Brevet FR3157588A1 — publié le 20250627

Procédé de détermination d’une propriété d’une manœuvre d’un porteur , calculateur, système et porteur associés La présente invention concerne un procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le procédé de détermination étant mis en œuvre par un calculateur et comprenant les étapes de : - obtention de mesures : - de deux orientations angulaires de l’objet par rapport à un capteur, - d’une signature radiométrique de l’objet, - détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre de l’objet par application d’un estimateur sur les mesures obtenues. Figure pour l'abrégé : figure 3 Procédé de détermination d’une propriété d’une manœuvre d’un porteur, calculateur, système et porteur associés La présente invention concerne un procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet. La présente invention se rapporte également à un calculateur propre à mettre en œuvre le procédé de détermination ainsi qu’à un système et un porteur comportant un tel calculateur. Dans le domaine de l’estimation passive de distance à un objet, notamment un porteur, il est utilisé des équipements optroniques, notamment aéroportés, permettant de déterminer la distance sans télémétrie active nécessitant une émission laser ou radar. La télémétrie peut en effet être limitée par sa portée ou par son absence de discrétion, l’émission pouvant être détectée par l’objet. Pour cela, il est connu de recourir à un estimateur qui est un filtre de Kalman appliqué sur des mesures d’orientations angulaires donnant deux angles sous lesquels l’objet est vu par un capteur passif. Une telle technique est souvent désignée comme une technique TPA, c’est-à-dire une technique de trajectographie passive par mesure d’angle. Un tel filtre de Kalman peut être exprimé dans un repère cartésien (relatif ou absolu) ou dans un repère sphérique ou dans une forme hybride en alternant entre les deux types de repères selon les phases du filtre de Kalman (typiquement une phase de prédiction en cartésien et une phase de correction en sphérique). Toutefois, il peut être montré que la convergence du filtre de Kalman n’est possible que pour un mouvement supposé, qui est le plus souvent un mouvement rectiligne uniforme. En particulier, une manœuvre de l’objet fait diverger l’estimation du filtre de Kalman supposant un mouvement rectiligne uniforme. Il existe un besoin pour un procédé de détermination d’une propriété d’une manœuvre d’un objet permettant de conserver une estimation pertinente de la position de l’objet, même en présence d’une manœuvre de celui-ci. A cet effet, la description décrit un procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le procédé de détermination étant mis en œuvre par un calculateur et comprenant les étapes de : - obtention de mesures : - de deux orientations angulaires de l’objet par rapport à un capteur, et - d’une signature radiométrique de l’objet, et - détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre de l’objet par application d’un estimateur sur les mesures obtenues. Selon des modes de réalisation particuliers, le procédé de détermination présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - il est fourni une image de l’objet comportant des pixels, la signature radiométrique étant une grandeur représentative du nombre de niveaux de gris qui s’ajoutent aux pixels de l’image en raison de la présence de l’objet. - l’au moins une propriété déterminée lors de l’étape de détermination est la présence d’une manœuvre de l’objet ou le type de manœuvre effectuée par l’objet. - l’étape de détermination comporte une sous-étape d’initialisation permettant d’obtenir une estimation initiale de la position de l’objet, l’estimateur étant appliqué sur les mesures obtenues et l’estimation initiale. - la sous-étape d’initialisation est mise en œuvre par application d’un estimateur sur les orientations angulaires. - l’estimateur utilisé lors de la sous-étape d’initialisation est un filtre de Kalman étendu en coordonnées sphériques modifiées. - l’estimateur appliqué sur les mesures obtenues est un filtre de Kalman étendu invariant. La description décrit aussi un calculateur propre à déterminer au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le