FR2942062A1

FR2942062A1 - Systemes et procedes de detection d'objets

Info

Publication number: FR2942062A1
Application number: FR0900614A
Authority: FR
Inventors: Frederic Chazallet
Original assignee: SHAKTIWARE
Current assignee: SHAKTIWARE
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-13

Abstract

L'invention concerne un système de détection d'un objet ou animal (27), qui comporte un imageur (14) fixe, un module (17) comportant une source de rayonnement rouge ou infrarouge ainsi qu'un dispositif de suivi sensible au rayonnement émis par la source et réfléchi ou diffusé par l'objet ou animal. Le module (17) est orientable par rapport à l'imageur (14), de sorte que la source et le dispositif de suivi peuvent être pointés dans une direction correspondant à une partie d'une image délivrée par l'imageur, afin de déterminer par télémétrie la dimension d'un candidat apparaissant dans la partie d'image, et afin de détecter si ce candidat correspond à un objet ou animal déterminé.

Description

Description DOMAINE TECHNIQUE La présente invention est relative à des systèmes et procédés de détection d'objets. :5 ETAT DE LA TECHNIQUE La présente invention est particulièrement relative à un système de détection et de surveillance de la présence d'objets ou animaux pouvant dégager de la chaleur, à l'intérieur d'une aire à surveiller, notamment à l'intérieur d'une aire de transit incluant ou avoisinant une clôture ou 10 une frontière. L'invention s'applique notamment à un système de détection et de suivi vidéo de la présence et du déplacement d'êtres humains à l'intérieur d'une zone à surveiller de jour comme de nuit. La détection de présence - et le suivi du déplacement - d'êtres 15 humains a fait l'objet de nombreuses recherches et fait appel à des techniques diverses, en particulier à des caméras de surveillance sensibles à la lumière visible, i.e. dans la plage des longueurs d'onde allant d'environ 400 nanomètres à environ 750 nanomètres, ou à des caméras sensibles au rayonnement infra rouge pour permettre une 20 vision nocturne. Il a été également proposé de combiner ces deux moyens en fusionnant des images obtenues par un imageur matriciel sensible à la lumière visible, avec des images obtenues par un imageur matriciel sensible au rayonnement infra rouge. 25 De telles fusions d'images font appel à des procédés de calcul cornplexes permettant notamment de corriger l'erreur de parallaxe résultant de la distance séparant les imageurs, de tenir compte des différences entre les propriétés des systèmes optiques respectifs des deux imageurs, et/ou de la différence entre les résolutions respectives des 30 imageurs matriciels, la résolution d'un imageur infrarouge étant généralement inférieure à celle d'un imageur dans le domaine visible.

Les imageurs matriciels sensibles au rayonnement infra rouge sont généralement coûteux et complexes, notamment dans le cas d'imageurs comportant une matrice de (micro)bolomètres. La détermination d'une présence humaine à partir d'images fait également appel à des procédés de calcul complexes en raison notamment de la diversité des formes sous lesquelles peut apparaître un humain dans une image. Ces procédés nécessitent généralement une procédure de calibrage par apprentissage afin de déterminer des niveaux - ou seuils - de déclenchement à partir desquels un signal de détection de présence humaine devra être émis. Malgré leur sophistication, les systèmes de détection automatique de la présence d'un objet ou d'un humain - ou autre animal - à partir de l'analyse d'images délivrées par une caméra, produisent fréquemment de fausses alarmes. EXPOSÉ DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de proposer des procédés et systèmes de détection d'objets ou animaux qui soient améliorés et/ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes ou inconvénients des procédés et systèmes de détection connus. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un système de détection d'un objet ou animal, qui comporte un imageur fixe, un module comportant une source de rayonnement rouge ou infrarouge ainsi qu'un dispositif de suivi sensible au rayonnement émis par la source et réfléchi ou diffusé par l'objet ou animal ; le module est orientable par rapport à l'im.ageur de sorte que la source et le dispositif de suivi peuvent être pointés dans une direction correspondant à une partie d'une image délivrée par l'imageur afin de déterminer par télémétrie la dimension d'un candidat apparaissant dans ladite partie d'image, et afin de détecter si ce candidat correspond à un objet ou animal déterminé.

