Brevet FR3081227A1 — publié le 20191122

L'invention ccncernc le. Iomajnn di-2s tourelles sel niques &qen.eces po.J1 sur des rnvires. ARlIlRl PLAN DE L'INVL1T Dans le domaine 1 marine m etanJe, de la ma::. 51Jre et de la marine de plaisance, on cherche à améliorer l'efficacité de la navigation et la sécu '- des navires. :iiea1 nppa s nai des àmes de surveil].nca c:11. permettent d'éviter des échouements J navires, qui perm visibilité rédu1 de sécuriser les approc_ .-.1aires de 1 iser dynamiquement les s le cas des cargc etc. L'anlioralecïi de icacità de la de la eOCJrité heurte à un d'obstacles. P=i ces obstacles, on trouve notamment les fa'b]es,ses intrinsèqes des, systèmes class que de .ti_onnement par--Ja.1_11_ la précision la -Jnibilit,_ peu ni_ être les .'cnchtus sous ces conct_tiens : na,iation à yomiTi- brouillacle, éruptions solaires, etc. ces obstacles, on trouve aussi la complexité et de l'in .aLion d'équipements de navigation et de sur-veil]à7ce modernes. De tels sys-:_emes dc :on et/ou de surveillance utilisent en des s ,..Laux et informations produits par de multip équipe e- électriques, optiques et optroniques qui dol être connectés entre e-:u OBJET DE L'INVTNT' 2 L'invantion a pour , d'améliorer la précision et la dison_: ité d'un s me de 'igation et de sur- veilla..r d'un na.iac, .,t7u-: en récl-:i nt 1TT coûts d'in on dudit ':me de navigation et de surveil- lance. RESUME DE L'INVEN7TOA En vue de la réalisation dc ci bat, ou pr L. une tourelle t-onique agencée :t:c:a:e sur un nàv-. pour être connectée un u de 10 positionnemnt par satellite fournissant ( données cie position du navire temps, la tourelle optuiiiiue ières et une pr.er:iièrc bà-e de comorenan-, ntrale inertielle agencée pour plcduire de du navire pouvant: être utilisées r-.r: cause .:r 15 les _urunières données de position, ._yoLLposants optroniques agencés pour produire des tret =s données de pasition du 'navire pouvant être isées pour cor :'Ae les (euy: aria s cannées de horloge ;-1. -s gely.7éa pour uui ra une dc uuii:re b de temps 20 pouvant être utilisée pour consoliciar pil base de temps, et un module de traitement agencé pou la cenLa e inertielle, les composants ciptrén2.dii et interne en fonction d'informati. à sec iibilité ou à une précision des 25 position ut de la pre.mi re ha ra de terpF.. Ainsi, en cas de probltic ne disponibilité ou de. précision des premières données de position et/ou dc la pr,a-ri base de temps, la tourelle op»::ronicluc. selc-1 l'invention utilise les dC:Lxid:rTs donné.ni aï position 30 et/ .es troisièTe.E de p.- _,11 la cecsiara base de temps pair céatenir de ::;:Tnrèec Irbles et rsécises. On améliore ainsi la f:]:cjSjC ut la disponibilité d'un système de n de sur-Jc .ance int 'rant la tourelle selon 35 l'invention. Par aill.,Durs, comTe la centrale inertielle, les * l'horloge interne et le e-ment sont i:Legrés dans la tourelle optror. 5 siu d'intégrer la tourelle optrn -sue au na b.,t. e 1'ensemb7e -'.; fonctions fournies par ces f 7 0 71- pOr i JeI T. Jc..1 le nombre, le vol .a. mas._ Jer, ,11_,,, le nombre de coLinexi , éle uues, ui.ris que le nombre et la longueur des 10 cîb_e qui ucrit nécessaires pour hduiéfl - de ces foiui:.r eus, et on diminue airr,j_ de manière impertante les itégration du '2.me de 1Luvicfruion et de intégrant la ._!relle -±que. Du de l'inL ,-atic de la citrale i 15 sans la tourelle opLonique, on suppime également les opérations d'harmonisation angulaire de. ea de n n=o1-1- see de unique en usine. On é-.Titc 20 tlevpr réa_ se une harmonisation des férences un(J