WO2011055099A1 - Dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images - Google Patents

Dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images Download PDF

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WO2011055099A1
WO2011055099A1 PCT/FR2010/052396 FR2010052396W WO2011055099A1 WO 2011055099 A1 WO2011055099 A1 WO 2011055099A1 FR 2010052396 W FR2010052396 W FR 2010052396W WO 2011055099 A1 WO2011055099 A1 WO 2011055099A1
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WO
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camera
battery
window
control means
recording
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/052396
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English (en)
Inventor
Pascale Chabanet
Francis Gallois
Pierre Barroil
Jean Lambert Join
Original Assignee
Institut De Recherche Pour Le Développement (Ird)
Universite De La Reunion
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/08—Waterproof bodies or housings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/51—Housings

Definitions

  • the present invention relates to subsea image recording devices.
  • the present invention relates more particularly to an autonomous underwater device for recording images comprising:
  • a waterproof case comprising:
  • a recording unit able to store the video images
  • the present invention is intended in particular to improve devices for counting aquatic fauna and underwater biodiversity.
  • the present invention relates to an autonomous underwater image recording device characterized in that it further comprises a glass cleaning means comprising an arm rotatably mounted about a first axis perpendicular to the glass and rotated by a motor, said arm carrying a broom having a surface perpendicular to the first axis, said broom resting on the pane to scrape at regular intervals the outer surface of the pane, and in that it further comprises programmable control means for controlling the camera and the motor according to at least one predefined sequence.
  • a glass cleaning means comprising an arm rotatably mounted about a first axis perpendicular to the glass and rotated by a motor, said arm carrying a broom having a surface perpendicular to the first axis, said broom resting on the pane to scrape at regular intervals the outer surface of the pane, and in that it further comprises programmable control means for controlling the camera and the motor according to at least one predefined sequence.
  • the device can operate completely autonomously. Indeed, it can be installed at first, then the ship from which it was installed can move away so as not to disturb the counting of species of aquatic fauna. The device can then collect information autonomously for several weeks or even a few months.
  • the device is retrieved by a ship, and the data recorded on the registration unit can be analyzed for statistical purposes.
  • the box is cylindrical and has a main axis parallel to the first axis.
  • the drive motor is juxtaposed parallel to the box;
  • step-type drive motor and in which the programmable control means are adapted to control an angular sweep of a predefined number of steps;
  • the box comprises a front face and in which the window is set back from said front face of the box;
  • the at least one predefined sequence of said programmable control means comprises a shooting of 2 minutes every 2 hours;
  • the recording unit has a capacity of 50 gigabytes
  • the battery has a capacity of at least 360 watts-hours
  • the autonomy of the device for recording the images video is at least 2 months old
  • the at least one predefined sequence of said programmable control means comprises a scan every 6 hours
  • the device has a weight of less than 12 kilograms
  • the camera is a standard digital webcam
  • the device further comprises an auxiliary battery, the cleaning means being powered by said auxiliary battery.
  • FIG. 1 is a general view showing an autonomous underwater video device according to the invention
  • FIG. 2 represents a perspective view of the device of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents a partial sectional view of the device of FIG. 1, along line III-III of FIG. 2,
  • FIG. 4 represents an electrical block diagram of the device of FIG. 1 with programmable means
  • FIG. 5 represents a chronogram of the operation of the device of FIG. 1,
  • FIG. 6 represents a partial detail view of the cleaning means
  • FIG. 7 illustrates a variant of the first embodiment comprising an auxiliary equipment photoelectric recharge.
  • FIG. 1 presents an autonomous underwater video device 1 intended to be immersed in a predetermined location of a sea or an ocean, the purpose of which is video device being to record images of aquatic fauna and marine biodiversity.
  • the processing of images recorded by sampling over a long enough period allows the counting of aquatic fauna species on the basis of statistical observation of the presence or passage of individuals of each species.
  • the autonomous underwater video device 1 comprises in particular:
  • a support base 10 fixed to feet 18 adapted to be placed or sunk in the sea floor 80,
  • a recording unit 12 able to store the video images that are captured by the camera 6, said recording unit 12 being also enclosed in said watertight case 2,
  • programmable control means 3 for controlling at least one sequence of image recordings by the camera, in a predefined sequence, also housed inside the waterproof case 2, and
  • the water chamber 2 is in the form of a cylinder of revolution, of main axis Y1, closed by a disk-shaped front face 20 and perpendicular to the main axis Y1 and a rear face 28 also in the form of a disc and perpendicular to the main axis Yl.
