FR2699361A1 - Ensemble et procédé de reconnaissance électro-optique panoramique à balayage sectoriel. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne la reconnaissance électrooptique panoramique à balayage sectoriel. Elle se rapporte à un ensemble qui comprend une barrette (704) destinée à détecter une image d'une scène, une unité électronique principale (706) couplée à la barrette, un premier dispositif (702) destiné à focaliser une partie de la scène sur la barrette, un second dispositif couplé au premier et destiné à balayer la projection de la barrette sur la scène avec une vitesse non linéaire de balayage, un troisième dispositif destiné à déterminer la vitesse non linéaire de balayage, et un quatrième dispositif (434) destiné à traiter le signal numérique de données d'image pour former un signal d'image visible représentant une image corrigée. Application à la surveillance militaire.

Description

La présente invention concerne de façon générale les systèmes électro-

optiques de reconnaissance, et plus précisément elle concerne un balayage non linéaire destiné

à l'optimisation des performances des systèmes de recon-

naissance électro-optiques.

Les systèmes électro-optiques sont largement utili-

sés dans les ensembles modernes de reconnaissance Il existe trois raisons principales à ce succès La première raison est que ces systèmes peuvent travailler en temps réel En d'autres termes, ils permettent le traitement et

l'interprétation des données dès qu'elles sont collectées.

Ces systèmes assurent la collecte des données avec un ensemble à caméraaéroportée, ils transmettent les données à une station au sol par une liaison de données air-sol, et ils traitent les données à la station au sol lors de la

réception Ceci permet l'interprétation des données beau-

coup plus rapidement que lorsque des données analogues sont enregistrées sur un film photographique, transportées à la base de traitement et traitées après le vol. Un second avantage est la possibilité de pénétration du brouillard par les systèmes électro-optiques Cette possibilité est donnée par des techniques de traitement de signaux permettant la séparation et le renforcement de l'information des données par rapport au bruit de fond (brouillard) Cette possibilité n'existe pas dans le cas des techniques classiques de reconnaissance photographique puisqu'il n'est pas possible de supprimer les effets du

bruit de fond.

En outre, étant donné la sensibilité élevée des détecteurs électrooptiques, les systèmes électro-optiques peuvent travailler avec une lumière ambiante plus faible que les systèmes photographiques Cette caractéristique permet une extension de la période de la journée pendant

laquelle une mission de reconnaissance peut être exécutée.

Il existe de façon générale deux formes de systèmes de reconnaissance électro-optiques La figure 1 représente

ces deux formes générales de systèmes de reconnaissance.

Dans un premier mode, appelé mode à bande, la zone détectée

par le système électro-optique est une longue fente étroite qui peut être décrite par une projection d'une fente 104. La projection de la fente 104 est la surface détectée 5 (projetée) par une barrette de plan focal (FPA) du système.

Cette barrette FPA est montée sur un aéronef 102 Un

ensemble comprenant un objectif est utilisé pour la focali-

sation de la fente 104 sur la barrette FPA Par exemple, cette barrette FPA est formée d'une ligne de dispositifs capteurs optiques, par exemple des dispositifs à couplage

par charges CCD Dans le système à mode à bande, la projec-

tion de la fente 104 est perpendiculaire à la direction de vol et constitue une première dimension de l'image La direction de vol est indiquée par un trajet 122 de vol La seconde dimension de l'image est formée par déplacement vers l'avant de l'aéronef 102 lorsqu'il vole le long du trajet 122 avec une vitesse V. Dans le présent mémoire, la direction de déplacement vers l'avant de l'aéronef est appelée direction de la trajectoire La direction perpendiculaire au trajet de vol

est appelée direction transversale.

Le second mode est un mode panoramique à balayage sectoriel (mode de balayage sectoriel) Dans ce mode, la ligne de détecteurs de la barrette FPA est alignée dans la direction de la trajectoire de vol En conséquence, une projection 106 de la barrette FPA est orientée dans la direction de la trajectoire de vol La projection 106 est

balayée perpendiculairement à la trajectoire de vol (direc-

tion transversale) sur la scène dont l'image doit être formée Le balayage en direction transversale constitue la

seconde dimension de l'image.

Dans les applications de surveillance aérienne à grande distance, on utilise des systèmes de photographie oblique à grande distance (LOROP) Un exemple de système LOROP met en oeuvre une caméra électro-optique montée sur un aéronef et destinée à balayer une scène se trouvant à l'horizon ou près de l'horizon en mode de balayage

sectoriel Les objets balayés sont focalisés par un objec-

tif ou une autre optique sur la barrette FPA Un prisme rotatif peut être utilisé pour le balayage de la projection

106 en direction transversale sur la scène à échantil-

lonner La barrette FPA a souvent une hauteur égale à un

élément d'image (pixel) et une largeur de quelques cen-

taines d'éléments d'image.

La caméra électro-optique crée un signal électro-

nique qui représente une image de la scène balayée Le

signal est transmis à une station au sol o il est trans-

formé en information visuelle.

On se réfère à nouveau à la figure 1 pour la des-

cription d'un système LOROP de façon plus détaillée Un avion 102 vole à une altitude A au-dessus du sol et à une distance au sol D de la scène à photographier L'avion 102

se déplace à une vitesse V dans la direction de la trajec-

toire de vol, parallèlement à la scène La distance suivant l'axe de visée entre l'avion 102 et la scène est appelée distance inclinée Pinc' Dans les applications à grande

distance LOROP, la distance inclinée pinc est importante.

(Par exemple, dans une application, pinc peut être de

l'ordre de 40 milles nautiques).

La barrette FPA et le système optique associé sont montés dans l'avion 102 Un angle d'abaissement Ed est défini comme étant l'angle de l'axe de visée de la caméra par rapport à un plan horizontal Un barillet rotatif de caméra provoque le balayage de la projection 106 sur la scène à l'horizon ou près de celui-ci La vitesse V de

l'avion 102, dans la direction de la trajectoire et paral-

lèlement à la scène, provoque la photographie de tranches adjacentes de la scène par la caméra Chaque tranche

adjacente forme une image complète.

La figure 2 représente plus en détail ces tranches balayées Sur les figures 1 et 2, la longueur de chaque tranche est déterminée par la distance recouverte d'un mouvement de balayage de la caméra dans la direction transversale Cette longueur est appelée couverture transversale 202 La largeur de chaque tranche dans la direction de la trajectoire est définie par la largeur de la barrette FPA, la distance focale du système optique et la distance comprise entre la caméra et la scène Cette largeur est connue comme étant la couverture du champ 204 dans la direction de la trajectoire Les tranches se recouvrent dans la direction de la trajectoire d'une

quantité appelée recouvrement vers l'avant 206 Ce recou-

vrement vers l'avant 206 assure l'absence de partie de la

scène sans balayage.

La couverture 204 est une fonction de Pinc Dans les dispositions habituellement utilisées, la couverture 204

est plus grande (plus grande au sol, pour une même couver-

ture angulaire) à l'extrémité éloignée du balayage (point du balayage en champ lointain) qu'au point du balayage le plus proche de l'aéronef (point de balayage en champ proche) Ce phénomène n'est pas représenté sur la figure 2

par raison de simplicité Au contraire, la figure 2 repré-

sente une couverture 204 qui est la même à la fois en champ

proche et en champ lointain.

Une vitesse de balayage vertical (en direction transversale) est sélectionnée afin que, pour une vitesse V déterminée de l'avion 102, une amplitude déterminée 206 de recouvrement vers l'avant soit obtenue L'amplitude de recouvrement 206 qui est spécifiée est choisie afin qu'aucune information d'image ne soit oubliée entre les balayages Lorsque la vitesse V de l'avion 102 augmente, la vitesse de balayage vertical doit aussi augmenter afin que

la valeur spécifiée de recouvrement 206 soit conservée.

Pour que la résolution du système soit optimale, les informations de la barrette FPA doivent être lues chaque fois que le balayage vertical provoque le passage de la barrette FPA sur la surface projetée par chaque élément d'image Lorsque la surface détectée (projetée) par élément d'image entre les lectures de la barrette FPA augmente (c'est-à- dire lorsque la vitesse de balayage augmente), la résolution du système diminue Ainsi, pour que la résolution soit conservée, lorsque la vitesse de balayage vertical augmente, la vitesse de lecture des informations de la barrette FPA doit aussi augmenter Comme la vitesse à laquelle les informations de la barrette FPA peuvent être lues est limitée par les technologies des détecteurs, la vitesse de balayage vertical est limitée à une valeur maximale en pratique Comme la vitesse de balayage vertical est limitée par une valeur maximale en pratique fixée par la vitesse maximale de lecture de la barrette FPA, et comme10 une augmentation de la vitesse de balayage vertical est nécessaire pour conserver un recouvrement spécifié 206 lorsque la vitesse V de l'avion 102 augmente, la vitesse V

est limitée à une valeur maximale Ainsi, pour une résolu-

tion donnée et un recouvrement donné vers l'avant, la vitesse V de fonctionnement à laquelle la reconnaissance panoramique à balayage sectoriel peut être réalisée est limitée à une valeur maximale Les systèmes classiques LOROP n'ont pas permis la suppression de cette restriction

sans réduction de la résolution.

Il faut noter que, dans ce document, la résolution du système est déterminée par un nombre constant de paires

de lignes par unité de longueur au sol.

Il est donc nécessaire de disposer d'un ensemble et d'un procédé permettant une augmentation de la vitesse V de

fonctionnement à laquelle un aéronef effectuant une recon-

naissance électro-optique peut voler, avec conservation d'un recouvrement spécifié 206, et avec conservation de la

résolution du système à une valeur déterminée.

La présente invention concerne un appareil et un procédé destinés à augmenter la vitesse de fonctionnement d'un système panoramique LOROP à balayage sectoriel, sans

réduction de la résolution du système.

L'invention concerne un ensemble et un procédé destinés à augmenter la vitesse de balayage d'un système de reconnaissance électro-optique à balayage sectoriel avec conservation d'un niveau spécifié de recouvrement vers l'avant et d'une résolution du système, comme indiqué précédemment L'invention tire avantage de l'augmentation de résolution des parties en champ proche du balayage. Lorsque la caméra balaie du champ lointain au champ proche, la vitesse de balayage est accrue Cette augmentation de la5 vitesse de balayage permet au système de réduire la résolu- tion en champ proche en contrepartie d'une augmentation de la vitesse de balayage L'augmentation de la vitesse de balayage en champ proche provoque une augmentation globale de la vitesse de balayage avec conservation d'un niveau10 spécifié de résolution Cette augmentation de vitesse de balayage permet à l'aéronef de se déplacer à une plus grande vitesse sans réduction du recouvrement vers l'avant. Selon la présente invention, des calculs sont exécutés pour la détermination de la vitesse voulue de balayage de la caméra compte tenu des paramètres utilisés pour la mission Une vitesse associée de lecture de la barrette FPA, nécessaire pour le respect des spécifications portant sur les performances (notamment la résolution) pour une vitesse déterminée de balayage, est calculée Pour les vitesses élevées de balayage de la caméra, la vitesse de lecture de la barrette FPA doit aussi être accrue Pour des vitesses de balayage de la caméra supérieures à une valeur de seuil, la barrette FPA doit être lue plus vite que ne le permet la technologie des détecteurs Si la vitesse de lecture calculée pour la barrette FPA dépasse la valeur maximale du système, la vitesse de balayage doit varier en

fonction du temps.

