Brevet FR2949890A1 — publié le 20110311

La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant la surveillance semi-automatique par l'image d'une installation. Elle concerne un procédé et un dispositif permettant principalement 10 d'améliorer la sécurité d'un véhicule en fournissant au pilote de ce véhicule des informations pertinentes relatives à la sécurité. Elle a plus particulièrement comme objet de surveiller à l'aide d'au moins une camera produisant au moins une image d'un endroit précis d'un véhicule piloté et de n'avertir le pilote que si, et seulement si, cette image n'est 15 pas conforme à ce qu'elle devrait être. Elle concerne plus particulièrement mais non exclusivement un ensemble de caméras placées sur un aéronef piloté. Elle s'applique notamment aux aéronefs pilotés civils ainsi qu'aux aéronefs militaires comprenant au moins un pilote à bord de l'avion ou un 20 pilote déporté à un endroit différent de l'aéronef surveillé. Elle convient particulièrement bien, également, aux systèmes de surveillance d'ensembles complexes tels que les centrales de production d'énergie comme les centrales nucléaires ou les barrage hydroélectriques ainsi que les usines à risques telles que les usines de produits chimiques ou 25 d'explosifs ainsi que les installations pharmaceutiques et les chaines de production alimentaires. Actuellement l'aviation commerciale est relativement sûre si l'on rapporte le nombre d'accidents aux kilomètres passagers parcourus. 30 Toutefois le nombre d'accidents est encore trop élevé. L'impact médiatique d'un accident grave est considérable et ralenti notablement le développement d'une industrie qui devrait encore se développer dans les années avenir. La détection et la compréhension par le pilote d'un élément n'étant pas dans un état dit � normal � (en fonction de la situation et de l'environnement avion) peuvent prévenir d'un accident grave. En effet nombreux sont les accidents qui découlent d'une incompréhension de la situation réelle par les pilotes dans le court temps imparti et dans une situation de stress. Dans de nombreux cas, une meilleure compréhension rapide de la situation aurait pu éviter le pire. Classiquement les technologies actuelles relatives à la capture d'images et de leur traitement automatique ont fait d'immenses progrès ces dix dernières années. Des caméras sont aujourd'hui embarquées, pour couvrir un besoin bien précis, toutefois ces cameras sont en nombre limité car il est impossible de trouver la place dans le cockpit pour tous les écrans correspondants chacun à une camera. En fait même si la place existait une surveillance traditionnelle comprenant plusieurs écrans et plusieurs caméras associées ne serait pas d'un grand secours car le pilote ne peut surveiller constamment tant d'écrans. L'objectif est de diviser par deux le nombre d'accidents graves 20 provenant d'une mauvaise compréhension de la situation réelle et de sa gravité. Le système de surveillance semi automatique proposé dans cettedite invention peut également être utilisé pour améliorer la précision de pilotage et/ou améliorer les procédures de vérification avant vol ou de 25 maintenance et contribuer à une amélioration de la sécurité, ainsi qu'à une diminution du coût et du temps de maintenance et de vérification avant vol. Le système proposé permet également de visualiser l'état d'un système qui se dégrade progressivement avant que l'état de ce système ne devienne critique. D'autres applications existent comme la vision de l'épaisseur de la couche de givre présente sur un aéronef et notamment sur l'extrados des voilures d'avions à ailes hautes comme les avions de type � ATR �. Un capteur d'image est un capteur qui envoie beaucoup plus d'informations qu'un capteur de position ou de température par exemple ou qu'une alarme sonore. D'autre par un capteur d'image est un capteur beaucoup plus fiable dans le sens ou le capteur ne peut recréer une image erronée. En effet un capteur d'image a un fonctionnement binaire dans le sens qu'il est soit en fonctionnement et l'image envoyée est crédible soit il ne fonctionne pas. La panne de capteur peut être visualisée immédiatement. Le pilote a naturellement tendance à croire une image plutôt qu'une indication abstraite ou une alarme, et il a raison. Le brevet russe RU2208768 propose de placer une camera dans le réservoir et un faisceau laser pour indiquer le niveau de liquide. Il n'est nul par fait mention de la comparaison de cette image avec une image dite normale. Le brevet canadien CA1306382 ne propose qu'une attache particulière de camera sous la voilure. Le brevet US2008094233 présente une camera intégrée dans un capteur d'alarme incendie. Il n'est nulle part fait mention de présenter l'image non normale au pilote. Dans la description qui suit les termes suivants auront la définition 25 suivante : - camera : appareil permettant de