  • the water chamber 2 is formed by an assembly of two cylinder portions of substantially identical diameter, the front portion 21 comprising the front face 20, and the rear portion 22 comprising the rear face 28. Said two cylinder portions 21,22 are assembled between them sealingly at their interface by means of a seal 23, for example ring or by any other means known in the art.
  • the watertight box 2 comprises a flat and disk-shaped transparent window 5 in the example shown, said pane 5 being positioned back from the front face 20 towards the inside of the box. .
  • the outer surface of the window is subjected to the pressure of the surrounding water, while the inner surface of the window is subjected to the air pressure prevailing inside the waterproof case 2.
  • On the inner surface comes into support the lens of the camera, the camera being held against the glass by conventional holding means (not shown) known in the art.
  • the outer surface of the pane 5 is parallel to the front face 20 and perpendicular to the main axis Y1.
  • the window 5 is received in a housing having a circular border, the position of this circular border being offset a few millimeters towards the inside of the box 2 with respect to the front face 20.
  • the window 5 has a diameter slightly greater than the diameter of said border and is fixed to said border by sealed means in a manner known in the art and not shown in detail.
  • an autonomous underwater image recording device 1 further comprises a means of cleaning the outer surface of the window 5.
  • This cleaning means comprises:
  • a shaft 7 driven in rotation about a first axis X by said motor 4, provided with an O-ring or a lip seal at the place where said shaft leaves the motor,
  • a broom 8 fixed on the arm 9 in the vicinity of its second end 92, the side of the arm facing said window 5, the blade 8 having a bearing surface parallel to the outer surface of the window 5.
  • the blade 8 bears on the outer surface of the window 5, and when the motor 4 controls the movement of the arm 9, the blade 8 undergoes an arcuate movement in a plane parallel to the window 5 so as to be able to scrape, at least in part, the outer surface of the pane 5, in particular that which is opposite the objective of the camera 6.
  • the motor 4 is held against the casing 2 by flanges 49 or by any other means such as collars which surround the casing 2 with the motor 4.
  • the motor 4 is juxtaposed parallel to the casing 2, and the first X axis is parallel to the main axis Yl.
  • the waterproof case 2 comprises, in its inner compartment:
  • the programmable control means 3 for controlling at least one sequence of image recordings by the camera 6 and of cleaning the pane 5, in a predefined sequence, as will be detailed later,
  • the recording unit 12 intended to store the video images that are captured by the camera 6, which is in the form of a hard disk or a nonvolatile mass memory,
  • Said platinum 29 comprises distribution circuits electrical devices, in particular circuits which make it possible to connect the control means 3 to the following elements:
  • the electrical equipment of the autonomous underwater video device of the invention comprises an accumulator battery 11, the video camera 6, the driving motor 4 of the cleaning means, the d recording 12 as well as the programmable control means 3.
  • the accumulator battery 11 delivers a voltage y + V and has for reference its negative pole connected to the ground potential called y Gnd '.
  • the motor 4 which drives the arm and the brush is a stepping motor by means of which it is advantageous to control an angular displacement in an open loop, by counting the steps that are generated. It is thus possible to control a movement while knowing at any time the angular position of the shaft 7 and the arm 9, without resorting to a position sensor.
  • the electrical equipment of the autonomous underwater video device of the invention further comprises, among the programmable control means 3, a logic unit 40, such as for example a microcontroller 40, an output transistor 86 and a control relay 88 connected to this output transistor 86, the output of the relay 88 being connected via the cable 61 to the video camera 6 and to the recording unit 12.
  • a logic unit 40 such as for example a microcontroller 40
  • an output transistor 86 and a control relay 88 connected to this output transistor 86, the output of the relay 88 being connected via the cable 61 to the video camera 6 and to the recording unit 12.
  • the programmable control means 3 furthermore comprise a series of four transistors 81, 82, 83, 84, able to control the phases of the stepper motor 4 in a succession of combinations corresponding to the displacement. one or more steps in one direction or the other.
  • Each of the transistors 81, 82, 83, 84 is connected to its corresponding phase by means of electrical conductors 16 which form part of the connecting cable 16.
  • the recording unit 12 is supplied by the logic control unit 40 and receives the video signals from the camera 6 via the cable 62.
  • the logic control unit 40 the transistors
  • 81,82,83,84, and 86 and the relay 88 can be mounted on an electronic card 34 itself contained in a protective housing 35, these being not described here in detail because known in the art.
  • the logic control unit 40 no longer controls the relay 88, the contact of said relay 88 is then open and the camera 6 as well as the recording unit 12 are no longer powered, the device is then said to be in phase. rest 'and the power consumption is then reduced very significantly so as to give the device a significant autonomy.
  • the timing diagram shown in FIG. 5 shows a standard sequence comprising relatively short recording phases 42, for example of a duration of 2 minutes, and rest phases 41 between the recording phases 42, the rest phases being much longer.
