Brevet FR3146229A1 — publié le 20240830

DISPOSITIF DE DETECTION DE DRONES SURVOLANT OU A L’APPROCHE DE SITES SENSIBLES L’invention concerne un dispositif de détection de drones comprenant : une antenne de captation d’un signal électromagnétique (1), un système (2) de recherche périodique de la présence d’un signal présentant une fréquence prédéterminée au sein du signal capturé, et d’isolation de ce signal, un module d’extraction (3) d’informations de synchronisation du signal isolé, une unité de contrôle (6) des informations de synchronisation extraites du signal isolé et d’identification du signal isolé comme un signal synchronisé stable lorsque les informations de synchronisation extraites présentent des caractéristiques prédéterminées, des moyens de communication (9, 11, 12) d’une information de détection d’un signal synchronisé stable lorsque l’unité de contrôle a identifié un signal synchronisé stable. (Figure 1) DISPOSITIF DE DETECTION DE DRONES SURVOLANT OU A L’APPROCHE DE SITES SENSIBLES L’invention concerne un dispositif de détection de drones survolant ou à l’approche de sites sensibles. Ces dernières années, les drones de petite taille sont devenus de plus en plus attractifs et accessibles en termes de prix d’achat, de maniabilité, de disponibilité à un large public non plus constitué uniquement de professionnels mais également d’amateurs. Bien que leur utilisation sur un territoire soit encadrée par la loi nationale correspondante relative à la conception et à l'utilisation des aéronefs civils circulant sans aucune personne à bord (voir par exemple pour le territoire français, l’arrêté du 11 avril 2012), ces drones sont parfois utilisés de manière illégales et à des fins malveillantes comme la violation de vie privée, l’espionnage industriel ou l’intrusion sur des sites sensibles. Par conséquent, la surveillance des sites sensibles tels que les espaces publics, des propriétés privées et des sites industriels notamment à risques tels que les centrales nucléaires, est devenue une préoccupation majeure pour les responsables en charge d’assurer la sécurité des personnes et des biens ou le respect de la vie privée. ETAT DE LA TECHNIQUE ET SES INCONVENIENTS Des solutions ont été mises en place pour détecter les drones ne respectant pas les consignes de survol ou d’approche de sites sensibles. Il est par exemple connu du brevet US 9 275 645 déposé au nom de DRONESHIELD, un système, un procédé et un appareil de détection de drone. Cette détection est basée sur la réception d'un signal acoustique par un microphone de l’appareil et l’enregistrement, par l'intermédiaire d'une carte son, d’un échantillon sonore numérique du signal détecté, l'échantillon sonore numérique ayant une durée prédéterminée. Le procédé comprend également le traitement, par l'intermédiaire d'un processeur, de l'échantillon sonore numérique en un spectre de fréquences caractéristiques. Le procédé comprend en outre la comparaison du spectre reconstitué à une signature spectrale préenregistrée stockée dans une base de données, et correspondant à une caractéristique de vol d'un modèle de drone. Le procédé comprend en outre, la transmission d’une alerte, par l'intermédiaire du processeur. Cependant, ces systèmes, procédé et appareil de détection ne donnent pas une entière satisfaction puisque basés sur la comparaison entre un spectre reconstitué à partir du signal sonore détecté, et des signatures spectrales préenregistrées alors que chaque drone émet un signal sonore qui lui est propre en fonction de ses éléments constitutifs, de sa structure et de son mode de survol. Ainsi, un drone nouvellement développé émettra un signal sonore qui pourra être inconnu de la base de données de signatures spectrales préenregistrées et ne sera pas détecté. Par ailleurs, un drone connu pourra voir certains de ses éléments constitutifs modifiés et émettre un signal sonore inédit comparé aux signatures préenregistrées. De plus, un drone connu, dont la signature spectrale sera bien contenue dans la base de données, pourra survoler ou s’approcher du site sensible sans émettre de son par exemple en planant, et ne sera pas détecté par ce système. L’invention vise à remédier à ces problèmes en proposant un dispositif, un procédé de détection de drones dit passif puisque n’émettant pas de signaux susceptibles de perturber les installations du site à protéger de toute intrusion, et ne provoquant pas la chute du drone, tout en présentant une fiabilité de détection supérieure à celle des dispositifs et procédés existants. OBJET DE L’INVENTION A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif de détection de drones comprenant : - une antenne de captation d’un signal électromagnétique - un système de recherche périodique de la présence d’un signal présentant une fréquence