Ainsi, la détection de personnes nécessite de placer la barrière à un mètre de hauteur environ, ce qui nécessite une infrastructure de soutien. Cette disposition du capteur à un mètre du sol ne le met pas à l'abri des actes de vandalisme. Le dispositif selon l'invention se fixe à la verticale des mobiles à détecter (plafond par exemple), ce qui ne nécessite aucune infrastructure au sol et le met plus à l'abri d'éventuels actes de vandalisme. De plus, il se présente sous forme d'un monobloc, ne nécessitant ainsi pas deux éléments séparés, contrairement à la barrière infrarouge. Cette disposition ne génère pas de ralentissement dans l'écoulement du flux des mobiles.Le dispositif, selon une première caractéristique, comporte un boîtier comprenant d'une première part deux émetteurs (I et 4) ayant pour fonction d'émettre chacun un faisceau en direction d'un mobile par l'intermédiaire de moyens optiques, d'une seconde part un système de réception constitué de deux éléments (2 et 3) captant le faisceau réfléchi par le mobile passant dans la zone de détection par l'intermédiaire d'une optique de réception, et d'une troisième part une électronique de pilotage des éléments d'émission (1 et 4) et de traitement des signaux reçus par les éléments de réception (2 et 3). Les premier et second émetteurs (1 et 4), ainsi que les éléments de réception, sont des diodes infrarouges.L'électronique de pilotage de chaque élément d'émission et de traitement des signaux reçus par chaque élément de réception comporte une horloge (17) génératrice d'impulsion pilotant chaque élément d'émission, un amplificateur (18) amplifiant les signaux lumineux générés par chaque élément de réception, et un échantillonneur bloqueur (19) synchronisé avec ladite horloge permettant de bloquer les signaux amplifiés et de comparer ceux-ci à une tension de référence au moyen d'un comparateur (20). La disposition des systèmes d'émission et de réception est conforme aux relations suivantes: f xDl xl= dmini dmin 1 f xl+ t = xD1 f x2= = xD2 dmin2 f dmax2 avec: t: la taille des éléments de réception (2 et 3) dminl: distance minimale (12) dmaxl: distance maximale (14) dmin2: distance minimale (13) dmax2: distance maximale (15) D1: I'entraxe entre la première optique d'émission (5) et l'optique de réception (6) D2:I'entraxe entre la seconde optique d'émission (7) et l'optique de réception (6) f: la distance focale de réception (16) xl: la distance (9) entre le premier élément de réception (3) et l'axe de l'optique de réception (6) x2: la distance (8) entre le second élément de réception (2) et l'axe de l'optique de réception (6) Le dispositif intègre deux émetteurs et deux récepteurs infrarouges synchronisés permettant de générer dans le sens de passage des mobiles deux zones de détection dans l'espace. L'existence de ces deux zones de détection virtuelles permet de déterminer le sens de passage des mobiles par réflexion directe. Les éléments d'émission émettent en permanence des impulsions lumineuses. Au repos, lorsqu'aucun mobile n'est présent, les récepteurs ne reçoivent aucun signal. Lorsqu'un mobile passe dans la zone de détection du capteur, cette zone étant comprise entre une distance minimale et une distance maximale, il rencontre un premier faisceau. Ce faisceau se réfléchit sur le mobile et est détecté par le premier récepteur. En poursuivant son déplacement, le mobile coupe ensuite le second faisceau. Le second faisceau se réfléchit sur le mobile et est détecté par le second récepteur. La chronologie des faisceaux lumineux reçus permet de déterminer le sens de passage du mobile. L'existence d'une zone de détection comprise entre une distance minimale et une distance maximale permet de rendre le dispositif insensible à la nature du support sur lequel se déplacent les mobiles. Ces distances permettent de détecter uniquement des mobiles ayant une dimension déterminée. Les dessins annexés illustrent l'invention: - figure 1: cette figure représente le dispositif selon l'invention. - figure 2: cette figure représente les distances minimales et distances maximales de détection. - figure 3 : cette figure représente le synoptique de l'électronique utilisée pour le dispositif - figure 4 et 5 : ces figures représentent les chronogrammes des signaux de sortie. En référence à la figure 1, le dispositif comporte deux émetteurs de type diode infrarouge (1 et 4). La lumière émise par ces émetteurs infrarouges est focalisée à l'aide d'un dispositif optique d'émission (5 et 7). Un mobile coupant le faisceau émis par le premier émetteur infrarouge (1), réfléchit ce faisceau. Le faisceau réfléchi (10) traverse l'optique de réception (6) pour atteindre le premier élément de réception (3). Un signal est alors reçu par le premier élément de réception (3). Le mobile continuant son déplacement coupe le faisceau émis par le second émetteur infrarouge (4), et réfléchit ce faisceau. Le faisceau réfléchi (11) traverse l'optique de réception (6) pour atteindre le second élément de réception (2). Un signal est alors reçu par le second élément de réception (2). Les signaux reçus sur les éléments de réception (2 et 3) permettent de connaître la présence et le sens de passage du mobile. Si le premier élément de réception (3) reçoit un signal avant le second élément de réception (2), le mobile se déplace dans un sens allant du premier élément d'émission (1) vers le second élément d'émission (4). Si le second élément de réception (2) reçoit un signal avant le premier élément de réception (3), le mobile se déplace dans un sens allant du second élément d'émission (4) vers le premier élément d'émission (1). Le dispositif selon l'invention permet la détection des mobiles coupant le faisceau émis par le premier émetteur (1) sur une zone comprise entre une distance minimale (12) et une distance maximale (14). Il permet la détection des mobiles coupant le faisceau émis par le second émetteur infrarouge (4) sur une zone