Titre : Dispositif de détermination adaptative d’actions sur un objet par analyse proqressive des contraintes qu’elles qénèrent

Domaine technique

La présente invention concerne les dispositifs de détermination des actions exercées sur un ou plusieurs objets.

Arrière-plan technologique

Les infrastructures que l’homme a installées dans son environnement sont soumises à différentes familles de contraintes : celles liées à leur fonctionnement, et celles liées à leur contexte. Chacune de ces contraintes, exprimée sous la forme de forces, est susceptible d’engendrer une déformation, voire un déplacement de tout ou partie de l’infrastructure. L’analyse de ces contraintes est donc potentiellement une formidable source d’information sur l’usage et l’usure des infrastructures.

Jusqu’à récemment, les capteurs susceptibles d’analyser ces contraintes étaient encombrants et nécessitaient d’une part une source d’énergie, d’autre part un système de transmission des informations spécifique, rendant l’instrumentation générale des infrastructures délicates.

Depuis le début des années 2000, les protocoles d’internet des objets se sont développés, permettant une transmission plus facile des informations issues des capteurs avec une consommation électrique réduite, permettant d’envisager des objets de petite taille embarquant à la fois un ou plusieurs capteurs, un système de transmission souvent appelé Modem, et des piles ou batteries leur assurant une autonomie qui peut se chiffrer en années de fonctionnement.

Depuis 2016, le 3GPP, groupement mondial des opérateurs Telecom, a standardisé un protocole de transmission des signaux qui utilise les mêmes principes que ceux disponibles depuis une quinzaine d’année, en permettant de surcroît leur usage au sein des bandes de fréquences licenciées par les opérateurs Telecom. Cette avancée permet d’envisager un déploiement rapide de ces systèmes, grâce à leur empreinte désormais mondiale, à la réduction des coûts dû aux effets d’échelle et à l’utilisation « marginale » des réseaux de télécommunication déjà déployés pour la transmission de voix et de données vers les téléphones mobiles, et enfin grâce à la qualité de service rendue possible car les signaux voyagent sur des bandes de fréquence licenciées, c’est-à-dire allouées à un seul opérateur de télécommunication qui peut donc en gérer le trafic.

Dans le même temps, les progrès de la miniaturisation électronique ont permis l’avènement de microprocesseurs puissants à très faible consommation. Ces processeurs permettent de concevoir des systèmes où le signal est directement traité au niveau de l’objet. En conséquence, l’objet transmet beaucoup moins d’informations, ce qui lui permet d’augmenter sa durée de vie de fonctionnement, car le coût énergétique du traitement local de la donnée est devenu inférieur au coût énergétique de la transmission de cette même donnée.

Ces avancées récentes permettent de concevoir de nouveaux systèmes de surveillance des infrastructures.

Parmi les infrastructures, les ouvrants occupent une place majeure : portes, fenêtres, trappes, vasistas, etc... ils reçoivent des actions extérieures générant des contraintes, lesquelles engendrent des déplacements ou des vibrations. Ces actions extérieures peuvent être de trois types : celles procédant de l’usage normal de l’ouvrant, celles induites par les conditions extérieures comme par exemple les conditions météorologiques, et enfin celles provenant d’un usage anormal de l’ouvrant, typiquement une tentative d’ouverture non conforme, que l’on peut assimiler à une tentative d’intrusion.

La problématique de faire correspondre les déplacements ou vibrations détectées à l’un des trois types d’actions possibles est abondamment traitée dans la littérature, le plus souvent de façon partielle. Par ailleurs, les systèmes décrits sont le plus souvent composés de plusieurs éléments distincts, ils font souvent appel à des techniques d’analyse du signal prédéfinies et assez peu aux techniques issues de l’intelligence artificielle, et n’embarquent pas toujours plusieurs types de capteurs.

Ainsi le brevet (retiré) EP 3582196A1 de Verisure “Shock sensor in an alarm system” décrit un système où le capteur est un unique accéléromètre trois axes, qui doit être intégré à un ensemble d’autres éléments pour fonctionner, et qui prévoit de reconnaître une série de vibrations prédéfinies en laboratoire.

Le brevet US 8779921 B1 de Solio Security “Adaptative security network, sensor, node, and method for detecting anomalous events in a security network” décrit un dispositif destiné à détecter les intrusions, qui ne fonctionne qu’associé à d’autres éléments, et qui utilise des techniques de traitement du signal ou d’intelligence artificielle pour reconnaître des signaux pré enregistrés en laboratoire.

Le brevet 2014/0265359A1 de August Home « Intelligent door lock system » se présente comme une serrure à part entière, qui vient remplacer celle présente sur l’ouvrant, et reconnaître une série de vibrations prédéfinies en laboratoire, pouvant également concerner la position de la poignée par exemple.

Le brevet US 2008/0165001 A1 de Nath&ass, “Method and apparatuses for false alarm elimination”, décrit un dispositif destiné à éliminer les fausses alarmes d’intrusion en comparant les données fournies par deux capteurs indépendants.

Le brevet US 2008/0100706A1 Intelligent technologies international ’’Asset monotoring system using multiple imagers”, décrit un dispositif qui ne détecte que les intrusions, qui est composé d’au moins deux imageurs et dont l’analyse peut faire appel aux techniques de reconnaissance de forme.

Le brevet US 2016/0117918A1 de BOSCH “Intrusion sensor for monitoring an entrance to a building to be monitored, and method” décrit un dispositif destiné à détecter les intrusions, en comparant deux signaux indépendants, dont l’un est lié au contexte et l’autre au mouvement, et qui détermine une probabilité en fonction de la moyenne de ce qui a été constaté dans le passé.

Le brevet US 2016/0189531 A1 de GOOGLE, “System & methods of adaptively adjusting a sensor of a security system”, est destiné à éliminer les signaux de vibration provenant par exemple de la météorologie en se fondant sur leur périodicité constatée au cours d’une première période.

