Brevet FR3097651A1 — publié le 20201225

Description Titre de l'invention : Procédé de surveillance de l'environnement d'un véhicule [0001] ARRIERE PLAN DE L'INVENTION [0002] La présente invention concerne le domaine de la prévention des collisions avec des mobiles et plus particulièrement entre véhicules. [0003] Traditionnellement, dans le domaine maritime, on montait sur les navires un taximètre (« pelorus » en anglais) comportant une alidade de visée qu'il est possible de pointer sur un mobile pour vérifier l'évolution du gisement de ce mobile : une absence d'évolution du gisement du mobile révélait un risque de collision. [0004] Les navires sont désormais équipés de moyens automatiques de surveillance de leur environnement, moyens qui comprennent un radar, un système radio d'identification automatique (ou AIS pour « Automated Identification System ») et un dispositif de veille optique. [0005] La plupart des radars sont équipés d'un logiciel de traitement des échos permettant de calculer le gisement et la distance du mobile par rapport au véhicule porteur, la vitesse du mobile et un point de croisement le plus proche (ou CPA pour « Closcst point of approach ») utilisé pour déterminer le risque de collision. Néanmoins, le calcul du point de croisement le plus proche est basé sur l'hypothèse que le mobile se déplace en ligne droite à la vitesse calculée, hypothèse qui peut être erronée. [0006] OBJET DE L'INVENTION [0007] L'invention a notamment pour but d'améliorer la prévention des collisions. Résumé de l'invention 100081 A cet effet, on prévoit un procédé de surveillance d'une région dans laquelle se trouve un porteur, comprenant les étapes de : 100091 détecter, au moyen d'au moins un capteur de premier type, des positions suc- cessives d'un mobile suivant une trajectoire dans ladite région ; - afficher une représentation polaire ayant un centre symbolisant la position actuelle du porteur et y placer un premier symbole de mobile représentant une position actuelle du mobile en fonction d'un angle de gisement et d'une distance du mobile par rapport au porteur. 100101 Selon l'invention, le procédé comprend les étapes de : 100111 - afficher autour de la représentation polaire une bande annulaire dont la largeur représente une durée de surveillance prédéterminée ; placer dans la bande annulaire des deuxièmes symboles de mobile représentant des données angulaires d'une trajectoire du mobile, la bande 2 annulaire ayant un pourtour intérieur correspondant à un temps récent et un pourtour extérieur correspondant à un temps passé par rapport au temps récent d'une durée égale à la durée de surveillance prédéterminée et les deuxièmes symboles de mobile étant placés d'autant plus près du pourtour extérieur de la bande annulaire que la donnée angulaire correspondante est ancienne. [0012] La donnée angulaire de trajectoire est un angle de gisement du mobile par rapport au porteur ou un azimut du mobile. Ainsi, la représentation polaire permet de visualiser les positions relatives des mobiles et du porteur à une échelle spatiale tandis que la bande annulaire fournit une échelle temporelle permettant de visualiser la direction relative au porteur suivie par les mobiles et donc d'apprécier les risques de collision que font courir ces mobiles au porteur. [0013] L'invention concerne également un procédé ci-dessus dans lequel des symboles de porteur représentant les positions successives du porteur pendant la durée de surveillance prédéterminée sont placés dans la bande annulaire pour mettre en évidence une variation d'azimut du porteur pendant la durée de surveillance prédéterminée, les symboles de porteur étant placés d'autant plus près du pourtour extérieur de la bande annulaire que la position correspondante est ancienne. [0014] Selon un autre mode de réalisation, la position du mobile est également détectée par au moins un capteur de deuxième type, le capteur de premier type déterminant la position du mobile dans un premier repère et le capteur de deuxième type déterminant la position du mobile dans un deuxième repère, le procédé comprenant l'étape de normaliser le premier repère et le deuxième repère, la position du mobile utilisée pour positionner le premier symbole de mobile et le deuxième symbole de mobile résultant d'une combinaison des positions détectées par les deux capteurs. [0015] L'invention concerne en outre un dispositif de surveillance d'une région dans laquelle se trouve un porteur du dispositif, comprenant une unité informatique de traitement de données qui est reliée à un afficheur et à