La source et le dispositif de suivi sensible au rayonnement émis par la source peuvent ainsi être utilisés pour déterminer l'éloignement et les dimensions d'un objet ou animal candidat détecté par analyse des images délivrées par l'imageur, et le cas échéant pour déterminer la température de ce candidat ; ces données - de dimension et de température - peuvent être utilisées pour confirmer ou infirmer la présomption de présence de l'objet ou animal recherché, dans les images délivrées par l'imageur. Selon des modes de réalisation de l'invention : - le dispositif de suivi peut comporter un capteur thermique comportant un seul ou deux détecteurs sensibles au rayonnement infra rouge émis par l'objet ou animal, afin de déterminer la température d'un candidat apparaissant dans ladite partie d'image ; ce(s) détecteur(s) peu(ven)t être choisi(s) parmi une (des) thermopile(s), un (des) bolomètre(s), ou un (des) détecteur(s) pyroélectrique(s), ou bien parmi un (des) détecteur(s) photoémissif(s), un (des) détecteur(s) photoconducteur(s), ou un (des) détecteur(s) photovoltaïque(s) ; - le spectre d'émission de la source peut présenter un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 600 nanomètres à environ 750 nanomètres, pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 750 nanomètres à environ 1500 nanomètres, ou bien pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 1500 nanomètres à environ 15000 nanomètres ; - l'inclinaison mutuelle des axes de visée respectifs de la source et du capteur thermique peut être modifiable par le biais d'un actionneur - piézoélectrique par exemple - agencé pour provoquer un déplacement mutuel (relatif) de la source par rapport au capteur, et/ou un déplacement d'un composant optique- tel qu'un miroir - disposé sur l'axe optique de la source ou du capteur, de sorte que l'on peut faire varier la distance séparant le module du point d'intersection de ces axes de visée ; - le dispositif de suivi peut comporter un masque ou diaphragme fixe ou mobile, sensiblement centré sur l'axe optique du capteur (36) ; en particulier, un masque déplaçable permet de faire varier la surface rayonnante d'un objet visé vue par le capteur thermique, et permet ainsi de déterminer approximativement la surface de l'objet rayonnant; - le module orientable peut comporter un objectif optique commun à la source et à une partie au moins du dispositif de suivi ; cet objectif optique peut comporter un télescope de type Cassegrain ; les composants optiques de l'objectif peuvent être revêtus d'une pellicule d'or ; - le module orientable peut comporter un ou deux séparateur(s) de faisceau ; - le système peut comporter une tourelle supportant le module et arrangée pour pouvoir le faire tourner selon deux axes de rotation sensiblement perpendiculaires, ainsi qu'une unité de traitement de données reliée à la tourelle pour commander la rotation du module, afin de balayer un angle solide correspondant à ladite partie d'image - le dispositif de suivi peut comporter un imageur dont la résolution est inférieure ou égale à celle de l'imageur fixe ; - l'imageur fixe peut être sensible à la lumière visible. Selon un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un système de télédétection qui comporte un capteur matriciel - ou imageur - sensible à la lumière visible, un capteur de rayonnement sensible au rayonnement infra rouge ainsi qu'un émetteur de rayonnement rouge ou infra rouge solidaire du capteur de rayonnement ; le capteur de rayonnement et l'émetteur sont mobiles en rotation par rapport à l'imageur selon deux axes de rotation sensiblement orthogonaux, les axes de visée respectifs de l'émetteur et du capteur étant proches et sensiblement parallèles, de sorte que le capteur de rayonnement et l'émetteur peuvent être pointés dans une direction correspondant à la position, en site et azimut, d'une partie d'image formée par l'imageur, afin de déterminer la dimension et la température d'un candidat apparaissant dans ladite partie d'image, et afin de détecter si ce candidat correspond à un objet ou animal déterminé. Ce système peut comporter : - l'imageur qui est solidaire d'un support, en particulier d'un mât ; - l'émetteur d'un faisceau laser qui est monté mobile en rotation par rapport au support selon un premier axe de rotation sensiblement vertical et selon un second axe de rotation sensiblement horizontal ; - des actionneurs agencés pour entraîner en rotation l'émetteur et le capteur de rayonnement selon lesdits premier et second axes ; et - une unité de traitement de données qui est reliée à l'imageur fixe pour en recevoir des images du champ observé par l'imageur, et qui est arrangée pour déterminer une partie de ces images susceptible de correspondre à l'objet ou animal déterminé ; l'unité de traitement de données est également reliée aux actionneurs pour commander le pointage de l'axe de visée de l'émetteur et du capteur de rayonnement dans la direction correspondant à la partie d'image déterminée ; l'unité de traitement de données est également reliée à l'émetteur et au capteur de rayonnement pour en recevoir des signaux/données représentatifs de l'éloignement de la partie de la scène visée par ceux-ci et des signaux/données représentatifs de la température de cette partie de la scène ; et l'unité de traitement est arrangée pour déterminer les dimensions de cette partie de la scène à partir des signaux/données de distance, et pour déterminer si cette partie de la scène est - ou contient - l'objet ou animal recherché, en fonction notamment de ses dimensions et de sa température. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé de détection d'un objet ou animal dans une zone, qui comporte les opérations suivantes : - obtenir une image de la zone par un imageur; - analyser l'image pour déterminer une partie de l'image contenant un candidat susceptible de correspondre à l'objet ou animal; - pointer (en site et azimut) une source de rayonnement rouge ou infrarouge dans au moins une direction correspondant à la partie de l'image et déterminer, par télémétrie, l'éloignement et/ou au moins une dimension du candidat; et - déterminer si le candidat correspond à l'objet ou animal recherché en fonction (notamment) de l'éloignement ou dimension du candidat. Selon des modes de réalisation de l'invention, le procédé comporte les opérations suivantes : - pointer (en site et azimut) un capteur sensible au rayonnement infrarouge, dans ladite direction, et déterminer la température du candidat en fonction du rayonnement infrarouge reçu selon cette direction ; et - déterminer si le candidat correspond à l'objet ou animal 15 recherché en fonction (notamment) de l'éloignement - ou dimension - et de la température du candidat. On peut déterminer l'éloignement du candidat en fonction de la position, dans une image délivrée par un imageur orientable, de la partie de la scène réfléchissant le rayonnement émis par la source, l'imageur 20 orientable étant solidaire de la source et présentant un axe optique - de visée ou pointage - incliné d'un angle par rapport à l'axe optique- de visée ou pointage - de la source, la valeur de l'angle étant inférieure à un degré, en particulier de l'ordre de 0,01 degré à 0,1 degré. On peut synchroniser l'émission d'un rayonnement par la source 25 et l'acquisition d'images par l'imageur orientable, de façon à obtenir successivement, pour une direction déterminée de pointage de l'imageur orientable, une première image dénuée de la portion diffusée ou réfléchie par la scène du rayonnement de la source, ainsi qu'une seconde image de la même scène comportant la portion diffusée ou réfléchie par la 30 scène du rayonnement de la source ; on peut alors comparer - en les soustrayant par exemple - ces deux images de la même scène pour déterminer ladite position de la partie de scène réfléchissant ou rétro diffusant le rayonnement. Pour déterminer l'éloignement du candidat, lorsque le capteur thermique comporte deux détecteurs sensibles au rayonnement infrarouge qui sont sensiblement identiques et coplanaires et qui sont disposés symétriquement - de part et d'autre - par rapport à l'axe optique- de visée ou pointage - du capteur, on peut déterminer une différence entre le rayonnement reçu par chacun des deux détecteurs en réponse au rayonnement émis par la source.