calculateur étant propre à : - obtenir des mesures : - de deux orientations angulaires de l’objet par rapport à un capteur, et - d’une signature radiométrique de l’objet, et - déterminer au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet par application d’un estimateur sur les mesures obtenues. La description propose également un système de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le système de détermination comprenant : - un premier capteur propre à mesurer deux orientations angulaires d’un objet par rapport au premier capteur, - un deuxième capteur propre à mesurer une signature radiométrique de l’objet, et - un calculateur tel que précédemment décrit, le calculateur étant propre à obtenir les orientations angulaires et la signature radiométrique de l’objet par réception des mesures de chacun des capteurs. La description décrit aussi un porteur comprenant un calculateur tel que précédemment décrit ou un système de détermination tel que précédemment décrit. Dans la présente description, l’expression « propre à » signifie indifféremment « adapté pour », « adapté à » ou « configuré pour ». Des caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - FIG. 1 la FIG. 1 est une représentation schématique d’un porteur muni d’un système de détermination d’une propriété d’une manœuvre d’un objet, - FIG. 2 la FIG. 2 est un ordinogramme d’un exemple de mise en œuvre d’un procédé de détermination d’une propriété d’une manœuvre d’un objet, et - FIG. 3 la FIG. 3 illustre un exemple de manœuvre que le procédé de détermination selon la FIG. 2 permet de discriminer, et - FIG. 4 la FIG. 4 illustre un exemple de manœuvre pouvant être discriminée à l’aide de mesures angulaires uniquement. Un porteur 10 est représenté schématiquement sur la FIG. 1 . Le porteur 10 représenté est, par exemple, un avion. En variante, le porteur 10 est tout type d’aéronef comme un hélicoptère. Il est également possible d’envisager de considérer ici un porteur qui est un véhicule terrestre ou naval. Le porteur 10 comporte un système de détermination 12 d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet. Une propriété déterminée peut, selon les cas, être la présence d’une manœuvre et le type de manœuvre. Pour cela, le système de détermination 12 cherche, par exemple, à obtenir en temps réel la distance entre l’objet et le système de détermination 12. Sans que cela soit limitatif, il est supposé dans la suite que le système de détermination 12 cherche à caractériser la manœuvre d’un autre porteur 10, dit porteur observé 14. Le porteur observé 14 est ici représenté par un carré pour symboliser le fait que le porteur observé 14 est, dans ce contexte, généralement très éloigné du porteur 10, typiquement à plusieurs dizaines de kilomètres. Le système de détermination 12 peut être vu comme un équipement optronique du porteur 10. Il s’agit notamment d’un équipement disposant d’une ligne de visée orientable et d’une fonction de suivi de cible tels qu’une nacelle de désignation (pod), une boule optronique ou un dispositif de recherche et de suivi infrarouge. Ce dernier équipement est plus souvent désigné sous le terme équipement IRST, l’abréviation IRST renvoyant à la dénomination anglaise de « InfraRed Seach and Track ». Le système de détermination 12 comporte un capteur 16 et un calculateur 18. Le capteur 16 est propre à mesurer deux orientations angulaires du porteur observé 14 par rapport au capteur 16. Typiquement, le capteur 16 donne deux valeurs angulaires qui sont l’azimut et l’élévation. Les deux orientations sont définies dans le repère géographique local, c’est-à-dire un repère centré sur le capteur 16 avec un premier axe x correspondant au nord, un deuxième y correspondant à l’est et un troisième axe z correspondant au bas. Plus spécifiquement, l’azimut est la rotation autour du troisième axe z qui est positif dans le sens nord vers est tandis que l’élévation est la rotation autour d’un quatrième axe y’, le quatrième axe y’ se déduit du deuxième axe y par la rotation en azimut. L’élévation est, en outre, choisie positive vers le haut. Le capteur 16 fournit ainsi à chaque instant une paire d’orientations angulaires du porteur observé 14. Le capteur 16 permet aussi d’obtenir une signature radiométrique