Brevet FR2492108A1 — publié le 19820416

PROCEDE ET DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT ET DE LECTURE VIDEO D'INFORMATIONS SONAR, A DEFILEMENT GLISSANT La présente invention concerne un procédé et un dispositif nouveaux pour l'enregistrement et la lecture vidéo d'informations sonar. Lorsqu'on utilise des sonars classiques osoit de coques, soit trainés, dont la réception est circulaire, on peut se contenter de moyens vidéo habituels avec visualisation cathodique, le déplacement de la base d'émission et de réception entraînant le remplacement sur l1écran de la première image vidéo par l'image suivante obtenue après déplacement de la base. te problème est différent lorsqu'on utilise pour la cartographie marine des sonars remorqués à vision latérale, puisqu'il ne s'agit pas de remplacer une image complète par une image suivante, mais d'obtenir une image qui suive le défilement du sonar dans son déplacement. On est donc amené à obtenir sur 1 'écran visés une image à défilement glissant. L'invention a donc pout but de présenter sur un écran vidéo une image qui se décale d'uneligne à chaque période, la première ligne visualisée s'effaçant lorsque une nouvelle ligne enregistrée se visualise sur l'extrémité opposée de l'écran,eet effacement se combinant avec un décalage ligne par ligne de l'image sur ltecran. L'invention a également pour but de fournir un moyen de visualisation adapté à un système de cartographie marine utilisant des sonars à vision latéral De ce fait, l'invention est notamment applicable à un système de cartographie comportant deux poissons remorques portant chacun un sonar latéral et transmettant leurs informations après multiplexage à un navire porteur doté de moyens de visualisation. L'invention a donc pour objet un procédé de visualisation d'informations fournies par un système de deux sonars lateraux au moyen d'un circuit de traitement des informations d'un tube vidéo, tel que - on numérise les informations reçues de chacun des sonars, - on enregistre ligne par ligne les informations numérisées au moyen d'au moins une mémoire - on lit la mémoire et on visualise sur l'écran vidéo successivement chaque ligne lue, chaque nouvelle ligne visualisée entràînant le décalage de la ligne précédemment lue et l'effacement de la première ligne lue non encore effacée. L'invention a également pour objet un dispositif de visualisation d'information sonar pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, dispositif comportant un tube vidéo et un circuit de traitement des informations sonar caractérisé en ce que le circuit de traitement des informations comporte en combinaison - un convertisseur digital analogique - au moins un moyen de stockage des informations sonar. numérisées, - un moyen de gestion de l'adressage des informations dans la mémoire, - un moyen pour faire défiler l'image sur l'écran de visuali sation. Selon l'invention, le moyen de stockage des informations comporte deux mémoires-tampode de stockage des informations numérisées,une de ces memoires-tamponSetant utilisée en fonction vidage vers une mémoire centrale pendant que l'autre mémoire-tampon est utilisée en fonction enregistrement. Quant à la mémoire centrale,elle comporte deux registres, chacun de ces registres recevant les informations d'un des sonars latéraux. Un moyen de gestion de l'adressage des points mémoires permet d'organiser l'image visualisée formée de lignes, chaque ligne comprenant deux cents points mémoires qui sont tous repérés par une adressevoie représentant leur position dans li ligne. D'autre particularités de ce moyen de gestion de l'adressa ge Seront explicités plus loin. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque ligne visualise représente la moyenne cinq récurences sonar. peut Le dispositif selon l'invention/comporteregalement en sortie du tube vidéo un démodulateur qui permet d'enregistrer également sur bandes papier ou sur film les informations précédemment visualisées sur ltecran. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront mieux du complément de description qui va suivre dans lequel l'invention est explicitée dans un mode de réalisation non limitatif en regard des schémas annexés lesquels représentent - la figure 1,un schéma synoptique d'ensemble de l'inventions - la figure 2,une représentation schématique de l'occupation mémoiredelimage visualisée sur laquelle sont indiquées les adressesdes différentes lignes caractéristiques; - la figure 3, un schéma du mode d'acquisition des deux voies et de la formation d'une ligne visualisée sur le tube vidéo. Ainsi que le représente la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend circuit de traitement des informations sonar qui comporte un convertisseur analoqle-digital I qui reçoit les informations provenant des deux sonars latéraux portés par des poissons remorqués au moyen d'un câble électroporteur. Le circuit de traitement des informations comprend également un moyen de stockage 3,4 des informations numérisées dont l'organisation est