L'invention permet de réaliser simplement un système de détection et de suivi d'objets mobiles ou d'animaux à l'intérieur d'une zone à surveiller. D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante qui se réfère aux figures annexées et illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est un schéma illustrant en vue de coté un système de détection selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 2 est un schéma illustrant un module orientable de scrutation/poursuite selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est un schéma illustrant un module orientable de scrutation selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 4 est un schéma illustrant un module orientable de 25 scrutation selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 5 est un schéma illustrant un module orientable de scrutation selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 6 est un schéma illustrant en vue de face un capteur infrarouge d'un module orientable de poursuite selon un mode de 30 réalisation de l'invention.

La figure 7 est un schéma illustrant en vue de face un capteur infrarouge d'un module orientable de poursuite selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 8 est un schéma illustrant une image délivrée par un 5 imageur d'un module orientable de scrutation selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 9 est un schéma illustrant une image délivrée par un imageur fixe selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 10 est un schéma illustrant un module orientable de 10 scrutation selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 11 est un schéma illustrant un module orientable de scrutation selon un autre mode de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Par référence à la figure 1 notamment, les systèmes et procédés 15 selon l'invention permettent d'effectuer une détection et une surveillance du déplacement sur le sol 24 d'objets ou animaux 27, à l'intérieur d'une zone 29 observée par une caméra 14 sensible à la lumière visible et le cas échéant dans les longueur d'onde correspondant au proche infra rouge ( IR ). 20 L'invention permet d'optimiser le rapport performance/coût pour la détection de présence et de mouvement humain notamment, en combinant l'analyse des images vidéo délivrées par la caméra 14 à des données télémétriques et le cas échéant de température, qui sont délivrées par un module 17 orientable et servent à lever le doute 25 entachant les résultats obtenus par l'analyse des images. L'imageur 14 sensible au rayonnement visible ou proche IR présente de préférence une résolution supérieure ou égale à 4 millions de pixels. Le module orientable 17 de scrutation de la zone 29 couverte par 30 la caméra fixe 14, peut comporter une camera 35 permettant notamment d'effectuer un suivi manuel ou automatique et de zoomer sur une partie de la zone 29 dans laquelle une présence est suspectée.

Pour permettre un suivi/traitement automatique, le système de levée de doute comporte une tourelle 15, 16 supportant le module 17 comportant un dispositif télémétrique, et le cas échéant la caméra de suivi 35 et/ou un capteur thermique.

La télémétrie permet de déterminer la distance de l'objet suspect et de calculer une surface ou dimension équivalente. Cela fournit ainsi un premier niveau de discrimination pour l'élimination de candidats obtenus par l'analyse d'images de la caméra fixe, dont la taille ne correspond pas à la taille des objets/animaux recherchés.

Un deuxième niveau de discrimination pour la levée de doute peut être obtenu en effectuant un suivi télémétrique d'un candidat et par l'observation de son déplacement. Ce suivi peut être corrélé avec les images vidéo et offre une précision supérieure à un simple traitement d'image pour des objets/candidats éloignés.

De plus, l'utilisation d'une tourelle ayant une précision/ résolution de déplacement angulaire suffisamment élevée, permet également, par un déplacement angulaire de balayage , d'obtenir une image télémétrique utile pour détecter la présence des objets recherchés. La détection dans la bande visible/proche IR étant sensible au brouillard qui peut dégrader la portée du système de détection, la tourelle peut supporter un pyromètre faisant partie du module 17 et permettant d'effectuer une mesure thermique de l'objet suspect. De la même façon que pour le capteur télémétrique, la tourelle peut alors permettre, par balayage angulaire, de recomposer une image thermique d'une partie de la zone couverte par la caméra fixe 14. La caméra fixe 14 est de préférence constituée par un appareil photographique numérique de technologie CCD qui peut délivrer des images de haute résolution avec une fréquence de capture de l'ordre de 2Hz au moins.

