Brevet FR2891057A1 — publié le 20070323

L'invention concerne un dispositif permettant l'acquisition de la me-sure de la pression de pas de personnes afin d'en déterminer la présence ou le passage dans une zone physique déterminée et potentiellement de grande surface et ce sans nécessité de connexion complexe et onéreuse de câbles de mesure ou de raccordements à l'intérieur de la zone physique contrôlée. La détection et la détermination de la présence ou du passage de personnes dans une zone déterminée sont des fonctions importantes de certaines applications de sûreté telles par exemple que celles du domaine aéroportuaire pour permettre le passage de personnes dûment autorisées dans des zones sensibles ou internationales ou bien encore dans les locaux techniques des distributeurs de billets dd banque. Il est en effet essentiel dans ces applications de sûreté que seule la personne autorisée soit pré-sente dans une zone déterminée lorsque qu'elle a été préalablement identi- fiée ou authentifiée. La détermination de l'unicité de passage lui-même est depuis long-temps gérée par des dispositifs connus de l'art antérieur tels que les sas à unicité de passage électromécaniques, l'analyse dynamique de l'image vidéo, la mesure de poids par jauges de contraintes ou encore des technolo- gies à base de cellules photoélectriques. Cependant, il est apparu que ces technologies ne sont pas adaptées à la détermination de l'unicité de présence dans une zone plus étendue que, celle correspondant au passage d'une personne. Dans le domaine de la détermination de l'unicité de la présence et notamment dans la problématique de vérification de présence de personnes dans les locaux sensibles et ce pour répondre à des contraintes de sûreté, il est possible d'utiliser plusieurs techniques et technologies bien connues de l'art antérieur qui sont essentiellement basées soit sur les technologies existantes sur le marché de la détection de passage, soit de l'analyse dynami- que des images vidéo. Il a d'ailleurs antérieurement été défini et proposé par la demanderesse un dispositif électronique et informatique permettant de résoudre la problématique de l'unicité de passage et/ou de présence en utilisant un prin- cipe de mesure et d'analyse dynamique de la pression des pieds d'une per-sonne sur le sol en utilisant des capteurs disposés sur le sol. Il a été démontré par la demanderesse que cette technologie est plus performante que celles utilisant l'analyse dynamique d'images vidéo, la me- sure de poids ou la détection avec des cellules photoélectriques et que cette technologie permet d'offrir un niveau de précision et d'exactitude de l'acquisition de données compatibles avec les demandes des utilisateurs. Toutefois, il apparaît qu'il est également nécessaire de développer des dispositifs spécifiques d'acquisition des informations de pression qui permettent une simplification de l'installation sur de grandes surfaces et un coût d'acquisition raisonnable. Il existe en effet dans l'art antérieur des capteurs d'acquisition de la mesure de pression qui sont basés sur le principe bien connu de la mesure matricielle ou non matricielle. Toutefois, compte tenu de l'état de l'art dans le domaine des capteurs matriciels ou non matri- ciels permettant d'analyser dynamiquement la présence de pas sur le sol, il apparaît que lesdits capteurs présentent de nombreux désavantages. En effet, la problématique à résoudre de la détermination de présence sur des grandes surfaces implique la prise en compte d'un très grand nombre de points à mesurer si l'on veut disposer d'une définition suffisante permettant un traitement de l'information correct. A titre d'exemple, la détermination de la présence d'une personne dans une zone de deux mètres par deux mètres soit 4 m2, avec un capteur de mesure non matriciel d'une définition de 2 centimètres par point de mesure implique un nombre de points à mesurer de 100 par 100 soit 10000 points de mesure ce qui est une quantité de points de mesure incompatible avec la gestion efficace d'une information en temps réel des applications de sûreté. De plus, la connectique liée à la reprise de ces informations nécessite 20000 connexions ce qui est une quantité non exploitable tant sur un point technique qu'économique. De fait, les capteurs de pression matriciels sont mieux adaptés et présentent de grands avantages sur les techniques