FR3045196A1 - Procede et dispositif d'affichage de donnees pour systeme de depouillement de donnees sonar - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour afficher un ensemble de données sonar dans un système de dépouillement de données. Le procédé de l'invention permet de regrouper des données sonar hétérogènes en une vue unique sous la forme d'un composant graphique activable par l'opérateur, et donnant dans une symbologie unique un ensemble d'informations sur le type de porteur, le type de sonar, le mode et l'aspect du sonar employé, le type de capteur, le cap du porteur, la direction d'illumination du sonar, l'ouverture horizontale du sonar ou encore le bord du véhicule sur lequel le sonar est monté et sa portée.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF D’AFFICHAGE DE DONNEES POUR SYSTEME DE DEPOUILLEMENT DE DONNEES SONAR

Domaine de l’invention L’invention concerne le domaine de l’analyse de données et plus particulièrement de données provenant de capteurs hétérogènes de type sonar ou radar. Plus précisément, l’invention concerne un procédé et un dispositif permettant d’afficher de telles données et d’uniformiser leur représentation dans un système de dépouillement de données sonar.

Etat de la Technique

Les systèmes connus d’acquisition de données sonar utilisés en mer sont composés d’une pluralité de senseurs, de sonars latéraux, de sonars frontaux, de sonars latéraux interférométriques fournissant des données bathymétriques ou encore de sonars volumiques. Ces sonars sont en général montés sur une variété de porteurs, tels des navires ou des robots par exemple.

Les données acquises par un tel système sont ensuite téléchargées sur un système d’analyse de données utilisé par un opérateur humain, et stockées dans une ou plusieurs bases de données. L’opérateur peut ensuite naviguer dans les bases de données et sélectionner les données qu’il souhaite traiter.

Dans le cas des sonars latéraux, la donnée sonar est acquise au fil de la trajectoire du porteur. Un premier mode de représentation des données qui est fourni à l’opérateur est la vue dite « waterfall ». Lorsque le signal sonar est représenté en temps réel sur un écran, l’intensité est généralement codée en couleur pour représenter l’amplitude du signal. L’axe horizontal de l’écran correspond à des portées sonar croissantes. Une ligne de l’écran correspond à une position du sonar le long de l’abscisse curviligne du porteur. L’image défile à l’écran de sorte que seuls les signaux reçus pour la partie la plus récente de la trajectoire soient visibles, la position courante correspondant toujours à une ligne fixe sur l’écran (typiquement la première). Ce défilement donne un effet de cascade, d’où le nom anglais « waterfall » utilisé pour ce type de visualisation. Par abus de langage, le document désigne dans la suite par « waterfall » toute représentation des signaux sous forme d’une image 2D, où l’axe horizontal correspond à des portées sonar croissantes et l’axe vertical à une abscisse curviligne le long de la trajectoire du porteur. Dans le cas particulier de certains sonars volumiques, le balayage peut se faire également dans une direction orthogonale à la trajectoire ; la représentation doit alors être étendue, avec des détails qui sont cependant inutiles pour la description et la mise en oeuvre de l’invention.

Certains sonars latéraux ont la faculté d’imager le fond marin dans une direction non orthogonale à la direction du véhicule, l’angle formé par l’axe d’imagerie et l’axe orthogonal au véhicule étant appelé « l’aspect ».

Dans le flux de traitement de données réalisé par l’opérateur sur sa station d’analyse de données ou système de dépouillement, la donnée est projetée sur une représentation cartographique, de sorte que l’imagerie sonar - son intensité reçue, sa profondeur mesurée - est une fonction des coordonnées géographiques. La position instantanée du porteur et sa trajectoire peuvent également y être affichées. L’opérateur peut ensuite sélectionner des « imagettes », soit depuis la vue waterfall, soit depuis la vue cartographique, et analyser une zone plus spécifiquement contenue dans ladite imagette, par exemple pour identifier une menace telle la présence d’un objet s’apparentant à une mine. Ces imagettes sont également stockées dans une base de données. L’opérateur réalise enfin une consolidation des données, en agrégeant les imagettes issues de plusieurs senseurs différents, ou du même senseur mais avec des aspects différents, ou issues d’acquisitions différentes, ou pouvant ne pas avoir été réalisées depuis le même endroit mais correspondant physiquement à un même objet.

Ainsi, un opérateur doit constamment basculer entre divers modes de représentation d’une même information : vue waterfall relative au porteur, vue cartographique relative au nord géographique, vue imagette relative au contact, et ce, pour des senseurs différents et des données acquises de missions différentes. De ce fait, l’opérateur a besoin de pouvoir constamment se représenter mentalement le point de vue et l’attitude du sonar qui a fourni la donnée. Il est également amené à manipuler des données provenant de sonars hétérogènes mettant en oeuvre un ou plusieurs modes sonars différents.

De plus, l’opérateur est également amené à naviguer dans une base de données de fichiers correspondant à des missions diverses plus ou moins récentes, afin de retrouver par exemple une acquisition antérieure ayant permis d’imager un objet particulier qui est revu dans une acquisition courante.

Ainsi, les informations pertinentes pour un opérateur - le type de sonar, le cap, la portée, l’aspect, le cap du porteur, le type de porteur -sont représentées de diverses manières : - de manière textuelle, par du texte superposé à la donnée ou présenté dans des éléments d’interface graphique du type champ de texte ; et/ou - de manière symbolique, par la présentation d’une silhouette de porteur (un navire par exemple) superposée sur la représentation d’un compas, et par la représentation de la direction et de l’ouverture du moyen sonar par un secteur angulaire (de type « camembert » ou « arc de cercle ») superposé sur le compas. C’est par la combinaison de ces deux modes de représentation que l’information est transmise à l’opérateur. Or, il s’agit de modes de représentation hétérogènes, ce qui freine le processus d’apprentissage de l’utilisation de stations de dépouillement de données, et ne facilite pas la compréhension des données à traiter. Cela est inévitablement source d’erreurs.

