Brevet FR2909182A1 — publié le 20080530

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la détection d'un objet apte à rétroréfléchir la lumière. Quoique non exclusivement, elle est particulièrement appropriée à la détection des optiques grossissantes (y compris l'oeil) qui présentent des propriétés de rétroré- flexion en vertu du principe dit "effet oeil de chat". Il est déjà connu, pour détecter un tel objet rétroréfléchissant, d'éclairer ledit objet par des impulsions laser et de former, à travers un filtre accordé sur la longueur d'onde desdites impulsions laser, des images de la scène dans laquelle se trouve ledit objet, pendant et entre les éclai-rements de celui-ci par lesdites impulsions laser. Pour ce faire, il est usuel de mettre en oeuvre des capteurs pourvus de détecteurs matriciels, de type CCD. Ainsi, dans cette technique connue, la détection dudit objet rétro-réfléchissant se fait en comparant une image acquise lors de l'éclairement par une impulsion laser et une image acquise hors d'une telle impulsion, de façon à faire disparaître la scène de fond et à faire apparaître l'écho laser provenant de la rétroréflexion par ledit objet. Cette technique connue présente l'inconvénient d'engendrer des fausses alarmes provenant de variations dans la scène entre les prises des cieux images, même si l'intervalle temporel entre elles est faible. De telles variations peuvent être dues à des mouvements propres à des capteurs, à des mouvements d'objets de la scène, à un effet de scintillement des reflets de soleil, etc ... A fortiori, cette technique antérieure est inutilisable lorsqu'un mouvement relatif important existe entre le capteur et ledit objet à détecter. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient. 2909182 2 A cette fin, selon l'invention, le procédé pour la détection d'un objet apte à rétroréfléchir la lumière, procédé selon lequel : - on éclaire ledit objet par une suite d'impulsions laser ayant une première longueur d'onde ; et 5 - on forme, à travers un premier filtre dont la bande passante est accordée sur ladite première longueur d'onde, des premières images de la scène dans laquelle se trouve ledit objet, pendant les éclairements de celui-ci par lesdites impulsions laser, est remarquable en ce que : 10 en synchronisme avec lesdites premières images et de façon identique à celles-ci, on forme, à travers un second filtre dont la bande passante est accordée sur une seconde longueur d'onde différente de ladite première longueur d'onde, des secondes images de ladite scène, également pendant les éclairements dudit objet par lesdites impulsions laser, de 15 sorte qu'à chaque première image correspond une seconde image simul- tanée ; et on forme des troisièmes images dont chacune d'elles est la différence entre une première image et la seconde image simultanée correspondante. 20 Ainsi, selon l'invention, on obtient des couples d'images de la même scène au même instant et dans deux domaines spectraux différents, de sorte que l'une des images d'un couple (la première) représente ladite scène et l'écho laser sur ledit objet, alors que l'autre image dudit couple (la seconde) ne représente que ladite scène sans ledit écho laser. Il 25 en résulte alors que les effets de mouvement et les effets de scintillement de la lumière sont les mêmes dans les deux images d'un couple et sont éliminés lors de la formation de l'image de différence. De préférence, ladite seconde longueur d'onde, bien que différente de ladite première longueur d'onde, est suffisamment proche de celle-ci 2909182 :3 pour que la rétrodiffusion de la lumière solaire par ladite scène soit au moins approximativement semblable dans une première image et dans la seconde image simultanée correspondante. Une telle propriété permet également d'obtenir des sensibilités semblables pour les premières et se- 5 condes images dans le capteur utilisé pour les former, de préférence du type CCD. En effet, selon un autre aspect de la présente invention, un système pour la détection d'un objet apte à rétroréfléchir la lumière, système comportant : 10 -. un émetteur éclairant ledit objet par une suite d'impulsions laser ayant une première longueur d'onde ; un récepteur disposé au voisinage dudit émetteur et comportant : des premiers moyens de détection de type CCD, regardant la scène dans laquelle se trouve ledit objet à travers un premier filtre dont la 15 bande passante est accordée sur ladite première longueur d'onde ; et des premiers moyens de commande aptes à commander, par lesdits premiers moyens de détection, l'intégration et la lecture de premières images de ladite scène en synchronisme avec les éclairements 20 dudit objet par lesdites impulsions laser, est remarquable en ce que ledit récepteur comporte de plus : des seconds moyens de détection de type CCD, regardant ladite scène dans laquelle se trouve ledit objet à travers un second filtre dont la bande passante est accordée sur une seconde longueur d'onde diffé- 25 rente de ladite première longueur d'onde ; des seconds moyens de commande aptes à commander, par lesdits seconds moyens de détection, l'intégration et la lecture de secondes images de ladite scène, en synchronisme avec les éclairements dudit objet par lesdites impulsions laser et dans les même conditions que celles 2909182 concernant la formation desdites premières images par lesdits premiers moyens de commande ; et - des moyens de traitement pour former les différences entre lesdites pre- mières images et lesdites secondes images simultanées respectives. 