Brevet FR3091401A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Procédé de détection pour la surveillance de personnes [0001] DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] L'invention concerne les procédés et systèmes de détection pour la surveillance à distance des personnes notamment les personnes âgées et. les personnes à risque pour détecter une situation anormale telle qu'une perte de station verticale consécutive à une chute, malaise, etc. [0003] L'invention permet avantageusement de transmettre une signalisation d'une telle situation anormale à un service distant de téléassistance pour personnes âgées. [0004] Les systèmes de détection de situations anormales tels que ceux destinés aux personnes âgées sont souvent constitués de dispositifs qui doivent être portés par la personne. De tels systèmes lorsqu'ils détectent une chute de la personne déclenche une mise en relation dc la personne avec un service à distance de téléassistance. [0005] Ceci n'est pas sans problème, dans la mesure où les personnes peuvent oublier de porter les systèmes de détection ou être dans l'incapacité de s'en servir, la détection des situations anormales étant alors compromises. En outre, la détection des chutes est souvent approximative en cc que des fausses chutes peuvent être détectées sollicitant le service dc téléassistance pour rien. Exposé de l'invention 100061 L'invention propose d'améliorer la détection des situations anormales d'une personne et notamment la détection de chute ou encore plus généralement des situations pour lesquelles la personne a besoin d'une assistance. 100071 A cet effet, l'invention propose selon un premier aspect, un procédé pour la détection d'une situation anormale d'une personne dans une pièce, telle qu'une perte de station verticale d'une personne au moyen de deux capteurs de mouvement d'une personne dans la pièce connectés à un terminal comprenant une unité de traitement, un capteur inférieur étant configuré pour détecter un mouvement dans une zone inférieure de détection dirigée vers le sol ; et un capteur supérieur configuré pour détecter, dans une zone supérieure de détection indépendante de la zone inférieure, au moins un mouvement d'une personne en station verticale 100081 le procédé étant mis en oeuvre dans l'unité de traitement et comprend les étapes suivantes 100091 réception d'informations issues des capteurs de mouvement ; 100101 détection, à partir des informations reçues, d'une situation anormale, d'une demande d'assistance ou d'une situation normale de la personne en fonction des mouvements 2 détectées dans l'une et/ou l'autre zone. [0011] L'invention selon le premier aspect est avantageusement complétée par les caracté- ristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : [0012] - au moins un mouvement est détecté dans la zone supérieure et au moins mouvement est détecté dans la zone inférieure, une situation normale étant détectée. [0013] - au moins un mouvement est détecté alternativement dans la zone supérieure seulement puis dans la zone inférieure, une situation normale étant détectée. [0014] - au moins un mouvement est détecté dans la zone supérieure seulement puis dans la zone inférieure seulement et aucun mouvement n'est détecté dans la zone supérieure pendant une durée T, une situation anormale étant détectée. [0015] - au moins un mouvement est détecté dans la zone inférieure seulement puis aucun mouvement n'est détecté dans la zone inférieure pendant une durée T, une situation anormale étant détectée. [0016] - un mouvement d'au moins une main de la personne est détecté dans la zone su- périeure ou la zone inférieure, une situation nécessitant une assistance étant détectée. [0017] - le procédé comprend après la détection d'une situation anormale une étape (E3) de génération d'une signalisation de la situation anormale, ladite signalisation étant transmise par le terminal à un serveur distant connecté de préférence à un service de téléassistance. [0018] L'invention propose selon un deuxième aspect, un système de détection d'une situation anormale d'une personne dans une pièce, telle qu'une perte de station verticale d'une personne, l'ensemble comprenant un capteur inférieur configuré pour détecter un mouvement dans une zone inférieure de détection dirigée vers le sol un capteur supérieur et un module de traitement des informations issues des capteurs, le module de traitement étant configuré pour générer une trame d'informations comprenant 32 bits et pour émettre un signal modulant ladite trame d'informations à destination d'une unité de traitement configurée pour recevoir ladite trame d'informations et mettre en oeuvre un procédé de détection selon