Par ailleurs, chaque type de représentation a des inconvénients. Ainsi, dans le cas de la représentation textuelle, les inconvénients sont que : - la langue peut être une barrière à la compréhension ; - le texte requiert un processus cognitif plus complexe que pour une représentation graphique et il est moins évident et rapide à comprendre; - l’existence d’ambigüités, par exemple lors de la représentation d’un angle, où la valeur d’un angle en radians est équivalente à la valeur en degrés, ou si une valeur est équivalente à une autre pour une raison de congruence ; - le texte est encombrant, ce qui limite son utilisation pour des interfaces graphiques de petit format.

Dans le cas de la représentation graphique, l’inconvénient majeur est que la représentation graphique de type « compas » ne peut pas être utilisée partout dans l’interface graphique, car la représentation textuelle des caps sur le compas est trop encombrante. Aussi elle est en général limitée à la représentation du cap instantané d’un porteur mais n’est pas utilisée pour l’aspect de prise de vue d’un objet.

Il est donc nécessaire de fournir une solution qui permette de délivrer sur un système de dépouillement une information complète et fiable de la manière la plus synthétique et compréhensible possible. Une telle solution doit lever les ambigüités d’interprétation, doit être peu encombrante en surface et ergonomique pour l’opérateur. La présente invention répond à ce besoin. Résumé de l’invention

Pour atteindre cet objectif, un objet de la présente invention est de proposer un dispositif et un procédé d’affichage de données dans un système de dépouillement de données sonar.

Le dispositif de l’invention permet de regrouper des données sonar hétérogènes en une vue unique donnant un ensemble d’informations sur le type de porteur, le type de sonar, le mode et l’aspect du sonar employé, le type de capteur, le cap et la route du porteur, la direction d’illumination du sonar, l’ouverture horizontale du sonar ou encore le bord du véhicule sur lequel le sonar est monté et sa portée.

Avantageusement, le procédé de l’invention permet que les informations regroupées puissent être positionnées à de multiples endroits dans une interface graphique d’un système de dépouillement de données, notamment en surimpression sur une vue waterfall, sur une vue cartographique, sur une vue mosaïque, ou en surimpression sur une imagette extraite d’une vue waterfall ou mosaïque ou cartographique, ou encore en étant intégré dans une liste d’items extraits d’une base de données contenant par exemple des fichiers à traiter ou des contacts.

Le dispositif de l’invention s’appuie sur une représentation à base d’un ensemble de symboles (ou symbologie) dont l’apprentissage est aisé pour les opérateurs, limitant ainsi les risques d’erreurs d’interprétation des informations.

Avantageusement, cette symbologie limite la surface occupée par le composant affiché dans une interface graphique tout en permettant que les informations affichées restent visibles même sur petit format. Elle permet en particulier l’intégration d’une vue dans des listes d’items ou sur des écrans de petite taille, augmentant ainsi la quantité et la clarté des informations qui sont présentées à l’opérateur. L’unicité de la représentation des données permet de transmettre rapidement l’information pertinente à l’opérateur, sans ambigüité, sur l’ensemble de la chaîne de traitement. Avantageusement, le procédé de l’invention permet par ailleurs différentes modalités de représentation des données.

La présente invention trouvera avantage dans toute application où des données sonar peuvent servir, que ce soit à des fins scientifiques, pour de la cartographie et de l’imagerie de fonds marins, pour de la prospection minière, ou encore dans le domaine de la guerre des mines.

Pour obtenir les résultats recherchés, un procédé mis en œuvre par ordinateur pour afficher un ensemble de données sonar dans un système de dépouillement de données est proposé. Le procédé comprend les étapes consistant à : - recevoir une pluralité de données acoustiques d’un ensemble de sonars embarqués à bord d’un porteur, et des données de position instantanée et de cap instantané du porteur ; - sélectionner parmi la pluralité de données acoustiques reçues des données acoustiques à afficher et un type de vue sonar ; - générer une image combinant le type de vue sonar sélectionné avec un composant graphique activable, ledit composant regroupant sous une symbologie graphique les données acoustiques sélectionnées, les données acoustiques sélectionnées étant traitées et synchronisées avec les données de cap et de position instantanées, ledit composant étant automatiquement dimensionné et positionné sur l’image selon le type de vue sonar sélectionnée ; et - afficher l’image combinée sur un écran graphique du système de dépouillement de données.

Dans un mode de réalisation, le type de vue sonar est une vue cartographique ou une vue waterfall ou une vue textuelle.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend de plus après l’étape d’affichage, les étapes de : - sélectionner un second type de vue sonar ; et - générer une seconde image combinant le second type de vue sonar avec le composant graphique activable, et où ledit composant est automatiquement redimensionné et repositionné sur la seconde image.

Dans une variante, le second type de vue sonar est une vue imagette.

Avantageusement, l’étape de générer une image combinée peut consister à superposer le composant graphique activable sur une vue de type cartographique ou waterfall.

Selon un autre mode de réalisation, l’étape de générer une image combinée consiste à intégrer au moins un composant graphique activable dans une liste d’items d’une vue textuelle.

Avantageusement, le composant graphique activable comprend un ensemble d’éléments représentatifs soit de manière unitaire, soit en combinaison, des valeurs des données sélectionnées, chaque élément ayant une symbolique de forme et de taille variables selon les valeurs des données sélectionnées.