Le brevet US 2016/0148500A1 de Tyco Fire&Security, “Automatic intrusion detector threshold controlling systems and methods” décrit un détecteur de choc dont le signal est comparé à au moins trois seuils pour déterminer s’il s’agit d’une intrusion.

Le brevet FR 1455704 MYFOX de SOMFY, “Dispositif domitique de détection du déplacement d’un objet à initialisation autonome", décrit un dispositif de détection d’ouverture par comparaison avec une première manipulation de calibration.

Résumé de la présente invention

Un objet de la présente invention est de résoudre au moins l’un des problèmes de l’arrière-plan technologique décrit précédemment.

Un objet de la présente invention est par exemple d’améliorer la fiabilité de la détermination du type d’action détectée sur l’objet.

Selon un premier aspect, la présente invention concerne un dispositif de détermination adaptative d’au moins une action détectée sur un objet, le dispositif comprenant une unité de traitement distante connectée à un unique boîtier, le boîtier comprenant au moins un capteur configuré pour mesurer au moins une grandeur physique représentative de la au moins une action exercée sur l’objet, une unité de traitement locale de signaux émis par le au moins une capteur, une unité d’enregistrement, un module de communication configuré pour échanger des données entre l’unité de traitement locale et l’unité de traitement distante et un élément de stockage d’énergie électrique. Selon ce premier aspect de l’invention :

- l’unité de traitement locale est configurée pour calculer, pendant une période temporelle déterminée, un ensemble de signatures, dites signatures brutes, chaque signature brute étant calculée à partir d’un ensemble de données mesurées par le au moins un capteur selon un modèle prédéfini, chaque signature brute correspondant à un indicateur permettant de déterminer une action détectée sur l’objet parmi un ensemble d’actions, chaque signature brute comprenant en outre une probabilité associée à la détermination de l’action ;

- l’unité de traitement locale est configurée pour transmettre, à destination de l’unité de traitement distante pendant la période temporelle déterminée, chaque ensemble de données mesurées et chaque signature brute ;

- l’unité de traitement distante est configurée pour déterminer un ensemble de nouveaux paramètres du modèle prédéfini à partir de l’ensemble de signatures brutes et des ensembles de données utilisés pour calculer l’ensemble de signatures brutes, et pour transmettre l’ensemble de nouveaux paramètres à l’unité de traitement locale ;

- l’unité de traitement locale est configurée pour calculer, postérieurement à la période temporelle déterminée, au moins une signature, dite signature affinée, à partir d’au moins un ensemble de données mesurées par le au moins un capteur, selon le modèle prédéfini mis à jour avec l’ensemble de nouveaux paramètres, la au moins une signature affinée correspondant à un indicateur permettant de déterminer une action détectée sur l’objet parmi l’ensemble d’actions, la au moins une signature affinée comprenant en outre une probabilité associée à la détermination de l’action, l’unité de traitement locale étant en outre configurée pour transmettre, à destination de l’unité de traitement distante, postérieurement à la période temporelle déterminée, la au moins une signature affinée et le au moins ensemble de données utilisé pour calculer la au moins une signature affinée lorsque la probabilité est inférieure à un seuil prédéfini.

Selon une variante, l’unité de traitement locale est en outre configurée pour transmettre, à destination de l’unité de traitement distante postérieurement à la période temporelle déterminée, un ensemble de données sélectionné de manière aléatoire parmi une succession d’ensembles de données obtenus du au moins un capteur.

Selon une autre variante :

- l’unité de traitement locale est configurée pour transmettre, à l’unité de traitement distante et selon l’action déterminée, un résultat de la détermination de l’action ;

- l’unité de traitement distante est configurée pour lancer des processus spécifiques à l’action déterminée.

Selon encore une variante : - le au moins un capteur est placé dans un état actif à basse consommation d’énergie lorsqu’un circuit comprenant l’élément de stockage d’énergie électrique est fermé ;

- le au moins un capteur passe, lorsque la au moins une grandeur physique mesurée dépasse un seuil prédéfini, dans un état actif de sensibilité supérieure ;

- le au moins un capteur génère, lorsqu’un ensemble de grandeurs physiques mesurées dépassent chacune une série de seuils prédéfinis, un signal configuré pour sortir de veille l’unité de traitement locale.

L’invention s’étend également à un programme informatique comprenant des instructions pour l’exécution d’un procédé conforme à l’invention lorsque le programme est exécuté par un dispositif comprenant au moins une unité de traitement, par exemple un microcontrôleur.

L’invention s’étend à un support d’enregistrement sur lequel est enregistré un programme selon l’invention ainsi qu’à un dispositif dans lequel un tel programme est enregistré.

L’invention concerne également un dispositif, un procédé et un programme informatiques caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

Brève description des figures

D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 est une représentation schématique d’un dispositif selon un mode de réalisation conforme à l’invention pour déterminer de façon adaptative les actions exercées sur un objet par analyse des signaux détectés lors de cette action par au moins un capteur fixé à l’objet, pour informer l’utilisateur, pour entamer un dialogue avec la personne initiatrice de l’action, pour émettre une alarme et pour avertir un service de télésurveillance distant, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention. La figure 2 est une représentation schématique en coupe d’un dispositif selon un mode de réalisation conforme à l’invention où l’objet est un ouvrant en position de repos, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 3 est une représentation schématique en coupe d’un dispositif selon un mode de réalisation conforme à l’invention où l’objet est un ouvrant en position ouverte, lorsque le mouvement d’ouverture est une translation selon l’axe 20, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 4 est une représentation schématique en coupe d’un dispositif selon un mode de réalisation conforme à l’invention où l’objet est un ouvrant en position ouverte, lorsque le mouvement d’ouverture est une rotation selon l’axe 21 , selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention.

La figure 5 est un schéma synoptique fonctionnel selon lequel le dispositif d’alimentation en énergie 1 alimente en permanence le capteur 2, et de façon conditionnelle l’unité de traitement interne 3, les capteurs 4, 5 et le module de communication 7, selon un exemple de réalisation particulier de la présente invention.

