Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR PANORAMIC IMAGING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/146704
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a compact panoramic imaging device having a high resolution and high cadence (100), comprising: a detector (51), arranged to acquire an individual image of an environment (52); a motor (4), arranged to rotate the detector around an axis of rotation (16) of the motor, the motor being arranged to rotate the detector in direct drive mode; control means (6, 8), arranged to control the rotation of the detector around the axis of rotation of the motor according to at least one cycle of successive imaging phases and jump phases, in such a way that during each imaging phase the detector is fixed and does not turn around the axis of rotation of the motor, and acquires an individual image of the environment, and each jump phase comprises an acceleration phase of the detector around the axis of rotation of the motor followed by a deceleration phase of the detector around the axis of rotation of the motor.

Inventors:
AUBRY, Gilles (1 rue de la Sablonnière, Gometz-la-Ville, 91940, FR)
LEBOUCHER, Vincent (67 rue de la Colonie, Paris, 75013, FR)
CAMPOS, Thierry (215 rue de l'Université, Paris, 75007, FR)
Application Number:
EP2016/055719
Publication Date:
September 22, 2016
Filing Date:
March 16, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HGH SYSTEMES INFRAROUGES (10 rue Maryse Bastié, Igny, 91430, FR)
International Classes:
G03B37/02; G01J5/00; G03B42/00; G05D3/12; H04N5/232; H04N5/33
Domestic Patent References:
WO2013109976A12013-07-25
Foreign References:
US20090148151A12009-06-11
US20090058227A12009-03-05
EP1898247A12008-03-12
US20050285953A12005-12-29
FR2947132A12010-12-24
Other References:
ANONYMOUS: "ASTELCO NEW TECHNOLOGY MOUNT NTM-500", ANNOUNCEMENT ASTELCO SYSTEMS,, 1 November 2005 (2005-11-01), pages 1 - 5, XP003023395
Attorney, Agent or Firm:
PONTET ALLANO & ASSOCIES (Parc Les Algorithmes, Bâtiment PlatonCS 70003 Saint-Aubin, Gif sur Yvette cedex, 91192, FR)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS

Dispositif d'imagerie (100), comprenant :

- un détecteur (51), agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle d'un environnement (52) par conversion d'un flux lumineux en provenance de l'environnement en un signal électrique,

- un moteur (4), agencé pour entraîner le détecteur en rotation autour d'un axe de rotation (16) du moteur, le moteur étant agencé pour entraîner le détecteur en rotation en mode d'entraînement direct, le dispositif selon l'invention ne comprenant pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur,

des moyens de commande (6, 8), agencés pour commander la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon au moins un cycle (25) de phases d'imagerie (12) et de phases de saut (11) successives, de sorte que :

o pendant chaque phase d'imagerie, le détecteur est fixe et ne tourne pas autour de l'axe de rotation du moteur, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement, et

o chaque phase de saut comprend une phase d'accélération (l ia) du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération (11b) du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur.

Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur est agencé pour entraîner le détecteur en rotation en mode d'entraînement direct, le dispositif selon l'invention ne comprenant pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque phase de saut comprend une phase d'accélération du détecteur à accélération constante autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération du détecteur à décélération constante autour de l'axe de rotation du moteur.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'accélération constante est égale, en valeur absolue, à la décélération constante.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur est un détecteur infrarouge thermique non refroidi, de préférence de type microbolométrique. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur comprend une matrice de pixels, chaque pixel ayant une résolution angulaire, autour de l'axe de rotation du moteur, inférieure à 2,5 mrad. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est un moteur sans balais.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour construire au moins une image panoramique en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, chacune de ces images individuelles assemblées étant issue d'une phase d'imagerie distincte des phases d'imageries dont sont issues les autres images individuelles assemblées.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour construire au moins une image panoramique sont agencés pour construire une image panoramique complète imageant à 360° autour du dispositif en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut.

10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens pour construire au moins une image panoramique sont agencés pour construire plusieurs images panoramiques sectorielles imageant des zones distinctes de l'environnement réparties à 360° autour du dispositif, chaque image sectorielle étant construite en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut.

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens de commande sont agencés pour commander une rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur en moins de 2,5 secondes pour l'acquisition de toutes les images individuelles pour construire l'image panoramique complète ou les images panoramiques sectorielles. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande sont agencés pour commander la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon plusieurs cycles de phases d'imagerie et de phases de saut, et selon une phase de retour (13) entre chaque paire de cycles successifs, de sorte que pendant chaque phase de retour le détecteur tourne autour de l'axe de rotation du moteur dans un sens de rotation retour opposé à un sens de rotation aller parcouru pendant les phases de saut. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison filaire électrique entre le détecteur et une partie du dispositif selon l'invention agencée pour rester immobile lors des phases de saut, la liaison filaire comprenant une nappe de fils dont une extrémité est solidaire du détecteur et l'autre est solidaire de la partie immobile, cette nappe de fil étant située :

- de manière répartie entre deux arcs de cercles, chaque arc de cercle étant situé dans une surface en forme de disque perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur, de sorte qu'en parcourant un chemin le long de la nappe en partant de la partie immobile vers le détecteur :

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur un des arcs de cercle (14a), et

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un deuxième sens de rotation contraire au premier sens lorsqu'on parcourt ce chemin sur l'autre arc de cercle (14c),

- sur une boucle reliant les deux arcs de cercle, ladite boucle ayant de préférence un rayon de courbure centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la nappe de fils est agencée pour que la répartition entre les deux arcs de cercle passe d'un minimum de répartition sur un des arcs de cercle à un maximum de répartition sur ce même arc de cercle lorsque le détecteur fait moins de deux tours de 360° autour de l'axe de rotation du moteur à partir d'une position angulaire de référence (15).

15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a une masse inférieure à 2 kilogrammes.

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant chaque phase d'accélération et chaque phase de décélération, l'accélération et la décélération sont supérieures, en valeur absolue, à 200 rad/s2 et/ou inférieure à 2000 rad/s2.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur a un couple supérieur à 0,01 N.m et/ou inférieur à 0,5 N .m. 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que toute la partie mobile entraînée en rotation par le moteur (4) autour de l'axe de rotation ( 16) du moteur (4) a une masse inférieure à 300 grammes.

19. Procédé d'imagerie, comprenant :

- un entraînement en rotation, par un moteur (4), d'un détecteur autour d'un axe de rotation (16) du moteur, le détecteur étant entraîné en rotation en mode d'entraînement direct, de sorte qu'il n'y a pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur, le détecteur étant agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle d'un environnement (52) par conversion d'un flux lumineux en provenance de l'environnement en un signal électrique,

une commande, par des moyens de commande (6, 8), de la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon au moins un cycle (25) de phases d'imagerie (12) et de phases de saut (11) successives, de sorte que :

o pendant chaque phase d'imagerie, le détecteur est fixe et ne tourne pas autour de l'axe de rotation du moteur, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement, et

o chaque phase de saut comprend une phase d'accélération (l ia) du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération (11b) du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur.

Description:
«Dispositif et un procédé d'imagerie panoramique»

Domaine technique

La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'imagerie.

Un tel dispositif permet à un utilisateur de réaliser une image panoramique quasiment en temps réel. Le domaine de l'invention est plus particulièrement, mais de manière non limitative, celui de :

- la sécurité : déclenchement d'une alarme et/ou suivi des menaces à partir de mouvements dans l'image ou de la présence anormale d'objets, détection et suivi d'une approche anormale de piétons, véhicules, drones, avions, hélicoptères, embarcations... sécurisation de sites ou installations sensibles (ports, aéroports, centrales nucléaires, nœuds de réseaux d'infrastructure, surveillance des frontières ou de zones militaires), ou

- l'aide à la navigation et au pilotage des mobiles, où une vision périphérique est utile dans des environnements complexes. Etat de la technique antérieure

On connaît des systèmes d'acquisition d'images panoramiques par rotation d'une caméra.

