Brevet FR3123993A1 — publié le 20221216

Il est proposé un dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs d’un système multi-capteur, comprenant : - une unité d’extraction (11) pour extraire un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs d’une base de données d’alternatives (3), en réponse à une requête indiquant un type de fonction du système et au moins une métrique de qualité, chaque alternative étant associée à au moins un capteur et comprenant pour chaque capteur associé, un taux d’utilisation du capteur et une durée d’utilisation du capteur audit taux d’utilisation ; - une unité de prédiction (12) pour appliquer à chaque alternative et pour chaque capteur associé à l’alternative un modèle de performance de capteur correspondant au capteur, fournissant pour le capteur une valeur prédite pour chaque métrique de qualité ; et - une unité de sélection (14) pour sélectionner au moins certaines des alternatives en fonction des valeurs prédites des métriques de qualité pour les capteurs de chaque alternative extraite. (Figure 2) Procédé et dispositif de sélection des ressources capteurs d’un système multi-capteur L’invention concerne de manière générale le domaine des capteurs et en particulier un procédé et un dispositif de contrôle de l’utilisation des capteurs dans un système multi-capteur. Les systèmes multi-capteurs sont équipés d’un ensemble de capteurs hétérogènes fournissant des informations au système. Un système multi-capteur utilise les différentes informations délivrées par les différents capteurs pour exécuter des fonctions du système, comme par exemple des fonctions de contrôle du fonctionnement du système multi-capteur ou des fonctions propres aux missions du système multi-capteur. Dans les solutions existantes, un opérateur responsable de la gestion du système doit à chaque demande opérationnelle, liée à une fonction du système, choisir des capteurs du système pour répondre à la demande opérationnelle. Généralement, l’opérateur choisit le sous-ensemble de capteurs qui permet d’obtenir un résultat le plus rapidement possible. Cependant, dans les cas où les ressources capteurs sont déjà très sollicitées, il arrive que l’opérateur choisisse des moyens moins classiques pour répondre à la demande. Par exemple, si le système utilise un capteur de type RADAR et qu’un tel capteur RADAR a fait une détection 3D et est très surchargé, l’opérateur peut recourir à une reconstruction d’une localisation 3D à partir d’information 2D obtenues par d’autres capteurs. Dans certaines situations, l’opérateur peut même se retrouver dans l’incapacité de répondre à certaines demandes très spécifiques en raison de l’indisponibilité d’un ou plusieurs capteurs, si ces capteurs sont surchargés et sont les seuls à pouvoir répondre à la demande (par exemple incapacité d’identifier pour un système de détection de cible de détecter une cible d’intérêt si le capteur optronique, qui est le seul à pouvoir remplir ce type d’action dans le système, est déjà surchargé). Classiquement, pour gérer les ressources capteurs du système en fonction de la demande, l’opérateur responsable de la gestion des ressources capteurs doit prendre des décisions pour utiliser les ressources capteurs disponibles au mieux de leurs capacités, en anticipant en permanence les conséquences de ses décisions, sur la base de ses connaissances expérimentales et de son expertise. Ainsi, les solutions actuelles d’optimisation des ressources capteurs reposent sur la sélection faite par l’opérateur, sur la base de ses connaissances. Ce type de solution a été décrit par exemple dans Sensor Management for Radar Networks Klemm, Richard; Griffiths, Hugh; Koch, Wolfgang: Novel radar techniques and applications. Vol.2: Waveform diversity and cognitive radar, and target tracking and data fusion Herts: SciTech Publishing, 2017 (DOI: 10.1049/SBRA512G_ch15) qui traite de l’optimisation des ressources dans un réseau de capteurs non hétérogènes. Cependant, de telles solutions sont coûteuses et requièrent un niveau d’expertise important de la part de l’opérateur. Elles limitent en outre l’interchangeabilité des opérateurs. Par ailleurs, l’opérateur peut avoir d’autres responsabilités de contrôle du système embarquant les ressources capteurs (pilote d’un avion par exemple). La processus de sélection des ressources capteurs disponible par l’opérateur peut requérir une forte monopolisation de l’opérateur, de manière constante, ce qui peut nuire à l’efficacité du contrôle général du système ou peut inversement impliquer une utilisation sous-optimale des ressources capteurs. Définition générale de l’invention : L’invention vient améliorer la situation en proposant un dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs d’un système multi-capteur, le système multi-capteur étant équipé de plusieurs capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système étant apte à exécuter une ou plusieurs fonctions de système. Avantageusement, le dispositif comprend : - une unité d’extraction d’alternatives d’utilisation de capteurs configurée pour extraire un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs d’une base de données d’alternatives stockant