Description des exemples de réalisation

Un dispositif de détermination adaptative d’au moins une action détectée sur un objet va maintenant être décrit dans ce qui va suivre en référence conjointement aux figures 1 à 5. Des mêmes éléments sont identifiés avec des mêmes signes de référence tout au long de la description qui va suivre.

Selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention décrit en référence à la figure 1 , le dispositif ou système de détermination adaptative d’une ou plusieurs actions détectées sur un objet 10 (tel qu’un ouvrant d’une maison ou d’un appartement) comprend une unité de traitement distante 8 connectée à un unique boîtier 9, le boîtier 9 comprenant au moins un capteur 2 configuré pour mesurer au moins une grandeur physique représentative de la ou les actions exercées sur l’objet 10, une unité de traitement locale 3 de signaux émis par le au moins une capteur, une unité d’enregistrement 6, un module de communication 7 configuré pour échanger des données entre l’unité de traitement locale 3 et l’unité de traitement distante 8 et un élément de stockage d’énergie électrique 1 .

Le ou les capteurs 2 sont par exemple configurés pour la mesure d’une ou plusieurs grandeurs physiques telles que par exemple, l’accélération, la vitesse ou la position.

Un tel dispositif se présente ainsi par exemple sous la forme d’un boîtier connecté à un serveur distant.

Un tel dispositif permet notamment de palier les limites des dispositifs décrits dans la littérature en faisant correspondre les signaux détectés par au moins un capteur placé sur une infrastructure de type ouvrant à un ensemble d’actions possibles, ces actions étant regroupées en au moins trois types : les actions normales, les actions anormales et les actions non liées à l’usage de l’infrastructure. Le dispositif selon l’invention est composé d’un unique objet qui vient se fixer sur l’infrastructure visée, sans en remplacer une partie comme la serrure. Cet objet contient l’ensemble des fonctions de détection, d’analyse, de stockage, de transmission des signaux, ainsi que celles liées aux éventuelles interactions avec les humains présents lors de la détection du signal. Il est enfin couplé via son système de transmission intégré à des capacités de calcul déportées dans le nuage, ainsi que, dans une variante de l’invention, à une centrale de télésurveillance.

Le dispositif selon l’invention dispose d’un niveau de fiabilité bien supérieur à ce qui existe dans la littérature de par sa capacité à répertorier l’ensemble des signaux possibles, plutôt que seulement les signaux d’intrusion ou liés au contexte, de par sa prise en compte de l’intégralité des données des séries temporelles issues des capteurs plutôt que de procéder seulement par détection de seuil ou autres fonctions statistiques élémentaires, de par sa prise en compte des données historiques même récentes.

Le dispositif selon l’invention offre une simplicité d’usage inégalée en supprimant le besoin d’être mis en route par l’utilisateur : il fonctionne en permanence, détectant aussi bien les actions normales que les actions anormales ou celles liées au contexte (non liées à l’usage de l’infrastructure). Cette caractéristique permet aussi de limiter le nombre de fausses alarmes, un problème récurrent dans le domaine de la télésurveillance. Le dispositif selon l’invention offre également une très grande simplicité d’installation du fait qu’il est composé d’un unique objet qui n’a pas besoin d’être appairé à une centrale ou à tout autre dispositif complémentaire.

Le dispositif et les éléments qui le composent sont ainsi configurés pour la mise en œuvre des opérations (ou étapes) d’un processus (ou procédé) de détermination adaptative d’une ou plusieurs actions détectées sur un objet. La détermination permet par exemple de déterminer le type de l’action détectée via le ou les capteurs associés à l’objet, par exemple lors d’un processus de classification des données mesurées par le ou les capteurs.

Ainsi, dans une première opération (ou étape), une ou plusieurs signatures, dites signatures brutes, est / sont calculée(s) par l’unité de traitement locale 3 chacune à partir d’un ensemble de données mesurées par le ou les capteurs 2, par exemple pendant un intervalle temporel déterminé, selon un ou plusieurs modèles prédéfinis. Une telle signature brute correspond à un indicateur permettant de déterminer une action détectée sur l’objet 10 parmi un ensemble d’actions (par exemple une liste d’actions prédéfinie), la signature brute comprenant en outre une première probabilité associée à la détermination de l’action.

Il existe par exemple un modèle prédéfini par capteur ou type de capteur. Lorsqu’un seul capteur est mis en œuvre pour mesurer les données, un seul modèle prédéfini est utilisé pour le calcul de la signature brute.

Lorsque plusieurs capteurs sont mis en œuvre, un modèle prédéfini par capteur ou type de capteur est par exemple utilisé pour le calcul de la signature brute.

L’ensemble de signatures brutes est calculé pendant une période temporelle déterminée dont la durée est par exemple égale à un ou plusieurs jours, à une ou plusieurs semaines ou encore à un ou plusieurs mois.

Le modèle prédéfini correspond par exemple à un modèle de prédiction et/ou à un modèle de classification dont les paramètres ont été appris lors d’une phase d’apprentissage préalable et/ou lors de la mise en œuvre récurrente du procédé. Chaque signature brute ainsi calculée fournit une indication sur le type d’action correspondant aux données mesurées par le ou les capteurs 2 avec une probabilité associée à la détermination du type d’action détectée.

Dans une deuxième opération (ou étape), les données représentatives de chaque signature brute et l’ensemble de données associé (c’est-à-dire l’ensemble de données ayant permis de calculer la signature brute considérée) sont transmis par l’unité de traitement locale 3 à destination de l’unité de traitement distante 8 pendant la période temporelle déterminée, via le module de communication 7.

La transmission est par exemple mise en œuvre après chaque calcul d’une signature brute, la signature brute et l’ensemble de données associé étant alors transmis suivant le calcul de la signature brute.