Parmi ces systèmes, on connaît une première famille de systèmes pour lesquels l'unité d'acquisition (ou « caméra ») est entraînée en rotation à vitesse constante, comme par exemple dans le cas du brevet FR 2 947 132. En effet, lorsque le moment d'inertie des éléments à entraîner en rotation (dont la caméra) est important, il n'est pas réaliste pour l'homme du métier, techniquement comme économiquement, de procéder par accélération / arrêt pour déplacer l'unité d'acquisition entre deux positions angulaires maintenues fixes le temps de la prise d'image, tout en respectant une cadence globale d'acquisition de l'image panoramique qui reste compatible avec des contraintes opérationnelles (contraintes de faibles vibrations et d'acquisition « en temps réel ») . L'unité d'acquisition dans son ensemble est alors maintenue en rotation constante et uniforme, ce type de mouvement ne mettant pas en jeu des efforts ni des couples importants. Pour maintenir l'axe de visée fixe dans le référentiel de la scène, on a alors recours à un dispositif de contre-balayage. Ce sous-ensemble, intégré à la partie mobile du système, compense le mouvement de rotation principal en générant une rotation relative opposée de l'axe optique. Un tel système n'est toutefois pas très compact et relativement coûteux.

Parmi ces systèmes, on connaît aussi une seconde famille de systèmes pour lesquels l'unité d'acquisition (ou la caméra) est entraînée en rotation à vitesse non constante, comme par exemple dans le cas du brevet WO 2013 / 109 976. Les positions successives de l'unité d'acquisition sont définies par la géométrie d'une came. Ce système ne répond pas à l'ensemble des exigences applicables à un dispositif de veille panoramique compact, discret et fiable, car il ne présente pas une flexibilité de mise en œuvre qui permette une utilisation optimale dans le plus grand nombre de scénarios opérationnels.

Le but de la présente invention est de proposer un dispositif ou procédé d'imagerie panoramique qui soit plus compact et moins coûteux que les systèmes de la première famille, mais qui en même temps possède une meilleure flexibilité de mise en œuvre que les systèmes de la deuxième famille pour une utilisation dans un plus grand nombre de scénarios opérationnels.

Exposé de l'invention

Cet objectif est atteint avec un dispositif d'imagerie, comprenant : - un détecteur, agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle d'un environnement par conversion d'un flux lumineux en provenance de l'environnement en un signal électrique,

- un moteur, agencé pour entraîner le détecteur en rotation autour d'un axe de rotation du moteur, le moteur étant agencé pour entraîner le détecteur en rotation en mode d'entraînement direct, le dispositif selon l'invention ne comprenant pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur, - des moyens de commande, agencés pour commander la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon au moins un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut successives (chaque cycle ayant de préférence une durée inférieure à 2,5 secondes, durée qui correspond de préférence à la durée maximale pour couvrir une rotation complète de 360°), de sorte que :

o pendant chaque phase d'imagerie, le détecteur est fixe et ne tourne pas autour de l'axe de rotation du moteur, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement, et

o chaque phase de saut comprend une phase d'accélération du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur.

Le moteur est de préférence agencé pour entraîner le détecteur en rotation en mode d'entraînement direct, le dispositif selon l'invention ne comprenant pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation.

Autrement dit, aucune des pièces reliant le moteur au détecteur n'est mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur (ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation).

Chaque phase de saut peut comprendre une phase d'accélération du détecteur à accélération constante autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération du détecteur à décélération constante autour de l'axe de rotation du moteur. Dans ce cas, l'accélération constante est de préférence égale, en valeur absolue, à la décélération constante.

Le détecteur peut être un détecteur infrarouge thermique non refroidi.

Le détecteur peut être un détecteur bolométrique, de préférence de type microbolométrique.

Le détecteur peut comprendre une matrice de pixels. Chaque pixel a de préférence une résolution angulaire, autour de l'axe de rotation du moteur, inférieure à 2,5 mrad (de préférence inférieure à 2,3 mrad) ou même inférieure à 0,8 mrad (de préférence inférieure à 0,7 mrad).

Le moteur est de préférence un moteur sans balais.

Le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens pour construire au moins une image panoramique en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, chacune de ces images individuelles assemblées étant issue d'une phase d'imagerie distincte des phases d'imageries dont sont issues les autres images individuelles assemblées. Les moyens pour construire au moins une image panoramique peuvent être agencés :

- pour construire une image panoramique complète imageant à 360° autour du dispositif en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, et/ou

- pour construire plusieurs images panoramiques sectorielles (de largeurs identiques ou diverses) imageant des zones distinctes de l'environnement réparties à 360° autour du dispositif en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut.

Les moyens de commande sont de préférence agencés pour commander une rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur en moins de 2,5 secondes pour l'acquisition de toutes les images individuelles nécessaires pour construire l'image panoramique complète ou les images panoramiques sectorielles.

Les moyens de commande sont de préférence agencés pour commander la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon plusieurs cycles de phases d'imagerie et de phases de saut, et selon une phase de retour entre chaque paire de cycles successifs, de sorte que pendant chaque phase de retour le détecteur tourne autour de l'axe de rotation du moteur dans un sens de rotation retour opposé à un sens de rotation aller parcouru pendant les phases de saut. Le dispositif selon l'invention est de préférence agencé pour que, pour chaque cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, le détecteur fasse au plus un tour complet de rotation autour de l'axe de rotation du moteur (de préférence moins d'un tour complet de rotation autour de l'axe de rotation du moteur).

Le dispositif selon l'invention peut comprendre une liaison filaire électrique entre le détecteur et une partie du dispositif selon l'invention agencée pour rester immobile lors des phases de saut, la liaison filaire comprenant une nappe de fils dont une extrémité est solidaire du détecteur et l'autre est solidaire de la partie immobile, cette nappe de fil étant située :

- de manière répartie entre deux arcs de cercles, chaque arc de cercle étant situé dans une surface en forme de disque perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur, de sorte qu'en parcourant un chemin le long de la nappe en partant de la partie immobile vers le détecteur :

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur un des arcs de cercle, et

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un deuxième sens de rotation contraire au premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur l'autre arc de cercle,

- sur une boucle reliant les deux arcs de cercle, ladite boucle ayant de préférence un rayon de courbure centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur.

La nappe de fils est de préférence agencée pour que la répartition entre les deux arcs de cercle passe d'un minimum de répartition sur un des arcs de cercle à un maximum de répartition sur ce même arc de cercle lorsque le détecteur fait moins de deux tours de 360° autour de l'axe de rotation du moteur (ou fait de préférence un tour de 360° ou moins d'un tour de 360° autour de l'axe de rotation du moteur) à partir d'une position angulaire de référence. La position angulaire de référence du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur est de préférence la position à laquelle le détecteur revient à la fin de chaque phase de retour.

Le dispositif selon l'invention a de préférence une masse inférieure à 2 kilogrammes. Pendant chaque phase d'accélération et chaque phase de décélération, l'accélération et la décélération sont de préférence supérieures, en valeur absolue, à 200 rad/s 2 et/ou inférieure à 2000 rad/s 2 .

Le moteur a de préférence un couple supérieur à 0,01 N.m et/ou inférieur à 0,5 N.m.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'imagerie, de préférence mis en œuvre dans un dispositif selon l'invention, et comprenant :

- un entraînement en rotation, par un moteur, d'un détecteur autour d'un axe de rotation du moteur, le détecteur étant entraîné en rotation en mode d'entraînement direct, de sorte qu'il n'y a pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur, le détecteur étant agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle d'un environnement par conversion d'un flux lumineux en provenance de l'environnement en un signal électrique,

une commande, par des moyens de commande, de la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon au moins un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut successives (chaque cycle ayant de préférence une durée inférieure à 2,5 secondes, durée qui correspond de préférence à la durée maximale pour couvrir une rotation complète de 360°), de sorte que :

o pendant chaque phase d'imagerie, le détecteur est fixe et ne tourne pas autour de l'axe de rotation du moteur, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement, et

o chaque phase de saut comprend une phase d'accélération du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur. Chaque phase de saut peut comprendre une phase d'accélération du détecteur à accélération constante autour de l'axe de rotation du moteur puis une phase de décélération du détecteur à décélération constante autour de l'axe de rotation du moteur. L'accélération constante est de préférence égale, en valeur absolue, à la décélération constante.

