Brevet FR3136091A1 — publié le 20231201

L’invention concerne un procédé de détection d’obstacles (1) comprenant les étapes de : - prise d’une première image d’une zone de servitudes aéronautiques (2), - identification de points de repères (4) sur la première image, - détermination d’une ligne d’horizon (8) à partir des points de repères, - détermination d’une ligne de seuil de détection (9) par rapport à la ligne d’horizon, - identification des points de repères associés à la première image enregistrée pour localiser l’appareil de prise de vue par rapport aux points de repères lors d’une deuxième inspection, la ligne d’horizon et la ligne de seuil de détection étant à nouveaux identifiées à partir des points de repères, - prise d’une deuxième image (6) de la zone de servitudes aéronautiques, un obstacle étant détecté sur la première ou la deuxième image s’il dépasse de la ligne de seuil de détection. Figure de l’abrégé : Fig. 2 PROCEDE DE DETECTION D’OBSTACLES EN PERIPHERIE D’UNE ZONE AEROPORTUAIRE L’invention se rapporte à un procédé de détection d’obstacles dans une zone de servitudes aéronautiques située en périphérie d’une zone aéroportuaire. Le code des transports ainsi que le code de l’aviation civile exigent l’absence d’obstacles dans ces zones de servitudes aéronautiques (SA) situées en périphérie de la zone aéroportuaire et plus particulièrement à l’extrémité des pistes d’atterrissage et de décollage d’avions. Les avions survolent la zone de servitudes aéronautiques pour atterrir sur la piste et décoller de la piste. Tous les 1 à 5 ans, l'exploitant de l'aéroport fait appel à un géomètre spécialisé pour détecter une éventuelle élévation d’objets tels des arbres, des bâtiments, des grues ou des antennes, dans la zone de servitudes aéronautiques. Ces objets peuvent devenir des obstacles pour les avions lors d’un décollage ou d’un atterrissage sur la piste de l’aéroport. L'exploitant de l'aéroport surveille plus particulièrement les arbres qui poussent dans des forêts qui n’appartiennent pas à l’aéroport. Une fois l’obstacle détecté, l'exploitant de l'aéroport peut réagir et demander que les arbres soient coupés par exemple. Il est nécessaire d’anticiper car un délai de 6 à 12 mois est parfois nécessaire pour obtenir la coupe d’un arbre ou de plusieurs arbres. Sinon, la première branche qui est détectée dans la zone de servitudes aéronautiques entraîne la fermeture de la piste. Actuellement, le géomètre prend une photographie de la zone de servitudes aéronautiques par une caméra qui est positionnée dans la zone aéroportuaire. Le géomètre trace ensuite une ligne d’horizon et une ligne de seuil de détection par rapport à la ligne d’horizon qui est située au-dessus de la ligne d’horizon. La ligne de seuil de détection est positionnée à un angle d’observation α de 3° de la ligne d’horizon, l’angle d’observation α étant mesuré à partir de la caméra. Un obstacle est alors détecté sur l’image s’il est situé au-dessus de la ligne de seuil de détection. Cependant, ces zones périphériques sont virtuelles et donc difficiles à repérer par les opérateurs aéroportuaires. L’inspection est de plus réalisée occasionnellement car elle est longue et fastidieuse. De plus, les erreurs humaines sont possibles (problème de fatigue, de vue, par exemple). Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé de détection d’obstacles en temps réel permettant une inspection plus rapide et moins fastidieuse d’une zone de servitudes aéronautiques, tout en limitant les risques d’erreur. Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de détection d’obstacles dans une zone de servitudes aéronautiques située en périphérie d’une zone aéroportuaire. Selon l’invention, le procédé de détection comprend les étapes de : - prise d’une première image de la zone de servitudes aéronautiques par un appareil de prise de vue positionné dans la zone aéroportuaire lors d’une première inspection de la zone de servitudes aéronautiques, - identification de points de repères fixes sur la première image et enregistrement des points de repères associés à la première image, - détermination d’une ligne d’horizon à partir des points de repères, - détermination d’une ligne de seuil de détection par rapport à la ligne d’horizon, - identification des points de repères associés à la première