Selon un autre exemple, la transmission est mise en œuvre de manière à transmettre les signatures brutes et les ensembles de données associés par groupe, par exemple par groupe de 2, 3, 5 ou plus de signatures brutes.

Dans une troisième opération (ou étape), l’unité de traitement distante 8 détermine un ensemble de nouveaux paramètres du modèle prédéfini (mis en œuvre par l’unité de traitement locale) à partir de l’ensemble de signatures brutes reçues et des ensembles de données associés ayant permis de calculer la ou les signatures brutes formant l’ensemble de signatures brutes.

Un ensemble de nouveaux paramètres est par exemple déterminé pour chaque signature brute (et ensemble de données associés) reçus.

Selon un autre exemple, un ensemble de nouveaux paramètres est déterminé à partir de plusieurs signatures brutes (et ensembles de données associés) reçus.

Selon encore un autre exemple, l’ensemble de nouveaux paramètres est déterminé une seule fois à partir de toutes les signatures brutes (et ensembles de données associés) reçus pendant la période temporelle déterminée.

Lorsque le calcul de la signature met en œuvre plusieurs modèles prédéfinis (par exemple un par capteur ou type de capteur), un ensemble de nouveaux paramètres est déterminé pour chaque modèle prédéfini. Dans une quatrième opération (ou étape), l’unité de traitement distante 8 transmet l’ensemble de nouveaux paramètres à l’unité de traitement locale 3, via le module de communication 7.

Lorsque plusieurs ensembles de nouveaux paramètres ont été successivement déterminés lors de la troisième opération, l’ensemble de nouveaux paramètres transmis correspond avantageusement au dernier (d’un point de vue temporel) ensemble de nouveaux paramètres déterminés lors de la troisième opération.

Lorsque le calcul de la signature met en œuvre plusieurs modèles prédéfinis (par exemple un par capteur ou type de capteur), un ensemble de nouveaux paramètres est transmis pour chaque modèle prédéfini pour chaque capteur ou ensemble de capteurs concerné(s).

Les opérations suivantes du processus sont avantageusement mises en œuvre postérieurement à la période temporelle déterminée (c’est-à-dire après la fin de la période temporelle déterminée).

Dans une cinquième opération (ou étape), l’unité de traitement locale 3 met à jour le modèle prédéfini à partir de l’ensemble de nouveaux paramètres reçus.

Dans une sixième opération (ou étape), l’unité de traitement locale calcule une signature, dite signature affinée, à partir d’un ensemble de données mesurées par le au moins un capteur pendant un intervalle temporel, selon le modèle prédéfini mis à jour avec l’ensemble de nouveaux paramètres.

La signature affinée correspond à un indicateur permettant de déterminer une action détectée sur l’objet, cette action étant déterminée parmi l’ensemble d’actions.

La signature affinée comprend en outre une probabilité associée à la détermination de cette action.

Dans une septième opération (ou étape), l’unité de traitement locale transmet, à destination de l’unité de traitement distante, postérieurement à la période temporelle déterminée, la signature affinée et l’ensemble de données associé seulement lorsque la probabilité est inférieure à un seuil prédéfini (par exemple inférieure à 0.4, 0.5, 0.6 ou 0.7). La signature affinée est avantageusement transmise systématiquement alors que l’ensemble de données associé n’est transmis que lorsque la probabilité est inférieure au seuil prédéfini. Dans une variante, l’ensemble de données associées est transmis de façon aléatoire à l’unité de traitement distante.

Dans une huitième opération (ou étape), l’unité de traitement distante détermine à nouveau un nouvel ensemble de paramètres du modèle prédéfini (mis en œuvre par l’unité de traitement locale) à partir du ou des ensembles de données et des données représentatives de la ou les signatures affinées, pour transmettre ce nouvel ensemble de paramètres à l’unité de traitement locale pour une mise à jour du modèle prédéfini par l’unité de traitement local.

Dans un mode de fonctionnement établi, les sixième, septième et huitième opérations sont mises en œuvre de manière itérative. Par exemple, une signature affinée est calculée à chaque nouvel ensemble de données mesurées par le ou les capteurs. Cette signature affinée est transmise à l’unité de traitement distance, et les données utilisées pour calculer cette signature affinée sont également transmises lorsque la probabilité est inférieure à un seuil.

L’unité de traitement distante recalcule par exemple un nouvel ensemble de paramètres du modèle prédéfini à la réception de chaque ensemble de données (et de la signature affinée) ou pour un groupe d’ensembles de données mesurées (et les signatures affinées associées). Chaque nouvel ensemble de paramètres permet d’affiner le modèle prédéfini et d’améliorer la fiabilité de la détection et de la détermination d’une action sur l’objet à l’origine des données mesurées.

Un tel processus permet d’améliorer le modèle prédéfini qui permet de déterminer quel est le type d’action détecté sur l’objet parmi un ensemble d’actions déterminé, l’apprentissage des paramètres du modèle étant mis en œuvre par l’unité de traitement distance lorsque cette dernière reçoit de l’unité de traitement local des données représentatives d’une action détectée (signature et données mesurées par le ou les capteurs).

Les paramètres du modèle prédéfini sont par exemple déterminés selon toute méthode de traitement du signal connue de l’homme du métier. Selon un autre exemple, le modèle prédéfini correspond à un modèle de prédiction d’action ou un modèle de classification appris via toute méthode d’apprentissage machine (de l’anglais « machine learning »), par exemple mise en œuvre par un réseau de neurones mis en œuvre par l’unité de traitement distante.

Selon un tel exemple, les données mesurées par le ou les capteurs 2 sont fournies en entrée du modèle prédéfini (mis en œuvre par l’unité de traitement local), le modèle les classifiant pour déterminer la probabilité d’appartenance à chaque classe d’une pluralité de classes. Un type d’action différent est associé à chaque classe. La probabilité la plus élevée permet ainsi par exemple de déterminer le type d’action le plus probable associé à l’action détectée.

