WO2015086923A1 - Suppression d'une empreinte d'hélice capturée par une optique d'un aéronef - Google Patents

Suppression d'une empreinte d'hélice capturée par une optique d'un aéronef Download PDF

Info

Publication number
WO2015086923A1
WO2015086923A1 PCT/FR2014/000274 FR2014000274W WO2015086923A1 WO 2015086923 A1 WO2015086923 A1 WO 2015086923A1 FR 2014000274 W FR2014000274 W FR 2014000274W WO 2015086923 A1 WO2015086923 A1 WO 2015086923A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aircraft
helix
image
angle
propeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2014/000274
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas VITTE
Nicolas KEDDING
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus DS SAS
Original Assignee
Airbus DS SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus DS SAS filed Critical Airbus DS SAS
Publication of WO2015086923A1 publication Critical patent/WO2015086923A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0007—Image acquisition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/301—Blade pitch-changing mechanisms characterised by blade position indicating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/305—Blade pitch-changing mechanisms characterised by being influenced by other control systems, e.g. fuel supply
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G06T7/246—Analysis of motion using feature-based methods, e.g. the tracking of corners or segments
    • G06T7/248—Analysis of motion using feature-based methods, e.g. the tracking of corners or segments involving reference images or patches
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/13—Propulsion using external fans or propellers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204—Marker
    • 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
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source