Toujours avantageusement, le composant graphique activable comprend des éléments permettant de regrouper dans un cercle une silhouette du porteur, une direction du porteur, une indication du cap du porteur, une indication du nord géographique, une pluralité de modalités et d'aspects du sonar, une indication de portée, une indication de route et de dérive excessive.

Dans une variante d’implémentation, le procédé comprend une étape initiale de paramétrage des éléments du composant graphique activable pour configurer l’aspect visuel des symboles.

Selon une autre variante, après l’étape d’affichage, le procédé comprend une étape pour activer un ou plusieurs symboles. L’invention couvre aussi un dispositif pour afficher un ensemble de données sonar dans un système de dépouillement de données comprenant des moyens pour mettre en œuvre les étapes du procédé revendiqué dans ses différentes variantes. L’invention peut opérer sous la forme d’un produit programme d’ordinateur qui comprend des instructions de code permettant d’effectuer les étapes des procédés revendiqués lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur.

Description des figures

Différents aspects et avantages de l’invention vont apparaître en appui de la description d’un mode préféré d’implémentation de l’invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous :

La figure 1 illustre de manière générale un contexte d’implémentation du dispositif de l’invention;

La figure 2 illustre les blocs fonctionnels d’un système d’acquisition de données sonar et d’un système de dépouillement de données sonar dans un mode de réalisation de l’invention ;

La figure 3 est une représentation du flux hybride de données sonar et de navigation ;

La figure 4 est une représentation de données sonar interprétées comme une image waterfall ;

La figure 5 montre une vue générale du composant regroupant des données sonar selon un mode de réalisation de l’invention ;

La figure 6 illustre différentes formes de réalisation du symbole type de porteur ;

La figure 7 détaille les éléments du symbole modalité/aspect selon un mode de réalisation de l’invention ;

La figure 8 illustre différentes formes de réalisation du symbole type de porteur couplé au symbole modalité/aspect ;

La figure 9 montre trois exemples de représentation d’une même information selon le principe de l’invention ;

Les figures 10a et 10b illustrent respectivement une représentation textuelle de l’information de données sonar dans l’art antérieur (10a) et selon les principes de la présente invention (10b) ;

La figure 11 illustre des étapes du procédé permettant un affichage du composant de la figure 5 sur une vue waterfall ;

La figure 12 illustre des étapes du procédé permettant un affichage du composant de la figure 5 sur une vue imagette ;

La figure 13 illustre des étapes du procédé permettant un affichage du composant de la figure 5 sur une liste d’items ;

La figure 14 illustre les étapes générales du procédé pour afficher un composant graphique dans un mode de réalisation de l’invention.

Description détaillée de l’invention

La description qui suit s’appuie sur des exemples pour permettre une bonne compréhension des principes de l’invention, et une application concrète, mais n’est en rien exhaustive et doit permettre à l’homme du métier d’appliquer des modifications et des variantes d’implémentation en gardant les mêmes principes. Ainsi la présente description de l’invention est faite pour illustrer une implémentation préférentielle dans le domaine des données sonar mais n’est pas limitative, et pourrait s’utiliser dans d’autres domaines tels que l’aéronautique par exemple.

La figure 1 illustre un contexte d’implémentation du dispositif et du procédé de l’invention. Un porteur (1) qui embarque et met en œuvre une pluralité de systèmes sonars (2) parcourt, au-dessus du fond de l'océan (100), une trajectoire (101) arbitraire, bien que généralement rectiligne. Chaque sonar est caractérisé par une portée maximale ‘rmax’ (23), le bord ‘B’ du porteur sur lequel il est monté, ce bord étant assimilé à un angle (24) mesuré par rapport à l'axe principal du porteur et un angle de visée (25) relatif au bord du véhicule et appelé aspect ‘A’.

Tel que plus détaillé sur la figure 2, le porteur (1) embarque généralement : - un compas (3) constitué par un compas magnétique ou une centrale inertielle permettant d’obtenir les données de cap (31) du porteur ; - un système de positionnement (4) permettant d’obtenir les données de la position géographique (41) du porteur et constitué d’une centrale inertielle éventuellement augmentée d'un GPS et/ou d'un loch doppler et/ou d'un système de positionnement acoustique à base longue ou courte. Dans le cas d'une centrale inertielle, le système de positionnement permet de réaliser également la fonction d’indicateur de cap ; et - une horloge (5) permettant de dater (51 ) les données relevées.

De manière régulière, chaque sonar (2) émet un signal (21) daté par l’horloge (5). Lors de cette émission, le porteur étant placé à l'abscisse curviligne ‘s’ le long de la trajectoire (101), le compas (3) et le système de positionnement (4) permettent d'obtenir un cap instantané (31) ainsi qu'une position géographique (41) du porteur, ces mesures étant respectivement associées à des dates de cap et de position fournies par l'horloge (5), ces dates n'étant pas nécessairement les mêmes.

Les signaux reçus associés aux émissions sonar sont enregistrés dans un système de traitement de données acoustiques (6) constitué d'une pluralité de calculateurs mis en réseau et reliés à l'antenne de chaque sonar. Le traitement permet de traiter les données brutes (21, 31, 41), en prenant en entrée de manière asynchrone les données acoustiques des sonars (21), les données de cap (31) et de position (41) auxquelles sont associées leurs dates d'acquisition respectives. Il est alors possible d'imager un petit secteur de volume (102 sur la figure 1) orienté dans l'axe de visée (25).