Le détecteur est de préférence un détecteur infrarouge thermique qui est non refroidi.

Le détecteur peut être un détecteur bolométrique, de préférence de type microbolométrique.

Le procédé selon l'invention peut comprendre une construction, par des moyens de construction, d'au moins une image panoramique, chaque image panoramique étant construite en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, chacune de ces images individuelles assemblées étant issue d'une phase d'imagerie distincte des phases d'imageries dont sont issues les autres images individuelles assemblées. La construction d'au moins une image panoramique peut comprendre :

- une construction d'une image panoramique complète imageant à 360° autour de l'axe de rotation du moteur en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut, et/ou

- une construction, par les moyens de construction, de plusieurs images panoramiques sectorielles imageant des zones distinctes de l'environnement réparties à 360° autour de l'axe de rotation du moteur, chaque image panoramique sectorielle étant construite en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur lors de différentes phases d'imagerie d'un cycle de phases d'imagerie et de phases de saut.

Les moyens de commande peuvent commander une rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur en moins de 2,5 secondes pour l'acquisition de toutes les images individuelles pour construire l'image panoramique complète ou les images panoramiques sectorielles. Les moyens de commande peuvent commander la rotation du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur selon plusieurs cycles de phases d'imagerie et de phases de saut (de préférence de sorte que pendant chaque cycle de phases de saut et d'imagerie, le détecteur fasse au maximum deux ou un seul tour (de préférence moins d'un tour) complet autour de l'axe de rotation du moteur), et selon une phase de retour entre chaque paire de cycles successifs, de sorte que pendant chaque phase de retour le détecteur tourne autour de l'axe de rotation du moteur dans un sens de rotation retour opposé à un sens de rotation aller parcouru pendant les phases de saut.

Le procédé selon l'invention peut comprendre une utilisation d'une liaison filaire électrique entre le détecteur et une partie du dispositif selon l'invention qui reste immobile lors des phases de saut, la liaison filaire comprenant une nappe de fils dont une extrémité est solidaire du détecteur et l'autre est solidaire de la partie immobile, cette nappe de fil étant située :

- de manière répartie entre deux arcs de cercles, chaque arc de cercle étant situé dans une surface en forme de disque perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur, de sorte qu'en parcourant un chemin le long de la nappe en partant de la partie immobile vers le détecteur :

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur un des arcs de cercle, et

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un deuxième sens de rotation contraire au premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur l'autre arc de cercle,

- sur une boucle reliant les deux arcs de cercle, ladite boucle ayant de préférence un rayon de courbure centré sur un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur.

La répartition entre les deux arcs de cercle peut passer d'un minimum de répartition sur un des arcs de cercle à un maximum de répartition sur ce même arc de cercle lorsque le détecteur fait moins de deux tours de 360° autour de l'axe de rotation du moteur, de préférence un tour de 360° ou même de préférence moins d'un tour de 360° autour de l'axe de rotation du moteur à partir d'une position angulaire de référence. La position angulaire de référence du détecteur autour de l'axe de rotation du moteur est de préférence la position à laquelle le détecteur revient à la fin de chaque phase de retour.

Pendant chaque phase d'accélération et chaque phase de décélération, l'accélération et la décélération sont de préférence supérieures, en valeur absolue, à 200 rad/s 2 et/ou inférieure à 2000 rad/s 2 .

Description des figures et modes de réalisation D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :

- la figure 1 est une vue schématique de profil d'un mode de réalisation préférentiel de dispositif 100 selon l'invention,

- la figure 2 est une vue de dessus de l'unité 1 d'acquisition d'image individuelle du dispositif 100 selon l'invention de la figure 1,

- la figure 3 illustre la vitesse angulaire du détecteur 51 de l'unité d'acquisition 1 de la figure 2 en fonction du temps, pendant une phase 11 dite de saut puis une phase 12 dite d'imagerie,

- la figure 4 illustre la position angulaire du détecteur 51 de l'unité d'acquisition 1 de la figure 2 en fonction du temps, pendant une phase 11 dite de saut puis une phase 12 dite d'imagerie,

- la figure 5 illustre la position angulaire du détecteur 51 de l'unité d'acquisition 1 de la figure 2 en fonction du temps, pendant une phase 11 dite de saut puis une phase 12 dite d'imagerie, puis une nouvelle phase de saut 11 puis une nouvelle phase d'imagerie 12,

- la figure 6 illustre la position angulaire du détecteur 51 de l'unité d'acquisition 1 de la figure 2 en fonction du temps, pendant un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11 successives, ce cycle comprenant quinze phases de saut 11 et seize phases d'imagerie 12, ce cycle étant suivi d'une phase de retour 13,

- la figure 7 est une vue en perspective d'une nappe 14 de fils entre le détecteur 51 et une partie immobile 24 du dispositif 100 selon l'invention de la figure 1, pour une position angulaire θ=0 radian (ou 0°) du détecteur 51 autour de l'axe 16 par rapport à une position angulaire de référence 15,

- les figures 8 et 9 sont des vues en perspective de la nappe 14 de fils, pour une position angulaire θ=π radian (ou 180°) du détecteur 51 autour de l'axe 16 par rapport à la position angulaire de référence 15 (comme pour la vue schématique de la figure 1), et

- la figure 10 est une vue en perspective de la nappe 14 de fils, pour une position angulaire θ=2π radian (ou 360°) du détecteur 51 autour de l'axe 16 par rapport à la position angulaire de référence 15.

Ces modes de réalisation n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites ou illustrées par la suite isolées des autres caractéristiques décrites ou illustrées (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, et/ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.

On va tout d'abord décrire, en référence aux figures 1 à 10, un premier mode de réalisation de dispositif 100 d'imagerie selon l'invention mettant en œuvre un procédé selon l'invention.

On entendra :

- par « cycle » 25 un ensemble comprenant plusieurs phases d'imagerie 12 et plusieurs phases de saut 11 (toutes les phases de saut 11 d'un même cycle 25 ayant le même sens de rotation du détecteur 51 autour de l'axe 16). Un cycle peut permettre la construction d'une « image panoramique complète » ou d'une ou plusieurs « image(s) panoramique(s) sectorielle(s) ». - Par « image individuelle » une image obtenue par le détecteur 51 lors d'une phase d'imagerie 12 lorsque le détecteur est fixe.

- Par « image panoramique » une image obtenue par construction à partir de plusieurs images individuelles combinées. Une image panoramique peut être :

o une « image panoramique complète », qui est une image imageant à 360° autour du dispositif 100 (c'est-à-dire autour de l'axe 16), ou

o une « image panoramique sectorielle », qui est une image imageant uniquement un secteur limité de l'environnement

52 (moins de 360° autour du dispositif 100 c'est-à-dire autour de l'axe 16).

Le dispositif 100 comprend un détecteur 51, agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle (à travers un hublot 10) d'un environnement 52 (situé autour du détecteur 51) par conversion d'un flux lumineux (en provenance de l'environnement 52) en un signal électrique.

Le détecteur 51 fait partie d'une unité d'acquisition 1 (aussi appelée « caméra » dans la présente description) comprenant typiquement aussi des composants optiques tels qu'un objectif.

L'unité d'acquisition 1 comprend typiquement :

- l'objectif, qui crée l'image individuelle de l'environnement 52 sur le détecteur 51,

- le détecteur 51, qui convertit le flux lumineux en signal électrique,

- une électronique de lecture qui amplifie et conditionne le signal, - de préférence une électronique de prétraitement qui corrige les défauts propres aux moyens d'acquisition et reconstruit une image panoramique.