Definitions

  • the field of the invention relates to methods and systems for erasing a parasitic footprint of an image acquired by an on-board camera by an aircraft and being able to be positioned on its fuselage, in particular when this footprint appears periodically.
  • the invention relates to a method for eliminating the imprints of the propellers during the acquisition of images taken from the environment outside the aircraft by a camera whose optics is fixed or mobile.
  • the invention is particularly suitable for acquiring images of an on-board camera by light aircraft in which the position of the camera frame is preferably located at the front of the aircraft, in particular behind the blades of the aircraft. 'propeller.
  • a common imaging solution consists of a camera integrated into an articulated frame along the axes of azimuth and elevation (commonly called optronic turret).
  • a fixed camera can also be considered.
  • a camera C is positioned under the fuselage 10 of an aircraft 1.
  • Such an aircraft 1 comprises a single motor M with propellers 11 and a camera C which is in the same axis as the engine for reasons of balancing.
  • the propellers are driven by means of a gearbox G which itself is controlled by the engine M.
  • a problem that arises today is the choice of the positioning of the camera on the aircraft by taking into account different
  • OPIE OF CONFIRMATION constraints namely: the engine configuration, the desired field of view, maintaining the safety of the aircraft so as not to hinder the flight functions of the latter, as well as the impact of the camera on the drag.
  • the configurations currently produced are as described in Figure 1: the camera is placed under the fuselage and is detached.
  • the camera C has a potential field of vision 12, in particular reduced by the presence of the propellers.
  • this arrangement is not favorable from an aerodynamic point of view; and the camera is exposed during landing.
  • FIG. 2 represents a mode of arrangement of the camera at the front of the aircraft 1 making it possible to overcome in part the previous problems.
  • This arrangement has advantages from the point of view of the field of view of the camera (enlarged with respect to FIG. 1), its aerodynamics (the drag can be reduced by about 20%), the compactness of the structure, the the protection of the camera as well as the ergonomics if the machine must be launched by hand.
  • this configuration requires a solution to overcome the footprint that the helix 11 can leave during the acquisition and viewing of the captured images.
  • These fingerprints could include hiding a potential target or other important information, and thereby prevent the full interpretation of the captured images.
  • the aim of the invention is to propose a solution making it possible to eliminate the impingement of the helix of the acquired images, thereby enabling the realization of a configuration as described in FIG. 2, having all the above-mentioned advantages.
  • the object of the invention relates to a method for processing images captured by an optical system. This process results in a regulation step the engine for removing or moving a print of a helix on a captured image may hide for example a target.
  • the object of the invention therefore relates to a method of regulating the speed of a motor of an aircraft comprising an image processing step.
  • an object of the invention relates to a method for processing images captured by an optical device on board an aircraft, said aircraft comprising at least one engine each comprising at least one propeller.
  • the image processing method of the invention comprises: a step of calculating the angular position of the blade made by means of a computer for image processing, comprising:
  • ⁇ a second control step of the motor speed by means of a controller to change the value of the first angle so as to move the trace of the spiral in the captured image to a second position defined by a new orientation of the propeller.
  • One advantage is to limit the inconvenience caused by the presence of a helix imprint on a captured image that can potentially hide a target.
  • the step of determining an area of the image in which the distinctive marking is likely to appear is made from:
  • a known configuration of the optics comprising the following parameters:
  • One advantage is to make the method of the invention compatible with any optics, that is to say a camera, embedded in the aircraft.
  • Another advantage is to take into account the movements of the camera dynamically during all flight phases and to process captured images in real time.
  • the step of detecting the position of the distinctive marking in the first zone of the captured image comprises a determination of the size of the distinctive marking in pixels SM 0 .
  • the step of detecting the position of the distinctive marking comprises comparing the colors of the pixels of the first zone of an image captured by the optics with at least one reference color of the distinctive marking.
  • the step of detecting the position of the distinctive marking comprises taking into account a brightness correction factor of the captured image by means of a color / brightness sensor.
  • One advantage is to overcome luminosity differences, particularly related to the time of day or night of the image captures, the changing attitudes of the aircraft, different phases of flight and climate change during the flight.
  • the step of detecting the position of the distinctive marking comprises a determination of the center of a pixel shape of a color similar to the reference color.
  • the step of determining a first angle comprises a calculation of an angle of the helix vis-à-vis a position of the frame of the aircraft taking into account:
  • Another object of the invention relates to a method of processing images captured by an on-board optical system on an aircraft, said aircraft comprising at least one engine each comprising at least one propeller, said method comprising:
  • ⁇ a step of calculating the angular position of the blade achieved by means of a computer for image processing, comprising: o a comparison of a clock signal from the optical and a signal from an angular sensor placed on the helix so as to deduce a measurement of the angle of the helix in the aircraft reference system;
  • ⁇ a second control step of the motor speed by means of a controller to change the value of the first angle so as to move the trace of the spiral in the captured image to a second position defined by a new orientation of the propeller.
  • the second motor speed regulation step advantageously comprises a step of generating an engine speed reference by comparison:
  • One advantage is to regulate the motor speed and not the image capture rate (although this is possible in another embodiment) which is often predetermined in a given optics.
  • the methods of the invention advantageously comprise:
  • One advantage is to position the impression in a zone that is not very annoying to the image or out of the image in a constant position since the appearance of the impression is synchronized with the speed of rotation of the helix.