latres respectives de la centrale inertielle et de la tourelle uc à leur installation On i un système con-o_ni:.n- une tourd_ optroni- lue celle qui vient décrite, 25 un sitionnement par satellite. D'au res ràctéristiques et avantages de l'inv: tion ressor iront à la lecture de la clec_ -=- qui rut d'un mode de réalisation particulier non limi:a de l'invent'- 30 SITEION DE71 DESSINS Il s :ait aux dessl rurexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective tourelle optronique selon l'ir-ntion ; référence respectifs de la toure7- -ale inertielle. Cette 4 - la fiure 2 est un schéma de la tourelle ocLaonique selon l'invention. _):SCRIPTION DETAI INVENTION En référence aux figurer. et 2, la tourelle 5 optronique selon l'invention 1 est ici destinée à -guiper un nuy're. :ention est 11.:ictiliè2emen civil la juge 1 -ute est supé.rieurc ou ,_gale à 500L Le navres :st si per exemple navire marchand, un 10 per: vire de ntainers, un navire à passager, un tr (cil & gas, sismique, câblier, e un petr.Jirr, etc. Le tsucile ronique positinnée sur le pont in:rjeur de la f- ravire. 15 Le s.eurell_, optronique 1 comporte t -t d'abo-d une embase 2, un corps tournant 3 et un viseur optroni 4. L'embase 2 est desl.Iice à être limée direct sur le pont du navire. corps tournant 3 ._,[.prend une base uïnante 5 et 20 un -ursort 6. formes extérieures de l'embase 2 et de la base sont es cylindre.3 ie révolution axe un iTL55O xe vo appelé dans cette cesse: axe cL selsement Z. 25 _ 6 c:ompeete deux bras 7 qui s'étendent c.nctun vert (mel-- depuis une circonférence de la base tournante 5, en ce l'un de l'autre. Le corps tournant 3 est moitf pivotant au nu- de l'axe de gisement Z, et est - r01 :e rotatior 30 de l'axe de gisement Z liniers L. =ent 8. Les prem±eL s moyen, ntrainent 8 aux navires tournante cornu eu: r un. premier Li.o_ 1' de l'embase erelle. électrique posi.__Dnné à et pilotable la 35 Le viseur optronique 4 a la d'une s'étend entre les deux bras 7. Le viseur optronique 4 est ncne our pivoter autour d'un axe de site X. .entation du viseur optronique 4 -._our de l'axe de site X est réalisée par des u ièmes moyens 5 d' entraiecrert 9. Les deuxièmes moyens TV e tr v.i 9 cr, i _ un deuxième moteur éle à l'itur du support 6 et pilo ..e, Luis la -_,ar optronique 4 comprend une pluralite de 10 composants optroniques 11. Les cou posants optro 11 comportent te-t d'abord une oamel-a ser.sible à la e viesiI e=pr nant un détecteur. CMOS disposé eepe de lentilles :i- de filtres p:: u- la dynamique de la scène a:1 ysée. Les 15 ocTpeean_ optroniques 11 comnortent de plas une caméra the:-.--ique infrarouge de type LWIR (pour Lon i::rth Inf,rsrccl _ un déteoteor de tei)e (sane('_er:c. refroidi- ,71-.o.: ), ielfanu de tiSa. MWI7' )0u- 20 Infran.e,:, urenant un détecteur aveo un 25 devant le capteur. Le viseur optre iuue 4 également un dispoiLif de stabilisation à cheque capteur. Les composants optron'que ccTpd en ,c,1177-e optionrellement un projecteur éle euminescen_es. 30 Ire centrale inertielle 12 rt inte dans _'e:r.lrasa 2 de la tourelle optron 1. La centrale ine-tielle 12 irtè.Lre une pluralité d'accéléromètres et des capteurs angulaires à résonateur vibranL issenent. Les composants optroniques 11 c ..eellement une caméra thermique omportent SUIR ..'liveYeuq'th In red). Chaque a:rtér elle aussi un arocue de leeLilles eues de type G7U-1 que) Les -Licul'--ment ant Hémi 35 6 prc mesures d'angles de roulis, tangage et cap arec une p_ cision inférieure è 0,4°. g. nique 1 comprend cc plus une hor interne 13, elle aussi positionnée aans l'embase 5 a tourelle ontronique 1. L'horloge nerne 13 end un uci1lateur quartz ttle=ostaté. L' :i]lateur à quartz dan::; une enceinte rmiquement, dont la rE.drpércLure est régulée p:7.