Le dispositif 100 comprend en outre un pupitre de traitement (externe au capot 9 et non illustré) qui détecte les menaces dans la scène, effectue leur suivi et présente les résultats sous une forme synthétique.

L'unité d'acquisition 1 est un système passif n'émettant pas de rayonnement électromagnétique contrairement à un radar ou à un lidar. Le signal analysé est par exemple: - dans le spectre visible pour l'œil humain: une variation du flux lumineux issu du soleil ou d'un réseau d'éclairage et réfléchi par l'environnement 52, et/ou

- dans le spectre infrarouge (IR) thermique : une variation d'émissivité ou de température locale de l'environnement 52 spécifique au comportement d'un être vivant ou d'un véhicule.

La caméra 1 perçoit la scène ou environnement 52 au travers du hublot périphérique 10. La caméra 1 crée une image individuelle à haute résolution d'un secteur restreint de l'environnement 52.

Le détecteur 51 se trouve dans un plan 53, et est agencé pour acquérir une image individuelle de l'environnement 52 centrée sur un axe optique 54 (qui est l'axe optique de la caméra 1) qui est perpendiculaire au plan 53.

Le hublot périphérique 10 permet au dispositif 100 de viser le panorama environnant 52 tout en contribuant à fermer le volume interne du dispositif 100 pour l'isoler des agressions externes (pluie, humidité, poussière). Avantageusement, pour l'utilisation d'une caméra 1 ne fonctionnant pas dans le visible, le matériau du hublot 10 peut être choisi opaque (dans le domaine visible par l'œil humain) et/ou coloré pour améliorer la discrétion du système (camouflage et masquage de ses parties mobiles). Dans le domaine de l'infrarouge, le hublot 10 est par exemple en Germanium.

Le dispositif 100 comprend aussi, dans un capot principal 9, un moteur 4.

Le capot principal 9 permet de maintenir les éléments qu'il contient sous atmosphère contrôlée à l'abri des agressions externes (pluie, humidité, poussière). Il cache les parties mobiles.

Le moteur 4 comprend un unique arbre 17 agencé pour être mobile en rotation. Cet arbre 17 est agencé pour être mobile en rotation autour d'un axe de rotation 16 du moteur.

L'axe 16 est dans le plan 53.

Le moteur 4 est agencé pour convertir une énergie électrique en un mouvement de rotation de l'arbre 17 du moteur. Le moteur 4 est agencé pour entraîner le détecteur 51 en rotation (via l'arbre de rotation 17 du moteur 4 solidaire d'un support 2 et du détecteur 51) autour de l'axe de rotation 16 du moteur.

Le détecteur 51 comprend une matrice bidimensionnelle de pixels. Chaque pixel a une résolution angulaire de l'environnement 52 (à travers l'objectif et tous les autres composants optiques de l'unité d'acquisition 1), autour de l'axe de rotation 16 du moteur, de préférence inférieure à 2,5 milliradians, voir même de préférence inférieure à 0,7 milliradians (mrad).

Le détecteur 51 est un détecteur comprenant des bolomètres (de préférence des microbolomètres) pour convertir le rayonnement électromagnétique ou flux lumineux (en provenance de l'environnement 52) en un signal électrique.

La caméra 1 comprend comme détecteur 51 un module (Infra Rouge thermique à microbolomètres) de 640 x 480 éléments (ou pixels). Le détecteur 51 est équipé d'un objectif ouvert à f/1.1 de focale 25mm (TAU 2.7640 fourni par la société FLIR Systems).

Le champ horizontal de la caméra 1 est de l'ordre de 25°. Son champ vertical est de l'ordre de 20° ce qui permet après les corrections géométriques d'obtenir l'image d'un bandeau panoramique de hauteur 18°.

Seize prises de vue sur des secteurs angulaires successifs constituent une image panoramique complète sur 360° autour de l'axe 16.

L'image panoramique complète réalisée a donc un champ de 360°xl8°. Son format est de 16 x 640 x 512 = 10240 x 512 pixels. Sa résolution spatiale est de l'ordre de 0,6mrad (18°/512).

Le moteur 4 est agencé pour entraîner le détecteur 51 en rotation en mode d'entraînement direct c'est-à-dire sans pièce intermédiaire, entre le moteur 4 (ou l'arbre rotatif 17 de ce moteur 4) et le détecteur 51, mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe 16 de rotation du moteur 4 ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation. En effet, le dispositif 100 ne comprend pas, entre le moteur et le détecteur, de pièce intermédiaire mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du moteur ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation. On dit alors que le détecteur est encastré sur l'arbre de rotation 17 du moteur 4. Le dispositif 100 comprend une liaison filaire électrique 3 entre le détecteur 51 et une partie du dispositif 100 agencée pour rester immobile lors des phases de saut 11, la liaison filaire 3 comprenant une nappe 14 de fils.

Le moteur 4 permet l'entraînement en rotation de la partie mobile constituée de la caméra 1, de son support 2 et de la partie mobile 14 de la liaison 3 autour de l'axe 16 préférentiellement orienté verticalement en vue d'explorer le panorama environnant 52.

Le moteur 4 est choisi d'après les caractéristiques suivantes pour réaliser l'entraînement de la charge :

- Le couple du moteur 4 doit être suffisant pendant les phases d'accélération lia ou 13a et décélération 11b ou 13b.

- La vitesse maximale admissible par le moteur 4 doit être supérieure à la vitesse atteinte lors du mouvement en phase de saut 11 ou phase de retour 13.

- Le rapport entre le moment d'inertie de la charge et celui du rotor du moteur ne doit pas être trop élevé.

- La taille et la masse du moteur 4 doivent être compatibles avec des objectifs de compacité et de transportabilité du dispositif 100.

- Son coût doit être raisonnable.

Le rapport des moments d'inertie est choisi pour ne pas dépasser 20, valeur recommandée en moyenne par les fabricants de moteurs : compte- tenu du moment d'inertie de la charge, le moment d'inertie du rotor du moteur 4 choisi doit ainsi être supérieur à 4.10 "6 kg. m 2 .

Le moteur 4 a un couple supérieur à 0,01 N.m et/ou inférieur à 0,5

N.m.

Compte tenu des différentes configurations de la caméra 1, de la loi de pilotage et de la prise en compte d'un coefficient de sécurité de deux, pour que le moteur 4 travaille dans une zone de confort, le moteur 4 choisi a de préférence un couple supérieur à 0,1 Nm.

La vitesse maximale accessible au moteur 4 doit être supérieure à 600RPM.

Le moteur d'entraînement 4 est un servomoteur « sans balais » compact de faible puissance, avec un haut rendement et un couple élevé (TC 40 0.32 de la gamme du fabricant M PC) équipé d'un résolveur d'une grande résolution . Le choix du résolveur est dicté par la nécessité d'une résolution angulaire élevée, compatible avec la précision de positionnement attendue.

Le moteur 4 choisi de référence TC 40 0.32 a les caractéristiques suivantes qui conviennent :

- Moment d'inertie du rotor : 4,7. 10 "6 kg . m 2

- Couple nominal : 0,32Nm

- Vitesse maximale : 5000RPM

Le support 2 permet de fixer l'unité d'acquisition 1 sur l'arbre 17 du moteur 4 d'entraînement en rotation .

Le support 2 est directement fixé sur l'arbre 17 du moteur 4, sans système de transmission/réduction, ce qui permet d'obtenir un ensemble compact et d'assurer un mouvement sans jeu, précis, fiable et silencieux.

Le moteur 4 est un moteur sans balais (ou « Brushless » en anglais) .

Un moteur sans balais, ou machine synchrone autopilotée à aimants permanents, est une machine électrique de la catégorie des machines synchrones, dont le rotor est constitué d'un ou de plusieurs aimants permanents et pourvu d'un capteur de position rotorique (capteur à effet Hall, synchro-résolveur, ou codeur incrémental par exemple). Son appellation vient du fait que ce type de moteur ne contient aucun collecteur tournant et donc pas de balais.

