Brevet FR2883382A1 — publié le 20060922

Le secteur technique de la présente invention est celui des dispositifs et procédés de détection, de localisation et de visualisation d'un événement ou d'un objet. La détection d'une cible tel un événement ou un objet est nécessaire aussi bien dans le domaine militaire (agression, tir de missile, véhicules ennemis) que dans le domaine civil (surveillance des incendies, d'éruptions volcaniques,...). On connaît actuellement différents moyens de détection d'une cible: la détection par capteurs et la surveillance humaine. La détection par capteur permet de surveiller un événement précis, par exemple une émission de chaleur, un faisceau laser, ou encore une secousse sismique. Malheureusement de tels capteurs ne déterminent pas la position exacte de l'événement mais la direction (ou azimut) dans laquelle il se situe par rapport au capteur. De plus, cette direction n'est pas toujours définie avec précision, selon la nature de l'événement ou son environnement et on définit un demi-cône représentant la zone d'incertitude où se trouve l'événement. La surveillance humaine consiste à faire surveiller par un opérateur, à l'aide de moyens d'observation (jumelles, caméras vidéo,...), l'éventuelle apparition d'un événement. Une telle méthode, bien qu'efficace pour déterminer la position exacte de l'événement, est également éprouvante pour les opérateurs et nécessite la présence de plusieurs opérateurs se relayant régulièrement. De plus, lors d'un événement ponctuel, une fois ce dernier détecté, il est parfois trop tard pour le situer car il n'est plus visible. Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif permettant de détecter et de visualiser rapidement et précisément la localisation d'un événement ou d'un objet. L'invention a donc pour objet un procédé de localisation et de perception d'un événement ou d'un objet, caractérisé en ce qu'on détermine une zone d'incertitude dans laquelle se trouve l'événement ou objet détecté au moyen d'au moins un capteur, puis on associe à cette zone des moyens de capture d'images, telles des caméras vidéos, susceptibles d'avoir enregistré une information située dans ladite zone. Selon une caractéristique de l'invention, on enregistre les images capturées par les moyens de capture d'images à l'aide d'un moyen d'enregistrement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les capteurs et moyens de capture d'images sont synchronisés et en ce que chaque événement de détection est daté afin de lui associer les images enregistrées simultanément ou précédemment à la détection par les caméras concernées par la zone d'incertitude. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on affecte un correctif At entre la date de détection de l'événement et la date des images associées à l'événement en fonction de la nature de l'événement ou de l'objet détecté. Selon une autre caractéristique de l'invention, on détermine le déplacement de l'événement ou objet détecté et/ou le déplacement des moyens de capture d'images à l'aide de capteurs de déplacement, afin d'associer en temps réel à la zone d'incertitude tous les moyens de capture d'images susceptibles de capturer une ou plusieurs images situées dans ladite zone. L'invention concerne également un dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet comportant au moins un capteur susceptible de déterminer une zone d'incertitude dans lequel se trouve l'événement ou l'objet détecté, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen de capture d'images, au moins un moyen d'enregistrement des images produites par le ou les moyen de capture d'images et un moyen de synchronisation du capteur et du moyen de capture d'images et/ou du moyen d'enregistrement. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un moyen de fusion de données permettant d'associer à un événement détecté une zone d'incertitude dans laquelle se situe l'événement ainsi que des images produites par au moins un moyen de capture d'images. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des capteurs de déplacement de la zone d'incertitude permettant de mesurer en temps réel le déplacement de la zone d'incertitude et d'associer en permanence à un événement détecté une zone d'incertitude ainsi que des images produites par au moins une caméra vidéo. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte des capteurs de déplacement ou de position des caméras, ou de la plate- forme supportant ces caméras, afin de connaître en temps réel l'orientation de chaque caméra et d'associer en permanence à un événement détecté une zone d'incertitude ainsi que des images produites par au moins une caméra vidéo. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte une interface homme/machine permettant à un opérateur de visualiser simultanément toutes les données relatives à un événement détecté et à agir sur ces données. Un tout premier avantage du dispositif selon l'invention réside le fait qu'il permet d'obtenir rapidement et automatiquement un ensemble de données relatives à un événement détecté. Un autre avantage réside dans le fait qu'il nécessite un nombre d'opérateurs réduit. Un autre avantage réside dans le fait que les opérateurs affectés à la surveillance d'événement n'ont plus à exercer une surveillance continue du terrain mais uniquement à valider les informations relevées par le dispositif. Un autre avantage réside dans le fait que l'opérateur peut visualiser des événements passés. Un autre avantage réside dans le fait que l'opérateur peut choisir les éléments visualisés et régler les paramètres de visualisation. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement l'environnement de fonctionnement de l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique du principe de l'invention, et - les figures 3 et 4 illustrent des exemples d'application de l'invention. La figure 1 illustre l'environnement de fonctionnement de l'invention. Lorsqu'un événement E est détecté par un capteur 2, ce dernier ne peut situer précisément la localisation de l'événement, mais indique une direction A, ainsi qu'un angle solide a d'incertitude. Dans l'espace, l'angle d'incertitude est un fait une zone d'incertitude globalement conique. Par la suite, dans la description et lorsqu'on parlera de zone, on comprendra l'angle solide, c'est à dire un volume délimité dans l'espace par un cône. La direction A est définie dans un repère lié au capteur par ses angles de site et de gisement qui sont connus de l'électronique de traitement car ils sont ceux donnés lors de l'orientation du capteur. L'angle solide, ou zone d'incertitude, est une caractéristique de construction du capteur. La direction A et l'angle solide a d'incertitude définissent une zone d'incertitude Z (ou demi-cône d'incertitude) dans laquelle se situe l'événement. Pour connaître précisément la localisation de l'événement, il faut qu'un ou plusieurs opérateurs scrutent les images filmées par des caméras vidéos 3, des capteurs LCD, un appareil photographique prenant des photos à intervalles réguliers, ou tout autre moyen de capture d'images. Cependant ces moyens de capture d'images peuvent être nombreux et il n'est pas évident pour l'opérateur de savoir quelle caméra est dirigée vers l'événement détecté. Un des problèmes techniques que se propose de résoudre l'invention est justement celui d'associer le champ C d'une caméra 3 avec la zone Z où se situe l'événement. Les caméras 3 peuvent être supportées par une même plate-forme (par exemple un bâtiment ou un véhicule) ou par différentes plates-formes (plusieurs véhicules, bâtiment + satellite, etc.). Dans cet exemple, les champs Ca et Cc des caméras 3a et 3c couvrent partiellement la zone Z où a été détecté l'événement E. La figure 2 illustre le principe de l'invention. L'invention est réalisée par un dispositif 1 comportant des capteurs 2 susceptibles de déterminer une zone d'incertitude dans lequel se trouve l'événement ou l'objet détecté, plusieurs moyens 3 d'acquisition d'images, par exemple une caméra vidéo, une caméra infra-rouge, et un moyen d'enregistrement 5 des images produites par le ou les moyens 3 d'acquisition d'images. Un moyen de synchronisation 4 permet de synchroniser les capteurs 2 et les moyens 3 d'acquisition d'images, c'est à dire d'associer à chaque détection d'un capteur 2 et à chaque image provenant d'un moyen3, une date permettant de situer chronologiquement les détections et les images. On pourra également réaliser l'invention en reliant directement chaque capteur 2 et chaque moyens 3 d'acquisition d'images à un moyen d'enregistrement 5 individuel. Le moyen de synchronisation 4 permet également de dater les images enregistrées ainsi que les événements relevés par le capteur 2. Les capteurs 2 et le moyen d'enregistrement 5 sont reliés à un calculateur 6. Ainsi, lorsqu'un événement ou un objet est détecté, le capteur 2 transmet au calculateur 6 les informations relatives au type d'événement, à la direction A, ou la zone d'incertitude où se situe cet événement et l'heure à laquelle l'événement a été