régie par un moyen de gestion 5, 6, 7, 8 de l'adressage des informations dans la mémoire, cette gestion d'adressage ayant pour but final de permettre après conversion digitaleanalogique au moyen du CDA 9 de mettre en place une image vidéo qui défilera de façon glissante du bas en haut de l'écran. Selon l'invention, le moyen de stockage des informations comprend une mémoire centrale 4 qui se compose de deux blocs recevant l'un des échantillons pairs, l'autre les échantillons impairs. Ces informations leur parviennent au moyen de deux mémoires-tampon,3 dont l'une est utilisée en fonction enregistrement simultanément à l'utilisation de l'autre en fonction vidage vers la mémoire centrale 4. Cet ensemble mémoire permet la réception des signaux détectés et régulés des deux chaines de réception sonar pour assurer le codage digital des signaux de réception à 4 bits au moyen dU CAD 1 et leur mise en menmoi- re à raison de 200 points par ligne et par sonar, soit 400 points par récurrence. La visualisation s'effectue sur un tube cathodique à raison de 200 lignes par image, image dont la ligne médiane verticale représente l'instant d'émission. Les images sont constituées par la juxtaposition ligne à ligne des informations reçues à chaque récurrence par les sonars latéraux babord et tribord. L'information totale présentée sur le tube cathodique est suivant la portée affichée des sonars de 25 x 50 m ou de 50 x 100 m, 25 et 50 m représentant la distance parcourue par le véhicule pendant le temps de constitution d'une image (12 s en portée 25 m et 25 s en portée 50 m) tandis que les 50 et 100 m cités ensuite représentent la somme des zones explorées par les sonars latéraux babord et tribord. Une telle organisation nécessite pour obtenir cette image de 200 lignes de 400 points de 4 bits,une capacité totale de 320 000 bits. Une ligne de visualisation comprend pour les deux voies sonars 200 points mémoires de 8 bits (400 points de 4 bits), chaque point étant repéré par une adresse voie (AV) représentant sa position dans la ligne. L'adresse de la première ligne visualisée ALD (voir figure 2) varie en fonction des émissions du sonar. La nouvelle ligne obtenue du sonar est écrite en mémoire à une adresse ALE telle que ALE = ALD - 1 . Pour assurer le glissement de l'image, on effectue un bouclage sur les adresses lignes tel que AID = AID - 1 > ce qui assure automatiquement le glissement d'une position pour toutes les lignes, la première ligne présentée correspondant bien à la dernière emission sonar. Une image occupe donc en mémoire les lignes de AID à AID + 200 - Lorsque la limite physique de la mémoire (représentée par une adresse ALF) est atteinte, il convient d'effectuer une rupture, donc pour ALD + 1 = ALF s de telle façon que le reste de l'image se trouve au début physique de la mémoire, soit à partir de AID + 1 - ALF (figure 2). En outre quand AID devient égal à zéro, il faut assurer l'écriture AIE = ALF de façon à tenir compte de l'autre limite physique de la mémoire. Quand AtD = O, la fin d'écriture suivante entraînera le bouclage AID = ALF. Ainsi que le montre la figure 2, une image complète n'utilise pas l'ensemble de la mémoire mais laisse une zone inoccupée de 4 lignes, ceci étant du à la structure de la mémoire organisée en 10 cartes de 8 192 mots pour obtenir 40 000 mots de8bits, la limite physique de la xmoire etant alors ALF = 204. L'utilisation de la mémoire telle que précédemment décrite est permise par l'emploi d'un moyen de gestion de l'adressage 6 qui assure le calcul des adresses lignes lecture pour obtenir le défilement de l'image et d'un moyen de calcul adresse 5 qui assure, outre l'élaboration des horloges et ordres pour la mémoire, le calcul de l'adresse mémoire pour l'accès à celle-ci Cette structure étant définie, l'écriture d'une ligne de visualisation s'effectue de la façon suivante. Tout d'abord, a lieu l'échan- tillonnage et la conversion analogique-digitaM moyen du CAD 1 sur 8 bits en parallèle sur les deux voies à raison de 1000 points par voie, ce qui représente une vitesse compatible avec les résolutions. du sonar.Puis on effectue une moyenne sur 5 points de 4 bits par l'intermédiaire du moyen de calculemoyenne 2 et on stocke en parallèle les 200 résultats obtenus dans les mémoires-tampon)3 d'une capacité de 800 bits. A la fin de chaque récurrence, on effectue l'écriture du contenu des deux tampons 3 vers la mémoire 4 pendant les retours lignes, moments ou la mémoire n'est pas occupée et ceci de façon à ne pas perturber la visualisation. Au moment de l'écriture, pour chacune des deux voies, les échantillons disponibles en premier sont les échantillons les plus anciens ainsi que le montre la figure 3. La présentation sur une meee ligne des babord zut tribord impose de retourner une des voies cieux voleslpour presenter sur le tube l echantillon le plus recent. A defaut de ce retournement 1l'image représentée sur l'écran ne serait pas la représentation visuelle de l'espace exploré par l'ensemble des deux sonars, vue d'une