FR3079943A1 - Dispositif electronique et procede de commande d'un drone avec effet de travelling compense, programme d'ordinateur associe - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif électronique de commande (14) est configuré pour commander un drone (10) équipé d'une caméra (1 2) comportant au moins un capteur d'image(s) (26).
Le dispositif de commande (14) comprend un module (30) de réglage d'une valeur de zoom de la caméra (12) et un module (32) de pilotage d'un mouvement du drone (10).
Le dispositif de commande (14) comprend un module (34) de coordination du module de réglage (30) et du module de pilotage (32), en détectant une variation d'une grandeur parmi la valeur de zoom et une distance capteur-cible, et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l'autre grandeur parmi la valeur de zoom et la distance capteur-cible, la distance capteur-cible étant une distance entre le capteur d'image(s) (26) et une cible (36) prédéfinie, selon un axe de visée (28) de la caméra (12).
Description
Dispositif électronique et procédé de commande d’un drone avec effet de travelling compensé, programme d’ordinateur associé
La présente invention concerne un dispositif électronique de commande d’un drone, le drone étant équipé d’une caméra, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s).
L’invention concerne également un drone comprenant une caméra et un tel dispositif électronique de commande, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s).
L’invention concerne également un procédé de commande d’un drone, le drone étant équipé d’une caméra, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s), le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de commande.
L’invention concerne également un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de commande.
L’invention concerne le domaine des drones, c’est-à-dire des appareils motorisés volants pilotés à distance. L'invention s'applique notamment aux drones à voilure tournante, tels que les quadricoptères, tout en s’appliquant également à d'autres types de drones, par exemple les drones à voilure fixe.
L’invention est particulièrement utile lorsque le drone est dans un mode de suivi de cible dans le but de suivre une cible donnée, telle que le pilote du drone, une cible identifiée dans une image acquise précédemment, ou encore une cible identifiée par sa position, telle que sa position GPS (de l’anglais Global Positioning System), une telle cible étant par exemple un point d’intérêt ou POI (de l’anglais Point Of Interest).
On connaît un dispositif électronique de commande et un drone du type précité. Le dispositif électronique de commande comprend un module de réglage configuré pour régler une valeur de zoom de la caméra, et un module de pilotage configuré pour piloter un mouvement du drone, le module de pilotage étant configuré pour calculer des instructions de pilotage correspondant audit mouvement.
Toutefois, les image(s) ou vidéo(s) prises par un tel drone nécessitent souvent une ou plusieurs étapes de post-traitement, relativement longues et fastidieuses, effectuées via un ordinateur sur lequel sont téléchargées lesdites image(s) ou vidéo(s) prises.
Le but de l’invention est alors de proposer un dispositif électronique de commande et un procédé associé qui permettent de réduire ces post-traitements.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif électronique de commande d’un drone, le drone étant équipé d’une caméra, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s), le dispositif comprenant :
- un module de réglage configuré pour régler une valeur de zoom de la caméra,
- un module de pilotage configuré pour piloter un mouvement du drone, le module de pilotage étant configuré pour calculer des instructions de pilotage correspondant audit mouvement, et
- un module de coordination configuré pour coordonner le module de réglage et le module de pilotage, en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom et une distance capteur-cible, et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom et la distance capteur-cible, la distance capteur-cible étant une distance entre le capteur d’image(s) et une cible prédéfinie, selon un axe de visée de la caméra.
Le dispositif électronique de commande selon l’invention permet alors d’effectuer, directement lors de la prise d’image(s), un effet de travelling compensé, également appelé effet de travelling contrarié, ou encore effet Vertigo, sans nécessiter de post-traitement ultérieur.
Le dispositif électronique de commande selon l’invention permet en outre généralement d’améliorer la qualité d’image par rapport à celle obtenue avec un posttraitement ultérieur. En effet, un post-traitement ultérieur engendre un recadrage avec rognage (de l’anglais crop) de l’image, synonyme de perte de qualité d’image, alors que le dispositif électronique de commande selon l’invention n’effectue généralement pas un tel recadrage, notamment en cas de zoom optique ou de zoom numérique sans perte.