capturer une image d'un objet ou d'un ensemble d'objet dans une gamme de fréquence comprise dans un large spectre de fréquence, depuis les très basses fréquences aux hyperfréquences. L'image capturée peut etre issue de plusieurs camera pour former une 30 combinaison d'images comme une image tridimensionnelle appelée image � 3D � par exemple. - rafraichissement : temps qui sépare la prise de deux images successives. Souvent ce temps est égal à l/50eme de seconde mais peut être plus ou moins important suivant l'utilisation. - surveillance semi-automatique : surveillance continue avec une vitesse de rafraîchissement prédéfinie ne présentant au pilote l'image visualisée que si cette image est différente d'une image dite normale, le pilote pouvant également, à la demande, vérifier l'image réelle et/ou l'image dite normale ainsi qu'éventuellement le différentiel d'image que celle-ci soit bidimensionnelle ou tridimensionnelle. L'invention parvient à résoudre les problèmes énoncés précédemment en proposant un dispositif et un procédé spécialement bien adaptés permettant à un opérateur de surveiller efficacement par l'image de façon semi automatique de multiples endroits, sans avoir à regarder plusieurs écrans. A cet effet elle propose un dispositif comprenant au moins une camera C1 placée de façon à visionner un des dits multiples endroits et générant au moins une image visualisée Ivl d'un endroit El de l'installation I, et comprenant en outre - un moyen de transport de cette dite image visualisée Iv 1, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale In1, en fonction de l'endroit visionné par la caméra Cl mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de l'installation I, - un centre de comparaison CC 1 de cette dite image visualisée lv 1 et de cette dite image dite normale Inl, permettant de définir si la différence entre cette dite image visualisée Ivl et cette dite image dite normale Inl excède une tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale Inl excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tp1, Dans des modes de réalisation non limitatifs, le dispositif selon l'invention pourra présenter avantageusement les éléments et/ou les caractéristiques supplémentaires décrits ci-après pris isolément ou en combinaison : A cet effet les dits moyens permettant de surveiller de façon semi- automatique une installation comprennent en outre au moins une autre camera C2 placée sur la même installation I générant au moins une autre image visualisée Iv2, et comprenant en outre - un moyen de transport de cette dite image visualisée Iv2, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale In2, en fonction de l'endroit visionné par la caméra mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de l'installation I, - un centre de comparaison CC2 de cette dite image visualisée Iv2 et de cette dite image dite normale In2, permettant de définir si la différence entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite image dite normale In excède une tolérance prédéfinie Tp2, - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA2 entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite image dite normale In excède ladite tolérance prédéfinie Tp2, - un moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA2 entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite image dite normale In2 excède ladite tolérance prédéfinie Tp2, Avantageusement, une ou plusieurs camera sont sensibles aux rayonnements dans le domaine visible et/ou dans l'infrarouge. Avantageusement, le moyen de création et de stockage de l'image dite normale Ini et/ou In2, est une image stockée dans une banque de donnée, cette image pouvant varier selon l'environnement et/ou les situations dans lesquelles se trouve l'installation I. Avantageusement, le moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée Ivl (ou Iv2) dans le cas où la différence DELTA1 ou DELTA2 entre cette dite image visualisée IV1 (ou IV2) et cette dite image dite normale In1 (ou In2) excède ladite tolérance prédéfinie Tp 1 (ou Tp2) est un écran E placé à un endroit visible par le pilote. Avantageusement, le dispositif de surveillance comprend en outre un moyen d'éclairage permettant d'améliorer la qualité de l'image visualisée. Avantageusement, le moyen d'éclairage permettant d'améliorer la qualité de l'image visualisée est un faisceau laser. Avantageusement, le dispositif de surveillance comprend un ensemble de plusieurs caméras fournissant une image tridimensionnelle pouvant être comparée à une image tridimensionnelle dite normale et préenregistrée. Avantageusement, le moyen de visualisation accessible par le pilote comprend un ensemble d'images permettant de suivre l'ensemble du système où il semble y avoir un problème afin que le pilote puisse dans un temps très 25 court localiser l'origine du problème. Avantageusement, le moyen