un bus de données transportant des données positionnelles de mobiles se trouvant dans la région du porteur, l'unité informatique de traitement étant programmée pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier et non limitatif de l'invention. Brève description des dessins [0017] Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : [0018] [fig.1] La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un navire pourvu d'un dispositif permettant la mise en oeuvre de l'invention ; [0019] [fig.2] La figure 2 est une vue schématique en perspective montrant ce dispositif ; 3 100201 Ifie.31 La figure 3 est une vue montrant l'afficheur de ce dispositif et l'affichage conforme à l'invention. Description des modes de réalisation [0021] En référence aux figures, l'invention est ici décrite en application à un navire ou porteur 100 évoluant dans une région R dans laquelle se trouvent également des mobiles 101, 102, 103 qui sont ici d'autres navires. [0022] Le porteur 100 est pourvu d'au moins un capteur de premier type, un capteur de deuxième type et un capteur de troisième type qui sont agencés pour déterminer la position des mobiles respectivement dans un premier repère, un deuxième repère et un troisième repère. Plus précisément, le porteur 100 est pourvu d'un capteur radar 1001, d'un capteur AIS 1002 et d'un capteur optique 1003 qui sont reliés à une unité de commande 1004 du porteur 100 par un bus de données 1005 de type NMEA pour transmettre à l'unité de commande 1004 des données positionnelles des mobiles 101, 102, 103. Les capteurs 1001, 1002, 1003 sont agencés et commandés pour détecter des positions successives des mobiles 101, 102, 103 dans la région R et fournir les données positionnelles correspondantes Ces capteurs sont connus en eux-mêmes. On rappellera simplement que le système radar comprend un émetteur de signaux radar incident et un capteur de signaux réfléchis permettant de mesurer dans un repère polaire un gisement du mobile (orientation de l'antenne), une distance du mobile (temps de vol) et une vitesse du mobile (effet Doppler) ; le capteur AIS capte des signaux radiofréquence qui sont envoyés par les mobiles et qui contiennent une identification du mobile, sa position déclarée et la route suivie dans un repère géographique ; le capteur optique comprend une ou plusieurs caméras opérant dans le domaine visible et éventuellement infrarouge et permettant de mesurer un gisement des mobiles dans un repère polaire. Le capteur radar 1001 et le capteur AIS 1002 permettent à l'unité de commande de calculer un point de croisement le plus proche (CPA). [0023] Le porteur 100 est également pourvu d'un dispositif 1010 de surveillance de la région R dans laquelle se trouve le porteur 100. Le dispositif 1010 comprend une unité informatique 1011 de traitement de données qui est reliée à un afficheur 1012 et au bus de données 1005. L'unité informatique 1011 comprend de façon connue en elle-même un processeur et une mémoire contenant des programmes comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [0024] L'unité informatique 1011 exécute les étapes de : [0025] récupérer les données positionnelles transmises sur le bus de données 1005, normaliser le premier repère, le deuxième repère et le troisième repère, et calculer une position consolidée de chaque mobile 101, 102, 103 en combinant les positions détectées par les trois capteurs 1001, 1002, 1003 pour chacun des mobiles 101, 102, 103; déterminer un défilement des mobiles 101, 102, 103 par rapport au porteur 100; afficher, sur l'afficheur 1012, une représentation polaire 10 ayant un centre symbolisant la position actuelle du porteur 100; placer dans la représentation polaire 10 des premiers symboles de mobile 1, 2, 3 représentant la position actuelle consolidée de chacun des mobiles 101, 102, 103 en fonction de l'angle de gisement et de la distance de chacun des mobiles 101, 102, 103 par rapport au porteur 100. [0026] L'unité informatique 1011 exécute les étapes de : [0027] afficher autour de la représentation polaire 10 une bande annulaire 20 dont la largeur 1 représente une durée de surveillance prédéterminée ; placer dans la bande annulaire 20 des deuxièmes symboles de mobile l', 2', 3' représentant les angles de gisement successifs de chacun des mobiles 101, 102, 103 par rapport au porteur 100 pour mettre en évidence le défilement de chacun desdits mobiles 101, 102, 103 par rapport au porteur 100. [0028] La référence angulaire de la bande annulaire 20 est la même que celle utilisée pour la représentation polaire 10. La durée de