Brevet FR2842925A1 — publié le 20040130

DISPOSITIF ET PROC D D'ACQUISITION, DE TRANSFERT ET DE STOCKAGE DE DONN ES NUM RIQUES HAUT D BIT La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, aux systèmes d'acquisition d'images embarqués à bord d'objets mobiles volants, ou même roulants, légers ou ultra légers. l'heure actuelle, on souhaite utiliser des appareils automatiques pour capturer des images ou des données, utilisant généralement des appareils aptes à voler et à être télécommandé depuis une station au sol. De tels appareils, appelés généralement des drones, peuvent également être programmés de manière à accomplir de façon autonome leur parcours de vol, à une altitude et une vitesse particulières. Ces drones sont peu coteux comparés à l'utilisation de moyens satellites qui doivent être mis en orbite pour être utilisé. Par ailleurs, ces drones remplissent des fonctions que ne peuvent en aucun cas remplir les satellites, en particulier en raison de la relative faible altitude à laquelle ils évoluent. Les systèmes de l'art antérieur utilisent généralement la transmission par onde radio entre un véhicule mobile et sa base, ce qui a pour conséquence les inconvénients suivants: * une bande passante limitée, a une qualité de transmission variable, * un risque potentiel de piratage des données, * une dépendance du relief, * une homologation radio spécifique au pays ciblé. Les systèmes d'acquisition et de stockage de données actuellement disponibles, consistant essentiellement en des photos aériennes, ne sont accessibles qu'aux sociétés et/ou aux organisations disposant d'importants moyens logistiques et financiers. En effet, des moyens lourds et coteux sont nécessaires pour l'embarquement des équipements d'acquisition et de stockage, notamment des avions ou hélicoptères lourds pour pouvoir embarquer des caméras et des systèmes de stockage en réseaux. L'encombrement et le poids des équipements embarqués ainsi que les technologies utilisées limitent les performances de l'acquisition de données en termes de précision des images capturées, en termes de vitesse et de capacité de stockage, en flexibilité, en réactivité et en autonomie du système. Ainsi, à l'heure actuelle, il existe des systèmes de stockage performants consistant en des équipements fixes, encombrants, gérant une bande passante limitée en lecture et en écriture de données, et dépendant de la fourniture d'énergie au sol. Par ailleurs, ces équipements mobiles sont soit limités en termes de capacité de stockage, soit en termes de vitesse de transfert de données. En outre, ces systèmes sont inaptes à acquérir, transférer et stocker des données à des débits soutenus de plusieurs centaines de Mégaoctet par seconde, voire de plusieurs Gigaoctet par seconde sans faire appel à un stockage intermédiaire rapide à base de mémoire électronique, dite mémoire vive. En conséquence, ces systèmes sont incompatibles avec un usage embarqué, au sol ou en vol, en particulier pour le marché de l'acquisition de données aériennes très haute définition réalisée à partir d'engins volants légers ou ultra légers, motorisés ou non. L'invention a donc pour but de remédier aux inconvénients des systèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en òuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger, tels que par exemple un drone, comprenant une étape de capture de données numériques, une étape d'acquisition et de transfert du flux constitué desdites données numériques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes de: - découpage du susdit flux de données en une pluralité de paquets, - distribution des paquets de données, - enregistrement desdits paquets dans une pluralité de moyens de stockage. Avantageusement, le procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon l'invention comprendra une étape de marquage des susdits paquets de données. Le marquage des données constitue un sousensemble de la méthode d'identification des flux de données distribués sur les unités de stockage. De manière classique, ledit procédé comprendra une étape de démarrage et d'arrêt automatique ou semiautomatique, c'est-à-dire avec ou sans intervention humaine, de la capture de données numériques. Bien entendu, les unités de stockage peuvent rester alimentées jusqu'à extraction des données. De préférence, le procédé selon l'invention comprendra en outre une étape de test de l'intégrité des susdits moyens de stockage, puis une étape de désactivation de ces moyens de stockage. Selon un mode d'exécution de l'invention, le procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger, comprendra en outre une étape ultérieure d'extraction des données numériques enregistrées sur les susdits moyens de stockage. L'invention porte également sur un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment, comportant un boîtier, ou logement, apte à contenir l'ensemble