La technologie moteur «sans balais » est particulièrement adaptée à l'application :

- elle présente une grande fiabilité, équivalente à celle des moteurs

AC et 4 fois supérieure à celle d'un moteur DC avec balais. L'usure est limitée à celle des roulements à billes.

- elle permet une plus grande puissance pour une même masse et un même encombrement. Les moteurs «sans balais » sont plus compacts que les moteurs AC et DC. Ils sont 2 à 3 fois plus légers que les moteurs DC.

- leur rendement est meilleur que celui des moteurs DC. Leur pilotage par une électronique 6 permet la gestion optimale du rendement.

- les vibrations et le bruit engendrés par les moteurs «sans balais » sont moindres. - cette technologie permet un pilotage aisé du mouvement à l'aide d'une électronique 6.

Le dispositif 100 comprend en outre, dans le capot principal 9, des moyens de commande 6, 8 (plus spécifiquement une électronique 6 de contrôle de la rotation), agencés pour commander (via un codeur 5 angulaire de rotation) la rotation du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 selon au moins un cycle de plusieurs phases d'imagerie 12 et de plusieurs phases de saut 11 alternées (dans un même cycle 25, il n'y a pas deux phases de saut 11 successives sans phase d'imagerie 12 intermédiaire et il n'y a pas deux phases d'imagerie 12 successives sans phase de saut 11 intermédiaire) et successives, la position angulaire du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 étant différente pour chacune des phase d'imagerie 12 du même cycle.

Chaque cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11 comprend de préférence au moins trois (de manière plus préférentielle au moins dix) phases d'imagerie 12 et au moins trois (de manière plus préférentielle au moins dix) phases de saut 11.

Chaque cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11 a de préférence une durée inférieure à 2,5 secondes, durée qui correspond à la durée maximale pour couvrir une rotation complète de 360°.

L'électronique 6 de pilotage du moteur 4 est constituée d'un module HORN ET de ELMO avec entrée résolveur ( 10 à 15bits).

Comme indiqué plus haut, le champ de vue de 360°xl8° est couvert par 10240 x 512 pixels. La stabilité de l'arbre 17 pendant les phases d'imagerie 12 doit être de l'ordre du pixel pour maintenir une qualité image optimale. Ceci implique une résolution meilleure que 10000 points par tour pour le codeur 5 et une inertie faible de manière à ne pas augmenter le couple d'entraînement nécessaire. La technologie de codage de type résolveur permet d'atteindre cette résolution . Le codeur 5 est de type résolveur. Typiquement, le codeur 5 est un codeur de référence TAMAGAWA

TS2610N 171 E64.

Le codeur angulaire 5 repère la position de l'arbre 17 du moteur 4. Sa précision doit être compatible avec la résolution de l'image, pour asservir la position de l'arbre 17 du moteur 4 avec une précision compatible avec la taille d'un pixel.

Les moyens de commande 6, 8 (plus spécifiquement une électronique 8 de contrôle et de communication) sont agencés pour commander une acquisition d'une image individuelle de l'environnement 52 par le détecteur 51 lors de chaque phase d'imagerie 12.

Pendant chaque phase d'imagerie 12, le détecteur 51 est fixe (par rapport au moteur 4) et ne tourne pas autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement 52.

Chaque phase de saut 11 comprend uniquement une phase d'accélération lia (à accélération constante) du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 puis une phase de décélération 11b (à décélération constante) du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4, toujours avec une vitesse dans le même sens de rotation autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4.

L'électronique 8 de contrôle et de communication permet de :

- transmettre la loi de balayage de l'environnement 52 : direction, amplitude, vitesse, accélération. Avantageusement, la direction peut être figée dans un angle de gisement quelconque correspondant à la direction d'une menace potentielle, permettant la transmission à cadence plus élevée de l'image dans cette direction (mode « staring ») et d'améliorer ainsi l'identification de la menace ou permettant à l'inverse son acquittement. Une fonction de poursuite automatique en gisement est possible après accrochage sur la menace ;

- piloter la caméra 1 à distance : nécessité de réaliser des corrections d'uniformité d'image pour une caméra 1 à microbolomètres ou de piloter le gain et le temps d'intégration pour un autre type de caméra 1, et plus généralement d'accéder à l'ensemble des paramètres de configuration de la caméra 1.

- transmettre le signal vidéo de la caméra 1 : avantageusement, les données vidéo sont corrigées géométriquement pour faciliter l'élaboration de l'image panoramique par simple juxtaposition (ou « stitching ») des images ainsi corrigées. Elles sont enrichies de données propres à l'environnement 52 (température, géolocalisation) et au fonctionnement du système (données du BIT).

Le dispositif 100 comprend des moyens pour construire au moins une image panoramique en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, chacune de ces images individuelles assemblées étant issue d'une phase d'imagerie 12 distincte des phases d'imageries 12 dont sont issues les autres images individuelles assemblées. Ces moyens sont situés à l'intérieur ou à l'extérieur du capot 9 (ou sont répartis entre les deux). Ces moyens de construction comprennent un ordinateur, une unité centrale ou de calcul, un circuit électronique analogique (de préférence dédié), un circuit électronique numérique (de préférence dédié), et/ou un microprocesseur (de préférence dédié), et/ou des moyens logiciels.

Chaque phase de saut 11 comprend uniquement une phase d'accélération lia du détecteur 51 à accélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 puis une phase de décélération 11b du détecteur 51 à décélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4. L'accélération constante est égale, en valeur absolue, à la décélération constante.

Le détecteur 51 est un détecteur infrarouge thermique (longueurs d'onde typiques détectées : de 7,5 pm à 13,5 pm) non refroidi, de type bolomètrique ou microbolomètrique.

Le détecteur 51 est dit « non refroidi » car le dispositif 100 ne comprend aucun système de refroidissement (alimenté électriquement (système de type réfrigérateur, module Peltier, dispositif Stirling, ...) et/ou utilisant un liquide (pompe à chaleur, etc..) et/ou un gaz (dispositif Joule- Thompson, ventilateur, etc.)) agencé pour refroidir spécifiquement le détecteur 51, autre que le simple air ambiant (statique) entourant le détecteur 51 ou l'unité 1.

Les moyens pour construire au moins une image panoramique sont agencés : - pour construire une image panoramique complète imageant à 360° autour du dispositif 100 ou de de l'axe 16 de rotation du moteur 4, en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, et/ou

- pour construire plusieurs images panoramiques sectorielles imageant des zones distinctes de l'environnement 52 réparties à 360° autour du dispositif 100 ou de de l'axe 16 de rotation du moteur 4, en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11.

Les moyens de commande 6, 8 sont agencés pour commander une rotation du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 :

- en moins de 2,5 secondes pour l'acquisition de toutes les images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, et nécessaires à une construction d'une image panoramique complète imageant à 360° autour du dispositif 100 ou de de l'axe 16 de rotation du moteur 4, et/ou

- en un temps inférieur à celui nécessaire à la réalisation de l'image panoramique complète pour l'acquisition de toutes les images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, et nécessaires à une construction des images panoramiques sectorielles.

Les moyens de commande 6, 8 sont agencés pour commander la rotation du détecteur 51 autour de l'axe 16 de rotation du moteur 4 selon plusieurs cycles de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, et selon une phase de retour 13 entre chaque paire de cycles 25 successifs, de sorte que pendant chaque phase de retour 13 le détecteur 51 tourne autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 dans un sens de rotation retour 18 opposé à un sens de rotation aller 19 parcouru pendant les phases de saut 11.

La liaison électrique 3 permet la transmission, entre la partie fixe (5, 6, 7, 8, 9, 10) et la partie mobile (1, 2, 14), du signal vidéo de la caméra 1, de l'alimentation électrique de la caméra 1 et de la communication bidirectionnelle entre la caméra 1 et l'électronique 8 de contrôle et de communication.