de visualisation accessible par le pilote comprend en outre un boîtier d'interface permettant au pilote de demander l'affichage sur l'écran de l'image visualisée et/ou l'image dite normale correspondante, et/ou de l'image dite normale Inlcomprenant en 30 surimposition la différence DELTAI visuellement renforcée. Avantageusement, le dispositif de surveillance comprend un moyen de transmission par ondes radios, vers un autre lieu, d'images transmises au pilote. L'invention propose également un procédé permettant la mise en oeuvre du dispositif précédemment décrit, comprenant au moins une camera C 1 placée sur ladite installation I et générant au moins une image visualisée Iv1 d'un endroit El de l'installation I, et comprenant en outre, - un moyen de transport de cette dite image visualisée Iv 1, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale Inl, - un centre de comparaison CC de cette dite image visualisée Iv1 et de cette dite image dite normale Inl, permettant de définir si la différence entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale Inl excède une tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence entre cette dite image visualisée Iv 1 et cette dite image dite normale Inl excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée Ivlet éventuellement de l'image dite normale In1 dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, l'image présentée pouvant éventuellement présenter de façon accentuée les zones ou les éléments différents de l'image visualisée Ivl et de l'image dite normale Inl. - éventuellement un boîtier d'interface BI permettant au pilote de demander l'affichage sur l'écran E de visionner l'image Iv l et/ou l'image dite normale In1 correspondante. caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - capturer à l'aide de la camera Cl l'image visualisée Ivl de endroit E1 de l'installation I . transporter cette image visualisée IV1 vers le centre de comparaison CC1 - créer et stocker l'image dite normale Ivl en fonction de l'endroit visionné par la caméra Cl mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de l'installation I, - comparer régulièrement dans le centre de comparaison CC l'image visualisée Ivl et la dite image dite normale Inl, afin de définir si la différence entre cette dite image visualisée Iv 1 et cette dite image dite normale In excède une tolérance prédéfinie Tpl, - si la différence entre cette dite image visualisée Iv 1 et cette dite image dite normale Inl excède la tolérance prédéfinie Tpl, envoyer et présenter l'image visualisée et éventuellement l'image normale au pilote. - si la différence entre cette dite image visualisée Ivl et cette dite image dite normale In excède la tolérance prédéfinie Tpl, éventuellement déclencher une alarme sonore et/ou visuelle pour avertir le pilote. - éventuellement, si le pilote le désire, présenter au pilote tout ou partie des images visualisées (et/ou des images dites normales) par certaines caméras sélectionnées par le pilote, sur le moyen de visualisation accessible par le pilote. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en faisant référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 (figure unique) représente schématiquement un synopsis des étapes permettant de mettre en oeuvre le dispositif selon l'invention. Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 1 (figure unique) un aéronef comporte quatre caméras Cl, C2, C3, et C4. La première, Cl, qui est une camera miniature, est placée dans le tube Pitot, une deuxième C2, est placée pour visionner le mécanisme de verrouillage de la porte cargo, une troisième C3, est placée sous les toilettes pour vérifier qu'il n'y a pas accumulation d'eau due à une fuite et une quatrième C4, est placée dans la soute de train pour vérifier qu'il n'y a pas de passager clandestin blotti dans ladite soute de train. Ces quatre cameras Cl, C2, C3 et C4 captent des images visualisées Iv 1, Iv2, Iv3, et Iv4 qui ont chacune des caractéristiques en terme de nombre de données (poids de l'image), de fréquence (domaine visible, infrarouge...), de vitesse de rafraîchissement, et de profondeur de champs. Dans cet exemple - la première caméra est du type � endoscope � et fonctionne dans le domaine visible et l'infrarouge. Le poids de l'image est faible (10 kOctets) et la vitesse de rafraîchissement est d'une image tous les dixièmes de seconde - la deuxième et troisième caméra sont des caméras standards ayant une vitesse de rafraîchissement d'une image tous les dixièmes de seconde. Le poids de l'image, est moyen (100 kOctets) la quatrième caméra est une caméra à grand angle ayant une vitesse de rafraîchissement égale à deux dixième de seconde et 25 un poids de 400 kOctets). Parallèlement des images dites normales sont sélectionnées à partir d'une banque d'images préalablement établie en fonction des conditions environnementales et