EP4716925A1 - Dispositif de navigation pour un système optique de visée et d'observation d'une scène et procédé de détermination d'une attitude pour un tel système optique - Google Patents

Abstract

Un dispositif de navigation (3), configuré pour être monté solidairement sur un système optique de visée et d'observation d'une scène (SC), le dispositif de navigation (3) comportant un module inertiel (31), un module de vision (32), au moins une base de données (33) stockant une pluralité d'attitudes de référence (Ari), chacune associée à une signature optique de référence (Sri), un calculateur (34) configuré pour comparer une attitude inertielle courante (Ac) aux attitudes de référence (Ari) de manière à déterminer l'attitude de référence la plus proche (Arp) et en déduire la signature optique de référence associée (Srp), comparer l'image courante (IMc) capturée par le module de vision (32) avec la signature optique de référence associée (Srp) de manière à déterminer un décalage angulaire (Δ), déterminer l'attitude de navigation (An) à partir de l'attitude de référence la plus proche (Arp) et du décalage angulaire (Δ).

Description

Dispositif de navigation pour un système optique de visée et d’observation d’une scène et procédé de détermination d’une attitude pour un tel système optique
• La présente invention concerne un dispositif de navigation pour déterminer une attitude pour un système optique de visée et d’observation, par exemple, des jumelles optroniques ou un viseur terrestre. L’invention vise en particulier à proposer un dispositif de navigation fournissant une attitude ayant une dérive réduite.
• Un système optique de visée et d’observation, ci-après « système optique », permet d’observer une scène à distance pour déterminer, par exemple, des mouvements de personnes ou des activités. Un tel système optique est portable ou fixe. Afin de déterminer précisément la position de la scène observée, le système optique est associé à un dispositif de navigation permettant de déterminer l’orientation angulaire du système optique. L’orientation angulaire est connue de l’homme du métier sous la désignation « d’attitude ». La connaissance précise de l’attitude pour le système optique permet de réaliser des modélisations, observer plusieurs zones associées à des positions angulaires différentes de manière rapide. Cela permet avantageusement d’automatiser des prises de vue ou des tirs ou de géolocaliser des cibles amies ou ennemies.
• De manière connue, un dispositif de navigation comporte au moins trois gyroscopes pour déterminer l’attitude. Lors de son initialisation, le dispositif de navigation est calibré avec un dispositif de visée astrale ou analogue afin de déterminer une attitude initiale avec précision. En pratique, les gyroscopes engendrent une dérive de l’attitude qui augmente avec le temps, pouvant fausser l’attitude déterminée. A longue distance, une attitude imprécise peut fausser la visée et, par exemple, faire échouer un tir. Une solution immédiate serait de réaliser des opérations de calibrage fréquentes avec le dispositif de visée astrale afin de réduire la dérive. Cela impose d’interrompre la mission d’observation de manière fréquente, ce qui présente un inconvénient majeur. Il n’est ainsi pas possible de réaliser des observations de plusieurs heures.
• Dans l’art antérieur, il a été proposé d’équiper un dispositif de navigation avec plusieurs accéléromètres sensibles au champ de gravité afin de corriger la dérive de l’attitude. Néanmoins, une telle solution n’est applicable que pour un système optique évoluant selon deux axes et n’est pas adaptée pour un système optique apte à se déplacer selon trois axes comme une paire de jumelles optroniques.
• L’invention vise ainsi à proposer un dispositif de navigation, pour un système optique qui permette de déterminer une attitude de manière précise et n’imposant pas de contraintes aux opérateurs. De plus, il est important que le dispositif de navigation conserve une masse faible, un encombrement réduit et soit peu énergivore afin de pouvoir être utilisé lors d’opérations militaires.
• On connait par la demande de brevet WO 2022/016260 A1 un système optique pour mesurer une orientation angulaire absolue de proche en proche par chevauchement d’images.
PRESENTATION DE L’INVENTION
• L’invention concerne un dispositif de navigation, configuré pour être monté solidairement sur un système optique de visée et d’observation d’une scène, le dispositif de navigation étant configuré pour déterminer une attitude de navigation, le dispositif de navigation comportant :
• au moins un module inertiel, configuré pour déterminer une attitude inertielle courante de manière continue,
• au moins un module de vision, configuré pour capturer au moins une image courante de la scène de manière continue,
• au moins une base de données stockant une pluralité d’attitudes de référence chaque attitude de référence étant associée à une signature optique de référence,
• au moins un calculateur configuré pour :
  • Comparer l’attitude inertielle courante aux attitudes de référence de manière à déterminer l’attitude de référence la plus proche et en déduire la signature optique de référence associée,
  • Comparer l’image courante capturée par le module de vision avec la signature optique de référence associée de manière à déterminer un décalage angulaire,
  • Déterminer l’attitude de navigation à partir de l’attitude de référence la plus proche et du décalage angulaire.