extrémité babord à une extrémité tribord avec pour centre de ligne le point situé au plan de symétrie des deux sonars.A l'inverse, on obtiendrait par exemple dans la moitié gauche de l'écran la représentation normale de la voie babord, c'est-à-dire l'extrémité babord sur l'extreme gauche de l'écran et dans la moitié droite de l'écran une image renversée où l'extrémité tribord sondée serait vue au milieu de l'écran, l'extrémité droite de celui-ci représentant le point situé sous le sonar tribord. Pour éviter cet inconvénient et obtenir une image continue où le milieu de l'écran représente bien la ligne centrale entre les deux sonars, ou effectue donc un retournement d'une des voies par l'intermediai- re des adresses-voies qui, on le rappelle, repèrent la position des points mémoire dans une ligne. La lecture est effectuée entre les adresses voies de 1 à 200 soit de 1 à 100 pour la première voie sonar et de 101 à 200 pour la seconde voie (figure 3). L'écriture se fait alors pour les adresses décroissantes de 100 à 1 pour la première voie et de 101 à 200 pour la second voie ce qui permet bien le retournement d'une des voies par rapport à l'autre. Compte tenu des caractéristiques de visualisation indiquées plus haut, le système assure la présentation de 100 lignes en 20 ms, soit une durée-ligne de 200 FS maximum. Pour une durée ligne de 120 eS et un retour de 40 rS , la durée de presentation d'un point est de l'ordre de 350 ns . La fréquence d'accès à la mémoire est donc de 2,86 MHZ, ce qui dépasse les vitesses admissiblefipar les mémoires utilisées et conduit à la lecture et a l'écriture simultanée de deux échantillons et donc à un temps d'accès à la mémoire de 700 nS alors Compatibleavec le type de mémoire utilisée. De ce fait, la présentation simultanée des images babord et tribord nécessite une compression de temps d'ordre 2 entre l'écriture et la lecture et impose donc un multiplexage des échantillons par deuxlce qui oblige à donner à la mémoire une structure en deux blocs distincts, l'un pour les échantillons pairs, l'autre pour les échantillons impairs. Le retournement effectué sur les adresses doit donc être accompagne d'un croi sement des deux blocs de façon à éviter que sur la voie retournée, les échantillons soient croisés deux à deux.En effet la structure des blocs A et B représentée ci-dessous' 199, 197 ..... 3, 1,- 1, 3 .... 197, 199 Bloc A 200, 198, 4, 2, 2, 4 198, 200 Bloc B aurait, sans croisement des blocs, pour conséquence de présenter sur le tube vidéo, les échantillons rangés dans l'ordre ci-dessous: 199, 200, 197, 198, .... 3, 4, 2, 1, 1, 2, 3, ... 198, 199, 200 ce qui montrerait une voie déformée. Le croisement des deux blocs, effectué au moyen des adressesvoies de la façon suivante 200, 198, ..... 4, 2, 1, 3, 197, 199 199, 197 ..... 3, 1, 2, 4, 198, 200 rétablit l'image normale sur la voie retournée selon la présentation suivan te 200, 199, 198,... 3, 2? 1, 1, 2, 3 ..... 197, 198, 199,200 Toutes les opérations sur la channe d'écriture et notamment les opérations de retournement et de croisement des blocs sont rendus possibles par les moyens de synchro lecture 7 et de synchro écriture 8 ainsi que par les mé moires-tampona;;3 qui permettent le stockage intermédiaire des échantillons après acquisition et avant écriture ainsi que la mise en parallele de deux échantillons. Les moyens de synchro lecture 7 ont pour fonction d'assurer les signaux de lecture mémoire et les horloges de conversion digital - analogique 11 ainsi que l'élaboration des signaux de synchronisation pour la formation du balayage. Les moyens 8 de synchro écriture assurent le séquencement de la prise en compte des échantillons sonar, de la moyenne réalisée sur 5 points du stockage avant écriture mémoire 12, ainsi que de l'écriture en mémoire des échantillons 13, les références 10 à 13 représentant les liaisons fonctionnelle5entre les divers moyens de calcul et de gestion précités. Après mise en fonne des informations selon le mode décrit ci-dessus, celles-ci sont comterties en valeurs analogiques par le CDA 9 dont la sortie est connectée à l'écran vidéo de visualisation. Tel que décrit, le système permet à tout moment d'effectuer un arret sur image, celle-ci présentant alors une même portion de terrain, ce qui autorise des études détaillées de telle ou telle partie du fond marin sondé. Toutefois cette commande d'arrêt sur image a pour effet d'inhiber les écritures, ce qui stoppe le défilement de l'adresse de début d'image et a pour conséquence la perte d'image visualisée sur le trajet parcouru par le poisson portant les sonars pendant le laps de temps passe entre la commande d'arrêt sur image et son redémarrage. Neanmoins, cette information non visualisée n'est pas perdue puisque selon l'invention, le dispositif comporte deux moyens d'enregistrement distincts l'un sur bande magnétique 14 pour les informations prises à l';ntrée du CAD 1 et l'autre sur film photographique 15 pour les informations prises en sortie de CAD 1. Un tel dispositif présente de