= garantir que l'horloge in,.erne présente une 10 précision très élevée. La tourelle optronique 1 comporte en outre un module de traitemnL 15 acanc± pi.7r piloter les componts optronicLcd 11, la tielle 12 et 7-terne 13. Le module dL tritûucrj:: 15 co 15 p7_usieurs cartes électriques, sur laquelle c lesquelles sont montés un ou plusieurs composaT.ts de -brai compreant par e. urpie un microcontri]- un proceic mc, un FPG-, A'17:;Ir un DSP, etc. Lé 1- le de L eru.:: nt 15 de la tourelle ie 20 1 es à une _nLeface homme-machine 17 - lu dans la passerelle du navire, voire rée à l'interface homme-m7c.ine du navire _stant L"nterface homme-machine 17 comprend ' n et un Lmu'i:.,nt d'interagir aveu la tourelle 25 op,' lig . Toies les mesures produitus , quises par op: tonique = et tous leL: paramètres d ionctig-,anement et de surveillance de la toute -7onique 1 sont ainsi accessibli: à re ainsi qu'à des nemen 30 l'gr..7iinateur par des rjfiyens ou non i.Llaf_r (serveurs, émetteur/:» 2teur, etc.). Lu de traitement 15 de la tourelle optronique est aussi relié à un module de positionnement par -11i" (par exemple un moOu:e GPS, pour 7Cu:a1 35 em, ou un moule GNSS, 7 p -311 Satellite _cm) du navire. Le modu de 05 nnemrt par satellite 18 acquiert des données provenn::_ teintes et pred2.it à partir de ces donné L3 provenant de tellites dus premières donrees de 5 position navire ain 'une première base de t Le moule. de trai cernent 15 de la tourelle eue 1 est de 7, 3 relié à ur Todule 19, à un et à un bathyuetr: ::ue 21 du navire. 1ducrit Tin le fonctionnement de la 10 tourelle opcronique 1. La positice du navire E.oe normuluicret déterminée en uti74 ,27rier os_tion pro,nu± cs par le r-lute je r2c: nnem,_.nt tuer eatellite 18. inerielle 12 permet d'obtenir, en 15 l_t les mesures produites par les capteurs anu_ res et par les ér-i ".éromètres, des deuxièT. :Jcei:ieue deposition du navire Le -fin_e de tra__emrt 15 ::.Te.ri les pr res :ioua.t le deuxièmes :1rres de posi'u 20 les remi 3 données de position dispon es et suflisamment précises, le module de trait eccent '5 couple les premières données de pueltion et les deY,,iemcs dennées de nosition. .Àpla:ïe consiste à les te ières 25 données de position pour recale dem ièmes es de . Le couplage met ici en meure un filtre de Kaiman. En entrée au filtre de Kalman, la cohérence des données satellites provenant de chaque c:iteTlite est contrlée, ce qui permet de d-Le:2Ler une èvteLc.c - 30 d'un satellite. Les f r onn, position , rric:tuent donc de oonselider les pre:vi èreo:r es de posiLJen pour obtenir ce données de po on du navire très texte, de man1er(_. « des 35 pren.terrées conuundent d- le- cDrin-; », on entend que les premières donnl données sont associées pour produir-L des trois t plus récises et plus fiables, bien s d iodas re7iP'acent les deuia-r,r, données lorsque ces 5 dern .'res sent indisponibles ou Ces données de p sition très p rmpent aussi de rendre très 1: cise la nav ion 511 na»ire. Il est possible, S qui ene été vocn:ées p.sss tôt, voire même pu:.:.r url panne du mc-lle de 10 'onnment par satellite 18 ou pour un problème connexion entre le module c1:7 positionnem , par -- 18 et le module de traitoment 15, les , donnée. , position soient indiFpcnibles ou bien scient insuffisa. précis: 15 io7mation icls.tive à ce p r de dispc:-ililLsé ou de précesion est alors produi.e