du porteur observé 14. Selon l’exemple décrit, la signature radiométrique est le nombre de niveaux de gris qui s’ajoutent aux pixels de l’image en raison de la présence du porteur observé 14. Dans un tel cas, la signature est une représentation de l’énergie du porteur observé 14 qui se déduit de la signature infrarouge selon la relation suivante. La signature infrarouge peut se décomposer de la manière suivante : Où : : la puissance totale rayonnée par le porteur observé 14 (la puissance rayonnée dans toutes les directions de l’espace). La puissance totale s’écrit ainsi : où est l’angle solide élémentaire, et est la proportion de la puissance totale rayonnée par le porteur observé 14 dans la direction . Cette fonction peut être obtenue de manière empirique, en moyennant les fonctions de puissance correspondant pour différents types de porteur, ou de manière théorique, de sorte à refléter la forte proportion de puissance rayonnée en secteur arrière et la faible proportion rayonnée en secteur avant. Avec ces notations, l’énergie du porteur observé 14 mesurée dans l’image peut se réécrire comme suit : Où : est une constante, et les autres termes sont définis ultérieurement après l’introduction de repères spécifiques. Pour obtenir la valeur de la signature radiométrique, il est effectué une analyse des niveaux de gris sans le porteur observé 14 pour obtenir un niveau de référence. Lorsque le niveau de référence est dépassé, il est considéré que la différence provient du porteur observé 14 et est donc représentatif de la signature radiométrique. On définira ici la signature radiométrique comme la somme des dépassements du niveau de référence en chaque pixel. Selon un exemple particulier, le capteur 16 est un capteur 16 optronique. De préférence, le capteur 16 est un capteur 16 passif, c’est-à-dire que le capteur 16 n’émet aucune impulsion à destination de l’environnement. Dans un tel cas, le capteur 16 fournit uniquement une mesure angulaire bidimensionnelle. Une caméra est un exemple de capteur 16 optronique passif. Le calculateur 18 est un circuit électronique conçu pour manipuler et/ou transformer des données représentées par des quantités électroniques ou physiques dans des registres du calculateur et/ou des mémoires en d'autres données similaires correspondant à des données physiques dans les mémoires de registres ou d'autres types de dispositifs d'affichage, de dispositifs de transmission ou de dispositifs de mémorisation. En tant qu’exemples spécifiques, le calculateur 18 est réalisé sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gate Array ), ou encore d’un circuit intégré, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Specific Integrated Circuit ). Le calculateur 18 est propre à mettre en œuvre un procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre du porteur observé 14. Un exemple de fonctionnement du calculateur 18 est maintenant décrit en référence à la FIG. 2 qui illustre un ordinogramme de mise en œuvre d’un procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre du porteur observé 14. Le procédé de détermination comporte une étape d’obtention E20 et une étape de détermination E22. Lors de l’étape d’obtention E20, le calculateur 18 reçoit une pluralité de paires d’orientations angulaires mesurées. Plus précisément, le capteur 16 mesure à chaque instant les deux orientations angulaires. Le capteur 16 envoie ces mesures au calculateur 18. Le calculateur 18 dispose ainsi, pour chaque instant de mesure, d’une paire d’orientations angulaires. Lors de l’étape d’obtention E20, le capteur 16 mesure une signature radiométrique du porteur observé 14. Ici, la signature radiométrique est obtenue par une analyse des niveaux de gris dans l’image. Lors de l’étape de détermination E22, le calculateur 18 détermine au moins une propriété d’une manœuvre de l’objet. L’étape de détermination E22 comporte une sous-étape d’initialisation SE1 et une sous-étape d’application SE2. Lors de la sous-étape d’initialisation SE1, le calculateur 18 applique un premier estimateur appliqué sur les paires d’orientations angulaires pour obtenir une estimation initiale de la position du porteur observé 14.Selon l’exemple décrit, le premier estimateur est un filtre de Kalman étendu en