Dans le cas d'une vitesse de balayage variable, la vitesse de balayage se trouve à la valeur de seuil en champ lointain et augmente lorsque le balayage progresse en champ proche Cette augmentation provoque une augmentation de la vitesse globale de balayage d'une caméra pendant le cycle de balayage La vitesse non linéaire utilisée à chaque balayage est déterminée soit par une solution exacte soit

avec une approximation polynomiale.

La caméra assure un balayage de la scène à une vitesse non linéaire déterminée précédemment Ainsi, une image de la scène balayée est focalisée sur la barrette

FPA Les données sont lues dans la barrette FPA à inter-

valles périodiques si bien que des bandes de la scène balayée sont photographiées électroniquement Ces données constituent un signal électronique comprenant des données numériques d'image Le signal est transmis à une station au sol assurant un traitement donnant finalement une image visible. Cependant, le balayage de la scène à une vitesse non linéaire provoque une déformation du rapport d'allongement de l'élément d'image dans l'image résultante, avec une variation dans toute l'image Ce phénomène peut être compensé par correction des données numériques d'image afin que les effets de la vitesse non linéaire de balayage soient supprimés Après correction, une image visible sans distorsion peut être réalisée avec un rapport d'allongement des éléments d'image égal à 1/1 dans toute l'image Ainsi, l'invention donne des performances accrues à un système de reconnaissance électro-optique par utilisation d'une vitesse non linéaire de balayage, tirant avantage de

l'augmentation de résolution en champ proche, avec correc-

tion électronique des données résultantes d'image pour la suppression des effets de la vitesse non linéaire de balayage.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre

d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma représentant un système de reconnaissance électro-optique à balayage sectoriel; la figure 2 représente des tranches photographiques 106 d'un système de reconnaissance électro-optique à balayage sectoriel; la figure 3 est un ordinogramme d'un procédé selon l'invention; la figure 4 est un diagramme synoptique représentant les éléments essentiels mis en oeuvre par l'invention et les conditions environnantes; la figure 5 est un ordinogramme illustrant les étapes mises en oeuvre pour la détermination de la vitesse voulue de balayage; la figure 6 est un ordinogramme représentant les étapes nécessaires à la détermination de la durée de balayage utilisée; la figure 7 est un diagramme synoptique représentant

des éléments selon l'invention.

1 Aspects généraux de l'invention La présente invention concerne un ensemble et un procédé de balayage non linéaire dans des systèmes de reconnaissance électro-optiques destinés à permettre

l'utilisation d'une plus grande vitesse maximale de -fonc-

tionnement d'un aéronef pour un niveau spécifié de résolu-

tion et de recouvrement vers l'avant L'invention tire avantage de l'augmentation de la résolution en champ proche pour l'augmentation de la vitesse de balayage au champ

proche avec conservation d'une vitesse de lecture déter-

minée de la barrette FPA (habituellement la vitesse maxi-

male) Ainsi, la vitesse globale de balayage est augmentée sans réduction de la résolution dans le système Comme la vitesse globale de balayage est accrue, la vitesse V de l'aéronef peut être augmentée avec conservation d'un

recouvrement spécifié vers l'avant.

Comme la vitesse de lecture de la barrette FPA reste constante, lorsque la vitesse de balayage augmente, une plus grande surface de la scène en direction transversale forme une image pour la lecture par la barrette FPA Comme la vitesse de balayage augmente lorsque le système balaie en champ proche, la surface de la scène formant une image entre les lectures de la barrette FPA étant plus grande en champ proche qu'en champ lointain En conséquence, le rapport angulaire d'allongement des éléments d'image d'une même image n'est pas constant à la valeur 1/1 Ainsi, l'image résultante subit une distorsion L'image est allongée dans la direction transversale (par rapport à la direction de la trajectoire) L'amplitude d'allongement augmente (en champ proche) lorsque la vitesse de balayage augmente Les éléments d'image sont en fait allongés dans la direction transversale car leur dimension angulaire est plus grande dans cette direction Cependant, lorsque l'image est observée, elle apparaît "écrasée" Cet aspect

écrasé ou aplati est surtout prononcé en champ proche.

L'image est corrigée pendant le traitement d'image afin que l'image finale produite possède des éléments d'image ayant un rapport d'allongement angulaire égal à 1/1

(c'est-à-dire sans distorsion) dans la totalité de l'image.

Ainsi, l'invention donne de meilleures performances à un système électro-optique LOROP par réalisation d'un balayage non linéaire permettant de tirer avantage de la résolution accrue en champ proche, et par correction électronique des données d'image en fonction de la vitesse

non linéaire de balayage.

2 Terminologie Le tableau 1 qui suit donne les définitions de la terminologie et des symboles utilisés dans le présent mémoire Les termes du tableau 1 sont rangés afin que chacun soit défini uniquement avec les termes qui le

précèdent déjà dans le tableau.

Certains des termes et expressions du tableau 1 ont déjà été définis dans le présent mémoire Leur définition

est répétée dans ce tableau 1.

Dans le présent mémoire, les expressions "fréquence de balayage" et "vitesse de balayage" sont utilisées de manière interchangeable et désignent la vitesse angulaire

de balayage de la caméra.

Tableau 1

Terme ou expression Symbole Définition

Vitesse V Vitesse de l'aéronef par rap-

port au sol (exprimée en milles nautiques par heure)

Hauteur H Altitude de l'aéronef au-

dessus du sol (en mètres) Sur la trajectoire N/A Parallèlement à la direction de vol de l'aéronef

Direction trans N/A Perpendiculaire à la direc-

versale tion de vol de l'aéronef Angle d'abaissement Ed Angle mesuré par rapport au

plan horizontal de la direc-

tion de vitesse de la caméra

dans la direction transver-

sale Angle minimal edmin Angle minimal d'abaissement d'abaissement obtenu pendant un balayage déterminé d'une image Angle maximal edmax Angle maximal d'abaissement d'abaissement obtenu pendant un balayage déterminé d'une image Distance inclinée P Inc Distance de l'aéronef au point du sol sur lequel la caméra est actuellement orientée Distance au sol p Sol Distance comprise entre le point au sol qui se trouve juste au- dessous de l'aéronef et le point au sol sur lequel est orientée la caméra Vitesse de balayage Vitesse angulaire (exprimée en radians par seconde) à laquelle la caméra balaie le sol en direction transversale c'est-à-dire âOd/at I I 1 il Tableau 1 (suite) Terme ou expression Symbole Définition gsd dans la direc i GSD Distance (exprimée en mètres) tion de la trajec au sol perpendiculairement à5 toire la ligne de visée dans la direction de la trajectoire représentée par un élément d'image balayé gsd en direction x GSD Distance (en mètres) au sol 0 transversale perpendiculairement à la ligne de visée dans la direction transversale, représentée par un élément d'image balayé Distance d'échan GSD GSD = i et GSD GSD' GSD tillon au sol x GSD différant de plus d'un facteur 2, GSD étant limité à la valeur du plus grand des deux divisée par 21/2 O Durée du cycle tc Temps (en secondes) compris entre le début d'un balayage

et le début du balayage sui-

vant Durée minimale du tc Temps minimal (en secondes) cycle permis entre le début d'un balayage et le début du

balayage suivant Temps de balayage ts Temps (en secondes) dispo-

nible réellement par le balayage d'une image pendant la durée du cycle Temps mort td Temps (en secondes) qui n'est pas disponible pour le balayage d'une image pendant la durée du cycle Tableau 1 (suite) Terme ou expression Symbole Définition

Durée de balayage tsus Durée de balayage (en se-

utilisée condes) utilisée en réalité pour le balayage d'une image, qui est un nombre entier d'intervalles de 1 ms Fréquence de lignes lr Fréquence (variable) de

création des lignes d'élé-

ments d'image par l'ensemble à caméra Fréquence maximale lr max Fréquence maximale de

de lignes création des lignes d'élé-

ments d'image par l'ensemble à caméra Fréquence minimale lrmin Fréquence minimale de

de lignes création des lignes d'élé-

ments d'image par l'ensemble à caméra Réglage de faible YS S'il n'est pas présent, le éclairement fonctionnement de la caméra

est normal et, s'il est pré-

sent, il existe des condi-

tions de faible éclairement, et la fréquence calculée lr et la fréquence maximale

lrmax de lignes sont affec-

tées Réglage d'exposi Ec Une puissance de deux (qui tion peut être inférieure à un) par laquelle la fréquence calculée de lignes doit être

multipliée pour la compensa-

tion d'une quantité excessive ou insuffisante de lumière Balayage vers edmax Un balayage qui commence à l'avant -e dmin dmax et se termine à edmi Terme ou expression Balayage inverse Recouvrement Couverture dans la direction de la trajectoire

Couverture trans-

versale Distance focale Nombre d'éléments détecteurs Largeur de détecteur Angle de détecteur Tableau 1 (suite) Symbole Définition edmin Un balayage qui commence à dmax edmin et se termine à dmax ov Amplitude (fraction de 1,0) de recouvrement des images balayées consécutives au sol pour edmax' cette valeur est fonction du mode de la caméra icov Angle total balayé dans la direction de la trajectoire, cet angle étant le même pour tous les modes de la caméra xcov Angle total balayé dans la direction transversale qui est fixe pour les modes 1, 4 et 5 et variable pour les modes 2 et 3 de la caméra f Distance focale (exprimée en cm) de l'ensemble à caméra ndet Nombre d'éléments détecteurs de la barrette linéaire de détecteurs, comprenant un "espace" pour deux détecteurs qui n'existent pas au milieu de la barrette Wdet Largeur (millimètre) d'un élément détecteur unique dans la direction de l'élément

d'image (direction de la tra-

jectoire) 0 det Angle dans la direction de l'élément d'image (dans la direction de la trajectoire) "vu" par un élément détecteur au milieu de la barrette de détecteurs Tableau 1 (suite) Terme ou expression Symbole Définition Angle voulu de Edll Angle voulu dans la direction

ligne linéaire de la ligne (direction trans-

versale) "vu" par un élément détecteur pour un balayage linéaire, avec edll = Edet dans les modes 1,2, 3 et 5 et 0 d 1 =det'2 pour le mode 4 Nombre de lignes nlignes Nombre de lignes d'image créées au cours d'un balayage Numéro de ligne 1 full Numéro de ligne (par rapport d'image à réso à zéro) d'une ligne de

lution maximale l'image de résolution maxi-

male collectée pendant un balayage

Groupe de lignes de nig Nombre de lignes de résolu-

résolution maximale tion maximale correspondant à une ligne donnée dans l'image réduite Angle de coupure Odcut Angle d'abaissement pour