Les données sont ensuite stockées dans des mémoires tampons (8). Les données acoustiques sont traitées, par exemple une formation de voie en antenne synthétique, et un flux hybride de données (7) comportant des données sonar et de navigation est généré.

En considérant que la célérité de l'onde acoustique est grande devant la vitesse du porteur, il est possible de représenter une donnée sonar stockée comme une matrice à deux dimensions (22), produite par un système de traitement de données sonar, et illustrée en figures 3 et 4 tel que : - chaque ligne i (i=1 à i=N) correspond à une abscisse curviligne ‘s’ du porteur (1) le long de la trajectoire (101); et - chaque colonne j (j=1 à j=M) correspond à une même distance Y sonar-cible, ces distances étant croissantes uniformément.

Chaque entrée de la matrice (22), qui est un pixel (i,j) correspond à l'intensité acoustique réfléchie par une cible (103 de la figure 1) située à une distance Y qui est proportionnelle au numéro de la colonne ‘j’ sur l’axe de l'aspect (25) et correspondant à la position du porteur associée à la ligne de la matrice. La matrice est construite au fil du temps. A chaque nouvelle ligne ajoutée, il est associé une abscisse curviligne 's' correspondant à la position du véhicule le long de la trajectoire. Comme toutes les données sont enregistrées et synchronisées il est possible de retrouver la position géographique et l'attitude du porteur à cet endroit.

Tel qu’illustré sur la figure 3, d’autres informations que les données sonar sont stockées dans le flux hybride (7). En particulier, l’ensemble des informations (71) relatives au porteur et au sonar : - type de sonar (20) - portée maximale (23) - bord (24) - aspect (25) - ouverture (26) - résolution en distance (27) - résolution transverse (28) - diverses autres informations : nom de la mission, nom de l’opération (29).

Dans un mode préférentiel, les données sont stockées sous forme de tableaux dont le nombre de lignes est égal au nombre de lignes de la matrice de données sonar (22).

Une date de synchronisation (52) est associée à la i-ème ligne de la donnée sonar, correspondant à la date d'acquisition de la i-ème ligne sonar. Cette date sert de référence pour interpoler un cap instantané synchronisé (32) à partir des données de cap brutes (31) qui n'ont pas nécessairement été acquises aux mêmes instants que les données sonar. De manière similaire, pour la i-ème ligne sonar une position (longitude, latitude) instantanée (42) est interpolée à la date de synchronisation (52) à partir des positions brutes (41), ainsi qu'une estimation de la route instantanée (62).

La route (62) peut être estimée à partir de l'historique des données de trajectoire selon plusieurs méthodes connues, comme par exemple l’approche suivante qui consiste à : (1) convertir la position géographique (42) pour la i-ème ligne, depuis un couple latitude/longitude en quaternions Q(i), i=1..N ; (2) appliquer un filtrage passe-bas (par diverses méthodes classiques équivalentes: filtrage par transformée de Fourier, par convolution, par méthode récursive) de la suite des quaternions pour obtenir une suite Q'(i), i=1..N.

Il est à noter que dans le cas d'une visualisation en temps réel, le filtre est déterministe c'est à dire qu'il estime Q'(i) à partir des échantillons Q'(1).....Q'(i-1) et Q(1),... Q(i).

Par ailleurs, dans le cas d'une visualisation en temps différé, il est possible d'utiliser un filtre non déterministe calculant Q'(i) à partir de Q(1), ... Q(n) ce qui est plus précis. Il est possible d’envisager de recalculer les données pour la route à la volée afin de gagner en précision. (3) reconvertir les quaternions en latitude/longitude ; et (4) déterminer le cap permettant de passer de la i-ème position à la (i+1)-ème position (problème connu sous le nom de "problème géodésique inverse" pour lequel il existe plusieurs solutions approchées classiques), ce cap étant la route instantanée estimée C(i) (62). L'homme de l'art appréciera qu'il est possible d'ajouter au flux hybride de données (7) décrites ci-dessus nécessaires à la mise en œuvre du composant (500), toutes autres données optionnelles. En particulier, il peut être utile d'associer à chaque pixel de la matrice (22), une estimée de la position géographique de l'objet physique associé au pixel ainsi que de l'attitude du véhicule à l'instant d'acquisition de ce pixel.

Après l’application des différents traitements, le flux de données hybride (7) transite sur un medium de transfert, qui est soit transitoire, tel une liaison réseau ou une liaison inter-processus en mémoire vive par exemple, ou qui peut être permanent, tel un disque dur, une mémoire SSD ou une bande magnétique par exemple.

Le flux de données hybride est envoyé vers un système de visualisation et de rejeu de données (9 sur la figure 2), utilisé en surface par un opérateur humain. Le système de visualisation et de rejeu, aussi appelé système de dépouillement de données est composé d'une pluralité de calculateurs informatiques, d'une pluralité d'écrans et de périphériques d'interaction homme machine - clavier, souris ou trackball - et opère entre autre un logiciel dédié à la visualisation et au traitement des données issues du flux reçu, afin d'afficher les données de flux selon divers types de vues structurées bien connues, comme la vue waterfall ou la vue imagette. Il est possible d'indexer et retrouver des flux de données issus d'anciennes acquisitions d'imagerie qui sont stockées dans une base de données, afin de rejouer les données.

Le dispositif de l’invention permet de regrouper des données sonar hétérogènes en une représentation unique quelque soit le type de vue, donnant un ensemble d’informations sur le type de porteur, le type de sonar, le mode et l’aspect du sonar employé, le type de capteur, le cap du porteur, la direction d’illumination du sonar, l’ouverture horizontale du sonar ou encore le bord du véhicule sur lequel le sonar est monté et sa portée. Le dispositif de l’invention s’appuie sur une représentation à base d’un ensemble de symboles (ou symbologie) tel que décrit en référence à la figure 5 qui montre une vue générale du composant graphique (500) regroupant des données sonar selon un mode de réalisation de l’invention.