le premier aspect de l'invention. [0019] L'invention selon le deuxième aspect est avantageusement complétée par les caracté- ristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : [0020] - les capteurs inférieur et supérieur de mouvement sont des capteurs infra-rouges et sont configurés pour mesurer une luminosité ambiante de la pièce et une température de la pièce, dans lequel la trame d'informations comprend 23 bits de données correspondant à un identifiant unique de l'ensemble formé par les capteurs inférieur et supérieur, 3 bits de données correspondant à une information sur le mouvement de la 3 personne dans la pièce, 1 bit correspondant à la luminosité ambiante de la pièce, 3 bits correspondant à la température ambiante de la pièce, 2 bits correspondants à un niveau de batterie alimentant les capteurs. [0021] - le module de traitement est configure pour émettre un signal radio et moduler les in- formations selon une modulation 00K, de préférence à une fréquence de 433,92 Mhz ou 868 Mhz. [0022] - le capteur inférieur et le capteur supérieur sont des capteurs de mouvement passif du type PM. [0023] L'invention propose selon un troisième aspect un ensemble de détection comprenant un système de détection selon le deuxième aspect de l'invention, un terminal connecté au système de détection, le terminal étant configure pour mettre en oeuvre un procédé le premier aspect de l'invention. [0024] Les avantages de l'invention sont multiples. [0025] L'invention permet de réduire les délais de détection de chutes ou de situations à risque lors de l'envoi dc signalisation telle qu'une alarme. [0026] L'invention permet de réduire des « faux positifs » par le filtrage des situations qui se sont normalisées d'elles-mêmes lorsque la personne a repris une activité. Ceci grâce à détection d'un mouvement dans la zone supérieure après une détection uniquement dans la zone inférieure. [0027] L'invention permet une grande précision des informations traitées : le même système de détection surveillant deux zones permet d'obtenir plus d'informations actimétriques et d'obtenir une meilleure prise de décision lors de la signalisation de la situation anormale. [0028] L'invention permet une plus grande précision des informations traitées qui sont com- muniquées aux aidants (soit des proches soit des opérateurs du service de téléassistance). En effet, des informations comme la luminosité et la température ambiante fournies par les capteurs, permettent d'évaluer la qualité de l'environnement de la personne. [0029] L'invention s'utilise avec des personnes vivant en couple : une signalisation immédiate de la situation anormale peut être effectuée au moyen d'une alarme sonore afin de prévenir une personne située dans le même logement que celui de la pièce où a été détectée la situation anormale. [0030] Le système de détection peut reconnaitre des signes de la main : : une personne dans le champ d'un capteur peut lui faire un signe de la main, comme lorsque l'on veut attirer l'attention d'une autre personne. Cette reconnaissance de signe transmise par le capteur peut faire l'objet d'un traitement visant par exemple à mettre en relation automatiquement la personne avec ses aidants proches ou un plateau d'assistance même si elle ne dispose pas de son bouton d'alarme. 100311 L'invention s'utilise avec des coûts d'exploitation optimisés : en effet le système de détection envoie à périodicité fixe des trames de supervision indiquant l'état de ses piles, ce qui permet d'anticiper les interruptions de fonctionnement dues aux piles faibles, et de gérer au mieux leur remplacement avant l'arrêt du système de détection. Une telle information est également envoyée lors du démarrage du système de détection ou de son arrêt en raison des piles faibles. Brève description des dessins [0032] D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la des- cription qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : [0033] [fig.1] [0034] [fig.2] [0035] - les figures 1 et 2 illustrent un exemple d'environnement dans lequel l'invention est implémentée ; [0036] [fig.3] [0037] - la figure 3 illustre schématiquement un procédé de détection d'une situation anormale conforme à l'invention ; [0038] [fig.4] [0039] - la figure 4 illustre un chronogramme d'un signal mis en oeuvre dans l'invention. [0040] Sur l'ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. Description des modes de réalisation 100411 La figure I illustre un ensemble de détection d'une situation anormale d'une personne dans une pièce. Une situation anormale est notamment une chute de la personne ou de manière plus générale une situation d'une personne qui nécessite une assistance. 