  • a typical sequence may consist of a recording phase of 2 minutes every 2 hours.
  • the device At the beginning of the timing diagram (t0), the device is in the idle phase, the power supply voltage 41 of the video camera (VC) is at potential massive. After the lapse of a time of 2 hours, the device passes (time t1) in the recording phase, the supply voltage 41 of the video camera (VC) is at the positive potential, this phase 42 for 2 minutes up to at time t2 where the device returns to the rest phase. Such a cycle is then repeated, giving rise to recording phases between instants t3 and t4, then between t6 and t7, then between t8 and t9, then between t10 and t11, then between t13 and t14.
  • the logic control unit 40 triggers a scanning of the window through the cleaning means.
  • This frequency may be low, such as for example a scan 44 every 6 hours, which is represented between instants t5 and t6, then between times tl2 and tl3.
  • the arm 9 of the cleaning means has a reference position CCO, a position in which it is not in front of the objective of the camera 6 and an extreme travel position ⁇ 1, the gap between the two positions approaching 30 ° in the illustrated example, and the area covered by the scanning encompasses the surface 64 of the camera lens 6.
  • the position 43 of the arm 9 remains at CCO as long as the device is in the rest phase or until the device 1 does not trigger a cleaning sequence.
  • the position changes from CCO to al and then moves back from al to a0, this being done by a succession of steps controlled on the stepper motor 4.
  • a regular cleaning of the window 5 makes it possible to prevent micro ⁇ organisms having time to establish a permanent position on the window 5, thus constituting a simple, robust anti-fouling system that does not require no chemicals. Thanks to this cleaning at regular intervals, the glass 5 remains clean and the video sequences captured by the camera and recorded in the recording unit 12 are sharp even after the device 1 has spent several weeks in the middle.
  • the battery Preferably, according to the invention, the battery
  • the recording unit 12 has a storage capacity of at least 50 gigabytes.
  • a standard digital webcam is chosen as camera 6, which has the advantage of being inexpensive, small and light.
  • the mass of the autonomous underwater image recording device 1 is less than 12 kilograms, which allows a single individual to wear and put in place the device 1, without handling means or outside help. More specifically, the mass of the waterproof case 2 is substantially less than 7 kilograms and the mass of the battery 11 is substantially less than 5 kilograms.
  • the autonomous underwater image-recording device 1 no longer comprises a single battery 11, but two electric batteries:
  • the logic control unit 40 may further include a clock (not shown in the drawings).
  • This clock makes it possible, when the device 1 is immersed to a relatively low depth which benefits from the natural light of the day and the device 1 is not equipped with a lighting means 19, to modulate the controlled sequence or sequences by function of day or night, to avoid recording phases when natural light is insufficient.
  • the support base 10 could be fixed to a single foot 18 by means of one or more clamps, the support base 10 being pivotable about the axis of the single foot 18, the collar or collars tightening that can be tightened to immobilize the support base 10 relative to the single foot 18.
  • the video recording device 1 must indeed be very securely fixed to withstand violent ocean currents, for example cyclonic currents.
  • the fixing of the waterproof case 2 on the support base 10 can be achieved by means of a flange (not shown in the figures) surrounding the watertight box 2 and firmly fixed on the support base 10 for example by means of bolting .
  • the device comprises wireless transmission means (Not shown) adapted to transmit to a remote device, for example a data server, all or part of the data collected by said device and stored in the recording unit 12.
  • a remote device for example a data server
  • This transmission can be performed at regular intervals, for example once a day.
  • the battery 11, and if necessary the auxiliary battery already mentioned, can be recharged by ancillary equipment comprising photocells 35.
  • this auxiliary equipment comprises an auxiliary float 30 with buoys 32 and an anti-overturning mass 36 as well as a marker flag 34. Furthermore, an electric cable 26 connects said auxiliary float 30 to the autonomous device 1 and in particular to the battery 11.
  • the auxiliary float 30 is connected by another cable 27 to a ballast 31 placed on the bottom 80 and supplemented, if necessary, by an anchoring device 37.
  • Said photocells 35 produce electrical energy, particularly under the effect of solar radiation, this electrical energy can be converted by a converter (not shown) into electrical energy at a voltage slightly greater than that of the battery 11.
  • the battery 11 can be recharged by the electrical energy sensed by said photoelectric 35 and shaped if necessary by the converter.