d'abaissement lequel est réalisée la commu-

tation de la valeur constante x GSD à la valeur variable x GSD dans le balayage du mode 2 ou du mode 3 Temps de coupure tcut Temps correspondant à edcut pour lequel est réalisée la commutation de la valeur constante x GSD à la valeur variable x GSD en balayage en mode 2 ou 3 Temps de fin de tend Temps écoulé après création trame de la dernière ligne complète d'image pendant le balayage Tableau 1 (suite) Terme ou expression Symbole Définition Dimension de vue minif Dimension en élément d'image réduite du tampon à nminif x N inif utilisé pour conserver les images réduites Numéro de ligne 1 minif Numéro de ligne (par rapport d'image réduite à zéro) d'une ligne de l'image réduite Facteur de moyenne navg Chaque bloc de navg x navg de l'image réduite élément d'image d'une image

de résolution maximale col-

lecté avec une vitesse cons-

tante de balayage angulaire est utilisé pour la formation d'une moyenne qui donne un élément d'image dans l'image réduite Angle de groupe de àeminif Angle "vu" par un élément lignes d'image dans l'image réduite 3 L'invention et son contexte La présente invention a été mise au point pour être utilisée avec un système capteur électro-optique tactique à grande distance F-979 H, mis au point par Loral Fairchild Systems, Syosset, New York Ce système capteur peut être

monté dans divers aéronefs ou dans un véhicule de recon-

naissance ou sur tout autre véhicule aérien La partie essentielle du système est le capteur d'image du système qui comprend une unité de formation d'image et trois unités électroniques, qui peuvent toutes être remplacées en atelier Un appareillage supplémentaire peut comprendre une unité de gestion de reconnaissance assurant la formation de l'interface avec l'aéronef, un panneau de commande, des viseurs optiques et un appareil d'enregistrement de données en vol Un système de traitement de données au sol, appelé station au sol EO-LOROPS, est utilisé pour le traitement des données d'image en temps réel, pour former des affichages visibles des données d'image, pour enregistrer les données numériques sur des appareils d'enregistrement,

et pour enregistrer des images visibles sur film.

La figure 4 est un diagramme synoptique très synthé-

tique illustrant un contexte représentatif de l'invention. Des exemples d'éléments aéroportés selon la présente invention peuvent être montés dans un aéronef 102 ou dans un véhicule aérien de reconnaissance Le segment aéroporté

comprend des éléments électro-optiques 412, des enregis-

treurs de vol 414, et un émetteur air-sol 416 Dans un mode de réalisation, l'émetteur 416 n'est pas utilisé Les données sont conservées à bord de l'aéronef et transmises à

la station au sol.

Les éléments électro-optiques 412 comportent une

barrette FPA, un système optique, une commande de focali-

sation et d'exposition, et des logiciels et matériels d'ordinateurs éventuellement utilisés de compression de

données ainsi que des systèmes électroniques de traitement.

Les composants électro-optiques reçoivent des informations optiques de la scène balayée et forment un signal électronique 424 représentant la scène optique Le signal électronique 424 est enregistré à l'aide d'un enregistreur

éventuel en vol 414.

L'émetteur air-sol 416 est utilisé pour la trans-

mission d'informations d'image balayée de l'aéronef 102 à une station au sol 402 Cette transmission est réalisée par une liaison de données airsol 422 Les détails des blocs 412-416 sont décrits dans la suite en référence à la figure 7. La station au sol 402 comprend un récepteur 432 de liaison de données, un dispositif 434 de traitement de

données numériques d'image, et un dispositif 436 d'affi-

chage Le récepteur 432 reçoit les données d'image sur une porteuse par la liaison de données air-sol 422, il supprime la porteuse et il transmet les données numériques restantes

d'image qui sont destinées à être traitées par l'intermé-

diaire d'un signal électronique 426 Les données numériques d'image sontéventuellement enregistrées à la sortie du

récepteur 432 Cet enregistrement est réalisé pour l'archi-

vage ou pour un traitement postérieur au temps réel (sous

forme déconnectée).

Le traitement 434 des données numériques d'image

peut être configuré afin qu'il remplisse plusieurs fonc-

tions de traitement d'image Le but général du traitement des données numériques d'image est de transformer ces

données numériques d'image en une image visible utilisable.

D'autres conditions peuvent être envisagées dans lesquelles le traitement numérique des images est réalisé

dans l'aéronef ou véhicule et non à la station au sol 402.

Un autre contexte peut être envisagé dans lequel le signal électronique n'est pas transmis par la liaison de données 422, mais est au contraire enregistré sur un support qui

peut être transporté Dans ce contexte, le signal électro-

nique 424 est tiré du support et est traité après le vol. Ces possibilités ne nécessitent pas la liaison air-sol et

les matériels associés.

4 Balayage non linéaire Les performances d'un système de photographie oblique à grande distance LOROP sont souvent spécifiées

d'après la valeur d'une échelle de classement de possibi-

lités d'interprétation d'image (IIRS) La valeur IIRS est une mesure quantitative, bien que partiellement subjective, de la qualité de l'image Elle est fonction de la distance inclinée p Inc de l'altitude A, de la résolution du système, de la visibilité atmosphérique et de l'éclairement solaire Une valeur particulière IIRS est habituellement définie comme une plage de distances de résolution au sol (GRD) pour une distance inclinée donnée R à un emplacement quelconque dans un système donné de coordonnées Des exemples de valeurs de classement IIRS et les valeurs

associées GRD sont énumérés à la fin du présent mémoire.

La valeur GRD est définie comme correspondant à l'élément cible test minimal résolu au sol En général, le système doit échantillonner le sol au double de la distance GRD Ainsi, la distance d'échantillonnage au sol est GRD = 2 *GSD En d'autres termes, le sol doit être échantillonné à chaque fraction de 10 cm pour donner une résolution de 20 cm dans le plus mauvais des cas. Pour qu'une valeur IIRS déterminée soit obtenue, on suppose que la vitesse de balayage de la caméra est limitée à une vitesse à laquelle la caméra parcourt une seule fois la distance GSD spécifiée par IIRS entre deux cycles adjacents de lecture de la barrette FPA En d'autres termes, pour que la résolution verticale corresponde à une condition IIRS, l'information de la barrette FPA doit être lue chaque fois que le balayage vertical provoque le parcours de la barrette FPA sur une distance verticale égale à la moitié de la distance de résolution au sol spécifiée par la valeur IIRS Lorsque la vitesse de balayage vertical augmente, la vitesse à laquelle des informations de la barrette FPA sont lues doit aussi augmenter Comme la vitesse à laquelle les informations de la barrette FPA peuvent être lues est limitée par les

technologies des détecteurs, la vitesse de balayage verti-

cal est limitée à une vitesse maximale en pratique.

Comme la vitesse de balayage vertical atteint une valeur maximale en pratique et comme une augmentation de la

vitesse de balayage vertical est nécessaire pour la conser-

vation du recouvrement 206 lorsque la vitesse V de l'avion 102 augmente, la vitesse V est limitée à une valeur maximale. La surface de la scène détectée pour chaque élément d'image (c'est-à-dire la surface projetée par chaque élément d'image) de la barrette FPA à un moment quelconque

donné est définie comme étant la dimension de l'échan-

tillon Comme indiqué précédemment, la caméra électro-

optique est balayée' afin que la projection de chaque

élément d'image balaie la scène en direction transversale.

Ce balayage provoque la formation de l'image de la scène

par bandes comme décrit précédemment.

Lorsque la caméra subit le balayage, une image de la

scène est focalisée sur la barrette FPA Celle-ci trans-

forme cette image de la scène en une représentation de charges électriques de l'information optique Les barrettes FPA sont bien connues de l'homme du métier L'information des charges électriques obtenues de la barrette FPA est lue périodiquement pendant une lecture de la barrette FPA de

manière classique.

Dans un mode de réalisation préféré, l'image de la scène est une information optique du spectre visible (c'est-à-dire de lumière) D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés, dans lesquels l'énergie de la scène

détectée a une autre longueur d'onde, par exemple infra-

rouge Pour l'homme de métier, il est facile de sélec-

tionner la technologie des détecteurs, les composants optiques et les filtres optimisant les performances du

système pour une longueur d'onde voulue de fonctionnement.

La zone couverte par le changement angulaire prévu pour le balayage (qui dépend du sol) entre les lectures de la barrette FPA est appelée distance d'échantillonnage au sol (GSD) Ainsi, chaque bande comporte plusieurs distances GSD La distance GSD est fonction de la dimension de l'élément d'image, de la distance focale du système, de la vitesse de balayage de la caméra et de la distance inclinée

Pinc Lorsque la distance inclinée P Inc diminue, la dis-

tance GSD diminue aussi En conséquence, lorsque la dis-

tance P Inc diminue, la résolution augmente Ainsi, la distance GRD, pour une vitesse donnée de balayage et une

vitesse de lecture de l'appareil FPA, diminue aussi.

La distance inclinée Pin entre l'aéronef et l'échantillon diminue lorsque le balayage est réalisé d'un point de balayage en champ lointain au point de balayage en champ proche Cependant, il n'est pas nécessaire que la résolution soit meilleure (au-delà de la distance spécifiée GRD) en champ proche Pour que les performances soient obtenues pour une valeur IIRS donnée dans tout le champ de couverture 202 en direction transversale, la distance spécifiée GRD pour une valeur donnée IIRS doit être obtenue pour le pire des cas, c'est-à-dire le point de balayage en champ lointain La meilleure résolution du point de balayage en champ proche donne une meilleure valeur IIRS, mais ceci n'a aucun avantage en pratique car la valeur

spécifiée IIRS a déjà été obtenue.

Cependant, la présente invention tire avantage de ses meilleures performances de résolution en champ proche pour la solution du problème de limitation de la vitesse de balayage dans les systèmes classiques Lorsque la distance GSD diminue en champ proche, la caméra peut assurer un balayage plus rapide (pour une vitesse déterminée de lecture de la barrette FPA) pour la couverture de la même distance GSD en champ proche qu'en champ lointain à la plus

faible vitesse de balayage.

Un balayage plus rapide en champ proche accroît la vitesse totale de balayage de la caméra En conséquence, pour une valeur IIRS donnée qui est nécessaire et une vitesse donnée de lecture de la barrette FPA, la vitesse V de l'aéronef (et la couverture transversale) peuvent dépasser la valeur qui a été limitée avec les systèmes classiques. 5 Modes de réalisation de l'invention Comme décrit précédemment, l'invention met en oeuvre ce qui aurait accru la résolution en champ proche pour permettre une augmentation de la vitesse de balayage de la caméra lorsque le balayage se trouve en champ proche Selon la présente invention, les données d'image collectées avec une plus grande vitesse de balayage (balayage non linéaire) sont corrigées au sol pour la suppression des effets géométriques tels qu'un balayage non linéaire La figure 3 est un ordinogramme illustrant un procédé préféré selon la présente invention La figure 7 est un diagramme synoptique

d'un ensemble préféré selon l'invention On décrit mainte-

nant l'invention en référence aux figures 3 à 7.