opérationnelles, et mises en mémoire par un ordinateur 30 qui, ici est constitué par une mémoire flash. Ces images dites normales prennent en compte l'environnement et la phase de vol dans laquelle se trouve l'avion. Pour la première caméra Cl, il est pris en compte la température extérieure et le fait que le réchauffage du tube Pitot soit en marche ou non. En effet la température du tube Pitot a un effet direct sur l'image dite normale, dans la mesure où la caméra fonctionne dans le domaine infrarouge. En fonction de la température extérieure, et du préchauffage du tube Pitot qui peut être en fonctionnement ou non, le centre de comparaison va chercher dans une bibliothèque préenregistrée l'image dite normale qui convient à cette situation. Au sol, en vérification de routine de maintenance, il est possible de vérifier que le tube Pitot est sensiblement à la même température que l'air extérieur ambiant si le réchauffage n'est pas enclenché et à une température plus élevée si le réchauffage du tube Pitot est en marche. D'autre part il est également possible de vérifier avec le même dispositif qu'aucun insecte n'obstrue les canaux du tube Pitot. Pour la deuxième camera C2 les images dites normales seront différentes si la porte cargo est en position fermée et verrouillée ou en position ouverte. Les images dites normales seront dans ce cas au nombre de deux correspondant à la position porte ouverte ou porte verrouillée. Contrairement à des contacteurs électriques ou magnétiques pour vérifier la bonne position des verrous de verrouillage de porte, une image permettra au pilote de prendre conscience de ce qui réellement ne fonctionne pas, même si un verrouillage partiel a été effectué. Pour la troisième caméra C3, l'image dite normale est unique et correspond à la vision de la partie inférieure du fuselage sans présence d'eau. Pour la quatrième caméra C4 placée dans la soute de train les 30 images dites normales seront au nombre de deux correspondant l'une à la position sortie, et l'autre à la position rentrée du train d'atterrissage. Les images obtenues par les caméras ainsi que les paramètres de vol et d'environnement sont envoyées régulièrement, ici tous les dixième de seconde dans un calculateur qui va chercher dans une banque de données l'image dite normale correspondant à chaque caméra. Les images visualisées sont comparées respectivement à l'image dite normale correspondant à chaque caméra dans les boitiers CC1, CC2, CC3, et CC4. Si ces images ne sont pas identiques (à une tolérance prédéfinie près), alors cette image visualisée est envoyée sur un écran visible par le pilote. Dans ce cas une alarme sonore et/ou visuelle est déclenchée. Un boîtier d'interface homme/machine permet au pilote de visionner, quand il le désire, l'image visualisée par une ou plusieurs caméras et/ou l'image dite normale de façon régulière ou à la demande. On voit donc qu'il est possible de réaliser de façon industrielle un système permettant à un pilote de surveiller de façon serai automatique un avion ou une machine complexe et ainsi d'améliorer sensiblement la sécurité, contrairement aux préjugés qui consistaient à croire qu'un pilote est trop occupé pour surveiller efficacement plusieurs points de l'avion. L'homme de l'art pourra appliquer ce concept à de nombreux autres systèmes similaires sans sortir du cadre de l'invention défini dans les revendications jointes. REVENDICATIONS1) Dispositif de surveillance d'une installation I comprenant de multiples endroits et comprenant au moins une camera C1 placée de façon à visionner un des dits multiples endroits de l'installation I et générant au moins une image visualisée Ivl d'un endroit El de l'installation I, 10 caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un moyen de transport de cettedite image visualisée Ivl, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale Inl, en fonction de l'endroit visionné par la caméra mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de 15 l'installation I, - un centre de comparaison CC de cette dite image visualisée Iv1 et de cette dite image dite normale Inl, permettant de définir si la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale Inl excède une tolérance prédéfinie Tp1, 20 - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen E de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image 25 visualisée Iv l et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, 2) Dispositif de surveillance selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une autre camera C2 placée sur le même 30 système S et générant au moins une autre image visualisée Iv2 , comprenant en outre - un moyen de transport de cettedite image visualisée Iv2, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale 1112, en fonction de l'endroit visionné par la caméra mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de l'installation