un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs, en réponse à la réception d’une requête indiquant un type de fonction du système et au moins une métrique de qualité, chaque alternative étant stockée dans la base de données en correspondance avec une fonction de système, chaque alternative étant associée à au moins un capteur et comprenant pour chaque capteur associé, un taux d’utilisation du capteur et une durée d’utilisation du capteur audit taux d’utilisation, l’unité d’extraction étant configurée pour extraire les alternatives d’utilisation de capteurs associée à ladite fonction de système ; - une unité de prédiction comprenant un ensemble de modèles de performance de capteur, l’unité de prédiction étant configurée pour appliquer à chaque alternative et pour chaque capteur associé à l’alternative, le modèle de performance de capteur correspondant au capteur, le modèle de performance de capteur fournissant pour le capteur une valeur prédite pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite correspondant à la valeur estimée de la métrique de qualité pour une utilisation du capteur au taux d’utilisation et pendant la durée associée au capteur dans l’alternative ; - une unité de sélection d’alternatives candidates configurée pour sélectionner au moins certaines des alternatives en fonction des valeurs prédites des métriques de qualité pour les capteurs de chaque alternative extraite. Dans un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre en outre un module de calcul configuré pour calculer pour chaque alternative d’utilisation de capteurs une valeur prédite globale pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite globale d’une métrique étant calculée à partir des valeurs prédites de la métrique de qualité pour tous les capteurs associés à l’alternative. Le module de calcul peut être configuré pour calculer la valeur prédite globale d’une métrique à partir de paramètres relatifs au système, à la fonction de système indiquée dans la requête et/ou aux capteurs. Dans un mode de réalisation, l’unité de sélection d’alternatives candidates peut être configurée pour filtrer au préalable les alternatives à partir des valeurs prédites globales des métriques de qualité calculées pour chaque alternative. Chaque métrique de qualité peut être associée à une valeur cible dans la requête et en ce que le filtrage comprend une présélection des alternatives ayant pour chaque métrique de qualité une valeur prédite globale supérieure à la valeur cible de la métrique de qualité indiquée dans la requête, l’unité de sélection des alternatives candidates étant configurée pour sélectionner les alternatives candidates parmi les alternatives présélectionnées. Chaque métrique de qualité spécifiée dans la requête peut être associée à un niveau de priorité, le dispositif comprenant alors une unité de calcul de poids d’alternative représentant le poids d’utilité de l’alternative sur le système, l’unité de calcul de poids d’alternative étant configurée pour calculer le poids de l’alternative sur le système en prenant en compte les niveaux de priorité associés aux métriques de qualité. L’unité de calcul de poids d’alternative peut être configurée pour calculer le poids d’utilité d’une alternative selon l’équation : , où désigne la valeur prédite globale calculée pour une métrique de qualité , désigne le niveau de priorité associé à la métrique dans la requête, et désigne le nombre de métriques de qualité. Dans un mode de réalisation, l’unité de sélection peut être configurée pour sélectionner au moins certaines des alternatives candidates en fonction des poids d’utilité associés aux alternatives. Le poids d’utilité peut être une valeur définie entre une valeur de poids minimale et une valeur de poids maximale. Dans des modes de réalisation, le dispositif de contrôle d’utilisation de capteur peut comprendre une table de sélection de priorité associant pour chaque fonction du système, un niveau de priorité à chaque métrique de qualité, le dispositif étant configuré pour déterminer le niveau de priorité de chaque métrique de qualité à partir de la table de sélection de priorité, pour la fonction de système spécifiée dans la requête. Le niveau de priorité peut être défini pour chaque métrique de qualité dans la requête. Le modèle de performance de capteur peut être un modèle défini à partir d’une technique d’intelligence artificielle à base d’apprentissage sur des données réelles de performance, les données réelles comprenant des valeurs de métriques de qualité obtenues par le système pour des capteurs utilisés par le système pour exécuter chaque fonction de système. Chaque alternative d’utilisation de capteurs peut comprendre une valeur fixe pour le taux d’utilisation et la durée associée à chaque capteur. Chaque alternative d’utilisation de capteurs peut comprendre pour au moins un capteur de l’alternative, une plage de valeurs définie pour le taux d’utilisation et/ou la durée associée au capteur, l’unité de prédiction étant configurée pour sélectionner au préalable, pour le capteur une valeur fixe dans la plage de valeur définie pour le taux d’utilisation et/ou la durée associée au capteur avant la détermination de valeurs prédites