Brevet FR3055076A1 — publié le 20180216

-1- La présente invention concerne un dispositif de prise de vue stabilisée et omnidirectionnelle à 4n stéradians permettant d'obtenir une image fixe dans une direction donnée indépendamment des mouvements dudit dispositif. Il existe des systèmes de sélection de caméras ainsi que des systèmes robotisés se déplaçant et munis de caméras. Soit la caméra est fixe et tout mouvement du système entraîne un mouvement de l'image. Soit la caméra est mobile mais est limitée mécaniquement dans ses directions de prise de vue. Ainsi il n'est pas possible d'avoir le système en mouvement, notamment en rotation, et dans le même temps d'obtenir une image fixe par rapport aux mouvements du dispositif dans une direction voulue et quelconque parmi toutes les directions de l'espace. -15 Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ce problème. Il comporte selon une première caractéristique, de multiples caméras (N) disposées dans toutes les directions de l'espace (soit N=6 caméras pour les directions haut, bas, droite, gauche, devant, derrière) ou de façon à couvrir au 20 mieux toutes lesdites directions (N pouvant varier de 2 à l'infini selon les champs de vue des caméras). Les positions desdites caméras sont repérées dans un repère propre au dispositif dénommé ci-après 'repère local'. Le dispositif selon l'invention comporte selon une deuxième caractéristique, 25 un capteur de mouvement solidaire des caméras, repéré par sa position dans le repère local. Ledit capteur de mouvement mesure les changements de position dudit dispositif dans le repère terrestre et envoie les données mesurées à une unité de calcul et de contrôle, selon une troisième caractéristique. 30 Ladite unité calcule l'orientation du dispositif dans le repère terrestre ainsi que par rapport à une direction initiale, choisie parmi toutes les directions de l'espace sur 4n stéradians. Selon l'orientation calculée, ladite unité de 3055076 - 2 - calcul et de contrôle détermine la caméra située dans ladite direction initiale et envoie une commande pour sélectionner ladite caméra. La sélection de la caméra se réalise par un multiplexeur, constituant une quatrième caractéristique du 5 dispositif. Ainsi, le dispositif utilise toujours une caméra située dans la même direction dans le repère terrestre quelle que soit l'orientation du dispositif et fournit une image dans cette direction indépendamment des mouvements dudit dispositif. La direction de prise de vue peut être choisie de 10 façon omnidirectionnelle dans toutes les directions de l'espace sur 4n stéradians. Selon une cinquième caractéristique, l'unité de calcul et de contrôle pivote l'image capturée par la caméra pour obtenir une image fixe par rapport au champ de gravité terrestre : si le dispositif est orienté avec un angle a par rapport au champ de gravité terrestre, l'image capturée par la caméra est tournée d'un angle -a. L'image obtenue est toujours 'droite' c'est à dire fixe par rapport au vecteur représentant la gravité terrestre. Selon une sixième caractéristique, l'unité de calcul et de contrôle rogne l'image capturée par la caméra pour obtenir un centrage de la prise de vue sur la direction initiale. L'image est rognée de façon à compenser le mouvement du dispositif : si le dispositif tourne d'un angle 13 vers la gauche, l'image est rognée d'un angle p vers la droite; si le dispositif tourne d'un angle y vers le bas, l'image est rognée d'un angle y vers le haut. L'image obtenue est toujours centrée et stabilisée dans la direction choisie de prise de vue. Selon une septième caractéristique, selon des modes particuliers de réalisation, ledit dispositif intègre un système motorisé de déplacement. Ledit système de déplacement 3055076 -3- est commandé par un système électronique externe via une liaison sans fil, constituant une huitième caractéristique. Ledit dispositif se meut alors dans des directions quelconques tout en observant une direction fixe choisie initialement dans 5 le repère terrestre. L'unité de calcul et de contrôle stocke les images et les envoie via la liaison sans fil à un système électronique externe. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente un diagramme du dispositif de 10 l'invention. La figure 2 représente une réalisation possible à 6 caméras du dispositif de l'invention. En référence à ces dessins, le dispositif comporte de multiples caméras (1) disposées selon des axes différents dans -15 toutes les directions de l'espace. Les 6 caméras (1) sont disposées dans les directions haut, bas, droite, gauche, devant, derrière. Lesdites caméras (1) sont repérées par leurs positions et leurs orientations dans le repère local (7). Le capteur de mouvement (3) dont les axes sont également repérés 20 dans le repère local (7) mesure les changements de position dudit dispositif dans le repère terrestre (8). Le capteur de mouvement (3) envoie les mesures à l'unité de calcul et de contrôle (4) qui détermine l'orientation du repère local (7) et des caméras (1) dans le repère terrestre (8). Cette 25 orientation étant connue, l'unité de calcul et de contrôle (4) détermine la caméra (1) située dans la direction initiale de prise de vue (9) et envoie une commande au multiplexeur (2) pour sélectionner ladite caméra (1). Ladite direction de prise de vue (9) est choisie de façon omnidirectionnelle sur les 4n 30 stéradians de l'espace. L'unité de calcul et de contrôle (4) détermine l'angle a par rapport au vecteur de gravité terrestre et pivote l'image capturée d'un angle -a pour obtenir une image 'droite', fixe par rapport au vecteur 3055076 -4- représentant la gravité terrestre. L'unité de calcul et de contrôle (4) calcule les angles p (angle horizontal entre la direction dudit dispositif et la direction initiale de prise de vue (9) dans le repère terrestre(8)) et y (angle vertical 5 entre la direction dudit dispositif et la direction initiale de prise de vue (9) dans le repère terrestre(8)) et détermine la zone de l'image capturée à rogner pour obtenir une image centrée et stabilisée sur la direction choisie de prise de vue (9). Ledit dispositif fournit toujours une image fixe dans la 10 direction initiale (9) quelle que soit l'orientation du repère local (7) dans le repère terrestre (8) et donc indépendamment des mouvements dudit dispositif. Cette image est stockée dans la mémoire de l'unité de calcul et de contrôle (4), et est transmise par la liaison sans fil (5) à un système 15 électronique externe. De plus, dans une variante de réalisation de l'invention, le dispositif est muni d'un système motorisé de déplacement (6) piloté par l'unité de calcul et de contrôle (4) et commandé via la liaison sans fil (5) permettant audit dispositif de se mouvoir dans l'espace 20 tout en capturant une image fixe et stabilisée dans une direction initiale choisie (9). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux systèmes, notamment de forme sphérique, en mouvement rotationnel nécessitant des prises de vue 25 stabilisées et omnidirectionnelles. REVENDICATIONS1) Dispositif de prise de vue stabilisée et omnidirectionnelle à 4n stéradians caractérisé en ce qu'il comporte N caméras (1), un multiplexeur (2), un capteur de mouvement (3)solidaire des caméras (1), une unité de calcul et de contrôle (4). Ledit dispositif fournit une image centrée et stabilisée dans une direction de prise de vue choisie (9) indépendamment des mouvements dudit dispositif. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce 10 qu'il comporte N caméras (1) (N variant de 2 à l'infini selon les champs de vue des caméras (1)) disposées dans toutes les directions de l'espace et repérées dans un référentiel propre au dispositif dénommé 'repère local' (7). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce 15 qu'il comporte un multiplexeur (2) sélectionnant une caméra parmi les N caméras (1). 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de mouvement (3) solidaire des caméras (1) dont les axes sont repérés dans le repère local 20 (7) et qui mesure les changements de position du dispositif dans le repère terrestre (8). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une unité de calcul et de contrôle (4) qui détermine l'orientation du dispositif dans le repère terrestre 25 (8). L'unité de calcul et de contrôle (4) envoie une commande au multiplexeur (2) pour sélectionner la caméra (1) située dans la direction de prise de vue initiale (9) choisie de façon omnidirectionnelle sur les 4n stéradians de l'espace. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce 30 que l'image obtenue par la caméra (1) est pivotée selon l'orientation du dispositif dans le repère terrestre (8) pour obtenir une image fixe par rapport au vecteur représentant la gravité terrestre. 3055076 - 6 - 7) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'image obtenue par la caméra (1) est rognée dans la direction opposée aux mouvements dudit dispositif afin de compenser les mouvements dudit dispositif et obtenir une image 5 centrée sur la direction de prise de vue (9). 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une liaison sans fil (5) permettant d'envoyer l'image vers un système électronique externe. 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce 10 qu'il comporte un système de déplacement(6) piloté par l'unité de calcul et de contrôle (4) et commandé via la liaison sans fil (5), permettant de mettre en mouvement le dispositif.