capté. Par ailleurs, le calculateur 6 connaît les directions A des capteurs 2 (angles de site et de gisement dans un repère par exemple lié à un véhicule portant le capteur) ainsi que les directions d'observation des différentes caméras 3 dans ce même repère. Il est donc capable de déterminer par calcul quelles sont la ou les caméras permettant d'observer la zone Z d'incertitude. Le calculateur 6 associe à l'événement détecté le signal relevé par le capteur 2 (par exemple un son, un faisceau laser, un spectre IR, un signal radar), les images situées totalement ou partiellement dans la zone d'incertitude et réalisées à l'instant à laquelle l'événement a été détecté. Le calculateur 6 permet ainsi de réaliser la fusion de l'ensemble des données relatives à un événement relevé. Une interface homme/machine 7 (par exemple un écran vidéo, une souris et un clavier, un écran tactile) permet à l'opérateur de visualiser simultanément toutes les données relatives à l'événement capté. L'interface homme/machine 7 permet également à l'opérateur de modifier les données prises en compte par le calculateur, d'effectuer un zoom ou un recentrage des images, de diffuser en boucle la vidéo de l'événement, de sélectionner un filtre afin d'affiner les données relevées, ou tout autre opération sur les données stockées. Un mode préférentiel de présentation des données consiste à afficher une mosaïque de toutes les images (fixes ou séquences vidéo) relatives à l'événement, d'une représentation de l'origine et du type de signal capté, ainsi qu'une barre de commande permettant d'agir simplement et rapidement sur les données présentées. Dans une variante de réalisation de l'invention, et en fonction de l'événement capté, on pourra affecter un correctif At entre la date (ou heure) de détection de l'événement et la date (ou heure) prise en compte pour la visualisation de l'image associée à l'événement. Ainsi, si par exemple dans le cas de la surveillance d'un tir de projectile, on détecte une fumée à un instant t, on peut considérer que le projectile a été tiré quelques secondes (x secondes) avant la détection de la fumée, les images associées à l'événement seront alors celles prises à l'instant t-x. Le correctif At sera fonction de l'événement détecté et du type de capteur. Pour un détecteur du type détecteur laser, At sera très faible (par exemple quelques ms), alors que pour un capteur sismique ou sonore, At sera plus important (par exemple plusieurs secondes). Le correctif At pourra évidemment être ajustable par l'opérateur au moyen de l'interface homme/machine 7. La figure 3 illustre un exemple d'application de l'invention. Dans cet exemple, un projectile a été détecté par un capteur (non représenté sur cette figure). Le projectile se situe dans une zone d'incertitude Z liée au capteur 9 et se déplace. Le déplacement du projectile est mesuré au moyen de capteurs de déplacement 9 du projectile (par exemple un moyen radar). Le calculateur connaît donc à tout instant la direction A et la zone d'incertitude Z dans laquelle se trouve le projectile. Connaissant par ailleurs les orientations des différentes caméras 3, 3', il est capable de déterminer à tout instant quelle est la caméra permettant d'observer la zone d'incertitude Z. Ainsi au moment t où le projectile est détecté, le champ C de la caméra 3 couvre la zone Z(t), alors que quelques instants plus tard, au moment t', la zone d'incertitude s'est déplacée et n'est plus dans le champ C de la caméra 3, mais dans le champ C' d'une caméra 3'. Le dispositif de localisation 1 selon l'invention affecte alors au projectile détecté la zone Z(t') et l'ensemble des caméras dont le champ couvre partiellement ou totalement la zone Z(t'). C'est donc la caméra 3' qui est alors associée au projectile situé dans la zone Z(t'). Ce mode de réalisation est plus particulièrement adapté à la surveillance de menaces à partir d'un véhicule. Les calculs d'orientation des différentes directions pourront être faits aussi bien pour un véhicule fixe que pour un véhicule en mouvement et dans lequel les directions A des capteurs et les directions des caméras évoluent par rapport à la position du projectile mais sont à chaque instant connus et maîtrisés. La figure 4 illustre un autre exemple d'application de l'invention. Dans cet exemple, un événement fixe a été détecté par un capteur 2 et se situe dans une zone d'incertitude Z. Les caméras 3a et 3b sont fixées sur une plate-forme mobile 10 (ici un satellite) qui se déplace. Ainsi au moment t où l'événement est