FR3036571A1 - Systeme d'acquisition d'images dedie a la realisation de sequences en time-lapse pour une surveillance environnementale et urbaine a distance - Google Patents

Abstract

Système (1) d'acquisition d'images dédié à la réalisation de séquences en time-lapse pour une surveillance environnementale et urbaine à distance, comportant un ensemble de moyens de prise d'images (2) permettant des prises de vue synchrone, caractérisé en ce qu'il comporte : - un contrôleur (3) basse consommation électrique permettant de piloter le déclenchement des moyens de prise d'images (2) pour réaliser un cliché et permettant de déterminer un état de santé du système (1) ; - au moins un moyen d'horodatage (4) de chaque image par satellite ; - un moyen de transmission (5) sans fil de données depuis le système (1) vers un serveur distant (6), lesdites données comportant au moins lesdites images et l'état de santé du système ; et - une source d'énergie (7) autonome reliée uniquement au contrôleur (3).

Description

Système d'acquisition d'images dédié à la réalisation de séquences en time-lapse pour une surveillance environnementale et urbaine à distance La présente invention concerne le domaine de la surveillance environnementale, et en particulier un système d'acquisition d'images dédiées à la réalisation de séquences en time-lapse. Une séquence en time-lapse est une suite d'images dont l'intervalle de temps de 5 visionnage entre deux images successives est beaucoup plus court que l'intervalle de temps entre l'acquisition de ces mêmes images. Une séquence en time-lapse est donc une animation vidéo réalisée par une série de photographies prises à des moments différents pour présenter en un laps de temps court l'évolution de l'objet photographié sur une période longue, d'où le nom de « séquence accélérée » également donné à ce 10 type de séquence. Ainsi, les images d'une séquence en time-lapse sont généralement des photos d'un phénomène, prises à des instants différents, de façon à suivre l'évolution du phénomène sur un long intervalle de temps, mais de façon à pouvoir l'observer en un temps court. 15 Par exemple, on peut prendre une série de photos relatives à la pousse d'une fleur. Chaque jour une photo est prise, pendant des mois. Puis ces photos sont réunies dans une séquence en time-lapse, pour montrer en quelques seconde l'évolution de la fleur. Ce type de technique est utilisé dans de nombreux domaines techniques, et notamment dans le domaine de la surveillance environnementale, pour étudier des 20 phénomènes tels que des glaciers, des glissements de terrain, des rivières sinueuses, ou des volcans en éruption par exemple, car leur évolution est généralement lente et seulement apparente sur des cycles saisonniers à annuels. Pour pouvoir utiliser ces séquences à des fins scientifiques et notamment pour étudier des phénomènes environnementaux, il est nécessaire de connaître parfaitement 25 la position et l'instant de prise de vue. A cette fin, on connaît différents systèmes d'acquisition d'images dédiées à la réalisation de séquences en time-lapse, décrits par exemple dans les documents suivants : US7688381 et GB1059613. Cependant, de tels systèmes nécessitent un déplacement sur zone, par exemple au 30 moyen d'un avion, et ne permettent donc pas une surveillance environnementale à distance. On connaît d'autres systèmes d'acquisition d'images, dédiées à la réalisation de séquences en time-lapse, adaptés pour une surveillance environnementale à distance. Ces systèmes d'acquisition d'image comportent généralement : un appareil photo, un 35 ordinateur pilotable à distance et permettant de contrôler les périphériques composant 3036571 -2- le système, et notamment le déclenchement des prises d'images, ainsi que des moyens de sauvegarde de données. Il faut alors se rendre sur place pour récupérer les images acquises. Cependant, généralement, de tels systèmes ne sont pas adaptés pour une 5 surveillance environnementale dans des environnements climatiques difficiles (vent, pluie) et sans alimentation énergétique, car ils consomment beaucoup d'énergie pour gérer les différents périphériques. Pour de tels environnements, on connaît toutefois des systèmes d'acquisition d'images décrits par exemple dans les documents suivants : EP2631712 et 10 US2012/0051714. Pour s'affranchir des problèmes d'autonomie