image enregistrée pour localiser l’appareil de prise de vue par rapport aux points de repères en vue d’une deuxième prise d’image lors d’une deuxième inspection de la zone de servitudes aéronautiques, la ligne d’horizon et la ligne de seuil de détection étant à nouveau identifiées à partir des points de repères, et - prise d’une deuxième image de la zone de servitudes aéronautiques par l’appareil de prise de vue positionné dans la zone aéroportuaire, un obstacle étant détecté sur la première et la deuxième image si l’obstacle dépasse la ligne de seuil de détection selon une direction verticale X. L’invention fournit ainsi un procédé de détection d’obstacles permettant une inspection plus rapide et moins fastidieuse d’une zone de servitudes aéronautiques, tout en limitant les risques d’erreur humaine. Le procédé de détection permet une automatisation des inspections d’obstacles en temps réel (ou quasiment en temps réel). Chaque prise de vue est analysée en quelques secondes (20 s à 40 s) avec une précision de l’ordre de 0,01° (équivalent à 0,017 % en pourcentage d’inclinaison) afin d’identifier les éventuels obstacles dans la zone de servitudes aéronautiques. Le procédé de détection d’obstacles permet de s’assurer au quotidien du maintien de l’intégrité de la zone de servitudes aéronautiques. Le procédé de détection permet également d’obtenir une traçabilité. La date des inspections et des images est enregistrée. Il est ainsi possible de programmer des rappels d’inspection à réaliser. Par exemple, si l’utilisateur constate que la dernière inspection a eu lieu il y a 20 jours et que le délai entre deux inspections est de 20 jours, il va pouvoir refaire une inspection. Un rappel automatique peut être prévu également. Selon une variante, la ligne de seuil de détection est positionnée par rapport à la ligne d’horizon d’après un calcul trigonométrique prenant en compte la distance entre la ligne d’horizon et l’appareil de prise de vue, et un angle d’observation α prédéfini entre la ligne d’horizon et la ligne de seuil de détection lorsque l’observation est réalisée à partir de l’appareil de prise de vue. De préférence, la distance entre la ligne d’horizon et l’appareil de prise de vue est mesurée par un télémètre. Cette solution fournit une mesure précise. Selon une autre variante, un traitement d’image est réalisé sur les première et deuxième images par un procédé de détection de discontinuités de forme et de couleur pour identifier les points de repères et les obstacles. Ce traitement d’image permet de différencier les couleurs et les formes sur les images pour automatiser la détection. Selon une autre variante, les points de repères comprennent des éléments de signalisation de la zone aéroportuaire. Les éléments de signalisation sont fixes et permanents. Ils permettent d’obtenir une très bonne répétabilité de la mesure dans le temps. Selon une autre variante, une ligne de repère est tracée sur la première image à partir des points de repères. La ligne de repère est utilisée pour tracer la ligne d’horizon. Cette solution facilite le traitement d’images. Selon une autre variante, une différence d’orientation de l’appareil de prise de vue entre la prise de la première image et la prise de la deuxième image est compensée. La ligne de repère est repositionnée sur la deuxième image en fonction de cette différence d’orientation. Il est ainsi possible de positionner l’appareil de prise de vue à des endroits différents sans nuire à la qualité de détection. Le procédé de détection permet ainsi d’obtenir une répétabilité importante. L’erreur qui est une erreur manuelle, est d’environ 0,1°et peut être corrigée avec la compensation d’orientation de la caméra. Selon un mode de réalisation possible, deux appareils de prise de vue sont utilisés pour chaque prise d’image dont un premier appareil de prise de vue à champ large et un deuxième appareil de prise de vue présentant un champ plus étroit que le premier appareil de prise de vue. De préférence, le premier appareil de prise de vue à champ large est utilisé pour repérer la position des points de repères et/ou la zone de servitudes aéronautiques afin de déterminer l’orientation du deuxième appareil de prise de vue par rapport à la zone de servitudes aéronautiques. Le deuxième appareil de prise de vue est utilisé