Brevet FR2801400A1 — publié le 20010525

La présente invention se rapporte à un système de détection d'intrus, et particulier à un système qui utilise un signal optique pour détecter la présence d'un intrus. Il est bien connu de construire un système de détection d'intrus en alignant source optique et un détecteur optique, puis en enregistrant une interruption quelconque du signal optique lorsqu' intrus passe entre la source et le détecteur. Une faiblesse significative des systèmes classiques est qu'il possible qu'un éventuel intrus observe le trajet du signal optique, par exemple à la suite de la diffusion du signal par des particules dans l'atmosphère. Ceci rend possible que l'intrus évite le trajet du signal optique, ou bien emploie des contre-mesures pour éviter la détection. Même si le signal optique est dans 1e domaine infrarouge, et qu'il n'est donc pas directement visible, il peut encore être observé si l'intrus utilise des aides appropriées telles que des jumelles de vision nocturne. Conformément à un premier aspect de la présente invention, il est réal procédé de détection d'intrus comprenant a) l'émission d' signal optique b) la détection du signal optique, et c) le déclenchement indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique détecté, caractérisé en ce que l'étape (b) comprend la réception de signaux optiques diffusés au niveau d'un certain nombre d'entrées optiques réparties dans l'espace. La présente invention rend plus difficile qu'un intrus observe et évite le traj du signal optique, en détectant les signaux diffusés à un certain nombre d'emplacements différents, au lieu de détecter simplement un faisceau localisé. De préférence, le procédé comprend la transmission signaux optiques depuis les plusieurs entrées optiques répart' dans l'espace vers un détecteur commun. préférence le procédé comprend l'application de différents retards respectifs à des signaux reçus à différentes entrées optiques. caractéristiques préférées de l'invention rendent possible d'obtenir les avantages des points de détection multiples sans augmentation significative du coût système. Ceci est obtenu en utilisant un détecteur commun pour différentes entrées. préférence, le procédé comprend la détection du signal optique en utilisant un détecteur de photons isolés. 'utilisation d'un détecteur de photons isolés permet la détection même de signaux très faibles résultant d'une diffusion, ce qui rend difficile que le signal diffusé soit observé. De préférence, le signal optique est un signal à bande étroite, et l'étape consistant à détecter le signal optique comprend le passage du signal optique au travers d'un filtre à bande étroite adapté à la source à bande étroite. Ceci aide davantage à la discrimination d'un signal optique faible en présence d'une lumière ambiante. Conformément à un second aspect de la présente invention, il est réalisé un système de détection d'intrus comprenant . a) une source de signal optique b) un système de détection optique, et c) un processeur relié au système de détection optique et disposé de façon à déclencher une indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique détecté, caractérisé en ce que le système de détection optique (b) comprend un certain nombre d'entrées optiques réparties dans l'espace. Des systèmes mettant en oeuvre la présente invention seront maintenant décrits davantage en détail, à titre 'exemple uniquement, en faisant référence dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est un schéma représentant premier exemple d'un système de détection d'intrus. La figure 2 est un schéma représentant deuxième exemple d'un système de détection d'intrus. La figure 3 est un schéma représentant troisième exemple d'un système de détection d'intrus. La figure 4 est un schéma représentant système de détection d'intrus employant un multiplexage en longueur onde. La figure 5 est un schéma représentant système de detection optique employant une source optique de photons isolés en combinaison avec un multiplexage longueur onde. Comme indiqué sur la figure 1, un système de détection intrus comprend une source 1 de courtes impulsions à photons multiples. La source 1 émet un faisceau B qui est orienté vers une cible de diffusion 2. Dans cet exemple, la source 1 est montée proche du niveau du sol sur une paroi et cible de diffusion 2 est montée sur un plafond de la pièce dans laquelle le système de détection est deployé. La cible de diffusion diffuse les photons d'une façon générale au travers de la pièce dans les trois dimensions. certain nombre de points d'entrée optiques 3 sont fixés aux parois de la pièce à différents emplacements. Les points d'entrée optiques