INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On trouvera par exemple une description d’un tel réseau de neurones convolutionnels opérant sur les données brutes dans l’article de Y. Wang et al. intitulé « RODNet : a real-time radar object detection network cross-supervised by camera-radar fused object 3D localization » publié dans IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, Vol. 15, No. 4, pp. 954-967.
Toutefois, ces approches présentent l’inconvénient de nécessiter une mémoire de taille importante pour stocker une pluralité N de trames successives.
En outre, la détection d’objets est souvent non causale, autrement dit il est nécessaire d’acquérir des trames postérieures à la survenance d’un évènement pour pouvoir détecter cet évènement. Ces contraintes n’autorisent pas une détection temps réel dans un système embarqué. Or, le caractère temps réel de la détection est un critère déterminant dans les systèmes d’aide à la conduite ou ceux de conduite autonome.
L’objet de la présente invention est par conséquent de proposer un système de détection d’objets dans une scène, à partir de trames de données radar de cette scène, au moyen d’un réseau de neurones artificiels, qui ne présente pas les inconvénients précités à savoir notamment qui ne nécessite pas de stocker une pluralité de trames successives, qui soit causal et permette une détection d’objets en temps réel.
Pour répondre à l’objectif indiqué ci-dessus, suivant la présente invention le système de détection d’objets suivant est proposé.
Ce système est un système de détection d’objets dans une scène à partir de trames de données radar de cette scène, lesdites trames se succédant temporellement, caractérisé en ce que ledit système comprend au moins un codeur spatio-temporel et au moins un décodeur, le codeur spatio-temporel étant destiné à recevoir lesdites trames et comprenant un étage ou plusieurs étages en cascade, chaque étage comprenant un réseau de neurones convolutionnel, CNN, et un réseau de neurones récurrent, RNN, arrangés en série, le codeur étant configuré pour fournir, en fonction de son état interne, et à chaque nouvelle trame de données reçue à un instant , un ensemble de caractéristiques spatiales et à mettre à jour son état interne en fonction de cette nouvelle trame, ledit état interne étant formé par les états internes des réseaux RNN des étages du codeur, le décodeur utilisant l’ensemble des caractéristiques spatiales à instant , ainsi optionnellement que l’état interne mis à jour par le codeur, , pour fournir une information de sortie relative aux objets présents dans la scène.
Les trames reçues par le ou les codeur(s) spatio-temporels peuvent être de différents types.
Dans certains modes de réalisation, les trames de données radar sont obtenues par projection d’un tenseur de mesures radar dans un espace de dimension 2 ou constituent des tenseurs de dimension 3.
Dans certains modes de réalisation, les trames de données radar donnent (notamment, donnent seulement) deux informations, ou trois informations, parmi des informations de distance, d’angle d’arrivée et de vitesse Doppler.
Par ailleurs, l’information de sortie peut comporter une ou plusieurs informations élémentaires, qui sont de différentes natures.
Ainsi dans certains modes de réalisation, l’information de sortie est très simple, et comporte par exemple seulement une ou plusieurs informations binaires, et/ou une ou plusieurs informations sous forme de grandeurs numériques (nombres réels).
L’information de sortie peut indiquer par exemple si un objet mobile a été détecté dans la scène (information binaire), et éventuellement la distance à laquelle se trouve l’objet détecté (information sous forme de grandeur numérique).
Procédé de caractérisation de l’environnement d’un porteur mobile, produisant une grille d’espace statique et/ou une grille d’espace libre L'invention se rapporte à un procédé permettant de caractériser l’environnement d’un porteur mobile (également appelé robot par la suite) à l'aide de capteurs de distance. Elle concerne également un dispositif pour la mise en œuvre d'un tel procédé.
L'invention peut être appliquée à tout type de robots, par exemple des robots terrestres (voitures autonomes), robots aériens (drones), robots sous-marins, etc.
Un robot mobile navigue dans l'espace pour effectuer une tâche. Pour naviguer de manière autonome, le robot doit acquérir des connaissances sur son environnement afin de planifier un chemin, éviter les collisions et naviguer en toute sécurité. Le robot s'appuie à cet effet sur un système de perception.
Le système de perception récupère des données sur l'environnement grâce à des mesures à partir de capteurs embarqués. Un modèle informatique de l'environnement est ensuite construit et mis à jour en continu par le système de perception basé sur des mesures de capteurs. Le robot raisonnera et prendra des décisions de navigation basées sur le modèle d'environnement.