Pour la télémétrie, il est possible d'utiliser un émetteur comportant une diode laser visible rouge, en particulier une diode dont le spectre d'émission présente un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 600 nanomètres à environ 750 nanomètres. On utilise cependant de préférence un appareil émettant dans le proche infrarouge, en particulier un émetteur dont le spectre d'émission présente un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 750 nanomètres à environ 1500 nanomètres, ou bien dont le spectre d'émission présente un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 1500 nanomètres à environ 15000 nanomètres.

Un tel émetteur permet d'effectuer des mesures télémétriques à plus de 100 mètres, avec un retour optique inférieur à 6%, et avec une fréquence d'acquisition de l'ordre de 1 kHz à 2 kHz au moins. Le capteur thermique (repère 36 figures 2, 4, 5, 10, 11) peut être mono détecteur, avec une ouverture optique de l'ordre 1:400 par exemple, pour permettre de discriminer à une distance de 100 mètres un élément visé présentant une taille égale à 25 cm * 25 cm et présentant une différence de température d'au moins 0,5°C avec l'environnement. L'utilisation d'une tourelle de précision peut permettre, par balayage, de déterminer l'étendue d'une surface rayonnante d'un objet suspect, et donc d'affiner la levée de doute. Une telle résolution optique peut être obtenue en plaçant le capteur thermique au foyer d'une optique à miroir de type Cassegrain. La caméra de suivi 35 peut être montée sur la tourelle afin de suivre et visualiser les objets ou éléments de scène pointés par le dispositif orientable 17 de mesure télémétrique et thermique. Cette caméra peut être une caméra numérique équipée d'un module de transmission sans fil d'images et d'un zoom, et présentant une résolution de l'ordre d'un million de pixels. La tourelle permet de préférence des déplacements rapides, typiquement de l'ordre de 40 degrés par seconde (40°/s) à 100°/s, et présente de préférence une précision/résolution de l'ordre de 0,03° ou moins, ce qui permet d'obtenir une résolution du déplacement (linéaire) du faisceau télémétrique qui est de l'ordre de 5 centimètres (5 cm) à une distance de 100 mètres. Dans la configuration illustrée figure 1, le capteur fixe d'imagerie visible 14 et la tourelle 15, 16 supportant le module 17 de scrutation 5 sont suspendus à l'extrémité supérieure 28 d'un mat 25. La tourelle est essentiellement constituée d'une structure 15 montée pivotante selon un axe 13 vertical par rapport au mât 25, 28, et d'une structure 16 montée pivotante selon un axe 18 horizontal par rapport à la structure 15, la structure 16 recevant le module 17. 10 L'axe 22, 22a, 22b, 22c (figures 1 à 5) de visée des instruments du module 17 peut ainsi pivoter en site et en azimut, en fonction d'ordres de commande délivrés à des actionneurs (non représentés) de la tourelle. A cet effet, la tourelle est reliée par une liaison 12 sans fil, par exemple une liaison WIFI, à une unité 11 de contrôle commande telle 15 qu'un ordinateur personnel (PC); les instruments du module 17 ainsi que la caméra fixe 14 sont également reliés par de telles liaisons 10, 12 à l'unité 11 de traitement de signaux et/ ou données. L'ouverture optique 20, 21, 23 de la caméra 14 peut être de l'ordre de 80° à 90 ° par exemple, et le champ d'observation 29 couvert par la 20 caméra 14 peut s'étendre sur plusieurs centaines ou milliers de mètre carré par exemple. Le mat 25, 28 peut être équipé de plusieurs imageurs fixes et/ou de plusieurs modules orientables pour couvrir la zone 29 à surveiller. Cette zone peut être éclairée par un ou plusieurs projecteur(s) 25 suspendu(s) au mât 25, 28 et/ou à des mats complémentaires (non représentés). Le fonctionnement de l'unité 11 peut être piloté par un logiciel permettant l'envoi à distance de messages d'alerte. Selon un mode de fonctionnement, une séquence d'images 30 acquises par la caméra 14 à une fréquence de l'ordre de o,5 Hz à 10 Hz par exemple, est analysée par l'unité de traitement 11 pour rechercher dans chaque image un objet ou animal déterminé.

Un traitement simple consiste à effectuer une différence entre deux images d'une série d'images successives, ce qui peut permettre de déterminer des objets en mouvement. De nombreux autres traitements peuvent être effectués pour identifier dans des images l'objet ou animal recherché, notamment le traitement décrit dans le document Détection de la Présence Humaine par Vision Infrarouge : Application à la Gestion de l'Energie Electrique dans l'habitat , Yannick Benezeth et al, 2008, http: / /hal.archivesouvertes.fr/docs/00/25/60/15/PDF/article.pdf .

