INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon divers modes de réalisation, l’invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'opération c) comprend c1) récupérer pour chaque image de surveillance les matrices de Gram produites par le réseau de neurones, et, c2) déterminer la valeur de surveillance en comparant les matrices de l'opération c1) aux matrices de référence en utilisant une mesure, et en comparant le résultat de cette mesure à un seuil de normalité, - l'opération c2) comprend, pour une image de surveillance donnée de l'opération c1), l'utilisation d'une mesure calculant la différence quadratique entre chaque matrice de Gram de l'image de surveillance donnée récupérée et la matrice de référence à laquelle elle correspond, et - le réseau de neurones convolutif est du type VGG-19, et dans lequel l'opération b) et c1) sélectionne les matrices de Gram en sortie de la première couche de convolution.
- la représente un schéma générique d'un dispositif selon l'invention, - la figue 2 représente un exemple de boucle de fonctionnement du dispositif de la , - la représente un exemple de mise en œuvre d'un réseau de neurones utilisé dans le dispositif de la , - la représente une mise en œuvre de l'invention sur une scène de site d'opération industrielle dans laquelle le transport de minerai sur un tapis est réalisée, - la représente une vue de côté de la en l'absence de minerai, et - la représente une mise en œuvre de l'invention sur une scène de site d'opération industrielle dans laquelle un système d’injection d’un réacteur chimique est surveillé.
La représente un schéma générique d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif 2 comprend une source d'acquisition d'images et/ou de vidéo 4 et un ordinateur 6 qui met en œuvre un réseau de neurones 8. La source d'acquisition d'images et/ou de vidéo 4 et l'ordinateur 6 sont logés dans un carter 10 qui est sensiblement étanche.
L'étanchéité du carter 10 permet d'utiliser le dispositif 2 sur un site d'opération industrielle sans s'inquiéter des effets de l'environnement sur son fonctionnement. Compte tenu de cette caractéristique, l'ordinateur 6 est à refroidissement passif. En effet, tout refroidissement actif impliquerait que le carter 10 ne pourrait plus être sensiblement étanche. Cela signifie aussi que l'ordinateur 6 aurait une durée de vie limitée, car il s'encrasserait rapidement. Cela a également des conséquences sur le réseau de neurones 8. En effet, les ordinateurs à refroidissement passif ont une faible puissance de calcul. Dans l'exemple décrit ici, l'ordinateur 6 est un modèle du type Raspberry Pi 4 (marque déposée). En variante, il peut être de tout type dès lors que son refroidissement est passif et permet de l'enfermer de manière sécurisée dans le carter 10. Dans l'exemple décrit, la source d'acquisition d'images et/ou de vidéo 4 comprend une source d'illumination afin d'améliorer la qualité des images et/ou vidéo prises. En variante, cette illumination pourrait être omise, avec un capteur de meilleure qualité. Dans les tests réalisés par la Demanderesse, une webcam du modèle StreamCam de la marque Logitech a été utilisée avec succès.
La mémoire de l'ordinateur 6 peut être tout type de stockage de données propre à recevoir des données numériques : disque dur, disque dur à mémoire flash, mémoire flash sous toute forme, mémoire vive, disque magnétique, stockage distribué localement ou dans le cloud, etc.
Dans l'exemple décrit ici, la mémoire reçoit toutes les données qui concernent le dispositif 2, c’est-à-dire les programmes et logiciels instanciant le réseau de neurones 8, les paramètres et hyperparamètres de ceux-ci, les poids des réseaux de neurones, les sorties et données intermédiaires des réseaux de neurones, les données reçues en entrée, les valeurs et matrices intermédiaires calculées par le réseau de neurones 8, les données stockées en mémoire tampon, ainsi que les données en sortie. Les données calculées par le dispositif peuvent être stockées sur tout type de mémoire similaire à la mémoire, ou sur celle-ci. Ces données peuvent être effacées après que le dispositif a effectué ses tâches ou conservées.