En référence aux figures 7 à 10, la liaison filaire électrique 3 comprend la nappe de fils 14 (ou « flex ») dont une extrémité 21 est solidaire du détecteur 51 et l'autre extrémité 22 est solidaire d'une partie 24 du dispositif 100 agencée pour rester immobile lors des phases de saut 11 et de retour 13 (et donc solidaire du capot principal 9, via des écrous 24, et donc des moyens de commande 6, 8) alors que le détecteur 51 bouge par son mouvement de rotation, cette nappe de fils 14 étant située :

- de manière répartie entre deux arcs de cercles 14a, 14c (de préférence de même rayon), chaque arc de cercle 14a, 14c étant situé dans une surface en forme de disque perpendiculaire à l'axe de rotation 16 du moteur 4, de sorte qu'en parcourant un chemin le long de la nappe 14 en partant de la partie immobile 24 vers le détecteur 51 :

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur un des arcs de cercle 14a, et

o on tourne autour de l'axe de rotation du moteur selon un deuxième sens de rotation contraire au premier sens de rotation lorsqu'on parcourt ce chemin sur l'autre arc de cercle 14c,

- sur une boucle 14b reliant les deux arcs de cercle 14a, 14c, ladite boucle ayant de préférence un rayon de courbure centré sur un axe 20 perpendiculaire à l'axe de rotation 16 du moteur 4.

La nappe de fils 14 est agencée pour que la répartition entre les deux arcs de cercle 14a, 14c passe d'un minimum de répartition sur un des arcs de cercle à un maximum de répartition sur ce même arc de cercle lorsque le détecteur 51 fait exactement un tour de 360° ou moins d'un tour de 360° autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 à partir d'une position angulaire de référence 15 (illustrée sur la figure 7) du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4. Sur la figure 7, la répartition est maximum pour l'arc 14c et minimum pour l'arc 14a. Sur la figure 10, la répartition est maximum pour l'arc 14a et minimum pour l'arc 14c. Dans ce cas, la rotation doit avoir un point de renversement (pas de rotation continue sur u n nombre indéfini de tours) .

On remarq ue q u'entre les figures 7 et 10 le détecteur 51 fait un tour de 360° autour de l 'axe 16 alors q ue la boucle 14b ne fait q u'un demi-tour. Ainsi, en ral longeant la long ueur de l'arc 14c à la position de départ de la figure 7, on peut dans une variante faire de sorte q ue la répartition entre les deux arcs de cercle 14a, 14c passe d 'u n minimum de répartition sur un des arcs de cercle à un maximum de répartition sur ce même arc de cercle lorsq ue le détecteur 51 fait exactement deux tours de 360° (ou moins de deux tours) autour de l'axe de rotation 16 d u moteur 4 à partir de la position angulaire de référence 15 (équivalente à cel le de la figure 7) d u détecteur 51 autour de l 'axe de rotation 16 du moteur 4, alors que la boucle 14b ne fait q u'un seul tour de 360° (ou moins) autour de l'axe de rotation 16 d u moteur 4 à partir de la position ang ulaire de référence 15.

Ainsi, pour chaq ue cycle 25 de phases d 'imagerie 12 et de phases de saut 11 , le détecteur 51 fait au pl us deux tours com plets (de préférence au plus un tour complet) de rotation autour de l'axe 16 (de préférence moins d 'un tour complet de rotation autour de l'axe 16) .

La position ang ulaire de référence 15 d u détecteu r 51 autou r de l 'axe de rotation 16 d u moteu r 4 est la position à laq uelle le détecteur 51 revient à la fin de chaque phase de retou r 13.

L'avantage d 'une telle nappe de fils 14 est d 'être peu sujette à l'usure, contrairement à un collecteur rotatif par frottement de contacts électriques. La nappe 14 procure également un avantage de compacité, et de faible coût, par rapport à une solution par collecteur tournant à axe creux (cher, encombrant et assez massif) . Enfin un autre avantage de la nappe 14 est q ue son remplacement n'implique pas de démonter le détecteur 51 par rapport au moteur 4. Il suffit de déconnecter et reconnecter aux deux extrémités de la nappe 14. Il n'y a pas de rég lage à prévoir en cas de remplacement. L'échange peut être effectué sur le terrain .

L'ensemble du d ispositif 100 a une masse inférieure à 2 kilog rammes. Toute la partie mobile (l'unité d 'acquisition 1 et son support 2 et le flex 14) entraînée en rotation par le moteur 4 autour de l 'axe de rotation 16 du moteur 4, solidaire de l'arbre 17 de rotation du moteur 4, et comprenant le détecteur 51, a une masse inférieure à à 300 ou 200 grammes.

Pendant chaque phase d'accélération lia (à accélération constante) et chaque phase de décélération 11b (à décélération constante), l'accélération lia et la décélération 11b sont supérieures, en valeur absolue, à 200 rad/s 2 et/ou inférieure à 2000 rad/s 2 .

L'axe optique 54 est indexable manuellement en site, via les écrous 23, dans les positions 0° et +/- 6° par rapport à l'horizontale, ce qui permet d'adapter l'angle de vue en site à la situation rencontrée à l'installation (visée horizon, visée ciel ou visée sol). Si ces positions ne conviennent pas, une indexation continue est possible (jusqu'à +-18°). L'intérêt des positions indexées est qu'elles permettent de définir l'orientation de la caméra 1 avec une précision suffisante pour appliquer des corrections géométriques acceptables sans calibration supplémentaire. On remarque toutefois que le dispositif 100 ne comprend pas de pièce intermédiaire mobile, entre le moteur 4 et le détecteur 51, en rotation pour régler cet axe optique 54. En effet, ce réglage d'axe optique 54 n'est pas possible sur le dispositif 100 mais n'est possible que sur un ensemble d'éléments démontés provenant du dispositif 100 (sans hublot 10, les écrous 23 desserrés donc sans moteur 4 ni moyens de commande 6, 8 fonctionnels, etc.).

Le dispositif 100 comprend en outre une base fixe 7 qui permet de supporter et d'interfacer le dispositif 100 à des moyens mécaniques et/ou électriques (alimentation, signal vidéo). Avantageusement cette base 7 est reliée à un système permettant la géolocalisation du dispositif 100, et/ou à un clinomètre, et/ou à un capteur indiquant la direction du nord magnétique ou du nord géographique.

Le procédé d'imagerie mis en œuvre dans le dispositif 100 comprend :

- un entraînement en rotation, par le moteur 4, du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4, le détecteur 51 étant entraîné en rotation en mode d'entraînement direct (i.e. sans pièce intermédiaire, entre le moteur 4 et le détecteur 51, mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation 16 du moteur 4 ou selon tout autre degré de liberté en rotation ou en translation), le détecteur 51 étant agencé pour faire l'acquisition d'une image individuelle de l'environnement 52 par conversion d'un flux lumineux en provenance de l'environnement 52 en un signal électrique,

une commande, par les moyens de commande 6, 8, de la rotation du détecteur 51 autour de l'axe 16 de rotation du moteur 4 selon au moins un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11 successives, de sorte que :

o pendant chaque phase d'imagerie 12, le détecteur 51 est fixe et ne tourne pas autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4, et fait une acquisition d'une image individuelle de l'environnement 52, et

o chaque phase de saut 11 comprend (de préférence uniquement) une phase d'accélération l ia du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 puis une phase de décélération 11 b du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4,

- une construction, par les moyens de construction, d'au moins une image panoramique en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, chacune de ces images individuelles assemblées étant issue d'une phase d'imagerie 12 distincte des phases d'imageries 12 dont sont issues les autres images individuelles assemblées.

Les moyens de commande 6, 8 commandent la rotation du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 selon plusieurs cycles de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11 (de sorte que pendant chaque cycle 25 de phases de saut 11 et d'imagerie 12, le détecteur 51 fasse au maximum un seul tour complet autour de l'axe 16 du moteur 4), et selon une phase de retour 13 entre chaque paire de cycles 25 successifs, de sorte que pendant chaque phase de retour 13 le détecteur 51 tourne autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 dans un sens de rotation retour 18 opposé à un sens de rotation aller 19 parcouru pendant les phases de saut 11.