• Grâce à l’invention, toute dérive éventuelle de l’attitude inertielle courante peut être évitée. Un recalage peut être réalisé de manière dynamique lorsque l’attitude inertielle courante est proche d’une attitude de référence de la base de données. La détermination d’un écart angulaire à partir de l’image courante permet de mesurer de manière visuelle toute potentielle dérive du module inertiel. Autrement dit, la mesure des mouvements relatifs entre les images permet de compenser de manière dynamique la dérive.
• De manière avantageuse, il n’est pas nécessaire de réaliser une détection de proche en proche par recouvrement. Une signature optique n’est recherchée dans la base de données que pour une signature optique de référence qui est proche. Cela offre une plus grande flexibilité par comparaison à une détection de proche en proche.
• Selon un aspect, le calculateur est configuré pour déterminer la signature optique de référence associée uniquement lorsque la différence entre l’attitude inertielle courante et l’attitude de référence la plus proche est inférieure à un seuil d’attitude prédéterminé. Ainsi, quand les données de référence sont trop éloignées du point de l’attitude courante, tout recalage est évité. Un recalage n’est réalisé qu’en présence de données de référence de qualité à proximité.
• Selon un aspect, le calculateur est configuré pour déterminer une nouvelle attitude de référence associée à une nouvelle signature optique de référence lorsque la différence entre l’attitude inertielle courante et l’attitude de référence la plus proche est supérieure à un seuil d’attitude prédéterminé. La base de données est avantageusement complétée lorsque l’opérateur observe des attitudes qui n’ont pas encore été répertoriées. Cela permet de réaliser des recalages dynamiques par la suite lorsque ces attitudes seront de nouveau atteintes.
• Selon un aspect, la nouvelle attitude de référence correspond à l’attitude inertielle courante et la nouvelle signature optique de référence est déterminée à partir de l’image courante.
• Selon un aspect, le calculateur est configuré pour estimer, d’une part, une première incertitude pour l’attitude inertielle courante et, d’autre part, une deuxième incertitude pour l’attitude de navigation, le calculateur étant configuré pour utiliser l’attitude inertielle courante comme attitude de navigation si la première incertitude est inférieure à la deuxième incertitude. On contrôle ainsi la dérive via l’estimation de l’incertitude en évitant une correction intempestive.
• Selon un aspect, le module inertiel et le module de vision sont physiquement solidaires dans leurs mouvements. Il va de soi qu’ils pourraient viser dans des directions différentes en particulier par l’utilisation de matrices d’harmonisation définissant l’écart entre les directions de visée.
• Selon un aspect, le module inertiel comporte au moins trois gyroscopes afin de déterminer une attitude inertielle précise.
• L’invention concerne aussi un ensemble d’un système d’observation et d’un dispositif de navigation tel que présenté précédemment. De préférence, le dispositif de navigation est intégré au système d’observation.
• Selon un aspect, le système d’observation se présente sous la forme de jumelles optroniques ou d’un viseur terrestre.
• L’invention concerne également un procédé de détermination d’une attitude de navigation par un dispositif de navigation tel que présenté précédemment, le dispositif de navigation étant monté solidairement sur un système optique de visée et d’observation d’une scène, le procédé comportant des étapes consistant à :
• Comparer l’attitude inertielle courante aux attitudes de référence de manière à déterminer l’attitude de référence la plus proche et en déduire la signature optique de référence associée,
• Comparer l’image courante capturée par le module de vision avec la signature optique de référence associée de manière à déterminer un décalage angulaire, et
• Déterminer l’attitude de navigation à partir de l’attitude de référence la plus proche et du décalage angulaire.
• Selon un aspect, le procédé comprend une étape consistant à initialiser l’attitude courante par un dispositif de visée astrale. Cela permet d’obtenir une référence idéale avant de réaliser une observation. On peut ainsi obtenir des données de référence de qualité pour la base de données en début d’observation.
• L’invention concerne également un produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé tel que présenté précédemment.