comprennent des éléments optiques de recueil de faisceau reliés à une fibre optique respective. Chaque fibre optique forme une branche d'un réseau optique passif (PON). différentes branches du réseau optique passif comprennent différents retards optiques respectifs, de sorte les signaux optiques provenant d'une entrée optique différente sont séparés dans le domaine du temps. Les retards optiques peuvent être réalisés par boucles de fibre optique de différentes longueurs. Le réseau optique passif est relié à sa tete de réseau à un système de détection optique. Le système détection optique comprend un filtre à bande étroite et un photodétecteur. Dans le présent exemple, le photodétecteur est un détecteur de photons isolés. Le filtre à bande étroite est adapté à la longueur d'onde la source optique. La sortie du détecteur de photons isolés est traitée par un ordinateur personnel 6. 'ordinateur personnel comporte une connexion électrique avec la source optique 1 et reçoit les impulsions de synchronisation électriques provenant de la source 1. En fonctionnement, le taux de comptage des événements de détection dans le détecteur photons isolés qui sont synchronisés avec la production des impulsions par la source 1 est mesuré. Dans l'ordinateur 6, le taux de comptage est comparé à des valeurs de seuil supérieure et inférieure prédeterminées. Si ces valeurs de seuil sont dépassées, par exemple du fait qu'un intrus est entré dans la pièce et, en 'sant ainsi, a réduit le niveau de lumière atteignant un ou plusieurs des détecteurs alors une alarme d'intrusion est declenchée. Les niveaux de seuil pour une détection d'intrus peuvent être réglés en faisant fonctionner le système de détection dans une phase d'apprentissage durant laquel l'ordinateur mesure le taux de comptage et la variation du taux de comptage l'absence d'un intrus quelconque. Ceci établit alors les limites des variations possibles du taux de comptage et tout écart par rapport à ces imites est pris pour indiquer la présence d'un intrus. Optionnellement, de manière à renforcer encore la sensibilité du système tout en conservant un faible taux acceptable de fausses alarmes, l'ordinateur peut utiliser un algorithme heuristique pour apprendre le profil prévu des événements comptage en l'absence d'un intrus. L'algorithme heuristique peut utiliser une technologie de réseau neuronal. Les composants utilisés dans le système et le fonctionnement du système seront maintenant décrits avec davantage de détails. La source optique 1 de cet exemple est laser à semiconducteur pulsé. Un dispositif approprié est disponible dans le commerce sous la référence PDL 800 (PicoQuant GmbH). Le laser à semiconducteur est attaqué par un générateur d'impulsions. Le détecteur de photons isolés peut être, par exemple, une photodiode à avalanche (APD) polarisée -delà du claquage inverse et fonctionnant en mode de Geiger de manière obtenir une sensibilité sur un seul photon. Des photodiodes APD au silicium telles que la photodiode SPCM 100-AQ (EG and G Opto-Electronics Canada) peuvent être utilisées dans la plage des longueurs d'onde de 400 à 1060 nm, alors que des dispositifs au germanium ou à InGaAs tels que les dispositifs NDL5131P1 (NEC Corporation) ou C30644JT (EG and G Opto-Electronics Canada) peuvent être utilisés dans la plage des longueurs d'onde 1000 à 1550 nm avec un circuit d'amortissement d'avalanche approprie. Les filtres à bande étroite utilisés au niveau du détecteur peuvent être fabriqués en utilisant une technologie de réseau de diffraction de Bragg photosensible, ou une technologie de filtre diélectrique à couche mince micro-optique (par exemple TB1300A fabriqué par JDS-Fitel). L'ordinateur personnel (PC) est un système disponible dans le commerce utilisant, par exemple, un microprocesseur Pentium III (marque de commerce). L'ordinateur comprend une carte de comptage de photons telle que la carte TimeHarp 100 (PicoQuant GmbH) qui traite la sortie de la photodiode à avalanche APD. La carte renvoie une valeur pour le taux de comptage de photons à une application de détection d'intrus s'exécutant sur l'ordinateur personnel. La figure 2 représente un second exemple d'un système mettant en oeuvre la présente invention. Dans ce cas, les points 'entrée optiques multiples 3 du système de figure 1 sont remplacés par des points d'entrée/sortie combinés multiples 3. Comme dans le premier exemple, points d'accès optiques sont reliés à un réseau optique passif (PON) présentant une topologie en arborescence. réseau optique passif est relié au niveau de sa tête de réseau à une source optique pulsée 1. Chaque point d'entree/sortie oriente un faisceau de lumière vers une cible de diffusion 