Le moteur d'entraînement 4 est piloté par l'électronique 6 de contrôle de la rotation suivant une loi de balayage utilisant le signal de position angulaire fourni par le codeur 5, ce qui permet un asservissement en boucle fermée. Le mouvement de rotation doit être stoppé (phase d'imagerie 12) pendant une durée compatible du temps minimal d'acquisition d'image individuelle et doit être le plus rapide possible (phase de saut 11) entre deux secteurs d'acquisition d'image. Ce type de mouvement permet de réaliser un nombre de prises de vue important (haute résolution spatiale), dans un délai court (haute cadence) sur un secteur angulaire étendu (image panoramique).

La loi de la position angulaire e(t) du détecteur 51 autour de l'axe 16 du moteur 4 en fonction du temps est calculée de sorte que l'axe optique 54 soit fixe dans le référentiel de l'environnement 52 pendant les phases 12 dites d'imagerie correspondant à la visée vers les secteurs successifs en gisement. Entre les phases d'imagerie 12, l'axe optique 54 se déplace rapidement pour s'aligner sur l'axe du secteur suivant, il s'agit des phases dites de saut 11. Une fois qu'une rotation a été effectuée, (sur 360° ou sur un ou plusieurs secteur(s) angulaire(s) plus réduit(s)), il peut y avoir une phase dite de retour 13 qui permet de revenir dans l'axe gisement du premier secteur sans effectuer un tour complet.

Le couple C(t) (en fonction du temps t) nécessaire est fixé par la valeur d'accélération angulaire et par l'inertie J de la charge 1, 2, 14 à mouvoir au travers de la formule :

C(t) = J^Q(t)

dt

Le couple maximum est atteint pendant les phases d'accélération lia, 13a et décélération 11b, 13b pendant les phases de saut 11 et de retour 13.

Pendant chaque phase imagerie 12, Q(t) = constante : l'image individuelle fixe est imprimée sur le détecteur 51 et la lecture en est faite avant la phase d'imagerie 12 suivante. Ainsi, pendant les phases d'imagerie 12, l'arbre 17 du moteur 4 doit être fixe. La lecture de l'image individuelle de l'environnement 52 par le détecteur 51 intervient à la fin de chaque phase d'imagerie 12. En effet, les microbolomètres sont des micro-résistances dont la valeur varie en fonction de leur température. Celle-ci dépend du rayonnement reçu, directement lié à la température du point de la scène conjugué avec le pixel considéré. Si une micro résistance est conjuguée avec une portion de scène chaude, elle reçoit le rayonnement IR de celle-ci et s'échauffe ; inversement, si cette même micro-résistance est conjuguée avec une portion de scène froide, elle émet un rayonnement IR absorbé par celle-ci et se refroidit. Un système électronique mesure à chaque acquisition d'image individuelle la valeur de ces résistances. Or, un détecteur à microbolomètres a une constante de temps thermique très longue, principalement en raison de leur inertie thermique ; l'ordre de grandeur de la constante de temps est ainsi de quelques ms pour les meilleurs détecteurs. Pour que l'image individuelle actuelle ne soit que peu influencée par la ou les images individuelles précédentes, il faut alors qu'une durée typiquement de quelques dizaines de millisecondes se soit écoulée entre la stabilisation de la ligne de visée 54 dans la scène 52 (i.e. le début d'une phase d'imagerie 12) et le début de la lecture de l'image individuelle par le détecteur 51 (pour cette même phase d'imagerie 12).

Pendant chaque phase de saut 11 et de retour 13, 0(t) doit être une fonction continue de dérivée (vitesse de rotation) nulle en début et fin de mouvement afin que le mouvement s'effectue sans accélération excessive, sans consommation excessive d'énergie et sans vibrations excessives. La loi qui minimise le couple et la consommation du moteur 4 consiste à faire croître la vitesse angulaire co(t) à accélération constante puis à la faire décroître à décélération constante jusqu'à l'atteinte de la position suivante : en référence à la figure 3, la vitesse varie ainsi sous une forme triangulaire.

Ainsi, chaque phase de saut 11 comprend une phase d'accélération lia du détecteur 51 à accélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 puis une phase de décélération 11b du détecteur 51 à décélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4. Chaque phase de retour 13 comprend une phase d'accélération 13a du détecteur 51 à accélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 puis une phase de décélération 13b du détecteur 51 à décélération constante autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4.

Les valeurs d'accélération et de décélération peuvent être différentes mais, pour limiter le couple et la consommation électrique, il est préférable qu'elles soient égales. Ainsi, pour chaque phase de saut 11 (comme pour chaque phase de retour 13) l'accélération constante est égale, en valeur absolue, à la décélération constante.

La valeur de l'accélération (égale à celle de la décélération) ne dépend alors que du temps imparti pour le saut 11 et de l'amplitude du saut 11.

Pour une loi en vitesse de forme triangle, l'accélération , constante,

40

est donnée par la loi suivante : a =— Θ étant l'amplitude du saut 11 ou du retour 13 en radians

T étant le temps mis pour réaliser le saut 11 ou le retour 13 en secondes

Le couple est donc : C = J—

J étant l'inertie de la charge entraînée par le moteur 4 (en kg. m 2 ) En minimisant l'inertie de la charge, il est possible de réaliser des mouvements de rotation importants dans des temps courts, avec une puissance maximale faible.

La construction d'au moins une image panoramique comprend, selon la variante :

- une construction d'une image panoramique complète imageant à

360° autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11, ou

- une construction, par les moyens de construction, de plusieurs images panoramiques sectorielles imageant des zones distinctes de l'environnement 52 réparties à 360° autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4, chaque image panoramique sectorielle étant construite en assemblant plusieurs images individuelles acquises par le détecteur 51 lors de différentes phases d'imagerie 12 d'un cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de phases de saut 11.

La cadence de rafraîchissement des images panoramiques est de

0,44Hz (une nouvelle image panoramique complète 360° toutes les 2,3 secondes). Ainsi, les moyens de commande 6, 8 commandent une rotation du détecteur 51 autour de l'axe de rotation 16 du moteur 4 en moins de 2,5 secondes pour l'acquisition de toutes les images individuelles(d'un seul cycle 25 de phases d'imagerie 12 et de saut 11) pour construire l'image panoramique complète ou les images panoramiques sectorielles.

Cette cadence est limitée par la fréquence image de la caméra 1 choisie, bridée à 7,5Hz pour des raisons d'exportabilité (les règles américaines de contrôle à l'exportation ITAR étant appliquées si f>9Hz). Dans l'absolu, une caméra 1 qui fonctionnerait à 30Hz permettrait théoriquement d'atteindre une cadence image panoramique de l'ordre de 1,75Hz.

La fréquence image de 7,5Hz correspond à une période image de 1000/7,5 = 133ms par secteur angulaire, à répartir entre la phase d'imagerie 12 et la phase de saut 11. Le temps nécessaire à la phase d'imagerie 12 est égal au minimum au temps de réponse thermique du détecteur 51 à microbolomètres, additionné du temps de lecture d'une image, soit au total 70ms minimum.

Un réglage dynamique du mouvement a été effectué dans un premier temps pour tester les limites de réponse du système :

- Une phase saut 11 peut être effectuée en environ 40ms,

- Une phase imagerie 12 peut donc durer jusqu'à environ 90ms (133- 40), soit plus que les 70ms nécessaires à la formation et à la lecture de l'image individuelle pour le détecteur 51 à microbolomètres, - La phase retour 13 dure environ 120ms pour un tour quasi-complet.