Plusieurs types de modèles d'environnement existent dans l'état de l'art. L'un des plus couramment utilisés en robotique est la grille d’occupation initialement introduite dans l’article de H.P. Moravec et A. Elfes « High resolution maps from wide angle sonar », Proceedings. IEEE ICRA, volume 2, pages 116-121, Mar 1985. La grille d’occupation est une grille de probabilités : chaque cellule a une probabilité d’occupation, donc une valeur comprise entre 0 et 1.
Une grille d’occupation est une carte d'une région délimitée de l'environnement entourant le robot. La région est subdivisée en plusieurs sous-régions adjacentes appelées cellules.
Une cellule peut avoir trois dimensions (3D), par exemple, un cube de 10 cm × 10 cm × 10 cm. Il peut également être en deux dimensions (2D), par exemple, l'espace délimité par un carré de 10 cm × 10 cm. La collection de toutes les cellules forme une grille.
L'objectif du cadre défini par la grille d’occupation est de calculer la probabilité qu'une cellule soit occupée par un obstacle compte tenu des mesures des capteurs embarqués. Une probabilité d'occupation de 1 signifie « la cellule est occupée », 0 signifie « la cellule est libre », et une valeur comprise entre 0 et 1 exprime l'incertitude sur l'occupation de la cellule. En particulier, une probabilité d'occupation de 1/2 signifie que l'occupation de la cellule est inconnue, c'est-à-dire que la cellule peut être libre ou occupée, sans pencher pour une des deux hypothèses.
Les grilles d’occupation présentent des propriétés avantageuses pour un système de perception. Ils constituent une méthode robuste pour fusionner plusieurs capteurs de différentes technologies. La demande de brevet FR3041451 fournit un exemple de procédé de fusion multi-capteurs mettant en œuvre des calculs en arithmétique entière.
Les technologies de détection couramment utilisées sont les LIDAR, les RADAR, les caméras et les SONAR. Alors que les caméras donnent des couleurs et des textures détaillées, elles sont limitées dans l'obscurité. Les LIDAR peuvent donner une représentation détaillée de nuages de points, mais leurs performances diminuent en cas de mauvais temps (neige, brouillard ou pluie).
La fusion multi-capteurs est pour cela essentielle pour surmonter la limitation d'une technologie donnée. Les grilles d'occupation permettent également de gérer les incertitudes de mesure et les bruits par des approches probabilistes.
Les grilles de caractéristiques représentent ainsi l'espace libre et l'espace occupé par un ou plusieurs corps matériels. On appelle « corps matériels » (ou obstacle) toute substance ou objet matériel présentant une individualité et pouvant être détecté et identifié par un capteur approprié.
Ainsi, sont considérés des corps matériels les objets inanimés, qu'ils soient naturels ou artificiels, les végétaux, les animaux, les êtres humains, mais aussi des particules liquides ou solides en suspension dans l'air, comme les nuages, voire des masses liquides ou gazeuses.
Par exemple, pour une voiture autonome, les corps matériels courants sont les piétons, les autres voitures, les bâtiments, la végétation, les cyclistes, etc. Les corps matériels peuvent être mobiles, c'est-à-dire dynamiques ou statiques. L’état d’occupation d’une cellule peut varier dans le temps. En effet, une cellule peut être libre pendant un certain temps, puis subitement occupée par un obstacle mobile, puis à nouveau libre lorsque l'obstacle est parti. Par exemple, un piéton peut se lever sans bouger pendant une courte période, puis marcher dans une direction.
Le cadre standard des grilles de caractéristiques calcule les probabilités d'occupation de toutes les cellules d'une grille à chaque itération t, en ne prenant en compte que les mesures instantanées des capteurs à la même itération. Soit la grille de caractéristiques construite à l'itération (ou instant ). Considérons une cellule qui a toujours été estimée libre par toutes les grilles de caractéristiques de à .
A l'itération , supposons que la cellule est temporairement occultée des capteurs par un obstacle mobile. L'occlusion fait que l'état d'occupation de la cellule passe soudainement de libre à inconnu à l'itération . Cela signifie que les estimations précédentes ont été brusquement oubliées même s'il est possible que la cellule reste libre à l'itération alors qu'elle est temporairement occluse.
la est une vue schématique d’un exemple d’une étape de communication d’unités de surveillance selon l’invention avec une unité de surface, et
la est une vue schématique d’étapes successives pour la récupération d’une unité de surveillance selon un mode de réalisation de l’invention.
Un exemple d’unité de surveillance 10 d’un sous-sol sous-marin est représenté sur les figures 1 et 2.
L’unité de surveillance 10 est adaptée pour être déposée sur un fond marin.
Dans l’exemple représenté, l’unité de surveillance 10 comprend, par exemple, un boîtier ou enceinte 12 étanche.