de métriques de qualité pour le capteur. Il est en outre proposé un procédé de contrôle d’utilisation de capteurs mis en œuvre dans un système multi-capteur, le système multi-capteur étant équipé de plusieurs capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système étant apte à exécuter une ou plusieurs fonctions de système. Avantageusement, le procédé comprend les étapes consistant à: - extraire un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs d’une base de données d’alternatives stockant un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs, en réponse à la réception d’une requête indiquant un type de fonction du système et au moins une métrique de qualité, chaque alternative étant stockée dans la base de données en correspondance avec une fonction de système, chaque alternative étant associée à au moins un capteur et comprenant pour chaque capteur associé, un taux d’utilisation du capteur et une durée correspondant à une durée d’utilisation du capteur selon le taux d’utilisation, l’étape d’extraction comprenant l’extraction des alternatives d’utilisation de capteurs associée à ladite fonction de système ; - appliquer à chaque alternative et pour chaque capteur associé à l’alternative, un modèle de performance de capteur correspondant au capteur, le modèle de performance de capteur fournissant pour le capteur une valeur prédite pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite correspondant à la valeur estimée de la métrique de qualité pour une utilisation du capteur au taux d’utilisation et pendant la durée associée au capteur dans l’alternative ; - sélectionner au moins certaines des alternatives en fonction des valeurs prédites des métriques de qualité pour les capteurs de chaque alternative extraite. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement : La représente un système multi-capteur, selon certains modes de réalisation ; La représente un dispositif de contrôle d’utilisation des capteurs du système, selon certains modes de réalisation ; La représente un exemple d’implémentation du dispositif de contrôle d’utilisation des capteurs du système, selon un mode de réalisation ; La représente une unité de calcul d’indicateur d’impact selon un exemple de réalisation ; et La est un organigramme représentant un procédé de contrôle d’utilisation des capteurs du système selon certains modes de réalisation. Dispositif (1) de contrôle d’utilisation de capteurs d’un système multi-capteur, le système multi-capteur (100) étant équipé de plusieurs capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système étant apte à exécuter une ou plusieurs fonctions de système, caractérisé en ce qu’il comprend : une unité d’extraction d’alternatives d’utilisation de capteurs (11) configurée pour extraire un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs d’une base de données d’alternatives (3) stockant un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs, en réponse à la réception d’une requête indiquant un type de fonction du système et au moins une métrique de qualité, chaque alternative étant stockée dans la base de données (3) en correspondance avec une fonction de système, chaque alternative étant associée à au moins un capteur et comprenant pour chaque capteur associé, un taux d’utilisation du capteur et une durée d’utilisation du capteur audit taux d’utilisation, l’unité d’extraction étant configurée pour extraire les alternatives d’utilisation de capteurs associée à ladite fonction de système ; une unité de prédiction (12) comprenant un ensemble de modèles de performance de capteur, l’unité de prédiction étant configurée pour appliquer à chaque alternative et pour chaque capteur associé à l’alternative, le modèle de performance de capteur correspondant au capteur, le modèle de performance de capteur fournissant pour ledit capteur une valeur prédite pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite correspondant à la valeur estimée de la métrique de qualité pour une utilisation du capteur au taux d’utilisation et pendant la durée associée au capteur dans l’alternative ; une unité de sélection d’alternatives candidates (14) configurée pour sélectionner au moins certaines desdites alternatives en fonction des valeurs prédites des métriques de qualité pour les capteurs de chaque alternative extraite. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un module de calcul (121) configuré pour calculer pour chaque alternative d’utilisation de capteurs une valeur prédite globale pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite globale d’une métrique étant calculée à partir des valeurs prédites de la métrique de qualité pour tous les capteurs associés à l’alternative. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module de calcul (121) est en outre configuré pour calculer la valeur prédite globale d’une métrique à partir de paramètres relatifs au système, à la fonction de système indiquée dans la requête et/ou aux capteurs. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l’unité de sélection d’alternatives candidates (14) est configurée pour filtrer au préalable les alternatives à partir des valeurs prédites globales des métriques de qualité calculées pour chaque alternative. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque métrique de qualité est associée à une valeur cible dans la requête et en ce que le filtrage comprend une présélection des alternatives ayant pour chaque métrique de qualité une valeur prédite globale supérieure à la valeur cible de la métrique de qualité indiquée dans la requête, l’unité de sélection des alternatives candidates (14) étant configurée pour sélectionner les alternatives candidates parmi les alternatives présélectionnées. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque métrique de qualité spécifiée dans la requête est associée à un niveau de priorité, et en ce que le dispositif comprend une unité de calcul de poids d’alternative (16) représentant le poids d’utilité de l’alternative sur le système, l’unité de calcul de poids d’alternative étant configurée pour calculer le poids de l’alternative sur le système en prenant en compte les niveaux de priorité associés aux métriques de qualité. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’unité de calcul de poids d’alternative (16) est configurée pour calculer le poids d’utilité d’une alternative selon l’équation : , où désigne la valeur prédite globale calculée pour une métrique de qualité , désigne le niveau de priorité associé à la métrique dans la requête, et désigne le nombre de métriques de qualité. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’unité de sélection (14) est configurée pour sélectionner au moins certaines des alternatives candidates en fonction des poids d’utilité associés aux alternatives. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le poids d’utilité est une valeur définie entre une valeur de poids minimale et une valeur de poids maximale. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications précédentes 6 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une table de sélection de priorité associant pour chaque fonction du système, un niveau de priorité à chaque métrique de qualité, le dispositif étant configuré pour déterminer le niveau de priorité de chaque métrique de qualité à partir de la table de sélection de priorité, pour la fonction de système spécifiée dans la requête. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le niveau de priorité est défini pour chaque métrique de qualité dans la requête. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le modèle de performance de capteur est un modèle défini à partir d’une technique d’intelligence artificielle à base d’apprentissage sur des données réelles de performance, les données réelles comprenant des valeurs de métriques de qualité obtenues par le système pour des capteurs utilisés par le système pour exécuter chaque fonction de système. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque alternative comprend une valeur fixe pour le taux d’utilisation et la durée associée à chaque capteur. Dispositif de contrôle d’utilisation de capteurs selon l’une des revendications précédentes 1 à 12, caractérisé en ce que chaque alternative comprend pour au moins un capteur de l’alternative, une plage de valeurs définie pour le taux d’utilisation et/ou la durée associée audit au moins un capteur, l’unité de prédiction étant configurée pour sélectionner au préalable, pour ledit au moins un capteur une valeur fixe dans la plage de valeur définie pour le taux d’utilisation et/ou la durée associée au capteur avant la détermination de valeurs prédites de métriques de qualité pour ledit capteur. Procédé de contrôle d’utilisation de capteurs mis en œuvre dans un système multi-capteur, le système multi-capteur étant équipé de plusieurs capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système étant apte à exécuter une ou plusieurs fonctions de système, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à : extraire (402) un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs d’une base de données d’alternatives (3) stockant un ensemble d’alternatives d’utilisation de capteurs, en réponse à la réception d’une requête indiquant un type de fonction du système et au moins une métrique de qualité, chaque alternative étant stockée dans la base de données (3) en correspondance avec une fonction de système, chaque alternative étant associée à au moins un capteur et comprenant pour chaque capteur associé, un taux d’utilisation du capteur et une durée correspondant à une durée d’utilisation du capteur selon ledit taux d’utilisation, l’étape d’extraction comprenant l’extraction des alternatives d’utilisation de capteurs associée à ladite fonction de système ; appliquer (404) à chaque alternative et pour chaque capteur associé à l’alternative, un modèle de performance de capteur correspondant au capteur, le modèle de performance de capteur fournissant pour ledit capteur une valeur prédite pour chaque métrique de qualité, la valeur prédite correspondant à la valeur estimée de la métrique de qualité pour une utilisation du capteur au taux d’utilisation et pendant la durée associée au capteur dans l’alternative ; et - sélectionner (406) au moins certaines desdites alternatives en fonction des valeurs prédites des métriques de qualité pour les capteurs de chaque alternative extraite.