pour détecter l’obstacle. La redondance d’appareils de prise de vue permet de localiser rapidement et efficacement la zone à surveiller tout en conservant une grande précision pour l’observation d’obstacles dans la zone de servitudes aéronautiques. L’invention concerne également un système de détection d’obstacles dans la zone de servitudes aéronautiques comprenant au moins un appareil de prise de vue, un module d’acquisition et de traitement d’image et un module d’affichage des images. Selon l’invention, le système de détection d’obstacles met en œuvre le procédé tel que défini précédemment. Le système de détection peut générer environ 4000 images par piste. Grâce au système et procédé de détection, il n’est plus nécessaire d’inspecter les 4000 images manuellement. Le logicielle de traitement d’image du système d’inspection permet de traquer les images pertinentes dans lesquelles apparaissent un obstacle 1 franchissant la ligne de seuil de détection 9. La personne en charge de l’inspection n’aura plus qu’un nombre limité d’images à vérifier, telle une vingtaine d’images par exemple. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : illustre schématiquement une première image prise lors d’une première inspection d’une zone de servitudes aéronautiques, selon un mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement une deuxième image prise lors d’une deuxième inspection ultérieure de la zone de servitudes aéronautiques. L’invention concerne un procédé de détection d’obstacles 1 dans une zone de servitudes aéronautiques 2 située en périphérie d’une zone aéroportuaire 3. Les obstacles 1 peuvent être des arbres, des bâtiments ou des antennes, sans être limitatif. La zone de servitudes aéronautiques 2 est située plus particulièrement à l’extrémité des pistes d’atterrissage et de décollage d’avions. Les avions survolent la zone de servitudes aéronautiques 2 pour atterrir et décoller. Ces zones de servitude aéronautique sont répertoriées dans un plan de servitudes aéronautiques (PSA). Le procédé de détection comprend une étape de calibration réalisée lors d’une première inspection de la zone de servitudes aéronautiques 2. Une première image 5 (ou photographie) de la zone de servitudes aéronautiques 2, tel qu’illustré sur la , est prise par au moins un appareil de prise de vue (ou une caméra) positionné dans la zone aéroportuaire 3. Les exemples qui sont donnés ci-dessous, sont appliqués à une caméra mais peuvent s’appliquer à tous les types d’appareils de prise de vue capables de prendre des images (ou photographies) ou des vidéos, tels des téléphones portables ou des camescopes ou tablettes tactiles ou ordinateur, par exemple. Selon un mode de réalisation, la caméra est positionnée sur un trépied qui est lui-même positionné sur la piste. De préférence, le trépied est posé sur l’extrémité d’un marquage au sol servant de repère pour pouvoir prendre une autre image ultérieurement mais toujours au même endroit. La caméra peut être montée fixe sur le trépied. La caméra présente un axe qui est sensiblement parallèle à la piste. La caméra est de préférence une caméra haute résolution avec un objectif haute résolution également. La caméra peut avoir un téléobjectif permettant de voir des objets à 10 km de distance, par exemple. Si l’objectif introduit 3 % de déformation par exemple, la ligne droite n’est plus vraiment une ligne droite sur l’image. Il est possible d’utiliser un traitement d’image corrigeant ce défaut. Mais de préférence, l’objectif présente moins de 0,1 % de déformation. La caméra peut couvrir l’horizon avec un angle de 20°. Le procédé de détection comprend ensuite une étape identification de points de repères 4 fixes sur la première image 5. Le système de détection enregistre que ces points de repères 4 sont associés à la première image 5 et à cette prise de vue. La position et l’angle de vue de la caméra sont connues. Les points de repères 4 comprennent des éléments de signalisation de la zone aéroportuaire 3 tels des marquages au sol. Les points de repères 4 peuvent également comprendre d’autres éléments tels des antennes ou des pylônes localisés dans la zone aéroportuaire 3 ou non. Le procédé de détection comprend ensuite une étape de détermination d’une ligne d’horizon 8 à partir des points de repères 4. La ligne d’horizon 8 est