Le réseau de neurones 8 accède directement ou indirectement à la mémoire de l'ordinateur 6. Il peut être réalisé sous la forme d’un code informatique approprié exécuté sur un ou plusieurs processeurs. Par processeurs, il doit être compris tout processeur adapté aux calculs décrits plus bas. Un tel processeur peut être réalisé de toute manière connue, sous la forme d’un microprocesseur pour ordinateur personnel, portable, tablette ou smartphone, d’une puce dédiée de type FPGA ou SoC, d’une ressource de calcul sur une grille ou dans le cloud, d’une grappe de processeurs graphiques (GPUs), d’un microcontrôleur, ou de toute autre forme propre à fournir la puissance de calcul nécessaire à la réalisation décrite plus bas. Un ou plusieurs de ces éléments peuvent également être réalisés sous la forme de circuits électroniques spécialisés tel un ASIC. Une combinaison de processeur et de circuits électroniques peut également être envisagée. Des processeurs dédiés à l’apprentissage automatique pourront aussi être envisagés.
La Demanderesse a découvert une famille de réseaux de neurones qui se prête particulièrement bien à la surveillance d'opération industrielle. Pour cela, au lieu de chercher à détecter des exceptions, et donc à les définir, la Demanderesse a renversé le paradigme. En effet, ce qui caractérise une opération industrielle, c'est la répétition. Dit autrement, quelle que soit le type de surveillance que l'on cherche à réaliser, une opération industrielle va présenter une énorme quantité d'informations quasi identiques et répétitives qui constituent la normalité.
Aussi, au lieu de chercher une exception particulière, il est pertinent de chercher à définir la normalité, et de chercher à détecter tout ce qui n'est pas normal. Cela est d'autant plus adapté à la surveillance d'opérations industrielles que, dans celles-ci, tout ce qui n'est pas prévu, et donc anormal, induit rapidement des problèmes importants. Par conséquent, la Demanderesse a cherché à trouver des réseaux de neurones qui permettent de définir la normalité, et de les utiliser pour réaliser la surveillance d'opérations industrielles.
On a décrit précédemment un capteur 1 dans lequel, pour chaque pixel Pix du capteur 1, la fréquence F R du signal hétérodyne du pixel Pix est mesurée en comptant le nombre M de périodes Te du signal pendant une durée donnée, par exemple la durée T de modulation de la fréquence optique f du faisceau 102.
Dans un capteur 1 connu, l'excursion B de la modulation en fréquence et la durée T de cette modulation sont fixes et constantes. Ceci implique que, pour détecter une distance z d'un pixel Pix à un point associé de la scène qui soit comprise entre une valeur minimale zmin et une valeur maximale zmax, la fréquence F R doit pouvoir être mesurée sur toute l'étendue d'une plage ∆F R allant d'une fréquence de battement minimale F R min déterminée par la valeur zmin à une fréquence de battement maximale F R max déterminée par la valeur zmax. ∆F R est donc la bande passante du signal à mesurer. La bande passante ∆F R est égale à (2*(zmax-zmin)*B)/(c*T).
Lorsque la plage de distance à mesurer ou détecter augmente, la bande passante ∆F R augmente également. L'augmentation de ∆F R implique d'augmenter la bande passante du ou des circuits d'amplification du signal i PD en conséquence, ce qui augmente le bruit et la consommation de ce ou ces circuits. L'augmentation de la bande passante ∆F R implique en outre une augmentation du bruit photonique de la composante continue (DC de l'anglais "Direct Current") du signal i PD . L'augmentation de la composante continue du signal i PD résulte en une diminution du rapport signal sur bruit. En effet, le rapport entre la composante continue i PDDC du signal i PD et le signal utile i PDAC du signal i PD peut alors dépasser un facteur 20. Or, en négligeant le bruit photonique du signal utile i PDAC , le rapport signal sur bruit SNR est égal à : avec q la charge d'un électron.