prédéterminée au sein du signal capturé, et d’isolation de ce signal - un module d’extraction d’informations de synchronisation du signal isolé - une unité de contrôle des informations de synchronisation extraites du signal isolé et d’identification du signal isolé comme un signal synchronisé stable lorsque les informations de synchronisation extraites présentent des caractéristiques prédéterminées - des moyens de communication d’une information de détection d’un signal synchronisé stable lorsque l’unité de contrôle a identifié un signal synchronisé stable L’invention peut en outre présenter d’autres aspects intéressants : De façon particulièrement avantageuse, le signal présentant une fréquence prédéterminée à rechercher et à isoler est de type vidéo et le système de recherche périodique de la présence d’un signal et d’isolation de ce signal est de type scanner vidéo. Selon une variante de réalisation, la fréquence prédéterminée est comprise entre 0,9 et 6 GHz. Idéalement, l’unité de contrôle comprend un module de comptage dans le temps de trames paires et impaires, une horloge interne, et un module de détection configuré pour, à l’intérieur d’une fenêtre temporelle donnée, prendre en compte le nombre de trame paires et le nombre de trames impaires comptés par le module de comptage, et si le nombre de trames paires et le nombre de trames impaires sont identiques, pour émettre l’information de détection d’un signal vidéo stable Selon un mode de réalisation intéressant, la fenêtre temporelle présente une durée fixe ou une durée variable fixée par le module de détection De préférence, le module de détection comprend des moyens d’émission d’une trame série lorsque l’information de détection d’un signal vidéo stable est émise, et le dispositif comprend une interface de communication avec un terminal à proximité, de type USB ou port série, reliée au module de détection. Le dispositif peut comprendre un terminal de proximité relié à l’interface de communication et pourvu de moyens d’un horodatage et/ou d’enregistrement dans un fichier de la trame série correspondant au signal vidéo stable détecté. Le dispositif peut comprendre un module GSM relié au module de détection et susceptible de communiquer un message d’alarme SMS à un terminal mobile distant lorsque l’information de détection d’un signal vidéo stable via un réseau de télécommunication est émise. Le dispositif peut comprendre une sortie logique commandant un relais du dispositif permettant de déclencher une alarme visuelle ou sonore du dispositif. Le dispositif peut comprendre entre le scanner vidéo et le module d’extraction, un premier amplificateur vidéo du signal vidéo isolé par le scanner. Le dispositif peut comprendre en aval du scanner, une sortie vidéo pour visualiser le signal vidéo isolé, par un moniteur externe. En outre, le dispositif peut comprendre entre le premier amplificateur vidéo et la sortie vidéo, un deuxième amplificateur vidéo du signal vidéo isolé et amplifié par le premier amplificateur. L’invention concerne également un procédé de détection de la présence d’un drone aux abords ou survolant un site sensible, mis en œuvre par au moins un dispositif ci-dessus. Ce procédé comprend principalement les étapes de : - captation par une antenne d’un signal électromagnétique - recherche périodique de la présence d’un signal présentant une fréquence prédéterminée au sein du signal capturé, et isolation de ce signal par un système dédié - extraction d’informations de synchronisation du signal isolé par un module dédié - contrôle des informations de synchronisation extraites du signal isolé et d’identification du signal isolé comme un signal synchronisé stable lorsque les informations de synchronisation extraites présentent des caractéristiques prédéterminées par une unité dédiée - communication d’une information de détection d’un signal synchronisé stable par l’unité de contrôle. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la description qui suit, faite en référence à : la qui représente une vue schématique fonctionnelle du dispositif selon l’invention la qui représente sous la forme d’un graphique en fonction du temps, le profil d’un signal ODD/EVEN issu de l’extracteur de synchronisation DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES En relation avec la , il est décrit un dispositif de détection de drones selon l’invention, à partir d’un flux de données synchronisées émis par le drone lorsqu’il s’approche du ou survole le site sensible à surveiller. Ce flux est de préférence un flux vidéo qui présente typiquement un profil synchronisé dont la séquence répétitive est reconnaissable et détectable par un système de type scanner vidéo. A cet effet, le dispositif selon l’invention se présente sous la forme d’un boîtier comprenant : une