Brevet FR3008209A1 — publié le 20150109

Ce document décrit une innovation dans le domaine du comptage de personne et plus précisément l'analyse de la fréquentation et du comportement des clients dans un magasin, une zone commerciale ou tout autre type de lieu similairement fréquenté par des personnes à pied tels qu'un musée, une zone 5 d'attente, une zone de passage, une rue, etc.. Pour illustrer les innovations présentées, nous garderons l'exemple d'une zone commerciale tel qu'un magasin. De manière générale un magasin dispose de zones d'intérêt où l'on souhaite comptabiliser de façon précise les passages et/ou les temps de présence des clients (ou toute personne). Concernant un zone à but commercial, une 10 application reconnue est la mesure du taux de transformation du magasin ie le nombre de clients présents rapporté au nombre d'actes d'achat ; une autre application est la mesure du taux d'attractivité d'une zone particulière (stand intérieur, vitrine, etc) ie le nombre de clients qui sont restés en zone rapporté au nombre de clients présents dans le magasin. Concernant une zone commerciale 15 de plus grande taille tels que les allées d'un centre commercial, on souhaite mesurer le comportement des clients et notamment le temps total resté dans une allée matérialisée par une ou plusieurs zones d'accès (entrées et sorties). Concernant des zones autres que commerciales, les analyses typiquement effectuées sont des temps d'attente en zone de file d'attente dans un lieu public, 20 une zone touristique, un guichet, etc.. Dans l'ensemble de ces cas d'applications, le lieu à analyser est à équiper de dispositifs de comptage destinés à mesurer de façon automatique, fiable et reproductible les métriques précitées. Nous présentons en premier lieu une innovation dans l'analyse du taux de transformation et du taux d'attractivité, pour prendre en compte le comptage 25 différencié entre le personnel et les clients. De nombreux brevets, publications et réalisations décrivent des procédés pour le comptage de personnes tels que des barrières de passage par faisceau infra-rouge ou laser. On peut aussi nommer les dispositifs ayant la capacité de compter des passages et des temps de présence, tels que les caméras de comptage 30 par stéréovision, par image infra-rouge et les systèmes de comptage par mesure volumétrique par temps de vol. Dans l'ensemble de ces solutions, le comptage de personnes est indifférencié entre personnel du magasin et clients. Pour illustrer cette limitation des dispositifs actuels, on peut prendre l'exemple d'un magasin équipé en entrée d'un système de comptage, et sur un stand intérieur d'un système de comptage et de temps de présence. Lorsque le personnel du magasin passe le seuil de l'entrée, ou lorsqu'il accompagne un client dans la zone du stand, les dispositifs actuels vont compter indifféremment le personnel et le client. Cependant la donnée intéressante est de savoir dissocier le comptage personnel et le comptage client, et de la même manière le temps de présence du personnel et le temps de présence client. A titre d'illustration on peut citer les métriques suivantes que l'on souhaite mesurer : passages et temps de présence des clients uniquement, passages et temps de présence du personnel uniquement, proportion de client accompagné par un vendeur, etc.. Ces métriques ne sont pas disponibles dans les solutions actuellement connues car le comptage du personnel n'est pas spécifiquement mesuré. L'objet de la présente innovation est un dispositif de comptage destiné à compter de façon précise le personnel du magasin, et le temps de présence en certaines zones. Le dispositif proposé est constitué d'une CAMERA, d'un ILLUMINATEUR, d'un ensemble de REFLECTEURS à mettre sur les habits du personnel, et d'un PC de traitement. Ce dispositif est implanté préférentiellement au plafond au-dessus de chaque zone d'intérêt de sorte que le champ de vision de la CAMERA couvre intégralement une personne présente dans la zone d'intérêt et que le REFLECTEUR puisse être vu même partiellement ou intempestivement par la CAMERA. La CAMERA est un dispositif de prise d'image sensible dans la bande de fréquence infra-rouge typiquement la bande du proche infra-rouge. Le choix de cette bande de fréquence a l'intérêt d'être invisible par l'ceil humain tout en restant dans des solutions technologiques de cellule de prise d'image très classiques, bien