• L’invention concerne en outre un support lisible par un ordinateur comportant le produit de type programme d’ordinateur tel que présenté précédemment.
PRESENTATION DES FIGURES
• L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
• La est une représentation schématique d’un opérateur observant une scène au moyen d’un système optique sur lequel est monté un dispositif de navigation.
• La est une représentation schématique d’un dispositif de navigation selon une forme de réalisation de l’invention.
• La est une représentation schématique d’un point de visée sur une image courante.
• La est une représentation schématique d’un premier exemple de visée sur une scène.
• La est une représentation schématique d’un deuxième exemple de visée sur une scène.
• La est une représentation schématique de l’évolution d’une dérive d’attitude selon l’art antérieur et selon l’invention pour un exemple de modification de la position angulaire.
• Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
• En référence à la , il est représenté un opérateur 2 observant une scène extérieure SC à longue distance, au moyen d’un système optique 1 de visée et d’observation 1, ci-après désigné « système optique 1 ». Dans cet exemple, le système optique 1 est une paire de jumelles optroniques mais il va de soi que le système optique 1 pourrait se présenter sous la forme d’un système de visée monté sur un fusil ou un missile.
• De manière préférée, le système optique 1 comporte un capteur d’acquisition, par exemple, une caméra. Un tel système optique 1 est connu en soi de l’homme du métier et ne sera pas présenté plus en détails. Afin de déterminer l’orientation du système optique 1, c’est-à-dire son attitude, un dispositif de navigation 3 est associé au système optique 1.
• Dans cet exemple, en référence à la , le dispositif de navigation 3 est fixé sur le système optique 1 de manière définitive ou amovible. Le dispositif de navigation 3 est ainsi solidaire dans ses déplacements du système optique 1. Toute modification de l’orientation angulaire du système optique 1 induit une modification de l’orientation angulaire du dispositif de navigation 3.
• Il va de soi que le dispositif de navigation 3 et le système optique 1 pourraient être intégrés dans un même équipement. Par exemple, le dispositif de navigation 3 pourrait être directement intégré dans un boitier du système optique 1.
• Il est représenté de manière schématique à la , un dispositif de navigation 3 selon une forme de réalisation de l’invention. Le dispositif de navigation 3 est configuré pour déterminer une attitude de navigation An correspondant à celle du système optique 1.
• En référence à la , le dispositif de navigation 3 comprend :
• un module inertiel 31, configuré pour déterminer une attitude inertielle courante Ac de manière continue,
• un module de vision 32, configuré pour capturer au moins une image courante IMc de la scène SC de manière continue,
• une base de données 33 stockant une pluralité d’attitudes de référence Ari, chaque attitude de référence Ari étant associée à une signature optique de référence Sri,
• un calculateur 34 configuré pour déterminer l’attitude de navigation An à partir de l’attitude inertielle courante Ac, de l’image courante IMc et de la base de données 33.
• Les différents éléments du dispositif de navigation 3 vont être dorénavant présentés. Ils sont de préférence alimentés par une batterie électrique non représentée.
• Dans cet exemple, le module inertiel 31 comporte trois gyroscopes déterminant une attitude inertielle courante Ac du dispositif de navigation 3, et donc du système optique 1. L’attitude inertielle courante Ac est déterminée par référence à une attitude initiale A0 obtenue par calibrage à partir d’un système de navigation extérieur, notamment, un dispositif de visée astrale ou une boussole. L’attitude inertielle courante Ac est par exemple déterminée en intégrant les vitesses angulaires des trois gyroscopes. Comme présenté dans le préambule, l’attitude inertielle courante Ac possède une dérive croissante au fil du temps. L’attitude inertielle courante Ac est déterminée de manière continue par le module inertiel 31.
• Dans cet exemple, le module de vision 32 comporte un capteur optique, en particulier une caméra, dirigée vers la scène extérieure SC. Le module de vision 32 est configuré pour capturer une image courante IMc de la scène SC de manière continue. Il est précisé que l’image courante IMc est indépendante des images de la scène SC qui sont acquises par le système optique 1. Il est néanmoins possible que l’image courante IMc soit identique à celle acquise par le système optique 1. De préférence, le module de vision 32 et le module inertiel 31 sont solidaires l’un de l’autre afin de garder une cohérence entre les données. Il va de soi que le module de vision 32 pourrait appartenir au système optique 1.
