Brevet FR2857203A1 — publié le 20050107

SYSTEME DE VIDEOVISUALISATION A CAMERA ET POSTE DE COMMANDE MOBILES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un système de vidéovisualisation d'une zone bien définie d'un site donné, comportant au moins une caméra mobile en rotation selon deux axes et maintenue par un ballon porteur relié, au moyen d'une liaison mécanique et électrique, à un poste de commande mobile généralement équipé d'un pupitre de commande, d'une unité de commande contenant notamment les données et les programmes destinés au pilotage de la caméra et d'un moniteur vidéo visualisant les images saisies par ladite caméra. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Les systèmes connus, autonomes et mobiles, destinés à la prise de vues au moyen de postes de commande mobiles, comportent généralement une caméra placée dans le véhicule contenant ledit poste, ou sur le toit de celui-ci. Le poste de commande en question est généralement équipé d'un pupitre de commande, d'une unité de pilotage et d'un moniteur vidéo. Or il se trouve que, dans certaines situations, une vision haute de la zone à visualiser s'avère nécessaire avec en plus un accroissement de la sécurité de la caméra contre des actes de vandalisme visant à la mettre hors d'état de filmer. RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à réaliser un dispositif qui répond aux critères suivants: - vision haute de la zone à visualiser; - protection de la caméra contre les actes de vandalisme; - simplicité, efficacité et rapidité de mise en oeuvre; - transmission des images saisies à un poste d'autorité situé à proximité ou distant. Elle concerne à cet effet un système qui se caractérise essentiellement en ce que l'unité de pilotage comporte un programme conçu pour piloter en rotation la caméra afin que le point d'impact au sol de son axe optique soit en correspondance avec le point préalablement pointé par l'opérateur sur le plan du site à visualiser qui obtient ainsi automatiquement l'image de la partie du site autour dudit point; en ce que ledit programme pilote la caméra en fonction des variations de ses coordonnées spatiales par rapport à celles de son point de départ, qui prennent en compte: - la hauteur (H) de la caméra au sol; - les coordonnées (X,Y) du poste de commande sur le plan; - les valeurs des angles horizontal (RH) et vertical (RV) fournies par les moyens de rotation équipant chaque caméra; - le plan du site préalablement mémorisé dans le poste de commande; en ce que ledit programme comporte un moyen de gyrostabilisation magnétique adapté pour maintenir constant la correspondance entre l'axe optique de prise de vue de la caméra et le plan du site référencé par rapport au nord magnétique, cela afin de compenser toute rotation horizontale; en ce que ledit programme comporte un moyen de gyrostabilisation vidéo, du type suiveur de cible, adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant par rapport à la scène fixe préalablement pointée par l'opérateur afin de compenser les rotations et les oscillations du ballon sur les axes horizontal et vertical ou adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant sur une cible mobile pointée par l'opérateur afin de la suivre automatiquement et d'indiquer sa position mobile sur le plan du site. Le système selon l'invention se caractérise également en ce que la caméra est équipée d'une nacelle constituée d'un double berceau articulé adapté pour la maintenir dans une position bien déterminée quelle que soit l'inclinaison de la liaison par rapport à la verticale. PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins: - la figure 1 est une schéma de la configuration de base des modules constitutifs du dispositif selon l'invention; - la figure 2 est un schéma de ladite configuration pilotée à proximité par un terminal portable de commande radio; - la figure 3 est un schéma de la configuration de la figure 1 pourvue d'une antenne satellite; - la figure 4 est un schéma de la configuration de la figure 3 pourvue d'un émetteur/récepteur radio destiné à communiquer avec un poste secondaire comportant un ballon et une caméra; - la figure 5 est un schéma représentant la position, en 3 dimensions, de la caméra. 