La levée de doute concernant des objets ou animaux candidats présumément détectés à l'issue de cette analyse, peut être effectuée par un opérateur visualisant les images délivrées par l'imageur 35 du module orientable. La levée de doute peut également être effectuée de façon automatique à l'aide des signaux/données délivrés par le module 17 de poursuite pointant dans la direction de la zone de la scène 29 contenant le(s) candidat(s) identifié(s) par l'analyse des images de la caméra 14. A cet effet, la tourelle peut être actionnée pour provoquer un balayage 53, par l'axe de visée 22, 22b, 22c des capteurs télémétrique et thermique du module 17, de l'angle solide correspondant à une portion 51 d'une image 50 - de la caméra 14 - contenant un objet suspect ou candidat 52 (cf. figure 9). Ce balayage permet de déterminer l'éloignement du candidat puis de calculer la surface équivalente - pour l'imageur fixe ainsi que, le cas échéant, pour l'imageur orientable et pour les capteurs télémétrique et thermique - du candidat 52, et de confirmer ou d'infirmer la présomption de détection en fonction de la surface ainsi déterminée, avant d'effectuer le cas échéant un suivi du déplacement du candidat 52. Une autre vérification peut être effectuée par analyse thermique du rayonnement infra rouge reçu dudit angle solide ; si le candidat a une taille et une température correspondant à l'objet ou animal (humain par exemple) recherché, on peut alors effectuer un suivi du flux thermique émis par ce candidat et valider la détection en envoyant une alerte. Si la température ne correspond pas, on peut effectuer le même suivi avant d'envoyer une alerte.

On peut utiliser des règles ou de la logique floue pour combiner les résultats des différentes mesures en vue de déterminer si le candidat correspond à l'objet ou animal recherché. On peut également utiliser une sommation des résultats en leur affectant différents poids/scores : la détection spatiale dans les images de la caméra 14 peut être affectée d'un poids égal à un premier nombre nO de points ; si cette détection est confirmée par une surface équivalente (obtenue par télémétrie) qui correspond à l'objet recherché, on peut additionner au premier nombre un second nombre n 1 de points ; si le déplacement du candidat obtenu par son suivi temporel (télémétrique et/ou thermique) est cohérent avec un déplacement normal de l'objet recherché, on peut additionner encore un troisième nombre n2 de points pour ce candidat, et retrancher un quatrième nombre n3 si au contraire le suivi temporel n'est pas cohérent avec un déplacement normal.

De la même façon, si la température déterminée à partir du flux thermique émis par le candidat correspond à la température normale de l'objet recherché, on peut additionner encore un cinquième nombre n4 de points pour ce candidat, et retrancher un sixième nombre n5 si au contraire la température mesurée ne correspond pas à la température attendue pour l'objet recherché. En fonction du score total obtenu, on peut commander ou non l'envoi d'une alerte signalant la détection de l'objet ou animal recherché. On peut compléter cette sommation/pondération en affectant des scores variant selon les éventuelles cartographies télémétriques et thermiques. On peut également provoquer un mode de veille télémétrique et/ou thermique d'un trajet déterminé à l'intérieur de la zone 29, dans lequel on actionne la tourelle de manière à ce que l'axe 22, 22a, 22b, 22c de visée des instruments du module 17 suive ce trajet, et on commande l'acquisition de mesures, en particulier de mesures télémétriques, à une fréquence adaptée, en particulier à une fréquence de l'ordre de 1 kHz.

On peut ainsi obtenir une série de mesures successives correspondant à des points du sol 24 qui sont espacés deux à deux d'une distance de l'ordre de quelques centimètres ou décimètres par exemple. Pour déterminer un parcours/trajet à surveiller, on peut pointer le l0 module orientable sur un objet ou animal représentatif de l'objet ou animal à détecter, provoquer ensuite le déplacement de cet animal ou objet le long d'un parcours et mémoriser les données acquises par les différents capteurs au cours de ce déplacement. Ensuite, le système de commande 11 peut provoquer un balayage 15 thermique et télémétrique correspondant au parcours mémorisé. Si on détecte un flux thermique ou un relevé télémétrique différent, on peut alors passer en phase surveillance/suivi comme décrit précédemment. Par référence aux figures 10 et 11 en particulier, le capteur 36 et la source 37 peuvent partager une optique commune comprenant un 20 télescope de type Cassegrain ; le télescope comporte deux miroirs sphériques 30, 31 ayant subi un traitement or qui permet de travailler en télémétrie à une longueur d'onde par exemple voisine de 635 nanomètres (nm), de 1300 nm, ou de 1500 nm, et en détection thermique, par exemple dans une bande de longueur d'onde allant de 8 25 microns environ à 14 microns environ. Un séparateur de faisceau 33, tel qu'une lame dichroïque, disposé sur le trajet optique entre le télescope d'une part, le capteur 36 et la source 37 d'autre part, permet de séparer les voies optiques pour l'émission laser (avec une voie de référence pour commencer le comptage 30 du temps de vol), la réception laser pour la mesure du temps de vol, et la réception du flux thermique émis par les objets présents dans la scène (cf. figure 11).