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Abstract

Dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images (1) comprenant une base (10), une batterie d'alimentation électrique (11), un caisson étanche (2) comprenant une caméra (6), une vitre transparente (5) en face de la caméra, le dispositif (1) comprenant en outre un moyen de nettoyage de la vitre comprenant un bras (9) monté rotatif autour d'un premier axe (X) perpendiculaire à la vitre et entrainé par un moteur (4), le bras (9) portant un balai (8) en appui sur la vitre, pour racler à intervalles réguliers la surface extérieure de la vitre, et comprenant en outre des moyens de commande programmables (3) pour commander la caméra et le moteur selon au moins une séquence prédéfinie.

Description

Dispositif sous-marin autonome d' enregistrement d' images
La présente invention est relative aux dispositifs sous-marins d'enregistrement d'images.
La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images comprenant :
- une base support,
- au moins une batterie d'alimentation électrique
- un caisson étanche comprenant :
- une caméra de capture d'images vidéo ayant un ob ectif,
- une unité d'enregistrement apte à stocker les images vidéo,
- une vitre transparente en face de l'objectif de la caméra .
On connaît du document US2002/0024594 une méthode de comptage de la faune aquatique et un dispositif de capture d'images. Mais la présence du navire à proximité du site de comptage perturbe la faune et fausse les mesures. Si la caméra d'enregistrement est portée par un plongeur, la présence du plongeur perturbe également les poissons et fausse les comptages.
La présente invention a notamment pour but d'améliorer les dispositifs destinés au comptage de la faune aquatique et de la biodiversité sous-marine.
La présente invention a pour objet un dispositif sous- marin autonome d'enregistrement d'images caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de nettoyage de la vitre comprenant un bras monté rotatif autour d'un premier axe perpendiculaire à la vitre et entraîné en rotation par un moteur, ledit bras portant un balai ayant une surface perpendiculaire au premier axe, ledit balai étant en appui sur la vitre pour racler à intervalles réguliers la surface extérieure de la vitre, et en ce qu'il comprend en outre des moyens de commande programmables pour commander la caméra et le moteur selon au moins une séquence prédéfinie.
Grâce à ces dispositions, le dispositif peut fonctionner de manière complètement autonome. En effet, il peut être installé dans un premier temps, puis le navire depuis lequel il a été installé peut s'éloigner pour ne pas perturber le comptage des espèces de la faune aquatique. Le dispositif peut alors collecter des informations de façon autonome pendant plusieurs semaines voire quelques mois.
A l'issue de la période prévue pour le comptage, le dispositif est récupéré par un navire, et les données enregistrées sur l'unité d'enregistrement peuvent être analysées à des fins statistiques.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes:
- le caisson est cylindrique et a un axe principal parallèle au premier axe.
- le moteur d'entraînement est juxtaposé parallèlement au caisson ;
- le moteur d'entraînement de type pas à pas, et dans lequel les moyens de commande programmables sont adaptés pour commander un balayage angulaire d'un nombre de pas prédéfini ;
- le caisson comporte une face avant et dans lequel la vitre est en retrait de ladite face avant du caisson ;
- l'au moins une séquence prédéfinie desdits moyens de commande programmables comporte une prise de vue de 2 minutes toutes les 2 heures ;
- l'unité d'enregistrement a une capacité de 50 Gigaoctets ;
- la batterie a une capacité d'au moins 360 watt- heures ;
- l'autonomie du dispositif pour enregistrer les images vidéo est d'au moins 2 mois ;
- l'au moins une séquence prédéfinie desdits moyens de commande programmables comporte un balayage toutes les 6 heures ;
- le dispositif a un poids inférieur à 12 kilogrammes ;
- la caméra est une webcam numérique standard ;
- le dispositif comporte en outre une batterie auxiliaire, le moyen de nettoyage étant alimenté par ladite batterie auxiliaire.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels :
- la figure 1 est une vue générale montrant un dispositif vidéo sous-marin autonome selon l'invention,
- la figure 2 représente une vue en perspective du dispositif de la Figure 1,
- la figure 3 représente une vue en coupe partielle du dispositif de la Figure 1, selon la ligne III-III de la figure 2,
- la figure 4 représente un synoptique électrique du dispositif de la Figure 1 avec des moyens programmables,
- la figure 5 représente un chronogramme du fonctionnement du dispositif de la Figure 1,
- la figure 6 représente une vue de détail partielle du moyen de nettoyage,
- la figure 7 illustre une variante du premier mode de réalisation comprenant un équipement annexe de recharge photo-électrique.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 présente un dispositif vidéo sous-marin autonome 1, destiné à être immergé en un endroit prédéterminé d'une mer ou d'un océan, le but de ce dispositif vidéo étant d'enregistrer des images de la faune aquatique et de la biodiversité marine. Le traitement des images ainsi enregistrées par échantillonnage sur une période assez longue permet le comptage des espèces de la faune aquatique sur la base d'observation statistique de la présence ou du passage des individus de chaque espèce.
