Brevet FR3030441A1 — publié le 20160624

Engin sous-marin comportant un mât optronique La présente invention concerne un engin sous-marin. Plus particulièrement l'invention concerne un engin sous-marin de ce type, qui comporte un mât optronique équipé de moyens de prise de vue de l'environnement de celui-ci. Cet engin sous-marin peut par exemple être constitué par un sous-marin proprement dit, tel que notamment un sous-marin d'attaque. Dans ce cas, cet engin sous-marin est équipé par exemple d'un mât optronique dit de veille, également connu dans l'état de la technique sous l'appellation MOV, dans lequel sont intégrés différents moyens notamment de surveillance de l'environnement. Ces moyens comprennent par exemple des moyens de prise de vue de l'environnement de l'engin sous-marin et qui sont associés à des moyens formant interface homme/machine permettant à un opérateur par exemple embarqué à bord d'avoir une image de l'environnement de l'engin, dans une direction donnée. Dans l'état de la technique, ces moyens formant interface homme/machine comprennent par exemple une unité de traitement d'informations associée à des moyens d'affichage d'informations se présentant sous la forme d'un écran ou d'un moniteur approprié et des moyens de commande mis à disposition de l'opérateur et comprenant par exemple des moyens d'émission d'ordres de contrôle des moyens de prise de vue. Ces moyens de contrôle se présentent par exemple de façon classique, sous la forme d'un clavier ou d'un levier de commande permettant à l'opérateur de percevoir une image de l'environnement dans une direction donnée de visée telle que définie par ces moyens formant interface. Ces moyens formant interface comprennent également la plupart du temps des moyens de pointage/désignation de quelque chose ou de quelqu'un dans l'environnement de l'engin sous-marin. Mais on conçoit que ce type de moyens formant interface homme/machine n'est pas optimisé sur différents plans tels que par exemple la facilité d'utilisation, la rapidité de réaction, la précision, l'exhaustivité de la vision, etc... Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet l'invention a pour objet un engin sous-marin, du type comportant un mât optronique équipé de moyens de prise de vue de l'environnement de celui-ci, associés à des moyens formant interface homme/machine permettant à un opérateur d'avoir une image de l'environnement dans une direction donnée, caractérisé en ce que les moyens formant interface homme/machine comportent des moyens en forme de masque de réalité virtuelle destinés à être portés par l'opérateur pour déterminer l'orientation de la tête de celui-ci et lui afficher la vue de l'environnement dans la direction visée correspondante. Suivant d'autres caractéristiques de l'engin selon l'invention prises seules ou en combinaison : les moyens en forme de masque de réalité virtuelle comportent des capteurs d'orientation permettant de délivrer des informations de consigne de direction de visée par l'opérateur, aux moyens de prise de vue de l'environnement du mât, afin de permettre à l'opérateur de contrôler l'orientation de ces moyens de prise de vue pour que ceux-ci lui délivrent la vue de l'environnement dans cette direction de visée, à travers des moyens d'affichage correspondants du masque ; les moyens de prise de vue de l'environnement sont reliés à des moyens électroniques de reconstitution à partir des informations délivrée par ces moyens de prise de vue, d'une image panoramique entretenue de l'environnement de l'engin et en ce que les moyens en forme de masque de réalité virtuelle comportent des capteurs d'orientation permettant de délivrer des informations de consigne de direction de visée par l'opérateur à des moyens de sélection dans l'image panoramique entretenue, de la portion d'image correspondante pour que ceux-ci lui délivrent cette portion d'image de l'environnement dans cette direction de visée, à travers des moyens d'affichage correspondants du masque ; les moyens formant interface comportent des moyens de pointage/désignation de quelque chose/quelqu'un dans l'environnement de celui-ci. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente un schéma synoptique illustrant la structure de moyens d'exploitation d'un mât optronique d'un engin sous-marin, de l'état de la technique, - la figure 2 représente un exemple de réalisation de moyens de pointage/désignation de l'état de la technique, - la figure 3 illustre l'utilisation de moyens formant masque de réalité virtuelle dans un engin selon l'invention, et - les figures 4 et 5 représentent des schémas synoptiques illustrant deux variantes de réalisation de moyens formant interface entrant dans la constitution d'un engin selon l'invention. On a en effet illustré sur la figure 1, un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un système d'exploitation d'un mât optronique de l'état de la technique. Sur cette figure, le mât optronique est désigné par la référence générale 1, et comporte alors de façon classique, des moyens de prise de vue de l'environnement d'un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit. Ces