I, - un centre de comparaison CC2 de cette dite image visualisée Iv2 et de cette dite image dite normale In2, permettant de définir si la différence entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite image dite normale In2 excède une tolérance prédéfinie Tp2, - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite image dite normale In excède ladite tolérance prédéfinie Tp2, - le moyen E accessible par le pilote de l'image visualisée dans le cas où la différence DELTA2 entre cette dite image visualisée Iv2 et cette dite 15 image dite normale In2 excède ladite tolérance prédéfinie Tp2, 3) Dispositif de surveillance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la camera C1 et/ou la caméra C2 fonctionnent dans le domaine visible et/ou dans l'infrarouge. 20 4) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de création et de stockage de l'image dite normale I111 et/ou In2, est une image stockée dans une banque d'images, cette image pouvant être différente selon l'environnement et/ou les 25 situations dans lesquelles se trouvent l'installation I. 5) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée Iv1 (ou Iv2) dans le cas où la différence 30 DELTA1 ou DELTA2 entre cette dite image visualisée IV1 (ou IV2) et cettedite image dite normale Inl (ou In2) excède ladite tolérance prédéfinie Tp 1 (ou Tp2) est un écran E placé dans le poste de pilotage. 6) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un boîtier d'interface BI permettant au pilote de demander l'affichage sur l'écran E de l'image Iv 1 et/ou l'image dite normale In l correspondante, et/ou de l'image dite normale Inl comprenant en surimposition la différence DELTA 1 visuellement renforcée. 7) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'éclairage permettant d'améliorer la qualité de l'image visualisée. 8) Dispositif de surveillance selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen d'éclairage permettant d'améliorer la qualité de l'image visualisée est un faisceau laser. 9) Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de plusieurs caméras fournissant une image tridimensionnelle pouvant être comparée à une image tridimensionnelle dite normale et préenregistrée. 10) Procédé permettant la mise en oeuvre du dispositif précédemment décrit, comprenant au moins une camera Cl placée sur ladite installation I et générant au moins une image visualisée Iv1 d'un endroit El de l'installation, et comprenant en outre, - un moyen de transport de cettedite image visualisée Ivl, - un moyen de création et de stockage d'une image dite normale Inl,- un centre de comparaison CC1 de cette dite image visualisée Ivl et de cette dite image dite normale Inl, permettant de définir si la différence entre cette dite image visualisée Iv 1 et cette dite image dite normale In1 excède une tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de transport de l'image visualisée dans le cas où la différence entre cette dite image visualisée Iv 1 et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, - un moyen de visualisation accessible par le pilote de l'image visualisée Iv1 et éventuellement de l'image dite normale In1 dans le cas où la différence DELTA1 entre cette dite image visualisée lv1 et cette dite image dite normale In1 excède ladite tolérance prédéfinie Tpl, - éventuellement un boitier d'interface BI permettant au pilote de demander l'affichage sur l'écran E de l'image Ivl et/ou de l'image dite normale Inl correspondante. caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à - capturer à l'aide de la camera Cl l'image visualisée Ivl de endroit E1 de l'installation I. - transporter cette image visualisée IV 1 vers le centre de comparaison CC1 - créer et stocker l'image dite normale Ivl en fonction de l'endroit visionné par la caméra Cl mais également en fonction de l'environnement et des paramètres liés à la situation de l'installation I, - comparer régulièrement dans le centre de comparaison CC1 l'image visualisée Iv1 et la dite image dite normale Inl, afin de définir si la différence entre cette dite image visualisée Ivl et cette dite image dite normale In1 excède une tolérance prédéfinie Tpl, - dans la mesure où la différence entre cette dite image visualisée 30 Ivl et cette dite image dite normale In1 excède la tolérance prédéfinie Tpl,envoyer et présenter l'image visualisée et éventuellement l'image dite normale au pilote. - dans la mesure où la différence entre cette dite image visualisée Iv1 et cette dite image dite normale Inl excède la tolérance prédéfinie Tpl, éventuellement déclencher une alarme sonore et/ou visuelle pour avertir le pilote. - éventuellement, si le pilote le désire, présenter au pilote tout ou partie des images visualisées et/ou des images dites normales par certaines caméras sélectionnées par le pilote, par l'intermédiaire du moyen de 10 visualisation accessible par le pilote.