Comme cela a déjà été indiqué précédemment, la méthode de détermination de la fréquence F R par comptage est sensible au rapport signal sur bruit, et une diminution de ce rapport peut conduire à des mauvais comptages en raison du bruit, donc à des valeurs erronées de M.
Afin de diminuer la bande passante ∆F R de sorte à augmenter le rapport signal sur bruit, tout en conservant la même dynamique ∆z = zmax – zmin de mesure de z, il est ici prévu, lors d'une phase de capture d'une scène, par exemple par le capteur 1, de diviser la durée T d'acquisition en N intervalles de temps T i consécutifs, avec i un indice entier allant de 1 à N et N un entier supérieur à 2. Chaque intervalle ou sous-phase de capture C i correspond à la fourniture d'un faisceau 102 ayant sa fréquence optique f modulée en continu et de manière linéaire sur une plage de fréquences de largeur B i pendant la durée T i de cette sous-phase. Dit autrement, les N sous-phases C i sont consécutives et, pendant chaque sous-phase C i , la source 100 est commandée de sorte que la fréquence optique f du faisceau 102 soit modulée de manière continue et linéaire avec une excursion en fréquence B i pendant la durée T i . En outre, il est prévu que chaque sous-phase C i corresponde à un rapport B i /T i ayant une valeur absolue différente de celle des rapports B i /T i des N-1 autres sous-phases C i .
De cette façon, on peut prévoir que chaque sous-phase C i corresponde à une bande passante ∆F R i réduite par rapport à la bande passante ∆F R et, en outre, que chaque sous-phase C i permette de détecter, ou mesurer, des distances z comprises dans une plage correspondante Dz i allant d'une valeur minimale zmin i à une valeur maximale zmax i . La bande passante ∆F R i de chacune des sous-phases C i s'étend d'une fréquence minimale F R inf i à une fréquence maximale F R sup i .
Par exemple, pour chaque sous-phase C i , F R sup i est égal à K i fois F R inf i . De préférence, K i a la même valeur pour toutes les sous-phases C i . Toutefois, dans d'autres exemples, les valeurs K i d'au moins deux sous-phases C i peuvent être différentes.
A titre d'exemple, la fréquence F R sup i a la même valeur pour toutes les sous-phases C i ou la fréquence F R inf i a la même valeur pour toute les sous-phases C i . De préférence, la fréquence F R sup i a la même valeur pour toutes les sous-phases C i et la fréquence F R inf i a la même valeur pour toute les sous-phases C i , ou, dit autrement, toutes sous-phases Ci ont la même bande passante bande passante ∆F R i , donc le même coefficient K i .
La plage Dz i de chaque sous-phase C i est différente de celles des autres sous-phases C i , de sorte que, en mettant bout à bout les N plages Dz i , le capteur 1 est en mesure de détecter les distances z comprises entre zmin et zmax. Selon un mode de réalisation, les rapports B i /T i sont déterminés de sorte que les plages Dz i puissent être mises bout à bout pour obtenir une dynamique en z allant de zmin à zmax. Dit autrement, les rapports B i /T i sont déterminés au moins en partie par la dynamique de mesure visée zmax-zmin.
Par exemple, selon un mode de réalisation où les sous-phases C i sont mises en œuvre par ordre d'indice i croissant, les rapports B i /T i sont déterminés de sorte que, pour i allant de 1 à N-1, la valeur zmin i+1 soit égale à la valeur zmax i . Dans une variante, les plages Dz i peuvent partiellement se recouvrir, et, dans ce cas, pour i allant de 1 à N-1, zmin i+1 est sensiblement égale mais non strictement supérieure à la valeur zmax i . Toutefois, le mode de réalisation où zmin i+1 est égale à zmax i présente l'avantage de ne pas détecter ou mesurer une même valeur de distance z dans deux sous-phases C i différentes.