nombreux avantages. Parmi ceux-ci on peut citer le fait de présenter une image représentant rigoureusement le chemin parcouru par les véhicules portant les sonars. Ceci permet d'effectuer facilement des relevés de cartographie par passages successifs en quadrillant des bandes continues et en ayant immédiatement à sa disposition une carte précise des fonds par simple juxtaposition des films ou des bandes papiers enregistrées à chaque passage. Un autre avantage réside dans le fait de disposer d'une image complète et continue des deux zones explorées par les sonars babord tribord. Un avantage supplémentaire du système vient de ce qu'il permet lavisualisationsur tube cathodique non remanent permettant ainsi de disposer d'une image à luminosité constantelà l'inverse de ce que l'on obtenait selon l'état de la technique au moyen de tubes rémanents. Le dispositif selon l'invention trouve donC tout naturellement son application dans les études de cartographie marine de haute définition. REVENDICATIONS I - Procédé de visualisation d'informations fournies par un système de deux sonars latéraux au moyen d'un circuit de traitement des informations et d'un tube vidéo, caractérisé en ce que - on numérise les informations reçues de chacun des sonars, - on enregistre ligne par ligne les informations numérisées au moyen d'au moins une mémoire, - on lit la mémoire et on visualise sur l'écran vidéo successrTcment ctlaque ligne lue, chaque nouvelle ligne visualisée entrai- nant le décalage de la ligne précédesment lue et l'cS-facement de la premier ligne lue non encore effacée 2 - Dispositif de visualisation d'informations sonar pour la mise en oewre du procédé selon la revendication 1, dispositif comportant un tube vidéo et un circuit de traitement des informations sonar, caractérisé en ce que le circuit de traitement des informations comporte en combinaison:: - un convertisseur digital-analogique, - au moins un moyen de stockage des informations sonar numériséesi - un moyen de gestion de l'adressage des informations dans la mémoire, pour faire défiler l'image sur l'écran de visualisation 3 - Dispositif de visualisation selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de stockage des informations comporte deux mémoires-tampons de stockage des informations numérisées, une de ces mémoirestampon5 étant utilisée en fonction vidage vers une mémoire centrale pendant que l'autre mémoire-tampon est utilisée en fonction enregistrement. 4 - Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la mémoire centrale comporte deux blocs, chacun de ces blocs recevant l'un, des échantillons pairs et l'autre les échantillons impairs. 5 - Dispositif de visualisation selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de stockage comprennent un moyen de gestion de l'adressage des points mémoires à l'interieur dudit moyen de stockage. 6 - Dispositif de visualisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que une ligne de visualisation comprend 200 points mémoires, chaque point mémoire étant repéré par une adresse-voie représentant sa position dans la ligne, chaque ligne représentant simultanément des informations provenant des sonars babord et tribord. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque ligne est tep6Xe en mémoire par une adresse-ligne, la première ligne visualisée étant écrite à une adresse ligne ALD et chaque nouvelle ligne étant écrite de façon récurrente à une adresse ALE telle que ALE = ALD - 1. 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le défilement des lignes visualisées est effectué par bouclage des adresse-lignes tel que ALD = AID-1. 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que lors de l'écriture de chaque ligne en mémoire centrale, l'écriture de la seconde voie est effectuée par retournement des informations par rapport à celles du premier registre. 10 - Dispositif selon la revendication 9/caractérisé en ce que les blocs de la mémoire subissent une opération de croisement pour éviter l'entremèlement des échantillons pairs et impairs de la voie retournée sur la ligne visualisée. 11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 ,caractérisé en ce que le moyen de gestion de l'adressage mémoire effectue une rupture d'adressage pour une valeur d'adresse ALF représentant la limite physique de la memoire. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que le circuit de traitement de l'information comporte un moyen de calcul de la valeur moyenne de cinq informations reçues du convertisseur digital analogique pour la transmettre à chaque mémoire.-tam- pon. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 12 caractérisé en ce qu il comporte un moyen d'enregistrement sur bandes magnétiques des informations disponibles à l'entrée du système en amont du convertisseur analogique-digital. 14 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 13 caractérisé en ce qutil comporte un moyen d'enregistrement sur film photographique des informations disponible en sortie du convertisseur analo gique digital.