maîtrisées et peu onéreuses. L'ILLUMINATEUR est un projecteur de flux de lumière dans la bande de fréquences infra-rouges de sensibilité de la CAMERA. Il est implanté préférentiellement proche de la CAMERA et garantit la même couverture de champs. Le REFLECTEUR peut être de plusieurs formes et façons. Une des solutions proposée est un textile réfléchissant dans la bande de fréquences infrarouges de sensibilité de la CAMERA, qui peut être de taille réduite (typiquement une épaulette). Ce textile présente une forme et des contours caractéristiques ; le 3 00 82 0 9 même contour et forme peuvent être adoptés pour l'ensemble des REFLECTEURS, ou de manière unique et différencié par REFLECTEURS pour savoir identifier chaque REFLECTEURS. Un exemple de réalisation est de représenter un logo de la marque du magasin, ou le nom de la marque du 5 magasin, dont les caractères sont en matière réfléchissante : dans ce cas, l'identification du personnel sera indifférenciée. Un autre exemple est de représenter un matricule unique ou un logo unique par personnel dont les caractères sont de matière réfléchissante : dans ce cas, l'identification du personnel sera unique. Une autre solution proposée est un produit type enduit 10 (peinture) sensible à l'infrarouge, mais transparent à la lumière visible. Cet enduit est déposé sur les vêtements du personnel au niveau de l'épaule. De même qu'avec la solution textile ci-dessus, le dépôt de l'enduit peut-être de formes et contours caractéristiques ; le même contour et forme peuvent être adoptés pour l'ensemble des REFLECTEURS, ou de manière unique et différencié par 15 REFLECTEURS pour savoir identifier chaque REFLECTEURS. La figure 1 illustre un dispositif avec réflecteurs. Les images acquises par la CAMERA sont transférées au PC pour analyse et identification automatique du REFLECTEUR. Le traitement est facilité par la forte signature lié au fort contraste d'image obtenu ainsi dans l'infra-rouge. La 20 CAMERA aura été préalablement configurée par un principe de zone définie dans le repère de l'image de la CAMERA, de sorte à pouvoir déterminer pour chaque REFLECTEUR s'il est dans la zone de comptage. L'algorithme de traitement réalise les étapes suivantes : il comptabilise le nombre de REFLECTEURS, leurs positions dans l'image ; il détermine pour chaque REFLECTEUR s'il est en zone 25 de comptage ou non ; il associe temporellement les détections de REFLECTEURS pour connaitre l'heure d'entrée en zone, et l'heure de sortie de zone, l'heure d'apparition et de disparition. En cas de disparation et réapparition intempestive, l'algorithme associe ces évènements au même REFLECTEUR. Lorsque le REFLECTEUR disparait définitivement (sortie du champ de la CAMERA ou au- 30 delà d'un temps paramétrable), le PC comptabilise alors un comptage et un temps de présence du personnel. L'objet de l'innovation ne se limite pas au procédé précédemment décrit ; des variantes sont également déclarées dans la présente. Ainsi un dispositif comportant une CAMERA (idem), un EMETTEUR implanté sur le personnel, et un PC de traitement. Ce dispositif reprend le principe général de détection présenté, l'ensemble REFLECTEUR et ILLUMINATEUR étant remplacé par un ensemble d'EMETTEUR. Cet EMETTEUR est un dispositif de taille réduite, qui projette une lumière dans la bande des fréquences infra-rouges de sensibilité de la CAMERA. La figure 2 illustre un dispositif avec émetteur à disposition caractéristique. La disposition des points de diffusion au nombre minimum de 3 (ie les LED) sur un même EMETTEUR permettent de décrire une figure typique et caractéristique qui sera ensuite identifiée dans l'image acquise par la CAMERA. Ainsi, on peut donner un exemple de réalisation avec un alignement de 3 points, la position relative du point du centre par rapport aux deux extrémités est caractéristique du REFLECTEUR. Pour illustration figure 2, le motif d'identification est composé de 4 points lumineux dont les dispositions réciproques sont caractéristiques. De même, la fréquence de pulsation de lumière, composé avec la fréquence d'acquisition de la CAMERA permettent de différencier chaque EMETTEUR, et permet de disposer d'une signature de détection discriminante dans le traitement de détection de l'image. La figure 3 en illustre le principe, avec un EMETTEUR à 3 points lumineux, le point central est utilisé pour coder l'identification des