Brevet FR3134470A1 — publié le 20231013

Système optronique de surveillance d’un espace environnant un aéronef militaire (100), comprenant une unité électronique de traitement (1), des capteurs optroniques (2) infrarouges reliés à l’unité électronique de traitement (1) et au moins une unité de mesure inertielle (3) reliée à l’unité électronique de traitement (1). L’unité électronique de traitement (1) est agencée pour : recevoir de chaque capteur optronique (2) une pluralité de signaux images correspondant à des images capturées successivement pendant une durée prédéterminée ; recaler les images les unes par rapport aux autres à partir de données de positionnement inertiel fournies par l’unité de mesure inertielle (3) ; déclencher une alerte lorsque plusieurs des images comprennent après recalage une même zone ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé. Aéronef équipé d’un tel dispositif et procédé de surveillance d’un aéronef. FIGURE DE L’ABREGE : Fig. 1 Système de surveillance infrarouge pour aéronef militaire et aéronef militaire, notamment un missile, équipé d’un tel système La présente invention concerne le domaine de la surveillance optique de l’environnement d’un aéronef militaire et plus particulièrement d’un missile ou un avion militaire comme un chasseur. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Il est connu d’équiper les missiles et les avions de combat de dispositifs de surveillance optroniques. Les dispositifs les plus élaborés, souvent disposés à l’avant de l’avion, comportent par exemple un capteur de vision diurne pour l’identification à longue distance (40 km) et un capteur infrarouge ayant une sensibilité dans les bandes de longueurs d’onde 3 à 5 µm et 8 à 12 µm pour détecter des cibles à longues distances. Ces dispositifs de surveillance frontaux sont utilisés pour l’autoprotection de l’avion (détection des missiles ennemis par exemple) ou pour l’attaque (détection de cible). Pour l’autoprotection, les images fournies par le capteur sont traitées pour y rechercher par exemple la trace thermique des gaz chaud éjectés par le missile au moins au moment de son départ (on parle des « plumes » du missile) ou de parties chaudes du missile, plus particulièrement sur le fuselage. Dans l’image, cette trace thermique prend la forme d’une zone ou tache, qui peut avoir la taille d’un seul pixel, ayant une intensité supérieure à un seuil d’alerte. Le seuil d’alerte est relativement bas pour pouvoir détecter un départ de missile le plus loin possible mais doit être significativement supérieur au bruit de l’image pour éviter la multiplication des fausses alertes. Le traitement des images est donc relativement délicat. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but de fournir un système optronique de surveillance améliorée de l’environnement d’un missile ou d’un avion militaire. A cet effet, on prévoit, selon l’invention un système optronique de surveillance d’un espace environnant un aéronef militaire, comprenant une unité électronique de traitement, des capteurs optroniques reliés à l’unité électronique de traitement et au moins une unité de mesure inertielle reliée à l’unité électronique de traitement. Les capteurs optroniques ont un champ individuel prédéterminé et sont agencés pour être fixés sur l’aéronef de manière à avoir un champ global correspondant sensiblement à l’espace à surveiller. L’unité électronique de traitement incorpore un processeur et une mémoire contenant un programme ayant des instructions agencées pour : recevoir de chaque capteur optronique une pluralité de signaux image correspondant à des images capturées successivement pendant une durée prédéterminée ; recaler ensemble les images les unes par rapport aux autres, dans un repère commun à tous les capteurs, à partir de données de positionnement inertiel fournies par l’unité de mesure inertielle ; déclencher une alerte lorsque plusieurs des images comprennent après recalage une même zone ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé. L’aéronef militaire peut être un avion de combat, un missile ou autre et l’espace à surveiller peut être par exemple sur 360° ou 180°. Ainsi, lorsque l’aéronef est en mouvement, les images de la série d’images fournie par chaque capteur optronique sont décalées les unes par rapport aux autres du fait que chaque capteur optronique est fixe par rapport à l’aéronef et que l’aéronef s’est déplacé dans l’espace. Ce décalage dépend de l’intervalle temporel entre chaque image, de la vitesse de l’aéronef et des mouvements qu’il a effectués. Dès lors, un même élément du paysage balayé par un capteur, comme par exemple une trace thermique de départ de missile dans le cas de capteurs infrarouges, ne sera pas exactement positionné au même endroit dans les images de la série, quand bien même le déplacement de l’aéronef serait minime entre deux images, ce qui complique la détection de cet élément du paysage. Les données inertielles sont utilisées pour déterminer la vitesse de l’aéronef et les mouvements effectués entre les images pour pouvoir recaler entre elles les images capturées dans un repère commun à tous les capteurs et faire coïncider ainsi entre eux les mêmes éléments du paysage (dont les traces thermiques de missile) visibles sur plusieurs images capturées. Ceci permet de faire ressortir les traces thermiques d’intérêt en éliminant le bruit qui, lui, est présent de manière aléatoire d’une image à l’autre. La détection est de la sorte plus précise. L’invention concerne également un aéronef équipé d’un tel système optronique, l’aéronef comprenant une structure sur laquelle les capteurs optroniques sont rigidement fixés et répartis. Par « rigidement fixés », on entend que les capteurs optroniques ne sont pas orientables par rapport à la structure de l’aéronef, ce qui simplifie l’agencement des capteurs et augmente la vitesse d’acquisition puisque les images ne sont pas obtenues par un mouvement de balayage des capteurs optroniques. L’invention porte également sur un procédé de surveillance d’un espace environnant un aéronef militaire pourvu de capteurs optroniques et d’au moins une unité de mesure inertielle qui sont reliés à une unité électronique de traitement, les capteurs optroniques ayant un champ individuel prédéterminé et étant fixés sur l’aéronef de manière à avoir un champ global correspondant sensiblement à l’espace à surveiller, le procédé comprenant les étapes de : recevoir de chaque capteur optronique une pluralité de signaux images correspondant à des images capturées successivement pendant une durée prédéterminée ; recaler ensemble les images des différents capteurs les unes par rapport aux autres, dans un repère commun à tous les capteurs, à partir de données de positionnement inertiel fournies par l’unité de mesure inertielle ; déclencher une alerte lorsque plusieurs des images comprennent, après recalage dans le repère commun à tous les capteurs, une même zone ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé. 