énergétique, ces systèmes comportent plusieurs batteries ou des sources d'énergie renouvelables. Enfin, pour éviter de se rendre sur site pour récupérer les données acquises, il est connu, notamment du document US2012/0051714 d'envoyer les prises de vue depuis une mémoire interne vers une station ou un ordinateur au moyen d'une communication 15 sans fil. Ainsi, les systèmes connus pour l'acquisition d'images dédiées à la réalisation de séquences en time-lapse, ne sont pas adaptés pour une surveillance environnementale dans des environnements climatiques difficiles et sans alimentation énergétique, et/ou nécessitent de se déplacer sur le site étudié, que ce soit pour prendre des images et/ou 20 pour récupérer les photos acquises, et/ou pour vérifier l'état de vie du système. Par ailleurs la datation des clichés est souvent peu précise. L'invention a pour but de remédier à l'ensemble de ces inconvénients en fournissant un système d'acquisition d'images, dédié à la réalisation de séquences en time-lapse 25 pour une surveillance environnementale et urbaine à distance, comportant un ensemble de moyens de prise d'images permettant des prises de vue synchrone. Le système comporte également : un contrôleur basse consommation électrique permettant de piloter le déclenchement des moyens de prise d'images pour réaliser un cliché et permettant 30 de déterminer un état de santé du système ; au moins un moyen d'horodatage de chaque image par satellite ; un moyen de transmission sans fil de données depuis le système vers un serveur distant, lesdites données comportant au moins lesdites images et l'état de santé du système ; 35 une source d'énergie autonome reliée uniquement au contrôleur. Ainsi le système selon l'invention permet de répondre au problème d'une meilleure 3036571 -3- adaptation à un environnement « hostile », en évitant tout déplacement régulier sur la zone étudiée, tout en offrant une autonomie énergétique et une précision de la datation des images acquises. Selon l'invention, la source d'énergie autonome est avantageusement alimentée par 5 au moins un système de captation d'une énergie renouvelable, tel qu'un panneau solaire, une turbine à vent et/ou une turbine à eau. Le contrôleur peut comporter un programme incluant des séquences de déclenchement des moyens de prise d'images. Le programme peut inclure également des séquences de positionnement des moyens de prise d'images. 10 Selon l'invention, le système peut comporter un serveur distant, apte à recevoir les données envoyées par le moyen de transmission sans fil, et apte à envoyer des données au système via le moyen de transmission sans fil. De préférence, le serveur distant est un serveur web. Les moyens de prise d'images sont avantageusement équipés d'un moyen de 15 positionnement contrôlable par le contrôleur. Selon un mode de réalisation, chaque moyen de prise d'images est équipé d'une mémoire interne. Chaque moyen de prise d'images peut être équipé d'un module de transmission sans fil des images acquises vers le contrôleur. 20 Chaque moyen de prise d'images peut être relié au contrôleur par un câble de déclenchement de prise de cliché. Enfin, le moyen d'horodatage est de préférence un système GPS. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la figurel annexée, qui est fournie à 25 titre d'exemple et ne présente aucun caractère limitatif, et qui illustre un schéma du système selon l'invention. On se réfère maintenant à cette figure 1, qui illustre le système (1) d'acquisition d'images selon l'invention, dédié à la réalisation de séquences en time-lapse pour une 30 surveillance environnementale et urbaine à distance. Le système comporte notamment un ensemble de moyens de prise d'images (2) permettant des prises de vue synchrone. Le système comporte également : un contrôleur (3) basse consommation électrique permettant de piloter le déclenchement des moyens de prise d'images (2) pour réaliser un cliché et 35 permettant de déterminer un état de santé du système (1) ; au moins un moyen d'horodatage (4) de chaque image par satellite ; un moyen de transmission (5) sans fil de données depuis le système (1) vers au 3036571 -4- moins un serveur distant (6), lesdites données comportant au moins lesdites images et l'état de santé du système ; une source d'énergie (7) autonome reliée uniquement au contrôleur (3).