Un autre séparateur de faisceau 34 peut être en outre intégré au module 17 pour séparer une voie de réception de lumière visible par la caméra de suivi 35 (cf. figure 10). La télémétrie peut être effectuée dans le domaine visible ou dans l'IR. Dans le mode de réalisation du module 17 illustré figure 2, le module comporte trois appareils indépendants : un imageur matriciel 35 présentant un axe de visée 22b, un récepteur thermique 36 présentant un axe de visée 22a parallèle à l'axe 22b et séparé de ce dernier par une distance 44, et un télémètre 37 comportant une diode d'émission ainsi qu'une photodiode de réception et des circuits pour le calcul de temps de vol. Le télémètre présente un axe de visée 22c parallèle à l'axe 22b et séparé de ce dernier par une distance 45. Dans le mode de réalisation du module 17 illustré figure 3, le module comporte un imageur matriciel 35 présentant un axe de visée 22b, et un émetteur 37 d'un faisceau de télémétrie présentant un axe de visée 22c formant un faible angle 40 avec l'axe 22b et rencontrant ce dernier en un point 60 éloigné du module 17 d'une distance 41 voisine de la portée du dispositif de suivi.

Dans ce mode de réalisation, on peut déterminer (cf. figure 8) l'éloignement d'un candidat en fonction de la position 62, dans une image 70 délivrée par l'imageur orientable, de la partie 63 de la scène réfléchissant le rayonnement émis par la source 37, et en particulier en fonction de la distance 62 entre la tache 63 formée par la diffusion du faisceau de télémétrie et le centre de l'image - qui correspond à la trace de l'axe 22b dans le plan de la figure 8 - . Pour détecter plus facilement la tache 63, on peut synchroniser l'émission d'un rayonnement par la source 37 et l'acquisition d'images par l'imageur orientable 35, de façon à obtenir successivement, pour une direction déterminée de pointage de l'imageur, une première image dénuée de la tache, ainsi qu'une seconde image de la même scène comportant la tache, puis soustraire ces deux images de la même scène pour déterminer la distance 62. Dans le mode de réalisation du module 17 illustré figure 4, l'émetteur laser 37 et le capteur 36 peuvent être positionnés de telle sorte que leurs axes 22c, 22a de visée respectifs soient situés dans un plan vertical, l'émetteur et le capteur étant séparés par une faible distance (telle que celles repérées 44 et 45 figure 2). L'angle 48 formé par ces deux axes peut être ajusté pour que le faisceau émis par le laser pointe au même endroit 61 de la scène que le capteur 36, de sorte que l'impulsion lumineuse du laser réfléchie par la scène soit détectée par le capteur avec une amplitude maximale. A cet effet, l'inclinaison mutuelle des axes 22c, 22a de visée respectifs de la source et du capteur peut être modifiée par le biais d'un actionneur - piézoélectrique par exemple - (non représenté), qui est agencé pour provoquer un déplacement mutuel (relatif) de la source par rapport au capteur, et/ou un déplacement 47 d'un composant optique - tel qu'un miroir 46 - disposé sur l'axe optique de la source ou du capteur, de sorte que l'on peut faire varier la distance 41 séparant le dispositif du point d'intersection 61 de ces axes de visée, afin de l'ajuster à l'éloignement de la partie de la scène qui est visée. En commandant successivement l'émission puis l'extinction de la source laser ainsi que des mesures successives par le capteur 36, ce capteur peut être utilisé pour la mesure télémétrique par la mesure du temps de vol d'une impulsion lumineuse émise par la source, puis pour la mesure du flux thermique propre à un élément de la scène visé par ce capteur. Pour permettre d'effectuer une série de mesures lors d'un balayage rapide d'une zone d'intérêt (repère 51 figure 9) de la scène, par exemple avec une fréquence de mesure de l'ordre de mille Hertz (Hz), il est préférable d'utiliser un capteur 36 dont le(s) détecteur(s) 36a, 36b (figures 6 et 7) est (sont) un (des) détecteur(s) photoémissif(s), photoconducteur(s), ou photovoltaïque(s).

Lorsqu'un balayage plus lent est suffisant, on peut le cas échéant utiliser un capteur 36 dont le(s) détecteur(s) est (sont) une (des) thermopile(s), un (des) bolomètre(s), ou un (des) détecteur(s) pyroélectrique(s).

Une mesure télémétrique utilisant le capteur thermique 36 peut également être réalisée sans nécessiter de faire se confondre le point de la scène visé et le point 61 d'intersection des axes 22a et 22c du capteur et de l'émetteur, donc sans nécessiter d'actionneur pour déplacer l'un de ces axes, ce qui correspond à la configuration du module 17 illustré figure 5, dans laquelle l'angle 48 est fixe. Cette mesure est alors rendue possible par l'utilisation d'un capteur thermique à deux quadrants, i.e. comportant deux détecteurs 36a, 36b sensibles au rayonnement infrarouge qui sont sensiblement identiques et coplanaires et qui sont disposés symétriquement - de part et d'autre - par rapport à l'axe optique 22a - de visée ou pointage - du capteur 36, comme illustré figure 6. Par une mesure différentielle, on peut déterminer une différence entre le rayonnement reçu par chacun des deux détecteurs 36a, 36b en réponse au rayonnement émis par la source 37 ; on peut alors déterminer l'angle d'incidence, dans le plan vertical contenant les axes 22a et 22c, du rayonnement reçu, en fonction de cette différence, puis déterminer la distance de l'élément de la scène ayant diffusé/réfléchi ce rayonnement, en fonction de cet angle d'incidence. Par une mesure sommative, on peut par ailleurs estimer l'intensité 25 du flux thermique diffusé/réfléchi par cet élément, et en déduire sa température. Ces mesures peuvent être affinées en prévoyant un masque fixe ou mobile 42, 42a illustré figures 5 à 7, délimitant une ouverture centrale permettant le passage du flux à mesurer et dont la forme peut être 30 adaptée à celle du contour des objets/animaux à détecter. Un masque fixe 42 tel qu'illustré figure 7 permet d'avoir une résolution de mesure différente selon deux axes orthogonaux du plan du détecteur ; à titre d'exemple, pour la détection d'une silhouette humaine, on peut utiliser un masque présentant une ouverture centrale rectangulaire dont le rapport de sa hauteur à sa largeur est voisin de 5. Les masques 42 et 42a illustrés figure 6, qui sont mobiles selon les flèches 43 et 43a dans un plan parallèle au plan des détecteurs, permettent de conserver des tailles de détection fixes avec la distance et d'ajuster la détectivité en fonction du mode : balayage d'une zone d'intérêt déterminée par analyse d'images, ou bien poursuite d'un candidat en mouvement. l0 Par ailleurs, les masques mobiles permettent de faire varier la surface d'un objet vue par - à laquelle est sensible - le(s) détecteur(s) 36a, 36b, en faisant varier les dimensions de l'ouverture de passage du flux que ces masques délimitent, ce qui permet de déterminer approximativement la surface rayonnante de l'objet. 15