tracée au-dessus des points de repères 4 suivant une direction verticale X. De préférence, une ligne de repère 7 est tracée sur la première image 5 à partir des points de repères 4. La ligne d’horizon 8 est ensuite tracée parallèlement à la ligne de repère 7. Le procédé de détection comprend ensuite une étape de détermination d’une ligne de seuil de détection 9 par rapport à la ligne d’horizon 8. La ligne de seuil de détection 9 est positionnée à un angle d’observation α compris de 3°au-dessus de la ligne d’horizon 8 lorsque l’on observe à partir de la caméra. La ligne de seuil de détection 9 est parallèle à la ligne d’horizon 8. Selon un mode de réalisation, pour tracer la ligne de seuil de détection 9, le nombre de pixels est compté à partir de la ligne d’horizon 8. Un télémètre mesure la distance entre la caméra et la ligne d’horizon. A l’aide d’un calcul de trigonométrie, sachant que l’angle d’observation α est de 3°et connaissant la distance entre la caméra et l’horizon, il est possible d’obtenir la distance réelle entre la ligne d’horizon 8 et la ligne de seuil de détection 9. Connaissant la largeur d’un pixel, il est possible de calculer la distance entre la ligne d’horizon 8 et la ligne de seuil de détection 9 projetées sur l’image. Un obstacle 1 est détecté sur la première image 5 s’il dépasse de la ligne de seuil de détection 9 selon la direction verticale X et plus précisément s’il est situé au-dessus de la ligne de seuil de détection 9. La ne montre pas d’éléments dépassant la ligne de seuil de détection 9. Aucun obstacle 1 n’est alors détecté. En variante, la recherche d’obstacles 1 potentiels peut être réalisée manuellement. Lors d’une deuxième inspection de la zone de servitudes aéronautiques 2 ou d’une inspection ultérieure, les points de repères 4 sont identifiés à partir des points de repères 4 associés à la première image 5 qui sont déjà enregistrés dans le système de détection. Pour identifier les points de repères 4, un traitement d’image est réalisé sur la deuxième image 6 par un procédé de détection de discontinuité de forme et de couleur. Les marquages blancs au sol génèrent des pixels blancs sur l’image qui se différencient des pixels foncés de la piste, par exemple. Leur alignement particulier peut être distingué également par rapport à des formes non alignées. La différence d’orientation de la caméra entre la prise de la première image 5 et la prise de la deuxième image 6 est compensée. La ligne de repère 7 est repositionnée sur la deuxième image 6 en fonction de cette différence d’orientation. La ligne de repère 7 doit être décalée selon le même angle de décalage entre les premières et deuxièmes prises d’image. Il n’y a plus besoin de calculer quoi que ce soit, il suffit seulement de déplacer la ligne de repère 7 qui est précalculée sur la deuxième image 6. La caméra est alors recalée par rapport aux points de repères 4. La caméra étant recalée par rapport aux points de repères 4, il lui est possible de focaliser sur la zone de servitudes aéronautiques 2 qui avait déjà fait l’objet d’une première prise de vue. Le système de détection peut guider l’utilisateur pour qu’il positionne correctement la caméra par rapport aux points de repères 4. La ligne d’horizon 8 et la ligne de seuil de détection 9 sont ensuite automatiquement identifiées à partir de la ligne de repère 7. Le procédé de détection comprend ensuite une étape de prise d’une deuxième image 6 de la zone de servitudes aéronautiques 2, telle qu’illustrée sur la , par la caméra positionnée sur la piste de la zone aéroportuaire 3. Un obstacle 1 est détecté sur la deuxième image 6 car il dépasse de la ligne de seuil de détection 9 selon la direction verticale X. Une partie de l’obstacle est située au-dessus de la ligne de seuil de détection 9. Dans cet exemple où la caméra est positionnée sur un trépied avec le trépied positionné sur un marquage au sol, l’image est extrêmement stable. Le procédé de détection permet d’obtenir une répétabilité importante. L’erreur qui est une erreur manuelle, est d’environ 0,1°et peut être corrigée avec la méthode de compensation d’orientation de la caméra décrite précédemment. En variante, deux caméras sont utilisées pour chaque prise d’image dont une première caméra à champ large et une deuxième caméra présentant un champ plus étroit