existantes de capteurs non matriciels. Depuis de nombreuses années, on trouve sur le marché des capteurs matriciels qui sont utilisés principalement par les bureaux d'études, par exemple dans le domaine du test de sièges automobiles pour une re- cherche à but ergonomique ou encore dans le domaine de l'odontologie. Il est, dans ce type d'application, nécessaire d'obtenir une précision de me-sure très fine. La surface de mesure est très faible et la mise en exploitation de ce type de capteurs et le coût d'acquisition ne sont qu'accessoires. Ces capteurs matriciels sont constitués de circuits imprimés souples comportant des lignes et des colonnes, séparés par un substrat constitué d'une encre soit résistive, capacitive ou piézo-résistive. L'architecture des capteurs matriciels utilise des lignes et des colonnes ce qui présente le grand avantage de limiter le nombre de connexions au nombre de lignes plus le nombre de colonnes. Dans l'exemple précédent traitant des capteurs non matriciels, le nombre de connexions n'est que de 200, soit 100 connexions de lignes et 100 connexions de colonnes, ce qui représente 100 fois moins de connexions que par une technologie de capteurs non matriciels. Ces capteurs matriciels présentent toutefois un inconvénient important, car du fait de la complexité et des contraintes de fabrication, leur taille est limitée à des dimensions relativement petites et n'excédant pas 1 mètre dans la plus grande des dimensions. Cette limitation entraîne un problème pour la détection de présence des personnes physiques dans des zones de dimension importantes. Dans ce cas, la dimension de la zone de mesure impose de positionner plusieurs capteurs côte à côte, et les connexions des capteurs situés au milieu doivent donc être positionnées en dessous des capteurs connexes. Cela constitue un problème pour des questions évidentes de complexité de montage et de fragilité, les connecteurs n'étant pas conçus pour supporter le poids d'une personne pouvant marcher dessus ou encore le passage d'un chariot de transport. D'autre part, lesdits connecteurs, de par leur épaisseur et leur rigidité, peuvent endommager les capteurs situés au-dessus. En outre, et ce afin de couvrir une zone importante, le nombre de connexions croît de manière arithmétique puisque les lignes et les colonnes de chaque capteur doivent être reliées. A titre d'exemple, si l'on souhaite couvrir une surface carrée de 16 mètres carrés en utilisant des capteurs standards de dimensions 50cm X 50cm, présentant chacun 25 lignes et 25 colonnes, la zone de 4 mètres x 4 mètres sera couverte par 64 capteurs, soit 3200 points de connexions (64 X (25+25)) ce qui donne 3200 câbles de connexion. Cette quantité n'est gérable ni techniquement ni économique-ment. Enfin, ces capteurs présentent l'inconvénient, de par leur conception, de ne pouvoir être découpés que dans certaines de leurs dimensions. Cela impose des contraintes techniques pour leur adaptation et leur intégration à des zones de mesures particulières lorsque les dimensions de la zone ne sont pas des multiples du dimensionnel du capteur ou encore lorsque les bords de la zone tels que les murs ne sont pas parallèles ou ne sont pas réguliers. La présente invention propose un nouveau type de dispositif d'acquisition de la mesure des pressions au sol ayant pour but de solutionner les inconvénients précités des capteurs matriciels ou non matriciels of- 1.5 frant une meilleure efficacité, une plus grande simplicité d'installation, une meilleure discrétion pour les applications de sûreté et enfin une meilleure robustesse, donc une fiabilité supérieure. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux des- sins qui représente un schéma synoptique illustrant la structure générale d'un dispositif selon l'invention. - La figure 1 présente une vue détaillée du dispositif permettant l'acquisition des données de pression présence des personnes dans une zone déterminée. - La figure 2 présente une vue agrandie résumée du dispositif permet-tant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée. - La figure 3 présente une vue agrandie en coupe du dispositif permettant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée. - La figure 4 présente une vue en coupe de l'assemblage de trois dispositifs permettant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de per-sonnes dans une zone déterminée. - La figure 