Dans un mode d’implémentation préférentiel non limitatif, le composant graphique (500) est composé de sept éléments (501) à (507). Un cercle extérieur (501) délimite le contour du composant. Il est de préférence translucide afin de pouvoir être superposé à une image ou à tout autre élément graphique.

Au centre du cercle (501), la silhouette (502) du porteur du sonar est représentée. Il est possible d’envisager différentes formes pour la silhouette du porteur. La figure 6 présente trois alternatives possibles : (a) selon une forme de poisson, adaptée aux robots autonomes sous-marins, (b) selon une forme navire, ou (c) selon une forme sonar tracté. L’homme de l’art appréciera que d’autres formes non illustrées puissent être retenues pour illustrer la silhouette du porteur du sonar.

Avantageusement, le composant est activable et personnalisable et l’opérateur peut changer la silhouette dynamiquement ou la paramétrer afin de fournir une indication sur la provenance des données et sur la version des données. Par exemple, un sonar tracté étant un système de génération antérieure à un robot autonome, le visuel qui est sélectionné peut donner cette information de manière immédiate.

Avantageusement, la silhouette du porteur renseigne aussi sur la direction du porteur, qui peut être figée, typiquement selon un axe horizontal ou vertical si l’on travaille dans le repère véhicule.

Afin d'augmenter la lisibilité de la direction du porteur, un élément optionnel, l’indicateur de cap (506), peut être sélectionné et ajouté au composant. Il est positionné sur le cercle extérieur (501) et constitué par un marqueur orienté dans la même direction que le porteur.

Le composant graphique (500) comprend aussi un indicateur du nord (503) positionné sur le cercle extérieur (501) et qui représente la direction du Nord géographique. Selon les modes d’implémentation, cet élément peut prendre une forme variable, par exemple un disque, un triangle ou un losange (tel qu’illustré sur la figure 5).

Avantageusement, l’angle implicitement formé par l’axe du véhicule par rapport à la direction du Nord définit le cap du véhicule, la direction du Nord étant matérialisée par un symbole graphique (503) d’indicateur du nord.

Le composant graphique (500) comprend de plus une pluralité d'éléments de modalité/aspect (504). Pour une trajectoire donnée, il peut être utile de faire figurer l'ensemble des modes sur un indicateur unique, par exemple, pour indiquer que le véhicule a produit une image à la fois à bâbord et sur tribord.

Chaque élément de modalité/aspect définit à la fois le mode sonar utilisé, le bord du porteur sur lequel le sonar est monté, l’ouverture et la direction principale du sonar. Avantageusement, ces informations sont lisibles immédiatement soit par rapport à la direction du porteur (donnée par sa silhouette 502) soit par rapport au nord (503).

Le composant de modalité/aspect peut être de forme variable. Dans un mode d'implémentation préférentiel, tel qu’illustré sur la figure 7, l’élément modalité/aspect est représenté par une flèche (701, 702) éventuellement associée à une forme en V (703, 704). La forme de la tête de flèche (701) et le style de ligne de la hampe de la flèche (702) donne une indication sur le mode sonar utilisé.

La forme de la tête de flèche (701) peut être variable et représentée comme un chevron, un losange, un triangle ou encore un cercle par exemple. La ligne (702) peut être une ligne droite ou brisée ou pointillée. Dans un mode d’implémentation, la tête de flèche est omise si la hampe (702) et les éléments du V (703, 704) suffisent à décrire le mode sonar utilisé.

Avantageusement, toujours pour rendre plus aisée la lecture des informations, les éléments du symbole de modalité/aspect peuvent avoir des couleurs différentes selon le côté sur lequel le sonar est monté (couleur rouge pour bâbord, couleur verte pour tribord par exemple, d’autres choix de couleurs étant possibles pour d’autres points de montage).

La direction de la flèche donne la direction de visée, qui est mesurée par rapport au porteur (502) (c’est l’aspect) ou par rapport au losange (503) symbolisant le Nord.

Les deux lignes (703, 704) du V sont positionnées pour former avec la direction principale de la ligne de la flèche (702) un angle égal à la demi-ouverture angulaire horizontale de l’antenne du sonar. Cependant, ces deux lignes peuvent être optionnelles si l’ouverture sonar est très faible, comme dans le cas d’une antenne synthétique.

La figure 8 illustre différentes formes de réalisation du symbole type de porteur couplé au symbole modalité/aspect. La forme (a) représente le cas d’un sonar latéral à haute résolution (ouverture quasi nulle) en visée latérale gauche. La forme (b) représente le cas d’un sonar latéral à haute résolution en visée latérale gauche en aspect avant. La forme (c) représente le cas d’un sonar latéral à haute résolution en mode interférométrique (symbolisé par la ligne brisée) en visée gauche, aspect avant. La forme (d) représente le cas d’un sonar latéral en mode bi-bord. La forme e) représente la situation d’une absence d’information sur le sonar. La forme (f) représente le cas d’un sonar ayant une ouverture horizontale plus grande, indiquée par le symbole V tel que mentionné plus haut.

Le composant graphique (500) comprend de plus un élément dit indicateur de portée, et constitué par un disque interne (505) de rayon ‘rd’ variable entre 0 et le rayon rc (en pixels) du cercle externe (501), tel que si la portée du sonar est rmax (en mètres), alors le rayon du disque est rd=rmax/Ro-rc où ‘R0’ est une constante, définie comme portée paramètre du système. Dans un mode préférentiel, le disque interne est translucide.