que la première caméra. Selon un mode de réalisation, les caméras sont fixées sur une base rotative et peuvent être pivotées manuellement ou au moyen d’un moteur linéaire. La première caméra à champ large est utilisée de façon plus globale pour faire un panorama afin de repérer la position de la zone de servitudes aéronautiques 2 et déterminer l’orientation de la deuxième caméra par rapport à la zone de servitudes aéronautiques 2, par exemple. La deuxième caméra présente une plus haute résolution que la première caméra. La deuxième caméra est utilisée de façon plus précise pour identifier ou reconnaître les points de repères 4 et pour détecter l’obstacle. Le procédé avec deux caméras permet d’obtenir une meilleure résolution. Il est également possible d’utiliser plus de deux caméras. L’avantage d’utiliser au moins deux caméras est de permettre à l’utilisateur de se positionner où il veut, comme par exemple sur le côté de la piste et non au milieu et face à la zone de servitudes aéronautiques 2. En effet, si la caméra est fixe et que l’utilisateur regarde en bordure de la zone de servitudes aéronautiques 2 (à gauche ou à droite), il ne peut pas détecter d’obstacle 1 dans cette zone de servitudes aéronautiques 2. La première caméra présente un angle large, l’utilisateur peut donc identifier globalement la scène à photographier, repérer l’endroit où il doit pointer la deuxième caméra. L’utilisateur, sachant que la première caméra est complétement à gauche, à 30° des points de repères 4, tourne la première caméra vers la droite et vise les points de repères 4. Une fois la première caméra calée sur les points de repères 4, l’utilisateur utilise alors la deuxième caméra pour détecter un éventuel obstacle 1 dans la zone de servitudes aéronautiques 2. La deuxième caméra comprend un zoom. En variante, la première caméra peut scanner automatiquement le panorama pour le positionnement de la deuxième caméra. Selon un mode de réalisation, les deux caméras sont intégrées dans un même module de détection mobile en rotation. Lorsque l’utilisateur n’utilise qu’une seule caméra, il faut que la caméra présente un champ assez large pour être sûr qu’elle repère quelque chose, ce qui est au détriment de la précision pour détecter l’obstacle 1. Par opposition, si l’utilisateur utilise une seule caméra présentant un angle étroit de 20°, par exemple, il aura du mal à identifier la zone à inspecter. Au contraire, si deux caméras sont utilisées, un zoom très important peut être réalisé avec la deuxième caméra, par exemple à 5° d’angle de vue. Selon un autre mode de réalisation, le module de détection peut être monté sur un véhicule mobile pour scanner et photographier la zone de servitudes aéronautiques 2 plus rapidement. La ou les caméras peuvent être montées de manière fixe ou rotative sur le véhicule. Les caméras étant plus hautes par rapport au sol et formant un angle avec le sol, un moyen de traitement compense cet angle. Ainsi, le procédé de détection peut utiliser une ou plusieurs caméras montées sur un trépied fixe et non rotatif ou montée rotatif sur un trépied. La ou les caméras peuvent être déplacées par un véhicule, que les caméras soient montées en rotation ou non. Le système de détection comprend le télémètre qui peut être intégré dans le module de détection, au dessue des caméras, par exemple. Selon une autre variante, le système de détection comprend un système GPS (acronyme signifiant « Global Positioning System » en langue anglaise) qui peut être intégré dans le module de détection et permettant de géolocaliser les caméras. Le GPS permet de reconnaître rapidement les dernières positions de prise de vue et d’identifier plus rapidement les zones où se présentent les points de repères 4. Le système de détection peut générer environ 4000 images par piste. Grâce au système et procédé de détection, il n’est plus nécessaire d’inspecter les 4000 images manuellement. Le logicielle de traitement d’image du système d’inspection permet de traquer les images pertinentes dans lesquelles apparaissent un obstacle 1 franchissant la ligne de seuil de détection 9. La personne en charge de l’inspection n’aura plus qu’un nombre limité d’images à vérifier, tel une vingtaine d’images par exemple. Le GPS permet également de localiser l’endroit de prise de vue par la caméra associée