Systèmes à détection automatique
Conception de systèmes optroniques

3.1 Systèmes à seuil

Les systèmes optroniques à détection automatique traitent eux-mêmes le signal électrique délivré par leur détecteur pour en déduire, sans intervention humaine, la présence éventuelle, dans leur champ de vision, du rayonnement, message ou objet recherché. Ces appareils remplissent par exemple des fonctions de surveillance, détection d’intrusion, transmission / réception, télécommunications, télémétrie, etc.

La prise de décision (absence/présence) par de tels dispositifs s’effectue à partir de divers critères, dont le plus utilisé repose sur la comparaison entre le signal électrique délivré par le capteur (généralement une tention V) et une certaine valeur de référence V_seuil (qui peut être fixe ou variable dans le temps), appelée « seuil». La décision prise par le système, dictée par cette comparaison, peut être que :

L’une des difficultés dans la conception de tels systèmes réside dans la détermination de la valeur du seuil : en effet, la tension électrique aux bornes de la résistance de charge du détecteur présente, même en absence de signal utile, des fluctuations de niveau dues aux différentes sources de bruit du système. Si le seuil est placé à une valeur trop basse, près des pointes de bruit, le système sera très sensible aux fausses alarmes (figure 2). Par contre, si la valeur du seuil est choisie trop haut par rapport à la valeur du signal attendu, le système détectera très rarement la présence du signal utile (d’où une probabilité de détection faible).

Il s’agit pour le concepteur, d’adapter au mieux la valeur du seuil aux spécifications du système généralement traduites par le couple P_d et P_FA, probabilités de détection et de fausse alarme. Pour cela, la tension de sortie V_s (sur laquelle on va définir le seuil) est caractérisée statistiquement par sa densité de probabilité p (V), loi telle que la probabilité pour que la tension V_s soit comprise entre V et V...