Au pas 302, des calculs sont exécutés afin qu'ils déterminent les paramètres de fonctionnement du système, par exemple la vitesse de balayage de la caméra et les vitesse de lecture de la barrette FPA pour une valeur IIRS voulue et des paramètres déterminés de fonctionnement, par

exemple la vitesse V de l'aéronef Ces calculs sont réali-

sés sans restriction de la vitesse de balayage Une vitesse de lecture associée à la barrette FPA nécessaire au respect des spécifications relatives aux performances (notamment la résolution) à la vitesse déterminée de balayage, est alors calculée Pour de plus grandes vitesses de balayage de la caméra, la vitesse de lecture de la barrette FPA doit aussi être plus grande Pour des vitesses de balayage de la caméra dépassant une certaine valeur, la barrette FPA doit

lire à une vitesse supérieure à celle que permet la techno-

logie des détecteurs Cette vitesse de balayage est appelée

vitesse de "seuil".

Lorsque la vitesse nécessaire de lecture de la barrette FPA reste dans les possibilités de l'appareil, la vitesse de balayage de la caméra peut être constante pendant tout le balayage D'autre part, si la vitesse voulue de lecture de la barrette dépasse celle que permet le système, la vitesse de balayage doit être modifiée en fonction du temps En d'autres termes, pour que les vitesses de balayage soient supérieures au seuil, un balayage non linéaire est utilisé, avec augmentation de la vitesse de balayage lorsque la caméra balaie le champ proche. Au pas 303, si la vitesse de balayage est supérieure à la vitesse de seuil, une vitesse non linéaire de balayage

est déterminée.

Au pas 304, la caméra balaie la scène qui doit former l'image avec une vitesse telle que déterminée au pas 302 (inférieure au seuil) ou au pas 303 (supérieure au seuil) Le balayage de la caméra peut être réalisé avec un ensemble 702 à prisme tournant, une monture mobile de caméra, un corps rotatif de caméra ou un certain nombre d'autres techniques de balayage Ces techniques de balayage d'une caméra sur une scène sont bien connues de l'homme du métier. Au pas 306, lorsque la caméra balaie la scène, une image de celle-ci est focalisée sur une barrette FPA 704 de l'ensemble Cette barrette FPA 704 transforme l'image (visible, infrarouge, électromagnétique ou analogue) en informations 722 de charges électriques Ces informations 722 sont traitées par une unité électronique principale 706 qui transmet un signal électronique physique 424 A qui représente les informations d'image focalisées sur la barrette FPA En d'autres termes, au pas 306, la caméra

"photographie" électroniquement la scène.

Une compression optimale des données peut être réalisée par une unité 708 de compression de données qui comprime les données numériques d'image dans le signal électronique 424 A La compression des données crée le signal 424 B. Les données d'image sont transmises au sol afin qu'elles soient traitées comme décrit précédemment en référence à la figure 4 Si une compression des données a été utilisée, les données doivent être décomprimées après réception. En conséquence, les données numériques d'image du signal électronique 424 A sont transmises sous forme d'un

signal électronique 426.

Au pas 308, les données numériques d'image du signal

électronique 426 sont traitées dans l'unité 710 de traite-

* ment d'image afin que celle-ci forme une image de la scène "photographiée" par la caméra Ce traitement comprend la conversion de l'information numérique d'image du signal électronique 426 en un signal 724 de données d'image visible qui peut être affiché sur un moniteur ou un autre

dispositif ou qui peut donner une copie permanente.

Au pas 310, le rapport d'allongement des éléments d'image du signal 724 de données d'image visible est corrigé par une unité 712 de correction de rapport d'allongement qui compense les effets du balayage non linéaire Le rapport d'allongement de l'élément d'image est

le rapport de la largeur à la hauteur.

Au pas 312, l'image traitée au pas 308 est affichée sur un moniteur ou un autre dispositif 436, imprimée sur une copie permanente ou conservée dans une base de données

714 pour être récupérée ultérieurement.

La discussion qui précède, en référence à la figure

3, est une discussion très synthétique des étapes essen-

tielles de la présente invention Les étapes 302, 303 et 308 sont primordiales pour la mise en oeuvre satisfaisante de la présente invention Ces étapes sont décrites plus en

détail dans les sous-chapitres qui suivent.

Aux pas 302 et 303 décrits précédemment, l'ensemble et le procédé selon l'invention déterminent la vitesse de balayage voulue Pour que les performances voulues soient atteintes, l'ensemble à caméra électrooptique selon l'invention collecte les données d'image de manière que le rapport angulaire d'allongement des éléments d'image d'une même image n'ait pas une valeur constante 1/1 mais varie (c'est-à-dire que la vitesse de balayage n'est pas linéaire) Le résultat est l'obtention d'une image qui est déformée Cependant, il est souhaitable d'obtenir une image finale sans distorsion avec des éléments d'image dont le rapport angulaire d'allongement est égal à 1/1 dans toute l'image Selon la présente invention, ce résultat est obtenu au pas 308 par correction du rapport variable

d'allongement des éléments d'image dans un ensemble d'ex-

ploitation au sol EO-LOROPS (GES).

Pour que cette correction soit réalisée suffisamment

vite par rapport au courant des données reçues, la correc-

tion doit correspondre à des calculs simples Cependant,

les équations de vitesse de balayage angulaire de l'en-

semble à caméra sont relativement complexes Les équations de balayage de la caméra sont représentées avec une approximation précise sous forme de polynôme quadratique par rapport à l'angle d'abaissement afin que les calculs nécessaires soient simplifiés Ceci permet à l'ensemble

d'atteindre les objectifs voulus avec simultanément une opération de correction du rapport d'allongement des éléments d'image dont les calculs sont simples.

Les sous-chapitres qui suivent décrivent plus en détail la détermination de vitesse de balayage des pas 302

et 303 et la correction du rapport d'allongement des éléments d'image du pas 308.

Le sous-chapitre 5 1 du présent mémoire présente les

hypothèses utilisées pour la détermination de la vitesse de balayage et les relations de correction d'image Le sous-

chapitre 5 1 décrit aussi des paramètres principaux de l'ensemble Le sous-chapitre 5 2 décrit les équations donnant la vitesse de balayage angulaire exacte voulue pour15 chacun des cinq modes, et la procédure utilisée pour leur représentation approximative par un polynôme quadratique par rapport à l'angle d'abaissement Le sous-chapitre 5 3 décrit la procédure utilisée pour la correction rapide du

rapport d'allongement des éléments d'image.

5 1 Hypothèses et paramètres essentiels du système Certaines hypothèses peuvent être utilisées pour simplifier les calculs Cette partie décrit une liste d'hypothèses utilisées dans un mode de réalisation préféré

de l'invention.

La première hypothèse utilisée est que la Terre est plate Cette hypothèse simplifie beaucoup les équations de

vitesse de balayage et donc les équations de correction.

La seconde hypothèse est qu'il n'existe aucun vent transversal Ceci permet de supposer que le mouvement de l'avion s'effectue totalement dans la direction de la trajectoire et il n'existe aucune composante du déplacement en direction transversale En d'autres termes, la seconde

hypothèse est qu'il n'existe aucun angle de dérive.

La troisième hypothèse est que l'aéronef est sta-

tionnaire pendant la durée de chaque balayage.

La quatrième hypothèse est que, pour les très petits angles, la valeur de l'angle (exprimée en radians) peut être utilisée à la place du sinus de l'angle Cette qua- trième hypothèse n'est rien de plus qu'une approximation mathématique utilisée fréquemment. L'hypothèse finale est que l'angle d'abaissement transmis lors de la spécification d'un balayage est tou- jours l'angle d'abaissement maximal pour le balayage. L'ensemble à caméra EO-LOROP selon la présente invention permet la collecte d'éléments d'image à l'aide de

cinq modes différents dans une large enveloppe de perfor-

mances de vitesse d'aéronef, d'altitude d'aéronef et d'angle d'abaissement Les tableaux 2 et 3 indiquent des exemples de paramètres représentatifs du système dans un mode de réalisation de l'invention. Tableau 2 Nom Symbole Valeur minimale Valeur maximale Vitesse V 350 milles 750 milles nautiques par nautiques par heure heure Altitude H 3 048 m 12 192 m Angle 6 d 40 300

d'abais-

sement Distance au sol rsol milles nautiques

Tableau 3

milles nautiques Nom Temps mort Durée minimale de cycle Fréquence maximale de lignes Fréquence minimale de lignes Distance focale Largeur de détecteur Nombre de détecteurs Dimension réduite Couverture suivant trajectoire Angle de détecteur Symbole td tcmin lr max lr min f wdet ndet nminif i cov 0 det Valeur 0,4 s 0,78 s 2 500 l/s 400 1/s 168 cm 0, 01 mm

12 002

4 096 éléments

4,1002770

,96516 * 10-6

radians

Les équations qui suivent correspondent aux para-

mètres de la caméra donnés précédemment et qui sont calcu-

lés comme indiqué sous forme: icov 2 *arctgl(ndet/2)*wdet/fl E det wdet /f Comme indiqué, la présente invention est décrite à propos de cinq modes Les cinq modes spécifiés ont chacun des paramètres différents indiqués dans le tableau 4 qui

suit D'autres modes peuvent être envisagés, et ils corres-

pondent alors à d'autres paramètres du système.

Tableau 4

Mode Couverture Fréquence Recouvrement Distance GSD transversale de lignes x lr cov 1 8,00 variable 0,12 variable 2 variable lrmax 0,12 46 cm 3 variable lr max 0,12 55,8 cm 4 4, 0 variable 0,12 variable 5 4,0 variable 0,56 variable 5.2 Détermination de la vitesse de balayage et de la fréquence de lignes Comme décrit précédemment, la vitesse voulue de balayage et la vitesse de balayage non linéaire sont déterminées aux pas 302 et 303 respectivement Ces pas sont décrits dans ce chapitre plus en détail en référence à la

figure 5.

Au pas 502, le temps réel de balayage utilisé tsus est déterminé Ce temps de balayage utilisé tsus représente le temps en secondes de chaque cycle de balayage pendant lequel le système balaie en réalité la scène Le temps de balayage utilisé est une fraction du temps de balayage ts disponible pour le balayage de la scène pendant le cycle de balayage. Au pas 504, la fréquence lr de lignes du système est

déterminée et le nombre de lignes de balayage est calculé.

La fréquence de lignes lr est la fréquence à laquelle les lignes d'éléments d'image sont créées par le système à caméra La fréquence de lignes lr est fonction du mode choisi. Au pas 506, un temps de fin de trame tend est déterminé Ce temps est celui qui s'est écoulé après que la dernière ligne complète d'image a été créée pendant le balayage.

Au pas 508, si la fréquence de lignes lr est infé-

rieure ou égale à la fréquence maximale de lignes lrmax,

une vitesse constante de balayage est utilisée (pas 509).

