Brevet FR2806193A1 — publié le 20010914

La présente invention concerne les appareils de comptage de personnes ou d'objets, particulier de personnes se déplaçant dans un passage d'une certaine largeur. ce domaine, on connaîît le brevet français n' 95 Il 328 qui concerne un dispositif de comptage de personnes ou d'objets se présentant à l'unité ou simultanément dans l'un et/ou l'autre sens de mouvement relatif par rapport au dispositif. tel dispositif comprend essentiellement : un ensemble de détecteurs, chacun du type émetteur-récepteur d'ondes électromagnétiques, disposés de manière que les personnes objets aient un mouvement relatif par rapport audit ensemble, un circuit de commande destiné à activer séquentiellement détecteurs de l'ensemble pour qu'ils fournissent des signaux séquentiels représentatifs de la présence ou de l'absence d'une personne ou d'un objet le champ du détecteur activé, et un circuit de traitement des signaux provenant des détecteurs au cours de plusieurs séquences successives de manière à détecter le passage des personnes ou objets et à en effectuer le comptage. la pratique, un tel ensemble de comptage connu peut présenter, par exemple, sous la forme d'une rampe fixe disposée à une certaine hauteur au-dessus du et comportant une série de détecteurs possédant chacun un émetteur fournissant un faisceau de lumière infrarouge, visible ou ultraviolette presque parallèle, dont une partie est réfléchie vers le récepteur associé en présence d'une personne ou d'un objet à détecter. En l'absence de personne ou d'objet, le faisceau atteint le sol. La réflexion vers le détecteur doit alors être en dessous du seuil de détection pour ne pas saturer le détecteur. En fait, il faut comprendre que le faisceau émis étant à peu près parallèle, la tache faite sur l'obstacle est plus petite que l'obstacle quelle que soit sa distance. Au contraire, après réflexion sur l'obstacle, le faisceau est réfléchi/diffusé dans toutes les directions, ou tout au moins dans un angle solide beaucoup plus grand que celui sous lequel on voit le détecteur depuis l'obstacle. La.quantité d'énergie reçue par le détecteur décroît donc comme le carré de la distance à l'obstacle. Ce problème est résolu pour les basses hauteurs par la méthode décrite dans le brevet français N' 98 07 510, mais les calculs montrent qu'un tel appareil connu ne fonctionne pas correctement pour des hauteurs importantes. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités et à apporter une solution aux problèmes évoqués en foumissant un appareil de comptage de personnes ou d'objets, comprenant un ensemble de détection et de comptage qui est suspendu au-dessus du passage à contrôler et dont l'un des axes perpendiculaire à la direction du déplacement des personnes ou objets empruntant ledit passage, l'ensemble de détection comprenant un capteur optique et une unité pilotage et de traitement informatique, le capteur optique étant constitué par deux barrettes à couplage de charge, qui sont linéaires, identiques, fixées parallèlement l'une par rapport à l'autre et transversalement par rapport au passage à contrôler, et séparées l'une de l'autre par une distance suffisante pour permettre à l'unité de traitement qui pilote de déterminer en temps réel le sens entrant ou sortant de chaque déplacement ainsi que le nombre total des déplacements. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - une optique, constituée par un ou deux objectifs, est associée aux deux barrettes du capteur optique de telle sorte que leurs images linéaires virtuelles présentent unelongueur moins égale à la largeur du passage à contrôler, - l'appareil suspendu à une hauteur comprise entre 3 m et 10 m au-dessus du passage à contrôler, - l'appareil entièrement numérique, le signal analogique issu de chaque barrette étant, après amplification, immédiatement transformé en un signal numérique dans un convertisseur analogique/numérique associé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé dans lequel la figure unique représente schématiquement un appareil de comptage de personnes ou d'objets selon l'invention. En se référant à la figure unique, un appareil de captage de personnes ou d'objets selon l'invention comprend essentiellement