par le re positionnement pc satellite 18 ou par le moc traliement 17 lui-mme. e nizematico est doqeise ou 20 Lud _e de trEjtement 15, le module de t -Le7t par le pilote la centrale inertielle 12 et les c' sants optroniques 11 pour produire des données de position Ies du, navire. Les' '2.0mbosFrits optroniques 11 prcd..dss'-t. en effet 25 de_ troisièmes données de position J trelsièr:ies données de pcnnccn sont obter stel: re, visée solaire, amers ou vis d'objc, flottants (par exemple de boudes dont la position est 30 module de traitemenL 15 coupe. les ---iem donrues de position et les troisièmes = posit -ne couplage consiste utiliser don de position pour recaler les de= Le 35 _on. 9 troisièmes données de permettert donc de c j_der les leuxièmes Pour obtenir des de du navire particlili rment 5 Co.. oonnées de tion très permettent aussi de très 7-3e la navigat- ;vire. oue les comqpsants optro- sEult. par a des données optiques autucs ie des o:.nées de vd: qui permettent d'améliorer la nay gation du 10 navire. 3i, les uonnéc.fférentes camé=i uavigation e" r ELui: fs!-vre du Les =_sants optroniques 11 peuvent par 15 utilisés pour remplir une fonction de sxtant cpL ronique, pour afficher un sur l' ar de l'inter réalil ?ille optroni.0 C; aussi que la 20 tourelle nique 1 peut stabiliser les données o-'mpnsacts optroniques 11. La lis une U.)nction de f=e. a cqu.1.11 incrLielle (par exe7ple ni=e-rl chine 17), pour , etc. tielle us la pour ou ou lues produites les nt-ale u. stielle 12 - abilisat'on de et.!J pour 25 stabi 1 1 ;er le ravireissu de s (:hargem centrale lle 12 radius également une fonction gyroL:on^pas inertiel cous.atbie avec réglementa 'on SOL72. (pour Safety Life et inc relative à la IcurjiiLsue du csp .st-à-dire le 30 navir:-a 1 ort au Nord - raphique. La cent:r.alo inertielle 12 est iruri bâtie .cur un gyrocompas iner:lel conforme aux nces ;pour Interni nal Iviaritime Organizat Or, e la fonction de crin-, uaF. -ncrtiel est :212.11-jato selon 35 cette réglemcn n, c=me la fonction de ra..__qrtion 10 iner e utilise les capteurs préexistants nécessaires pour en oeuvre la fonu, on de gyrocompas inertiol, le - la fonction de navigation inertielle il Ho Lanière importante. Le module de traitement 15 ro au.rri ia basc de temps prodJite par le module de IL Yr.L'2o7 P- satellite 18. --L7sque la première base de temps est dispon_L Jument récisr,le module de traitement 15 ise prerd.ce base de temps pour .1c-u_e des coordonne. ,s géographiques du navire et tamment, pour arrr une euviqation précise ra Cette ru.» base de temps ont aussi pour iser des hor cqes inte-nes de div nes du. 15 a et pour -te ries opérations ou dan c.ivois de message. Il est possible, rieur les raisons qui vi nnent d'è7.re évoquées, que la e base de toron soit ir J ir inible ou biac soit insuffia=ont p 20 in r:raLion relaive à ce problème de disp te cri de précision est alors produite par le modal. positionnement par Scllite 18 ou par le module de traitement 15. Dans ce cas, le module de traitement 15 te 25 interne 13 pour que celle-ci rrHi.:io une uxieTe base de temps i remplace la premiire base de emon, 3ic sûr, l'horioge interne peut parfaitement fontionner e--1 continu. Dans ce cas, le « pilotage » de 1" :rloge inLelme consiste uniqaamsnt, pour le moile de 30 -raitement lb, à acquérir et à utiliser cernE ,:.swnème de em'os à la. rdace de la première base or temps. Ainsi, la euieme base de temps peut être utilisée pour consolider la première base de temps. ourelle optronique 1 coo le 19. 