Le boîtier 12 est adapté pour résister à des pressions correspondant à la profondeur du fond marin souhaité.
Le boîtier 12 présente, par exemple, une forme générale cylindrique.
Dans l’exemple représenté, l’unité de surveillance 10 comprend en outre ici une plaque de base 14 et, en outre ici, une plaque de flottaison 16.
Le boîtier 12 est agencé entre la plaque de base 14 et la plaque de flottaison 16.
La plaque de base 14 est adaptée pour reposer sur le fond marin lorsque l’unité de surveillance y est déposée.
La plaque de base 14 est ici plane.
La projection du boîtier 12 selon l’axe perpendiculaire à la plaque de base 14 est incluse dans la plaque de base 14.
En particulier, la plaque de base 14 présente une aire supérieure au produit du diamètre du cylindre et de la hauteur du cylindre formant le boîtier 12.
La plaque de base 14 permet notamment d’éviter l’enfoncement de l’unité de surveillance dans le sol du fond marin, en répartissant le poids de l’unité sur toute sa surface.
La plaque de flottaison 16 présente une flottabilité, de sorte à exercer une force sur l’unité de surveillance 10 selon la direction verticale et vers la surface.
Ladite flottabilité est inférieure à une valeur telle qu’en l’absence de force supplémentaire, plus particulièrement pour toute force inférieure à la force d’un courant de 4 nœuds (soit environ 7,4 km/h), l’unité de surveillance reste sur le fond marin.
est une vue similaire à la permettant de voir plusieurs positions successives d’une masse pendulaire lors de son déplacement par rapport au support pour filtrer des oscillations de torsion,
Les images hyper-spectrales sont obtenues par des capteurs capables d'enregistrer l'information dans une multitude de bandes spectrales, bien souvent plus de 100, qui sont plus étroites, en pratique de l'ordre de quelques nm, et souvent contigües, dans les portions visible, proche infrarouge et infrarouge moyen du spectre électromagnétique. Les données hyper-spectrales fournissent donc une information plus détaillée des propriétés spectrales d'une scène et permettent une identification et une discrimination plus précises des objets que les capteurs à larges bandes. Chaque pixel d'une image hyper-spectrale contient l'information recueillie dans de grandes fenêtres d'acquisition étalées sur la totalité du spectre visible et infrarouge. La quantité d'information à stocker et à traiter est donc importante, et requiert des capacités de calcul plus conséquentes que dans le cas des images multispectrales. Les applications de l'imagerie hyper-spectrale sont multiples. Parmi les plus importantes, on peut citer la géologie, l'agriculture de précision, la foresterie, la gestion des milieux aquatiques, ou la sécurité.
Selon l’art antérieur, les bandes hyper-spectrales sont réalisées par des filtres déposés au plus près des pixels suivant des lignes. Une bande hyper-spectrale couvre h_Hs lignes, la bande panchromatique couvre h_Pan lignes du détecteur ou d’un autre détecteur.
Pour accroître le rapport signal sur bruit (RSB), on somme les photons convertis en électron de pixel en pixel le long d’une colonne sur plusieurs lignes successives. Le RSB est alors augmenté d’un facteur racine (N) avec N le nombre de sommations. La sommation, de ligne en ligne, peut être interne au détecteur, si le détecteur est conçu pour, ou externe dans une électronique dédiée de lecture et de traitement. Cette technique est appelée prise de vue défilante par acquisition de lignes sommées suivant les colonnes ou prise de vue dite à balayage (“pushbroom” en langue anglaise) avec TDI (Time Delay Integration, intégration avec report dans le temps).
Les pixels d’un détecteur convertissent les photons reçus en électrons. Ces électrons sont accumulés dans des puits propres aux pixels. Ces puits ont une capacité d’accumulation limitée à un seuil de saturation (“Full Well Capacity” en langue anglaise) en nombre d’électrons au-delà duquel l’accumulation n’est plus possible. Le signal correspondant à des acquisitions présentant des saturations est typiquement considéré comme dégradé voire inexploitable.
Dans le cas d’un capteur présentant des pixels panchromatiques et des pixels hyperspectraux ayant un même seuil de saturation, pour une même scène observée, la largeur plus importante de la bande spectrale panchromatique cause un remplissage plus rapide des puits des pixels panchromatiques par rapport aux puits des pixels hyperspectraux. Il faut donc, afin de maximiser le nombre de charges intégrées dans les pixels panchromatiques et dans les pixels hyperspectraux, tout en évitant le phénomène de saturation, adopter une stratégie spécifique.