Cependant, si la fréquence de lignes lr dépasse la fré-

quence maximale de lignes lr Max, une vitesse non linéaire de balayage doit être calculée au pas 510 et la vitesse de balayage peut être déterminée pendant le balayage, avec

maintien constant de XGSD.

La figure 6 est un ordinogramme représentant les étapes de détermination du temps de balayage utilisé tsus au pas 502 Sur la figure 6, au pas 602, la distance inclinée p Inc est déterminée d'après la relation p Inc = H/sin(edmax) Au pas 604, la durée du cycle est calculée Lors du

calcul de la durée du cycle, la distance suivant la trajec-

toire en champ proche est calculée Pour un angle d'abais-

sement edmax (champ proche), la caméra forme une image à une distance dans la direction de la trajectoire égale à l 2.tg(i cov/2)*p incl/v*ll 846/3 600 l 1 846 indiquant la longueur en mètres du mille nautique et 3 600 le nombre de secondes par heure La durée du cycle est simplement choisie comme étant le temps qu'il faut pour que l'aéronef parcoure une fraction de cette distance dans la direction de la trajectoire Une fraction de cette distance est utilisée (contrairement à la distance entière) pour l'obtention d'un recouvrement vers l'avant Si la durée du cycle t est inférieure au temps qu'il faut pour couvrir la distance dans la direction de la trajectoire, les bandes balayées se recouvrent La fraction utilisée est déterminée par ( 1 ov), ov étant un nombre inférieur à 1 indiquant l'amplitude du recouvrement nécessaire des

images Pour ov = 0,12 par exemple, on obtient un recou-

vrement de 12 % Ainsi, la durée du cycle peut être écrite sous la forme: tc = ( 1 ov)*l 2 *tg(i cov/2)* incl/v*(l 846/3 600)l Dans les applications pratiques, il existe une limite inférieure tcmin de la durée t du cycle étant donné que le mécanisme de balayage de la caméra a une vitesse maximale de rotation En conséquence, la valeur calculée de tc doit être comparée à la limite inférieure t cmin Si tc < tcmin, le recouvrement voulu est réduit afin qu'il donne une durée raisonnable du cycle, à l'aide de la procédure suivante: si ov > 0,12, ov = 0,12

et on répète le calcul.

Si tc est encore inférieur à tcmin, ou si

ov < + 0,12 initialement, on utilise tc = t cmin Le recou-

vrement égal obtenu peut alors être calculé d'après la durée du cycle par réarangement de l'équation précitée pour

la solution en ov.

Au pas 606, le temps de balayage est calculé Compte

tenu de la durée du cycle t c la durée de balayage dispo-

nible t est alors calculée sous forme s t S = tc td Au pas 608, le temps réel utilisé de balayage tsus est calculé comme étant la partie entière de la durée t S exprimée en millisecondes Le temps de balayage utilisé est donc un nombre entier de milliseconde, dans un mode de réalisation préféré, l'ensemble aéroporté remet à jour la

vitesse de balayage de la caméra à des intervalles de 1 ms.

D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés, dans lesquels le système aéroporté remet à jour la vitesse de balayage de la caméra à d'autres intervalles périodiques ou non. Lorsque le temps de balayage tsus est déterminé au pas 502, la fréquence de lignes et le nombre de lignes du balayage peuvent être calculés au pas 504 Dans les modes 2 et 3, la fréquence de lignes est toujours lrmax et le nombre de lignes d'image dans le balayage est sous forme de

la partie entière du produit de tsus par lr.

Dans les modes 1, 4 et 5, il est souhaitable d'obte-

nir des lignes dont l'angle transversal est égal à edl 11 correspondant à la couverture transversale xcov, arrondi à un nombre entier, ce nombre de lignes étant égal à la valeur entière de l(xco /O dll) + 0,5 l La fréquence de lignes lr est alors calculée de manière que le nombre de lignes correspondant soit produit, la fréquence lr étant

égale au rapport du nombre de lignes et de tsus.

Lorsque la fréquence de lignes calculée dépasse lr, elle doit être limitée à lrmax, et la vitesse de balayage varie non linéairement d'une manière telle que lr

est égal celle des valeurs lr et lr qui est minimale.

Max Le nombre de lignes créées pendant le balayage est donc égal à la valeur entière du produit de lr par tsus La

réponse est donc tronquée à un nombre entier, avec suppres-

sion de la ligne partielle.

Le temps de fin de trame déterminé au pas 506 est donc tend qui est égal au rapport du nombre de lignes et de lr. La vitesse de balayage non linéaire déterminée au pas 510 peut être déterminée d'après une solution exacte ou une approximation polynomiale Ces déterminations sont

décrites dans les sous-chapitres qui suivent Le sous-

chapitre 5 2 1 décrit la solution exacte des équations de balayage pour les modes 1, 4 et 5 Le sous-chapitre 5 2 2 décrit l'approximation polynomiale des équations de balayage pour les modes 1, 4 et 5 Les sous-chapitres 5 2 3 et 5 2 4 décrivent la solution exacte et l'approximation polynomiale pour les équations de balayage utilisées dans

les modes 2 et 3 respectivement.

5.2 1 Solution exacte des équations de balayage des modes 1, 4 et 5

Cette partie donne la solution exacte pour la vitesse de balayage angulaire des modes 1, 4 et 5.

Lorsque la fréquence voulue de lignes calculée dans le chapitre 4 est inférieure ou égale à lrmax, la vitesse de balayage angulaire de la caméra est constante pendant le balayage et elle est donnée par la relation: w(t) = Edll*lr Le balayage à cette vitesse constante de balayage angulaire donne des éléments d'image ayant un rapport angulaire constant voulu d'allongement O dmin peut alors être calculé avec précision sous la forme e dmin =e dmax Edll nlignes Comme représenté au pas 508, lorsque la fréquence de

lignes voulue dépasse lrmax, la vitesse de balayage angu-

laire de la caméra varie au cours du temps, et les éléments d'image produits ont des rapports angulaires variables

d'allongement qui doivent être corrigés par la station GES.

Pour déterminer comment est réalisée l'opération, il

est utile de considérer d'abord en détail les trois équa-

tions principales qui déterminent GSD suivant la trajec-

toire, i GSD, GSD en direction transversale, XGSD, et GSD: i GSD =h*lOdet/Sin(ed)l XGSD = lh*(Sd/Dt)*( 1/lr)l/sin(Sd) et GSD = i GSD x GSD Pour que les performances soient bonnes pendant tout le balayage (au point de vue de GSD), une partie de la résolution en champ proche est sacrifiée afin que la résolution soit meilleure en champ lointain A cet effet, la vitesse de balayage est modifiée de manière que x GSD reste constant: x GSD = lh*(a d/t)*( 1/lr)l/sin(Sd) = (-h/2 *lr*tsus)*Logl(l-cos(Sdmin))/(l+cos(edmin)) (l+cos( dmax))/( 1 l-cos( 6 dmax))l Si l'on résout cette équation en aed/9 t, on obtient la vitesse de balayage angulaire sous la forme: W(t) = a d/Dt = (Logl( 1-cos(Sdmin))/(l+cos(dmin))* (l+cos( dmax))/( 1-cos(edmax))l/2 *tsus)*sin(d) qui se simplifie sous la forme: o(t) = D 8 d/Dt = A*sin(ed) et si l'on résout l'équation par rapport à A on obtient: A = (Logl(l-cos(edmin))/(l+cos(dmin)* (l+cos(edmax))/( 1-cos(e dmax))l/2 *tsus) La résolution de l'équation précédente en ed en fonction du temps et la différentiation par rapport à w(t) donnent la relation suivante: 0,5 *(Log(l+cos(ed)) Log( 1-cos(Od)))/A = C t C = t 0,5 *(Log(l+cos(ed)) Log( 1-cos( d)))/A Ed(t) = arccosl(e-2 *A*(C-t))/(e-2 *A*(C-t) + 1)l 8 d(t = -A(-C 12 w(t) = aed/Dt = 2 *A*e A(Ct)/l(e-A*(C-t))2 + 1 l Dans les équations qui précèdent, le signe du temps a été inversé afin qu'il ne soit jamais négatif et le balayage passe de e dmax à dmin lorsque t augmente à partir de 0 La constante d'intégration C peut être facilement calculée par utilisation des valeurs t = O et Od = edmax dans l'équation de C edmin peut alors être calculé avec précision par introduction de tend dans l'équation de ed(t). 5.2 2 Approximation polynomiale des équations de balayage pour les modes 1, 4 et 5 Trois équations à trois inconnues sontétablies pour la détermination de l'approximation polynomiale quadratique de la solution exacte de la vitesse de balayage angulaire des modes 1, 4 et 5 Les équations sont résolues pour la détermination de leurs coefficients I 1 faut noter qu'il est souhaitable d'obtenir une approximation dans laquelle t commence à O et augment indépendamment du fait que le balayage s'effectue vers l'avant (Odmax à edmin) ou vers

l'arrière (Odmin à dmax) En conséquence, lors de l'éta-

blissement des équations pour un balayage vers l'avant, le temps tpoly est utilisé dans les équations d'approximation et texact = toly dans les équations exactes Lors de exact poly l'établissement des équations pour le balayage en sens

inverse, tpoly est utilisé dans les équations approxima-

ives et exact = (tsus tpoly) est utilisé pour les

équations exactes.

Trois équations à trois inconnues de forme suivante sont recherchées: w (t)a*t 2 + b*t exact(texact) = a*tpoly + b*tpoly + c On utilise to = O et At = tsus Les valeurs de tpoly = 0, to + At/2 et to + At sont utilisées, le calcul de texact est réalisé comme décrit précédemment, les équations sont établies, et elles sont résolues pour la détermination de a, b et c Le résultat est une solution approximative de w(t) sous la forme: W (t) = a*t 2 + b*t + c poly poly poly poly

t commençant à to + At indépendamment du sens de balayage.

Ce procédé peut être généralisé afin qu'il comprenne

des images ayant un rapport angulaire constant d'allon-

gement des éléments d'image, lorsque a = 0, b = 0 et

c = dll *lr.

5.2 3 Solution exacte des équations de balayage pour les modes 2 et 3 Ce chapitre indique les solutions exacte de la

vitesse angulaire de balayage pour les modes 2 et 3.