des éléments constituant ledit dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments suivants: - au moins un moyen d'acquisition de données numériques, tels que par exemple une caméra numérique haute définition, - au moins un moyen de stockage de données dit "permanent", couramment dénommé disque dur, associé avec une interface disque, tel que par exemple une interface du type "Serial ATA" ("Advanced Technology Attachment"), utilisant la technologie série, ou "SCSI" ("Small Computer System Interface"); - au moins un moyen de stockage de données dit "temporaire", tels que par exemple DDR SDRam ("Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory") ou RDRam ("Rambus Dynamic Random Access Memory") de 2 à 4 Gigaoctets par seconde, - au moins un moyen de stockage et de distribution d'énergie apte notamment à effectuer une conversion des tensions entrantes, - un réseau filaire apte à assurer la communication et le transfert des susdites données numériques entre les différents éléments constituant ledit dispositif. Avantageusement, le dispositif selon l'invention pourra comprendre des cartes contrôleurs électroniques interfaçant le susdit moyen d'acquisition des données numériques ainsi que des cartes contrôleurs électroniques interfaçant les susdits moyens "permanent" et temporaire" de stockage des données numériques. De préférence, ce dispositif comprendra en outre au moins une carte de gestion de périphériques bas et moyen débit, tels que par exemple un moniteur, un clavier, un déclenchement ou un lecteur de disquette. Selon une possibilité offerte par l'invention, ce dispositif pourra en outre comprendre au moins une carte électronique mère avec mono ou biprocesseurs faible consommation supportant les susdites cartes contrôleurs, la susdite carte de gestion ainsi que les susdits moyens de stockage de données. Grâce à ces particularités, l'invention permet d'offrir un dispositif d'acquisition de données, simple et compact, pour l'embarquement à bord d'engins mobiles légers et constitue une sécurisation optimale dans la méthode de stockage de ces données. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention se présente sous forme modulaire de manière à autoriser l'accroissement aisé des performances. Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente schématiquement les étapes de séquençage, de stockage temporaire, de marquage puis de distribution dans des moyens de stockage permanent du procédé selon l'invention - la figure 2 est une représentation schématique d'un exemple d'architecture du dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon l'invention. Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, le procédé et le dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit est mis en oeuvre dans un petit avion piloté par un pilote, tous les deux non représentés sur les figures. L'avion pourra par exemple être un Ultra Léger Motorisé (ULM) de classe 2 et 3 car l'ensemble du dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit est conçu, grâce à sa compacité et à sa légèreté relative, pour prendre place dans un appareil de ce type. Ainsi, les équipements habituels équipant l'avion comprennent toute l'avionique habituelle, éventuellement le système de pilotage automatique, le système de gestion de la trajectoire et celui des enregistreurs de vol et des paramètres intérieur et extérieur, non visible sur les figures. Les équipements embarqués dans cet avion consistent classiquement en une plate-forme inertielle, un GPS différentiel, un système d'acquisition Infrarouge et radar, de télémétrie laser, des appareils photos par exemple Très Haute Définition (THD), une station ou moyen de stockage et de libération d'énergie électrique, ainsi que le dispositif d'acquisition et stockage d'images. Comme cela est illustré schématiquement sur la figure 2, le dispositif est constitué d'un boîtier 1 ou logement destiné à accueillir l'ensemble des éléments constitutif du dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit. Ce boîtier 1 loge des cartes contrôleurs électroniques 2 interfaçant les périphériques d'acquisition de données, des cartes contrôleurs électroniques 3 interfaçant les moyens de stockage dit "permanent", en l'occurrence des disques de stockage, au moins une carte contrôleur périphérique haut débit 4, par exemple du type "Fire-wire", pour la sauvegarde de données, des cartes de gestion de périphériques bas et moyen débit 5, tels qu'un moniteur, un clavier, un déclenchement ou une disquette, ainsi qu'au moins une carte électronique mère avec mono ou biprocesseurs faible consommation 6 supportant les cartes contrôleurs, les cartes de gestion de périphériques et les mémoires vives. Ce boîtier 1 abrite également au moins un disque de stockage 7, comportant une interface du type "Serial ATA" ("Advanced Technology Attachment") ou "SCSI" ("Small Computer System