L'ensemble de moyens de prise d'images (2) permet des prises de vue synchrones. Le système (1) comporte ainsi n appareils photos (n-stéréo), avec n>1. Sur l'exemple de la figure 1, cet ensemble comporte deux moyens de prise d'images (2). De préférence, on utilise des moyens de prise d'images (2) de haute résolution, comme par exemple, actuellement, des appareils photos ayant une résolution de 10 16Mpix, permettant de délivrer des photos au format RAW et compatibles FuIIHD. De préférence, les moyens de prise d'images (2) sont équipés d'un moyen de positionnement (8) contrôlable par le contrôleur (3), de façon à pouvoir orienter les moyens de prises d'images (2), finement, et selon un programme établi. Ces moyens de positionnement (8) sont conçus pour un repositionnement avec une précision 15 millimétrique. Les moyens de prise d'images (2) sont reliés au contrôleur (3) par un câble de déclenchement (9) de la prise de cliché. Le contrôleur (3) est un dispositif électrique à très faible consommation électrique. Il 20 est constitué d'un microprocesseur, d'une carte mémoire, d'un moyen de transmission des données, et d'un convertisseur d'énergie haute performance pour l'alimentation d'une batterie. Il est également équipé d'un module de déclenchement des prises de vues. Selon un exemple, la consommation moyenne du contrôleur est de 100 1..1W. Le contrôleur (3) est le seul élément du système (1) à piloter la source d'énergie. Ceci 25 permet de gérer au mieux la consommation électrique, et permet de réduire au maximum l'utilisation de produit polluant utilisé dans les batteries d'ordinateur par exemple. Selon l'invention, le contrôleur (3) permet de piloter le déclenchement des moyens de prise d'images (2) de façon synchrone pour réaliser un ensemble de clichés, en 30 suivant les instructions d'un programme intégré au contrôleur lui-même. Ce programme comporte les séquences de déclenchement des moyens de prise d'images (2), et éventuellement leur séquence de positionnement. Ce déclenchement synchronisé de tous les moyens de prise d'images (2) peut permettre de réaliser des images en trois dimensions.

35 Le contrôleur (3) permet ainsi de s'affranchir de dispositif de type PC, et donc de limiter la consommation d'énergie. Le contrôleur (3) permet donc une autonomie énergétique accrue par rapport aux 3036571 -5- systèmes existants. Selon l'invention, le contrôleur (3) permet également de déterminer un état de santé du système (1). L'état de santé du système est déterminé à partir des valeurs des variables de vie du système, telles que la tension de la batterie, la température et 5 l'humidité à l'intérieur des boîtiers, le contrôle supplémentaire d'horodatage, etc... Le contrôleur (3) est adapté à déterminer l'état de santé du système (1) car il enregistre et transfère au serveur les données des variables de vies. Le contrôleur est doté d'un programme lui permettant d'adapter ses mesures en fonction du contexte environnant : la fréquence de transmission et d'acquisition des données peut ainsi 10 varier sur décision du contrôleur, et la mise en place d'alarmes sur les variables de vie permet de suivre de façon continue l'état de santé du système. Pour pouvoir exploiter les clichés réalisés par les moyens de prise d'images (2), il est nécessaire que chaque cliché soit daté avec précision. La précision requise pour les 15 clichés est d'autant plus importante pour le système (1) car il comporte un ensemble de moyens de prise d'images (2). En effet, le déclenchement des différents appareils (2), bien que synchrone, comporte toujours une légère variation, qui engendre des prises de vue très légèrement décalées. Ce décalage temporel peut s'aggraver avec le temps, rendant difficile l'interprétation des images.

20 C'est pourquoi, le système (1) selon l'invention comporte un moyen d'horodatage (4) par satellite de chaque image prise par chaque moyen de prise d'images (2). Selon un exemple, chaque moyen de prise d'images (2) est relié à un moyen d'horodatage (4). De préférence, le moyen d'horodatage (4) est un système GPS, de façon à obtenir une datation précise, c'est-à-dire avec une précision à la seconde.

25 Le moyen de transmission (5) sans fil de données depuis le système (1) vers un serveur distant (6) est par exemple un modem 3G, 4G ou satellitaire. Les données envoyées par ce moyen de transmission (5) comportent au moins les images acquises et l'état de santé du système. La récupération de photos est donc effectuée 30 automatiquement, à distance, sans avoir à se déplacer sur le site observé. Il est ainsi possible de positionner le système (1) dans des endroits difficiles et isolés pendant des semaines voire des mois, avec un retour des images disponible tous les jours, voire plusieurs fois par jour, à partir d'un site distant, sans avoir à se rendre sur le site observé.