Les modes 2 et 3 de la caméra assurent la collecte d'image de manière que la distance GSD soit constante dans l'image La fréquence de lignes lr est toujours égale à lrmax, la vitesse angulaire de balayage de la caméra varie au cours du temps, et les éléments d'image produits ont des rapports angulaires variables d'allongement qui sont tous

corrigés par la station GES Pour montrer comment l'opéra-

tion est réalisée, on examine d'abord en détail les trois équations fondamentales qui définissent la distance GSD suivant la trajectoire i GSD, la distance GSD transversale x GSD et GSD: i GSD =h*Sdet/Sin(ed) x GSD = lh*(aed/at)*( 1/lr)l/sin(ed) i *x =GSD 2

GSD GSD

Pour que la distance GSD reste constante pendant tout le balayage, x GSD peut varier afin qu'il compense exactement les variations de i GSD Cependant, pour les grands angles d'abaissement, ceci donnerait de très faibles valeurs de i GSD et des grandes valeurs correspondantes de x GSD Cependant, si x GSD devient très grand, une valeur très petite i GSD ne peut pas être utilisée pour la compen- sation Le système est donc limité à la plus grande valeur 5 i GSD et x GSD/2 Ainsi, pour des grands angles d'abaissement x GSD est maintenu à une valeur constante afin que la distance voulue GSD soit conservée (voir le chapitre 5 3 pour les valeurs de GSD dans les modes 2 et 3) /(x Gs D/2)*x GSD = GSD x GSD = /2 *GSD = lh*(aed/at)*( 1/lr)l/sin( ed) et si l'on résout l'équation en fonction de a d/Dt avec W(t) = 38 d/Dt = (*GSD*lr/h)*sin( 8 d) on obtient: W(t) = aed/Dt = A*sin(Od) et ainsi A = /2 *GSD*lr/h

Il faut noter qu'il s'agit de la même forme fonda-

mentale que dans le cas de la solution exacte des modes 1, 4 et 5 avec une valeur différente de la constante A. L'utilisation des résultats du sous-chapitre 5 4 donne: l 0,5 *(Log(l+cos(Od)) Log( 1-cos(ed)))/A = C t C = t lO,5 *(Log(l+cos(ed)) Log(l-cos(Od)))/A t = C + l 0,5 *(Log(l+cos( d)) Log( 1-cos(Gd)))/A 8 d(t) = arccosle-2 *A*(C-t)-l/(e-2 *A*(C-t) + 1)l -A*(C-t) _a*(C-t) 2 W(t) = M d/Dt = 2 *A*e A*(-t)/l(e-a*(C-t))2 + 1 l Dans les équations qui précèdent, le signe du temps t a toujours été inversé afin que t ne soit jamais négatif et le balayage passe de Sdmax à e dmin lorsque t augmente à

partir de O La constante d'intégration C peut être facile-

ment calculée par utilisation de t = O et O d = Edmax dans l'équation de C. Les équations qui précèdent sont utilisées dans les modes 2 et 3 jusqu'à ce que la valeur de i GSD atteigne XGSD/2 L'angle d'abaissement pour lequel ceci se produit est tel que:

GSD GSD/2

h*det/sin(dcut) = J*GSD/2 edcut = arcsinl( f 2 *h*Odet)/GSDl Il est important de noter que les conditions qui peuvent apparaître sont edcut > dmax Ed >dcut > dmin, ou dcut mx dmax dcut dmin' Edmin 2 edcut Si edcut > e dmax, les équations précédentes ne sont pas utilisées car le balayage est totalement décrit par les équations indiquées dans la suite Si

8 dmax > 8 dcut' nous pouvons résoudre en tcut par remplace-

ment de 8 dcut dans l'équation de t qui précède Si tcut > tsus, le balayage est totalement défini par les équations qui précèdent et dmin peut être déterminé par introduction de tend dans l'équation de 6 d(t) Lorsque tcut < t, et O dmax > dcut > O dmin la première partie cut sus dmax dout dmin' du balayage est décrite par les équations qui précèdent et la seconde partie par les équations indiquées dans la suite. Pour 8 dcut dminf x GSD peut varier afin que la distance GSD reste constante, sous la forme suivante i *x =GSD 2

GSD GSD 2

lh*det/sin( d)l*lh*aed/at)*( 1/lr)l/sin( 6 d) = GSD W(t) = aed/at = (lr/edet)*(GSD/h) *sin 2 (Sd) w(t) = a d/Dt = A*sin 2 (Od) A = (lr/det)*(GSD/h) La résolution de l'équation précédente en 6 d en fonction du temps et la différentiation compte tenu de w(t) donnent: (l/A*tg(Od)) = C t C = t l 1/A*tg(ed)l 6 d(t) = arctgl-1/A*(C- t)l d 2 W(t) = a 6 d/Dt = A/l(A*(C-t)) + 1 Dans les équations qui précèdent, le signe du temps t a été inversé afin qu'il ne soit jamais négatif et le balayage va de dmax à 6 dmin lorsque t augmente à partir de dmax dmin 0 Lorsque 6 dcut > 6 dmax, la constante C d'intégration peut être facilement calculée par utilisation de t = O et 8 d = Edmax dans l'équation de C Si 6 dmax > O dcut > 6 dmin' la constante d'intégration C est calculée par utilisation de t tcut et de d = dcut dans l'équation de C 6 dmin

peut être déterminé par introduction de tend dans l'équa-

tion de 6 d(t).

5.2 4 Approximation polynomiale pour les modes 2 et 3 Trois équations à trois inconnues ont été établies et leurs coefficients ont été résolus afin qu'une approxi- mation polynomiale quadratique soit déterminée pour la solution exacte de la vitesse de balayage angulaire des modes 2 et 3 Lorsque le balayage est totalement décrit par le premier jeu ou le second jeu d'équations du mode 2 et du mode 3 présentés dans le chapitre 5 1, un seul ensemble d'équations doit être résolu Cependant, si Edmax > edcut > Edmin' le balayage comprend deux parties,

la première décrite par les équations à distance transver-

sale GSD constante et la seconde par les équations à distance transversale GSD variable Ainsi, deux ensembles d'équations doivent être résolus pour la détermination des

approximations polynomiales dans chaque partie du balayage.

Il est souhaitable d'obtenir une approximation dans laquelle t commence à O et augmente indépendamment du fait que le balayage s'effectue vers l'avant (dmax à e dmin) ou vers l'arrière (e à e) En conséquence, lors de dmin dmax l'établissement des équations pour le balayage vers l'avant, on utilise le temps t 1 dans les équations d'approximation et exact = tpoly dans les équations exactes Lors de l'établissement des équations pour le

balayage inverse, on utilise tpoly dans l'équation d'ap-

proximation et t = (t -t) pour les équations exact sus poly exactes et, lorsque le balayage est en deux parties comme

décrit précédemment, on a tcut = (t sus-tcut).

Il est souhaitable de disposer de trois équations à trois inconnues (de préférence de deux ensembles de trois équations) ayant la forme suivante: w (t) = a*t 2 + b*t + c exact exact poly poly Dans un balayage en une seule partie, on a t = et At = tsus" et, dans un balayage en deux parties, on résout d'abord les équations en utilisant t O = et At = tcut, puis on utilise t O = tcut et t = (t sus-t) Les valeurs de tpoy t 0, t 0 + At/2 et t 0 + At sont prélevées, texc est calculé comme décrit précédemment, les équations sont

établies, et elles sont résolues pour a, b et c.

Pour chaque ensemble d'équations, le résultat est une solution approximative de we(t) de la forme w 1 (t t)1 = a*t 12 + b*tpoly t commençant à t 0 et augmentant vers t 0 +At indépendamment du sn de balayage Dans un balayage en deux parties, on -utilise le premier polynôme lorsque t < t cut et le second si t ktcut 5.3 Procédure de correction du rapport d'allongement des éléments d'image Comme décrit précédemment, au pas 308, le signal électronique représentant les données d'image est traité et

le rapport d'allongement des éléments d'image est corrigé.

Cette correction est décrite en détail Ce sous-chapitre présente la correction en deux étapes La première étape est la dérivation de la correction, et la seconde étape est l'exécution de la procédure de correction du rapport

d'allongement des éléments d'image.

5.3 1 Dérivation La station GES EO-LOROPS doit donner des images réduites par formation de la moyenne des éléments d'image "à la volée" (en temps réel) lorsque les données sont reçues ou lues sur un lecteur à bande magnétique La vue réduite doit se loger dans un circuit tampon à nminif x nminif et les éléments d'image de la vue réduite doivent avoir un rapport d'allongement angulaire égal à 1/1 Dans le cas d'une image collectée avec une vitesse constante de balayage angulaire, le calcul du facteur de réduction nav est relativement simple et il est égal à la partie entière du rapport lmax(nîlignes ndet- 2) + N minif-11 /n minif

Cependant, dans le cas d'une image ayant des rap-

ports d'allongement angulaire variables des éléments d'image, le facteur de formation de la moyenne dans la direction de la ligne (transversalement) varie parce que l'angle représenté par chaque ligne varie On souhaite une fonction indiquant pour chaque ligne de l'image réduite combien de lignes ont été utilisées pour la formation de la moyenne à partir de l'image de résolution maximale Dans les balayages en deux parties, il faut deux fonctions de ce type Pour déterminer une telle fonction, on calcule d'abord navg avec la relation: avg (Odmax 9 dmin)/Gdet à la place de nlignes et le nombre navg est égal à la partie entière de: lmax((edmax edmin)/Odet, ndet 2) + nminif 1 l/nminif Cette valeur de N est utilisée comme facteur de avg réduction de dimension de l'élément d'image (parallèlement à la trajectoire) L'angle correspondant à ce nombre d'éléments d'image est: A)minif =navg det

L'étape suivante est la détermination d'une approxi-

mation polynomiale du troisième ordre en fonction du temps

t d'après l'angle 9 poly balayé depuis le début du balayage.

L'intégration de la fonction suivante: w O 1 (t,1)=a*t 2 + b*t poly(tpoly) = atpoly + btpoly + c donne Opoly(tpoly) = (a/3)*tpoly + (b/2)*tpoly + c*tpoly + d Dans le cas d'un balayage en une partie ou la première

partie d'un balayage vers l'avant en deux parties, d = 0.

Pour la seconde partie d'un balayage en deux parties vers l'avant, on a:

3 2

d = (dmax dcut) (a/3)*tut + (b/2)*t Cut + C*tcut Dans le cas d'un balayage inverse, on utilise ( cut dmin) à la place de (Sdmax -dcut) et on utilise

tcut = (tsus-tcut) Les coefficients a, b et c corres-

pondent à la seconde partie du balayage Quatre équations à quatre inconnues sont alors établies pour la détermination de: t( poly) = at*Epoly 3 (tpoly) + bt* poly 2 (tpoly) + ct*Spoly(tpoly) + dt

On peut alors trouver, par une série de substitu-

tions, une fonction nlg du nombre de lignes de l'image réduite lminif qui donne le nombre de lignes d'image de résolution maximale qui doit être utilisé pour la création d'une ligne de l'image réduite: t(epoly+Aeminif) t(epol) 3 *a t*Ae minif *poly + ( 3 *at*A minif+ 2 *bt)*AE minif* poly t mlnlf t canifpoly + ((at*Ae minif+bt)*A minif + Ct)*A minif avec O = 1 et avec poly minif *minif et t = lfull/lr ces volumes pouvant être substitués afin qu'ils donnent finalement: lfull(lmnif+l)-lfull( 1 minif) = 3 *a *AE à *lr*l t minif minif 2 + ( 3 *a *e minif+ 2 *b)*AE minif 2 *lr* minif + ((at Aminif+bt) *Aminif + ct)*Aminif*lr Cette expression peut être exprimée sous forme plus simple avec utilisation de: a = 3 *a *àE 3 *lr lg t minif 2 blg = ( 3 *at*minif + 2 *bt)*Aminif 2 *lr lg = (( t Aminif+bt)*A minif + ct)*àAminif*lr La substitution des termes donne: nlg (l minif) = alg*lminif + blg *nminif + Clog 5.3 2 Réalisation Lorsqu'il faut calculer le numéro de ligne lminif (par rapport à O) dans l'image réduite, la fonction nlg(lminif) est évaluée Un circuit électronique frontale lgmii de la station GES donne nlg(lminif) lignes de résolution maximale et forme la moyenne par N de la dimension de avg l'élément d'image (dans la direction de déplacement) et par

nlg (lminif) dans la direction de la ligne (transversale).

