Brevet FR2831672A1 — publié le 20030502

SYSTEME ET PROCEDE POUR LA DETECTION D'UN OBJET L'invention concerne la détection d'un objet dans une zone définie en utilisant un dispositif numérique de formation d'image, tel qu'un appareil de prise de vues à dispositif à couplage de charges CCD. Il est connu d'utiliser deux détecteurs à infrarouge alignés à travers une zone définie pour détecter une intrusion dans la zone. De tels détecteurs IR sont utilisés, par exemple, pour des portes de garage et sont installés sur les côtés de l'ouverture de la porte. L'un des détecteurs, qui est une source d'infrarouge, envoie un rayonnement IR à un récepteur, ou capteur IR aligné avec la source IR placée de l'autre côté de l'ouverture de la porte. Cependant, la fonction des détecteurs IR est limitée à la détection d'une interruption du rayonnement IR, et les détecteurs nécessitent un alignement précis, ce qui pose certaines difficultés pendant leur opération. De plus, les deux détecteurs nécessitent également un câblage pour être connectés électriquement à une source énergique et à une unité de commande. On a besoin d'un dispositif de détection simple et peu coûteux qui est aisé à installer et qui permet de contrôler des intrusions dans une zone définie ainsi que de remplir une autre fonction telle que la détermination de la position d'une barrière et la vitesse du mouvement de la barrière lors d'une utilisation avec une commande du mouvement d'une barrière. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective du système selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective montrant le procédé pour déterminer la position d'une porte mobile selon l'invention ; et La figure 3 est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation de l'invention. Le système destiné à la détection d'objets comprend un dispositif numérique de formation d'image tel qu'un appareil de prise de vues à dispositif CCD pour la surveillance d'intrusions non autorisées dans une zone définie. La figure 1 montre un système destiné à détecter un objet entrant dans une région dans laquelle des obstructions ou intrusions qui sont contrôlées au moyen d'une caméra CCD 1 placée à l'extérieur d'une zone telle qu'un garage. La caméra a un boîtier rectangulaire, et, par exemple, une cadence de balayage de 30 images/seconde, et elle comprend un processeur numérique destiné à traiter des images provenant du dispositif CCD et une mémoire. Elle peut comprendre une source d'énergie renfermée telle qu'une batterie, ou peut avoir une source d'énergie à courant alternatif indépendante. La caméra CCD est installée à proximité immédiate de l'ouverture de la porte du garage de façon à voir l'ouverture entière. La caméra CCD de la présente forme de réalisation utilise une petite pièce rectangulaire de silicium appelée dispositif à couplage de charges CCD, destiné à recevoir une lumière arrivante. Cette tranche de silicium est un composant électronique à solide qui est réalisé par une technique de micro-fabrication et est divisé en un réseau de cellules individuelles sensibles à la lumière appelées "photosites". Chaque photosite est un élément de l'image entière qui est formée, et il est donc appelé élément d'image ou"pixel". Les CCD les plus courants qu'on trouve dans des caméscopes et d'autres dispositifs du commerce ont un réseau de pixels de quelques centaines de photosites en hauteur sur quelques centaines de photosites en largeur (par exemple, 500x300 ou 320x200), donnant des dizaines de milliers de pixels. Etant donné que la plupart des dispositifs CCD sont d'une forme carrée d'environ 6,35 mm ou 8,46 mm de côté, chacun des nombreux milliers de pixels n'a une largeur que d'environ 10 millionièmes de mètres. Les photosites à CCD remplissent leur fonction consistant à capter une lumière arrivante par l'effet photoélectrique, libérant des électrons lorsqu'ils sont atteints par des photons. Les électrons émis dans le dispositif CCD sont emprisonnés dans des limites non conductrices, en sorte qu'ils restent sous la forme de charge électrique dans la zone d'impact des photons. Tant que de la lumière peut atteindre un photosite, des charges s'accumulent dans ce pixel. Lorsque la source de lumière s'éteint, (par exemple lorsque l'obturateur est fermé), un circuit électronique simple et un microprocesseur ou un ordinateur sont utilisés pour décharger le réseau CCD, enregistrer la quantité de charge dans chaque pixel et traiter les données résultantes en une image, ou une représentation numérique,"mappe"numérique d'une image. Un motif 15, qui peut être similaire à un code à barres est positionné sur la paroi latérale 12 de l'ouverture 10 de porte devant être observée, sa représentation numérique étant reconnue par la caméra CCD. La caméra 1 est d'abord pointée de façon générale sur la paroi latérale 12 comportant le motif 15 de manière que la caméra ait son axe de visée tourné vers le motif de la paroi 12 à travers l'ouverture 10 de la porte. En général, la caméra CCD peut être placée à l'extérieur ou à l'intérieur du garage. La caméra CCD voit le motif et stocke l'image du motif 15 en mémoire. De plus, l'image du motif peut être stockée au préalable dans la mémoire de la caméra par le fabricant, et le motif est fourni pour être installé en même temps que la caméra CCD. Lorsque la caméra observe l'ouverture de la porte avec le motif, les images sont analysées par le logiciel du processeur et corrélées pixel par pixel. Lorsqu'un objet entre dans le champ de visée de la caméra, il interrompt l'observation du motif reconnu, masquant la partie 20 du motif. La représentation numérique est analysée par la mémoire CCD, le logiciel recherche les images stockées, et, lorsqu'aucune corrélation n'est trouvée, l'objet est considéré comme constituant une intrusion, et un signal est envoyé à l'unité de tête de l'actionneur de la porte du garage (non représenté) pour déclencher une alarme. La figure 2 montre une caméra CCD 1 à l'intérieur du garage et un motif 15 sur la paroi extérieure de l'ouverture de la porte du garage. Le motif est dans le champ de visée de la caméra, de manière que, lorsque la porte descend ou monte, elle masque partiellement le motif. Le logiciel reconnaît le mouvement de la porte par rapport à tout autre objet en mouvement dans la région définie par la nature progressive et continue de son