l'EMETEUR. Les temps de latence des points lumineux sont cadencé pour permettre une détection suffisante callée sur la pulsation d'acquisition de la CAMERA. La figure 3 illustre un dispositif avec émetteur à pulsation caractéristique. Nous présentons en deuxième lieu une innovation dans l'analyse du comportement des clients et notamment le temps de présence dans des zones de grandes taille tels des allées commerciales matérialisées par des zones d'accès éloignées. De nombreux brevets, publications et réalisations décrivent des procédés pour la mesure de temps de présence de personnes : on peut aussi nommer les dispositifs basés sur une couverture video d'une zone, que ce soit par un seul capteur, ou par agrégation de plusieurs capteurs pour étendre la zone de couverture. Le capteur peut être basé sur de la vidéo couleur ou monochrome en deux dimensions, ou sur de la stéréovision, que ce soient dans la bande de fréquence visible ou infra-rouge. Dans ce type de dispositif, les capteurs sont implantés de telle sorte que la zone d'intérêt ie la zone où l'on souhaite mesurer le temps de présence des personnes, soit dans la zone de visibilité du capteur, ou dans la réunion des champs de visibilité dans le cas de plusieurs capteurs, ces champs devant rester connexes. Un algorithme de « tracking video » effectue le traitement de la détection de la personne et son suivi dans l'image de chaque capteur ; un algorithme d'agrégation des capteurs permet de suivre la personne sur l'ensemble des champs de visibilité. Le traitement et la mesure du temps de présence dans la zone d'intérêt est ensuite basé sur des règles de décision pour déterminer le moment d'apparition dans la zone d'intérêt, et le moment de sortie de la zone d'intérêt. Dans l'ensemble de ces solutions, la zone d'intérêt est impérativement dans le champ de vision des capteurs, et les champs de vision des capteurs doivent impérativement être connexes, ie ne pas présenter de zones non couvertes. Ces impératifs, liés à l'algorithme de « tracking video » est une contrainte lorsque l'on souhaite couvrir une zone de taille importante, ou une zone qui présente des contraintes d'implantation importante (par exemple des zones peu accessibles pour y implanter des capteurs), ou des zones dont la géométrie peut évoluer dans le temps (par exemple une allée peut être reconfigurée selon des animations commerciales, et imposant la modification de la zone d'intérêt). Dans ces cas d'applications, ces solutions s'avèrent peu fiables et complexes à mettre en oeuvre. L'objet de la deuxième innovation est un dispositif constitué d'un ou plusieurs POINTS D'IDENTIFICATION de personnes implantés au niveau des zones d'accès de la zone d'intérêt, d'un PC de traitement et d'un ALGORITHME d'association entre des détections d'entrée et de sortie des personnes comptés et identifiés aux points d'accès, de sorte à mesurer l'écart temporel moyen entre entrées et sorties des personnes de la zone d'intérêt. Le POINT D'IDENTIFICATION est constitué d'un ensemble de capteurs destinés à détecter les personnes qui passent dans la zone de comptage, le sens de passage (ie entrée ou sortie de à associer à chaque personne détectée un ensemble de descripteurs. Un exemple de configuration de capteurs est donné ci-après, constitué d'un 3 00 8 2 0 9 6 capteur télémétrique et d'un capteur imageur couleur (camera). Ces capteurs sont implantés sur un point haut pour assurer une couverture suffisante selon la géométrie de la zone d'accès. Le capteur télémétrique donne une couverture par nappe télémétrique 2D dans une zone de couverture au niveau de la zone d'accès. 5 Cette mesure est issue de mesure optique par temps de vol par exemple de type Laser 2D. Dans le cas d'un capteur à nappe laser 2D fixe, le plan du capteur est orienté de sorte que l'intersection du plan capteur avec le sol donne une droite orthogonale au flux de personnes, et avec une normale non purement horizontale 10 de sorte à obtenir un angle entre la normale au plan et l'axe du flux de personnes typiquement compris entre 20 et 60 degrés en valeur absolue. L'algorithme de détection du capteur à nappe laser est basé sur une détection spatiale et temporelle des échos issus du passage d'une personne : l'ensemble des échos fournit une signature du passage d'une personne, de laquelle on peut identifier le 15 sens de passage, la taille de la personne, la largeur d'épaule, la