L'évacuation de nlg ( 1 minif) peut être réalisée sans multi-

plication dans une boucle comme l'indique le pseudo-code suivant: nlg = (alg*l_inital + blg)*linitial + clg inc = alg*( 2 *l_initial + 1) + blg for ( 1 = 1 initial; 1 < 1 last; 1 ++) ú /* à ce moment, nlg convient à la valeur actuelle de 1 */ nlg += inc inc += 2 *alg } De manière générale, la valeur de nlg(lminif) n'est pas un nombre entier, mais, pour une réalisation rapide assurée par du matériel, il est souhaitable d'utiliser un nombre entier de lignes de l'image à pleine résolution pour construire chaque ligne réduite En conséquence, comme une telle ligne réduite est calculée, il faut arrondir nlg(lminif) au nombre entier le plus voisin et ajouter l'amplitude de l'erreur (positive ou négative) à la valeur suivante de nlg( 1 minif) De cette manière, l'image corrigée "suit" une correction interpolée exactement vers le nombre

de lignes à pleine résolution le plus proche Le pseudo-

code suivant donne la correction du rapport angulaire d'allongement de l'élément d'image à l'aide d'un traitement

arithmétique sur les nombres entiers à 32 bits.

* Set up 32-bit integer numbers needed for aspect ratio correction The * only floating point numbers are #theta"s and flttemp This would be * done by the airborne system and the various 32-bit numbers put into the * pre-frame file (prf) The prf would contain: * nlines 2 bytes * navg 1 byte * nminif_part l 2 l 4 bytes * nlgpartll 2 l 8 bytes * inc 27 _part l 2 l 8 bytes inc 38 _part l 2 l 8 bytes * inc 38 _ 2 a_partl 2 l 39 bytes */ Idefine SH 27 #define SH 2 11 define MASK (-( 2 ^SH-1) Idefine MASK 2 (-( 2 'SH 2-1)) npart 1 if (one-part scan) nminifpart lol ceil((thetadmax thetad min) / deltathetaminif) e 2 se npart 2 if (forward scan) nminif partto O l ceil ((thetadmax thetadmin) / delta thetaminif) else nminif_part l O l ceil((thetacutoff theta dmin) delta theta-minif) } nminifpartllll ceil((thetadmax thetadmni) / deltathetaminif) for ( p O; p < npart; p++) /* for each part of the scan */ { lminif p * nminif partlpl /* minified view line num-at start of part '/ nlgpartlpl round(((alglp l * lminif + blglpl) * lminif + clgfpl) * 2 ^SH) flttemp (alglpl * ( 2 m lminif + 1) + blglpl ' 2 ^SH inc 27 _partlpl truncate(flttemp) inc 38 partlpl round((flttemp inc 27 _partlpl) * 2 ^SH 2) inc 38 2 apartlpl round( 2 * alglpl * 2-(SH+SH 2)} /* * Perform angular pixel aspect ratio correction Thus is done by the GES

front-end electronics.

for ( p 0, lminif 0, remn O; lminif < nminif partlpl; p++) { /S get parameters for this part of scan '/ nminif nminifpartip) nlg nglpartlpi inc 27 inc 27 _partlpl inc 38 inc 38 _partlpl inc 38 2 a inc 38 2 a partlp) /* create minified view lines '/ for (; lminif < nminif; lminif++) { nlgplus rem nlg + rem nlgplus remplus half nlgplusrem + 2 ^(SH-1) nlginteger = nlgplus rem plushalf >> SH if ( nlg_integer < 1) nlginteger = 1 / at this point use navg, nlginteger to do averaging '/ rem nlgplus rem (nlgplusremplushalf & MASK) inc 27 + inc 38 >> SH 2 nlg + inc 27 inc 38 inc 38 & MASK 2 inc 38 + inc 38 _ 2 a 6.0 Conclusion Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemples préférentiels et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Ces différentes variantes pourront être mieux comprises à la lecture de l'échelle de classement de possibilités d'interprétation des images (IIRS) considérées dans la suite. Echelle de classement de possibilités d'interprétation des images (IIRS) Catégorie O Inutilisable pour l'interprétation à cause d'une couverture nuageuse, d'une mauvaise résolution, etc. Catégorie 1 Distance résolue au sol: supérieure à 9 m Détecte la présence d'un grand aéronef dans un terrain d'aviation Détecte les navires de surface Détecte les ports et avant- ports (y compris les jetées et magasins) Détecte les dépôts et ateliers ferroviaires Détecte les côtes et les plages de débarquement Détecte les sous-marins en surface Détecte les zones d'entraînement des forces terrestres d'artillerie blindée Reconnaît les zones urbaines Reconnaît le terrain Catégorie 2 Distance résolue au sol: 4,5 à 9 m Détecte les ponts Détecte les installations des forces au sol (y

compris les terrains d'entraînement, les bâtiments adminis-

tratifs et de logement, les bâtiments de garage de véhi-

cules et les zones de garage de véhicules Détecte les installations des terrains d'aviation

(compte avec précision tous les aéronefs de grande dimen-

sion par type, avec aile perpendiculaire ou aile delta) Reconnaît les ports et avant-ports (y compris les grands navires et les bassins de radoub) Catégorie 3 Distance résolue au sol: 2,5 à 4,45 m

Détecte les équipements de communications (radio-

radar) Détecte les entrepôts (artillerie ou autre) Détecte et compte avec précision tous les aéronefs quel que soit leur type de voilure Détecte les quartiers généraux

Détecte les emplacements d'engins sol-sol et sol-

air (y compris les véhicules et autres équipements) Détecte les champs de mines à terre Reconnaît les ponts Reconnaît les navires de surface (distingue un croiseur d'un destroyer d'après la dimension relative et la configuration de la coque) Reconnaît les côtes et plages de débarquement Reconnaît les dépôts et ateliers ferroviaires Identifie les installations des terrains d'aviation Identifie les zones urbaines Identifie le terrain Catégorie 4 Distance résolue au sol: 1,2 à 2,5 m Détecte les roquettes et l'artillerie Reconnaît les unités de troupes Reconnaît un aéronef tel qu'un Fagot/Midget lorsqu'il est déployé seul

Reconnaît les emplacements d'engins (SSM/SAM).

Distingue les types d'engins par la présence et la position relative des voilures et ailettes de réglage Reconnaît les éléments d'armes nucléaires Reconnaît les champs de mines à terre Identifie les ports et avant-ports Identifie les dépôts et ateliers ferroviaires Identifie les camions des installations des forces

au sol, sous forme de camions bâchés, de camions à plate-

forme ou de fourgonnettes Identifie un hélicoptère Kresta par la plateforme qui se trouve au niveau de la queue d'un hélicoptère Kresta

II qui a une plate-forme surélevée (le niveau de la plate-

forme au-dessus de la queue se trouve au niveau de la plate-forme principale) Catégorie 5 Distance résolue au sol: 0,75 à 1,2 m Détecte la présence d'ailettes ou du numéro de désignation et de l'élément de désignation alphabétique du pays sur les voilures des gros aéronefs de commerce ou de fret (les caractères alphanumériques ayant une hauteur d'au moins 90 cm) Reconnaît les quartiers généraux Identifie un char de combat déployé seul aux installations des forces à terre, sous forme d'un char léger ou d'un char lourd-moyen Effectue l'analyse technique sur les installations des terrains d'aviation Effectue l'analyse technique des zones urbaines Effectue l'analyse technique du terrain Catégorie 6 Distance résolue au sol: 40 à 75 cm Reconnaît les équipements radio et radar Reconnaît les réserves (artillerie et autres) Reconnaît les roquettes et l'artillerie Identifie les ponts Identifie les unités de troupes

Identifie l'avion Fagot ou Midget par la configu-

ration de l'habitacle lorsqu'il est déployé seul Identifie les équipements suivants des forces au

sol les chars T-54/55, les transports blindés de per-

sonnel BTR-50, un canon AA de 57 mm.

Identifie par type les installations RBU (par exemple de la série 2500), les tubes lance-torpilles (par exemple de 53,34 cm), et les lanceurs d'engins sol-air "Kanin DDG", "Krivac DDGSP" ou "Kresta II" Identifie un sous-marin de classe Roméo par la présence du carénage d'aspiration et d'échappement de schnorchell Identifie un sous-marin de la catégorie Wiskey par l'absence de carénage et d'échappement Catégorie 7 Distance résolue au sol: 20 à 40 cm Identifie les équipements de radar Identifie les éléments électroniques principaux par type sur "Kilden DDGS" ou "Kashim N DLG" Identifie les quartiers généraux Identifie les champs de mines au sol

Identifie la configuration générale d'un sous-

marin SSBN/SSGN comprenant la disposition relative d'un ou plusieurs périscopes et de l'appareillage électronique et de navigation principale

Effectue l'analyse technique des ports et avant-

ports

Effectue l'analyse technique des dépôts et ate-

liers ferroviaires Effectue l'analyse technique des routes Catégorie 8 Distance résolue au sol: 10 à 20 cm Identifie les réserves logistiques (artillerie et autres) Identifie les roquettes et l'artillerie Identifie un aéronef Identifie les emplacements d'engins (SSM/SAM) Identifie les navires de surface Identifie les véhicules Identifie les sous-marins en surface (y compris les éléments tels que les guides élévateurs de lancement d'engins "Echo II SSGN" et les principaux équipements de navigation et électroniques par type) Identifie, sur un hélicoptère "Kresta IV", la configuration des principaux éléments de l'appareillage électronique important et des plus petits appareils élec- troniques par type Identifie les membres (bras et jambes) d'un individu Effectue l'analyse technique des ponts Effectue l'analyse technique des unités de troupes Effectue l'analyse technique des côtes et plages de débarquement Catégorie 9 Distance résolue au sol: moins de 10 cm Identifie en détail la configuration d'un frein à l'embouchure d'un canon D-30 Identifie en détail, sur un "Kilden DDGS", la configuration des tubes des torpilles et les montures des canons AA (y compris les détails du canon) Identifie en détail la configuration d'une voilure de "Echo II SSGN" y compris la configuration détaillée de

l'équipement électronique de communications et de l'équi-

pement de navigation Effectue l'analyse technique de l'appareillage radioélectrique et radar

Effectue l'analyse technique des réserves logis-

tiques (artillerie et autres) Effectue l'analyse technique des roquettes et de l'artillerie Effectue l'analyse technique des emplacements d'engins Effectue l'analyse technique des éléments d'armes nucléaires Dans les catégories qui précèdent, on a utilisé

certains termes et définitions On les définit maintenant.