Le composant graphique (500) comprend aussi un indicateur de route et de dérive excessive (507). Ce dernier est constitué par un second marqueur de forme variable (représenté par un segment de droite sur la figure 5) dont l'angle formé par son axe, par rapport à la direction du Nord, représente la route (direction localement tangente à la trajectoire du porteur projetée sur une carte géographique). L'angle formé par l'indicateur de route (507) et le cap du véhicule (506) représente la dérive. Dans un mode d’implémentation, si la dérive est excessive par rapport à un seuil admissible pour le matériel sonar concerné, l'indicateur de route et de dérive excessive (507) change de couleur afin d'alerter l'utilisateur. L’homme du métier comprend que toute variante de forme et d’indicateur visuel ou sonore peut être appliquée pour les éléments du composant graphique qui est activable par l’opérateur lors de rejeu par exemple.

Le composant graphique (500) peut être utilisé de multiples manières pour décrire une donnée sonar unique, en particulier en figeant l’orientation d’un des trois éléments (la direction du porteur (502) ou la direction du Nord (503) ou la modalité/aspect (504)), et en orientant les deux autres en conséquence, afin de continuer à représenter le cap du porteur et l’aspect du sonar par l’angle relatif formé par les éléments direction du porteur (502) et direction du Nord (503), et par les éléments modalité/aspect (504) et direction du Nord (503).

Avantageusement, pour placer l’emphase sur un point de vue porteur, ce qui est utile pour décrire une donnée en vue waterfall, il est possible d’activer le composant pour représenter le porteur (502) vers le haut et le symbole d’indication du nord (503) dans la direction du Nord par rapport au véhicule, tel qu’illustré en (a) sur la figure 9. Alternativement, pour mettre l’emphase sur la vue cartographique, il est possible de mettre le symbole d’indication du nord (503) vers le haut et d’orienter le porteur (502) en conséquence, tel qu’illustré en (b) sur la figure 9. Dans une option pour placer l’emphase sur la direction du sonar, utile dans les vues imagettes, il est possible d’orienter l’élément de modalité/aspect (504) vers le haut tel qu’illustré en (c) de la figure 9.

Selon les implémentations, l’activation du composant se fait par une interaction homme-machine de type « clic souris », tapement de doigt sur l’écran, appui d’une touche clavier ou par un choix de configuration (paramétrage de fichier de configuration, de panneau « Options » ou « Préférences » dans l’interface graphique).

Ainsi, le composant graphique de la présente invention permet une manipulation aisée pour un opérateur qui peut adapter la représentation d’une même information selon différentes orientations : orientation géographique, orientation porteur, orientation sonar, sachant qu’il est parfois pertinent de privilégier l’une de ces trois représentations, en fonction de la situation. Ainsi, l’unicité de la représentation allège la charge cognitive de l’opérateur: il diminue le temps d’apprentissage d’utilisation du système et augmente son efficacité.

Le composant graphique de l’invention peut être mis en œuvre de diverses manières dans une interface graphique. Il peut être utilisé de manière autonome ou superposé à des images. Il peut aussi être intégré comme élément d’une liste. De manière classique, une liste de données est présentée dans les systèmes de traitement de données sonar sous la forme d’une table purement textuelle. Ceci présente de nombreux inconvénients, comme le fait de présenter une information par essence géométrique sous forme numérique (orientation, cap, ou autre), comme le fait de perdre de la place horizontalement pour présenter cette information au détriment d’autres informations intéressantes, qui sont souvent tronquées si la liste ne peut prendre un espace important sur l’écran. Avantageusement, le composant graphique (500) de l’invention permet qu’une partie de ces informations de listes, puisse être représentée sous forme graphique, réduisant ainsi l’encombrement spatial et restaurant la nature géométrique de l’information. Les figures 10a et 10b illustrent respectivement une représentation textuelle de l’information de données sonar selon l’art antérieur (10a) et selon les principes de la présente invention (10b). Cet affichage est réalisé sous la forme d’une liste (1000). A l’opposé de composants existants, le composant graphique (500) de la présente invention regroupe sous un seul composant purement graphique l’ensemble des informations suivantes : - Le type de moyen porteur - Le mode d’acquisition sonar

- Le bord B

- L’aspect sonar A - La direction de visée du sonar par rapport au Nord - Le cap H du porteur (instantané ou moyen) - La route C du porteur (instantané ou moyen) - La dérive D du porteur (instantanée ou moyenne) avec une indication de dérive excessive, c'est-à-dire une dérive trop importante par rapport aux caractéristiques admissibles du sonar et rendant les données sonar inexploitables - La direction N du Nord - La portée rmax du sonar - L’ouverture horizontale O du sonar.

Le composant graphique de l’invention est suffisamment simple pour pouvoir être de très petite taille, ce qui le rend utilisable à de multiples endroits dans l’interface graphique. En particulier, le composant peut être utilisé comme éléments de liste, ce qui en augmente grandement la lisibilité en présentant directement à l’opérateur l’information pertinente. Un cas d’utilisation particulier est celui où la liste est celle d’une base de données sonar, le cap du porteur étant dans ce cas le cap moyen du porteur lors de la trajectoire d'acquisition des données et la route étant la route moyenne sur cette trajectoire moyenne (ces trajectoires sont en général des droites ce qui permet de donner un sens à la notion de cap et route moyens).