coordonnées sphériques modifiées. D’autres estimateurs pourraient néanmoins être utilisés ici comme un filtre de Kalman en coordonnées cartésiennes. Le filtre de Kalman étendu en coordonnées sphériques modifiées est plus souvent dénommé filtre MSC-EKF. L’abréviation MSC-EKF renvoie à la dénomination anglaise correspondante de « Modified Spherical Coordinates Extended Kalman Filter ». Le filtre MSC-EKF fournit la position et la vitesse du porteur observé 14 en coordonnées sphériques modifiées dans le repère géographique local porté, ainsi que la matrice de covariance associée. Le repère géographique local porté désigne un repère dont l’origine est la position du capteur 16, le premier axe ( ) est dirigé vers le Nord géographique, le deuxième axe ( ) vers l’Est et le dernier axe ( ) vers le bas. Dans la suite, ce repère sera désigné sous l’appellation repère GLP. Plus précisément, le vecteur d’état estimé par le filtre MSC-EKF s’écrit sous la forme : Où : : angle d’azimut du porteur observé 14 dans le repère GLP lié au porteur 10, : angle d’élévation du porteur observé 14 dans le repère GLP lié au porteur 10, : distance au porteur observé 14, : vitesse angulaire du porteur observé 14 en azimut dans le repère GLP lié au porteur 10, : vitesse angulaire du porteur observé 14 en élévation dans le repère GLP lié au porteur 10, : vitesse radiale du porteur observé 14 dans le repère GLP lié au porteur 10, et désigne la i-ième coordonnée du vecteur d’état . Lors de la sous-étape d’application SE2, le calculateur 18 applique un deuxième estimateur sur l’estimation initiale et l’ensemble des mesures obtenues. Le deuxième estimateur est ainsi appliqué sur l’estimation initiale, les paires d’orientations angulaires et les signatures radiométriques. Le deuxième estimateur est un filtre de Kalman étendu invariant. Un filtre de Kalman étendu invariant est plus souvent désigné sous l’appellation filtre IEKF, l’abréviation IEKF renvoyant à la dénomination anglaise correspondante de « Invariant Extended Kalman Filter ». Avant de détailler les opérations O1, O2 et O3 mises en œuvre par le filtre IEKF, il est introduit plusieurs repères, à savoir le repère de Serret-Frenet et le repère ECEF. Le repère de Serret-Frenet est noté et est défini par les trois vecteurs suivants : un vecteur tangent , ce vecteur étant défini comme tangent à la trajectoire (orienté dans le sens de déplacement du porteur observé 14), un vecteur normal , ce vecteur étant défini comme normal à la trajectoire (dans le plan osculateur, orienté vers le centre du cercle osculateur), et un vecteur binormal , ce vecteur étant défini de sorte que le trièdre soit direct. Le repère ECEF désigne un repère référentiel dont l'origine est le centre de la Terre et dont les axes sont liés à la Terre. L’acronyme ECEF renvoie à la dénomination anglaise correspondante de « Earth-Centered Earth-Fixed ». La sous-étape d’application SE2 comporte trois opérations O1, O2 et O3 mises en œuvre de manière successive, une opération d’initialisation O1, une opération de prédiction O2 et une opération d’estimation O3. Lors de l’opération d’initialisation O1, le calculateur 18 obtient l’état initial du porteur observé 14 et la matrice de covariance de l’erreur associée à l’état initial . L’état du porteur observé 14 est défini comme suit : Où : , étant le groupe spécial euclidien qui contient toutes les isométries directes de (c’est-à-dire les translations, les rotations mais pas les symétries) et qui permet de représenter la position et l’orientation du porteur observé 14, , est la matrice de rotation (de taille 3x3) donnant l’orientation du repère de Serret-Frenet (et donc du porteur observé 14) par rapport au repère ECEF, est un vecteur (de taille 3x1) donnant la position du porteur observé 14 dans le repère ECEF, est une matrice nulle (de taille 1x3), γ est la courbure (dans le plan du cercle osculateur), τ est la torsion (mesure comment le porteur observé 14 sort du plan osculateur), et u est la vitesse du porteur observé 14. Le calculateur 18 calcule l’état initial du filtre IEKF à partir du vecteur d’état selon les équations du système suivant : Où : désigne le vecteur donnant l’origine du repère GLP en repère ECEF (correspond à la position du porteur 10 