Pour ce réglage, la consommation moyenne du système reste malgré tout très faible, de l'ordre de 5W. Il permettrait dans l'absolu, si la fréquence image de la caméra 1 n'était pas limitée à 7,5 Hz, de faire une image panoramique en 1,6s soit en 0,62Hz pour un panorama complet. En pratique, pour limiter encore plus la consommation et réduire l'inertie nécessaire pour la partie fixe, la chronologie des phases est enchaînée de la manière suivante, dans le cas de l'imagerie d'un panorama complet sur 360°:

- Durée de chaque phase saut 11: Ts=57ms

- Durée de chaque phase imagerie 12: Ti = 76ms (= 133-57)

- Durée de la phase retour 13: Tr=190ms

La durée de 190ms correspond à la perte d'une image individuelle pendant la phase de retour 13 (190 = 57+76+57).

Dans ces conditions, la consommation moyenne du système est environ de 4W. La durée d'analyse d'un panorama complet de 360° est de 17 x 133 = 2261ms, ce qui correspond à une cadence image de 0.44Hz pour un panorama complet.

Cette consommation est largement compatible avec les possibilités d'alimentation des équipements intégrés et embarqués.

Pour une image panoramique complète, les positions de la caméra 1 pour les différentes phases d'imagerie 12 sont équiréparties dans un tour (par exemple 16 positions espacées de 22,5°).

La loi de balayage est définie au minimum par les paramètres suivants qui permettent le pilotage du moteur 4 par une loi de type triangle en vitesse :

- Origine angulaire de la figure de balayage

- Positions angulaires des étapes : 16 positions espacées de 22,5° - Accélération et décélération maximum pour les phases de saut 11:

480 rad/s 2

- Accélération et décélération maximum pour les phases de retour 13: 650 rad/s 2

- Vitesse maximum pour chaque phase de saut 11: 14 rad/s

- Vitesse maximum pour chaque phase de retour 13: 62 rad/s

Les paramètres suivants sont optimisés pour obtenir une stabilité satisfaisante lors des phases d'imagerie 12 (stabilité inférieure au pixel) et un déplacement conforme à la loi triangle pendant les phases de mouvement (saut 11 ou retour 13): - Paramètres de régulation en vitesse : P le paramètre proportionnel et I le paramètre intégral

- Paramètres de régulation en position : P le paramètre proportionnel Le module électronique 6 de référence ELMO HORNET a été sélectionné en raison de sa capacité à assurer :

- La répétabilité de positionnement à mieux qu'un pixel image à partir de l'information délivrée par le codeur 5,

- L'asservissement en vitesse et position lors des phases d'imagerie 12, de saut 11 et de retour 13.

Dans ce procédé mis en œuvre par le dispositif 100, on utilise la liaison filaire électrique 3 et la nappe de fils 14 précédemment décrite.

Notons que le dispositif 100 autorise de basculer du mode panoramique complet (360°) vers un mode champ réduit mais haute cadence image. En effet, il est possible d'orienter l'unité 1 d'acquisition dans la direction voulue en gisement, et de maintenir constante la consigne de l'angle de la rotation. La cadence image peut alors être portée jusqu'à la cadence maximale du dispositif 100, soit 7,5 à 30Hz ou plus suivant le modèle de caméra 1 choisi.

Dans ce mode, il peut être avantageux de tirer profit de la haute cadence image pour accrocher la poursuite en gisement sur une cible d'intérêt au centre du champ avec un algorithme classique de corrélation d'images.

La conception permet également de fonctionner dans des modes intermédiaires, avec un balayage réduit à quelques secteurs ne représentant pas 360° mais permettant de surveiller une (ou plusieurs) zone(s) utile(s) uniquement.

Enfin il est possible simplement d'ajuster électroniquement l'origine du balayage pour optimiser encore l'utilisation et la couverture.

Notons également que le dispositif 100 est tout à fait compatible avec l'utilisation d'une caméra 1 dans le visible ou proche IR moyennant l'adaptation du hublot 10. Dans ce cas, le temps nécessaire à l'acquisition d'une image individuelle ne comporte plus les mêmes contraintes que pour un détecteur 51 à microbolomètres puisqu'il peut alors être réduit à quelques millisecondes. Il est ainsi envisageable de monter à des cadences supérieures à 1Hz pour une image panoramique complète.

Une telle flexibilité de mise en œuvre pour une utilisation dans un grand nombre de scénarios opérationnels n'est pas possible dans l'état de l'art tel que décrit par WO 2013 / 109976 dans lequel :

- les positions successives étant définies par la géométrie d'une came, il n'est pas possible d'orienter la ligne de visée à volonté sur une position intermédiaire,

- le mouvement du système d'entraînement étant continu, il n'est pas possible de limiter l'acquisition à un ou plusieurs secteurs correspondant à un moindre nombre d'images sur une ou des fractions de tour seulement et de bénéficier ainsi d'une cadence de rafraîchissement supérieure de l'image dudit secteur. Parmi les autres avantages conférés par le dispositif 100 selon l'invention par rapport à l'état de l'art, on notera :

- l'utilisation d'un détecteur 51 infrarouge thermique non-refroidi, de préférence de type à microbolomètres, pour un ensemble de raisons :

o le coût de cette technologie est compatible d'une large diffusion sur des marchés en particulier civils ;

o une caméra 1 d'encombrement et de masse réduits, notamment du fait de l'absence de système de refroidissement, non nécessaire pour cette technologie ; d'où un impact positif sur la masse, le volume, la consommation, la fiabilité et la discrétion acoustique.

o la résolution de de la caméra 1 compatible avec des portées de détection de l'ordre du km sur des objets de petite taille (piéton debout) ;

- avec un nombre réduit de pièces mobiles (arbre 17 et pièces solidaires 1, 2, 14), on simplifie la conception, le montage, la maintenance, on réduit le coût, on augmente la fiabilité (pas de pièces mobiles intermédiaires, donc moins de frottements ou d'usure), on optimise la précision angulaire (pas de jeux), on élimine les sources de bruit et de vibration, on réduit la consommation (pas de frottements).

- l'arrêt en phase d'imagerie 12 se fait sans recourir à un verrou ni à aucune forme d'indexation mécanique. Cela permet de réduire encore le nombre d'éléments physiques (voir les avantages cités au point ci-dessus), et d'avoir une totale flexibilité sur la figure de balayage. L'origine du balayage, son amplitude et son arrêt, seront paramétrables sur le terrain, permettant à un opérateur de reconfigurer le système pour l'adapter à l'évolution des conditions opérationnelles. Il sera possible de les re-paramétrer à la cadence vidéo, ce qui permettra par exemple d'asservir la ligne de visée 54 sur la direction d'une menace en mode "poursuite".

En résumé, la solution technique proposée selon l'invention, basée notamment sur l'entraînement en rotation d'une caméra 1 à champ de vue étroit en direct par un moteur 4, permet, par un choix judicieux des différents éléments constitutifs, de réaliser une image panoramique à haute résolution, haute cadence, dans un ensemble compact, fiable et silencieux.

Cette solution est particulièrement intéressante dans le cas où la partie mobile 1, 2, 14 présente une faible inertie. Le couple nécessaire au mouvement est alors plus faible. L'inertie de la partie fixe, qui garantit la stabilité, peut ainsi être réduite, au profit de la réduction de poids et de l'amélioration de la compacité. C'est le cas par exemple des caméras infrarouges à microbolomètres actuelles. Il est possible d'imprimer à ce type de caméra 1 un mouvement saccadé à une fréquence de l'ordre de 10 à 20 Hz (haute cadence, haute résolution) pour couvrir un secteur large sans engendrer de consommation ou de vibrations excessives.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.

Par exemple, selon la variante ou mode de réalisation considérée :

o deux cycles 25 successifs (dont les phases de saut du détecteur 51 sont toutes dans le même sens de rotation aller 19 autour de l'axe 16) sont espacés par une phase retour 13 (avec un sens de rotation retour 18 opposé au sens aller 19), comme décrit précédemment, ou

o deux cycles successifs 25 ont des sens contraires de rotation du détecteur 51 autour de l'axe de 16 de rotation 16 ; les phases retour 13 (sans acquisition d'images individuelles) sont alors inutiles et absentes.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.