La "distance résolue au sol" est la distance (GRD) de l'élément cible test minimal résolue au sol Dans un système qui donne une distance GRD de 30 cm, la plus petite barre de la cible d'essai qui peut être distinguée dans le meilleur des cas a une dimension physique de 15 cm (Une cible de test à trois barres a été utilisée pour la déter-5 mination de la distance GRD puis pour l'étalonnage de l'échelle de classement des possibilités d'interprétation

des images). La "résolution au sol", utilisée pour l'interpréta- tion photographique, est une estimation numérique subjec-

tive de la taille limite des objets au sol dont une image est formée sur le film Elle ne nécessite pas une cible d'essai pour sa détermination et ne peut pas égaler la distance de résolution au sol Le degré de détection, de reconnaissance et d'identification des objets au sol par un

individu le conduit à estimer une résolution au sol.

La "détection", dans l'interprétation des images, est la découverte de l'existence d'un objet, mais sans

reconnaissance de l'objet.

La "reconnaissance" est la détermination d'une

manière quelconque du caractère ami ou ennemi de l'indivi-

dualité d'un autre ou de plusieurs autres objets tels qu'un aéronef, des navires, des chars de combat ou d'un phénomène

tel que des diagrammes de communications ou électroniques.

Une "identification", en interprétation des images, est la distinction entre les objets de type ou de classe particulière. L'"analyse technique" est la possibilité de décrire avec précision une caractéristique, un objet ou un élément

dont une image est formée sur un film.

Tableau 5

Dimensions minimales des objets au sol N Type de cible 1 Ponts 2 Equipements de communications 3 Réserves logistiques (POL et Art) 4 Unités (bivouac, en convoi) Installations de champ d'aviation 6 Roquettes, engins et artillerie 7 Aéronefs 8 Quartier général 9 Emplacements d'engins (SSM/SAM) Navires de surface 11 Eléments d'armes nucléaires 12 Véhicules 13 Champs de mines terrestres 14 Ports et avant- ports Côtes et plages de débarquement 16 Chemins de fer, dépôts et ateliers ferroviaires 17 Routes 18 Zones urbaines 19 Terrain Détection 6, 1 m 3,05 m 6,1 m 6,1 m 0,9 m 4,6 m 3,05 m 3,05 m ,25 m 2,4 m 1,5 m 3,05 m ,5 m ,25 m ,25 m 6,1 m 16 m

non appli-

cable 7,6 m

Reconnais-

sance 4,6 m 0,6 m 2,13 m 4,6 m 0,6 m 1,5 m 0,9 m 1,5 m 4,6 m 1,5 m 0,6 m 1,5 m 6,1 m 4,6 m 4,6 m 4,6 m ,25 m 91,5 m

Identifi-

cation 1,5 m 0,15 m 0,6 m 3,05 m 0,15 m 0,15 m 0,3 m 0,15 m 0,15 m 0,3 m 0,15 m 0,3 m 1,5 m 0,6 m 1,5 m 1,5 m 3,05 m 3,05 m Analyse technique 0,3 m ,4 m 152 mm 0,15 m 38 mm 38 mm 76 mm 38 mm 38 mm 12,67 mm 38 mm 76 mm 0,38 m 152 mm 0,38 m 0,38 m 0,76 m 0,76 m Sous-marins en surface K> M w (O (O o> 0, 15 m 25,4 m 4,6 m

LEGENDES DES FIGURES

FIGURE 3

302: déterminer les paramètres de fonctionnement 303: déterminer la vitesse de balayage non linéaire 304: balayer la caméra à la vitesse voulue 306: focaliser l'image de la scène sur la barrette et donner un signal qui représente la scène 308: traiter le signal afin qu'il forme une image numérique de la scène 310: corriger le rapport d'allongement des éléments d'image 312: afficher l'image traitée

FIGURE 5

502: déterminer le temps de balayage utilisé tsus 504: calculer la fréquence de lignes lr 506: déterminer le temps de fin de trame tend 508: est-ce que la valeur lr voulue est inférieure ou égale à la valeur lrmax ? 510: faire varier la fréquence de balayage afin que la distance GSD en direction transversale reste constante

FIGURE 6

602: calculer l'inclinaison de la distance inclinée P 604: calculer la durée du cycle t 606: calculer le temps de balayage ts 608: calculer le temps du balayage réel utilisé tsus

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Ensemble de reconnaissance électro-optique panoramique à balayage sectoriel à grande distance d'une scène, la reconnaissance étant réalisée à des vitesses élevées de balayage pour une distance déterminée de résolution au sol et un recouvrement déterminé vers l'avant, caractérisé en ce qu'il comprend: ( 1) une barrette ( 704) placée dans un plan focal et

destinée à détecter une image de la scène et à la trans-

former en une représentation de charges électroniques de l'image, ( 2) une unité électronique principale ( 706) couplée à la barrette et destinée à transformer la représentation des charges électroniques en un signal numérique de données d'image, ce signal de données étant une représentation numérique de l'image, ( 3) un premier dispositif ( 702) couplé à la barrette et destiné à focaliser une partie de la scène sur la barrette, ladite partie de la scène étant délimitée par une projection de la barrette, ( 4) un second dispositif couplé au premier et destiné à balayer la projection de la barrette sur la scène avec une vitesse non linéaire de balayage, ( 5) un troisième dispositif couplé au second et destiné à déterminer ladite vitesse non linéaire de balayage, et ( 6) un quatrième dispositif ( 434) couplé à l'unité électronique principal et destiné à traiter le signal numérique de données d'image pour former un signal d'image visible représentant une image corrigée, l'image corrigée ayant un rapport d'allongement d'élément d'image qui est corrigé afin que les effets de la vitesse non linéaire de

balayage soient supprimés.

2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un aéronef destiné à supporter la barrette ( 704) dans le plan focal, l'unité électronique principale ( 706) ainsi que le premier, le second et le

troisième dispositif.

3 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 436) couplé au quatrième dispositif et destiné à afficher l'image corrigée.

4 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un cinquième dispositif ( 708) couplé à la barrette ( 706) et destiné à comprimer le signal numérique de données d'image pour la formation d'un signal numérique comprimé de données d'image, et un sixième dispositif couplé au cinquième dispositif et destiné à décomprimer les données numériques comprimées d'image afin

qu'il restitue le signal numérique de données d'image.

5 Procédé d'optimisation d'une reconnaissance électro-optique panoramique à balayage sectoriel à grande distance d'une scène à partir d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: ( 1) la détermination d'une vitesse de balayage de caméra et d'une vitesse de lecture d'une barrette ( 704)

placée dans un plan focal, pour un niveau voulu de perfor-

mances lors du fonctionnement, ( 2) la détermination d'une vitesse non linéaire de balayage lorsque la vitesse de balayage dépasse un niveau de seuil, ( 3) le balayage de la scène par la caméra à ladite vitesse non linéaire de balayage déterminée dans l'étape ( 2), ( 4) la focalisation d'une image de la scène balayée dans l'étape ( 3) sur la barrette placée dans le plan focal et la transformation de l'image en un signal électronique qui représente la scène, et ( 5) le traitement du signal électronique pour la création d'une image numérique de la scène, le traitement

comprenant une étape de correction d'un rapport d'allon-

gement d'élément d'image de l'image numérique afin que les effets de la vitesse non linéaire de balayage soient supprimés.

6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'affichage de l'image corrigée.

7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première étape ( 1)comprend les étapes suivantes: (a) la détermination d'un temps réel de balayage utilisée, (b) la détermination d'une fréquence de lignes de l'ensemble, (c) le calcul du nombre de lignes dans un balayage, le calcul étant réalisé avec le temps réel de balayage déterminé dans l'étape (a) et la fréquence de lignes de l'ensemble déterminée dans l'étape (b), et (d) la détermination d'un temps de fin de trame sous forme du rapport du nombre de lignes d'un balayage à la

fréquence de lignes.

8 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première étape ( 1)comprend les étapes suivantes: (a) la détermination d'un temps réel de balayage utilisé, (b) la détermination d'un nombre voulu de lignes dans un balayage,

(c) le calcul d'une fréquence de lignes de l'en-

semble sous forme du rapport du nombre de lignes déterminé

dans l'étape (b) au temps réel de balayage utilisé déter-

miné dans l'étape (a), et (d) la détermination d'un temps de fin de trame sous forme du rapport du nombre de lignes au cours d'un balayage

à la fréquence de lignes.

9 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape ( 2) comprend les étapes suivantes (a) le calcul d'une distance d'échantillonnage au sol en direction transversale, (b) le calcul d'une vitesse angulaire de balayage nécessaire pour que la distance d'échantillonnage au sol en direction transversale reste constante, (c) le calcul d'un angle d'abaissement de caméra en fonction du temps, d'après la vitesse angulaire de balayage, et (d) la différentiation de l'angle d'abaissement calculée dans l'étape (c) afin qu'une vitesse non linéaire

de balayage soit obtenue.

10 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape ( 2) comprend les étapes suivantes: (a) le calcul d'une distance d'échantillonnage au sol en direction nécessaire pour que la distance globale d'échantillonnage au sol reste constante, (b) le maintien de la distance d'échantillonnage au sol en direction transversale à une valeur constante pour les grands angles d'abaissement, (c) le calcul d'une vitesse angulaire de balayage nécessaire au maintien de la distance d'échantillonnage au sol en direction transversale, (d) le calcul d'un angle d'abaissement de caméra en fonction du temps d'après la vitesse de balayage angulaire, et (e) la différentiation de l'angle d'abaissement calculé dans l'étape (c) pour l'obtention d'une vitesse de

balayage non linéaire.

11 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cinquième étape ( 5) comprend les étapes suivantes: (a) la dérivation d'une correction pour le rapport d'allongement de l'élément d'image de l'image numérique, et (b) l'exécution de la correction afin que le rapport

d'allongement des éléments d'image soit corrigé.

12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape (a) comprend les étapes suivantes: (i) le calcul d'un facteur de formation de moyenne pour la création d'images réduites, (ii) le calcul d'un angle de groupe de lignes sous forme du produit du facteur de formation de la moyenne et d'un angle de détecteur,

(iii) la détermination d'une approximation polyno-

miale du temps d'ordre trois en fonction d'un angle balayé depuis le début du balayage, et (iv) la détermination d'un groupe de lignes à résolution maximale en fonction de l'angle du groupe de lignes et par utilisation du polynôme du troisième ordre, et l'étape (b) comprend les étapes suivantes (i) l'évaluation du groupe de lignes de résolution maximale,

(ii) l'arrondissement du groupe de lignes de résolu-

tion maximale à la valeur entière la plus proche, et (iii) l'addition de l'amplitude d'arrondissement à une valeur suivante du groupe de lignes à résolution maximale.