Comme représenté sur les figures 1, 2 et 3, le dispositif vidéo sous-marin autonome 1 comprend notamment :
- une base support 10 fixée à des pieds 18 adaptés pour être posés ou enfoncés dans le fond sous-marin 80,
- une batterie 11 d'alimentation électrique fixée sous la base support 10, par au moins une bride 17,
- des poignées de préhension 15 du dispositif,
- un caisson étanche 2 fixé sur la base support 10, - une caméra d'enregistrement vidéo 6 enfermée dans ledit caisson étanche 2, ladite caméra 6 ayant un objectif,
- une unité d'enregistrement 12 apte à stocker les images vidéo qui sont captées par la caméra 6, ladite unité d'enregistrement 12 étant également enfermée dans ledit caisson étanche 2,
- des moyens de commande 3 programmables pour commander au moins une séquence d'enregistrements d'images par la caméra, selon une séquence prédéfinie, également logés à l'intérieur du caisson étanche 2, et
- d'un moyen d'éclairage 19 optionnel.
Le caisson étanche 2 se présente comme un cylindre de révolution, d'axe principal Yl, fermé par une face avant 20 en forme de disque et perpendiculaire à l'axe principal Yl et une face arrière 28 également en forme de disque et perpendiculaire à l'axe principal Yl .
Le caisson étanche 2 est formé par un assemblage de deux portions de cylindre de diamètre sensiblement identique, la portion avant 21 comprenant la face avant 20, et la portion arrière 22 comprenant la face arrière 28. Lesdites deux portions de cylindre 21,22 sont assemblées entre elles de manière étanche au niveau de leur interface au moyen d'un joint d ' étanchéité 23, par exemple torique ou au moyen de tout autre moyen connu dans l'art.
De plus, sur la face avant 20, le caisson étanche 2 comprend une vitre transparente 5 plane et en forme de disque dans l'exemple représenté, ladite vitre 5 étant positionnée en retrait de la face avant 20 en direction de l'intérieur du caisson. La surface extérieure de la vitre est soumise à la pression de l'eau environnante, tandis que la surface intérieure de la vitre est soumise à la pression d'air régnant à l'intérieur du caisson étanche 2. Sur la surface intérieure, vient en appui l'objectif de la caméra, la caméra étant maintenue contre la vitre par des moyens de maintien classiques (non représentés) connu dans l'art.
La surface extérieure de la vitre 5 est parallèle à la face avant 20 et perpendiculaire à l'axe principal Yl . La vitre 5 est reçue dans un logement ayant une bordure circulaire, la position de cette bordure circulaire étant décalée de quelques millimètres vers l'intérieur du caisson 2 par rapport à la face avant 20. La vitre 5 à un diamètre légèrement supérieur au diamètre de ladite bordure et est fixée à la dite bordure par des moyens étanches de manière connue dans l'art et non représentés en détails.
Par ailleurs, dispositif sous-marin autonome 1 d'enregistrement d'images selon l'invention comporte en outre un moyen de nettoyage de la surface extérieure de la vitre 5. Ce moyen de nettoyage comprend :
- un moteur 4 électrique s 'étendant parallèlement et le long de la paroi extérieur longitudinale du caisson étanche 2, ledit moteur 4 ayant un carter extérieur étanche,
- un arbre 7 entraîné en rotation autour d'un premier axe X par ledit moteur 4, muni d'un joint torique ou d'un joint à lèvre à l'endroit ou ledit arbre sort du moteur,
- un bras 9 fixé sur l'arbre 7, s 'étendant selon une direction perpendiculaire à la direction du premier axe X, en direction de la vitre 5, et s 'étendant entre une première extrémité 91 ancrée sur l'arbre 7 et une deuxième extrémité 92 libre à l'opposé de la première extrémité 91,
- un balai 8 fixé sur le bras 9 au voisinage de sa deuxième extrémité 92, du coté du bras qui fait face à ladite vitre 5, le balai 8 ayant une surface d'appui parallèle à la surface extérieure de la vitre 5.
Avantageusement selon l'invention, le balai 8 vient en appui sur la surface extérieure de la vitre 5, et lorsque le moteur 4 commande le mouvement du bras 9, le balai 8 subit un mouvement en arc de cercle dans un plan parallèle à la vitre 5 de manière à pouvoir racler, au moins en partie, la surface extérieure de la vitre 5, notamment celle qui se trouve en vis-à-vis de l'objectif de la caméra 6.
Le moteur 4 est maintenu contre le caisson 2 par des brides 49 ou par tout autre moyen comme des colliers qui entourent le caisson 2 avec le moteur 4. Dans l'exemple illustré, le moteur 4 est juxtaposé parallèlement au caisson 2, et le premier axe X est parallèle à l'axe principal Yl .