5 représente la connexion des lignes et colonnes vers les zones de connexion du dispositif permettant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée. - La figure 6 représente un dispositif de connexion et son assemblage sur un dispositif permettant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée. - La figure 7 représente l'assemblage de six dispositifs permettant l'acquisition de la mesure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée et de leurs câbles de connexion situés à la périphérie des- dits dispositifs. - La figure 8 représente un exemple de découpe autobloquante des feuilles de protection des dits dispositifs permettant l'acquisition de la me-sure de la pression de pas de personnes dans une zone déterminée. La présente invention concerne un dispositif d'acquisition de la me- sure des pressions exercées sur le sol permettant de détecter la présence des personnes sur une large zone et présentant les caractéristiques suivantes: - Le dispositif d'acquisition de la mesure des pressions au sol (1) est constitué de lignes (2) et de colonnes (3) conductrices, présentant audessus et au-dessous de chacune de leurs extrémités des zones de contact (4) pouvant être aisément mises en contact avec un autre dispositif d'acquisition de la mesure des pressions au sol adjacent. - Les dimensions du dispositif d'acquisition de la mesure des pressions au sol sont maximales compte tenu des possibilités de production, mais peuvent varier sans que ce soit limitatif entre 50cm et 1 m pour chacune des dimensions. - Le dispositif (1) d'acquisition de la mesure des pressions au sol est constitué d'au moins deux feuilles de polymère plastique souples (5), comportant des pistes conductrices rectilignes imprimées à l'aide d'une couche d'encre conductrice et résistive (6), horizontales pour l'un et verticales pour l'autre, et séparées. Chaque feuille de polymère plastique imprimée est protégée par une couche isolante en polymère plastique (7) sur la face non imprimée d'encre conductrice et résistive. Les dispositifs sont en outre proté- gés des chocs et abrasions par une couche protectrice de caoutchouc renforcé (8) ou d'un autre matériau équivalent. - La largeur des pistes conductrices du dispositif est variable en fonction de la précision de mesure demandée et sera, dans une réalisation pré- férée de l'invention, de 2 centimètres. - L'écart entre chaque piste est variable en fonction de la précision de mesure demandée et sera, dans une réalisation préférée de l'invention, de 1 centimètre. D'autres géométries plus ou moins espacées pourront être fabriquées pour, par exemple, créer des zones spécifiques dans laquelle l'acquisition sera plus ou moins précise. D'autre part, dans une réalisation préférée de l'invention, les dispositifs peuvent être préfabriqués à partir de bandes imprimées qui sont juxtaposées et collées sur un film polymère plastique. Cette disposition permet de réaliser des dispositifs d'acquisition de grandes dimensions. En effet, s'il est compliqué d'imprimer des pistes sur de grandes feuilles dont les dimension sont supérieures à 1 mètre carré, il est simple d'imprimer des bandes en utilisant une technique d'impression en continu bien connue de l'état de l'art. Les extrémités de chaque ligne (2) dépassent de chaque côté des premières et dernières colonnes (3) d'une' longueur suffisante pour assurer une connectique fiable, cette longueur étant fixée, par exemple, à l cm dans une réalisation préférée de l'invention. Ces extrémités comporteront une zone rectangulaire (4), de dimensions de 2cm X l cm dans le mode de réalisation préféré de l'invention, dépourvu de film isolant afin de réaliser le col- lage. Cette zone rectangulaire sera toujours positionnée pour les lignes au-dessus du capteur sur le bord gauche, et en dessous sur le bord droit. La réalisation inverse est également possible, du moment que tous les dispositifs sont identiquement réalisés. Pour les colonnes (3), la zone rectangulaire (4) sera indifféremment positionnée au-dessus du capteur sur le bord haut, et en dessous sur le bord bas. Il apparaît donc extrêmement pertinent d'utiliser des dispositifs dont les lignes (2) et les colonnes (3) peuvent se connecter l'une à l'autre, bord à bord, par un moyen solide et de faible épaisseur, et de préférence par col- lage, ce qui évite l'utilisation de connecteurs. Cette architecture permet