En complément facultatif, l’effet de travelling compensé est mis en œuvre seulement si un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé a été préalablement sélectionné, par exemple par l’utilisateur.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif électronique de commande comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le dispositif comprend en outre un module d’acquisition configuré pour acquérir la sélection d’un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé, et le module de coordination est configuré pour coordonner le module de réglage et le module de pilotage seulement si ledit mode de prise d’image(s) avec travelling compensé est sélectionné ;
- le module de coordination est configuré pour détecter, via le module de pilotage, une variation de la distance capteur-cible, puis pour commander, via le module de réglage, une variation de la valeur de zoom en fonction de la variation de distance capteur-cible détectée ;
- le module de coordination est configuré pour détecter, via le module de réglage, une variation de la valeur de zoom, puis pour commander, via le module de pilotage, une variation de la distance capteur-cible en fonction de la variation de valeur de zoom détectée ;
- une augmentation de la valeur de zoom est associée à une augmentation de la distance capteur-cible, et une diminution de la valeur de zoom est associée à une diminution de la distance capteur-cible ;
- lorsque la grandeur, parmi la valeur de zoom et la distance capteur-cible pour laquelle une variation est à commander, est la distance capteur-cible, le module de coordination est configuré pour commander, via le module de pilotage, un mouvement du drone combinant une rotation autour de la cible et la variation de la distance capteurcible ; et
- le module de coordination est configuré en outre pour commander, via le module de réglage, une variation de la valeur de zoom après une coordination du module de réglage et du module de pilotage.
L’invention a également pour objet un drone comprenant une caméra et un dispositif électronique de commande, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s), dans lequel le dispositif électronique de commande est tel que défini cidessus.
L’invention a également pour objet un procédé de commande d’un drone, le drone étant équipé d’une caméra, la caméra comportant au moins un capteur d’image(s), le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de commande, et comprenant :
- le réglage d’une valeur de zoom de la caméra,
- le pilotage d’un mouvement du drone, via le calcul d’instructions de pilotage correspondant audit mouvement, et
- la coordination dudit réglage et dudit pilotage, en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom et une distance capteur-cible, et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom et la distance capteur-cible, la distance capteur-cible étant une distance entre le capteur d’image(s) et une cible prédéfinie, selon un axe de visée de la caméra.
L’invention a également pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en oeuvre un procédé de commande tel que défini ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d’un drone comprenant une caméra et un dispositif électronique de commande, le dispositif électronique de commande comportant notamment un module de réglage d’une valeur de zoom de la caméra et un module de pilotage d’un mouvement du drone ;
- la figure 2 est une représentation schématique de grandeurs associées au réglage de la valeur de zoom de la caméra pour une cible par rapport à un arrière-plan ;
- la figure 3 est une vue schématique illustrant un mouvement de spirale du drone, combinant une rotation autour de la cible et la variation d’une distance capteur-cible, lors d’une coordination du réglage de la valeur de zoom et du pilotage du mouvement du drone ; et
- la figure 4 est un organigramme d’un procédé de commande du drone selon l’invention.
Sur la figure 1, un drone 10, c’est-à-dire un aéronef sans pilote à bord, comprend une caméra 12.
Dans l’exemple de la figure 1, le drone 10 comprend en outre un dispositif électronique de commande 14 configuré pour notamment coordonner le réglage d’une valeur de zoom Z de la caméra 12 et le pilotage d’un mouvement du drone 10, en particulier pour effectuer, directement lors de la prise d’images, un effet de travelling compensé, sans nécessiter de post-traitement ultérieur.
Le drone 10 est un engin volant motorisé pilotable à distance, notamment via une manette 16 équipée d’un écran d’affichage 18.
Le drone 10 est par exemple un drone à voilure tournante, comportant au moins un rotor 20. Sur la figure 1, le drone 10 comporte une pluralité de rotors 20, et est alors appelé drone multirotor. Le nombre de rotors 20 est par exemple égal à 4, et le drone 10 est alors un drone quadrirotor. En variante, non représentée, le drone 10 est un drone à voilure fixe.
Le drone 10 comporte un module de transmission 22 configuré pour échanger des données, de préférence par ondes radioélectriques, avec un ou plusieurs équipements électroniques, notamment avec la manette 16, voire avec d’autres équipements électroniques pour la transmission de la ou des images acquises par la caméra 12.