antenne omnidirectionnelle de captation de signaux électromagnétiques 1 un scanner vidéo 2 recherchant périodiquement, parmi les signaux électromagnétiques captés par l’antenne 1, la présence d’un signal vidéo présentant une fréquence prédéterminée, et apte à isoler et transmettre ce signal à : un module d’extraction (« extraction synchro » sur la ) permettant d’extraire des informations de synchronisation du signal vidéo isolé par le scanner et amplifié par un amplificateur de signal vidéo 4, et se présentant sous la forme d’un circuit intégré. Ce module d’extraction 3 peut exploiter plusieurs informations de synchronisation : Vsync (synchronisation verticale ou « top » trame), Hsync (synchronisation horizontale ou « top ligne »), Odd/Even (trame paire ou impaire) 5 représenté sur la une unité de contrôle 6 comprenant un module de comptage dans le temps de trames paires et impaires 7, une horloge interne (non représentée), et un module de détection 8 configuré pour, à l’intérieur d’une fenêtre temporelle donnée, prendre en compte le nombre de trame paires et le nombre de trames impaires comptés par le module de comptage 7, et si le nombre de trames paires et le nombre de trames impaires sont identiques, pour émettre l’information de détection d’un signal vidéo stable. La fenêtre temporelle durant laquelle les trames impaires et paires sont comptabilisées, peut être de durée fixe ou de durée variable fixée par le module de détection 8 Ainsi, l’unité de contrôle 6 permet de comptabiliser, à l’intérieur d’une fenêtre temporelle de durée fixe (par exemple quatre secondes), le nombre de trames (images) paires et impaires. Si le nombre d’images paires est identique au nombre d’images impaires (50 images par seconde), l’unité de contrôle 6 considère que l’image est stable et que le signal vidéo détecté correspond bien à un signal présentant un risque pour le site surveillé, et une alarme est produite. Le flux détecté est un flux vidéo émis par une caméra embarquée sur le drone à détecter lorsque celui-ci en est pourvu et que celle-ci est activée et en mode d’émission de flux vidéo. Il est généralement émis avec une fréquence comprise entre 0,9 et 6 GHz, de préférence 1,2 ou 2,4 ou 5,8 GHz et le scanner 2 utilisé au sein du dispositif selon l’invention sera calé pour la détection de flux vidéo dont la fréquence entre dans cette plage de valeur ou dont la fréquence est égale à ou autour de (entre 1 et 10% d’écart) l’une et l’autre des trois valeurs particulières précitées, ou seulement l’une d’elle. Il pourra être prévu de faire évoluer la fréquence du flux vidéo à détecter par le scanner vidéo. L’alarme permet avantageusement d’activer une sortie logique commandant un relais 9 (permettant de déclencher une alerte sonore ou lumineuse) et un transistor MOSFET de puissance isolé galvaniquement. Cette alarme provoque également l’émission d’un SMS à travers un modem GSM/GPRS 11. Une trame série est également émise vers un PC à travers des interfaces USB et RS232 12 auxquelles un ordinateur fixe ou mobile 13 pourra être raccordée. Ces trames peuvent donc facilement être horodatées et enregistrées dans un fichier pour constituer des preuves de l’approche ou de survol par le drone du site sensible. Après un délai de 10 secondes, le détecteur est réinitialisé 14 et la recherche périodique avec le scanner vidéo reprend. Un afficheur LCD 15, permet de visualiser dans quelle phase de fonctionnement l’appareil se situe (détection en cours, alarme déclenchée, réinitialisation, veille ou arrêt). Idéalement, en complément d’un scan vidéo périodique des signaux détectés par l’antenne, l’on pourra développer et exploiter une fonctionnalité supplémentaire du scanner qui garantira la qualité du signal vidéo composite sortant du scanner, avant de démarrer tout traitement d’extraction de synchronisation, comptage de trames, détection et émission d’une alarme. A cet effet, le scanner vidéo 2 a été modifié pour exploiter sa sortie audio (alarme) indiquant qu'une détection a été réalisée et qu'un signal vidéo de qualité satisfaisante (selon des critères d’amplitude et de stabilité prédéterminés) est disponible en sortie. Une interface électronique a été réalisée pour produire un signal logique à partir de cette alarme (sortie audio 21 du scanner 2). Cette sortie logique pourra être reliée via une connexion 22 à l’unité de contrôle 6 qui, lorsque cette sortie audio sera activée pour signifier la détection d’un signal vidéo composite ample et stable, commandera via une commutation analogique 23, la fermeture d’un interrupteur 24 interposé entre le scanner vidéo 2 et le premier amplificateur 4, afin d’autoriser la transmission d’un signal vidéo composite de qualité aux modules successifs de traitement de ce signal (amplification 4, extraction synchronisation 