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Cours du 27/11/02
Retour à la première partie du cours : présentation ; capteurs environnementaux ; notion d'onde.
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Ondes sonores
- Etre humain et son
- Capteur sonore 1 : microphone
- Capteur sonore 2 : volume sonore
- Ultrasons
- Effet Doppler en ultrason
Les ondes sonores sont des variations de pression qui se propagent dans un milieu compressible (air, eau) à une vitesse qui dépend du milieu.
-> Les capteurs doivent traduire ces variations de pression.
L'être humain est une source sonore, volontaire ou involontaire.
C'est
aussi un obstacle réflexif par rapport à la propagation des sons.
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Micro à électret, construit comme un condensateur à plaques
- Micro à bobine ou électrodynamique, construit comme l'inverse
d'un haut-parleur
Capteur à fort débit / temps réel
- Micro omnidirectionnel
- Micro directionnel
Portée très variable
Il faut
un ampli + carte son, qui peut être indépendante d'un ordinateur.
Prise d'ambiance sonore
/ restitution à distance.
Réaction à
un son précis.
Exemple : le Silophone ( Interférences 2000).
- Récupérer
le signal issu d'un micro.
- Faire une détection
d'enveloppe avec un montage électronique adapté.
Capteur + lent.
Il s'agit d'une imitation de la chauve-souris. Nécessité d'une émission régulière d'ultrasons.
Détection des
obstacles : l'attente
de l'écho est proportionnelle à la distance.
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Mesure de distance
- Mesure de vitesse
- Détection
de présence
- Détection
de mouvements
Les
capteurs ultrason sont en général utilisés pour situer
un corps non émetteur d'US, mais peuvent être utilisés pour
capter des US émis extérieurement : chocs métalliques,
chauve-souris...
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Cône de réceptivité
- Précision
- Portée (3
à 10 m)
- Matériaux
réfléchissants / absorbants
- Interférences
- Parasitage (percussions
métalliques, systèmes pneumatiques)
- Bruit
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Choix du capteur
- Multi / Simple
écho
- Micro-contrôleur
indispensable
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Expérience 1 : mesure
- Expérience 2 : sources d’ultra-sons parasites
- Expérience 3 : mesures trop rapprochées
- Expérience 4 : obstacles parasites
Mesure de vitesse uniquement
Aucun autre capteur à ultra-sons dans la même pièce
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Effet Doppler radar
- Télémètre laser
- Theremin
Ils fonctionnent en ondes radio (HF), ou « module radar hyper-fréquence ».
Mesure de vitesse uniquement
Le radar émet en permanence, la présence d'un autre radar est impossible à proximité.
HF
: il ne faut aucun autre capteur HF dans la même pièce ni de l'autre
côté du mur !
Les ondes radio passent à travers les murs...
- Envoie une onde lumineuse modulée rapidement en amplitude.
- Il mesure le temps de vol en observant le retard entre onde émise et onde reçue. Il mesure la distance entre le télémètre et le premier obstacle rencontré.
C'est un capteur très précis.
Obtention
d'une coupe de présence des gens autour de l'oeuvre
Capteurs sensibles à la présence et à la proximité
- Musique
- Détecteur de proximité
- Détection de mouvements fins
Réglage
délicat, préparation.
Ronflement secteur.
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Capteurs pyroélectriques
- Barrière infra-rouge
- Réflexion infra-rouge
- Télémètre par triangulation optique
Sensibilité
à une variation de température.
Ces capteurs sont généralement associés à une lentille
de Fresnel.
Une variation de température infime active le capteur.
Il ne permet pas de détecter la présence immobile de personnes.
But : capter le mouvement des êtres vivants par la chaleur dégagée
- Détection
de mouvement
- Détection de passage
Deux types de capteurs
:
- Différence de température entre deux zones
- Détection de différence de température sur quatre quadrants
- Modèle
grande surface, 220 V à transformer
- Modèle SU20, Lextronic, 5 V
- Disposition et orientation du
capteur à deux quadra.
- Eviter les sources de chaleur et ce qui diminue les différences de
chaleur.
- C'est un capteur lent, saturé par la foule.
Emettre et capter un signal IR codé
- Barrière IR
courte et longue portée
- Détecteurs de proximité
- Télémètre
- Réflexion IR
Barrière
infrarouge
Barrière longue portée
Capteur
de proximité infra-rouge
Douche infrarouge.
Ce sont des capteurs discrets car éclairés par une lumière invisible.
- Détection
de franchissement d'une ligne
- Détection de présence dans une direction
- Aveuglement
du capteur en lumière directe
- Parasitage mutuel de barrières rapprochées
Capteur
Voltage envoyé par le capteur, en fonction de la distance.
- Photorésistances
- Barrettes CCD
- Caméras - Vidéo
- Traitements usuels
- Imagerie couleur
- Choix d'une chaîne d'acquisition
Il s'agit de photorésistance,
cellule photo-électrique.
C'est un capteur sensible à la quantité de lumière reçue.
Une variation de lumière provoque une variation de signal.
Seuil de réaction ou mesure de variation
- Transistor -> Commandes tout ou rien
- Optique -> Détection de passage à longue distance
- Écran TV -> Détection de mouvements en temps réel
Faible coût donc grand nombre possible
- Détection de présence
- Détection de passage et de mouvement
- Télémètre optique
Pixels en ligne
Exemple : le capteur d'un scanner est une barrette CCD.
Ce capteur est composé de plusieurs éléments tous sensibles à la quantité de lumière accumulée entre deux prises de vue
Les éléments
sensibles sont répartis sur une ligne.
Une barrette CCD permet d'obtenir une séquence de photographies.
Possibilité de nombreuses images/seconde en forte lumière.
- Détection
de franchissement de ligne
- Analyse du mouvement
- Capteurs embarqués
- Images cylindriques
- ...
Les barrettes
CCD ont les mêmes défauts que les caméras vidéo.
Optique
: focale, ouverture
Capteur : damier de pixels, plusieurs types de répartitions
Electronique : Sortie en numérique / analogique
Type de câbles
Longueur admissible des câbles
Carte
d'acquisition vidéo pour l'analogique
USB, firewire, port parallèle ou carte d'acquisition haut de gamme
Quelles sont les informations indispensables à l'artiste pour choisir et utiliser sa caméra dans de bonnes conditions ?
Connaître toutes les caractéristiques du lieu : hauteur sous plafond, possibilités d'accrochages, types d'éclairages...
Il faut que l'immobilisation soit
parfaite pour le tracking ou l'identification de positions.
Nécessité de fixations stables et réglables.
Ergonomie
Saturation
des couleurs
Ombre portée
Calibrage et projecteurs pilotables
Eviter les variations de lumière non contrôlées
Observation d'une scène ->
Exemples d'applications :
reconnaissance
des couleurs
reconnaissance de formes particulières
reconnaissance de mouvement
Reconstitution
Saturation des couleurs
Changement de couleur des lumières
RVB
Lab
Capteurs CMOS
Capteurs CCD
Systèmes tri-CCD
Caméra Infineon
calcul de la focale nécessaire…
filaire ou HF
liste sur www.artsens.org
- Rayons X, gamma
- Compteurs Geiger