• Dans cet exemple, toujours en référence à la , la base de données 33 stocke une pluralité d’attitudes de référence Ari associées à une signature optique de référence Sri et à une date de référence Dri. Une signature optique de référence Sri est déterminée à partir d’au moins une portion d’une image courante IMc capturée pour ladite attitude de référence Ari par le module de vision 32. De manière préférée, la signature optique de référence Sri est déterminée par un algorithme de traitement d’image. A titre d’exemple, la signature optique de référence Sri correspond à un ensemble de données (généralement quelques milliers de valeurs) permettant d’estimer une déformation géométrique entre deux images, en particulier entre l’image courante IMc et l’image ayant servi à former la signature optique de référence Sri. Une signature optique de référence Sri possède un poids réduit et permet de caractériser l’image visible par le module de vision 32 lorsqu’il est orienté à l’attitude de référence Ari. Cela permet de disposer d’une base de données 33 ayant un grand nombre d’attitudes de référence Ari tout en ayant un poids réduit. Ainsi, la base de données 33 peut avantageusement être entièrement embarquée. La masse et l’encombrement du système optique de visée et d’observation peuvent ainsi être réduits. En outre, une signature optique de référence Sri de poids réduit permet de réduire les besoins en calcul et donc la consommation électrique. Cela est particulièrement avantageux lorsque le système optique 1 est embarqué.
• La date de référence Dri correspond à la date courante au moment de la détermination de la signature optique de référence Sri. Cela permet avantageusement de supprimer les données de références Sri, Dri, Ari qui sont devenues obsolètes du fait de leur ancienneté. La date de référence Dri est optionnelle.
• A titre d’exemple, en référence à la , il est représenté de manière schématique l’image courante IMc vue par le dispositif optique 32 en visée sur un point de référence Pi correspondant à l’attitude de référence Ari. Dans cet exemple, une zone de référence Zi, de forme rectangulaire, est déterminée au voisinage du point de référence Pi et la signature optique de référence Sri est déterminée par calcul à partir des pixels compris dans la zone de référence Zi. Il va de soi que la zone de référence Zi pourrait avoir une forme différente.
• En référence à la , il est représenté de manière schématique trois points de référence P1, P2, P3 qui correspondent respectivement à trois attitudes de référence Ar1, Ar2, Ar3 associées à trois signatures optiques de référence Sr1, Sr2, Sr3 et à trois dates de référence Dr1, Dr2, Dr3.
• Le calculateur 34 se présente sous la forme d’un processeur, d’une carte mère, d’un FPGA ou analogue et permet de réaliser des opérations de calcul.
• Selon un aspect de l’invention, comme illustré à la , le calculateur 34 est configuré, selon une première étape E1, pour comparer l’attitude inertielle courante Ac aux attitudes de référence Ari de la base de données 3 de manière à déterminer l’attitude de référence la plus proche Arp et en déduire la signature optique de référence associée, désignée par la suite, « signature optique la plus proche Srp ». La date de référence Drp de la signature optique la plus proche Srp est également obtenue dans cet exemple.
• En référence à la , le calculateur 34 est en outre configuré, selon une deuxième étape E2, pour comparer l’image courante IMc capturée par le module de vision 32 avec la signature optique la plus proche Srp de manière à déterminer un décalage angulaire Δ.
• Selon un aspect de l’invention, la signature optique correspond à la moyenne des pixels sur les lignes et sur les colonnes de l’image. A titre d’exemple, pour déterminer le décalage angulaire Δ, on détermine dans un premier temps les translations sur les lignes et sur les colonnes par corrélations entre la signature de l’image courante IMc avec les signatures optiques de référence Sr1, Sr2, Sr3 de manière à en déduire une translation déterminée. Puis, on applique une transformation géométrique pour transformer la transformation déterminée en décalage angulaire Δ.
• Selon un autre aspect, la signature optique correspond à des pixels de fort gradient sur l’image. Pour déterminer le décalage angulaire Δ, on calcule la déformation géométrique qui permet de recaler les pixels de fort gradient. Il va de soi que d’autres méthodes pourraient convenir.
• En pratique, l’image courante IMc est recalée sur la signature optique la plus proche Srp afin d’estimer la translation et la rotation, c’est-à-dire une déformation rigide, entre l’image courante IMc et la signature optique la plus proche Srp. Le décalage angulaire Δ correspond ainsi à une mesure de déformation géométrique.