Pour éviter la saturation des pixels panchromatiques, on peut soit atténuer le signal de la voie panchromatique par l’utilisation par exemple d’une densité, soit disposer de pixels panchromatiques plus petits. La sommation TDI ligne déjà définie pour les trames hyperspectrales est quelquefois utilisée également sur les trames panchromatiques pour accroître le RSB des images panchromatiques.
Considérant l’art antérieur ci-dessus exposé, un problème technique que se propose de résoudre l’invention est de réaliser, en une même prise de vues défilante, l’acquisition de trames hyper-spectrales avec sommation de lignes (TDI), et de trames panchromatiques de façon à obtenir des images hyperspectrales et panchromatiques d’une même zone d’intérêt, tout en maximisant la quantité de charges intégrées par les pixels par ajustement indépendant du temps d’exposition panchromatique et hyperspectral. Les trames panchromatiques acquises en “snap-shot” successives sont exploitées pour enrichir l'image hyperspectrale.
La solution proposée de l’invention à ce problème technique a pour premier objet une méthode de prise de vues défilantes au moyen d’un imageur spatial comprenant, en son plan focal, au moins un capteur matriciel de pixels arrangés en lignes et colonnes, ledit capteur matriciel étant muni d’un obturateur électronique, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes selon lesquelles :
on réalise des prises de vues hyper-spectrales d’une zone d’intérêt selon au moins deux bandes spectrales, les prises de vues hyper-spectrales étant obtenues par l’acquisition de trames hyper-spectrales successives, au moyen dudit capteur matriciel associé à un traitement de sommation sur au plus h_HS lignes successives d'une même bande dans la zone hyper-spectrale ;
on réalise des prises de vues panchromatiques de la zone d’intérêt, les prises de vues panchromatiques étant obtenues par l’acquisition de trames panchromatiques successives, au moyen dudit capteur matriciel, les trames panchromatiques acquises présentant des recouvrements ;
l’acquisition des trames hyper-spectrales et l’acquisition des trames panchromatiques étant réalisées alternativement;
les acquisitions alternées sont réalisées, en conservant une cadence de lecture fixe, par remplacement d’une trame hyperspectrale par une trame panchromatique;
le nombre de trames hyperspectrales successives acquises entre deux trames panchromatiques étant supérieur ou égal au nombre de lignes hyperspectrales sommées.
L’invention a pour second objet un imageur spatial comprenant, en son plan focal, au moins un capteur matriciel de pixels arrangés en lignes et colonnes, ledit capteur matriciel étant muni d’un obturateur électronique, pour la mise en œuvre de la méthode de prise de vues défilantes définie ci-dessus.
La deuxième canalisation d’apport 152b délivre du dihydrogène gazeux au niveau de l’entrée du moteur108. Le dihydrogène gazeux est délivré par exemple au niveau d’un système de dosage et d’injection du moteur 108 qui assure que la quantité de dihydrogène qui est injecté au niveau de la chambre de combustion du moteur 108 est celle nécessaire au bon fonctionnement dudit moteur 108.
La première canalisation de dérivation 154a et la deuxième canalisation de dérivation 154b sont ainsi montées en parallèle l’une par rapport à l’autre entre la première canalisation d’apport 152a et la deuxième canalisation d’apport 152b.
Chaque système de réchauffement 158a-b assure le réchauffement du dihydrogène qui passe dans la canalisation de dérivation 154a-b associée pour assurer le changement de phase du dihydrogène.
Une telle installation de réchauffement 150 est redondante puisque le dihydrogène peut passer par l’une et/ou l’autre des canalisations de dérivation 154a-b en fonction des besoins de l’aéronef 100, et ce choix s’effectue par l’intermédiaire de l’unité de contrôle 52 qui commande chaque vanne 156a-b, 160a-b de manière appropriée.
Chaque système de réchauffement 158a-b assure par exemple la transformation du dihydrogène liquide à très basse température (de l’ordre de 20K) en du dihydrogène gazeux à une température de 100K à 500K, de préférence entre 200K et 300K.
Chaque système de réchauffement 158a-b assure le réchauffement du dihydrogène tout en assurant la disponibilité de la poussée du moteur en cas de besoin. Par exemple, chaque système de réchauffement 158a-b est à lui seul capable de réchauffer suffisamment de dihydrogène pour assurer que le moteur 108 produit au moins la moitié de la poussée demandée lors des phases critiques (par exemple le décollage) et de réchauffer suffisamment de dihydrogène pour assurer que le moteur 108 produit la poussée demandée lors des phases non-critiques (par exemple la croisière).
Selon un mode de réalisation, plusieurs réservoirs peuvent être connectés en série ou en parallèle à chaque installation de réchauffement sur la première canalisation d’apport 152a.