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. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la est une vue schématique d’un dispositif de localisation selon l’invention ; la est une vue schématique de dessus d’un aéronef équipé d’un dispositif de localisation selon l’invention ; la est une vue schématique de dessous de cet aéronef ; la est une vue schématique de côté de cet aéronef. Système optronique de surveillance d’un espace environnant un aéronef militaire (100), comprenant une unité électronique de traitement (1), des capteurs optroniques (2) reliés à l’unité électronique de traitement (1) et au moins une unité de mesure inertielle (3) reliée à l’unité électronique de traitement (1), les capteurs optroniques (2) ayant un champ individuel prédéterminé et étant agencés pour être fixés sur l’aéronef de manière à avoir un champ global correspondant sensiblement à l’espace à surveiller, l’unité électronique de traitement (1) incorporant un processeur et une mémoire contenant un programme ayant des instructions agencées pour : recevoir de chaque capteur optronique (2) une pluralité de signaux images correspondant à des images capturées successivement pendant une durée prédéterminée ; recaler ensemble les images des différents capteurs les unes par rapport aux autres, dans un repère commun à tous les capteurs, à partir de données de positionnement inertiel fournies par l’unité de mesure inertielle (3) ; déclencher une alerte lorsque plusieurs des images comprennent, après recalage dans le repère commun à tous les capteurs, une même zone ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé. Système selon la revendication 1, dans lequel le programme comprend les étapes de : - sommer les signaux image obtenus pendant la durée prédéterminée en les recalant à partir des données de positionnement inertiel de manière à obtenir un signal résultat ; - rechercher dans le signal résultat une portion d’intérêt ayant une amplitude supérieure au seuil prédéterminé. Système selon la revendication 1, dans lequel le programme comprend les étapes de : mettre un seuil prédéterminé sur chaque image pour engendrer un ou des plots ; filtrer les plots correspondant à du bruit par rapport à des plots correspondant à une cible en utilisant une approche statistique. Système selon la revendication 3, dans lequel, selon l’approche statistique, si dans une zone restreinte autour d’un plot d’intérêt dans une image, il y a, dans un premier nombre prédéterminé d’images suivantes, un deuxième nombre prédéterminé de nouveaux plots correspondant à des pixels dépassant le seuil prédéterminé, alors le plot d’intérêt est vraisemblablement un plot correspondant à une cible. Système selon la revendication 1, dans lequel les capteurs optroniques (2) sont au nombre de n et ont chacun un champ sensiblement égal à 1/n de l’espace à surveiller. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les capteurs optroniques (2) ont l’une des résolutions approximatives suivantes (pixels) : 640 par 640, 1280 par 1280, 2000 par 2000, 2560 par 2048, 4000 par 4000. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les capteurs optroniques (2) sont sensibles aux longueurs d’ondes de la bande MWIR. Système selon la revendication 7, dans lequel les capteurs optroniques (2) sont sensibles aux longueurs d’ondes de la bande LWIR également. Aéronef militaire (100) équipé d’un système optronique selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’aéronef comprenant une structure (101) sur laquelle les capteurs optroniques (2) sont rigidement fixés et répartis. Aéronef militaire (100) selon la revendication 9, dans laquelle les capteurs optroniques (2) sont positionnés comme suit : un premier capteur optronique (2fu) débouchant sur une surface supérieure de la structure (101) et orienté vers l’avant de l’aéronef (100) ; un deuxième capteur optronique (2ru) débouchant sur la surface supérieure de la structure (101) et orienté vers l’arrière de l’aéronef (100) ; un troisième capteur optronique (2fd) débouchant sur une surface inférieure de la structure (101) et orienté vers l’avant de l’aéronef (100) ; un quatrième capteur optronique (2rd) débouchant sur la surface inférieure de la structure (101) et orienté vers l’arrière de l’aéronef (100) ; un cinquième capteur (2ll) et un sixième capteur (2lr) qui débouchent sur des surfaces latérales opposées de la structure (101) et qui sont orientés sur un axe transversale du fuselage. Aéronef militaire (100) selon la revendication 10, dans lequel le dispositif de surveillance comprend autant d’unités de mesure inertielle (3) que de capteurs optroniques (2) et chaque unité de mesure inertielle (3) est fixée à la structure (101) au voisinage de chaque capteur optronique (2). Procédé de surveillance d’un espace environnant un aéronef militaire (100) pourvu de capteurs optroniques (2) et d’au moins une unité de mesure inertielle (3) qui sont reliés à une unité électronique de traitement (1), les capteurs optroniques (2) ayant un champ individuel prédéterminé et étant fixés sur l’aéronef de manière à avoir un champ global correspondant sensiblement à l’espace à surveiller, le procédé comprenant les étapes de : recevoir de chaque capteur optronique (2) une pluralité de signaux images correspondant à des images capturées successivement pendant une durée prédéterminée ; recaler ensemble les images des différents capteurs les unes par rapport aux autres, dans un repère commun à tous les capteurs, à partir de données de positionnement inertiel fournies par l’unité de mesure inertielle (3) ; déclencher une alerte lorsque plusieurs des images comprennent, après recalage dans le repère commun à tous les capteurs, une même zone ayant une intensité supérieure à un seuil prédéterminé.