100421 L'ensemble de détection est constitué d'un système de détection comprenant un capteur inférieur Cinf et un capteur supérieur Csup de mouvement connectés à un module de traitement 31 des informations de mouvement issues des capteurs Cinf, Csup. 100431 Les capteurs Cinf, Csup sont de préférence des capteurs de mouvement infra-rouge du type PIR (en anglais, « Passive InfraRed seasor »). 100441 Un capteur inférieur Cinf est configuré pour détecter un mouvement dans une zone inférieure Zinf de détection dirigée vers le sol Il ; et un capteur supérieur Csup est configuré pour détecter, dans une zone supérieure Zsup de détection indépendante de la zone inférieure Zinf un mouvement d'une personne en station verticale. 100451 En d'autres termes, la détection est ici basée sur le fait que la pièce 1 est surveillée en la séparant en deux zones distinctes (une par capteur). [0046] En particulier, chaque capteur Cinf, Csup a une visibilité sur ces deux zones distinctes : la zone inférieure Zinf pour surveiller les mouvements au sol 11, zone dans laquelle n'entrent pas les mouvements d'une personne se tenant debout, niais uniquement les mouvements effectués au sol ; la zone supérieure Zsup pour surveiller les mouvements d'une personne se tenant debout. [0047] La figure 2 illustre une personne en situation anormale après une chute, la personne est dans ce cas visible uniquement dans la zone inférieure Zinf. [0048] Les capteurs inférieur Cinf et supérieur Csup, c2 sont avantageusement disposés sur un mur 13 de la pièce. [0049] De préférence, les capteurs Cinf, Csup, c2 sont agencés dans un seul et même boiticr 32 avec la contrainte que ce boitier permet de définir les deux zones de surveillances décrites ci-dessus. [0050] L'intérêt de prévoir les capteurs dans un seul et même boitier 32 est qu'il peut être alimenté au moyen d'une unique pile et que cela facilite la connexion des capteurs au module de traitement 31 des informations issues de ces capteurs . [0051] Un terminal 10 tel qu'un terminal mobile sans fil est connecté au module de traitement 31 de l'ensemble de détection 3 et reçoit par radios des informations issues de ce module de traitement 31. Le terminal 10 mobile est par exemple une tablette comprenant un écran et une interface utilisateur ainsi que des moyens de génération de diffusion de signaux audios.... [0052] Le terminal comprend des interfaces permettant de recevoir les signaux du système de détection ainsi qu'une unité de traitement 11 permettant de traiter les informations reçues. En particulier, cette unité de traitement 11, par exemple, un processeur est configuré pour mettre en oeuvre un procédé pour la détection d'une situation anormale tel qu'il sera décrit ci-après. En outre, le terminal 10 est connecté à un serveur 30 par l'intermédiaire d'un réseau de communication 20 tel que le réseau Internet. Un tel serveur 30 permet d'accéder à un service de téléassistance permettant de mettre en relation la personne avec un opérateur ou le cas échéant de déclencher une procédure d'urgence pour venir en aide à la personne. La procédure d'urgence peut être l'envoi de secours pour venir en aide à la personne en situation anormale. [0053] La figure 3 illustre un procédé de détection d'une situation anormale d'une personne. [0054] Des informations issues des capteurs de mouvement sont reçues (étape El) par l'unité de traitement pour être traitées. [0055] Les informations reçues sont notamment des informations sur le mouvement de la personne dans le champ de détection des capteurs dans la zone inférieure Zinf et dans la zone supérieure Zsup. Dans le cas où les capteurs Cinf, Csup sont des détecteurs de 6 mouvement du type à infra-rouge, les capteurs détectent le mouvement de la personne par la mesure du rayonnement infrarouge (c'est-à-dire la chaleur) émis par la personne dans son champ de détection. Ainsi, un mouvement est détecté dans l'une ou l'autre zone lorsque le détecteur détecte un rayonnement infra-rouge dans la zone. La détection des mouvements par les capteurs ne sera pas plus décrite ici car bien connue de l'homme du métier mettant en oeuvre de tels capteurs. [0056] En fonction des informations issues des capteurs dans la zone inférieure Zinf et dans la zone supérieure Zsup, une situation anormale est détectée (étape E2). [0057] La détection est bien basée sur la corrélation des mouvements ou l'absence de mouvement dans les deux zones définies dans la pièce. [0058] Une situation anormale est détectée dans des cas bien précis pour éviter des dé- tections erronées. [0059] Ces cas sont les suivants. [Tableauxl] Type de si- tuations Zones Informations Cas 1 Circulation normale dans la pièce Zone supérieure Zsup