• Le calculateur 34 est en outre configuré, selon une troisième étape E3, pour déterminer l’attitude de navigation An à partir de l’attitude de référence la plus proche Arp et du décalage angulaire Δ. Cela permet avantageusement de corriger toute dérive éventuelle de l’attitude inertielle courante Ac. Ainsi, le calculateur 34 permet de déterminer une attitude de navigation An qui repose sur des mesures réalisées dans le passé et qui sont réputées comme justes. De manière avantageuse, cette détermination peut être réalisée de manière courante lors de l’utilisation du système optique 1 par l’opérateur 2. De manière préférée, l’attitude de navigation An, l’attitude de référence la plus proche Arp et le décalage angulaire Δ sont reliés par une formule mathématique qui a été préalablement déterminée.
• Selon un aspect, le calculateur 34 est configuré pour estimer la qualité de l’attitude de navigation An qui a été déterminée, par exemple, en fonction des critères suivants : vitesse angulaire inférieure à un seuil fixé, niveau de contraste dans l’image courante suffisamment élevé, etc. Le calculateur 34 est configuré pour rejeter l’attitude de navigation An si la qualité est trop faible.
• De manière préférée, une attitude de navigation An est déterminée uniquement si la différence entre l’attitude inertielle courante Ac et l’attitude de référence la plus proche Arp est inférieure ou égale à un seuil d’attitude prédéterminé Sa. En effet, si la différence est trop importante, l’attitude de navigation An qui serait déterminée manquerait de précision.
• Aussi, de manière préférée, si la différence entre l’attitude inertielle courante Ac et l’attitude de référence la plus proche Arp est supérieure au seuil d’attitude prédéterminé Sa, le calculateur 34 est configuré pour stocker dans la base de données 33 une nouvelle attitude de référence Ari égale à l’attitude inertielle courante Ac avec une nouvelle signature optique de référence Sri déterminée à partir de l’image courante IMc. Une date de référence Dri est également associée à la nouvelle attitude de référence Ari. Cela permet ainsi d’augmenter la taille de la base de données 33 avec des attitudes de référence qui n’avaient pas été déterminées par le passé. Lors de l’utilisation du système optique 1, cela permettra de déterminer de manière précise une attitude de navigation An étant donné que les attitudes de référence Ari seront plus nombreuses. De manière analogue à précédemment, le calculateur 34 est configuré pour rejeter la nouvelle attitude de référence Ari si la qualité est trop faible.
• Selon un aspect, le calculateur 34 est configuré pour estimer, d’une part, une première incertitude pour l’attitude inertielle courante Ac et, d’autre part, une deuxième incertitude pour l’attitude de navigation An. De manière préférée, l’estimation des incertitudes est réalisée par apprentissage par ordinateur ou par intégration d’un modèle d’erreur préalablement calibré. De préférence, la base de données 33 associe chaque attitude de référence Ari à une incertitude, c’est-à-dire, celle de l’attitude inertielle courante Ac lors de l’enregistrement dans la base de données 33.
• Si la première incertitude est inférieure à la deuxième incertitude, le calculateur 34 est configuré pour utiliser l’attitude inertielle courante Ac comme attitude de navigation An. Autrement dit, l’attitude de navigation An qui a été déterminée n’est pas retenue du fait de sa forte incertitude.
• Afin de conserver une base de données 33 ayant une grande pertinence, les attitudes de référence Ari associées à des dates de référence Dri anciennes, par exemple datant de plus de 20 minutes, sont supprimées afin de permettre le stockage de données de référence plus récentes.
• Un exemple de mise en œuvre de l’invention va être dorénavant présenté en référence aux figures 4 à 5. Dans cet exemple, en référence à la , il est représenté de manière schématique une scène SC dans laquelle il est représenté trois points de référence P1, P2, P3 qui correspondent respectivement à trois attitudes de référence Ar1, Ar2, Ar3 associées à trois signatures optiques de référence Sr1, Sr2, Sr3 et à trois dates de référence Dr1, Dr2, Dr3. Par souci de pédagogie, le seuil d’attitude prédéterminé Sa est représenté sous la forme d’un cercle pour chaque point de référence P1, P2, P3.
• En pratique, au début d’une mission, la base de données 33 ne comporte pas d’attitudes de référence et celles-ci sont apprises au cours de la mission. Dans cet exemple, trois attitudes de référence Ar1, Ar2, Ar3 ont déjà été apprises.