détecté, le champ Cb de la caméra 3b couvre la zone Z, alors que quelques instants plus tard, au moment t', la plateforme 10 s'est déplacée et la zone d'incertitude Z n'est plus dans le champ Cb de la caméra 3b, mais dans le champ Ca d'une caméra 3a. C'est donc la caméra 3a qui est alors associée à l'événement situé dans la zone Z. Le déplacement de la plate-forme 10 est mesuré au moyen de capteurs de déplacement ou de position, par exemple un système GPS. On pourra aussi, dans le cas de caméras mobiles par rapport à la plateforme 10, disposer des capteurs individuels de déplacement pour chaque caméra. L'information recherchée étant la position relative de l'événement par rapport au champ couvert par chaque caméra, on prendra en compte de manière conjointe le déplacement de la cible (événement ou objet), le déplacement de la plate-forme ainsi que le déplacement de chaque caméra. L'utilisation d'un satellite comme plate-forme mobile a été donnée à titre illustratif, on pourra également disposer les caméras ou capteurs sur d'autres types de plates-formes mobiles, par exemple un véhicule blindé, un avion, un bateau,... REVENDICATIONS 1. Procédé de localisation et de perception d'un événement ou d'un objet, caractérisé en ce qu'on détermine une zone d'incertitude (Z) dans laquelle se trouve l'événement ou objet détecté au moyen d'au moins un capteur (2), puis on associe à cette zone des moyens de capture d'images, telles des caméras vidéos (3), susceptibles d'avoir enregistré une information située dans ladite zone (Z). 2. Procédé de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on enregistre les images capturées par les moyens de capture d'images (3) à l'aide d'un moyen d'enregistrement (5). 3. Procédé de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 2, caractérisé en ce que les capteurs (2) et moyens de capture d'images (3) sont synchronisés et en ce que chaque événement de détection est daté afin de lui associer les images enregistrées simultanément ou précédemment à la détection par les caméras (3) concernées par la zone d'incertitude (Z). 4. Procédé de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on affecte un correctif At entre la date de détection de l'événement et la date des images associées à l'événement en fonction de la nature de l'événement ou de l'objet détecté. 5. Procédé de localisation d'un événement ou d'un objet selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on détermine le déplacement de l'événement ou objet détecté et/ou le déplacement des moyens de capture d'images (3) à l'aide de capteurs de déplacement, afin d'associer en temps réel à la zone d'incertitude (Z) tous les moyens de capture d'images (3) susceptibles de capturer une ou plusieurs images situées dans ladite zone (Z). 6. Dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet comportant au moins un capteur (2) susceptible de déterminer une zone d'incertitude dans lequel se trouve l'événement ou l'objet détecté, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen de capture d'images (3) , au moins un moyen d'enregistrement (5) des images produites par le ou les moyen de capture d'images (3) et un moyen de synchronisation (4) du capteur (2) et du moyen de capture d'images (3) et/ou du moyen d'enregistrement (5). 7. Dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (6) de fusion de données permettant d'associer à un événement (E) détecté une zone d'incertitude (Z) dans laquelle se situe l'événement (E) ainsi que des images produites par au moins un moyen de capture d'images (3). 8. Dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de déplacement de la zone d'incertitude (Z) permettant de mesurer en temps réel le déplacement de la zone d'incertitude et d'associer en permanence à un événement détecté une zone d'incertitude (Z) ainsi que des images produites par au moins une caméra vidéo (3). 9. Dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des capteurs de déplacement ou de position des caméras (3), ou de la plate-forme (10) supportant ces caméras, afin de connaître en temps réel l'orientation de chaque caméra (3) et d'associer en permanence à un événement détecté une zone d'incertitude (Z) ainsi que des images produites par au moins une caméra vidéo (3). 10. Dispositif de localisation d'un événement ou d'un objet selon la revendication 6 à 9 caractérisé en ce qu'il comporte une interface homme/machine (7) permettant à un opérateur de visualiser simultanément toutes les données relatives à un événement détecté et à agir sur ces données.