La caméra 12 est par exemple une caméra montée sur une nacelle (de l’anglais gimbal), non représentée. La nacelle est, par exemple, articulée par rapport à un corps principal 24 du drone 10, et est alors dite stabilisatrice, car elle stabilise la caméra 12 par rapport au corps 24 du drone et filtre notamment la plupart des mouvements parasites du corps 24. La nacelle permet alors d’améliorer alors la qualité des images acquises par la caméra 12.
En variante, la caméra 12 est une caméra à visée frontale permettant d’obtenir une image d’une scène vers laquelle est orienté le drone 10. En variante encore ou en complément, la caméra 12 est une caméra à visée verticale, non représentée, pointant vers le bas et configurée pour capter des images successives d’un terrain survolé par le drone 10.
La caméra 12 comporte au moins un capteur d’image(s) 26, représenté de manière schématique sur la figure 2, et un objectif, non représenté, associé au capteur d’image(s) 26. Le capteur d’image(s) 26 comprend par exemple un photodétecteur matriciel comportant une pluralité de photosites, chaque photosite correspondant à un pixel respectif de l’image prise par le capteur 26. Le capteur d’image(s) 26 s’étend alors suivant un plan d’extension, et le plan d’extension correspond au plan du photodétecteur matriciel.
L’objectif est par exemple un objectif à focale fixe, tel qu’un objectif hémisphérique de type hypergone (de l’anglais fisheye), c’est-à-dire couvrant un champ visuel ayant un angle de vue, également appelé champ de vue et noté FOV (de l’anglais Field Of View), de valeur élevée, de l’ordre de 180° ou plus. L’objectif est disposé devant le capteur d’image(s) 26 de façon que le capteur d’image(s) 26 capte les images à travers l’objectif.
En variante, l’objectif est un objectif avec une focale variable.
Le zoom de la caméra 12 est par exemple un zoom numérique. Dans cet exemple, la plus petite focale correspond alors à l’intégralité d’une image acquise par le capteur 26, et une augmentation de la focale, correspondant à un zoom dans l’image, est obtenue en sélectionnant une zone de dimension réduite par rapport aux dimensions réelles du capteur d’image(s) 26, la zone étant centrée sur un axe de visée 28 de la caméra.
En variante, le zoom de la caméra 12 est un zoom optique, l’objectif de la caméra étant alors un objectif à focale variable, et le réglage de valeur de zoom Z est obtenu par un réglage de la focale de l’objectif.
En variante encore, le zoom de la caméra 12 est une combinaison d’un zoom numérique et d’un zoom optique.
Lorsque la caméra 12 est montée mobile en rotation sur la nacelle stabilisatrice, l’axe de visée 28 est modifiable mécaniquement.
En variante, l’axe de visée 28 est modifiable par traitement numérique, notamment lorsque l’objectif associé au capteur d’image(s) 26 est un objectif hypergone, et un axe de visée virtuel de la caméra 12 est alors obtenu en définissant un capteur d’image(s) virtuel par sélection d’une zone de dimensions réduites par rapport aux dimensions réelles du capteur d’image(s) 26, la zone étant centrée sur un axe de visée souhaité de la caméra
12. L’obtention d’une image à partir d’une zone de dimensions réduites du capteur d’image(s) 26 permet alors d’orienter virtuellement l’axe de visée 28 dans la direction de la fenêtre du champ d’ensemble de la caméra 12 correspondant à la zone de dimensions réduites, sans modifier l’orientation physique de la caméra 12 qui reste alors immobile par rapport au corps 24 du drone 10.
Le dispositif électronique de commande 14 comprend un module de réglage 30 configuré pour régler une valeur de zoom Z de la caméra 12, un module de pilotage 32 configuré pour piloter un mouvement du drone 10, le module de pilotage 32 étant configuré pour calculer des instructions de pilotage correspondant audit mouvement.
Selon l’invention, le dispositif électronique de commande 14 comprend en outre un module de coordination 34 configuré pour coordonner le module de réglage 30 et le module de pilotage 32, en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom Z et une distance capteur-cible d, et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d, la distance capteur-cible d étant une distance entre le capteur d’image(s) 26 et une cible prédéfinie 36, selon l’axe de visée 28 de la caméra 12.
En complément facultatif, le dispositif électronique de commande 14 comprend en outre un module d’acquisition 38 configuré pour acquérir la sélection d’un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé. Selon ce complément facultatif, le module de coordination 34 est configuré pour coordonner le module de réglage 30 et le module de pilotage 32 seulement si ledit mode de prise d’image(s) avec travelling compensé est sélectionné.
Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif électronique de commande 14 comporte une unité de traitement d’informations 40, formée par exemple d’une mémoire 42 et d’un processeur 44, tel qu’un processeur de type CPU (de l’anglais Central Processing Unit), de type GPU (de l’anglais Graphies Processing Unit), ou de type VPU (de l’anglais Vision Processing Unit), associé à la mémoire 42.
Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif électronique de commande 14 est embarqué à bord du drone 10.
L’homme du métier comprendra que le dispositif électronique de commande 14 n’est pas nécessairement embarqué à bord du drone 10 et qu’en variante, non représentée, le dispositif électronique de commande 14 est au moins partiellement externe au drone 10. Selon cette variante, le dispositif électronique de commande 14 est par exemple au moins partiellement embarqué dans la manette 16, notamment lorsque la manette 16 est un ordiphone. Le module de réglage 30 est par exemple disposé à l’extérieur du drone 10, et est distinct du drone 10, et est alors typiquement embarqué dans ladite manette 16.
En variante encore, le dispositif électronique de commande 14 est totalement, ou encore intégralement, disposé à l’extérieur du drone 10. L’ensemble du dispositif électronique de commande 14 est alors distinct du drone 10, et par exemple embarqué dans la manette 16, notamment lorsqu’elle est en forme d’un ordiphone ou d’une tablette électronique.
La manette 16 est connue en soi et permet de piloter le drone 10. Dans l’exemple de la figure 1, la manette 16 est mise en œuvre via un ordiphone (de l’anglais smartphone) ou une tablette électronique, comportant l’écran d’affichage 18, de préférence tactile.
En variante non représentée ou en complément, la manette 16 comprend deux poignées de préhension, chacune étant destinée à être saisie par une main respective du pilote, une pluralité d’organes de commande, dont deux manches à balai (de l’anglais Joystick), chacun étant disposé à proximité d’une poignée de préhension respective et étant destiné à être actionné par le pilote, de préférence par un pouce respectif.
La manette 16 comprend une antenne radioélectrique et un émetteur-récepteur radioélectrique, non représentés, pour l’échange de données par ondes radioélectriques avec le drone 10, à la fois en liaison montante et en liaison descendante.
Dans l’exemple de la figure 1, le module de réglage 30, le module de pilotage 32, le module de coordination 34, ainsi qu’en complément facultatif le module d’acquisition 38, sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel exécutable par le processeur 44. La mémoire 42 de l’unité de traitement d’informations 40 est alors apte à stocker un logiciel de réglage configuré pour régler la valeur de zoom Z, un logiciel de pilotage configuré pour piloter un mouvement respectif du drone 10, le logiciel de pilotage étant en particulier configuré pour calculer des instructions de pilotage correspondant audit mouvement, et un logiciel de coordination configuré pour coordonner le logiciel de réglage et le logiciel de pilotage, en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d, et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d. En complément facultatif, la mémoire 42 de l’unité de traitement d’informations 40 est apte à stocker un logiciel d’acquisition configuré pour acquérir la sélection d’un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé, et le logiciel de coordination est alors apte à coordonner le logiciel de réglage et le logiciel de pilotage seulement si le mode de prise d’image(s) avec travelling compensé est sélectionné. Le processeur 44 est alors apte à exécuter le logiciel de réglage, le logiciel de pilotage et le logiciel de coordination, ainsi qu’en complément facultatif le logiciel d’acquisition.
En variante non représentée, le module de réglage 30, le module de pilotage 32 et le module de coordination 34, ainsi qu’en complément facultatif le module d’acquisition 38, sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglais Field Programmable Gâte Array), ou encore sous forme d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglais Application Spécifie Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif électronique de commande 14 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciels, c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser des instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
Le module de réglage 30 est apte à régler la valeur de zoom Z de la caméra 12, le zoom de la caméra 12 étant, comme indiqué précédemment, un zoom numérique seul, ou un zoom optique seul, ou encore une combinaison d’un zoom optique et d’un zoom numérique.