Le caisson étanche 2 comprend, dans son compartiment intérieur :
- la caméra vidéo 6,
- les moyens de commande 3 programmables pour commander au moins une séquence d'enregistrements d'images par la caméra 6 et de nettoyage de la vitre 5, selon une séquence prédéfinie, tel que cela sera détaillé par la suite,
- l'unité d'enregistrement 12 destinée à stocker les images vidéo qui sont captées par la caméra 6, qui se présente sous la forme d'un disque dur ou d'une mémoire de masse non volatile,
- une platine 29 supportant les moyens de commande 3 et l'unité d'enregistrement 12,
Ladite platine 29 comprend des circuits de distribution électrique, en particulier des circuits qui permettent de relier les moyens de commande 3 aux éléments suivants :
- une liaison 61 vers la caméra vidéo 6,
- une liaison 16 vers le moteur 4 du moyen de nettoyage - un câble d'alimentation électrique 14 relié par ailleurs à la batterie 11, qui fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement autonome du dispositif 1.
Comme représenté sur la figure 4, l'équipement électrique du dispositif vidéo sous-marin autonome de l'invention comprend une batterie d'accumulateur 11, la caméra vidéo 6, le moteur d'entraînement 4 du moyen de nettoyage, l'unité d'enregistrement 12 ainsi que les moyens de commande programmables 3.
La batterie d'accumulateur 11 délivre une tension y+V et a pour référence son pôle négatif relié au potentiel de masse appelé yGnd'. Dans le cas illustré ici, le moteur 4 qui entraine le bras et le balai est un moteur pas à pas au moyen duquel on peut avantageusement commander un déplacement angulaire en boucle ouverte, en comptant les pas qui sont générés. Il es ainsi possible de commander un déplacement tout en connaissant à tout moment la position angulaire de l'arbre 7 et du bras 9, sans pour autant faire appel à un capteur de position.
L'équipement électrique du dispositif vidéo sous-marin autonome de l'invention comprend en outre parmi les moyens de commande programmables 3, une unité logique 40, comme par exemple un micro-controleur 40, un transistor de sortie 86 et un relais de commande 88 relié à ce transistor de sortie 86, la sortie du relais 88 étant connectée via le câble 61 la caméra vidéo 6 et à l'unité d'enregistrement 12.
Les moyens de commande programmables 3 comprennent en outre une série de quatre transistors 81,82,83,84, aptes à commander les phases du moteur pas-à-pas 4 selon une succession de combinaisons correspondant au déplacement d'un ou plusieurs pas dans une direction ou dans l'autre.
Chacun des transistors 81,82,83,84 est relié à sa phase correspondante au moyen de conducteurs électriques 16a qui font partie du câble de liaison 16.
L'unité d'enregistrement 12 est alimentée par l'unité de commande logique 40 et reçoit les signaux vidéo de la caméra 6 via le câble 62.
L'unité de commande logique 40, les transistors
81,82,83,84, et 86 et le relais 88 peuvent être montés sur une carte électronique 34 elle-même contenue dans un boîtier de protection 35, ceux-ci étant non décrits ici en détails car connus dans l'art.
Lorsque l'unité de commande logique 40 commande le relais 88, le contact dudit relais 88 est fermé et la caméra 6 ainsi que l'unité d'enregistrement sont opérationnels, les images capturées étant alors stockées dans l'unité d'enregistrement 12, et le dispositif est dit
'en phase d'enregistrement'.
Lorsque l'unité de commande logique 40 ne commande plus le relais 88, le contact dudit relais 88 est alors ouvert et la caméra 6 ainsi que l'unité d'enregistrement 12 ne sont plus alimentés, le dispositif est dit alors 'en phase de repos' et la consommation électrique est alors réduite de façon très significative de manière à conférer au dispositif une autonomie importante.
Le chronogramme présenté sur la figure 5 montre une séquence type comprenant des phases d'enregistrement 42 relativement courte, par exemple d'une durée de 2 minutes, et des phases de repos 41 entre les phases d'enregistrement 42, les phases de repos étant beaucoup plus longues.
Par exemple, une séquence type peut consister en une phase d'enregistrement de 2 minutes toutes les 2 heures.
Dans l'exemple représenté, au début du chronogramme (tO), le dispositif est en phase de repos, la tension d'alimentation 41 de la caméra vidéo (VC) est au potentiel de masse. Après l'écoulement d'un temps de 2 heures, le dispositif passe (temps tl) en phase d'enregistrement, la tension d'alimentation 41 de la caméra vidéo (VC) est au potentiel positif, cette phase 42 durant 2 minutes jusqu'au temps t2 où le dispositif repasse en phase de repos. Un tel cycle est ensuite répété, donnant lieu à des phases d'enregistrement entre les instants t3 et t4, puis entre t6 et t7, puis entre t8 et t9, puis entre tlO et tll, puis entre tl3 et tl4.