3, unité de contrôle 6. Par ailleurs, l’unité de contrôle et la carte qui la constitue pourront avantageusement comprendre de nombreuses possibilités (entrées analogiques, sorties pwm, bus I2C,…) pour le développement de fonctionnalités supplémentaires. En outre, l’alimentation en énergie du dispositif selon l’invention peut être effectuée sur secteur au sein d’un bâtiment fixe. Selon une réalisation avantageuse, le dispositif pourra au contraire être rendu mobile en étant alimenté par : une source d’énergie montée sur un élément ou véhicule mobile, tel qu’un allume cigare d’un véhicule automobile ou à partir de source d’énergie transportable solidaire au boîtier ou intégrée à celui ci telle qu’une batterie ou des panneaux photovoltaïques Idéalement, le signal vidéo isolé par le scanner 2 et amplifié par le premier amplificateur vidéo 4, peut être transmis à une sortie vidéo 16 éventuellement via un deuxième amplificateur 17, pour visualiser le signal vidéo isolé, par un moniteur externe 18. Dispositif de détection de drones caractérisé en ce qu’il comprend : une antenne de captation d’un signal électromagnétique (1) un système (2) de recherche périodique de la présence d’un flux vidéo émis par le drone lorsqu’il s’approche du ou survole le site sensible à surveiller. Dispositif de détection de drones selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit flux est un flux vidéo qui présente typiquement un profil synchronisé dont la séquence répétitive est reconnaissable et détectable par un système de type scanner vidéo. Dispositif de détection de drones selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend : un module d’extraction (3) d’informations de synchronisation du signal isolé une unité de contrôle (6) des informations de synchronisation extraites du signal isolé et d’identification du signal isolé comme un signal synchronisé stable lorsque les informations de synchronisation extraites présentent des caractéristiques prédéterminées des moyens de communication (9, 11, 12) d’une information de détection d’un signal synchronisé stable lorsque l’unité de contrôle a identifié un signal synchronisé stable. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel ledit système de recherche périodique de la présence d’un signal et d’isolation de ce signal est de type scanner vidéo (2). Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l’unité de contrôle (6) comprend un module de comptage dans le temps de trames paires et impaires (7) , une horloge interne, et un module de détection (8) configuré pour, à l’intérieur d’une fenêtre temporelle donnée, prendre en compte le nombre de trame paires et le nombre de trames impaires comptés par le module de comptage, et si le nombre de trames paires et le nombre de trames impaires sont identiques, pour émettre l’information de détection d’un signal vidéo stable. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le module de détection (8) comprend des moyens d’émission d’une trame série lorsque l’information de détection d’un signal vidéo stable est émise, et le dispositif comprend une interface de communication avec un terminal à proximité (13), de type USB ou port série, reliée au module de détection (8). Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comprend un terminal de proximité (13) relié à l’interface de communication (12) et pourvu de moyens d’un horodatage et/ou d’enregistrement dans un fichier de la trame série correspondant au signal vidéo stable détecté. Dispositif l’une des revendications 1, caractérisé en ce qu’il comprend un module GSM (11) relié à un module de détection (8) et susceptible de communiquer un message d’alarme SMS à un terminal mobile distant via un réseau de télécommunication lorsque l’information de détection d’un signal vidéo stable est émise. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend une sortie logique commandant un relais (9) du dispositif permettant de déclencher une alarme, visuelle ou sonore du dispositif. Dispositif selon l’une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend entre ledit scanner vidéo (2) et le module d’extraction (3), un premier amplificateur vidéo (4) du signal vidéo isolé par le scanner (2). Dispositif selon l’une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend en aval dudit scanner vidéo (2), une sortie vidéo (16) pour visualiser le signal vidéo isolé, par un moniteur externe (18). Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend entre le premier amplificateur vidéo (4) et la sortie vidéo (16), un deuxième amplificateur vidéo du signal vidéo (17) isolé et amplifié par le premier amplificateur (4). Procédé de détection de la présence d’un drone aux abords ou survolant un site sensible, mis en œuvre par au moins un dispositif selon l’une des revendications précédentes.