à l’obstacle 1 et de géolocaliser l’obstacle 1. Le système de détection comprend un module d’acquisition pour enregistrer les images, un moyen de traitement d’image pour les analyser (détection de points de repères 4 et d’obstacles 1) et un module d’affichage des images. Procédé de détection d’obstacles (1) dans une zone de servitudes aéronautiques (2) située en périphérie d’une zone aéroportuaire (3), caractérisé en ce qu’il comprend les étapes de : prise d’une première image (5) de la zone de servitudes aéronautiques (2) par un appareil de prise de vue positionné dans la zone aéroportuaire (3), identification de points de repères (4) fixes sur la première image (5) et enregistrement des points de repères (4) associés à la première image (5), détermination d’une ligne d’horizon (8) à partir des points de repères (4), détermination d’une ligne de seuil de détection (9) par rapport à la ligne d’horizon (8), identification des points de repères (4) associés à la première image (5) enregistrée pour localiser l’appareil de prise de vue par rapport aux points de repères (4) en vue d’une deuxième prise d’image, la ligne d’horizon (8) et la ligne de seuil de détection (9) étant à nouveau identifiées à partir des points de repères (4), et prise d’une deuxième image (6) de la zone de servitudes aéronautiques (2) par l’appareil de prise de vue positionné dans la zone aéroportuaire (3), un obstacle (1) étant détecté sur la première et la deuxième image (6) si l’obstacle (1) dépasse la ligne de seuil de détection (9) selon une direction verticale (X). Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ligne de seuil de détection (9) est positionnée par rapport à la ligne d’horizon (8) d’après un calcul trigonométrique prenant en compte la distance entre la ligne d’horizon (8) et l’appareil de prise de vue, et un angle d’observation (α) prédéfini entre la ligne d’horizon (8) et la ligne de seuil de détection (9) lorsque l’observation est réalisée à partir de l’appareil de prise de vue. Procédé de détection selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance entre la ligne d’horizon (8) et l’appareil de prise de vue est mesurée par un télémètre. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’un traitement d’image est réalisé sur les première et deuxième images (5, 6) par un procédé de détection de discontinuités de forme et de couleur pour identifier les points de repères (4) et les obstacles (1). Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les points de repères (4) comprennent des éléments de signalisation de la zone aéroportuaire (3). Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’une ligne de repère (7) est tracée sur la première image (5) à partir des points de repères (4), la ligne de repère (7) étant utilisée pour tracer la ligne d’horizon (8). Procédé de détection selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’une différence d’orientation de l’appareil de prise de vue entre la prise de la première image (5) et la prise de la deuxième image (6) est compensée, la ligne de repère (7) étant repositionnée sur la deuxième image (6) en fonction de cette différence d’orientation. Procédé de détection selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que deux appareils de prise de vue sont utilisés pour chaque prise d’image dont un premier appareil de prise de vue à champ large et un deuxième appareil de prise de vue présentant un champ plus étroit que le premier appareil de prise de vue. Procédé de détection selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier appareil de prise de vue à champ large est utilisé pour repérer la position des points de repères (4) et/ou la zone de servitudes aéronautiques (2) afin de déterminer l’orientation du deuxième appareil de prise de vue par rapport à la zone de servitudes aéronautiques (2), le deuxième appareil de prise de vue étant utilisé pour détecter l’obstacle (1). Système de détection d’obstacles (1) dans une zone de servitudes aéronautiques (2) situées autour d’une zone aéroportuaire (3), le système de détection comprenant au moins un appareil de prise de vue, un module d’acquisition et de traitement d’image et un module d’affichage des images, caractérisé en ce qu’il met en œuvre le procédé tel que défini selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.