La valeur de zoom Z, également appelée facteur de zoom, de la caméra 12 vérifie par exemple l’équation suivante :
tan(ei~tob ίαη(—) où Z(t) représente la valeur de zoom Z à un instant temporel t,
0(t) et 0(to) représentent les valeurs, respectivement pour l’instant temporel t, et pour un instant temporel précédent t0, du champ de vue 0, également appelé FOV, de la caméra 12, le champ de vue 0(t) de la caméra 12 vérifiant par exemple l’équation suivante : 0® = 2'fan_1(d(ô) <2>
où L représente la taille d’un arrière-plan 42 dans le plan de la cible 36, c’est-à-dire à la distance capteur-cible d, comme représenté sur la figure 2, et d(t) représente la distance capteur-cible d à l’instant temporel t.
Sur la figure 2, D(t) représente en outre la distance D entre le capteur 26 et l’arrière-plan 42 selon l’axe de visée 28 de la caméra 12 à l’instant temporel t, et ô(t) représente la distance δ entre la cible 36 et l’arrière-plan 42 à l’instant temporel t et selon ce même axe de visée 28 de la caméra. À(t) représente la taille λ de l’arrière-plan 42 visible au sein de l’image acquise par le capteur d’image(s) 36, dans le plan de l’arrièreplan 42, c’est-à-dire à la distance D(t), et I représente la taille de la cible 36.
Le module de pilotage 32 est connu en soi et est apte à piloter un mouvement du drone 10, par exemple suite à une commande reçue de la part du module de coordination 34, en calculant des instructions de pilotage du drone 10 correspondant audit mouvement souhaité.
En complément facultatif, le module de pilotage 32 est configuré pour piloter le mouvement du drone 10 selon une loi de déplacement prédéfinie.
Une première loi de déplacement prédéfinie est une loi définissant la distance capteur-cible d sous forme polynomiale, la distance capteur-cible d vérifiant par exemple l’équation suivante :
d(t) = (3)
Des deuxième et troisième lois de déplacement correspondent à un déplacement du drone 10 avec un défilement de l’arrière-plan 42 à vitesse constante.
La deuxième loi de déplacement est une loi pour laquelle le défilement à vitesse constante de l’arrière-plan 42 est obtenu avec une variation constante de la taille, exprimée en pixels, de l’arrière-plan 42 visible dans l’image, et vérifie par exemple l’équation suivante :
d(t) = avecK0 = etK1 = Cte = A'(t) (4)
La troisième loi de déplacement est une loi pour laquelle le défilement à vitesse constante de l’arrière-plan 42 est obtenu via une variation constante du champ de vue, également noté FOV, de la caméra 12, et vérifie par exemple l’équation suivante :
4(0 = ----Ât+K^avecK;, = 0(to)etK3 = Cte = 0'(t) (5)
Le module de pilotage 32 est configuré en outre pour fournir, au module de coordination 34, une estimation de la distance capteur-cible d.
L’homme du métier comprendra alors que ladite distance capteur-cible d n’est pas nécessairement égale à la distance séparant dans l’absolu la cible prédéfinie 36 du capteur d’image(s) 26, mais correspond à la distance entre le capteur d’image(s) 26 et la cible 36 mesurée selon l’axe de visée 28, c’est-à-dire la distance entre le capteur 26 et la cible 36 projetée sur l’axe de visée 28.
Le module de pilotage 32 est par exemple configuré pour estimer une valeur initiale d(t0) de ladite distance capteur-cible d via un algorithme de suivi de la cible 36 dans les images successivement acquises par le capteur 26, ou encore via des coordonnées de positionnement par satellite, telles que des coordonnées GPS, ou encore des coordonnées GLONASS.
En complément encore, le module de pilotage 32 est configuré pour estimer la valeur initiale d(t0) de ladite distance capteur-cible d via une corrélation de l’algorithme de suivi de cible et des coordonnées de positionnement par satellite, afin d’estimer cette valeur initiale d(t0) de manière plus précise.
L’estimation de la valeur initiale d(t0) de ladite distance capteur-cible via l’algorithme de suivi de cible et/ou les coordonnées de positionnement par satellite est adaptée pour fournir une estimation précise de ladite valeur aussi bien lorsque la cible 36 est une cible fixe ou mouvante.
L’estimation de la valeur initiale d(t0) de ladite distance capteur-cible via les seules coordonnées de positionnement par satellite est utilisée préférentiellement lorsque la cible 36 est fixe.