Un opérateur d’un système de dépouillement de données peut utiliser des données reçues selon différents scénarios en fonction de la situation à analyser. Les secteurs imagés étant contigus, la concaténation des lignes i=1 à i=N de la matrice de données (22) permet de former une image qu'un opérateur peut interpréter. Trois exemples de scénarios sont décrits en référence aux figures 11 à 13 qui permettent d’illustrer les avantages du dispositif d’affichage du composant graphique de l’invention.

La figure 11 illustre des étapes du procédé permettant la visualisation en temps réel ou en temps différé de vues waterfalls à des fins d'interprétation et un affichage du composant de la figure 5 sur une telle vue waterfall. Une fenêtre (110) d’un écran de visualisation présente la vue waterfall sous forme d'une image 2D que l'opérateur peut faire défiler. Les données de la vue waterfall sont issues du flux de données préalablement stocké dans une mémoire tampon (95), typiquement une RAM du système de dépouillement. L'opérateur peut sélectionner (pointer à la souris par exemple) une fenêtre (sous-image) à l'aide d'un curseur (112) dans la vue waterfall. La sélection permet de définir les coordonnées pixel relatives à la fenêtre sélectionnée, puis de convertir les coordonnées pixel de la fenêtre, vers des coordonnées (i, j) pixel de la matrice "waterfall". La conversion de coordonnées (116) peut varier en fonction de l'orientation et du niveau de zoom de l'image, ou d’autres paramètres. Le procédé permet ensuite de rechercher (117) dans la mémoire tampon, les données de navigation (H, C) (cap (32) et route (62)) correspondantes à la ligne i du waterfall, ainsi que les informations enregistrées relatives au type de sonar, à la portée maximale, au bord, à l'aspect et à l'ouverture. Le composant graphique (500) est recalculé (118) en fonction des données et avantageusement affiché en surimpression sur la vue waterfall. S’il n’y a pas de données disponibles, le procédé s’arrête après l’étape de recherche de données et aucun composant graphique n’est affiché.

La figure 12 illustre des étapes du procédé permettant l'interprétation d'imagettes en tant que sous-images d'une vue waterfall contenant des objets d'intérêt. Les imagettes peuvent être sélectionnées soit par un opérateur, soit automatiquement et présentées à l'opérateur.

Dans le scénario de la figure 12, l'opérateur produit à partir des données du flux stocké, une pluralité d'imagettes, une imagette (1200) étant définie comme l'association entre une sous-image (1201) d'une vue waterfall et une série de méta-données. Les méta-données contiennent, l'information (1202) sur la vue waterfall d'origine, les coordonnées (1204) de la sous-image (1201), et toutes les indications pertinentes pour le calcul des éléments du composant graphique (le type de sonar, la portée maximale, le bord, l'aspect et l'ouverture). L'imagette peut être stockée soit comme une structure de données, soit comme un ou plusieurs fichiers sur disque (par exemple au format BMP pour la sous-image et XML pour les métadonnées).

Le procédé de génération du composant graphique consiste en une première étape pour la génération des données. Les données de l'imagette (1200) sont extraites (1203) et les métadonnées correspondantes sont calculées relativement au centre (1204) de l'imagette selon le principe décrit pour la figure 11. La taille de la sous-image et la position du centre sont déterminées soit manuellement par l'opérateur en effectuant un déplacement du curseur (112), soit de manière automatique par un algorithme de détection d’imagettes (1205). Dans une étape suivante, l’imagette est affichée (1206) dans une fenêtre dédiée de l’écran de visualisation (1210). La structure de données ou bien le ou les fichiers permettant de décrire l'imagette sont lus et les valeurs des éléments du composant graphique sont calculées. Le composant graphique (500) est affiché soit en étant positionné en surimpression sur la sous-image, soit positionné à côté.

La figure 13 illustre des étapes du procédé permettant un affichage du composant graphique (500) de la figure 5 pour une liste d’items. Dans le scénario de la figure 13, l'opérateur parcourt une liste (1000) de vues waterfall correspondant à un sous-ensemble de vues waterfall stockées dans une base de données (95). Dans une telle liste, il est en général fourni le nom de la mission, la date d'acquisition, mais également le type de sonar, la portée, l'aspect, etc., tel que décrit précédemment en référence à la figure 10a. Le procédé de génération du composant graphique consiste en les étapes suivantes : lors du premier chargement d’une vue waterfall, ou lors d’une phase d'importation, les données sont mises dans la base (95) pour être indexées. L’étape d’indexation (1300) commence par une lecture (1301) des données du flux de données (7). Dans l’exemple du scénario décrit, le cap moyen et la route moyenne sont calculés (1302) à la volée par le système sur l’ensemble de la trajectoire. Un algorithme de moyennage adapté à des angles peut être avantageusement utilisé. Puis les données calculées sont indexées (1303) et stockées dans la base de données (95).

Chaque vue waterfall indexée et stockée dans la base de données permet à l'opérateur de retrouver une vue waterfall d'une mission précédente correspondant à une même scène, ou une vue waterfall correspondant à un type d'acquisition spécifique, afin de rejouer le waterfall en temps différé.

Dans une étape suivante (1304), l'opérateur choisit un sous-ensemble de la base de données sur la base de critères de sélection tels que le nom de la mission, la date, la position, etc. les informations correspondantes étant récupérées dans la base de données (95). Les éléments du composant graphique sont calculés (1305) et une liste (1000) des éléments sélectionnés est affichée (1306) sur l’écran de visualisation (1306) avec le composant graphique (500) calculé pour chaque item de la liste (1000). Avantageusement, afin d'aider l'opérateur à repérer la ou les vues waterfall d'intérêt pour son analyse, un composant graphique (500) est affiché sur chaque ligne de la liste correspondant aux valeurs calculées pour chaque sélection. L'opérateur fait défiler la liste et il peut choisir la ou les vues waterfall qu'il souhaite visualiser sur la base des informations fournies dans la liste. La sélection d’une ou plusieurs lignes permet de charger (1307) la ou les vues waterfall dans une fenêtre de visualisation (110) de l’écran, le composant graphique (500) étant automatiquement repositionné dans la fenêtre selon la ligne sélectionnée.