et Zone Zinf Mouvements normaux Cas 2 Activité Zone supérieure Zsup puis zone inférieure Zinf puis zone supérieure Zsup Mouvements normaux temporaire au sol Cas 3 Chute Zone supérieure Zsup puis zone inférieure Zinf sans rétablissement en zone supérieure Zsup Signature de chute Cas 4 Personne au sol Zone inférieure Zinf sans rétablissement en zone su- périeure Zsup Signature de chute Cas 5 Personne faisant un signe de la main Mouvements aller-retour de la main en zone in- férieure Zinf ou en zone supérieure Zsup Demande d'assistance [0060] Comme on peut le constater, à part le cas 1, les informations dans les cas 2, cas 3 et cas 4 sont le résultat d'une succession de détections dans les différentes zones de la pièce. 7 [0061] Pour le cas 1, la personne circulant normalement en station debout dans la pièce, des mouvements sont détectés, simultanément en zone supérieure Zsup et en zone inférieure Zinf. [0062] Pour le cas 2 correspondant à une activité temporaire au sol, la personne s'abaissant et se relevant, passant donc d'une station debout à une station basse, des mouvements sont détectés en zone supérieure Zsup (débout) puis en zone inférieure Zinf (assis) puis à nouveau en zone supérieure Zsup (debout). [0063] Pour le cas 3, la personne a chuté, des mouvements en zone supérieure Zsup sont détectés (debout) puis des mouvements sont détectés en zone inférieure ZB seulement sans de nouveau de détections de mouvements en zone supérieure Zsup (la personne ne se relève pas). [0064] Pour le cas 4, la personne est au sol, des mouvements en zone inférieure (zone B) sont détectés sans de nouveau de détections de mouvements en zone supérieure Zsup (la personne ne se relève pas). [0065] Les différents cas 1, 2, 3 et 4 de détection indiqués ici permettent de détecter immé- diatement une situation anormale telle qu'une chute. En revanche, le cas 5 n'est pas une signature de chute mais une demande d'assistance. [0066] Lorsqu'une absence de mouvement en zone supérieure Zsup est détectée à l'issu des cas 3 et cas 4, une temporisation peut être déclenchée, l'information correspondante sera alors validée à l'issue de la temporisation.De manière avantageuse, la durée de la temporisation est déterminée par l'ensemble du système en fonction de la connaissance qu'il a acquise sur les habitudes de la personne afin de réagir le plus vite possible en éliminant au maximum les faux positifs. Selon les cas, la temporisation peut s'établir entre quelques secondes et quelques minutes, typiquement 15 secondes. [0067] Lorsqu'une situation anormale est détectée, une signalisation (étape E3) de la situation anormale est mise en oeuvre. De manière avantageuse, cette signalisation consiste à ce que le terminal 10 qui a détecté la situation anormale transmette cette signalisation à un serveur 30 permettant de mettre en relation le terminal 10 avec un service de téléassistance. La mise en relation peut être le déclenchement d'une conversation, le terminal 10 fonctionnant comme un interphone pour échanger avec la personne afin de déterminer la gravité de la situation anormale détectée et le cas échéant déclencher une intervention au domicile de la personne. [0068] De manière alternative ou complémentaire, la signalisation peut être la génération par le terminal 10 d'une alarme de préférence sonore. Cette alternative est particulièrement avantageuse si une autre personne est présente dans le logement contenant la pièce dans laquelle la situation anormale est détectée. Cette autre personne pouvant alors être prévenue. [0069] Le service de téléassistance peut aussi consister à mettre en relation la personne avec 8 ses aidants proches, le service de téléassistance pouvant être pararnétré en conséquence. [0070] Outre des informations relatives aux mouvements de la personne dans la pièce, l'ensemble de détection peut communiquer, de manière non limitative, au terminal d'autres informations : [0071] - la température de la pièce ; et/ou [0072] - la luminosité de la pièce ; et/ou [0073] - l'état de la batterie. [0074] Ces informations permettent de connaitre les conditions de détection du mouvement niais aussi l'état de l'ensemble de détection. [0075] La communication de l'état de l'ensemble de détection permet d'anticiper sa maintenance notamment s'agissant du niveau de la batterie. En effet, en fonction du niveau de la batterie, le changement de cette dernière pourra être initié. [0076] De manière avantageuse, le terminal 10 communique avec l'ensemble de détection 3 sur un canal radio. Un canal de communication d'un autre type peut aussi être utilisé : par exemple un canal infra-rouge ou électrique. En particulier, le module de traitement 31 de