supposée connue), désigne la matrice de rotation donnant l’orientation du GLP par rapport au repère ECEF (dépend uniquement de la position du porteur 10 supposée connue), et représentent la route et la pente du porteur observé 14. Elles s’expriment à partir de et , et est une fonction de conversion permettant d’obtenir une matrice de rotation à partir d’angles d’Euler en convention Tait-Bryan intrinsèque. est le vecteur vitesse du porteur observé 14 en repère ECEF qui s’écrit mathématiquement selon la relation suivante : Le calculateur 18 obtient également les coefficients de la matrice de covariance de l’erreur associée à l’état initial . La matrice de covariance de l’erreur associée à un état est définie classiquement comme un élément de tel que : Où : correspond à la covariance de la grandeur A. Pour exprimer l’erreur associée à un état , il est utile de définir plus précisément la notion d’erreur dans l’espace d’état qui est partitionné en deux sous-espaces, à savoir le groupe spécial euclidien et . Sur le sous-espace , qui représente la vitesse (en norme) du porteur observé 14 ainsi que la courbure et la torsion caractéristiques de la trajectoire suivie par le porteur observé 14, l’erreur d’état est définie ici comme un élément de tel que : Où : , et sont les valeurs estimées de la courbure, de la torsion et de la vitesse du porteur observé 14, et , et : les valeurs vraies de la courbure, de la torsion et de la vitesse du porteur observé 14. Sur le sous-espace du groupe spécial euclidien , qui représente la position et l’orientation du porteur observé 14 dans le repère ECEF, l’erreur d’état est définie comme un élément de tel que : Où : et désignent respectivement les valeurs estimées de la position et de l’orientation du porteur observé 14, et et désignent respectivement les valeurs vraies de la position et de l’orientation du porteur observé 14. Dans l’équation précédente, l’erreur sur l’orientation du porteur observé 14 est une matrice de rotation (i.e. appartenant au groupe ). Lorsque l’erreur de rotation est faible, cette matrice de rotation peut être approximée par linéarisation sur l’algèbre de Lie du groupe comme suit : Où : est une matrice antisymétrique (i.e. appartenant à l’algèbre de Lie de ). Il en résulte que l’erreur associée à l’état est finalement définie comme un élément de et peut s’exprimer mathématiquement comme suit : Pour obtenir la matrice de covariance de l’erreur associée à l’état initial , le calculateur 18 calcule d’abord les coefficients de la matrice de covariance . Cette matrice de covariance est calculée dans un nouvel espace au sein duquel le vecteur d’état s’exprime mathématiquement : où : , et désignent les coordonnées du vecteur donnant la position du porteur observé 14 dans le repère de Serret-Frenet. Notons que, par définition du repère de Serret-Frenet, ces trois coordonnées sont nulles. Cet espace ne présente pas d’intérêt pour la représentation de l’état du porteur observé 14 mais permet, comme cela est décrit par la suite, de calculer la covariance de l’erreur sur la position du porteur observé 14 dans le repère de Serret-Frenet, et , et sont les coordonnées sphériques du vecteur vitesse du porteur observé 14 dans le repère de Serret-Frenet. La fonction permettant de calculer le vecteur à partir du vecteur est notée et vérifie par définition la relation mathématique suivante : La matrice de covariance se calcule alors selon la formule suivante : Où : désigne la matrice Jacobienne associée à la fonction , désigne la matrice de covariance associée au vecteur , et désigne la transposée de la matrice M. Le calculateur 18 obtient alors la matrice de covariance de l’erreur associée à l’état initial à partir des coefficients de la matrice de covariance comme suit : Lors de l’opération de prédiction O2, le calculateur 18 prédit l’état et la covariance associée à l’instant de la prochaine mesure, à partir de l’état estimé et de la covariance associée à l’instant de la dernière mesure. Dans la notation précédente, désigne la valeur prédite pour la grandeur A à l’instant sachant la valeur pour la grandeur A à l’instant . Le calculateur 18 déduit l’état prédit à l’instant à partir du dernier état estimé à la date en utilisant le système suivant : Où : désigne le vecteur vitesse rotation instantanée du porteur observé 14 dans le repère de Serret-Frenet, représente la matrice associée au produit vectoriel (noté « ») avec le vecteur , tel que , , et désigne le vecteur vitesse du porteur observé 14 dans le repère de Serret-Frenet, A titre de remarque, il peut être noté que ce système provient d’une intégration temporelle sur l’intervalle de temps du système correspondant au modèle d’évolution décrivant la cinématique du porteur observé 14. Ce modèle suppose que la courbure γ, la torsion et la vitesse u sont constantes. Sous cette hypothèse, le modèle d’évolution est régi par les équations suivantes : Où : est le vecteur aléatoire (de taille 9x1) modélisant le bruit de modèle (supposé gaussien de moyenne nulle et de matrice de covariance ). Avec les hypothèses utilisées et sans écart au modèle d’évolution, la vitesse, la courbure et la torsion sont constantes, de sorte que le porteur observé 14 décrit une hélice circulaire. Lors de l’opération de prédiction O2, le calculateur 18 calcule aussi la covariance associée à l’instant à partir de la dernière covariance associée en utilisant la relation suivante : Où : , étant une matrice telle que: A titre de remarque, cette formulation vient du fait qu’il peut être montré que l’évolution de l’erreur associée à l’état est régie par l’équation suivante : L’intégration de cette équation sur l’intervalle de temps permet d’obtenir selon l’équation suivante : La formulation précédente est ainsi obtenue en constatant que A l’issue de l’opération de prédiction O2, le calculateur 18 dispose ainsi de l’état ainsi que de la covariance associée à l’instant . Lors de l’opération d’estimation O3, le calculateur 18 estime l’état et la covariance associée avec la mesure réalisée à l’instant par le capteur 16. En ce sens, l’opération d’estimation O3 peut s’interpréter comme une opération de mise à jour. Lors de cette opération d’estimation O3, le calculateur 18 estime l’état estimé ainsi que la covariance associée en utilisant le système suivant : Où : désigne le vecteur de correction appliqué à l’état prédit , et est une fonction définie par : où est la matrice identité d’ordre 3 et désigne la matrice associée au produit vectoriel avec la matrice . est la matrice identité d’ordre 9, est une matrice telle que : Où : est la première coordonnée du vecteur donnant la position du porteur observé 14 dans le repère GLP, est une fonction d’observation de l’angle d’azimut du porteur observé 14 dans le repère GLP, fonction qui dépend non linéairement de la position du porteur observé 14, cette fonction vérifiant : est la première coordonnée du vecteur donnant la position du porteur observé 14 dans le repère GLP, est la deuxième coordonnée du vecteur donnant la position du porteur observé 14 dans le repère GLP, est la dérivée d’une grandeur A par rapport à la position du porteur observé 14, est une fonction d’observation de l’angle d’élévation du porteur observé 14 dans le repère GLP, fonction qui dépend non linéairement de la position du porteur observé 14, cette fonction vérifiant : est la troisième coordonnée du vecteur donnant la position du porteur observé 14 dans le repère GLP, est une fonction d’observation de l’énergie du porteur observé 14 dans l’image, fonction qui dépend non linéairement de la position et de l’orientation du porteur observé 14, cette fonction vérifiant : est l’opérateur de vectorisation d’une matrice par concaténation de ses colonnes, est la matrice telle que : , et est la matrice telle que : est l’innovation qui est définie par : est le gain de Kalman, ce gain étant obtenu par la formule suivante : Où : désigne la matrice inverse de la matrice A, est la matrice de covariance du vecteur de bruit qui est un vecteur aléatoire modélisant le bruit de mesure (supposé ici gaussien de moyenne nulle). A titre de remarque, il peut être noté que ces expressions dérivent du modèle d’observation comme cela est maintenant décrit. Pour le capteur 16, le vecteur de mesure associé au porteur observé 14 est défini comme suit : Où : est l’angle d’azimut du porteur observé 14 dans le repère GLP lié au porteur 10, est l’angle d’élévation du porteur observé 14 dans le GLP lié au porteur 10, et est