surveillance prédéterminée dépend de la vitesse du porteur 100 et de la vitesse des mobiles qui sont susceptibles d'évoluer dans la région. Dans le domaine maritime, la durée de surveillance prédéterminée sera par exemple de 30 minutes, voire 15 minutes. La bande annulaire 20 a un pourtour intérieur 21 correspondant à un temps récent et un pourtour extérieur 22 correspondant à un temps passé par rapport au temps récent d'une durée égale à la durée de surveillance prédéterminée et les deuxièmes symboles de mobile 1', 2', 3' sont placés d'autant plus près du pourtour extérieur 22 de la bande annulaire 20 que l'angle de gisement correspondant est ancien (les angles de gisement plus anciens que la durée de surveillance prédéterminée ne sont plus représentés). Le pourtour intérieur 21 de la bande annulaire 20 est placé à une distance du centre de la représentation polaire 10 correspondant, dans la représentation polaire, à un horizon optique du capteur optique 1003. L'horizon optique est par exemple situé à une distance d'une vingtaine de miles nautiques. [0029] En outre, des symboles de porteur 0' représentant les caps successifs du porteur 100 pendant la durée de surveillance prédéterminée sont placés dans la bande annulaire 20 pour mettre en évidence une variation d'azimut du porteur 100 pendant la durée de surveillance prédéterminée. Les symboles de porteur 0' sont placés d'autant plus près du pourtour extérieur 22 de la bande annulaire 20 que le cap correspondant est ancien (les caps plus anciens que la durée de surveillance prédéterminée ne sont plus représentés). [0030] On comprend qu'ainsi il est facile pour un opérateur de détecter les risques de collision. Sur la figure 3, l'opérateur peut voir que : [0031] le porteur 100 n'a pas changé de cap (les symboles de porteur 0' sont alignés sur le cap actuel du porteur) ; l'angle de gisement du mobile 102 est constant (les deuxièmes symboles de mobile 2' sont alignés avec le premier symbole de mobile 2), c'est-à-dire que le défilement du mobile 102 est nul, de sorte qu'il représente un risque élevé de collision ; le mobile 101 a un défilement inférieur à 0 (les deuxièmes symboles de mobile l' sont alignés sur une direction qui forme un angle non nul avec la direction du premier symbole de mobile 1 par rapport au porteur) de sorte que le mobile 101 n'est pas dangereux ; le mobile 103 a un défilement dont le signe a changé (les deuxièmes symboles de mobile 3' les plus récents ne sont pas alignés avec les autres deuxièmes symboles de mobile 3' alors même que le cap du porteur 100 n'a pas changé) de sorte que le mobile 103 présente un risque potentiel de collision si son cap devait à nouveau changer. [0032] L'unité informatique 1011 exécute enfin : [0033] une étape d'alerte de premier niveau lorsque le défilement d'au moins un des mobiles 101, 102, 103 est nul et que le porteur n'a pas changé de cap; une étape d'alerte de deuxième niveau lorsque le défilement d'au moins un des mobiles 101, 102, 103 change de signe alors même que le porteur 100 n'a pas changé de cap. [0034] L'alerte peut être visuelle : changement de couleur, clignotement ou autre. L'alerte peut être auditive : sonnerie ou message vocal par exemple. [0035] L'unité informatique 1011 peut aussi émettre une alerte de fiabilité des calculs de position de croisement la plus proche lorsque sont détectés des changements de signe du défilement des mobiles ou du porteur. [0036] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. [0037] En particulier, l'invention est applicable à tout type de porteur nautique, aérien ou terrestre. Lorsque le porteur est un aéronef, le bus de données auquel est raccordée l'unité informatique est le bus de données aéronautiques. Dans le domaine aérien, la durée de surveillance prédéterminée sera par exemple de 3 minutes, voire 1 minute. [0038] On notera que le deuxième symbole de mobile peut représenter soit l'angle de gisement du mobile par rapport au porteur comme dans l'exemple décrit soit le cap suivi par le mobile. Dans ce dernier cas, il n'est pas obligatoire de disposer des symboles de porteur dans la bande annulaire pour représenter des changements de cap 6 du porteur puisque la variation de cap des mobiles est indépendante des variations de cap du porteur. 