La montre une variante de l’installation de réchauffement 350 dans laquelle le premier système de réchauffement 158a comporte un premier échangeur thermique 159 traversé par la première canalisation de dérivation 154a correspondante, c'est-à-dire que cette dernière entre par une première entrée dudit premier échangeur thermique 159 et sort par une première sortie dudit premier échangeur thermique 159. Le premier échangeur thermique 159 est disposé entre la première vanne 156a et la deuxième vanne 160a.
Le premier système de réchauffement 158a comporte un deuxième échangeur thermique 356 et une boucle 352 dans laquelle circule un fluide caloporteur, ici par l’intermédiaire d’une pompe 354, où la boucle 352 traverse le deuxième échangeur thermique 356 qui assure le transfert de calories du moteur 108 vers le fluide caloporteur et où la boucle 352 traverse le premier échangeur thermique 159 en entrant par une deuxième entrée dudit premier échangeur thermique 159 et en sortant par une deuxième sortie dudit premier échangeur thermique 159. La boucle 352 traverse le deuxième échangeur thermique 356 en entrant par une première entrée dudit deuxième échangeur thermique 356 et en sortant par une première sortie dudit deuxième échangeur thermique 356.
Ainsi, les calories prélevées au niveau du moteur 108 réchauffent le dihydrogène à travers le premier échangeur thermique 159.
Les calories du moteur 108 peuvent être prélevées dans les gaz d’échappement de la tuyère du moteur 108 et/ou dans l’huile du moteur 108.
La même installation peut être réalisée pour le deuxième système de réchauffement 158b et il y a alors un autre premier échangeur thermique 159 et une boucle 352 pour chaque système de réchauffement 158a-b.
La montre une variante de l’installation de réchauffement 450 dans laquelle le premier système de réchauffement 158a comporte un échangeur thermique 159 traversé par la première canalisation de dérivation 154a correspondante, c'est-à-dire que cette dernière entre par une première entrée dudit échangeur thermique 159 et sort par une première sortie dudit échangeur thermique 159. Le premier échangeur thermique 159 est disposé entre la première vanne 156a et la deuxième vanne 160a.
En aval dudit échangeur thermique 159, le système de réchauffement 158a comporte une préchambre de combustion 452 montée sur la première canalisation de dérivation 154a et dans laquelle le dihydrogène gazeux est mélangé à de l’air apporté à la préchambre de combustion 452 par une canalisation d’approvisionnement 454 du système de réchauffement 158a.
Dans la préchambre de combustion 452, un système d’allumage assure le démarrage de la combustion du mélange dihydrogène et dioxygène de l’air, cette combustion étant ensuite autoentretenue.
Le mélange en sortie de la préchambre de combustion 452 est introduit dans une deuxième entrée dudit échangeur thermique 159 et en sort par une deuxième sortie pour rejoindre la deuxième vanne 160a à travers la canalisation de dérivation 154a.
Cette étape de positionnement comprend ainsi : - une sous-étape d’insertion de l’échantillon 2 dans le porte-échantillon 5, et notamment d’insertion de l’échantillon 2 dans la cavité 31 du bloc 54, et de positionnement de la face plane à étudier contre la surface d’appui 520 du porte-échantillon 5 ; - une sous-étape d’ajout des moyens de rappel élastique 53 pour plaquer la face plane à étudier l’échantillon 2 contre la surface d’appui 520.
Par la suite bien sûr, la butée 57 est vissée de manière à permettre aux moyens de rappel élastique d’être en appui contre cette butée 57 et de venir exercer un effort de rappel élastique sur l’échantillon 2 pour le maintenir plaqué.
Le bloc 54 est ensuite positionné sur l’embase 55 et serré par les moyens de maintien 56.
Par la suite, l’analyse par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser peut être réalisée, le porte-échantillon 5 garantissant que la surface de l’échantillon 2 à analyser soit bien positionnée perpendiculairement au faisceau laser 30, et le polissage garantissant que l’état de surface de l’échantillon 2 à analyser ne présente pas de différences de hauteur situées en dehors de la profondeur du champ de focalisation du système de génération 3.
Dispositif d’analyse par spectrométrie d’émission optique sur plasma produit par laser comprenant des moyens de protection d’un jet de gaz La présente invention concerne le domaine de la cartographie et de l'analyse à haute résolution d'éléments dans des solides.
Un procédé et un dispositif d'analyse élémentaire par spectrométrie d'émission optique sur plasma produit par laser en présence d'argon est décrit par le document de brevet publié sous le numéro EP 0 654 663.