Selon une variante de réalisation, l’unité de traitement locale 3 est en outre configurée pour transmettre, à destination de l’unité de traitement distante 8, postérieurement à la période temporelle déterminée, un ensemble de données sélectionné de manière aléatoire parmi une succession d’ensembles de données obtenus ou mesurés par le ou les capteurs 2.

Cette variante offre l’avantage de fournir à l’unité de traitement distante 8 des données mesurées lors de la détection d’une action sur l’objet de manière aléatoire, pour affiner les paramètres du modèle prédéfini, et ainsi améliorer la détermination du type d’action détecté par l’unité de traitement locale 3 en fonction des caractéristiques de l’objet dont le ou les capteurs détectent les grandeurs physiques (laquelle unité de traitement locale met à jour le modèle prédéfini à partir des paramètres affinés à partir de ces données sélectionnées aléatoirement par l’unité de traitement locale 3).

Chaque action détectée est déterminée parmi un ensemble déterminé d’actions. Cet ensemble d’actions comprend par exemple une liste finie d’actions répertoriées et stockées en mémoire du dispositif, cette liste d’actions étant par exemple définie de manière empirique en répertoriant les actions pouvant être exercées sur l’objet.

Selon un mode de réalisation particulier, la liste d’action est configurable pour être enrichie d’une ou plusieurs nouvelles actions au fur et à mesure de la mise en œuvre du processus décrit ci-dessus. Une nouvelle action est par exemple renseignée via une interface homme-machine associée au dispositif par l’intermédiaire d’interfaces de communication (clavier, souris, interface tactile, interface vocale, etc.). Une nouvelle action est par exemple renseignée en entrant un descriptif de la nouvelle action qui sera associée à la signature calculée sur l’ensemble de données générées par cette action.

Selon un exemple de réalisation particulier, une nouvelle action est ajoutée par un utilisateur à l’aide d’un dispositif de communication mobile (par exemple un téléphone intelligent (de l’anglais « Smartphone »)) relié en communication sans fil au dispositif via le module de communication du dispositif. Le dispositif de communication mobile est par exemple utilisé pour décrire la nouvelle action (par exemple par l’intermédiaire de données d’images acquises lors de l’exercice de l’action sur l’objet) ou par des mots clés décrivant la nouvelle action. L’utilisateur démarre l’acquisition ou l’enregistrement de cette nouvelle action (par exemple par un appui sur un bouton ad hoc de l’IHM du dispositif de communication mobile) qui déclenche la transmission des données décrivant la nouvelle action à l’unité de traitement locale avec la transmission des données mesurées par le ou les capteurs associés à l’objet. Ces données reçues permettent à l’unité de traitement distante d’apprendre les paramètres du modèle prédéfini pour la détection de cette nouvelle action.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention illustré sur la figure 1 possède la forme d’un boîtier 9 fixé à un objet de type ouvrant 10 par un moyen de fixation tel que des vis 13. Le dispositif selon l’invention démarre avantageusement, lorsqu’il est mis sous tension par la mise en circuit des piles ou de la batterie 1 , par l’allumage exclusif d’un premier capteur 2 dans un mode de veille avec un échantillonnage de prise de mesure relativement faible Eo prédéfini. Ce mode de veille est très peu consommateur d’énergie et permet de maximiser la durée de vie du dispositif selon l’invention. Lorsque ce capteur 2 détecte un signal dépassant un certain seuil So prédéfini, il génère un signal qui sort l’unité de traitement 3 de son état de veille, et passe lui-même dans un mode d’acquisition à fréquence d’échantillonnage plus élevé Ei prédéfini. L’unité de traitement 3 démarre alors le cas échéant tout ou partie des autres capteurs présents 4, 5, et enregistre les données reçues par au moins un capteur actif dans la mémoire 6 du dispositif selon l’invention. L’unité de traitement 3 exécute alors tous les No échantillons (No étant prédéfini) reçus une série de calculs Co prédéfinis. Ces calculs prennent en compte les No derniers échantillons ainsi que Ni échantillons antérieurs (Ni étant prédéfini) et les résultats des calculs Co sur ces Ni échantillons antérieurs. Le résultat de ces calculs est un indicateur de l’action détectée ainsi que la probabilité de cette détection. Les calculs s’arrêtent lorsque le ou les capteurs ne détectent plus de signal supérieur à un seuil Si prédéfini pendant une durée To prédéfinie. Pendant une période Po prédéfinie, l’unité de traitement envoie l’ensemble des échantillons mémorisés ainsi que les résultats des calculs via le module de communication 7 vers le nuage, où ils sont analysés à travers un module d’analyse A comportant une unité de traitement distante 8 sur laquelle sont exécutées des briques de traitement du signal et des briques d’intelligence artificielle. Ce module d’analyse A optimise les paramètres qui permettent de caractériser un modèle des signaux produits sur les capteurs 2, 4, 5 représentatif de chaque action exercée sur l’ouvrant 10 afin de maximiser la probabilité de détection sur l’ouvrant pour lequel le dispositif enfermé dans le boîtier 9 capte les données. Ces paramètres sont ensuite envoyés au dispositif par le même module de communication 7, où ils servent à modifier les calculs embarqués pour en faire une série Cn de calculs qui converge vers l’optimisation de la détection. Au-delà de la période Po prédéfinie, ce même mécanisme de remontées de données brutes ainsi que des résultats des calculs Cn est organisé de façon aléatoire durant toute la durée d’activité du dispositif selon l’invention, ainsi que systématiquement quand les résultats des calculs donnent une probabilité de détection inférieure à un seuil PDo.

Selon un mode particulier de réalisation, le capteur 2 est un accéléromètre dont au moins un axe est actif.

Selon un mode particulier de réalisation, le capteur 2 est un magnétomètre dont au moins un axe est actif.