Par ailleurs, à une fréquence prédéterminée, l'unité de commande logique 40 déclenche un balayage de la vitre grâce au moyen de nettoyage. Cette fréquence peut être faible, comme par exemple un balayage 44 toutes les 6 heures, ce qui est représenté entre les instants t5 et t6, puis entre les instants tl2 et tl3.
Comme représenté sur la figure 6, le bras 9 du moyen de nettoyage a une position de référence CCO , position dans laquelle il ne se trouve pas en face de l'objectif de la caméra 6 et une position de parcours extrême al , l'écart entre les deux positions avoisinant 30° dans l'exemple illustré, et la zone couverte par le balayage englobe la surface 64 de l'objectif de la caméra 6.
Sur le chronogramme de la figure 5, la position 43 du bras 9 reste à CCO tant que le dispositif est en phase de repos ou tant que le dispositif 1 ne déclenche pas de séquence de nettoyage. Lorsqu'une séquence de nettoyage est déclenchée, la position évolue de CCO vers al puis évolue en retour de al vers a0 , ceci s 'effectuant par une succession de pas commandés sur le moteur pas à pas 4.
Avantageusement selon l'invention, un nettoyage régulier de la vitre 5 permet d'éviter que des micro¬ organismes n'aient le temps de s'implanter durablement sur la vitre 5, constituant ainsi un système anti-fouling simple, robuste et ne nécessitant aucun produit chimique. Grâce à ce nettoyage à intervalles réguliers, la vitre 5 reste propre et les séquences vidéo captées par la caméra et enregistrées dans l'unité d'enregistrement 12 sont nettes même après que le dispositif 1 ait passé plusieurs semaines dans le milieu.
De façon préférentielle selon l'invention, la batterie
11 est une batterie d'une capacité d'au moins 360 watt- heures .
De façon préférentielle selon l'invention, l'unité d'enregistrement 12 a une capacité de stockage d'au moins 50 Gigaoctets.
De façon préférentielle selon l'invention, on choisit comme caméra 6 une webcam numérique standard, qui présente l'avantage d'être peu onéreuse, petite et légère.
Avantageusement selon l'invention, la masse du dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images 1 est inférieure à 12 kilogrammes, ce qui permet à un seul individu de porter et de mettre en place le dispositif 1, sans moyen de manutention ni d'aide extérieure. Plus précisément, la masse du caisson étanche 2 est sensiblement inférieure à 7 kilogrammes et la masse de la batterie 11 est sensiblement inférieure à 5 kilogrammes.
Il est à noter que selon une variante de l'invention, le dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images 1 comprend non plus une seule batterie 11, mais deux batteries électriques :
- une batterie principale 11 en charge d'alimenter la caméra 6, les moyens de commande programmables et l'unité d'enregistrement 12,
- une batterie auxiliaire en charge d'alimenter le moteur 4 du moyen de nettoyage.
Ainsi, l'autonomie des enregistrements vidéo et des moyens de nettoyage sont découplées et les enregistrements vidéo peuvent se poursuivre même lorsque la batterie auxiliaire est vide.
De plus, le dispositif vidéo sous-marin autonome 1 peut comprendre optionnellement le moyen d'éclairage 19 déjà évoqué plus haut (représenté uniquement sur la figure 1) se présentant comme un phare sous-marin alimenté par la batterie. Ce moyen d'éclairage 19 permet d'éclairer la zone de capture des images vidéo lorsque la luminosité naturelle n'est pas suffisante, par exemple la nuit ou encore lorsque le dispositif est immergé à une profondeur supérieure à celle qui bénéficie de la lumière naturelle du jour, en fonction de la turbidité de l'eau.
Par ailleurs, l'unité de commande logique 40 peut comprendre en outre une horloge (non représenté sur les dessins) . Cette horloge permet, lorsque le dispositif 1 est immergé à une profondeur relativement faible qui bénéficie de la lumière naturelle du jour et que le dispositif 1 n'est pas équipé d'un moyen d'éclairage 19, de moduler la ou les séquences commandées en fonction du jour ou de la nuit, pour éviter d'effectuer des phases d'enregistrement lorsque la luminosité naturelle est insuffisante.
Il est à noter que la base support 10 pourrait être fixée à un seul pied 18 au moyen d'un ou plusieurs colliers de serrage, la base support 10 pouvant être pivotée autour de l'axe du pied unique 18, le ou les colliers de serrage pouvant être serrés pour immobiliser la base support 10 par rapport au pied unique 18.