Le module de pilotage 32 est en outre configuré pour fournir, au module de coordination 34, la valeur d(t) de ladite distance capteur-cible d à l’instant temporel t, à partir d’un autopilote du drone 10, comme connu en soi.
Le module de coordination 34 est configuré pour coordonner le module de réglage 30 et le module de pilotage 32, notamment pour effectuer une prise d’image(s) avec travelling compensé. Le module de coordination 34 est alors apte à détecter une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d, et à commander, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d.
Le module de coordination 34 est par exemple configuré pour détecter, via le module de pilotage 32, une variation de la distance capteur-cible d, puis pour commander, via le module de réglage 30, une variation de la valeur de zoom Z en fonction de la variation de la distance capteur-cible d détectée.
Selon cet exemple, en supposant alors que la valeur de la taille L de l’arrière-plan 42 dans le plan de la cible 36 est une valeur constante dans le temps, notamment dans le cas d’un mode de prise d’images avec travelling compensé, la nouvelle valeur de zoom
Z(t) à l’instant temporel t vérifie par exemple l’équation suivante :
Z(t) d(t) d(t0) (6) où d(t) représente la valeur de la distance capteur-cible d estimée pour l’instant temporel t, et d(t0) représente la valeur initiale de ladite distance capteur-cible.
Autrement dit, la différence entre la valeur initiale d(t0) et la dernière valeur d(t) estimée à l’instant temporel t de la distance capteur-cible d correspond à la variation de la distance capteur-cible d détectée.
En variante, le module de coordination 34 est configuré pour détecter, via le module de réglage 30, une variation de la valeur de zoom Z, puis pour commander, via le module de pilotage 32, une variation de la distance capteur-cible d en fonction de la variation de la valeur de zoom Z détectée.
Selon cette variante, en supposant à nouveau que la valeur de la taille L de l’arrière-plan 42 dans le plan de la cible 36 est une valeur constante dans le temps, notamment dans le cas d’un mode de prise d’images avec travelling compensé, la nouvelle valeur de la distance capteur-cible d(t) à l’instant temporel t vérifie par exemple l’équation suivante :
d(t)=Z(t)-d(t0) (7) où Z(t) représente la dernière valeur de zoom Z mesurée à l’instant temporel t, et d(t0) représente la valeur initiale de la distance capteur-cible d.
Une augmentation de la valeur de zoom Z est associée à une augmentation de la distance capteur-cible d, et inversement une diminution de la valeur de zoom Z est associée à une diminution de la distance capteur-cible d, afin d’effectuer une prise d’image(s) avec travelling compensé, comme cela ressort par exemple des équations (6) et (7).
En complément facultatif, lorsque la grandeur, parmi la valeur de zoom Z et la distance capteur-cible d pour laquelle une variation est à commander, est la distance capteur-cible d, le module de coordination 34 est configuré en outre pour commander, via le module de pilotage 32, un mouvement du drone 10 combinant une rotation autour de la cible 36 et la variation de la distance capteur-cible d. Un tel mouvement est par exemple un mouvement de spirale, tel qu’illustré à titre d’exemple sur la figure 3 où le drone 10 est apte à se déplacer suivant la flèche F1, tout en maintenant l’axe de visée 28 orienté vers la cible 36.
En complément facultatif encore, le module de coordination 34 est configuré en outre pour commander, via le module de réglage 30, une variation finale de la valeur de zoom Z après la coordination du module de réglage 30 et du module de pilotage 32.
Selon ce complément facultatif, le module de coordination 34 est alors apte à commander, à l’issue d’une prise d’image(s) avec travelling compensé, une variation de la valeur de zoom Z, tel qu’un dé-zoom final, ou encore tel qu’un zoom final.
La cible 36 est prédéfinie, par exemple via une sélection précédente d’un utilisateur, telle qu’une sélection d’une zone entourant une cible souhaitée dans une image précédemment acquise par le capteur d’image(s) 26.
La cible 36 est par exemple une cible mouvante, c’est-à-dire une cible mobile, telle qu’une personne ou un véhicule, en particulier suivi par le drone 10. La personne formant la cible mobile 36 est, par exemple, le pilote du drone pratiquant une activité sportive.
En variante, la cible 36 est une cible fixe, telle qu’un bâtiment ou une portion de paysage.