Interface"), une mémoire électronique de stockage de données 8, dite "temporaire", tels que DDR SDRam ("Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory") ou RDRam ("Rambus Dynamic Random Access Memory") de 2 à 4 Gigaoctets par seconde, un convertisseur de tension ainsi qu'au moins un moyen de stockage et de libération d'énergie électrique 9, et au moins un bus logique. Dans la suite, nous allons traiter et présenter les étapes successives du procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, depuis la mise sous tension des différents équipements jusqu'à leurs arrêts. Ainsi, à la suite de la mise sous tension de ces équipements, il est procédé automatiquement à une séquence de test du dispositif d'acquisition afin de vérifier si ce dernier est en bon état de fonctionnement. Suite à cette vérification, qui a lieu de préférence au sol pour des raisons évidentes d'efficacité, le drone ou l'avion piloté décolle et atteint après quelques instants son altitude de travail souhaitée, le pilote active manuellement la réactivation séquentielle des moyens de stockage dit "permanent" 7, c'est-à-dire ici les disques de stockage, puis enclenche éventuellement une deuxième séquence de test. Bien entendu, ladite réactivation séquentielle ainsi que l'enclenchement de la deuxième séquence de test pourra s'effectuer de manière automatique. L'alimentation des différents équipements du dispositif selon l'invention se fera idéalement par la source d'énergie du mobile, par exemple le moteur électrique ou à essence. Ainsi, le susdit boîtier 1 intègrera un module de conversion 9 de cette source d'énergie du mobile, un module de régulation de tension, et un module de stockage temporaire d'énergie par batterie, transformant le voltage du mobile en tensions continues utilisées par les sous-ensembles électroniques et les périphériques dédiés à cette application. L'opérateur, dans cet exemple le pilote, peut maintenant démarrer la séquence d'acquisition. De la même manière que précédemment, le démarrage de la séquence d'acquisition pourra également s'effectuer de manière automatique, sans nécessiter une intervention d'un opérateur. La capture des images par la ou les caméras, par exemple du type Très Haute Définition (THD) (CDD 4500*4500 & 9000*9000) est suivie du transfert des flux (11) de données, dans l'exemple, numériques jusqu'aux susdites cartes contrôleurs électroniques 2 interfaçant les périphériques d'acquisition de données. Ensuite a lieu l'étape d'acquisition des données puis de découpage 10 du susdit flux 11 en une pluralité de paquets, ou d'éléments. Une fois le découpage 10 effectué, les paquets de données sont distribués sur les cartes contrôleurs 3 interfaçant les moyens de stockage, en l'occurrence les disques de stockage, puis lesdits paquets sont enregistrés dans ces moyens de stockage 7 dit "permanents". Le découpage 10 est optimisé en choisissant un nombre de disques de stockage bien déterminé. Par ailleurs, la taille de chaque séquence issue de ce découpage 10 est optimisée selon le formatage des données entrées, la puissance de traitement disponible, les besoins des cartes contrôleurs, dans l'objectif d'une réduction des consommations électriques et d'une maximisation du débit de transfert de données. Quand la totalité des images à récupérer l'a été ou quand l'on souhaite simplement arrêter le dispositif selon l'invention, on procède tout d'abord à l'arrêt de la capture d'images, tel que par exemple une caméra numérique de type CCD ("Charged Coupled Device"). Un test d'intégrité des moyens de stockage, "permanent" 7 et "temporaire" 8, est alors effectué de manière à vérifier qu'aucun des éléments constituant le dispositif de l'invention n'est endommagé et que par conséquent ils seront prêts à fonctionner parfaitement lors de leur prochaine utilisation. Suite à quoi, lesdits moyens de stockage sont désactivés et le dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit est arrêté. Dans le cas o le vecteur de déplacement est un avion, ce dernier rejoint une piste d'atterrissage afin de se poser. Bien entendu, le procédé selon l'invention comporte une étape ultérieure consistant à extraire les données numériques récupérées par le dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit. Ainsi, une fois le boîtier, ou simplement les moyens de stockage, enlevés ou ôtés du véhicule mobile, en l'occurrence de l'avion, et placés dans des baies d'accueil au sol, non représentées sur les figures, les données sauvegardées sont extraites puis éventuellement traitées. Par ailleurs, les données sauvegardées seront ensuite enregistrées sur un autre moyen de stockage, par exemple un ou plusieurs supports magnétiques, optiques ou magnéto-optiques. Le besoin de conserver l'intégrité physique des disques de stockage est atteint par différentes techniques. Celles-ci peuvent être obtenues par exemple par désactivation des disques de stockage lors du décollage, soit par montage sur suspension amortissante. Le procédé selon l'invention pourra inclure une méthode palliant la défaillance de l'une des unités de stockage. De la même manière, le procédé pourra faire appel aux composants matériels et logiciels optimisant la réduction des consommations électriques, par exemple en gérant le démarrage optimal et séquentiel des disques de stockage dans le but d'amortir les pointes de consommation lors de l'initialisation de l'équipement. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes du dispositif et du procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon l'invention, en particulier concernant son application qui peut par exemple consister en l'une des activités relatives à la cartographie aérienne ou le vecteur transportant ledit dispositif qui peut consister en un drone piloté, semi automatisé ou télécommandé mais également tous véhicules mobiles, sans pour autant sortir du cadre du brevet. Par ailleurs, Le procédé selon l'invention pourra en outre inclure une étape permettant la compression non destructrice du flux de données produit par le capteur qui peut par exemple être de type caméra numérique CCD. REVENDICATIONS 1. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger, tels que par exemple un drone, comprenant une étape de capture de données numériques, une étape de transfert et d'acquisition du flux (11) constitué desdites données numériques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes de: - découpage (10) du susdit flux (11) de données en une pluralité de paquets, - distribution des paquets de données, - enregistrement desdits paquets dans une pluralité de moyens de stockage. 2. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de marquage des susdits paquets de données. 3. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de démarrage et d'arrêt automatique ou semi-automatique, c'est-à-dire avec une intervention humaine, de la capture de données numériques. 4. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon les revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de test de l'intégrité des susdits moyens de stockage, puis une étape de désactivation de ces moyens de stockage. 5. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'extraction des données numériques enregistrées sur les susdits moyens de stockage. 6. Procédé d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape permettant la compression non destructrice du flux de données produit par le capteur qui peut par exemple être de type caméra numérique CCD. 7. Dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger, tels que par exemple un drone, pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications précédentes, comportant un boîtier, ou logement, apte à contenir l'ensemble des éléments constituant ledit dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend les éléments suivants: - au moins un moyen d'acquisition de données numériques, tels que par exemple une caméra numérique haute définition, au moins un moyen de stockage de données dit "permanent", couramment dénommé disque dur, associé avec une interface disque, tel que par exemple une interface du type "Serial ATA" ("Advanced Technology Attachment"), utilisant la technologie série, ou "SCSI" ("Small Computer System Interface"); - au moins un moyen de stockage de données dit "temporaire", tels que par exemple DDR SDRam ("Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory") ou RDRam ("Rambus Dynamic Random Access Memory") de 2 à 4 Gigaoctets par seconde, - au moins un moyen de stockage et de distribution d'énergie apte notamment à effectuer une conversion des tensions entrantes, - un réseau filaire apte à assurer la communication et le transfert des susdites données numériques entre les différents éléments constituant ledit dispositif. 8. Dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en òuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des cartes contrôleurs électroniques interfaçant le susdit moyen d'acquisition des données numériques ainsi que des cartes contrôleurs électroniques interfaçant les susdits moyens "permanent" et temporaire" de stockage des données numériques. 9. Dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une carte de gestion de périphériques bas et moyen débit, tels que par exemple un moniteur, un clavier, un déclenchement ou un lecteur de disquette. 10. Dispositif d'acquisition, de transfert et de stockage de données numériques à haut débit, destiné à être mis en oeuvre avec un véhicule mobile léger ou ultra léger selon les revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une carte électronique mère avec mono ou biprocesseurs faible consommation supportant les susdites cartes contrôleurs, la susdite carte de gestion ainsi que les susdits moyens de stockage de données.