Pour une sous-phase C i donnée et pour un pixel donné, on observe alors une fréquence de battement F R i comprise entre F R inf i et F R sup i si le point associé au pixel est à une distance z du pixel comprise entre zmin i et zmax i . En outre, la distance z peut alors être calculée à partir de la formule suivante : z = (c.T i .F R i )/(2.B i ), où F Ri est la fréquence de battement mesurée du signal hétérodyne du pixel et est égale à M/T i avec M le nombre compté de périodes du signal hétérodyne pendant la durée T i .
Dans le capteur 1, lorsqu'une phase de capture d'une scène comprend N sous-phases C i telles que décrites dans la présente demande, le capteur 1 est, selon un mode de réalisation, configuré pour que le faisceau 116 illumine simultanément tous les pixels Pix du capteur. Toutefois, dans des variantes de réalisation, lorsque le capteur 1 fonctionne en mode ligne par ligne, le capteur peut être configuré pour que le faisceau 116 n'éclaire que les pixels Pix de la ligne pour laquelle l'acquisition est en cours.
Un exemple d'une méthode de calcul des rapports B i /T i va maintenant être décrit.
Dans cet exemple, on considère que les durées T i sont toutes identiques et sont par exemple égales à T/N. Les excursions en fréquences B i sont donc différentes pour chaque sous-phases C i . La durée T correspond, par exemple, à la durée T de modulation continue du faisceau laser 102 sur une excursion en fréquence B qui serait nécessaire pour mesurer des distances z comprises entre zmin et zmax.
La représente les étapes d’une méthode d’imagerie selon un mode de réalisation de l’invention. Cette méthode correspond à la seconde phase de l’invention et exploite le contenu de la base de données construite lors de la première phase précédente.
La méthode d’imagerie a pour objectif d’imager une pièce ou une structure tridimensionnelle ou un cerveau après traversée d’un crâne humain au moyen d’un transducteur mono élément ou multi éléments.
Dans une première étape 501, on détermine une description de la ou des surface (s) de la pièce à imager à partir d’un échantillon de points appartenant à cette surface de la même manière qu’à l’étape 301 de la méthode décrite à la .
Ensuite, on exploite la base de données BD déterminée lors de la première phase pour réaliser l’imagerie de la pièce avec une complexité de calcul réduite.
Avantageusement, la pièce à imager présente une surface proche de celle utilisée pour construire la base de données BD mais cela n’est pas obligatoire.
A l’étape 502, on recherche, pour chaque point de la pièce à imager les éléments de la base de données BD les plus proches de la configuration recherchée. Autrement dit, on exprime les coordonnées du point d’intérêt dans le repère local lié au transducteur, puis on recherche dans la base BD, le point d’intérêt le plus proche. On recherche également, dans la base BD, le polynôme ou la combinaison polynômiale dont les coefficients sont les plus proches de ceux définissant la nouvelle surface tels qu’obtenus à l’étape 501.
A l’étape 503, on extrait de la base de données le ou les point(s) d’impact(s) qui ont été précalculés pour le point d’intérêt et la surface identifié à l’étape 502. On peut extraire également directement le temps de vol associé précalculé.
A partir du temps de vol obtenu, on réalise une étape d’imagerie 504 à l’aide d’une méthode connue par exemple du type focalisation en tous points FTP ou imagerie par onde plan (plane wave imaging PWI).
Dans une variante de réalisation, l’étape d’imagerie 504 est remplacée par une étape de calcul de loi de retards pour générer un faisceau focalisé en un point de la zone ou en un nombre de points limités.
Dans le cas d’une application de contrôle non destructif d’une pièce, la génération d’un faisceau focalisé en un point d’une zone permet d’éviter d’imager une zone entière d’une pièce lorsque des informations a priori sont disponibles sur l’emplacement du défaut.
Dans le cas d’une application de thérapie par ultrasons, la génération d’un faisceau focalisé permet par exemple de focaliser des ultrasons de haute intensité pour chauffer et détruire certains tissus en un point précis.
