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Niveau maths spé
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Tipe

Posté par
OcelotFinaud
15-10-22 à 15:42

Bonjour,

Dans le thème de la ville, j'ai décidé d'orienter mon TIPE vers le domaine de l'éclairage public et pour être plus précis, sur les moyens de rendre un lampadaire intelligent.

J'ai donc décidé de me pencher sur les capteurs de détection de présence infrarouges.

L'idée est de détecter un homme avançant vers le capteur mais de faire en sorte que le lampadaire ne s'allume pas s'il s'agit d'un animal : il faut donc distinguer l'homme de l'animal.

J'ai déjà commencé mes recherches mais je suis confronté à de nombreuses difficultés.

La première est très simple mais est liée à la deuxième.


1) Quel capteur choisir ?

Je souhaiterai utiliser un capteur infrarouge car cela semble être le meilleur compromis entre résultats possibles par rapport à mon cahier des charges et une difficulté qui n'est pas trop élevée. Mais je ne suis pas fermé à l'idée d'utiliser d'autres types de capteurs si cela m'est accessible.

J'ai déjà repéré quelques type de capteur qui pourrait convenir les type volumétriques (infrarouge), hyper-fréquence (micro-ondes) ou bi-volumétriques (micro-ondes + infrarouge). Cependant, il m'est impossible de trancher, surtout à cause de mon deuxième problème.

2) Comment distinguer un homme d'un animal ?

C'est là qu'il y aura le plus de travail à fournir, c'est bien de faire un capteur simple de détection de mouvement, mais c'est simple. Parvenir à distinguer un homme d'un animal me donnerait une réelle plus-value.

- J'ai pensé à utiliser l'angle d'arrivée des rayons dans le capteur afin de déterminer la position de l'individu considéré et de le discriminer par rapport à sa taille (en dessous de 50cm, c'est un animal).
Évidemment, c'est très peu précis mais il semblerait que ce soit la méthode la plus abordable. Il semblerait dans ce cas qu'un capteur à hyper-fréquence convienne.

-Mon professeur de physique m'a également parlé d'étude du rayonnement des corps en fonction des rayons de courbures ou d'une étude par stéradian.
Cependant, la difficulté est immense, je ne trouve aucune documentation et cela me semble difficilement envisageable avec mes propres capacités.

-J'ai trouvé que de nombreuses entreprises utilisent la bi-volumétrie (Bi-Technologie) afin d'améliorer la précision. Mais en plus de ne pas m'avancer sur la méthode de distinction, cela augmente la difficulté de la tâche.

-Enfin, j'ai pensé à une étude de la puissance émise selon les corps considérés (donc utilisation d'un capteur infrarouge). Cependant, je doute que la différence entre un animal et un homme soit assez grande pour pouvoir être exploitée. Je n'ai donc aucunes pistes.


3) Code

Ce problème n'est pas encore le plus important puisqu'il dépend des 2 problèmes précédents.

Je n'ai cependant que très peu de pistes quant au choix du micro-contrôleur (Arduino, Raspberry,…) et donc également de la langue à choisir et s'il m'est vraiment possible de coder une pareille aventure.



Conclusion :
Je ne sais pas vers qu'elle piste m'orienter pour la méthode de distinction homme/animal sachant qu'elle influera mon choix de capteur.


Merci à ceux qui ont pris le temps de me lire entièrement.
Merci d'avance à ceux qui vont prendre le temps de m'orienter

Bonne après-midi,

Ocelot

Posté par
vanoise
re : Tipe 16-10-22 à 14:11

Bonjour
Ta problématique n'est pas simple... Juste quelques idées qui recoupent d'ailleurs en partie les tiennes.
Le critère de taille me semble effectivement pertinent puisque, a priori, les très jeunes enfants ne sortent la nuit qu'accompagnés d'adultes.
Ce critère de taille me semble quasi impossibles à mettre en œuvre avec des capteurs volumétriques car un animal de faible taille crée, en se déplaçant, des perturbations de l'air qui se propagent à des altitudes nettement supérieures à sa taille.
Un capteur de distance qui balaierait l'espace autour du lampadaire dans un plan horizontal à 60cm du sol pourrait peut-être convenir. Un petit programme pourrait enregistrer les variations éventuelles de distances au capteur entre deux balayages successifs. Sous toutes réserves évidemment. Ce sont tes professeurs qui savent quels matériels peuvent être mis en œuvre dans ton établissement et ils connaissent ton niveau et les exigences des concours que tu prépares.

Posté par
OcelotFinaud
re : Tipe 18-10-22 à 17:54

Bonjour Vanoise,

Premièrement, merci beaucoup pour votre réponse !

Vous soulevez un point crucial auquel je n'avais absolument pas pensé. Comme vous le dites, le capteur volumétrique  ne semble donc pas qualifié.

Il s'agit de discriminer selon la taille, pensez-vous possible de répondre à cette problématique à l'aide d'un damier devant un capteur infrarouge ? Le lumière ne s'allumerait que lorsque le capteur détecterait une empreinte thermique au niveau d'une ligne à une certaine hauteur que l'on détermine.
L'idée semble simple mais je la pense réalisable.

Dites-moi ce que vous en pensez et merci encore pour votre réponse,

Bonne journée,
Ocelot

PS : Je vous ai fait un petit croquis pour essayer d'étayer mes propos.

Tipe

Posté par
vanoise
re : Tipe 18-10-22 à 18:02

Tout dépend du cahier des charges. S'il s'agit de détecter le mouvement dans une direction donnée (dans un couloir par exemple) :  ton idée me semble intéressante. Si le lampadaire est en milieu ouvert, les personnes ou animaux pouvant provenir d'endroits différents tout autour du lampadaire, ton idée ne va pas convenir.
Je n'ai pour l'instant rien de mieux à te suggérer que l'idée proposée dans mon message précédent.

Posté par
OcelotFinaud
re : Tipe 26-10-22 à 23:06

Vous avez complétement raison. Après, dans l'optique de la recherche d'une expérience faisable et intéressante, il semblerait qu'il soit nécessaire de simplifier l'idée au maximum...
Je pense que le but est surtout de montrer la logique et le parcours dont on a besoin pour transformer une sortie brute en des données concrètes.
L'idée de détection de mouvement avec un capteur de distance est vraiment intéressante, je la garde dans un coins de ma tête si jamais je n'avance pas. Je vais, pour le moment, essayer de poursuivre avec l'idée du capteur.

Merci pour toutes vos suggestions et pour votre temps,

Bonne soirée,
Ocelot



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