Le fonctionnement du dispositif électronique de commande 14 selon l’invention va être à présent expliqué en regard de la figure 4 représentant un organigramme du procédé de commande du drone 10 selon l’invention.
Lors d’une étape 100, le dispositif électronique de commande 14 règle, via son module de réglage 30, une valeur de zoom Z de la caméra 12.
En parallèle, lors de l’étape 110, le dispositif électronique de commande 14 pilote, via le module de pilotage 32, des mouvements successifs du drone 10.
Après avoir réglé, lors de l’étape 100, la valeur de zoom Z ou piloté lors de l’étape 110 un mouvement du drone 10, le dispositif électronique de commande 14 détermine, lors de l’étape suivante 120, si le mode de prise d’image(s) avec travelling compensé a été sélectionné par l’utilisateur, et acquiert le cas échéant cette sélection via son module d’acquisition 38.
Si, lors de l’étape 120, aucune sélection de mode de prise d’image(s) avec travelling compensé n’est acquise, le dispositif électronique de commande 14 retourne alors à l’étape 100 ou bien à l’étape 110.
Lorsqu’une sélection du mode de prise d’image(s) avec travelling compensé a été acquise lors de l’étape 120, le dispositif électronique de commande 14 coordonne ensuite, lors de l’étape 130 et via son module de coordination 34, le réglage de la valeur de zoom Z et le pilotage du mouvement du drone 10, notamment afin d’effectuer une prise d’image(s) avec travelling compensé.
Lorsque le module de coordination 34 détecte, via le module de pilotage 32, une variation de la distance capteur-cible d, le module de coordination 34 commande ensuite, via le module de réglage 30, une variation de la valeur de zoom Z en fonction de la variation de la distance capteur-cible d détectée, par exemple à l’aide de l’équation (6).
En variante, lorsque le module de coordination 34 détecte, via le module de réglage 30, une variation de la valeur de zoom Z, c’est-à-dire une nouvelle valeur de zoom, il commande ensuite, via le module de pilotage 32, une variation de la distance capteur-cible d en fonction de la variation de la valeur de zoom Z détectée, par exemple à l’aide de l’équation (7).
En complément facultatif, lors de l’étape de coordination 130, lorsque la valeur pour laquelle une variation est à commander est la distance capteur-cible d, le module de coordination 34 commande en outre, via le module de pilotage 32, un mouvement combinant une rotation autour de la cible 36 et une variation de la distance capteur-cible d, tel qu’un mouvement de spirale comme représenté sur la figure 3.
Cette coordination du réglage de la valeur de zoom Z et du pilotage du mouvement du drone 10 permet alors d’effectuer, directement lors de la prise d’image(s) par la caméra 12, un effet de travelling compensé, sans nécessiter de post-traitement ultérieur.
Optionnellement, cet effet de travelling compensé est mis en oeuvre seulement si un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé était préalablement sélectionné par exemple par l’utilisateur, comme illustré dans l’exemple de la figure 4 avec l’étape d’acquisition 120.
En complément facultatif encore, à l’issue de l’étape de coordination 130, le module de coordination 34 est configuré en outre pour commander, via le module de réglage 30, une variation finale de la valeur de zoom Z, tel qu’un zoom final, ou encore tel qu’un dé-zoom final.
Cette commande complémentaire permet alors, de manière analogue, d’effectuer, directement lors de la prise d’image(s) par la caméra 12, un effet de variation finale de zoom, sans nécessiter de post-traitement ultérieur.
On conçoit ainsi que le dispositif électronique de commande 14 et le procédé de commande selon l’invention permettent de réduire les post-traitements à effectuer sur les images ou vidéos prises par la caméra 12 du drone.
Claims (10)
1. Dispositif électronique (14) de commande d’un drone (10), le drone (10) étant équipé d’une caméra (12), la caméra (12) comportant au moins un capteur d’image(s) (26), le dispositif (14) comprenant :
- un module de réglage (30) configuré pour régler une valeur de zoom (Z) de la caméra (12),
- un module de pilotage (32) configuré pour piloter un mouvement du drone (10), le module de pilotage (32) étant configuré pour calculer des instructions de pilotage correspondant audit mouvement, caractérisé en ce que le dispositif (14) comprend en outre un module de coordination (34) configuré pour coordonner le module de réglage (30) et le module de pilotage (32), en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom (Z) et une distance capteur-cible (d), et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom (Z) et la distance capteur-cible (d), la distance capteur-cible (d) étant une distance entre le capteur d’image(s) (26) et une cible (36) prédéfinie, selon un axe de visée (28) de la caméra (12).