moyens de prise de vue comprennent tout organe approprié de façon classique, comme par exemple des moteurs électriques associés à des caméras, des miroirs, des hublots, etc... Ce mât optronique est alors adapté pour délivrer au reste du bord notamment, des informations sous la forme d'un flux de données vidéographiques correspondant à une direction de visée, à travers une liaison désignée par la référence générale 2 sur cette figure. Ce flux de données vidéographiques est alors transmis par exemple à un écran ou un moniteur d'affichage d'informations désigné par la référence générale 3 sur cette figure 1, mis à disposition d'un opérateur schématisé sur cette figure et désigné par la référence générale 4, qui peut alors regarder cet écran 3 grâce à ses yeux désignés par la référence générale 5. En fonction de ses souhaits, l'opérateur peut alors être amené à ou souhaiter modifier la direction de visée des moyens de prise de vue de l'environnement intégrés dans le mât optronique. A cet effet il peut alors grâce à notamment l'une de ses mains désignée par la référence générale 6 sur cette figure, agir par exemple sur un levier de commande désigné par la référence générale 7, pour transmettre des ordres de direction de visée à travers une liaison 8 au mât optronique, afin de modifier la ligne de visée de celui-ci et donc la portion d'environnement présentée à l'opérateur. Ces ordres se présentent par exemple sous la forme de signaux de commande par exemple de moteurs électriques de déplacement des moyens de prise de vue. Bien entendu des très nombreux modes de réalisation de ceux-ci peuvent être envisagés. On a représenté sur la figure 2, des moyens de pointage/désignation désignés par la référence générale 9 et mis en oeuvre par exemple à bord d'un navire de surface. Ces moyens sont mis à la disposition d'un opérateur et permettent par exemple de viser ou de désigner et de valider la prise en compte d'un objet ou d'une personne dans l'environnement de l'engin sous-marin. Ce pointage se fait manuellement pour créer rapidement une désignation d'objectifs y compris sur des mobiles en défilement rapide tels que par exemple des aéronefs. Comme cela a été indiqué précédemment, ce type de moyens formant interface homme/machine présente un certain nombre d'inconvénients. On a illustré sur la figure 3, une partie de moyens intégrés dans un engin sous-marin selon l'invention pour assurer l'exploitation des informations délivrées par un mât optronique. Dans cette figure 3, on peut constater que les moyens formant interface homme/machine, qui permettent à l'opérateur d'obtenir une image de l'environnement dans une direction donnée, comportent des moyens en forme de masque de réalité virtuelle destinés à être portés par l'opérateur, pour déterminer l'orientation de la tête de celui-ci et lui afficher la vue de l'environnement de l'engin sous-marin, dans la direction visée correspondante. De tels masques de réalité virtuelle sont en soi connus dans l'état de la technique et comportent alors des moyens d'affichage d'informations placés devant les yeux de l'opérateur et différents capteurs permettant de déterminer l'orientation de la tête de l'opérateur qui porte ce masque. On peut alors obtenir des ordres de contrôle de moyens tels que les moyens de prise de vue du mât pour piloter ceux-ci. Sur cette figure 3, l'opérateur est désigné par la référence générale 10 et est par exemple un marin embarqué à bord et le masque de réalité virtuelle porté par celui-ci, est désigné par la référence générale 11. Différents modes de réalisation et de mise en oeuvre de ces moyens en forme de masque de réalité virtuelle peuvent être envisagés. Deux exemples de réalisation sont représentés sur les figures 4 et 5. On reconnaît en effet sur la figure 4, un mât optronique désigné par la référence générale 12. Ce mât comporte une tête optronique orientable désignée par la référence générale 13, associée à un boîtier d'interface désigné par la référence générale 14, lui- même associé ou intégrant des moyens de transformation géométrique des signaux d'image désignés par la référence générale 15. Cet ensemble de moyens est alors raccordé aux moyens en forme de masque de réalité virtuelle désignés par la référence générale 16, qui sont adaptés pour être portés par l'opérateur. Dans cet exemple de réalisation représenté sur cette figure 4, la tête optronique orientable du mât délivre alors des informations sous la forme d'un flux vidéographique à destination du boîtier d'interface et des moyens de transformation géométrique respectivement 14 et 15. Ceux-ci délivrent aux moyens d'affichage correspondants du masque, un flux vidéographique adapté géométriquement par exemple par une opération de sphérisation de type classique, pour permettre à l'opérateur de percevoir la vue de l'environnement dans une direction visée donnée. Cette direction donnée visée est en fait délivrée par les moyens formant capteurs d'orientation du masque et notamment de la direction de visée par l'opérateur telle que déterminée, pour délivrer des informations