comprise entre une distance minimale (13) et une distance maximale (15). Les distances maximale (14) et minimale (12) sont déterminées par la focale (16) de l'optique de réception (6), la taille de la surface sensible du premier élément de réception (3), la distance (9) entre le premier élément de réception (3) et l'axe de l'optique de réception (6), I'entraxe de l'optique d'émission (5) et de l'optique de réception (6). Les distances maximale (15) et minimale (13) sont déterminées par la focale (16) de l'optique de réception (6), la taille de la surface sensible du premier élément de réception (2), la distance (8) entre le second élément de réception (2) et l'axe de l'optique de réception (6), I'entraxe de l'optique d'émission (7) et de l'optique de réception (6). En référence à la figure 3, les éléments d'émission (1 et 4) sont pilotés par des impulsions fournies par une horloge (17). Les signaux lumineux pulsés reçus par les éléments de réception (2 et 3) sont amplifiés au moyen d'un amplificateur (18). Après amplification, les signaux reçus sont bloqués de façon synchrone à l'horloge d'émission au moyen d'un échantillonneur bloqueur (19), pour pouvoir être comparés à une tension de référence dans un comparateur (20). Le résultat de cette comparaison donne le signal de sortie 1 et le signal de sortie 2. La figure 4 représente les chronogrammes des signaux de sortie (sortie 1 et sortie 2) pour un mobile passant dans le sens premier élément d'émission (1) vers deuxième élément d'émission (2). Des signaux en forme de créneau apparaissent au moment où les éléments de réception ne reçoivent plus de signal. La figure 5 représente les chronogrammes des signaux de sortie (sortie 1 et sortie 2) pour un mobile passant dans le sens deuxième élément d'émission (2) vers premier élément d'émission (1). Des signaux en forme de créneau apparaissent au moment où les éléments de réception ne reçoivent plus de signal. Ces chronogrammes permettent de déterminer le sens de passage des mobiles, en effectuant un traitement à l'aide d'un graphe d'état. Selon une variante non représentée, le dispositif peut être doté de 2 optiques de réceptions, chacune étant associée à un élément de réception (2 et 3). Les principales applications industrielles du dispositif sont notamment la détection et la détermination du sens de passage de mobiles se déplaçant seuls ou en groupe et dans divers lieux en vue du comptage. Par exemple, il s'agit du comptage de personnes entrant et sortant d'un moyen de transport de personnes (métro, bus, train...) ou d'un lieu public ou privé, comptage notamment d'objets passant sur un tapis roulant, comptage de véhicules... Plusieurs dispositifs selon l'invention peuvent être associés pour détecter et déterminer le sens de passage de mobiles se déplaçant de front, en vue du comptage (cas de personnes se déplaçant dans un couloir de métro par exemple). Le nombre de dispositifs à employer dépend de la taille, de la forme et du type de mobiles à détecter. Les dispositifs employés de la manière décrite ci-dessus doivent être synchronisés de telle sorte qu'il n'y ait pas de parasitage optique. La disposition des dispositifs décrite ci-dessus permet un traitement plus poussé des informations fournies en sortie des dispositifs. Les traitements peuvent être les suivants redondance les signaux fournis par des dispositifs voisins peuvent être comparés pour obtenir une information fiable. analyse les signaux fournis par les dispositifs peuvent être analysés pour détecter la présence et déterminer le sens de passage de mobiles se déplaçant selon un axe mal défini (cas de piétons dans un couloir de métro par exemple). REVENDICATIONS 1) Dispositif de détection de présence et de sens de passage de mobiles en vue du comptage, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier comprenant d'une première part deux émetteurs (1 et 4) ayant pour fonction d'émettre chacun un faisceau en direction d'un mobile par l'intermédiaire de moyens optiques, d'une seconde part un système de réception constitué de deux éléments (2 et 3) captant le faisceau réfléchi par le mobile passant dans la zone de détection par l'intermédiaire d'une optique de réception, et d'une troisième part une électronique de pilotage des éléments d'émission (1 et 4) et de traitement des signaux reçus par les éléments de réception (2 et 3). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les premier et second émetteurs (1 et 4), sont des diodes infrarouges. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de réception (2 et 3) sont des diodes infrarouges. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électronique de pilotage de chaque élément d'émission et de traitement des signaux reçus par chaque élément de réception comporte une horloge (17) génératrice d'impulsion pilotant chaque élément d'émission, un amplificateur (18) amplifiant les signaux lumineux générés par chaque élément de réception, et un échantillonneur bloqueur (19) synchronisé avec ladite horloge permettant de bloquer les signaux amplifiés et de comparer ceux-ci à une tension de référence au moyen d'un comparateur (20). 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la disposition des systèmes d'émission et de réception est conforme aux relations suivantes: f xDl xl = f xDl dminl ~ f xî+t - dmaxl rDl x2 = f xD2 dmin2 x2+t= f xD2 dmax2 avec: t: la taille des éléments de réception (2 et 3) dminl: distance minimale (12) dmaxl: distance maximale (14) dmin2: distance minimale (13) dmax2: distance maximale (15) Dl: l'entraxe entre la première optique d'émission (5) et l'optique de réception (6) D2: I'entraxe entre la seconde optique d'émission (7) et l'optique de réception (6) f: la distance focale de réception (16) xl: la distance (9) entre le premier élément de réception (3) et l'axe de l'optique de réception (6) x2: la distance (8) entre le second élément de réception (2) et l'axe de l'optique de réception (6)