l’énergie du porteur observé 14. Le modèle d’observation, qui permet de relier l’état au vecteur de mesure , s’écrit mathématiquement selon le système suivant : Où : est la première composante du vecteur de bruit , est la deuxième composante du vecteur de bruit , est une constante, propre au capteur 16, permettant de convertir un flux de photons incident en niveau de gris dans l’image, est la taille de la surface de la pupille d’entrée du capteur 16, est la puissance rayonnée par le porteur observé 14 par unité d’angle solide dans la direction , correspond à la direction angulaire sous laquelle est vu le capteur 16 depuis le porteur observé 14, et est la troisième composante du vecteur de bruit . Les angles et correspondent aux angles de lacet et tangage associés à la matrice de rotation donnant l’orientation du repère LDV du capteur 16 par rapport au repère de Serret-Frenet du porteur observé 14. Les angles de lacet et de tangage correspondent respectivement aux deux premières rotations Z et Y’ en convention Tait–Bryan intrinsèques (convention communément employée dans l’aéronautique). Le repère LDV correspond au repère ligne de visée. Le repère LDV est défini comme suit : son origine correspond au centre optique du capteur 16 (confondu en première approximation avec le centre de masse du porteur 10), le premier axe est orienté dans la direction de visée du capteur 16, le deuxième axe est parallèle aux lignes de l’image (orienté de gauche à droite) et le dernier axe est parallèle aux colonnes de l’image (orienté du haut vers le bas). En pratique, est calculée en utilisant la formule suivante : Où : est la matrice de rotation donnant l’orientation du repère LDV par rapport au repère GLP (matrice calculée par composition des attitudes du repère LDV en repère porteur 10 et des attitudes porteur 10 en repère GLP). En utilisant les fonctions d’observation , et , les expressions précédentes peuvent se reformuler selon le système suivant : L’innovation correspondant à la mesure devient ainsi : Où : est la position vraie du porteur observé 14 dans le repère ECEF à l’instant , et désigne l’orientation vraie du porteur observé 14 dans le repère ECEF à l’instant . Par ailleurs, les position et orientation vraies du porteur observé 14 peuvent s’exprimer en fonction des position et orientation prédites et de l’erreur d’état selon les relations suivantes : Où : est l’erreur d’état sur la position du porteur observé 14, erreur exprimée dans l’algèbre de Lie de , et est l’erreur d’état sur l’attitude du porteur observé 14, erreur exprimée dans l’algèbre de Lie de La combinaison des équations précédentes permet d’obtenir après linéarisation au premier ordre la relation suivante : On en déduit que la covariance de l’innovation s’écrit : Il en résulte que le gain de Kalman s’écrit : Avec enfin la relation , il vient : Le procédé qui vient d’être décrit permet donc d’exploiter les informations radiométriques du porteur observé 14 mesurées dans une image afin de lever les ambigüités qui peuvent exister pour certaines manœuvres. Cela est notamment le cas pour des manœuvres représentés sur la FIG. 3 . Dans le cas de la manœuvre 1, le porteur observé 14 évolue du secteur travers au secteur arrière, ce qui se traduit par une augmentation significative de l’énergie mesurée dans l’image au niveau du porteur observé 14, en raison du démasquage de sa tuyère alors que dans le cas de la manœuvre n°2, le porteur observé 14 évolue du secteur travers au secteur avant, ce qui se traduit par une diminution plus ou moins marquée de l’énergie mesurée dans l’image au niveau du porteur observé 14. Ces manœuvres détectées viennent s’ajouter aux manœuvres pouvant déjà être détectées à partir des observations angulaires. La FIG. 4 présente deux exemples de manœuvres pouvant être discriminées à partir d’observations angulaires seules. Le procédé permet ainsi de mieux caractériser les manœuvres effectuées par le porteur observé 14. L’exploitation conjointe des mesures angulaires et radiométriques permet ainsi de maintenir une bonne précision d’estimation sur la distance du porteur observé 14 pendant et après la manœuvre du porteur observé 14, dans un plus grand nombre de scénarios. D’autres modes de réalisations permettant d’obtenir