un capteur optique, qui est désigné d'une façon générale par 1, et une unité de pilotage de traitement informatique telle qu'un ordinateur ou, plus précisément, un microprocesseur 2. Le capteur 1 est constitué de deux barrettes 3, 4 à couplage charge (dites CCD en abrégé en langue anglaise), qui sont linéaires, identiques, parallèles, fixes et disposées à une hauteur h, transversalement par rapport à la largeur L du passage à contrôler séparées l'une de l'autre par une distance D, suffisante pour que le microprocesseur 2 de pilotage puisse également assurer le traitement, c'est-à-dire le comptage, etant entendu que l'un des axes du capteur 1, c'est ' dire de chaque barrettes 3 et est perpendiculaire à celui du déplacement des personnes ou objets. En fait dans le capteur 1, les deux barrettes 3 et 4 sont nécessaires pour obtenir deux images, correspondant chacune à une ligne virtuelle au sol, de très faible largeur Lp, permettant au microprocesseur 2 de déterminer le sens du passage, entrant ou sortant, ainsi que le nombre de passages, voire leurs vitesses V, compte tenu de l'éclairage ambiant qui peut être l'éclairage type magasin. Il est à noter que l'acquisition et le traitement de comptage sont effectués en temps réel par le microprocesseur 2. Les barrettes 3 et 4 sont, par exemple du type à 1024, 2048 ou 3000 pixels ou plus selon la technologie de la barrette, et à obturateur à commande électronique. La ligne photosensible de chaque barrette 3 ou 4 est associée à un registre de transfert de charges analogiques protégé de la lumière par un masque et chargé de transmettre séquentiellement chaque information sur la sortie du capteur. A partir des lignes de pixels qu'il récupère, le microprocesseur 2 évalue si les éléments capteurs fournissent un signal suffisamment élevé et gère les signaux de contrôle des barrettes comme expliqué plus loin. Par ailleurs, du fait que la sortie de chaque barrette 3 ou 4 est un signal analogique, il est nécessaire de placer entre les barrettes et le microprocesseur un convertisseur analogique/numérique qui va convertir les pixels analogiques en valeurs numériques lisibles directement par le microprocesseur. Afin de disposer d'un étage de réglage en plus de l'obturateur électronique, deux potentiomètres numériques sont de préférence placés entre le signal de sortie des pixels et le convertisseur pour contrôler le gain et le décalage de l'amplificateur opérationnel. Ainsi, on peut ajuster le signal analogique dans la plage fournie par les deux références de tension du convertisseur. Le convertisseur analogique/numérique fournit des niveaux de gris compris, typiquement entre 0 et 255, ou plus, et reçoit deux tensions références correspondant respectivement aux niveaux analogiques du noir et du blanc. Du point de vue mécanique, pour avoir au sol des lignes virtuelles présentant la largeur L voulue, il est nécessaire de placer les barrettes 3 et 4 derrière une ou, de préférence, deux optiques associées 5 et 6, par exemple des optiques de focale 28 mm qui permettent de visualiser le passage pour des hauteurs variant de 3 à 10 m. Il y a lieu de se rendre compte que le champ de vue au sol directement proportionnel à la hauteur de l'installation. Ainsi, si l'appareil est placé à 6 m de hauteur, il couvrira un champ de 6 m au sol. La distance entre les barrettes, par exemple 5 cm, est calculée pour que la personne ou l'objet passant sous l'appareil apparaisse d'abord sur une ligne puis sur l'autre puisque le sens de déplacement est déterminé par le décalage temporel des deux lignes. Ainsi, le microprocesseur 2 gère le pilotage des deux barrettes 3 et 4 et dispose, par exemple toutes les 15 ms, de deux lignes de 2048 pixels avec une résolution de 255 niveaux de gris. A partir de ces lignes, le microprocesseur assure le traitement des données et évalue le niveau d'éclairement du site pour ajuster le gain et le seuil de l'amplificateur ainsi que le temps d'obturation des barrettes, D'une façon générale, on peut considérer que le microprocesseur 2 va extraire l'information du passage d'une personne ainsi que son sens ' partir des couples de lignes de 2048 pixels qui lui sont fournis. Ce traitement est réalisé en deux étapes: - un algorithme