mouvement. Pendant que la porte descend, masquant progressivement une partie croissante du motif 15, la caméra stocke la représentation changeant progressivement du motif sous la forme d'une séquence de codes, en sorte que la représentation du motif partiellement masquée par la porte est reconnue par la caméra. Le logiciel CCD lit les représentations du motif changeant progressivement sous la forme d'une séquence de codes résultant du mouvement de la porte et les met en corrélation avec des codes provenant de la séquence de codes stockée dans la mémoire d'images du motif pendant la fermeture/ouverture de la porte. De cette façon, la position de la porte peut être définie depuis la partie visible (ou masquée) du motif. De plus, en lisant un certain code (ou reconnaissant une partie du motif), le logiciel du processeur CCD peut vérifier optiquement la position de la porte et la vitesse du mouvement de la porte à un certain moment. Lorsqu'un objet inattendu masque le champ de visée de la caméra CCD, le logiciel analyse les représentations numériques en les mettant en corrélation pixel par pixel avec les images stockées, et il indique les résultats à l'unité de tête de l'actionneur de la porte du garage. Dans une autre forme de réalisation, en plus du motif positionné sur le côté de l'ouverture de la porte, un second motif reconnaissable est placé sur le bord inférieur de la porte. Les performances du système dépendent dans ce cas de certaines caractéristiques, telles que la résolution optique, le champ de visée et la puissance de traitement. La figure 3 montre une caméra placée à l'intérieur du garage tandis qu'un motif 15 est placé sur la paroi latérale de l'ouverture de la porte du garage et un autre motif 25 est placé sur le bord inférieur de la porte. Dans ce cas, la zone entière de l'ouverture de la porte est protégée contre une intrusion. Le mouvement de la porte masque le motif par rapport à la caméra CCD ; cependant, le logiciel reconnaît le mouvement de la porte de tout autre objet en mouvement dans la région définie. La position de la porte et sa vitesse dans le cas de deux motifs prédéterminés sont déterminées par le rapport entre les représentations numériques de parties visibles des motifs. Le système comprenant deux motifs procure une compensation de la variation du rapport d'aspect due au mouvement de la porte, et réduit ou élimine les zones risquant d'être découvertes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système pour la détection d'un objet, caractérisé en ce qu'il comporte : un dispositif numérique (1) de formation d'image destiné à observer une zone définie, ayant une mémoire dans laquelle est stockée une image d'un motif et un processeur ; et un motif prédéterminé (15) positionné de l'autre côté de la zone définie par rapport au dispositif numérique de formation d'image, le processeur comparant périodiquement l'image stockée en mémoire avec une représentation numérique du motif prédéterminé observé par le dispositif à des fins de corrélation. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un signal est envoyé à une unité de commande lorsque la corrélation manque par suite de l'entrée d'un objet dans le champ de visée du dispositif numérique de formation d'image et du masquage du motif prédéterminé par cet objet. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif numérique de formation d'image est une caméra du type à dispositif à couplage de charges CCD. 4. Système pour la détection d'un objet entrant dans une ouverture (10) d'une barrière mobile, caractérisé en ce qu'il comporte : - un motif prédéterminé (15) positionné sur une paroi latérale (12) de l'ouverture de la barrière ; un dispositif numérique (1) de formation d'image situé au voisinage d'une paroi latérale opposée de l'ouverture de la barrière afin d'avoir, dans son champ de visée, l'ouverture de la barrière et le motif pour générer une représentation numérique du motif observé à travers l'ouverture ; et un processeur destiné à comparer périodiquement la représentation numérique du motif avec une image stockée du motif pour déterminer une corrélation. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une barrière mobile masque le motif prédéterminé par rapport au champ de visée du dispositif, faisant varier une partie visible du motif, le dispositif numérique déterminant une position de la barrière par une corrélation d'une représentation numérique de la partie visible du motif avec des images du motif stockées dans la mémoire. 6. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un second motif prédéterminé (25) positionné le long d'un bord extérieur de la barrière mobile, et en ce que le dispositif numérique de formation d'image détermine la présence d'un objet en l'absence d'une corrélation entre une représentation numérique des motifs tels que masqués par l'objet et des images desdits motifs stockés dans la mémoire. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif numérique détermine une position de la barrière par une corrélation d'un rapport des parties visibles des motifs prédéterminés avec un rapport stocké dans la mémoire. 8. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que dispositif numérique de formation d'image est une caméra à dispositif à couplage de charges CCD. 9. Procédé pour détecter un objet dans une zone définie en utilisant un dispositif numérique de formation d'image, caractérisé en ce qu'il comprend : - une installation d'un dispositif numérique (1) de formation d'image ayant une mémoire dans laquelle une image d'un motif est stockée, afin qu'il observe la zone définie ; - la mise en place d'un motif prédéterminé (15) ayant une représentation numérique en corrélation avec l'image stockée, à travers la zone définie et dans le champ de visée du dispositif numérique de formation d'image ; - la comparaison périodique de l'image stockée avec la représentation numérique du motif prédéterminé vu par le dispositif, à des fins de corrélation ; et - l'envoi d'un signal de commande en l'absence d'une corrélation, indiquant l'intrusion d'un objet masquant le motif prédéterminé par rapport à la visée du dispositif numérique de formation d'image. 10. Procédé de détection d'un objet selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif numérique de formation d'image est une caméra à dispositif à couplage de charges CCD.