Selon un mode particulier de réalisation, le capteur 2 est un gyromètre dont au moins un axe est actif. Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient deux 2, 4 des trois capteurs précités : accéléromètre, gyromètre et accéléromètre, dont au moins un axe est actif pour chacun d’entre eux.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient les trois capteurs précités 2, 4, 5 : accéléromètre, gyromètre et accéléromètre, dont au moins un axe est actif pour chacun d’entre eux.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient deux magnétomètres 2, 17 espacés pour augmenter la précision de leur mesure. En effet, chaque instrument de mesure dispose d’un rapport signal à bruit caractérisant sa précision. La double mesure permet d’augmenter ce rapport signal à bruit en moyennant d’une part le bruit, décorrélé de la mesure, et d’autre part le signal, corrélé à la mesure.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier est associé à un aimant 11 placé à proximité de l’objet tel qu’un ouvrant 10, sur une partie fixe telle qu’un dormant 12, pour améliorer la précision des mesures issues des deux magnétomètres distants 2 et 17. Cette augmentation de précision est obtenue en comparant les variations de signal consécutives au déplacement de l’ouvrant 10 dans le champ magnétique créé par l’aimant 1 1 placé sur le dormant 12 sur lequel est fixé le boîtier 9 pour chacun des deux capteurs 2 et 17. Le magnétomètre 2 étant le plus proche de l’aimant 11 , il mesurera une variation du champ magnétique plus importante que le magnétomètre 17 placé plus loin de l’aimant 11 . La détection de la position fermée correspondant à un maximum de la mesure de chaque magnétomètre.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient un module de communication 7 de type LTE-M ou NB-loT pour transmettre les signaux issus des capteurs embarqués via au moins un réseau de téléphonie mobile.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient un module de communication 7 de type 2G ou 3G pour transmettre les signaux issus des capteurs embarqués via au moins un réseau de téléphonie mobile.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient un module de communication 7 de type BlueTooth ou BLE (de l’anglais « BlueTooth Low Energy » ou en français « Bluetooth basse énergie ») pour transmettre les signaux issus des capteurs embarqués via une passerelle BlueTooth située à proximité, ou pour échanger des informations avec d’autres objets équipés d’un module de communication BlueTooth ou BLE.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier contient un module de communication 7 de type LTE-M ou NB-loT ou de type 2G ou 3G pour transmettre les signaux issus des capteurs embarqués via au moins un réseau de téléphonie et un module de communication 18 de type BlueTooth ou BLE (Blue Tooth Low Energy) pour échanger des informations avec d’autres objets équipés d’un module de communication BlueTooth ou BLE.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier est fixé à l’ouvrant au moyen d’un adhésif double face.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier est fixé à l’ouvrant au moyen d’au moins une vis.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier est fixé à l’ouvrant au moyen d’au moins un aimant, en particulier lorsque l’ouvrant est métallique.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier est fixé à l’ouvrant au moyen d’au moins une ventouse, en particulier lorsque la surface sur laquelle le boîtier est fixé est lisse.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier comporte au moins une pile.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier comporte au moins une batterie rechargeable.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention exécute des processus différents selon l’action détectée. Typiquement, si l’action détectée est de type normal ou bruit, le processus est de type transmission de l’information à l’utilisateur, sous forme unitaire ou statistique, par tout moyen connu, par exemple : message sms, application mobile, site web, messagerie instantanée, email, message vocal. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention comporte une diode électroluminescente 14 qui s’allume à chaque action détectée, dans une couleur différente selon le type d’action détectée. Ce mécanisme constitue un moyen visuel de vérifier que le dispositif est en état de marche sans consommer autant d’énergie que si la diode était allumée en permanence.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention comporte également au moins une balise émettrice d’un signal BlueTooth ou BLE 19 mise à disposition des personnes qui peuvent normalement actionner l’ouvrant. Chaque balise émet un signal unique, et les signatures des balises allouées à un boîtier donné sont enregistrées dans la mémoire dudit boîtier. Lorsque le microcontrôleur est sorti de veille par le premier capteur, en plus d’enregistrer les données issues du capteur, il active le module de communication 18 Bluetooth ou BLE et attend la réception du signal d’au moins une balise associée 19 pendant une durée BTo. En l’absence de réception de signal, le dispositif selon l’invention détermine qu’il s’agit d’une action de type anormal. Dans tous les cas, l’unité de traitement 3 du dispositif selon l’invention envoie les données enregistrées dans sa mémoire 6 via le module de communication 7, ainsi qu’un indicateur de la présence ou non de la balise Bluetooth ou BLE 19, vers une unité de traitement distante 8 où ces données servent à alimenter le modèle général du comportement de l’ouvrant 10.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier comporte un actuateur tel qu’un hautparleur 15 destiné à émettre un son susceptible de mettre en fuite l’individu tentant de forcer l’ouverture lorsque l’action détectée à l’issue du calcul Cn est de type anormal.

Selon un mode particulier de réalisation, le boîtier comporte un microphone 16 destiné à enregistrer les sons ambiants. Ce microphone 16 est activé par l’unité de traitement 3 par exemple lorsque l’action détectée est de type anormal. Le signal issu du microphone 16 est enregistré en mémoire 6 puis l’unité de traitement 3 l’analyse par un processus Bo. Il envoie le signal selon le résultat du calcul à travers le module de communication 7 vers un système d’analyse externe qui peut être soit automatique soit humain. Le système d’analyse externe peut ensuite renvoyer vers le dispositif des paramètres destinés à améliorer le processus d’analyse du signal issu du microphone 16.

Selon un mode particulier de réalisation, lorsque l’action détectée à l’issue du calcul Cn est de type anormal, le programme informatique de l’unité de traitement 3 active le haut-parleur 15 pour qu’il émette une série de signaux vocaux préenregistrés PRi ... PRn., par exemple des questions. Puis il active le microphone 16 entre chaque émission de signal vocal, enregistre le signal reçu par ce dernier pendant SMo secondes dans la mémoire 6, et analyse le signal reçu en le comparant par exemple aux réponses attendues, qui ont été préenregistrées. Selon que la comparaison est satisfaisante ou non, le dispositif déclenche ensuite une alerte, par exemple sous la forme d’un bruit de sirène ou tout autre bruit destiné à mettre en fuite l’individu présent émis par le haut- parleur 15. Il peut aussi déclencher une alerte auprès d’une centrale de télésurveillance à travers le module de communication 7.