7 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé de surveillance d'une région (R) dans laquelle se trouve un porteur (100), comprenant les étapes de : - détecter, au moyen d'au moins un capteur de premier type (1001), des positions successives d'un mobile (101, 102, 103) suivant une trajectoire dans ladite région (R) ; - afficher une représentation polaire (10) ayant un centre symbolisant la position actuelle du porteur (100) et y placer un premier symbole de mobile (1, 2, 3) représentant une position actuelle du mobile (101, 102, 103) en fonction d'un angle de gisement et d'une distance du mobile (101, 102, 103) par rapport au porteur (100) ; caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes de : - afficher autour de la représentation polaire (10) une bande annulaire (20) dont la largeur (1) représente une durée de surveillance prédéterminée; - placer dans la bande annulaire (20) des deuxièmes symboles de mobile ( 2', 3') représentatif de données angulaires successives de la tra- jectoire dudit mobile (101, 102, 103), la bande annulaire (20) ayant un pourtour intérieur (21) correspondant à un temps récent et un pourtour extérieur (22) correspondant à un temps passé par rapport au temps récent d'une durée égale à la durée de surveillance prédéterminée et les deuxièmes symboles de mobile (1', 2', 3') étant placés d'autant plus près du pourtour extérieur (22) de la bande annulaire (20) que la donnée angulaire correspondante est ancienne. [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel la donnée angulaire est un angle de gisement du mobile (101, 102, 103) par rapport au porteur (100). [Revendication 3] Procédé selon la revendication 1, dans lequel la donnée angulaire est un azimut du mobile (101, 102, 103). [Revendication 4] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des symboles de porteur (0') représentant les positions successives du porteur (100) pendant la durée de surveillance prédéterminée sont placés dans la bande annulaire (10) pour mettre en évidence une variation d'azimut du porteur (100) pendant la durée de surveillance prédéterminée, les symboles de porteur (0') étant placés d'autant plus près du pourtour extérieur (22) de la bande annulaire (20) que la position correspondante est ancienne. 8 [Revendication 5] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la position du mobile (101, 102, 103) est également détectée par au moins un capteur de deuxième type (1002), le capteur de premier type (1001) déterminant la position du mobile dans un premier repère et le capteur de deuxième type (2002) déterminant la position du mobile dans un deuxième repère, le procédé comprenant l'étape de normaliser le premier repère et le deuxième repère, la position du mobile (101, 102, 103) utilisée pour positionner le premier symbole de mobile (1, 2, 3) et le deuxième symbole de mobile (1', 2', 3') résultant d'une combinaison des positions détectées par les deux capteurs. [Revendication 6] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la position du mobile est détectée également par un capteur de troisième type (1003). [Revendication 7] Procédé selon la revendication 6, dans lequel le mobile est détecté au moyen d'un capteur radar (1001), d'un capteur AIS (1002) et d'un capteur optique (1003). [Revendication 8] Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le mobile est détecté par un capteur optique (1003). [Revendication 9] Procédé selon la revendication 8, dans lequel le pourtour intérieur (21) de la bande annulaire (20) est placé à une distance du centre de la représentation polaire (10) correspondant, dans la représentation polaire, à un horizon optique du capteur optique. [Revendication 10] Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape d'alerte de premier niveau lorsque le défilement du mobile (101, 102, 103) est nul. [Revendication 11] Procédé selon la revendication 10, comprenant une étape d'alerte de deuxième niveau lorsque le défilement du mobile (101, 102, 103) change de signe. [Revendication 12] Dispositif (1010) de surveillance d'une région (R) dans laquelle se trouve un porteur (100) du dispositif (1010), comprenant une unité informatique (1011) de traitement de données qui est reliée à un afficheur (1012) et à un bus de données (1013) transportant des données positionnelles de mobiles (101, 102, 103) se trouvant dans la région (R) du porteur (100), l'unité informatique (1011) étant programmée pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. [Revendication 13] Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le porteur (100) est un navire comportant un bus de type NMEA formant le bus de données (1005) auquel l'unité informatique (1011) est raccordée. 9 [Revendication 14] Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le porteur (100) est un aéronef et le bus de données (1005) est le bus de données aéronautiques.