Claims

Revendications1 - Système de détection d'un objet ou animal (27), qui comporte un imageur (14) fixe, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module (17) comportant une source (37) de rayonnement rouge ou infrarouge ainsi qu'un dispositif (35, 36) de suivi sensible au rayonnement émis par la source et réfléchi ou diffusé par l'objet ou animal, le module (17) étant orientable par rapport à l'imageur (14), de sorte que la source (37) et le dispositif (35, 36) de suivi peuvent être pointés dans une direction correspondant à une partie (51) d'une image (50) délivrée par l'imageur (14), afin de déterminer par télémétrie la dimension d'un candidat (52) apparaissant dans ladite partie d'image, et afin de détecter si ce candidat correspond à un objet ou animal (27) déterminé.
2 - Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif (35, 36) de suivi comporte un capteur thermique (36) comportant un seul ou deux détecteurs (36a, 36b) sensibles au rayonnement infra rouge émis par l'objet ou animal, afin de déterminer la température d'un candidat (52) apparaissant dans ladite partie d'image.
3 - Système selon la revendication 2 dans lequel le(s) détecteur(s) est (sont) choisi(s) parmi une (des) thermopile(s), un (des) bolomètre(s), ou un (des) détecteur(s) pyroélectrique(s).
4 - Système selon la revendication 2 dans lequel le(s) détecteur(s) est (sont) choisi(s) parmi un (des) détecteur(s) photoémissif(s), un (des) détecteur(s) photoconducteur(s), ou un (des) détecteur(s) photovoltaïque(s).
5 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre d'émission de la source (37) présente un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 600 nanomètres à environ 750 nanomètres.
6 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre d'émission de la source (37) présente un maximumpour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 750 nanomètres à environ 1500 nanomètres.
7 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le spectre d'émission de la source (37) présente un maximum pour une longueur d'onde située dans une plage allant d'environ 1500 nanomètres à environ 15000 nanomètres.
8 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, dans lequel l'inclinaison mutuelle des axes (22c, 22a) de visée respectifs de la source (37) et du capteur (36) est modifiable par le biais d'un actionneur - piézoélectrique par exemple - agencé pour provoquer un déplacement mutuel (relatif) de la source par rapport au capteur, et/ou un déplacement (47) d'un composant optique (46) - tel qu'un miroir - disposé sur l'axe optique de la source ou du capteur, de sorte que l'on peut faire varier la distance (41) séparant le module (17) du point d'intersection (61) de ces axes de visée.
9 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, qui comporte un masque ou diaphragme (42) fixe sensiblement centré sur l'axe optique du capteur (36).
10 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, qui 20 comporte un masque ou diaphragme (42, 42a) mobile (43, 43a) centré sur l'axe optique du capteur (36).
11 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, qui comporte un objectif optique (30, 31) commun à la source (37) et à une partie au moins du dispositif (35, 36) de suivi. 25
12 - Système selon la revendication 11 dans lequel l'objectif optique comporte un télescope (30, 31) de type Cassegrain.
13 - Système selon la revendication 11 ou 12 dans lequel des composants optiques de l'objectif sont revêtus d'une pellicule d'or.
14 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, 30 dans lequel le module (17) comporte un ou deux séparateur(s) de faisceau (33, 34).
15 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, qui comporte une tourelle (15,
16) supportant le module (17) et arrangée pour pouvoir le faire tourner selon deux axes (13, 18) de rotation sensiblement perpendiculaires, ainsi qu'une unité (11) de traitement de données reliée à la tourelle pour commander la rotation du module (17), afin de balayer un angle solide correspondant à ladite partie d'image. 16 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans lequel le dispositif de suivi comporte un imageur (35), dont la résolution est de préférence inférieure ou égale à celle de l'imageur fixe (14), qui est utilisé pour la détermination par télémétrie de l'éloignement d'un objet ou animal candidat (52).
17 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 dans lequel l'imageur fixe (14) est sensible à la lumière visible.
18 - Système de télédétection qui comporte un capteur (14) matriciel - ou imageur - sensible à la lumière visible, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur (35, 36) de rayonnement sensible au rayonnement infra rouge ainsi qu'un émetteur (37) de rayonnement rouge ou infra rouge solidaire du capteur de rayonnement, le capteur de rayonnement et l'émetteur étant mobiles en rotation par rapport à l'imageur selon deux axes (13, 18) de rotation sensiblement orthogonaux, les axes de visée respectifs de l'émetteur et du capteur étant proches et sensiblement parallèles, de sorte que le capteur de rayonnement et l'émetteur peuvent être pointés dans une direction correspondant à la position, en site et azimut, d'une partie (51) d'image (50) formée par l'imageur (14), afin de déterminer la dimension et la température d'un candidat (52) apparaissant dans ladite partie d'image, et afin de détecter si ce candidat correspond à un objet ou animal (27) déterminé.