5 Lesdits premiers et seconds moyens de détection peuvent être respectivement formés par des détecteurs CCD individuels ou bien par des parties d'un unique détecteur CCD commun. Par ailleurs, lesdits premiers moyens de commande et lesdits seconds moyens de commande peuvent former une unité de commande 10 commune auxdits premiers et seconds moyens de détection. Avantageusement, le système comporte un système optique commun auxdits premiers et auxdits seconds moyens de détection. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques 15 désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre schématiquement un système pour la détection d'un objet apte à rétroréfléchir la lurnière. La figure 2 montre le schéma synoptique du récepteur d'un tel système de détection conforme à la présente invention. 20 La figure 3 montre, en fonction du temps t, des chronogrammes illustrant le fonctionnement dudit système de détection conforme à la pré-sente invention. Le système de détection 1 représenté sur la figure 1 comporte un émetteur laser E et un récepteur R proches l'un de l'autre et même solidai- 25 rets l'un de l'autre. II a pour objet de détecter un objet OP, par exemple un système optique de visée, un oeil, apte à rétroréfléchir la lumière qu'il reçoit. Pour ce faire, le système 1 est dirigé vers l'objet OP et son émetteur E éclaire celui-ci par une suite d'impulsions laser incidentes 2i (voir le 2909182 5 chronogramme A de la figure 3) suivant un trajet lumineux incident 2, et ayant une longueur d'onde I1 prédéterminée. L'objet OP étant rétroréfléchissant pour la lumière, lesdites impulsions laser sont rétroréfléchies en direction du système de détection 1, en 5 suivant un trajet lumineux réfléchi 3. Les impulsions laser ainsi rétroréfléchies et vues par le récepteur R sont désignées par la référence Lr sur le chronogramme B de la figure 3. Bien entendu, si la distance séparant le système de détection 1 de l'objet OP est égale à d, les impulsions laser rétroréfléchies sont retardées d'un délai 'r= 2d/c, expression dans laquelle 1 o c est la vitesse de propagation de la lumière. Comme le montre schématiquement la figure 2, le récepteur R comporte un unique système optique OS, pointé vers l'objet OP et recevant les impulsions laser .er rétroréfléchies selon le trajet 3. Le récepteur R comporte de plus deux dispositifs de détection Dl 15 et D2 identiques en parallèle, de type CCD, disposés dans le plan focal du système optique OS et en liaison avec un bloc électronique de commande et de traitement d'images CT, commun aux deux dispositifs Dl et D2. Ceux-ci peuvent être deux détecteurs CCD individuels ou bien deux parties d'un même détecteur CCD. 20 Le trajet lumineux 3 atteint le dispositif de détection Dl à travers un dispositif séparateur LD, tel qu'une lame séparatrice ou un cube séparateur, et à travers un filtre F1 accordé sur la longueur d'onde X,1 des impulsions laser Qi et .er. De plus, le trajet lumineux 3 atteint le dispositif de détection D2 25 après réflexion sur le dispositif séparateur LD et sur un éventuel miroir M et après traversée d'un filtre F2 accordé sur une longueur d'onde X2, différente de la longueur d'onde Xi . De façon connue, les dispositifs de détection Dl et D2 peuvent comporter une matrice d'éléments photosensibles disposée dans un refroi- 2909182 6 Glisseur. Les filtres F1 et F2 peuvent également être du type refroidi et être logé dans ledit refroidisseur. Comme l'illustrent les chronogrammes C et E de la figure 3, en synchronisme avec l'émission de chaque impulsion laser incidente Li par 5 l'émetteur E, le bloc électronique CT ouvre une fenêtre d'intégration il pour le dispositif de détection D1 et une fenêtre d'intégration i2 pour le dispositif de détection D2. Chaque fenêtre d'intégration i1 et i2 contient totalement l'impulsion laser rétroréfléchie correspondante Lr et commence au plus tôt à l'émission de l'impulsion laser incidente Li correspondante 10 (situation représentée sur la figure 3). Cependant le début des fenêtres d'intégration i1 et i2 peut être temporellement situé entre l'instant de l'émission de l'impulsion laser incidente Li correspondante et cet instant augmenté du délai T mentionné ci-dessus. De plus, les temps d'ouverture des fenêtres d'intégration il et i2 (quelques dizaines de microsecondes) 15 sont identiques. La lecture des dispositifs de détection D1 et D2 par le bloc électronique CT, après fermeture de chaque fenêtre d'intégration i1 et i2, permet d'obtenir des images I1 et I2, respectivement (voir les chrono-grammes D et F de la figure 3). 