Le dispositif d'enregistrement vidéo 1 doit en effet être fixé très solidement pour pouvoir résister à des courants marins violents, par exemple des courants cycloniques .
De même la fixation du caisson étanche 2 sur la base support 10 peut être réalisée au moyen d'une bride (non représentée sur les figures) entourant le caisson étanche 2 et fermement fixée sur la base support 10 par exemple au moyen d'un boulonnage.
Selon un autre aspect de la présente invention, le dispositif comprend des moyens de transmission sans fil (non représentés) adaptés pour transmettre vers un équipement distant, par exemple un serveur de données, tout ou partie des données collectées par ledit dispositif et stockées dans l'unité d'enregistrement 12. Cette transmission peut être effectuée à intervalles réguliers, par exemple une fois par jour.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, la batterie 11, et le cas échéant la batterie auxiliaire déjà mentionnée, peuvent être rechargées par un équipement annexe comprenant des cellules photo-électriques 35.
Comme illustré sur la Figure 7, cet équipement annexe comprend un flotteur annexe 30 avec des bouées 32 et une masse anti-retournement 36 ainsi qu'un drapeau de repérage 34. Par ailleurs, un câble électrique 26 relie ledit flotteur annexe 30 au dispositif autonome 1 et en particulier à la batterie 11.
Pour les besoins du maintien en position le flotteur annexe 30 est relié par un autre câble 27 à un lest 31 posé sur le fond 80 et complémenté le cas échéant par un dispositif d'ancrage 37.
Lesdites cellules photo-électriques 35 produisent de l'énergie électrique en particulier sous l'effet du rayonnement solaire, cette énergie électrique peut être transformée par un convertisseur (non représenté) en énergie électrique à une tension légèrement supérieure à celle de la batterie 11. Ainsi, la batterie 11 peut être rechargée par l'énergie électrique captée par lesdites photo-électriques 35 et mise en forme le cas échéant par le convertisseur .

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif sous-marin autonome d'enregistrement d'images (1) comprenant :
- une base support (10),
- au moins une batterie d'alimentation électrique (11),
- un caisson étanche (2) comprenant :
- une caméra (6) de capture d'images vidéo ayant un ob ectif,
- une unité d'enregistrement (12) apte à stocker les images vidéo,
- une vitre transparente (5) en face de l'objectif de la caméra,
caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comprend en outre un moyen de nettoyage de la vitre comprenant un bras (9) monté rotatif autour d'un premier axe (X) perpendiculaire à la vitre et entraîné en rotation par un moteur (4), ledit bras portant un balai (8) ayant une surface perpendiculaire au premier axe (X) , ledit balai étant en appui sur la vitre pour racler à intervalles réguliers la surface extérieure de la vitre,
et en ce qu'il comprend en outre des moyens de commande programmables (3) pour commander la caméra et le moteur selon au moins une séquence prédéfinie,
et en ce que le caisson (2) comporte une face avant
(20) et en ce que la vitre (5) est en retrait de ladite face avant du caisson.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le caisson est cylindrique et a un axe principal (Yl) parallèle au premier axe (X) .
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le moteur d'entraînement (4) est juxtaposé parallèlement au caisson (2) .
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moteur d 'entraînement (4) de type pas à pas, et dans lequel les moyens de commande programmables (3) sont adaptés pour commander un balayage angulaire d'un nombre de pas prédéfini .
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une séquence prédéfinie desdits moyens de commande programmables comporte une prise de vue de 2 minutes toutes les 2 heures.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité d'enregistrement (12) a une capacité de 50 Gigaoctets.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la batterie (11) a une capacité d'au moins 360 watt-heures.
8. Dispositif selon les revendications 1, 5, 6 et 7, dans lequel l'autonomie du dispositif pour enregistrer les images vidéo est d'au moins 2 mois.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins une séquence prédéfinie desdits moyens de commande programmables comporte un balayage toutes les 6 heures.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif a un poids inférieur à 12 kilogrammes.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la caméra est une webcam numérique standard.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une batterie auxiliaire et dans lequel ledit moyen de nettoyage est alimenté par ladite batterie auxiliaire.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre des cellules photo-électriques (35) installées sur un flotteur annexe (30) et un câble (26) reliant ledit flotteur annexe à la batterie (11), dans lequel lesdites cellules photo¬ électriques produisent de l'énergie électrique et dans lequel la batterie peut être rechargée par cette énergie électrique.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre des moyens de transmission sans fil adaptés pour transmettre vers un équipement distant tout ou partie des données collectées par ledit dispositif.
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