de consigne de direction de visée à travers une liaison désignée par la référence générale 17 sur cette figure, à destination du boîtier d'interface 14. Ce boîtier transforme alors ces informations de consigne en ordres de pilotage de la tête optronique orientable du mat optronique, afin de permettre à cette tête de suivre les déplacements de la tête de l'opérateur et donc permettre de lui afficher les informations souhaitées. On conçoit alors que dans ce cas, l'opérateur portant le masque de réalité virtuelle, peut par déplacement de sa tête et donc de sa direction de visée, piloter un déplacement de la tête optronique du mât, pour obtenir une image issue de celle-ci et représentant l'environnement dans cette direction de visée. On a de ce fait, une vision en temps réel de l'environnement extérieur. Selon un autre mode de réalisation tel qu'illustré sur la figure 5, la tête optronique du mât optronique, ces moyens étant toujours désignés par les références 12 et 13 respectivement sur cette figure 5, sont adaptés pour délivrer et entretenir une image par exemple panoramique à 360° de l'environnement. A cet effet ces moyens sont raccordés à des moyens électroniques de reconstitution et de stockage, à partir des informations délivrées par ces moyens de prise de vue, de l'image panoramique de l'environnement de l'engin. Cette image panoramique est ainsi reconstituée dans des moyens formant interface désignés par la référence générale 20 sur cette figure 5, et rafraichie très régulièrement pour obtenir une situation en quasi-temps réel. Ces moyens d'interface 20 sont toujours associés à des moyens de transformation géométrique désignés par la référence générale 21, et l'opérateur porte toujours un masque de réalité virtuelle désigné par la référence générale 22. Les capteurs d'orientation de ce masque permettent de délivrer à travers une liaison 23, des informations de consigne de direction visée par l'opérateur, à des moyens de sélection dans l'image panoramique entretenue dans les moyens d'interface 20, de la portion d'image correspondante. Ces moyens délivrent alors à travers les moyens de transformation 21 sur la liaison 24, à destination du masque et en particulier des moyens d'affichage correspondants de celui-ci, la portion d'image de l'environnement dans la direction de visée telle que définie par l'opérateur. Dans ce cas, l'opérateur ne commande plus un déplacement physique de la tête optronique du mât mais un déplacement virtuel électronique des moyens de sélection dans l'image reconstituée, de la portion d'environnement souhaitée. Bien entendu les deux modes de fonctionnement décrits précédemment peuvent coexister et il peut alors être possible de passer de l'un à l'autre. On conçoit alors qu'une telle structure présente un certain nombre d'avantages par rapport aux structures à clavier, levier de commande et écran ou moniteur, de l'état de la technique. Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.20 REVENDICATIONS1.- Engin sous-marin, du type comportant un mât optronique (12) équipé de moyens (13) de prise de vue de l'environnement de celui-ci, associés à des moyens (11 ; 16; 22) formant interface homme/machine permettant à un opérateur (10) d'avoir une image de l'environnement dans une direction donnée, caractérisé en ce que les moyens formant interface homme/machine comportent des moyens (11 ; 16; 22) en forme de masque de réalité virtuelle destinés à être portés par l'opérateur (10) pour déterminer l'orientation de la tête de celui-ci et lui afficher la vue de l'environnement dans la direction visée correspondante. 2.- Engin sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (16) en forme de masque de réalité virtuelle comportent des capteurs d'orientation permettant de délivrer des informations de consigne de direction de visée par l'opérateur, aux moyens (13) de prise de vue de l'environnement du mât (12), afin de permettre à l'opérateur de contrôler l'orientation de ces moyens de prise de vue (13) pour que ceux-ci lui délivrent la vue de l'environnement dans cette direction de visée, à travers des moyens d'affichage correspondants du masque (16). 3.- Engin sous-marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (13) de prise de vue de l'environnement sont reliés à des moyens électroniques (20) de reconstitution à partir des informations délivrée par ces moyens de prise de vue, d'une image panoramique entretenue de l'environnement de l'engin et en ce que les moyens (22) en forme de masque de réalité virtuelle comportent des capteurs d'orientation permettant de délivrer des informations de consigne de direction de visée par l'opérateur à des moyens de sélection dans l'image panoramique entretenue, de la portion d'image correspondante pour que ceux-ci lui délivrent cette portion d'image de l'environnement dans cette direction de visée, à travers des moyens d'affichage correspondants du masque (22). 4.- Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens formant interface comportent des moyens de pointage/désignation de quelque chose/quelqu'un dans l'environnement de celui-ci.