20 On comprendra aisément que les images I1 et I2, associées à une rnême impulsion laser rétroréfléchie Lr, sont identiques sauf en ce qui concerne la présence de l'objet 0E. En effet, l'image I1, réalisée à la longueur d'onde 2,,I, comporte non seulement la scène dans laquelle se trouve l'objet OP, mais encore ce dernier éclairé par l'impulsion laser inci- 25 dente Li correspondante de longueur d'onde X,1. En revanche, l'image I2 réalisée à la longueur d'onde X2, ne peut voir ledit objet OP éclairé à la longueur d'onde M, de sorte que l'image I2 ne comporte que la scène clans laquelle se trouve ledit objet OP. 2909182 Ainsi, en soustrayant une irnage I2 de l'image I1 associée, on obtient une image de laquelle ladite scène est éliminée, seul subsistant ledit objet OP éclairé. Il est alors aisé de déterminer la position de l'image dudit objet OP dans l'image de différence ainsi obtenue et, par suite, la position 5 dudit objet OP par rapport audit système de détection 1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la détection d'un objet (OP) apte à rétroréfléchir la lumière, procédé selon lequel : -. on éclaire ledit objet par une suite d'impulsions laser (ti) ayant une pre- mière longueur d'onde (Xl) ; et on forme, à travers un premier filtre (F1) dont la bande passante est accordée sur ladite première longueur d'onde QI), des premières images (I1) de la scène dans laquelle se trouve ledit objet (OP), pendant les éclairements de celui-ci par lesdites impulsions laser (ri), caractérisé en ce que : en synchronisme avec lesdites premières images (I1) et de façon identique à celles-ci, on forme, à travers un second filtre (F2) dont la bande passante est accordée sur une seconde longueur d'onde (X2) différente de ladite première longueur d'onde (X1), des secondes images (I2) de ladite scène, également pendant les éclairements dudit objet par lesdites impulsions laser (ri), de sorte qu'à chaque première image (I1) correspond une seconde image (I2) simultanée ; et on forme des troisièmes images dont chacune d'elles est la différence entre une première image (I1) et la seconde image simultanée corres- pondante (I2). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde longueur d'onde (X2) est suffisamment proche de ladite première longueur d'onde 01) pour que la rétrodiffusion de la lumière solaire par ladite scène soit au moins approximative- ment semblable dans une première image (I1) et dans la seconde image simultanée correspondante (I2). 3. Système pour la détection d'un objet (OP) apte à rétroréfléchir la lumière, système comportant : 2909182 9 - un émetteur (E) éclairant ledit objet (OP) par une suite d'impulsions laser (ti) ayant une première longueur d'onde (X1) ; ù un récepteur (R) disposé au voisinage dudit émetteur (e) et comportant : 5 • des premiers moyens de détection (D1) de type CCD, regardant la scène dans laquelle se trouve ledit objet (OP) à travers un premier filtre (F1) dont la bande passante est accordée sur ladite première longueur d'onde (X1) ; et • des premiers moyens de commande (CT) aptes à commander, par lesdits premiers moyens de détection (Dl), l'intégration et la lecture de premières images (I1) de ladite scène en synchronisme avec les éclairements dudit objet par lesdites impulsions laser (ri), caractérisé en ce que ledit récepteur (R) comporte de plus : des seconds moyens de détection (D2) de type CCD, regardant ladite 115 scène dans laquelle se trouve ledit objet (OP) à travers un second filtre (F2) dont la bande passante est accordée sur une seconde longueur d'onde (X2) différente de ladite première longueur d'onde (I1) ; des seconds moyens de commande (CT) aptes à commander, par lesdits seconds moyens de détection (D2), l'intégration et la lecture de se20 condes images (I2) de ladite scène, en synchronisme avec les éclairements dudit objet par lesdites impulsions laser (ri) et dans les même conditions que celles concernant la formation desdites premières images (I1) par lesdits premiers moyens de commande (D1) ; et des moyens de traitement (CT) pour former les différences entre lesdi- 25 tes premières images (I1) et lesdites secondes images (I2) simultanées respectives. 2909182 10 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de détection (Dl) et lesdits seconds moyens de détection (D2) sont respectivement formés par des détecteurs CCD individuels. 5 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de détection (Dl) et lesdits seconds moyens de détection (D2) sont respectivement formés par des parties d'un détecteur CCD commun. 6. Système selon l'une des revendications 3 à 5, 10 caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de commande et lesdits seconds moyens de commande forment une unité de commande (CT) commune auxdits premiers et seconds moyens de détection (Dl, D2). 7. Système selon l'une des revendications 3 à 6, dans lequel ledit récepteur est pourvu d'un système optique (OS) dirigé vers ladite scène, 15 caractérisé en ce que ledit système optique (OS) est commun auxdits premiers et auxdits seconds moyens de détection (Dl, D2).