Dans tous les cas l’étape 504 consiste à calculer des lois de retards pour un ou plusieurs points d’une zone à partir des temps de vol calculés à l’étape 503.
Les étapes 502 et 503 peuvent être réalisées de différentes manières. Par exemple, une interpolation peut être utilisée pour calculer un point d’impact à partir de plusieurs points d’impacts stockés dans la base de données BD et correspondant à plusieurs fonctions décrivant plusieurs surfaces les plus proches de la surface de la nouvelle pièce à imager. La proximité entre deux surfaces peut être déterminée en comparant les coefficients des fonctions polynômiales au moyen d’un critère d’erreur, par exemple un critère d’erreur quadratique ou un critère d’erreur terme à terme.
Le point d’impact calculé par interpolation peut encore être affiné en recherchant le point appartenant réellement à la nouvelle surface telle que décrite à l’étape 501 et qui est le plus proche du point d’impact interpolé. Une fois le point d’impact calculé, on en déduit le temps de vol entre l’émetteur et le point d’intérêt par simple construction géométrique et à partir de la connaissance de la vitesse de propagation de l’onde dans les milieux traversés.
L’interpolation utilisée peut être une interpolation linéaire ou bilinéaire, cubique ou bicubique ou encore une interpolation multivariée de type RBF ou Krigeage tel que décrit dans les références [3], [4].
La description de la surface de la nouvelle pièce obtenue à l’étape 501 ainsi que les calculs de points d’impacts et de temps de vol obtenus à l’étape 503 peuvent être utilisés pour enrichir la base de données BD avec ces nouveaux éléments.
L’originalité de l’invention réside dans la réduction du coût de la chambre froide et en même temps de l’augmentation de sa durée de vie par l’élimination des batteries et l'intégration dans le circuit frigorifique de la chambre de la technologie de stockage à base d’évaporateur à plaques eutectiques à convections naturelles (7), (8) et (23). Il s’agit d’une solution fiable et moins couteuse et dont le coût de maintenance est quasi nul, car elle permet de stocker et de restituer l'énergie sous forme de chaleur lente. Il s’agit d’une invention qui pourra révolutionner les chaines de froids.
But de l’invention Offrir une solution économiquement moins couteuse et fiable à base des énergies renouvelables (solaire photovoltaïque) pour la préservation des aliments dans les sites isolés et même la réduction de la consommation d'énergie électrique dans les sites connectés au réseau.
Le coût de la chambre froide à base d’évaporateur à plaques eutectiques à convections naturelles (7), (8) et (23) intégrées dont la durée de vie et illimitée est nettement inférieur par rapport à celle utilisant des batteries solaires. Le coût des plaques eutectiques est égal à environ 10% du prix des batteries électrochimiques, dont la durée de vie moyenne est de quatre années seulement. Les plaques eutectiques à convections naturelles du système de froid se chargent complètement en 20 heures d’ensoleillement (env. 2 jours) lorsque la chambre est alimentée par énergie solaire seulement, de 5 à 6 heures lorsqu’elle est alimentée à partir du réseau .
Le coût total de l’invention dans son stade de prototype est environ 1.2Million DA avec un volume utile de 6m 3 pour la réfrigération (C2) et 3m 3 pour la congélation (C1), y compris un groupe électrogène de 5KVA, ce coût sera considérablement réduit dans le cas de production en série du produit .
L’absence des batteries solaires réduit considérablement le coût d'entretien de la chambre froide.
La technique utilisée grâce à l’algorithme de la commande de l'onduleur hybride (14) permet la variation progressive de vitesse du compresseur et du ventilateur de condensateur, ce qui démunie l'usure mécanique et la surchauffe de bobinage, ce qui va augmenter la durée de vie de groupe frigorifique (17), et l’élimination des pannes répétées habituelles dans les chambres froides classiques.
La technique développée dans l’invention, avec ses avantages peut être adaptée selon les besoins pour les chambres froides de grandes capacités.