• L’opérateur 2 souhaite observer la scène avec le système optique 1 et avec le module de vision 32 du dispositif de navigation 3. Il réalise tout d’abord une calibration du module inertiel 31 du dispositif de navigation 3 au moyen du dispositif de visée astrale. Ainsi, l’attitude inertielle courante Ac correspond à l’attitude initiale A0.
• Puis, comme illustré à la , l’opérateur oriente le système optique 1 avec le dispositif de navigation 3 vers la scène SC selon une attitude de visée qui est représentée par un point de visée Pv sur la . Dans cet exemple, le point de visée Pv est au centre de l’image courante IMc
• Le dispositif de navigation 3 détermine l’attitude de référence la plus proche Arp. A cet effet, les différentes signatures optiques de référence Sr1, Sr2, Sr3 sont comparées à une zone définie au voisinage du point de visée Pv dans l’image courante IMc. Cette comparaison est réalisée dans cet exemple par un algorithme de traitement d’image mettant en œuvre des opérations de corrélation.
• Dans cet exemple, la troisième signature optique de référence Sr3 est la plus proche. Aussi, l’attitude de référence la plus proche Arp est la troisième attitude de référence Ar3 associée au troisième point de référence P3. Etant donné que la différence entre l’attitude inertielle courante Ac et la troisième attitude de référence Ar3 est inférieure au seuil d’attitude prédéterminé Sa comme illustré à la , le dispositif de navigation 3 peut déterminer une attitude de navigation An à partir de cette troisième attitude de référence Ar3.
• Le calculateur 34 détermine premièrement un décalage angulaire Δ entre l’image courante IMc capturée par le module de vision 32 et la troisième signature optique de référence Sr3. Il peut alors déterminer l’attitude de navigation An à partir de l’attitude de référence la plus proche Arp et du décalage angulaire Δ. On obtient ainsi de manière pratique une attitude de navigation An qui corrige toute dérive éventuelle de l’attitude inertielle courante Ac.
• De préférence, comme expliqué précédemment, si l’attitude inertielle courante Ac possède une faible incertitude, ce qui est par exemple le cas peu de temps après un calibrage astral, l’attitude inertielle courante Ac est utilisée comme attitude de navigation An.
• Au cours de l’observation, l’opérateur modifie l’orientation du système optique 1 comme illustré à la . Le point de visée Pv est alors modifié. Dans cet exemple, la troisième signature optique de référence Sr3 est la plus proche. Aussi, l’attitude de référence la plus proche Arp est encore la troisième attitude de référence Ar3 associée au troisième point de référence P3. Dans cet exemple, étant donné que la différence entre l’attitude inertielle courante Ac et la troisième attitude de référence Ar3 est supérieure au seuil d’attitude prédéterminé Sa, le dispositif de navigation 3 ne détermine pas une attitude de navigation An mais stocke dans la base de données 33 de nouvelles données de référence en déterminant une quatrième attitude de référence Ar4 (correspondant à l’attitude inertielle courante Ac) associée à une quatrième signature optique de référence Sr4 (déterminée dans l’image courante IMc au voisinage du point de visée Pv) et à une quatrième date de référence Dr4.
• De manière avantageuse, la base de données 33 augmente en taille et permet d’augmenter la précision et de réaliser des calibrations dynamiques au cours de l’utilisation du système optique 1.
• En référence à la , il est représenté sur une première courbe Ca l’évolution d’une position angulaire Pang du système optique 1 au cours du temps. Comme illustré sur cette figure, la position angulaire augmente progressivement pour atteindre un plateau puis diminue de nouveau progressivement afin de passer de nouveau à des positions angulaires connues. Ainsi, les positions angulaires atteintes aux instants temporels t0, t1, t2, t3 sont identiques aux angulaires atteintes respectivement aux instants temporels t7, t6, t5, t4 comme illustré à la .
• En référence à la , il est représenté sur une deuxième courbe Cb l’évolution de la dérive de l’attitude selon l’art antérieur Daa et l’évolution de la dérive de l’attitude selon l’invention D. On remarque que dans l’art antérieur, la dérive augmente au cours du temps et peut devenir très élevée, ce qui induit de fortes imprécisions. A l’inverse, grâce à l’invention, on remarque que la dérive est réduite à chaque fois que le dispositif de navigation 3 retrouve une position angulaire déjà rencontrée dans le passé (instants temporels t7, t6, t5, t4), c’est-à-dire, une attitude de référence Ari déterminée dans la base de données 33. Il en résulte que la dérive d’attitude D est corrigée de manière dynamique et peut être contenue au cours du temps. Grâce à l’invention, on peut fournir une attitude précise au cours de l’utilisation du système optique afin de réaliser des observations pendant plusieurs heures. De manière avantageuse, le dispositif de navigation 3 conserve une masse faible, un encombrement réduit et est peu énergivore afin de pouvoir être utilisé lors d’opérations militaires.