présence d'objets avec la personne tels que sac, animal, poussette, chariot ; pour chacun de ces objets on identifie la taille, la largeur, la hauteur, le profil, la longueur de l'objet, la liste n'étant pas limitative. Le capteur imageur couleur (ie camera couleur) est positionné de sorte 20 que son champs de visibilité couvre la zone d'accès et couvre la zone de couverture du capteur à nappe laser. Un algorithme de calibration permet de fusionner les informations spatiales issues du capteur à nappe laser et les informations de l'imageur de sorte qu'une personne détectée par le capteur à nappe laser puisse être identifiée dans l'image couleur associée temporellement. 25 Un algorithme d'identification de l'image permet d'ajouter à la personne des descripteurs complémentaires tels que la couleur des cheveux (ou d'un chapeau, d'un foulard, etc), la couleur des habits, la couleur des objets associés à la personne (sac, animal, poussette, chariot, etc..). Pour chacun des descripteurs, l'algorithme donne également un critère de confiance sur la fiabilité du 30 descripteur : plus ce critère est élevé, plus le descripteur a une probabilité forte d'être bien mesuré et d'être fiable pour une association ultérieure. Ces informations sont enregistrées sous la forme d'identifications de passage de façon unique sous la forme : identifiant de passage, date, zone d'accès, sens de passage, descripteurs, critères de confiance. Tous les capteurs sont synchronisés sur la même base temporelle. La figure 4 illustre un dispositif avec point d'identification à couverture télémétrique 2D et couverture video couleur. Un algorithme d'association traite ensuite a posteriori, soit au moment d'une sortie de zone, ou sur base périodique, les identifications de passages : pour chaque identifiant de passage en sortie de zone, il cherche parmi les identifiants de passage d'entrées de zones le candidat qui est le plus proche au sens d'un écart entre descripteurs pondérés par les niveaux de confiance de chaque descripteurs. Le temps de présence est ensuite calculé comme la différence entre la date d'entrée et la date de sortie. Ce calcul étant réalisé pour toutes les identifications de passages, on dispose alors de l'ensemble des données nécessaires pour l'analyse des temps de passages des personnes dans la zone d'intérêt.15 REVENDICATIONS1) Système de comptage de personnes destiné à l'analyse de fréquentation et de comportement dans une zone d'intérêt, caractérisé en ce 5 qu'il comporte : - une caméra ; - un ensemble de réflecteurs ou d'émetteurs de lumière dans la bande de fréquences de sensibilité de la caméra, à implanter sur les habits des personnes ; - le cas échéant un illuminateur projetant de la lumière dans la bande de 10 fréquences de sensibilité de la caméra ; - un PC de traitement ; et - un algorithme de traitement d'images acquises par la caméra et transférées au PC de traitement pour une identification automatique des réflecteurs ou émetteurs, 15 les réflecteurs ou émetteurs permettant une identification unique respectivement selon le motif réfléchissant d'identification propre à chaque réflecteur, ou selon la disposition ou la pulsation d'émission des éléments lumineux d'identification propre à chaque émetteur. 2) Système selon la revendication 1 dans lequel les éléments 20 lumineux d'identification sont des leds. 3) Système selon la revendication 1 dans lequel l'illuminateur garantit la même couverture de champs que la caméra. 4) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la bande de fréquences de sensibilité de la caméra est la bande de 25 fréquences infra-rouge. 5) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel les réflecteurs ou émetteurs sont implantés au niveau de l'épaule. 6) Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel l'algorithme de traitement réalise les opérations suivantes : 30 - comptabiliser le nombre de réflecteurs ou émetteurs et leurs positions dans l'image ; - déterminer pour chaque réflecteur ou émetteur s'il est en zone de comptage ou non ;- associer temporellement les détections de réflecteurs ou émetteurs pour connaitre l'heure d'entrée en zone, et l'heure de sortie de zone, l'heure d'apparition et de disparition. 7) Système selon la revendication 6 dans lequel lorsqu'un réflecteur ou émetteur disparait définitivement, le PC comptabilise alors un comptage et un temps de présence du personnel.