2. Dispositif (14) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif (14) comprend en outre un module d’acquisition (38) configuré pour acquérir la sélection d’un mode de prise d’image(s) avec travelling compensé, et le module de coordination (34) est configuré pour coordonner le module de réglage (30) et le module de pilotage (32) seulement si ledit mode de prise d’image(s) avec travelling compensé est sélectionné.
3. Dispositif (14) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de coordination (34) est configuré pour détecter, via le module de pilotage (32), une variation de la distance capteur-cible (d), puis pour commander, via le module de réglage (30), une variation de la valeur de zoom (Z) en fonction de la variation de distance capteur-cible (d) détectée.
4. Dispositif (14) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module de coordination (34) est configuré pour détecter, via le module de réglage (30), une variation de la valeur de zoom (Z), puis pour commander, via le module de pilotage (32), une variation de la distance capteur-cible (d) en fonction de la variation de valeur de zoom (Z) détectée.
5. Dispositif (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une augmentation de la valeur de zoom (Z) est associée à une augmentation de la distance capteur-cible (d), et une diminution de la valeur de zoom (Z) est associée à une diminution de la distance capteur-cible (d).
6. Dispositif (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, lorsque la grandeur, parmi la valeur de zoom (Z) et la distance capteur-cible (d) pour laquelle une variation est à commander, est la distance capteur-cible (d), le module de coordination (34) est configuré pour commander, via le module de pilotage (32), un mouvement du drone (10) combinant une rotation autour de la cible (36) et la variation de la distance capteur-cible (d).
7. Dispositif (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de coordination (34) est configuré en outre pour commander, via le module de réglage (30), une variation de la valeur de zoom (Z) après une coordination du module de réglage (30) et du module de pilotage (32).
8. Drone (10) comprenant une caméra (12) et un dispositif électronique de commande (14), la caméra (12) comportant au moins un capteur d’image(s) (26), caractérisé en ce que le dispositif électronique de commande (14) est selon l’une quelconque des revendications précédentes.
9. Procédé de commande d’un drone (10), le drone (10) étant équipé d’une caméra (12), la caméra (12) comportant au moins un capteur d’image(s) (26), le procédé étant mis en oeuvre par un dispositif électronique de commande (14), et comprenant :
- le réglage (100) d’une valeur de zoom (Z) de la caméra (12),
- le pilotage (110) d’un mouvement du drone (10), via le calcul d’instructions de pilotage correspondant audit mouvement, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre :
- la coordination (130) dudit réglage et dudit pilotage, en détectant une variation d’une grandeur parmi la valeur de zoom (Z) et une distance capteur-cible (d), et en commandant, en fonction de la variation détectée, une variation de l’autre grandeur parmi la valeur de zoom (Z) et la distance capteur-cible (d), la distance capteur-cible (d) étant une distance entre le capteur d’image(s) (26) et une cible (36) prédéfinie, selon un axe de visée (28) de la caméra (12).
10. Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui,
5 lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé selon la revendication précédente.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1852977A FR3079943A1 (fr) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Dispositif electronique et procede de commande d'un drone avec effet de travelling compense, programme d'ordinateur associe |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1852977A FR3079943A1 (fr) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Dispositif electronique et procede de commande d'un drone avec effet de travelling compense, programme d'ordinateur associe |
| FR1852977 | 2018-04-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3079943A1 true FR3079943A1 (fr) | 2019-10-11 |
Family
ID=63080031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1852977A Pending FR3079943A1 (fr) | 2018-04-05 | 2018-04-05 | Dispositif electronique et procede de commande d'un drone avec effet de travelling compense, programme d'ordinateur associe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3079943A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20160159463A1 (en) * | 2013-07-31 | 2016-06-09 | SZ DJI Technology Co., Ltd | Remote control method and terminal |
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| US9703288B1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-07-11 | Zero Zero Robotics Inc. | System and method for aerial system control |
| US20180024557A1 (en) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Parrot Drones | Autonomous system for taking moving images, comprising a drone and a ground station, and associated method |
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2018
- 2018-04-05 FR FR1852977A patent/FR3079943A1/fr active Pending
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