Claims (9)

1. Dispositif de navigation (3), configuré pour être monté solidairement sur un système optique (1) de visée et d’observation d’une scène (SC), le dispositif de navigation (3) étant configuré pour déterminer une attitude de navigation (An), le dispositif de navigation (3) comportant :

   • au moins un module inertiel (31), configuré pour déterminer une attitude inertielle courante (Ac) de manière continue,
   • au moins un module de vision (32), configuré pour capturer au moins une image courante (IMc) de la scène (SC) de manière continue, le module inertiel (31) et le module de vision (32) étant physiquement solidaires dans leurs mouvements,
   • au moins une base de données (33) stockant une pluralité d’attitudes de référence (Ari), chaque attitude de référence (Ari) étant associée à une signature optique de référence (Sri),
   • au moins un calculateur (34) configuré pour : 
     • Comparer l’attitude inertielle courante (Ac) aux attitudes de référence (Ari) de manière à déterminer l’attitude de référence la plus proche (Arp) et en déduire la signature optique de référence associée (Srp),
     • Comparer l’image courante (IMc) capturée par le module de vision (32) avec la signature optique de référence associée (Srp) de manière à déterminer un décalage angulaire (Δ),
     • Déterminer l’attitude de navigation (An) à partir de l’attitude de référence la plus proche (Arp) et du décalage angulaire (Δ).
2. Dispositif de navigation (3) selon la revendication 1, dans lequel le calculateur (34) est configuré pour déterminer la signature optique de référence associée (Srp) uniquement lorsque la différence entre l’attitude inertielle courante (Ac) et l’attitude de référence la plus proche (Arp) est inférieure à un seuil d’attitude prédéterminé (Sa).
3. Dispositif de navigation (3) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le calculateur (34) est configuré pour déterminer une nouvelle attitude de référence (Ari) associée à une nouvelle signature optique de référence (Sri) lorsque la différence entre l’attitude inertielle courante (Ac) et l’attitude de référence la plus proche (Arp) est supérieure à un seuil d’attitude prédéterminé (Sa).
4. Dispositif de navigation (3) selon la revendication 3, dans lequel la nouvelle attitude de référence (Ari) correspond à l’attitude inertielle courante (Ac) et la nouvelle signature optique de référence (Sri) est déterminée à partir de l’image courante (IMc).
5. Dispositif de navigation (3) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le calculateur (34) est configuré pour estimer, d’une part, une première incertitude pour l’attitude inertielle courante (Ac) et, d’autre part, une deuxième incertitude pour l’attitude de navigation (An), le calculateur (34) étant configuré pour utiliser l’attitude inertielle courante (Ac) comme attitude de navigation (An) si la première incertitude est inférieure à la deuxième incertitude.
6. Ensemble d’un système d’observation (1) et d’un dispositif de navigation (3) selon les revendications 1 à 5.
7. Ensemble selon la revendication 6 dans lequel le système d’observation (1) se présente sous la forme de jumelles optroniques ou d’un viseur terrestre.
8. Procédé de détermination d’une attitude de navigation (An) par un dispositif de navigation (3) selon l’une des revendications 1 à 5, le dispositif de navigation (3) étant monté solidairement sur un système optique (1) de visée et d’observation d’une scène (SC), le procédé comportant des étapes consistant à :

   • Comparer l’attitude inertielle courante (Ac) aux attitudes de référence (Ari) de manière à déterminer l’attitude de référence la plus proche (Arp) et en déduire la signature optique de référence associée (Srp),
   • Comparer l’image courante (IMc) capturée par le module de vision (32) avec la signature optique de référence associée (Srp) de manière à déterminer un décalage angulaire (Δ), et
   • Déterminer l’attitude de navigation (An) à partir de l’attitude de référence la plus proche (Arp) et du décalage angulaire (Δ).
9. Procédé de détermination selon la revendication 8 comprenant une étape consistant à initialiser l’attitude courante (Ac) par un dispositif de visée astrale.