les mêmes avantages sont également envisageables. Toute autre technique qu’un filtre MSC-EKF permettant de réaliser la sous-étape d’initialisation SE1 peut être considérée ici. Il est également possible d’utiliser une approche différente de l’ajout d’énergie dans le vecteur de mesure présenté précédemment. Dans le cas d’une ambiguïté entre deux types de manœuvres (l’une conduisant le porteur observé 14 à aller dans un sens et la deuxième à aller dans le sens opposé), il peut être calculé simultanément les prédictions pour une distance qui augmente et une distance qui diminue. Une des deux hypothèses pourra être abandonnée lorsque la signature infrarouge sera incompatible de manière plus ou moins flagrante avec la distance estimée. D’un point de vue matériel, il est possible d’utiliser un capteur pour les observations angulaires et un capteur différent pour obtenir la signature radiométrique. De préférence, chacun de ces capteurs est un capteur passif, c’est-à-dire que le capteur n’émet aucune impulsion à destination de l’environnement. Ainsi, dans un cas général, le système de détermination 10 comprend un premier capteur propre à mesurer deux orientations angulaires d’un objet par rapport au premier capteur, un deuxième capteur propre à mesurer une signature radiométrique de l’objet, et un calculateur 18 propre à obtenir les orientations angulaires et la signature radiométrique de l’objet par réception des mesures de chacun des capteurs. Procédé de détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le procédé de détermination étant mis en œuvre par un calculateur (18) et comprenant les étapes de : - obtention de mesures : - de deux orientations angulaires de l’objet par rapport à un capteur (16), - d’une signature radiométrique de l’objet, - détermination d’au moins une propriété d’une manœuvre de l’objet par application d’un estimateur sur les mesures obtenues. Procédé de détermination selon la revendication 1, dans lequel il est fourni une image de l’objet comportant des pixels, la signature radiométrique étant une grandeur représentative du nombre de niveaux de gris qui s’ajoutent aux pixels de l’image en raison de la présence de l’objet. Procédé de détermination selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une propriété déterminée lors de l’étape de détermination est la présence d’une manœuvre de l’objet ou le type de manœuvre effectuée par l’objet. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel, l’étape de détermination comporte une sous-étape d’initialisation permettant d’obtenir une estimation initiale de la position de l’objet, l’estimateur étant appliqué sur les mesures obtenues et l’estimation initiale. Procédé de détermination selon la revendication 4, dans lequel la sous-étape d’initialisation est mise en œuvre par application d’un estimateur sur les orientations angulaires. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’estimateur utilisé lors de la sous-étape d’initialisation est un filtre de Kalman étendu en coordonnées sphériques modifiées. Procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l’estimateur appliqué sur les mesures obtenues est un filtre de Kalman étendu invariant. Calculateur (18) propre à déterminer au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le calculateur (18) étant propre à : - obtenir des mesures : - de deux orientations angulaires de l’objet par rapport à un capteur (16), et - d’une signature radiométrique de l’objet, et - déterminer au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet par application d’un estimateur sur les mesures obtenues. Système de détermination (12) d’au moins une propriété d’une manœuvre d’un objet, le système de détermination (12) comprenant : - un premier capteur propre à mesurer deux orientations angulaires d’un objet par rapport au premier capteur, - un deuxième capteur propre à mesurer une signature radiométrique de l’objet, et - un calculateur (18) selon la revendication 8, le calculateur (18) étant propre à obtenir les orientations angulaires et la signature radiométrique de l’objet par réception des mesures de chacun des capteurs. Porteur (10) comprenant un calculateur (18) selon la revendication 8 ou un système de détermination (12) selon la revendication 9.