19 - Système selon la revendication 18 qui comporte : - l'imageur (14) qui est solidaire d'un support, en particulier d'un mât ;- l'émetteur (37) d'un faisceau laser qui est monté mobile en rotation par rapport au support selon un premier axe (13) de rotation sensiblement vertical et selon un second axe (18) de rotation sensiblement horizontal ; - des actionneurs agencés pour entraîner en rotation l'émetteur et le capteur de rayonnement selon lesdits premier et second axes ; et - une unité (11) de traitement de données qui est reliée à l'imageur fixe (14) pour en recevoir des images (50) du champ (21, 23, 29) observé par l'imageur, et qui est arrangée pour déterminer une partie (51) de ces images susceptible de correspondre à l'objet ou animal déterminé ; l'unité de traitement de données est également reliée aux actionneurs pour commander le pointage de l'axe de visée de l'émetteur et du capteur de rayonnement dans la direction correspondant à la partie d'image déterminée ; l'unité de traitement de données est également reliée à l'émetteur et au capteur de rayonnement pour en recevoir des signaux/données représentatifs de l'éloignement de la partie de la scène (29) visée par ceux-ci et des signaux/données représentatifs de la température de cette partie de la scène ; et l'unité de traitement est arrangée pour déterminer les dimensions de cette partie de la scène à partir des signaux/données de distance, et pour déterminer si cette partie de la scène est l'objet ou animal recherché, en fonction notamment de ses dimensions et de sa température.
20 - Procédé de détection d'un objet ou animal (27) dans une zone (29), caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes : - obtenir une image (50) de la zone (29) par un imageur (14); - analyser l'image (50) pour déterminer une partie (51) de l'image contenant un candidat (52) susceptible de correspondre à l'objet ou animal; - pointer (en site et azimut) une source (37) de rayonnement rouge ou infrarouge dans au moins une direction correspondant à la partie (51) de l'image (50) et déterminer l'éloignement et/ou au moins une dimension du candidat (52) ; et- déterminer si le candidat correspond à l'objet ou animal recherché en fonction (notamment) de l'éloignement ou dimension du candidat.
21 - Procédé selon la revendication 20 qui comporte les 5 opérations suivantes : - pointer (en site et azimut) un capteur (36) sensible au rayonnement infrarouge, dans ladite direction, et déterminer la température du candidat (52) en fonction du rayonnement infrarouge reçu selon cette direction ; et 10 - déterminer si le candidat correspond à l'objet ou animal recherché en fonction (notamment) de l'éloignement - ou dimension - et de la température du candidat.
22 - Procédé selon la revendication 20 ou 21 dans lequel on détermine l'éloignement du candidat en fonction de la position (62), 15 dans une image (70) délivrée par un imageur orientable (35), de la partie (63) de la scène réfléchissant ou rétro diffusant le rayonnement émis par la source (37), l'imageur (35) étant solidaire de la source (37) et présentant un axe optique (22b) - de visée ou pointage - incliné d'un angle (40) par rapport à l'axe optique (22c) - de visée ou pointage - de la 20 source (37), la valeur de l'angle (40) étant inférieure à un degré, en particulier de l'ordre de 0,01 degré à 0,1 degré.
23 - Procédé selon la revendication 22 dans lequel on synchronise l'émission d'un rayonnement par la source (37) et l'acquisition d'images par l'imageur orientable (35), de façon à obtenir successivement, pour 2:5 une direction déterminée de pointage de l'imageur orientable, une première image dénuée de la portion diffusée ou réfléchie par la scène du rayonnement de la source, ainsi qu'une seconde image de la même scène comportant la portion diffusée ou réfléchie par la scène du rayonnement de la source, et dans lequel on compare - on soustrait par 30 exemple - ces deux images de la même scène pour déterminer la position (62).
24 - Procédé selon la revendication 21 dans lequel, pour déterminer l'éloignement du candidat, le capteur (36) comportant deux détecteurs (36a, 36b) sensibles au rayonnement infrarouge qui sont sensiblement identiques et coplanaires et qui sont disposés symétriquement - de part et d'autre - par rapport à l'axe optique (22a) - de visée ou pointage - du capteur (36), on détermine une différence entre le rayonnement reçu par chacun des deux détecteurs en réponse au rayonnement émis par la source (37).