2. La diffusion provenant de la cible et d'une autre rétrodiffusion éventuelle provenant des parois de la pièce et/ou objets de la pièce crée un réseau complexe de trajets de capteurs. La lumière diffusée est reçue niveau des multiples points d'entrée/sortie et est transmise par l'intermédiaire du réseau optique passif par l'intermédiaire d'un circulateur optique vers un système de détection optique 5. Le système de détection 5, comme dans le premier exemple, comprend un détecteur de photons isolés et un filtre à bande étroite. La sortie du système de détection est traitée par un ordinateur personnel exécutant l'application de détection d'intrus, comme décrit précédemment en ce qui concerne la figure 1. Un circulateur approprié est disponible dans le commerce sous modèle 0803-A (New Focus Inc.). La figure 3 représente un troisième exemple système mettant en oeuvre la présente invention. Cet exemple est d'une façon générale similaire au système de la figure 2 à l'exception de ce que les points d'entrée/sortie combinés de la figure 2 sont remplacés par des points d'acces séparés pour la sortie optique et les entrées optiques, respectivement. Les points de sortie optiques sont répartis à des emplacements différents dans l'espace et sont reliés par l'intermédiaire d'un premier réseau optique passif à une source classique. Les entrées optiques sont reliées par l'intermédiaire d'un.second réseau optique passif au système de détection optique décrit précédemment en qui concerne la figure Dans les exemples considérés jusqu'à présent, les signaux optiques subissent une perte sur leur trajet au travers du réseau optique passif de retour. est-à-dire que si nous avons par exemple 10 capteurs (séparateur 1:10) il y aura une perte de 10 dB pour chaque photon entrant dans le réseau de réception. Avec de grands nombres de capteurs, ceci limiterait le taux de comptage reçu et réduirait de ce fait l' icacité du système. Cependant, si le recueil de la lumière ambiante n'est pas un facteur limitat du système, une source à bande passante plus large (et un filtre adapté) peut être utilisée en même temps que des techniques de multiplexage WDM (multiplexage par répartition en longueur d'onde) afin de réduire la perte sur la voie pour les capteurs individuels. Par exemple, si nous utilisons une source ayant une longueur d'onde centrale L et une large bande passante, dL, le séparateur peut être remplacé par un multiplexeur à guide d'onde en réseau (AWG) qui divise la lumière sur la seule fibre d'entrée sur exemple 10 fibres de sortie, chacune transportant une longueur d'onde distincte bande passante -dL/10 (c'est-à-dire que chaque capteur fonctionne maintenant à une longueur d'onde différente dispersée sur la plage L-dL/2 a L+dL/2). Le réseau PON récepteur contiendra maintenant un autre multiplexeur AWG à la place d'un séparateur qui recombine les 10 longueurs d'onde sur une seule fibre de sortie qui est connectée au détecteur. En principe, la perte dans chaque voie de retour peut être réduite à zéro en utilisant cette technique, bien qu'en pratique l'amélioration dépendra de la perte du multiplexeur AWG (il s'agit de composants largement disponibles couramment utilisés pour le multiplexage et le démultiplexage dans des systèmes de communications denses à multiplexage WDM). De courtes impulsions sont encore utilisées dans cette réalisation pour préserver la résolution dans le temps, mais les impulsions sont maintenant fortement modulées en fréquence pour fournir la bande passante plus large requise par cette réalisation. Un dispositif de multiplexeur AWG approprié est disponible dans le commerce sous la référence AWG-MD-lx32 de Photonic Intégration Research Inc. La figure 4 représente un système de détection employant un multiplexage en longueurs d'onde comme décrit ci-dessus. Le système de détection est globalement similaire celui de la figure 2, en ce qu'il utilise des points de sortie/entrée optiques combinés. Cependant, la place du séparateur utilisé pour combiner les signaux provenant des branches du réseau optique dans le système la figure 2, un multiplexeur à guide d'onde en réseau (AWG) est utilisé. Pour la facilité de l'illustration, la figure ne représente que quatre des branches du réseau optique et quatre canaux de longueur d'onde correspondants. En pratique davantage de branches et davantage de canaux peuvent être employés. Par exemple, dix canaux peuvent être utilisés comme décrit ci- dessus. On notera que dans cette réalisation, les capteurs 1 à 10 présentent chacun des longueurs d'onde de sortie distinctes L1 à L10. Un capteur donné quelconque (le numéro 1 par exemple) peut recevoir/recueillir des photons