La figure 14 illustre le procédé général (1400) opéré pour afficher un type de vue avec un composant graphique (500) selon le principe de l’invention. Dans une première étape (1402), le procédé permet de recevoir des données sonar acoustiques d’un ensemble de sonars embarqués à bord d’un porteur, et des données de position instantanée et de cap instantané du porteur. Dans une étape suivante (1404), le procédé permet de sélectionner les données à afficher et le type de vue pour l’affichage. Dans une étape suivante (1406), le procédé permet que les éléments du composant graphique soient calculés à partir des données sélectionnées pour générer une image combinée. L’image générée combine le type de vue sonar sélectionné avec le composant graphique activable qui regroupe sous la symbologie graphique décrite, les données acoustiques sélectionnées, synchronisées avec les données de cap et de position instantanées. Le composant graphique est automatiquement dimensionné et positionné sur l’image selon le type de vue sonar sélectionnée. Puis, le procédé permet (1408) l’affichage de l’image combinée sur un écran graphique d’un système de dépouillement de données.

Ainsi, il a été décrit l’utilisation d’un composant graphique activable par un opérateur pour un système d’acquisition et de traitement de données de levé marines ou terrestres, soit en temps réel (suivi de l’acquisition), soit en temps différé (rejeu et traitement des données), y compris pour des simulations de tels systèmes.

Un tel composant présente l’avantage de pouvoir être instancié autant de fois que nécessaire, soit de manière autonome, soit en superposition sur des images du type « waterfall », des vues cartographiques, ou des imagettes issues de données sonar (en projection « waterfall » ou en projection « cartographique »).

Avantageusement, le composant graphique peut être utilisé comme un élément constitutif d’une liste présentant des données sonar, radar, optiques, afin de décrire visuellement le contenu des données correspondant à chaque item de la liste (porteur utilisé, mode utilisé, aspect utilisé, etc).

Le composant graphique peut être personnalisé en utilisant des codes couleurs pour certains éléments tels l’indicateur de modalité/aspect comme moyen d’indiquer le bord du véhicule sur lequel le matériel sonar est monté, ou l'indicateur de route comme moyen d'indiquer une dérive excessive par rapport aux capacités du senseur.

Le composant graphique présente l’avantage de pouvoir être contraint, sur une ou plusieurs instances, par exemple selon une direction et un sens privilégié, permettant alors que l’orientation ou le sens des autres indicateurs soient déduits directement des autres.

Claims (12)

1. Revendications

   1. Un procédé mis en œuvre par ordinateur pour afficher un ensemble de données sonar dans un système de dépouillement de données, le procédé comprenant les étapes consistant à : - recevoir une pluralité de données acoustiques d’un ensemble de sonars embarqués à bord d’un porteur, et des données de position instantanée et de cap instantané du porteur ; - sélectionner parmi la pluralité de données acoustiques reçues des données acoustiques à afficher et un type de vue sonar ; - générer une image combinant le type de vue sonar sélectionné avec un composant graphique activable, ledit composant regroupant sous une symbologie graphique les données acoustiques sélectionnées, les données acoustiques sélectionnées étant traitées et synchronisées avec les données de cap et de position instantanées, ledit composant étant automatiquement dimensionné et positionné sur l’image selon le type de vue sonar sélectionnée ; et - afficher l’image combinée sur un écran graphique du système de dépouillement de données.
2. 2. Le procédé selon la revendication 1 dans lequel le type de vue sonar est une vue cartographique ou une vue waterfall ou une vue textuelle.
3. 3. Le procédé selon la revendication 1 ou 2 comprenant de plus après l’étape d’affichage, les étapes de : - sélectionner un second type de vue sonar ; et - générer une seconde image combinant le second type de vue sonar avec le composant graphique activable, et où ledit composant est automatiquement redimensionné et repositionné sur la seconde image.
4. 4. Le procédé selon la revendication 3 dans lequel le second type de vue sonar est une vue imagette.
5. 5. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l’étape de générer une image combinée consiste à superposer le composant graphique activable sur une vue de type cartographique ou waterfall.
6. 6. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel l’étape de générer une image combinée consiste à intégrer au moins un composant graphique activable dans une liste d'items d’une vue textuelle.
7. 7. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel le composant graphique activable comprend un ensemble d’éléments représentatifs soit de manière unitaire, soit en combinaison, des valeurs des données sélectionnées, chaque élément ayant une symbolique de forme et de taille variables selon les valeurs des données sélectionnées.
8. 8. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le composant graphique activable comprend des éléments permettant de regrouper dans un cercle une silhouette du porteur, une direction du porteur, une indication du cap du porteur, une indication du nord géographique, une pluralité de modalités et d'aspects du sonar, une indication de portée, une indication de route et de dérive excessive.
9. 9. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant une étape initiale de paramétrage des éléments du composant graphique activable pour configurer l’aspect visuel des symboles.
10. 10. Le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 comprenant après l’étape d’affichage, une étape d’activer un ou plusieurs symboles.
11. 11. Un dispositif pour afficher un ensemble de données sonar dans un système de dépouillement de données comprenant des moyens pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10.
12. 12. Un produit programme d’ordinateur, ledit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code permettant d’effectuer les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.