Brevet FR3123429A1 — publié le 20221202

Procédé de cartographie, comportant les étapes de : acquérir des premières images (Im1) produites par un premier véhicule sans pilote, détecter des objets d’intérêt, puis utiliser les premières images pour mettre en œuvre un premier algorithme de SLAM utilisant comme premiers amers les objets d’intérêt, et produire ainsi une première carte enrichie (C1) ; mettre en œuvre un deuxième algorithme de SLAM utilisant comme deuxièmes amers des éléments caractéristiques, puis regrouper les éléments caractéristiques pour détecter des objets candidats, puis vérifier que les objets candidats sont des objets d’intérêt, et produire une deuxième carte enrichie (C3) comprenant les objets d’intérêt ; fusionner la première carte enrichie et la deuxième carte enrichie. FIGURE DE L’ABREGE : Fig.2 Procédé de cartographie pour véhicule sans pilote L’invention concerne le domaine de la cartographie et de la navigation des véhicules sans pilote, et notamment des drones. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION De nombreuses et diverses unités d’intervention, telles que des équipes de secours, de fantassins, de pompiers ou de policiers, utilisent fréquemment des drones pour préparer des missions ou bien en soutien au cours desdites missions. Les drones peuvent collecter des informations (des images notamment) qui permettent de préparer et d’adapter l’intervention. Les drones peuvent aussi avoir un véritable rôle opérationnel au cours de la mission, par exemple un rôle de démineur. Pour les opérations dites « indoor », c’est-à-dire les opérations qui ont lieu à l’intérieur d’un bâtiment quelconque, des drones de taille réduite sont généralement utilisés. Les drones entrent par une fenêtre ou par une porte ouverte et doivent se déplacer pendant quelques secondes ou minutes dans les salles du bâtiment, par exemple pour détecter la présence de dangers (ennemis ou autres). Ils doivent aussi être capables de détecter un mur, et de le contourner si nécessaire pour voir les dangers potentiels de l’autre côté. Il est très compliqué de localiser précisément un drone en opération indoor. Les systèmes de type GNSS (pour « Global Navigation Satellite System ») ne sont pas disponibles. Pour localiser le drone en indoor et pour cartographier l’environnement du drone, on utilise classiquement une méthode de navigation autonome connue sous le nom de SLAM (pour « Simultaneous Localization and Mapping », que l’on peut traduire par « localisation et cartographie simultanées »). Les algorithmes de SLAM connus utilisent comme amers des éléments caractéristiques présents dans l’environnement du drone, qui sont des éléments très simples géométriquement : points, segments, lignes, coins, plans, etc. On parle fréquemment de « key features », ou plus simplement de « features » pour désigner ces éléments caractéristiques. La détection des éléments caractéristiques utilise des algorithmes tels que le détecteur SIFT (pour « Scale-Invariant Feature Transform »), le détecteur ORB (pour « Oriented fast and Rotated Brief ») ou le détecteur de Harris. L’environnement cartographié est donc constitué de ces éléments caractéristiques. Or, il est extrêmement utile, pour améliorer la navigation du drone et surtout pour augmenter les chances de réussite de la mission, de pouvoir localiser précisément des objets plus complexes géométriquement que les éléments caractéristiques. Ces objets, dits « objets d’intérêt », peuvent comprendre par exemple des chaises, des portes, des tables, mais aussi des objets qui présentent un intérêt stratégique pour la mission : extincteur, borne incendie (pour les pompiers), arme quelconque (pour les militaires), bombe, explosifs (pour les démineurs), etc. Les algorithmes de SLAM actuels ne permettent pas de cartographier efficacement de tels objets. OBJET DE L’INVENTION L’invention a pour objet d’améliorer la cartographie indoor réalisée par un véhicule sans pilote tel qu’un drone, et de localiser précisément des objets d’intérêt dans l’environnement du véhicule sans pilote. En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de cartographie, mis en œuvre au moins partiellement dans une première unité de traitement d’un premier véhicule sans pilote, et comportant : une première phase comprenant les étapes de : acquérir des premières images produites par un premier dispositif de capture du premier véhicule sans pilote, et détecter des objets d’intérêt dans les premières images ; utiliser les premières images pour mettre en œuvre un premier algorithme de SLAM utilisant comme premiers amers les objets d’intérêt, et produire ainsi une première carte enrichie comprenant les objets d’intérêt ; une deuxième phase, mise en œuvre parallèlement à la première phase, et comprenant les étapes de : acquérir les premières images et les utiliser pour mettre en œuvre un deuxième algorithme de SLAM utilisant comme deuxièmes amers des éléments caractéristiques plus simples géométriquement que les objets d’intérêt ; regrouper les éléments caractéristiques selon au moins un critère de regroupement pour détecter des objets candidats, puis vérifier que les objets candidats sont des objets d’intérêt, et produire une deuxième carte enrichie comprenant les objets d’intérêt ; une troisième phase comprenant l’étape de fusionner la première carte enrichie et la deuxième carte enrichie pour produire une première carte consolidée. La première carte consolidée, obtenue à partir de la première carte enrichie et de la deuxième carte enrichie, comprend les objets d’intérêt et est donc extrêmement utile au cours des missions dans lesquelles est engagé le premier véhicule sans pilote. Au cours de la première phase, la détection des objets d’intérêt dans les premières images et l’utilisation des objets d’intérêt comme premiers amers du premier algorithme de SLAM, permettent à la fois de détecter efficacement et de localiser très précisément lesdits objets d’intérêt. Le regroupement des éléments caractéristiques, au cours de la deuxième phase, permet de détecter des objets d’intérêt qui n’auraient pas été détectés au cours de la première phase. Ainsi, la mise en œuvre en parallèle de la première phase et de la deuxième phase, ainsi que la fusion des cartes enrichies obtenues, permet de localiser très précisément les objets d’intérêt dans l’environnement du premier véhicule sans pilote. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel les objets d’intérêt comprennent des éléments d’intérêt qui présentent un intérêt stratégique pour une mission dans laquelle est engagé le premier véhicule sans pilote. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel l’étape de détection, au cours de la première phase, comprend la mise en œuvre d’un premier apprentissage profond. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel l’étape de vérification, au cours de la deuxième phase, comprend la mise en œuvre d’un deuxième apprentissage profond. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel le ou les critères de regroupement, utilisés au cours de la deuxième phase, comprennent une distance entre les éléments caractéristiques et/ou une couleur commune et/ou une texture commune. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel les étapes d’acquisition, au cours de la première phase et de la deuxième phase, comprennent aussi chacune une acquisition d’incréments inertiels produits par des capteurs inertiels d’une première unité de mesure inertielle du premier véhicule sans pilote. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, comprenant en outre une quatrième phase, une cinquième phase, et une sixième phase qui sont semblables respectivement à la première phase, la deuxième phase et la troisième phase, mais qui sont mises en œuvre avec des deuxièmes images produites par un deuxième dispositif de capture d’un deuxième véhicule sans pilote, de manière à produire une deuxième carte consolidée, le procédé de cartographie comprenant en outre une septième phase comprenant les étapes de : - acquérir la première carte consolidée ; - apparier la deuxième carte consolidée avec la première carte consolidée ; - localiser le deuxième véhicule sans pilote dans la première carte consolidée. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, la septième phase comprenant en outre l’étape de comparer une première précision de la première carte consolidée avec un seuil de précision prédéterminé, et d’apparier la deuxième carte consolidée avec la première carte consolidée seulement si la première précision est meilleure que le seuil de précision prédéterminé. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, la septième phase comprenant en outre l’étape, si une première position d’un objet d’intérêt particulier localisé dans la première carte consolidée et une deuxième position du même objet d’intérêt particulier localisé dans la deuxième carte consolidée sont différentes, de définir une nouvelle position de l’objet d’intérêt particulier si une deuxième précision de la deuxième carte consolidée est meilleure qu’une première précision de la première carte consolidée. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, dans lequel un niveau de criticité est associé à chaque objet d’intérêt, le deuxième véhicule sans pilote étant agencé pour mettre en œuvre des actions prédéterminées sur les objets d’intérêt qui dépendent de leur niveau de criticité. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, la première phase, la deuxième phase et la troisième phase étant mises en œuvre dans une première unité de traitement du premier véhicule sans pilote. On propose de plus un procédé de cartographie tel que précédemment décrit, la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase étant mises en œuvre dans une deuxième unité de traitement du deuxième véhicule sans pilote. On propose de plus un premier véhicule sans pilote comprenant un premier dispositif de capture et une première unité de traitement dans laquelle sont mises en œuvre la première phase, la deuxième phase et la troisième phase du procédé de cartographie tel que précédemment décrit. On propose aussi un premier véhicule sans pilote tel que précédemment décrit, le premier véhicule sans pilote étant un premier drone. On propose de plus un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent la première unité de traitement du premier véhicule sans pilote tel que précédemment décrit à exécuter la première phase, la deuxième phase et la troisième phase du procédé de cartographie tel que précédemment décrit. On propose de plus un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur tel que précédemment décrit. On propose de plus un deuxième véhicule sans pilote comprenant un deuxième dispositif de capture et une deuxième unité de traitement dans laquelle sont mises en œuvre la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase du procédé de cartographie tel que précédemment décrit. On propose de plus un deuxième véhicule sans pilote tel que précédemment décrit, le deuxième véhicule sans pilote étant un deuxième drone. On propose de plus un programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent la deuxième unité de traitement du deuxième véhicule sans pilote tel que précédemment décrit à exécuter la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase du procédé de cartographie tel que précédemment décrit. On propose de plus un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur tel que précédemment décrit. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d’un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l’invention. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : la représente un premier drone et un deuxième drone en mission dans un bâtiment ; la représente des étapes du procédé de cartographie selon l’invention ; la représente des objets d’intérêt visibles dans une première image. Procédé de cartographie, mis en œuvre au moins partiellement dans une première unité de traitement (7) d’un premier véhicule sans pilote (1), et comportant : une première phase (P1) comprenant les étapes de : acquérir des premières images (Im1) produites par un premier dispositif de capture (3) du premier véhicule sans pilote, et détecter des objets d’intérêt dans les premières images ; utiliser les premières images pour mettre en œuvre un premier algorithme de SLAM utilisant comme premiers amers les objets d’intérêt, et produire ainsi une première carte enrichie (C1) comprenant les objets d’intérêt ; une deuxième phase (P2), mise en œuvre parallèlement à la première phase, et comprenant les étapes de : acquérir les premières images et les utiliser pour mettre en œuvre un deuxième algorithme de SLAM utilisant comme deuxièmes amers des éléments caractéristiques plus simples géométriquement que les objets d’intérêt ; regrouper les éléments caractéristiques selon au moins un critère de regroupement pour détecter des objets candidats, puis vérifier que les objets candidats sont des objets d’intérêt, et produire une deuxième carte enrichie (C3) comprenant les objets d’intérêt ; une troisième phase comprenant l’étape de fusionner la première carte enrichie et la deuxième carte enrichie pour produire une première carte consolidée (Cc1). Procédé de cartographie selon la revendication 1, dans lequel les objets d’intérêt comprennent des éléments d’intérêt qui présentent un intérêt stratégique pour une mission dans laquelle est engagé le premier véhicule sans pilote (1). Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de détection, au cours de la première phase (P1), comprend la mise en œuvre d’un premier apprentissage profond. Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’étape de vérification, au cours de la deuxième phase (P2), comprend la mise en œuvre d’un deuxième apprentissage profond. Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les critères de regroupement, utilisés au cours de la deuxième phase (P2), comprennent une distance entre les éléments caractéristiques et/ou une couleur commune et/ou une texture commune. Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les étapes d’acquisition, au cours de la première phase (P1) et de la deuxième phase (P2), comprennent aussi chacune une acquisition d’incréments inertiels (Incr1) produits par des capteurs inertiels d’une première unité de mesure inertielle (2) du premier véhicule sans pilote (1). Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une quatrième phase (P4), une cinquième phase (P5), et une sixième phase (P6) qui sont semblables respectivement à la première phase, la deuxième phase et la troisième phase, mais qui sont mises en œuvre avec des deuxièmes images (Im2) produites par un deuxième dispositif de capture d’un deuxième véhicule sans pilote (6), de manière à produire une deuxième carte consolidée (Cc2), le procédé de cartographie comprenant en outre une septième phase (P7) comprenant les étapes de : - acquérir la première carte consolidée ; - apparier la deuxième carte consolidée avec la première carte consolidée ; - localiser le deuxième véhicule sans pilote dans la première carte consolidée. Procédé de cartographie selon la revendication 7, la septième phase comprenant en outre l’étape de comparer une première précision de la première carte consolidée (Cc1) avec un seuil de précision prédéterminé, et d’apparier la deuxième carte consolidée (Cc2) avec la première carte consolidée seulement si la première précision est meilleure que le seuil de précision prédéterminé. Procédé de cartographie selon la revendication 7, la septième phase comprenant en outre l’étape, si une première position d’un objet d’intérêt particulier localisé dans la première carte consolidée et une deuxième position du même objet d’intérêt particulier localisé dans la deuxième carte consolidée sont différentes, de définir une nouvelle position de l’objet d’intérêt particulier si une deuxième précision de la deuxième carte consolidée est meilleure qu’une première précision de la première carte consolidée. Procédé de cartographie selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel un niveau de criticité est associé à chaque objet d’intérêt, le deuxième véhicule sans pilote (6) étant agencé pour mettre en œuvre des actions prédéterminées sur les objets d’intérêt qui dépendent de leur niveau de criticité. Procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes, la première phase, la deuxième phase et la troisième phase étant mises en œuvre dans une première unité de traitement (7) du premier véhicule sans pilote (1). Procédé de cartographie selon l’une des revendications 7 à 11, la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase étant mises en œuvre dans une deuxième unité de traitement du deuxième véhicule sans pilote (6). Premier véhicule sans pilote (1) comprenant un premier dispositif de capture (3) et une première unité de traitement (7) dans laquelle sont mises en œuvre la première phase, la deuxième phase et la troisième phase du procédé de cartographie selon l’une des revendications précédentes. Premier véhicule sans pilote selon la revendication 13, le premier véhicule sans pilote étant un premier drone. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent la première unité de traitement du premier véhicule sans pilote selon la revendication 13 à exécuter la première phase, la deuxième phase et la troisième phase du procédé de cartographie selon l’une des revendications 1 à 12. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication 15. Deuxième véhicule sans pilote comprenant un deuxième dispositif de capture et une deuxième unité de traitement dans laquelle sont mises en œuvre la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase du procédé de cartographie selon l’une des revendications 7 à 12. Deuxième véhicule sans pilote (6) selon la revendication 17, le deuxième véhicule sans pilote étant un deuxième drone. Programme d’ordinateur comprenant des instructions qui conduisent la deuxième unité de traitement du deuxième véhicule sans pilote selon la revendication 17 à exécuter la quatrième phase, la cinquième phase, la sixième phase et la septième phase du procédé de cartographie selon l’une des revendications 7 à 12. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d’ordinateur selon la revendication 19.