35 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 2857203 -3 Le dispositif de vidéovisualisation représenté à la figure 1 comporte au moins une caméra (1) mobile en rotation selon deux axes et maintenue par un ballon porteur (2), plus léger que l'air, relié, au moyen d'une liaison mécanique et électrique (4), à un poste de commande mobile (3) généralement équipé d'un pupitre de commande (6), d'une unité de pilotage (7) contenant notamment les données et les programmes destinés au pilotage de la caméra (1) et d'un moniteur vidéo (8) visualisant les images saisies par ladite caméra. L'unité de pilotage (7) comporte un programme conçu pour piloter en rotation la caméra (1) afin que le point d'impact au sol (IS) de son axe optique soit en correspondance avec le point préalablement pointé par l'opérateur sur le plan du site à visualiser qui obtient ainsi automatiquement l'image de la partie du site autour dudit point. Ledit programme pilote la caméra (1) en fonction des variations de ses coordonnées spatiales par rapport à celles de son point de départ, qui prennent en compte: - la hauteur (H) de la caméra au sol; - les coordonnées (X,Y) du poste de commande sur le plan; - les valeurs des angles horizontal (RH) et vertical (RV) fournies par les moyens de rotation équipant chaque caméra; - le plan du site préalablement mémorisé dans le poste de commande. 20 Ledit programme comporte: - un moyen de gyrostabilisation magnétique adapté pour maintenir constant la correspondance entre l'axe optique de prise de vue de la caméra et le plan du site référencé par rapport au nord magnétique, cela afin de compenser toute rotation horizontale; - un moyen de gyrostabilisation vidéo, du type suiveur de cible, adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant par rapport à la scène fixe préalablement pointée par l'opérateur afin de compenser les rotations et les oscillations du ballon sur les axes horizontal et vertical ou adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant sur une cible mobile pointée par l'opérateur afin de la suivre automatiquement et d'indiquer sa position mobile sur le plan du site. La zone pointée sera analysée en teinte, saturation et contraste afin de déterminer la signature vidéo la plus significative. Le ballon peut être un ballon sphérique, gonflé à l'hélium, dont le diamètre est fonction du poids de l'ensemble caméra (1) et nacelle (5) et du niveau de stabilité requis pour la prise de vue. La compensation de la position en pas moteur des rotations postérieures au calibrage pourra être effectuée dans la caméra. La nacelle pourra également servir de pare-soleil. La caméra (1) est équipée: - d'une nacelle (5) constituée d'un double berceau articulé adapté pour la maintenir dans une position bien déterminée quelle que soit l'inclinaison de la liaison (4) par rapport à la verticale; - d'une boussole électronique adaptée pour détecter et corriger sa rotation horizontale après le calibrage initial. Selon des variantes de réalisation de l'invention, le système peut comporter: - figure 2, un émetteur/récepteur radio (9) associé à un terminal portable de commande radio (10) ; - figure 3, une antenne parabolique mobile (11) destinée à transmettre les images saisies par la caméra (1) à un poste distant; - figure 4, un émetteur/récepteur radio (12) communiquant avec un poste auxiliaire comportant une caméra (1A), une nacelle (5A), un ballon (2A), un module de gestion Visio Codec (13) et un émetteur/ récepteur radio (14) . Le poste de commande peut comporter un module GPS destiné : a) à effectuer l'orientation automatique de l'antenne satellite (11) ; b) à rechercher dans un logiciel de cartographie, la carte du lieu où est déployé le ballon. Le logiciel du module de pilotage (7) peut comporter, en addition, la liaison avec un logiciel de cartographie pour l'extraction, au bon format, de la carte du lieu de déploiement, avec mise à jour de l'échelle pixel nécessaire au calibrage. L'abandon du pas moteur comme unité de pilotage absolu, pourra être effectué au profit d'unités en dixième de degrés, par rapport au nord magnétique afin d'éviter le calibrage de la caméra par visée optique. Pour permettre le positionnement d'une antenne satellite (11), le dispositif peut comporter: - une tourelle sur laquelle est fixée la même boussole électronique que sur la caméra (1) ; - un module adapté pour piloter la caméra (1) en dixième de degrés par rapport au nord magnétique; - un support de sol de tourelle équipé d'un pied ajustable permettant un calage horizontal; - une table indiquant l'orientation en site et azimut de l'antenne afin de pointer le satellite; - un système de géopositionnement de l'antenne via le GPS. Le pointage de l'antenne sur le satellite peut être réalisée comme suit: a) calage horizontal de l'ensemble tourelle/antenne; b) recherche sur la table du satellite du site et de l'azimut de pointage correspondant au positionnement donné par le GPS; c) saisie des valeurs dans une séquence de pilotage de la tourelle; d) validation et positionnement de l'antenne. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 15 représentés pour lesquels on pourra prévoir d'autres variantes, en particulier dans: - le type et le nombre de caméras, de ballons, de nacelles; - la structure des moyens de commande, de pilotage et visualisation; - le type de systèmes de télécommunication radio, Internet, Visio Codec, Visionet; et l'étendre à d'autres applications. REVENDICATIONS 1- Système de vidéovisualisation d'une zone bien définie d'un site donné, comportant au moins une caméra (1) mobile en rotation selon deux axes et maintenue par un ballon porteur (2), plus léger que l'air, relié, au moyen d'une liaison mécanique et électrique (4), à un poste de commande mobile (3) généralement équipé d'un pupitre de commande (6), d'une unité de pilotage (7) contenant notamment les données et les programmes destinés au pilotage de la caméra (1) et d'un moniteur vidéo (8) visualisant les images saisies par ladite caméra; caractérisé en ce que l'unité de pilotage (7) comporte un programme conçu pour piloter en rotation la caméra (1) afin que le point d'impact au sol (IS) de son axe optique soit en correspondance avec le point préalablement pointé par l'opérateur sur le plan du site à visualiser qui obtient ainsi automatiquement l'image de la partie du site autour dudit point; en ce que ledit programme pilote la caméra (1) en fonction des variations de ses coordonnées spatiales par rapport à celles de son point de départ, qui prennent en compte: - la hauteur (H) de la caméra au sol; - les coordonnées (X,Y) du poste de commande sur le plan; - les valeurs des angles horizontal (RH) et vertical (RV) fournies par les moyens de rotation équipant chaque caméra; - le plan du site préalablement mémorisé dans le poste de commande; en ce que ledit programme comporte un moyen de gyrostabilisation magnétique adapté pour maintenir constant la correspondance entre l'axe optique de prise de vue de la caméra et le plan du site référencé par rapport au nord magnétique, cela afin de compenser toute rotation horizontale; en ce que ledit programme comporte un moyen de gyrostabilisation vidéo, du type suiveur de cible, adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant par rapport à la scène fixe préalablement pointée par l'opérateur afin de compenser les rotations et les oscillations du ballon sur les axes horizontal et vertical ou adapté pour maintenir l'axe optique de prise de vue constant sur une cible mobile pointée par l'opérateur afin de la suivre automatiquement et d'indiquer sa position mobile sur le plan du site. 2- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (1) est équipée d'une nacelle (5) constituée d'un double berceau articulé adapté pour la maintenir dans une position bien déterminée quelle que soit l'inclinaison de la liaison (4) par rapport à la verticale. 3- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un émetteur/récepteur radio (9) associé à un terminal de commande radio (10) situé à proximité. 4- Système, selon la revendication 1, caractérisé ce que le poste de commande mobile (3) comporte, en addition, un module GPS destiné à rechercher, dans un logiciel de cartographie, la carte du lieu où est déployé le ballon. 5- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de commande mobile (3) comporte, en addition, une antenne parabolique mobile (11) destinée à transmettre par satellite les images saisies par la caméra (1) à un poste distant. 6- Système, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poste de commande mobile (3) comporte, en addition, un émetteur/récepteur radio (12) communiquant avec un poste auxiliaire comportant une caméra (1A), une nacelle (5A), un ballon (2A), un module de gestion (13), un émetteur/récepteur radio (14) destiné à transmettre les images saisies par la caméra (1) à un poste distant. 7- Système, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poste de commande mobile (3) comporte, en addition, un module GPS destiné à effectuer l'orientation automatique de l'antenne satellite (11) selon la localisation de ladite antenne. 8- Système, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte, pour effectuer le positionnement de l'antenne satellite (11) : - une tourelle sur laquelle est fixée une boussole électronique du même type que celle utilisée sur la caméra (1) ; - un module adapté pour piloter la caméra (1) en dixième de degrés par rapport au nord magnétique; - un support de sol de tourelle équipé d'un pied ajustable permettant un calage horizontal; - une table indiquant l'orientation en site et azimut de l'antenne afin de pointer le satellite; - un système de géopositionnement de l'antenne via le GPS.