35 Les composa.nts optroniques 11 de la P- luisent des données optiques. Le données radar grâce auxquelles il 1_,..ssble de f_J:ecter la présenqe, d'évaluer la 5 positicr et de mesurer la vitesse H'. s dicors navr obstacles divcrs tais que ucs ca.dners :21.g , tr. Les connu I:s optro 11 codp.3rent a- ,--,odule radar 19 paur améliorer: ,qision d'un :encement (ou géolocalisation) d'objets 10 environnan le navire et pour mettre en oeuvre une fonction d surveiliancuanticollision. Le me- de trî-:.7 mcn7 15 de la _ourelle op alors les i{c:r.éus optiqu et u t couple les -:::nné. s optiques et ls Sucées 15 r pour nc en. [..:,.2uvre une pluralité de fonctions. .,,tigies et les données , nt les ynnécs de position, deuxièms de donnes de position. 20 ces fnr::ti:ns, on trouve une fonction de et d'alerte automatique anticollision, une fonction de détection de nenace (par éxcnnle de rie, de une T:ction da , en me fonction te dUlaition d'une situa:_._ :r.e. 25 en:7' positionnement précis dL ._rafic), .J '_ion de tra naviqatt s Lographie, une fonction de recalage de amers, etc. hen ?rendu, l'inven '..)n n'est pas limitée su de réaliF - décrit mss cng'obe toute var 30 dans :e chalf.p de é telle que défini? car les ru ndj._ optr niquc rada: L. D'auLres REVENDICATIONS1. Tourelle optronique agèncée pour être .tee sur un navire et pour être conneotée à un modula de positionnement par satellite (.R) fournissant des premières cdi; icics de pasttion du --vire et une pcciidire base de temps, la tourelle optronioue (1) comr, nanL une -ale inertielle (12) agencée pour prc:J.Lire. deu2:- Tes données de position du nav e ,:_uvant être utilisées pour consolider les pre.mi ,-es données de position, des composants optroniques (11) agencés -..)ur produire des troisièmes données de pc- iLicu. du bflu-Jarn: être - ef? pour o deuxià=_ de nc.lLlru,nue horiode intere ag pour produire _ deu ie.-Te base de temps pouvant être utilisée pour conLidlider la première base de temps, et un modulu de traitement (15) agencé poLi 'loter la L. Lrnle -iu.;:t.ie, les composants :Ttronil et - intE- en fonction d'' _crT,ions rèntives cn, ci une précision des pi..=ires posi première base de temps. 2. Tourelle -ntonique selon la revendication 1, dans laquelle, 1o2- Sqne les promicros données de position so,nL Lisponibles et suflimmen.: précises, les premières ciriairs de position sont utijis .s pour rr les u-liùmes données do p sinon, et dans laquelle, lorsque les premières dLli;iéOS de position ne sont pas djspnnibles ou sont insuffisamment précises, les ica données de osiLion du navire sont utilisées pour recaler les ' données de position. 3. Tour cpt=ronique selon l'une écu ns predentes, dans laquelle les trois doniidas dc position sont obtenues par visée stellaire ou visée solaire ou visée d'.,,moLL. 4. Tourelle trorigue _on l'une des 13 revendications p es, dr,,.. lau l'hor interne (13) ccrin.I:e ....I un ns-:ill.._ceJr. thermostaté. 5. Tourelle optronique selon l'une des 5 rovondications précr'idrte la tourelle 07)tronique étant e pour être co:::cL:éa à un module colssa ts optroniques .t.srt agencés poule :r:Aule iradar pour aTeliorer géo .:7encemcn_ d' objets environnant lc (19), .:rer avec 'un ur 10 mettre en oeuvre une fonction de survei _Lance anticollision. 6. Tuunlle optr -igne selon l'une des enc:_- ' :,ns oréce,f:enes, dans laquelle la cen rale Ise également une fonction de gyroocnas 15 7. Système comprenant une taureile optronique selon l'une des 1:ilcations précébntes et un module de positionnement par satellite. Sys Tle selon venication .ne L -elle _ion la reve _ssdule radar (19). 20