Selon un mode particulier de réalisation, lors de la détection d’une action de type anormal, l’unité de traitement 3 allume le module de communication 7 et active un système de communication « half-duplex » (ou « semi-duplex » en français), où le haut- parleur 15 émet des messages transmis en voix descendante via le module de communication 7, et où le signal reçu par le microphone 16 est envoyé en voix ascendante par le module de communication 7. A l’autre extrémité du canal de communication peut se trouver un opérateur humain qui prend la décision de la qualification de l’action anormale et déclenche une alerte si elle correspond à une situation qui le justifie, comme une intrusion.

Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention analyse les données issues d’au moins un capteur 2, 4, 5 présent pour déterminer la nature et l’orientation de l’ouvrant 10, c’est-à-dire si l’ouvrant est animé d’un mouvement de translation ou d’un mouvement de rotation, ainsi que la direction du mouvement de translation ou de l’axe de rotation. Cette identification de la nature de l’ouvrant 10 permet ensuite d’améliorer la détection des actions exercées sur l’ouvrant. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif selon l’invention analyse les données issues d’au moins un capteur 2, 4, 5 présent pour déterminer si le boîtier a subi une chute, caractérisée par un mouvement accéléré vers le bas.

La figure 5 illustre un schéma synoptique fonctionnel selon l’invention selon lequel le dispositif d’alimentation en énergie 1 alimente en permanence le capteur 1 , qui, lorsqu’il détecte un franchissement de seuil par son logiciel embarqué 22 ferme un interrupteur 26 permettant d’alimenter une unité de calcul interne 3, ladite unité de calcul locale (aussi appelée unité de calcul interne) 3 effectue des calculs 23 sur les signaux issus du capteur 2 et selon leur résultat ferme l’interrupteur 27 permettant d’alimenter le capteur 4, puis ladite unité de calcul interne 3 effectue des calculs 24 sur les signaux issus du capteur 4 et selon leur résultat et le résultat des calculs précédents ferme l’interrupteur 28 permettant d’alimenter le capteur 5, puis ladite unité de calcul interne 3 effectue des calculs 25 sur les signaux issus du capteur 5 et selon leur résultat et le résultat des calculs précédents ferme l’interrupteur 29 permettant d’alimenter le module de communication 7 et d’envoyer les données et résultats des calculs vers l’unité de traitement distante 8.

Selon un deuxième mode de mise en œuvre de l’invention, le boîtier comporte au moins un capteur d’une grandeur physique liée à l’infrastructure (par exemple, l’accélération, la vitesse ou la position), au moins une unité de traitement, par exemple un microcontrôleur, permettant de contrôler le capteur et les éléments électroniques de l’invention en vue de minimiser la consommation énergétique du dispositif et d’effectuer des calculs sur les séries temporelles, une mémoire permettant d’enregistrer d’une part les signaux issus du ou des capteurs et d’autre part des paramètres de calcul issus du serveur placé dans le nuage, un module de communication permettant les échanges avec le nuage et une batterie, le tout assemblé au sein d’un boîtier qui dispose de moyens de fixation à l’ouvrant.

Selon ce deuxième mode de réalisation, l’invention concerne un dispositif de détermination adaptative d’au moins une action sur un objet par analyse de contraintes générées par la au moins une action, le dispositif comprenant une unité de traitement distante connectée à un unique boîtier, le boîtier comprenant au moins un capteur configuré pour mesurer au moins une grandeur physique représentative de la au moins une action exercée sur l’objet, une unité de traitement locale de signaux émis par le au moins une capteur, une unité d’enregistrement pour stocker en mémoire les signaux émis, un ensemble de résultats de calculs de l’unité de traitement locale et un ensemble de paramètres préenregistrés ou reçus de l’unité de traitement distante, un module de communication configuré pour échanger des données entre l’unité de traitement locale et l’unité de traitement distante, un élément de stockage d’énergie électrique, et un moyen de fixation du boîtier sur l’objet, pour lequel :

- l’unité de traitement locale calcule sur une succession de signaux mesurés par le au moins un capteur pendant un laps de temps prédéfini une signature, appelée première signature, laquelle correspond à un ensemble de calculs et d’opérations logiques selon un modèle prédéfini configuré pour déterminer quelle action, appelée première action, parmi la au moins une action, sur l’objet est à l’origine de la succession de signaux mesurés avec une probabilité associée à la détermination ;

- l’unité de traitement locale envoie pendant une période prédéterminée, via le module de communication, un ensemble de données issues du au moins un capteur ainsi que l’ensemble de résultats des calculs à destination de l’unité de traitement distante ;

- l’unité de traitement distante effectue les calculs nécessaires pour adapter un ensemble de paramètres de calcul de la signature pour tenir compte d’une spécificité de l’objet ;

- l’unité de traitement distante renvoie un ensemble de nouveaux paramètres à l’unité de traitement locale ;

- l’unité de traitement locale envoie, via le module de communication à l’unité de traitement distante, au-delà de la période déterminée, l’ensemble de données issues du au moins un capteur ainsi que ledit ensemble de résultats des calculs à l’unité de traitement distante, de façon aléatoire ou lorsque la probabilité de détermination de l’action est inférieure à un seuil prédéfini ;

- l’unité de traitement locale envoie, selon l’action déterminée, via le module de communication à l’unité de traitement distante, un résultat de la détermination de la action ; et

- l’unité de traitement distante est programmée pour lancer des processus spécifiques à l’action déterminée, par exemple l’alerte d’une centrale de télésurveillance si l’action détectée est une tentative d’intrusion avec une probabilité élevée.