diffusés ayant des longueurs d'onde dans la plage de Ll à L10, du fait que ces photons pourraient avoir pour origine l'une quelconque des sorties des capteurs. Cependant, en raison de l'effet du filtrage en longueur d'onde du multiplexeur AWG, seuls les photons de longueur d'onde Ll reçus par le capteur 1 atteindront le détecteur. C'est-à-dire que chaque capteur ne "verra" que ses propres photons en retour. De sorte que contrairement au mode de réalisation précédent, aucune diaphonie entre les capteurs n'est possible et de ce fait le nombre des trajets de détection possibles est réduit. Le dispositif de multiplexeur AWG décrit ci-dessus convient également pour être utilisé dans les systemes de notre demande également en attente GB9906208.5 déposée le 17 mars 9, dont le contenu est incorporé ici par réference. La figure 5 représente un système de ce type dans lequel une source 'impulsions de photons isolés modulée en frequence est reliée par l'intermédiaire d'un premier multiplexeur AWG et d'un premier réseau optique passif correspondant afin de produire des faisceaux multiples dans l'espace libre. Les faisceaux sont reçus au niveau de points d'entrée optiques correspondants, sont transmis par l'intermédiaire d'un second réseau optique passif 8b et sont relies par l'intermédiaire d'un second multiplexeur AWG à une seule fibre optique 4 qui les transmet au système de détection optique 5. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection d'intrus comprenant a) l'émission d'un signal optique, b) la détection du signal optique, et c) le déclenchement d'une indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique détecté, caractérisé en ce que l'étape (b) comprend la réception de signaux optiques diffusés au niveau d'un certain nombre d'entrées. optiques réparties dans l'espace. 2. Procédé selon la revendication 1 comprenant la transmission de signaux optiques depuis les plusieurs entrées optiques réparties dans l'espace vers un détecteur commun. Procédé selon la revendication 2, comprenant l'application de différents retards respectifs à des signaux reçus à différentes entrées optiques. Procédé selon l'une quelconque revendications précédentes, comprenant la détection du signal optique en utilisant un détecteur de photons isolés. Procédé selon l'une quelconque revendications précédentes, dans lequel le signal optique est un signal à bande étroite, et l'étape de détection signal optique comprend le passage du signal optique au travers d'un filtre à bande étroite adapté à la source à bande étroite. . système de détection d'intrus comprenant a) une source de signal optique, b) un système de détection optique, et c) un processeur relié au système de détection optique et disposé de façon à déclencher une indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique détecté, caractérisé en ce que le système de détection optique (b) comprend certain nombre d'entré-es optiques réparties dans l'espace. 7. Système selon la revendication 6, comprenant un certain nombre de sorties optiques réparties dans 1 espace. 8. Système selon la revendication 7, comprenant un certain nombre de points d'entrêe/sortie optiques combinés. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel les plusieurs entrées optiques réparties dans l'espace sont reliées en commun à un seul système de détection ique. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel le système de détection optique comprend un détecteur photons isolés. 11. Procédé de détection d'intrus comprenant a) l'emission d'un signal optique, b) la détection du signal optique, et c) le déclenchement d'une indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique detecté, caractérise en ce que dans l'étape (b) le signal est détecté par un détecteur de photons isolés. 12. Procédé de détection d'intrus comprenant a) l'emission d'un signal optique, b) la détection du signal optique, et c) le déclenchement d'une indication d'une intrusion en réponse à une variation du signal optique détecté, caractérisé en ce que l'étape (a) comprend l' 'scion de signaux optiques à un certain nombre de longueurs d'onde différentes et à l'étape (c) des signaux provenant d'un certain nombre d'emplacements d'entrée répartis dans l'espace sont reliés à un détecteur commun par l'intermédiaire d'un multiplexeur en longueur d'onde. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 5, dans lequel l'étape (a) comprend l'émission de signaux iques à un certain nombre de longueurs d'onde différentes et à l'étape (c) des signaux provenant d'un certain nombre d'emplacements d'entrée répartis dans l'espace sont reliés à un détecteur commun par l'intermédiaire d'un multiplexeur en longueur d'onde.