de ce fait d'une part de déporter les connecteurs en dehors de la zone de me-sure et ainsi du passage des personnes, et d'autre part de limiter au maxi-mum le nombre de connexions total du système installé. II est également très pertinent de prévoir sur les dispositifs des zones de connexion (10) qui ne seront utilisées que pour les dispositifs situés aux bords de la zone de mesure que ces dites zones de connexion (10) soient situées symétriquement aux quatre coins desdits dispositifs, sur leurs bords verticaux et horizontaux. Ainsi, aucune contrainte ne sera imposée au dé- coupage des dispositifs, et la mesure de la pression du poids des personnes dans des zones irrégulières sera grandement facilitée. Ces zones de connexion (10) comporteront toujours les contacts reliés aux lignes (2) et aux colonnes (3) dudit dispositif. De par ce mode de réalisation de l'invention, les dispositifs (1) pourront aisément se connecter deux à deux, en positionnant les zones rectangulaires (4) l'une sur l'autre, et en les maintenant à l'aide d'une colle conductrice souple (9). Cette connexion n'est pas limitée en terme de dimensions, et peut s'effectuer tant pour les lignes (2) que pour les colonnes (3). Ce mode d'assemblage permet d'obtenir un dispositif de très grande dimension, sans aucune connectique fragile ou dangereuse pour les dispositifs qui soit placée sous la zone de mesure, et dont le nombre de connexions est mini-mal. Chaque ligne (2) et chaque colonne (3) du dispositif sont reliées sur une zone particulière (10) dudit dispositif (1), située sur l'un des bords, et pouvant recevoir un connecteur électrique de raccordement. Comme décrit précédemment, afin de faciliter au maximum le placement des dispositifs et leur adaptation à des zones de mesures irrégulières, ces zones de connexion (10) seront répétées à chaque extrémité des quatre bords du dis-positif (1). Chaque dispositif (1) comportera donc huit zones possibles pour positionner un connecteur. Dans une configuration possible du dispositif, les zones de connexion (10) seront limitées à quatre, puisque l'on comprend aisément que les dispositifs sont réversibles. Dans une réalisation particulière du dispositif (1), chaque zone de connexion (10) mettra directement en contact les deux points extrêmes correspondant aux colonnes (3) avec les points extrêmes correspondants aux lignes (2). Cette disposition permettra à l'unité de traitement des infor-mations de détecter une coupure des câbles. En effet, de cette façon, -le courant envoyé sur chaque ligne (2) extrême (c'est à dire correspondant au fil situé au bord de la nappe de câbles) sera directement envoyé sur la colonne (3) extrême correspondante (c'est-à- dire correspondant au fil située sur le bord opposé de la nappe de câbles) . Ainsi, alors qu'une coupure de câble ne peut être différenciée d'une absence de pression sur le capteur (en l'absence de pression, aucun courant envoyé sur les lignes (2) n'est mesuré en retour sur les colonnes (3). Ce mode de réalisation permet de détecter automatiquement un tel incident, car le fonctionnement normal doit toujours correspondre à un courant mesuré sur ces colonnes spécifiques. Afin de relier chaque ligne (2) et chaque colonne (3), il est nécessaire d'utiliser des circuits imprimés souples multicouches. Une couche de chaque circuit sera réservée aux lignes (respectivement aux colonnes). Au minimum une autre couche sera réservée à la liaison de chacune des lignes et de chacune des colonnes vers les huit zones de connexion (10). Sur cette cou- che, le nombre de croisement des pistes (11) déterminera le nombre de ces autres couches. Dans un mode de réalisation préféré de ces dispositifs (1) de connexion, les ordres de connexion des pistes (11) seront inversés successivement, afin de minimiser le nombre de croisements de pistes et donc le 2.5 nombre de couches supplémentaires tel que montré en figure 5. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les dispositifs (1) ne comportent pas de zones de connexion (10), mais des câbles en nappe constituées de circuits imprimés souples et qui sont généralement appelés limandes (12), les dites limandes sont connectées aux bords horizontaux ou verticaux d'un dispositif (1), de la même manière qu'un dispositif (1) se connecte à un autre. Préférentiellement, les limandes seront de dimensions suffisantes pour interconnecter les dispositifs et par exemple de longueur 100 centimètres pour relier les dispositifs de longueur 100 cm X 50cm, la largeur étant déterminée par la dimension nécessaire aux pistes (11), et comportent sur leur bord le plus long les zones de contact (4) nécessaires au raccordement les lignes (2) ou les colonnes (3) d'un dispositif, et sur leur extrémité un connecteur multibroches (13). Les limandes (12) peuvent ainsi être découpées dans le sens de la longueur et à la dimension adéquate suivant la dimension de la zone mesurée. Les connecteurs (13) permettront de relier les capteurs à l'électronique d'acquisition par le biais de câbles en nappe (14). Ce mode de réalisation particulier permettra de simplifier au maximum l'architecture d'un ensemble de dispositifs (1), et donc d'en abais- ser les coûts de production. Le dispositif (1) étant par construction relativement fragile, il convient de le protéger tant au-dessus contre la chute d'objets contondants, qu'au-dessous des aspérités éventuelles d'un sol irrégulier. Cette protection sera par exemple garantie par des couches de caoutchouc renforcé (8) d'épaisseur adéquate ou par tout autre matériau présentant des caractéristiques convenables de souplesse et de résistance mécanique. Il est aisément compréhensible que les dispositifs sont fabriqués en usine et directement munis des deux couches de protection (8). Dans ce cas, les couches protectrices sont collées sur toute la surface des dispositifs, excepté sur des bandes horizontales et verticales de 2cm de large, sur les 4 bords desdits dispositifs, ce qui permet de connecter les zones de contact (4) des lignes (2) ou des colonnes (3) de chacun des dispositifs. Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, les feuilles protectrices de caoutchouc renforcé (8) sont découpées en créneaux trapézoïdaux symétriques ou tout autre montage autobloquant, afin que la jonction de ces couches de protection (8) entre deux dispositifs ne soit pas rectiligne. Ce mode de réalisation permet en cas de glissement progressif des dispositifs de ne pas générer d'espace creux rectiligne entre ceux-ci, cet espace pouvant se révéler défavorable aux mesures de pression. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure matricielle des pressions au sol caractérisé par le fait que lesdits dispositifs s'interconnectent deux à deux par assemblage simple de manière à déporter les connexions et câblages sur les bords des zones mesurées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de connexions de mesure est minimal et séulement proportionnel au nombre 10 total de lignes et de colonnes de la zone mesurée. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque capteur comporte huit ou quatre zones de connexion sur quatre ou deux de ses bords. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il permet de détecter une coupure des câbles de connexion. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que cette détection est permise par la mise en liaison directe sur le capteur des fils extérieurs de la nappe de câbles de connexion. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ordres de connexion des lignes et des colonnes mesurées sont inversées d'une zone de connexion à l'autre, afin de minimiser les croisements de pistes sur le capteur, et par là-même le nombre de couche dudit capteur. 7. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les connexions audit dispositif sont effectuées au moyen de câbles souples, comportant sur leur bord le plus long les zones de contact nécessaire au raccordement les lignes les colonnes d'un dispositif, et sur leur extrémité un connecteur multibroches. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il inclut des couches supérieures et inférieures de protection contre les chocs, réalisées en caoutchouc renforcé d'épaisseur adé- quate ou en tout matériau présentant des caractéristiques convenables de souplesse et de résistance mécanique. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les couches de matériau protecteur dudit dispositif sont découpées afin de former 10 un motif autobloquant. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif peut être découpé librement afin de s'adapter à des zones de forme quelconque. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif peut être fabriqués à partir de bandes imprimées en continu et collées sur une feuille de polymère plastique.