Selon une variante de réalisation :

- le au moins un capteur est placé dans un état actif à basse consommation d’énergie lorsqu’un circuit comprenant l’élément de stockage d’énergie électrique est fermé ;

- le au moins un capteur passe, lorsque la au moins une grandeur physique mesurée dépasse un seuil prédéfini, dans un état actif de sensibilité supérieure ;

- le au moins un capteur génère, lorsque la au moins une grandeur physique mesurée dépasse le seuil prédéfini, un signal configuré pour sortir de veille l’unité de traitement locale.

Selon une autre variante, le boitier comprend un un moyen de fixation du boîtier sur l’objet.

Selon une autre variante, le boîtier comporte également un capteur de type microphone activé par l’unité de traitement locale lorsqu’un type d’action déterminé a été détecté pour capter un ensemble de signaux sonores, l’unité de traitement locale analysant l’ensemble de signaux sonores par un processus de traitement du signal prédéfini pour améliorer la détection de l’action sur la base de l’ensemble de signaux sonores.

Selon une autre variante, le boîtier comporte également un actuateur tel qu’un haut- parleur, activé par l’unité de traitement locale lorsqu’un type d’action déterminé a été détecté pour émettre des sons ou des messages destinés à interagir avec un auteur de l’action détectée.

Selon encore une variante, le boîtier comporte également un capteur de type microphone et un actuateur de type haut-parleur, que l’unité de traitement interne active, lorsqu’un type d’action déterminé a été détecté, successivement le haut-parleur pour émettre un message sonore de type question vocale, puis le capteur de type microphone pour enregistrer un signal correspondant à une réponse prononcée par un auteur de l’action détectée, puis une analyse du signal par un processus de reconnaissance vocale prédéfini, puis, si l’analyse conduit à renforcer la probabilité qu’un type d’action déterminé est en cours, le module de communication pour transmettre une information représentative d’un résultat de l’analyse à l’unité de traitement distante.

Selon une variante additionnelle, le boîtier comporte également un capteur de type microphone et un actuateur de type haut-parleur, que l’unité de traitement interne active, lorsqu’un type d’action déterminé a été détecté, le module de communication pour ouvrir un canal de communication au minimum de type semi-duplex avec une plateforme de type centrale de télésurveillance permettant des échanges vocaux entre un opérateur de la plateforme et un auteur de l’action détectée.

Selon encore une variante, le dispositif comprend au moins une balise Bluetooth ou BLE appairée à l’objet et mise à disposition des utilisateurs autorisés à manipuler l’objet, que le boîtier comporte également un module de communication de type BlueTooth ou BLE, activé par l’unité de traitement locale lorsqu’un certain type d’action a été détecté pour scanner une présence éventuelle de la au moins une balise appairée, que la détection augmente la probabilité de détection de l’action telle que calculée par l’unité de traitement locale, et que l’unité de traitement interne envoie via le module de communication une information correspondante à l’unité de traitement distante.

Selon une autre variante, le dispositif comprend une pluralité de capteurs mesurant un ensemble de grandeurs physiques différentes, qu’un unique capteur de la pluralité de capteurs est placé dans un état actif à basse consommation d’énergie lorsque le circuit comprenant l’élément de stockage d’énergie électrique est fermé, que l’unique capteur envoie, lorsqu’une grandeur mesurée dépasse un seuil prédéfini, un signal permettant de sortir de veille l’unité de traitement, que l’unité de traitement locale réveille successivement les autres capteurs de la pluralité, chaque réveil d’un capteur de la pluralité étant conditionné au résultat d’un calcul prédéfini effectué par l’unité de traitement locale sur une succession de signaux issus des capteurs de la pluralité précédemment réveillés et étant effectué si le calcul prédéfini ne permet pas de déterminer le type d’action avec une probabilité suffisante, et que l’unité de traitement locale envoie les résultats de calcul, accompagnés de l’ensemble de données mesurées via le module de communication à l’unité de traitement distante si le type d’action déterminé le prévoit dans le programme de l’unité de traitement locale.

Un tel dispositif permet de minimiser la consommation énergétique de l’objet.

Selon une variante supplémentaire, un premier capteur de la pluralité est un accéléromètre, un second capteur de ladite pluralité est un gyromètre, un troisième capteur de la pluralité est un magnétomètre.

Selon encore une variante, un premier capteur de la pluralité est un accéléromètre, et que autres capteurs de la pluralité sont des magnétomètres espacés à l’intérieur du boîtier.

Selon une autre variante, au moins un des capteurs de la pluralité est un magnétomètre, le dispositif comprenant en outre un aimant destiné à être fixé sur une partie non attachée à l’objet, de façon à ce que le magnétomètre puisse détecter une variation de champ magnétique s’il est déplacé.

Selon une autre variante, l’unité de traitement locale utilise les données issues des capteurs pour déterminer une trajectoire particulière de mouvements naturels de l’objet permettant d’en déduire son montage.

Selon encore une variante, le module de communication est un modem cellulaire de type NBIoT ou LTEM ou 2G.

Selon une autre variante, le module de communication est un modem de type Bluetooth ou BLE, qui se connecte à l’unité de traitement distante via une passerelle externe.

Selon encore une variante, l’élément de stockage d’énergie électrique est une pile.

Selon une autre variante, l’élément de stockage d’énergie électrique est une batterie rechargeable, et que le boîtier comporte également une prise pour recharger la batterie.

Selon une variante additionnelle, le boîtier comprend en outre une diode électroluminescente, la diode électroluminescente 14 émettant un signal lumineux commandé par l’unité de traitement locale 3 selon l’action détectée et sa probabilité de détection. Selon une autre variante, l’unité de traitement distante est configurée ou programmée pour envoyer une alerte à une centrale de télésurveillance si l’action détectée est une tentative d’intrusion avec une probabilité élevée, c’est-à-dire une probabilité supérieure à un seuil déterminé.