de pré-traitement consistant à extraire à partir des deux lignes de 2048 pixels 255 niveaux de gris, une ligne, par exemple de 256 valeurs, en 0 ou 1, représentant la trace simplifiée du passage sous un groupe de cellules des barrettes (macro pixels). Ce premier algorithme consiste à extraire de l'image une tache correspondant au passage d'une personne ou d'un objet éliminant les ombres en traitant également les variations d'éclairage. - un algorithme de comptage, c'est-à-dire de traitement de formes, mettre à jour à chaque ligne de 256 bits par exemple, des informations sur la personne ou l'objet en cours de passage et qui va décider, selon des critères vitesse, largeur, longueur et sens, s'il présente une forme valide pour le compter finalement. Ce second algorithme traite les cas compliqués de personnes se croisant, se suivant en file indienne, se présentant à plusieurs de front ou faisant des aller-retour, et correspond par exemple à celui décrit dans le brevet français précité N' 95 Il 328. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif et qu'on pourra y apporter toute modification utile, notamment dans le domaine des équivalences techniques, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil de comptage de personnes ou d'objets, comprenant un ensemble de détection et de comptage qui est suspendu au-dessus du passage à controler et dont des axes est perpendiculaire à la direction du déplacement des personnes ou objets empruntant ledit passage, caractérisé par le fait que l'ensemble de détection comprend un capteur optique (1) et une unité de pilotage de traitement informatique, le capteur optique étant constitué par deux barrettes (3, 4) à couplage de charge, qui sont linéaires, identiques, fixées parallèlement l'une par rapport à l'autre et transversalement par rapport au passage à contrôler, et séparées l'une de l'autre par une distance (D) suffisante pour permettre à l'unité de traitement les pilote de déterminer en temps réel le sens entrant ou sortant de chaque déplacement ainsi que le nombre total des déplacements. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une optique, constituée par un ou deux objectifs (5, 6), est associée aux deux barrettes (3, 4) du capteur optique (1) de telle sorte que leurs images linéaires virtuelles présentent une 1 ongueur au moins égale à la largeur (L) du passage à contrôler. 3. Appareil suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est suspendu à une hauteur (h) comprise entre 3 m et 10 m au-dessus du passage a contrôler. 4. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est entièrement numérique, le signal analogique issu de chaque barrette ou 4) étant, après amplification, transformé en un signal numérique dans un convertisseur analogique/numérique associé. 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque barrette (3 ou 4) correspond à un grand nombre de pixels ( 024, 2048, 3000, voire plus), que le convertisseur transforme en typiquement 256 valeurs de niveaux de gris pour chaque pixel, que l'algorithme de pré-traitement transforme ensuite en des valeurs 0 ou 1 pour un nombre plus réduit de macro pixels (typiquement 128 ou 256), ces valeurs 0 ou 1 des macro pixels étant ensuite traitées selon un algorithme connu. 6.- Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le temps d'exposition des deux barrettes à couplage de charge (3, sont ajustées électroniquement via l'obturateur électronique des barrettes par logiciel en temps réel en fonction des niveaux moyens, l'appareil s'adaptant ainsi aux variations de l'éclairement. 7.- Appareil suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que l'ajustement de seuil de gain est réalisé en aval du signal de chaque barrette à couplage charge (3, 4) grâce à l'utilisation d'un amplificateur opérationnel associé à deux potentiometres numériques. 8.- Appareil suivant liune quelconque des revendications précédentes, caractérise par le fait que le microprocesseur (2) peut être remplacé par plusieurs microprocesseurs et/ou microcontrôleurs et/ou dispositifs de traitement de signeux numériques, logiques programmables, micro-ordinateurs embarqués ou, de façon plus générale, par toutes cartes électroniques comportant de l'intelligence.