35 Par ailleurs, l'information sur l'état de santé du système (1) permet de savoir si les photos reçues sont fiables, et permet de déterminer si une intervention sur site est nécessaire. Ces déplacements sont ainsi limités au strict minimum, uniquement en cas 3036571 -6- de panne d'un des éléments du système (1). De façon avantageuse, le serveur distant (6) est un serveur web, ou un serveur accessible depuis internet. Les photos sont alors visibles et téléchargeables à partir d'un site web.

5 Selon un mode de réalisation, chaque moyen de prise d'images (2) est équipé d'une mémoire (10) pour stocker les images acquises. Selon un mode de réalisation, chaque moyen de prise d'images (2) est équipé, éventuellement en complément de la mémoire (10), d'un module de transmission (5') sans fil des images acquises vers le contrôleur (3). Il peut par exemple s'agir d'antenne wifi permettant d'envoyer les images acquises au contrôleur (3). Ce dernier peut alors les stocker dans une mémoire centrale, et/ou les envoyer vers le serveur distant (6) via le moyen de transmission (5). Selon un mode de réalisation, le moyen de transmission (5) permet également d'envoyer des informations depuis un serveur distant vers le contrôleur (3). Il peut s'agit par exemple de commande permettant de mettre à jour les séquences de positionnement et déclenchement du programme du contrôleur (3) pour modifier la position des moyens de prise d'images (2) et le moment de prise de vue. La source d'énergie (7) est reliée uniquement au contrôleur (3), de façon à maitriser la consommation d'énergie. Par ailleurs la source d'énergie (7) est autonome, c'est-à-dire qu'elle est capable de 20 se recharger en tirant de l'énergie de l'environnement. Par exemple, la source d'énergie (7) peut être reliée à au moins un système de captation d'une énergie renouvelable (7'), tel qu'un panneau solaire, une turbine à vent et/ou une turbine à eau. Optionnellement, le système (1) peut comporter d'autres capteurs permettant de 25 mieux caractériser l'évolution de l'environnement étudié. Ainsi, le système (1) peut comporter un anémomètre, un thermomètre, un hygromètre...

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Système (1) d'acquisition d'images dédié à la réalisation de séquences en timelapse pour une surveillance environnementale et urbaine à distance, comportant un ensemble de moyens de prise d'images (2) permettant des prises de vue synchrone, caractérisé en ce qu'il comporte : un contrôleur (3) basse consommation électrique permettant de piloter le déclenchement des moyens de prise d'images (2) pour réaliser un cliché et permettant de déterminer un état de santé du système (1) ; au moins un moyen d'horodatage (4) de chaque image par satellite ; un moyen de transmission (5) sans fil de données vers un serveur distant (6), lesdites données comportant au moins lesdites images et l'état de santé du système ; et - une source d'énergie (7) autonome reliée uniquement au contrôleur (3).
2. 2. Système (1) selon la revendication 1, dans lequel la source d'énergie (7) autonome est alimentée par au moins un système de captation (7') d'une énergie renouvelable, tel qu'un panneau solaire, une turbine à vent et/ou une turbine à eau.
3. 3. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le contrôleur (3) comporte un programme incluant des séquences de déclenchement des moyens de prise d'images (2).
4. 4. Système (1) selon la revendication 3, dans lequel le programme inclut également des séquences de positionnement des moyens de prise d'images (2).
5. 5. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, comportant un serveur distant (6), apte à recevoir les données envoyées par le moyen de transmission (5) sans fil, et apte à envoyer des données au système (1) via le moyen de transmission (5) sans fil.
6. 6. Système (1) selon la revendication 5, dans lequel le serveur distant (6) est un serveur web.
7. 7. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de prise d'images (2) sont équipés d'un moyen de positionnement (8) contrôlable par le contrôleur (3).
8. 8. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque moyen de prise d'images (2) est équipé d'une mémoire interne (10).
9. 9. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque moyen de prise d'images (2) est équipé d'un module de transmission (5') sans fil des images acquises vers le contrôleur (3).
10. 10. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque 3036571 -8- moyen de prise d'images (2) est relié au contrôleur (3) par un câble de déclenchement (9) de prise de cliché.
11. 11. Système (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le moyen d'horodatage (4) est un système GPS. 5