l'ensemble de détection permet d'émettre des bits de données qui correspondent aux informations issues des capteurs Cinf, Csup. [0077] L'émission est constituée par un demi-bit de start suivi de 32 bits de données. [0078] De manière avantageuse, l'émission peut être redondée afin d'assurer un décodage correct par le récepteur. Cette émission peut aussi être encadrée par la transmission d'autres signaux visant à synchroniser le récepteur. [0079] Au cours de la transmission, la durée de chaque état est un multiple d'un temps de base. La durée du temps de base est essentiellement déterminée par : [0080] - les capacités physiques de l'émetteur et du récepteur (ici terminal et ensemble de détection) notamment la vitesse de traitement des informations ; [0081] - un compromis entre la qualité du canal de communication et son occupation. [0082] Les informations mises en forme sont alors modulées selon une modulation 00K (en anglais, « On-Off Keying », modulation tout ou rien). Une telle modulation permet d'avoir des signaux qui sont simples à traiter, puisqu'ils prennent la forme de signaux carrés. La durée de chaque état de la modulation est de Tbase comprise entre 250 et 1000 ps, de préférence 500 1..t.s. Le signal 00K est de préférence modulé sur une fréquence autorisée pour ce type d'application, typiquement 433.92MHz ou 868Mhz [0083] Le module de traitement 31 est configuré pour générer une trame d'informations de 32 bits. Chaque trame d'informations est précédé d'un demi-bit de start de durée Tbase. En conséquence, la synchronisation entre le terminal et l'ensemble de détection est simplifiée puisqu'il n'y pas besoin de connaitre à l'avance Tbase, seule la connaissance de la durée Tbase du demi-bit de start acquise au début de la transmission 9 est nécessaire. [0084] Ainsi, l'information sur le canal de transmission ne peut prendre que deux états : [0085] - état bas : selon le canal de communication, par exemple tension=0 dans le cas d'un canal électrique, absence de porteuse sur le canal radio ou absence de porteuse infrarouge sur un canal infra-rouge ; [0086] - état haut : selon le canal de communication, par exemple tension présente sur la ligne électrique, ou présence d'une porteuse sur le canal radio, ou présence d'une porteuse sur un canal infra-rouge. [0087] En outre, les informations transmises sont codées de manière synchrone au moyen d'un codage de Manchester. [0088] Chaque bit d'information est alors transmis de la manière suivante : [0089] - bit = 1 : l'état courant du canal de transmission est inversé, conservé pendant l'hase puis inversé, et conservé pendant 2xTbase [0090] - bit = 0: l'état courant du canal de transmission est inversé, conservé pendant 2xTbase puis inversé et conservé pendante 2xTbase. [0091] Le bit de start est un état haut du canal de transmission pendant une durée Tbase à partir d'un état du canal positionné à l'état bas. [0092] Comme mentionné, les données utiles sont constituées de 32 bits d'informations DO à D31, le bit D31 (MSB) est transmis en premier, l'état du canal de transmission est positionné à 0 à la fin de la transmission. [0093] Les données utiles sont réparties comme suit : [0094] - bits D31 à D9 : 23 bits pour coder l'identifiant unique de l'ensemble de détection ; [0095] - bits D8 à D6 : 3 bits d'information [Tableaux2] Code Evènement 000 Trame de supervision 001 Détection de mouvement en zone Zsup 010 Détection de mouvement en zone Zinf 011 Détection de signature de chute 100 Arrêt de l'ensemble de détection (niveau de batterie faible) 101 Détection d'un signe de la main en zone Zsup 110 Détection d'un signe de la main en zone Zinf 111 Démarrage de l'ensemble de détection (mise sous tension). 100961 - bit D5 : 1 bit pour coder la luminosité ambiante 100971 1,11=0 : lumière [0098] 114=1 : obscurité [0099] - bits D4 à D2: 3 bits pour coder la température ambiante [Tableaux3] Code Température 000 Température inférieure à 3°C 001 Température comprise entre 3°C et 7°C 010 Température comprise entre 7°C et 11°C 011 Température comprise entre 11°C et 15°C 100 Température comprise entre 15°C et 19°C 101 Température comprise entre 19°C et 23°C 110 Température comprise entre 23°C et 27°C 111 Température supérieure à 27°C [0100] - bits Dl à DO: 2 bits pour coder le niveau de la batterie de l'ensemble de détection [Tableaux4] Code Tension 00 Batterie faible 01 Batterie usagée 10 Batterie normale 11 Batterie neuve [0101] On a illustré sur la figure 4, un exemple d'un chronogramme d'une trame de données de 32 bits précédé par un demi bit de start. Sur cette fleure, Tbase=500ps. 101021 Sur cette fleure les 32 bits d'une trame sont notés DO à 32 et suivent un demi-bit de start. 11