Brevet FR3106434A1 — publié le 20210723

L’invention concerne un dispositif d’assistance et d’aide à la navigation destiné à évaluer la distance entre des éléments extérieurs et une embarcation fluviale ou maritime, le dispositif comprenant : - au moins une cellule de détection (20) pourvue d’une caméra (80) et d’un module de détection (90), ledit module de détection (90) étant configuré pour détecter la présence d’au moins un élément extérieur à une embarcation, et déterminer la distance entre l’au moins un élément extérieur et ladite embarcation, ladite caméra (80) étant agencée pour collecter des images de l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté par ledit module de détection (90) ; - une unité centrale (30) agencée pour recevoir des images de l’au moins un élément extérieur collectées par ladite caméra (80) ainsi que la distance entre ledit au moins un élément extérieur et ladite embarcation. Figure pour l’Abrégé : Fig 1. DISPOSITIF D’ASSISTANCE ET D’AIDE À LA NAVIGATION La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs d’assistance à la navigation. En particulier, la présente invention concerne un dispositif configuré pour détecter et évaluer la distance d’un ou plusieurs éléments extérieurs à une embarcation fluviale ou maritime. Les embarcations maritimes ou fluviales sont susceptibles de rencontrer sur leur trajet une multitude d’obstacles que les systèmes d’aide à la navigation connus de l’homme du métier ne sont en mesure de détecter. Ces derniers constituent une source majeure d’endommagement de la structure de l’embarcation. Un but de la présente invention est donc de proposer un système d’aide à la navigation permettant de détecter les obstacles susceptibles de se présenter sur la trajectoire d’une embarcation. Le but de l’invention est, au moins en partie, atteint par un dispositif d’assistance et d’aide à la navigation destiné à évaluer la distance entre des éléments extérieurs et une embarcation fluviale ou maritime, le dispositif comprenant : au moins une cellule de détection pourvue d’une caméra et d’un module de détection, ledit module de détection étant configuré pour détecter la présence d’au moins un élément extérieur à une embarcation, et déterminer la distance entre l’au moins un élément extérieur et ladite embarcation, ladite caméra étant agencée pour collecter des images de l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté par ledit module de détection ; une unité centrale agencée pour recevoir des images de l’au moins un élément extérieur collectées par ladite caméra ainsi que la distance entre ledit au moins un élément extérieur et ladite embarcation. Selon un mode de mise en œuvre, l’unité centrale est configurée pour émettre une alarme, par exemple une alarme sonore, dès lors qu’au moins un élément extérieur est détecté par le module de détection. Selon un mode de mise en œuvre, l’unité centrale est configurée pour que l’alarme soit émise lorsque la distance est inférieure à une distance prédéterminée, avantageusement la distance prédéterminée est inférieure à 10 mètres, encore plus avantageusement inférieure à 5 mètres. Selon un mode de mise en œuvre, ledit dispositif est configuré pour que l’alarme soit émise en cas de risque de collision entre ladite embarcation et l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté. Selon un mode de mise en œuvre, l’unité centrale est configurée pour dresser une cartographie d’éléments extérieurs à ladite embarcation, et simuler leur trajectoire de manière à comparer cette dernière avec une trajectoire prédéfinie de ladite embarcation sur laquelle ledit dispositif est susceptible d’être installé. Selon un mode de mise en œuvre, l’au moins une cellule de détection est pourvue d’un module de positionnement par satellite, en particulier un GPS, destiné à estimer la trajectoire et l’orientation de ladite embarcation sur laquelle est disposée l’au moins une cellule de détection. Selon un mode de mise en œuvre, l’au moins une cellule de détection et/ou l’unité centrale est/sont configurées pour que la trajectoire susceptible d’être estimée par le module de positionnement par satellite soit comparée avec la trajectoire des éléments extérieurs susceptibles d’être détectés par le module de détection. Selon un mode de mise en œuvre, l’unité centrale comprend un dispositif d’affichage destiné à afficher une image de l’élément extérieur susceptible d’être détecté. Selon un mode de mise en œuvre, l’unité centrale est configurée pour déterminer une taille de l’élément extérieur susceptible d’être détecté par l’au moins une cellule de détection, ladite taille étant déterminée sur la base de l’image dudit élément extérieur collectée par la caméra et de la distance entre ledit élément extérieur et ladite embarcation. Selon un mode de mise en œuvre, la caméra est configurée pour ne collecter des images que lorsqu’un élément extérieur est détecté par le module de détection. Selon un mode de mise en œuvre, l’au moins une cellule