L’algorithme développé de la commande de l'onduleur hybride(14) permet un fonctionnement adaptatif aux faibles taux d'ensoleillement. Après la première mise en marche de la chambre froide et la fixation de la température de référence désirée dans le compartiment (C1), la chambre fonctionne d’une manière autonome et automatique grâce à la commande autostar.
La chambre froide peut être conçue sous différents volumes pour faciliter le déplacement et le transport directement vers n’importe quel site isolé, tels que les bases de vie et chantier.
L 'innovation rentre dans un contexte d'éco-conception, par l'utilisation des énergies renouvelables . La non-utilisation des batteries chimiques classiques pour le stockage la rend très écologique et à bon impact sur l'environnement .
Enoncé des figures : Vue en perspective globale de la chambre froide
: Vue des trois faces de la chambre froide
: Vue éclatée de la chambre froide.
Présentation de la substance de l’invention La chambre froide à inertie thermique est une solution originale dédiée aux zones isolées, elle permet la production du froid par l’énergie solaire photovoltaïque (2) sans recourir à l’usage de batteries électrochimiques couteuses en termes de prix et coût de maintenance et dont la durée de vie est très limitée.
Les évaporateurs à plaques eutectiques à convections naturelles (7), (8) et (23) sont constitués d'un caisson en acier inoxydable alimentaire, plat, étanche, capsulé sur un serpentin dans lequel circule le fluide frigorigène (R404A). Le Caisson est rempli d’une eutectique (un mélange de deux ou plusieurs solutions dont les caractéristiques physico-chimiques sont très stables). Cette solution eutectique est non toxique ni nocive à l’environnement.
Le point de congélation de la solution eutectique est de -40°C, ce qui permet de stocker et de restituer de l'énergie selon les conditions de fonctionnement de la chambre froide, le jour pour le stockage, la nuit pour la restitution. Une source électrique auxiliaire, intervient automatiquement pour alimenter le groupe frigorifique (17), en cas d’insuffisance de l’énergie restituée par les plaques eutectiques (7), (8) et (23).
De préférence, la couche de métal peut s’étendre dans tout ou partie de la tranchée séparant les deux couches de l’au moins une paire de couches.
Selon l’invention, le terme « paire de couches » correspond à une paire de couches d’un thermocouple du microcapteur.
Selon l’invention, le principe de fonctionnement d’un capteur thermoélectrique peut être défini comme consistant à convertir, successivement, une puissance de rayonnement en puissance thermique puis la puissance thermique en gradient de température puis le gradient de température en signal électrique.
Selon l’invention, il peut être entendu par rayonnements thermiques de faible puissance, des rayonnements dont la puissance est comprise entre quelques dizaines de micro Watts et quelques dizaines de nano watts.
De préférence, les couches de l’empilement de couches formant le microcapteur sont empilées selon un axe s’étendant entre la face inférieure et la face supérieure du microcapteur.
Selon l’invention, il peut être entendu par face supérieure du microcapteur la face ou la surface du microcapteur comprenant, au moins en partie, la couche de métal. Selon l’invention, il peut être entendu par face inférieure du microcapteur la face du microcapteur qui est opposée à la face supérieure du microcapteur.
Il peut être entendu par face ou surface supérieure, en particulier d’une couche de l’empilement de couches, la surface ou la face orientée en direction de la face supérieure du microcapteur. Il peut être entendu par face ou surface inférieure, en particulier d’une couche de l’empilement de couches, la surface ou la face opposée à la face ou surface supérieure.
La face supérieure ou la face inférieure du microcapteur peut être orientée en direction du rayonnement thermique à mesurer.
De préférence, le matériau diélectrique présente une conductivité électrique inférieure à 1.10 -11 S.m -1 .
De préférence, le matériau diélectrique présente une conductivité thermique inférieure à 1 W.m - 1 .K -1 .
De préférence, le matériau diélectrique est une membrane en Polyimide.