de détection est pourvue d’un gyroscope et d’un accéléromètre destinés à stabiliser la caméra lors de la collecte d’images, le gyroscope étant avantageusement mis en œuvre pour assurer la seule détection de la partie émergée d’éléments extérieurs solides. Selon un mode de mise en œuvre, l’au moins une cellule de détection comprend un thermomètre électronique, un détecteur d’humidité relative et un détecteur barométrique destinés à assurer la calibration du module de détection. Selon un mode de mise en œuvre, la caméra de l’au moins une cellule de détection est montée rotative selon deux axes de rotation, et de sorte que son orientation soit pilotable à partir de l’unité de centrale. Selon un mode de mise en œuvre, le module de détection comprend au moins des éléments choisis parmi : un détecteur ultrasonique, un détecteur optique, notamment un détecteur pourvu une diode électroluminescente ou une diode laser. Selon un mode de mise en œuvre, une unité centrale et l’au moins une cellule de détection sont configurées pour communiquer via une connexion sans fil. Selon un mode de mise en œuvre, l’au moins une cellule de détection comprend une coque étanche logeant la caméra et le module de détection et de mesure de distance. Selon un mode de mise en œuvre, la coque est configurée pour flotter. Selon un mode de mise en œuvre, la coque est pourvue de moyens d’accrochage. L’invention concerne également une embarcation maritime ou fluviale pourvue du dispositif selon la présente invention. D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d’un dispositif d’assistance et d’aide à la navigation selon l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés. est une vue extérieure tridimensionnelle d’une cellule de détection susceptible d’être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention. est une représentation fonctionnelle d’une cellule de détection selon une vue avant. est une représentation fonctionnelle d’une cellule de détection selon une vue arrière. est une représentation selon un plan de coupe perpendiculaire à un axe d’élongation d’une cellule de détection enserrant un arbre fixe selon la présente invention. est une représentation selon un plan de coupe perpendiculaire à un axe d’élongation d’une cellule de détection avec ses deux demi-coques ouvertes. est une représentation schématique d’une embarcation pourvue d’un dispositif selon la présente invention, en particulier, le dispositif comprend une pluralité de cellules de détection installées sur des éléments dormants de ladite embarcation, et une unité centrale disposée au centre de ladite embarcation. De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Dans la description qui suit, sauf indication contraire, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "haut", "bas" etc., ou relative, tels que les termes "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", "latéral", etc., il est fait référence à l'orientation des figures correspondantes, étant entendu que, dans la pratique, les dispositifs décrits peuvent être orientés différemment. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. La présente invention concerne un dispositif d’assistance et d’aide à la navigation destiné à évaluer la distance entre des éléments extérieurs et une embarcation fluviale ou maritime. En particulier, le présent dispositif est portable et peut être installé sur tout type d’embarcation fluviale ou maritime. Notamment, le dispositif comprend une cellule de détection configurée pour détecter et imager des éléments extérieurs à ladite embarcation. A cet égard, ladite cellule comprend un module de détection destiné à détecter la présence d’au moins un élément extérieur et déterminer la distance entre ledit élément extérieur et ladite embarcation. La cellule comprend également une caméra agencée pour collecter des images de l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté par ledit module de détection. Enfin, le dispositif comprend également une unité centrale agencée pour recevoir des images de l’élément extérieur collectées par la caméra ainsi que la distance entre ledit au moins un élément extérieur et ladite embarcation. La figure 1 représente une cellule de détection 20 susceptible d’être mise en œuvre dans le cadre de la présente invention. Cette cellule 20 peut comprendre une coque qui présente une forme généralement allongée selon une direction XX’. Notamment, la coque peut avoir la forme d’un ellipsoïde de révolution (i.e. : la forme d’un œuf). Plus particulièrement, la cellule de détection 20 peut comprendre deux demi-coques 60 et 61, montées pivotantes au moyen d’une charnière 64. En particulier, la charnière 64 est agencée pour permettre l’ouverture du module 20, et notamment l’écartement des deux demi-coques 60 et 61 (Fig 3b). Ce système de charnière 64 permet ainsi un montage/démontage de la cellule de détection 20 autour d’un arbre 120, par exemple un arbre 120 disposé verticalement au niveau du contour extérieur d’une embarcation (Fig 1 et Fig 3a). La cellule de détection 20 comprend à cet égard un alésage formé à l’interface entre les deux demi-coques 60 et 61 et destiné à loger l’arbre 120. Une vis de serrage 63 et un moyen de serrage 62 de la vis 63 peuvent être mis en œuvre pour maintenir en position fermée les deux demi-coques 60 et 61 (Fig 3a et Fig 3b). L’invention n’est pas limitée à ce seul moyen d’accrochage à l’arbre 120, et l’homme du métier, sur la base de ses connaissances générales, pourra imaginer tout autre moyen d’accrochage susceptible de convenir à la mise en œuvre de la présente invention. Notamment les moyens d’accrochage peuvent comprendre des bandes de fixation, par exemple des bandes Velcro®. De manière plus générale, les moyens d’accrochage peuvent permettre une fixation solide de la cellule de détection 20 sur des éléments dormants de l’embarcation. A cet égard, les moyens d’accrochage peuvent comprendre un système de serrage par vis. Une couche de gel de silicone peut être disposée entre la cellule 20 et l’élément dormant afin de protéger ce dernier. La coque peut par ailleurs être étanche et être configurée pour flotter, et notamment flotter sur l’eau. La cellule de détection 20 peut comprendre une pluralité de capteurs, et notamment un module de détection 90, et une caméra 80 (Fig 1 et Fig 2a). Le module de détection 90, et la caméra 80 peuvent être contrôlés par des modules de contrôle de capteurs 72 et 73 (Fig 2a). La cellule de détection 20 peut en outre comprendre un module de contrôle intégré 70 par exemple destiné à fournir la puissance nécessaire au fonctionnement des modules de contrôle de capteurs 72, 73 et des capteurs 80, 90 (Fig 2a et Fig 2b). La cellule de détection 20 peut également comprendre une ou plusieurs alimentations 75, 76 destinées à fournir la puissance nécessaire au fonctionnement du module de contrôle intégré 70 (Fig 2a et Fig 2b). Les alimentations 75, 76 peuvent comprendre une ou plusieurs batteries rechargeables, par exemple associées à un ou plusieurs modules photovoltaïques 100 et 101 destinés à charger ladite ou lesdites batteries. Un module de gestion de l’énergie 74 (Fig 2b) peut être mis en œuvre afin de gérer les flux d’énergie entre la ou les batteries et le ou les modules photovoltaïques (Fig 2a et Fig 2b). Le module de détection 90 est configuré pour détecter la présence d’au moins un élément extérieur à une embarcation, et déterminer la distance entre l’au moins un élément extérieur et ladite embarcation, tandis que la caméra 80 est agencée pour collecter des images de l’élément extérieur susceptible d’être détecté par le module de détection 90. Le dispositif selon la présente invention comprend également une unité centrale 30 (Fig 4) agencée pour recevoir des images de l’élément extérieur collectées par la caméra 80 ainsi qu’un signal mesuré par le module de détection 90. Ce signal peut selon une première variante être la distance entre l’élément extérieur et l’embarcation ou selon une selon seconde variante, une donnée brute destinée à être traitée par l’unité centrale 30. Dans ce dernier cas de figure, le traitement de la donnée brute par l’unité centrale 30 conduit à la détermination de la distance entre l’élément extérieur et l’embarcation. L’unité centrale 30 peut comprendre un dispositif électronique pourvu d’une unité de calcul, par exemple un microprocesseur, et un dispositif d’affichage. A titre d’exemple, l’unité centrale 30 peut comprendre une tablette, susceptible de communiquer avec la ou les cellules de détection 20 via une connexion filaire ou une connexion sans fil. La transmission de données par une connexion sans fil peut par exemple être exécutée par le module de contrôle intégré 70. L’unité centrale 30 peut être disposée à un endroit choisi par l’utilisateur, notamment dans ou à proximité d’un poste de pilotage de l’embarcation. Selon un mode de mise en œuvre particulièrement avantageux, une pluralité de cellules de détection 20 peut être disposée au niveau du contour de l’embarcation de manière à pouvoir détecter et/ou imager tout élément extérieur susceptible d’être détecté dans un périmètre extérieur à ladite embarcation (Fig 4). Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, une cellule parmi la pluralité de cellules de détection 20, joue le rôle de cellule maître 20a destinée à communiquer avec les autres cellules de détection 20, dites cellules esclaves 20b. La cellule maître 20a peut notamment être destinée à collecter l’ensemble des informations (distances, et images) fournies par les cellules esclaves et les transmettre à l’unité centrale 30 pour traitement. La désignation de la « cellule maître 20a » peut être exécutée soit par l’utilisateur soit de manière automatique par l’unité centrale 30. De manière avantageuse, le dispositif peut comprendre des cellules secondaires pourvues d’un module de détection 90 et dépourvues de caméra 80. Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, chacune des cellules de détection 20 peut former un relais par lequel transitent les données d’une cellule de détection 20 en direction de l’unité centrale 30. Ainsi, la configuration des cellules de détection 20 en relais permet d’installer le dispositif sur des embarcations de grande taille, et notamment dépassant les 50 mètres, voire 100 mètres, de longueur. De manière avantageuse, l’unité centrale 30 peut être configurée pour émettre une alarme, par exemple une alarme sonore, dès lors qu’au moins un élément extérieur est détecté par le module de détection 90. En particulier, l’unité centrale 30 peut être configurée pour que l’alarme soit émise lorsque la distance est inférieure à une distance prédéterminée, avantageusement la distance prédéterminée est inférieure à 10 mètres, encore plus avantageusement inférieure à 5 mètres. Toujours de manière avantageuse, le dispositif selon la présente invention peut être configuré pour que l’alarme soit émise en cas de risque de collision entre l’embarcation et l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté. A cet égard, l’unité centrale 30 peut être configurée pour dresser une cartographie d’éléments extérieurs à l’embarcation, et simuler leur trajectoire de manière à comparer cette dernière avec une trajectoire prédéfinie de l’embarcation sur laquelle ledit dispositif est susceptible d’être installé. Le calcul de trajectoire, non décrit dans la présente demande, est à la portée de l’homme du métier. Ce dernier pourra notamment adapter l’enseignement du brevet US7389735 sans toutefois se limiter à cette seule méthode. La cellule de détection 20 et/ou l’unité centrale 30 peut/peuvent avantageusement être configurées pour estimer (déterminer) la trajectoire de l’embarcation. Par exemple ladite trajectoire peut être déterminée au moyen d’un module de positionnement par satellite, en particulier un GPS. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la ou les cellules de détection 20 et/ou l’unité centrale 30 est/sont configurées pour que la trajectoire de l’embarcation soit comparée avec ladite trajectoire des éléments extérieurs susceptibles d’être détectés par le module de détection 90. Ainsi, en fonctionnement, dès qu’une cellule de détection 20 détecte la présence d’un élément extérieur, par exemple flottant, à proximité de l’embarcation, le module de détection 90 transmet les données relatives à la détection dudit élément extérieur à l’unité centrale 30. Cette dernière calcule, sur la base de ces données, la distance entre l’élément extérieur et l’embarcation. Par ailleurs, dès lors que ladite distance est inférieure à une distance prédéterminée, et/ou qu’il y a risque de collision, l’unité centrale 30 émet une alarme. Cette dernière peut être par exemple sonore ou visuelle. La distance prédéterminée est avantageusement inférieure à 10 mètres, encore plus avantageusement inférieure à 5 mètres. La caméra 80 disposée sur ou dans la cellule de détection 20 peut également transmettre les images de l’élément extérieur à l’unité centrale 30. L’ensemble des données ainsi collectées au niveau de l’unité centrale 30 permettent avantageusement de déterminer la taille de l’élément extérieur détecté. L’unité centrale 30 peut avantageusement être configurée pour émettre une alarme dès lors que la taille de l’élément extérieur est supérieure à une taille prédéterminée, par exemple supérieure à 20 cm x 20 cm à 5 mètres de distance. Selon un mode de réalisation avantageux, la caméra 80 peut être configurée pour ne collecter des images que lorsqu’un élément extérieur est détecté par le module de détection 90. La ou les cellules de détection 20 peuvent être pourvues d’un gyroscope et d’un accéléromètre destinés à stabiliser la caméra 80 lors de la collecte d’images. A cet égard, le gyroscope fournit des informations sur la position angulaire de la cellule de détection 20 disposée sur l’embarcation, tandis que l’accéléromètre fournit des informations sur l'accélération de ladite cellule 20. Le gyroscope est avantageusement mis en œuvre pour assurer la seule détection de la partie émergée d’éléments extérieurs solides, par exemple, d’une paroi rocheuse, et/ou d’éléments extérieurs flottants. La cellule de détection 20 peut comprendre un thermomètre électronique, un détecteur d’humidité relative et un détecteur barométrique destinés à assurer la calibration du module de détection 90. La caméra 80 peut être montée rotative selon deux axes de rotation, et de sorte que son orientation soit pilotable à partir de l’unité centrale 30. Le module de détection 90 peut comprendre au moins des éléments choisis parmi : un détecteur ultrasonique, un détecteur optique, notamment un détecteur pourvu d’une diode électroluminescente ou une diode laser. Le dispositif d’assistance décrit précédemment est avantageusement un système portable qui peut être installé sur tout type d’embarcation (Fig 4). Dispositif d’assistance et d’aide à la navigation destiné à évaluer la distance entre des éléments extérieurs et une embarcation fluviale ou maritime, le dispositif comprenant : au moins une cellule de détection (20) pourvue d’une caméra (80) et d’un module de détection (90), ledit module de détection (90) étant configuré pour détecter la présence d’au moins un élément extérieur à une embarcation, et déterminer la distance entre l’au moins un élément extérieur et ladite embarcation, ladite caméra (80) étant agencée pour collecter des images de l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté par ledit module de détection (90) ; une unité centrale (30) agencée pour recevoir des images de l’au moins un élément extérieur collectées par ladite caméra (80) ainsi que la distance entre ledit au moins un élément extérieur et ladite embarcation. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’unité centrale (30) est configurée pour émettre une alarme, par exemple une alarme sonore, dès lors qu’au moins un élément extérieur est détecté par le module de détection (90). Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l’unité centrale (30) est configurée pour que l’alarme soit émise lorsque la distance est inférieure à une distance prédéterminée, avantageusement la distance prédéterminée est inférieure à 10 mètres, encore plus avantageusement inférieure à 5 mètres. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel ledit dispositif est configuré pour que l’alarme soit émise en cas de risque de collision entre ladite embarcation et l’au moins un élément extérieur susceptible d’être détecté. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’au moins une cellule de détection (20) comprend une coque étanche logeant la caméra (80) et le module de détection (90) et de mesure de distance, avantageusement, la coque est configurée pour flotter, encore plus avantageusement, la coque est pourvue de moyens d’accrochage. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’unité centrale (30) est configurée pour dresser une cartographie d’éléments extérieurs à ladite embarcation, et simuler leur trajectoire de manière à comparer cette dernière avec une trajectoire prédéfinie de ladite embarcation sur laquelle ledit dispositif est susceptible d’être installé. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’au moins une cellule de détection (20) est pourvue d’un module de positionnement par satellite, en particulier un GPS, destiné à estimer la trajectoire et l’orientation de ladite embarcation sur laquelle est disposée l’au moins une cellule de détection (20). Dispositif selon les revendications 6 et 7, dans lequel l’au moins cellule de détection (20) et/ou l’unité centrale (30) est/sont configurées pour que la trajectoire susceptible d’être estimée par le module de positionnement par satellite soit comparée avec la trajectoire des éléments extérieurs susceptibles d’être détectés par le module de détection (90). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’unité centrale (30) comprend un dispositif d’affichage destiné à afficher une image de l’élément extérieur susceptible d’être détecté. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’unité centrale (30) est configurée pour déterminer une taille de l’élément extérieur susceptible d’être détecté par l’au moins une cellule de détection (20), ladite taille étant déterminée sur la base de l’image dudit élément extérieur collectée par la caméra (80) et de la distance entre ledit élément extérieur et ladite embarcation. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la caméra (80) est configurée pour ne collecter des images que lorsqu’un élément extérieur est détecté par le module de détection (90). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel l’au moins une cellule de détection (20) est pourvue d’un gyroscope et d’un accéléromètre destinés à stabiliser la caméra (80) lors de la collecte d’images, le gyroscope étant avantageusement mis en oeuvre pour assurer la seule détection de la partie émergée d’éléments extérieurs solides. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel l’au moins une cellule de détection (20) comprend un thermomètre électronique, un détecteur d’humidité relative et un détecteur barométrique destinés à assurer la calibration du module de détection (90). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel la caméra (80) de l’au moins une cellule de détection (20) est montée rotative selon deux axes de rotation, et de sorte que son orientation soit pilotable à partir de l’unité centrale (30). Dispositif selon l’une des revendications 1 à 14, dans lequel le module de détection (90) comprend au moins des éléments choisis parmi : un détecteur ultrasonique, un détecteur optique, notamment un détecteur pourvu d’une diode électroluminescente ou une diode laser. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 15, dans lequel une unité centrale (30) et l’au moins une cellule de détection (20) sont configurées pour communiquer via une connexion sans fil. Embarcation maritime ou fluviale pourvue du dispositif selon l’une des revendications 1 à 16.