  • the methods of the invention advantageously comprise:
  • Another object of the invention relates to a method for regulating the acquisition frequency of images captured by an optical device on board an aircraft, said aircraft comprising an engine comprising at least one propeller, the method comprising:
  • the methods of the invention advantageously comprise a generation of an image acquisition speed reference by comparison:
  • the invention also relates to an aircraft comprising the means for implementing each of the methods including at least one computer for performing the steps of each method, an engine comprising at least one propeller.
  • FIG. 1 a configuration of a positioning of a camera on an aircraft for the acquisition of images during a flight according to the prior art
  • Figure 2 is a configuration of a positioning of a camera on an aircraft for acquiring images during a flight according to one embodiment of the invention
  • Figure 4 a trace or imprint of a helix on the captured image when the camera is oriented in any way;
  • FIG. 5 a block diagram of the various components making it possible to implement the method of the invention.
  • Lo Focal length of the camera. It delivers the angular aperture of the optics used in order to calculate the position of the visual mark and the angular position;
  • Optical distortion is the set of optical anomalies that must be corrected when calculating the position of a visual mark and its angular position;
  • Matrix dimensions resolution of the matrix of the electro-optical sensor along the horizontal and vertical axes in pixels
  • mChrExt External chroma measurement. Measurement by an external luminance and chrominance sensor allowing calibration of the detection in the image;
  • Colstcn and Colstd2 standard colors of the two distinctive visual marks when one color is used for the visible spectrum and another color is used for the infrared spectrum;
  • Camera configuration set of parameters including azimuth, elevation, roll, focal length, distortion
  • 0 O can be constant or predetermined depending on the viewing angle of the camera.
  • the method of the invention makes it possible to determine a horizontal orientation .
  • Variable pitch propeller Propeller whose pitch angle can be adjusted.
  • the method of the invention makes it possible to eliminate the imprint of the helix on the image captured by optic OPT in FIG. 5 which is advantageously a camera positioned outside the aircraft corresponding to the camera rated C Figures 1 and 2.
  • the method uses the strobe effect: the frequency of appearance of the blades must be a multiple of the acquisition frequency of the images by the camera sensor, and the moment of capture of the image must be synchronized with the position of the desired helix, where 0 O represents the least troublesome desired position for the image acquisition).
  • the synchronization is performed using a measurement resulting from the imaging itself.
  • the method of the invention makes it possible to detect inside the image the angular position of the helix at the moment when the image is captured. To do this, a distinctive visual mark of given color is placed on a blade of the propeller. The visual mark defines an angular position sensor of the propeller. This mark is captured by the camera.
  • the method makes it possible to take into account different visual marks of different colors. For example, a first orange visual mark is used for electro-optical imaging and a second visual mark is used for infrared imaging.
  • the method of the invention comprises two main steps:
  • the first step has two variants.
  • a first variant can comprise three sub-steps:
  • the frequency of appearance blades are synchronized to a multiple of the acquisition frequency of the sensor.
  • the blades appear as fixed in the captured imagery.
  • One of the objectives of the invention is to move or delete the impression of the helix in the image.
  • the angle corresponding to a position of the image of the least troublesome helix for the operator is called the reference angle 0 O.
  • 0o can be constant (horizontal orientation of the helix on the image) or predetermined depending on the viewing angle of the camera and its focal length. This calculation is performed by the REF module of FIG.
  • the REF module can be a dedicated component or a software function of a computer of the aircraft.
  • this step of calculating the angular position of a blade of the helix will be performed by an analysis in the acquired imagery. Knowing the orientation of the optical axis of the camera, its focal length, its distortions, its size of matrix, the method allows by means of an inverse transformation to calculate the real position of any pixel of the image. . The method makes it possible to perform such an analysis on the pixels on which the mark of the helix appears.
  • the set of algorithms will be implemented in an onboard computer K in FIG.
  • This step breaks down into three substeps.
  • the method of the invention makes it possible to define a zone Z 0 of the image smaller than the image itself, said zone Z 0 corresponding to the envelope of possible traces of the visual marking of the blade.
  • This step of the method of the invention makes it possible to reduce the calculation times and the calculation load.
  • the trace envelope corresponds to all possible positions of the blade imprint in the image for a given camera orientation.
  • the method therefore makes it possible, in a first step, to define the zone Zo in which the mark of the propeller M 0 is likely to appear, as well as its instantaneous surface SM 0 of the visual mark.
  • the method makes it possible to correct the result obtained in the previous step by applying a nonlinear transformation representing the aberrations of the optics.
  • F 0 The transfer function performing all these transformations will be called F 0 , where F 0 can be defined from the following parameters / variables:
  • This function F 0 can be performed by a module noted ALGO RCH ZONE in Figure 5.
  • This module represents a case depending on the software implementation to process the algorithm and / or a dedicated component to perform this function.
  • the component includes calculation means that can be shared with another computer performing another function of the method of the invention or be a dedicated computer.
  • An advantage of the preliminary step of determining the zone Z 0 is that it reduces the calculation times and the computational power required to analyze the image so as to find the distinctive marking on the image. Indeed, calculations and color comparisons to look for the color of the distinctive marking operate on a much smaller surface Z 0 than the size of the entire image captured. A computation time saving of the order of x40 can be obtained,
  • the method of the invention comprises, in a second step, a search step inside the zone Zo of the possible presence of the marker of the helix.
  • the function performing this search is noted ALGO RCH BRAND in Figure 5.
  • This function can be performed for example by the same calculation means as the ALGO RCH ZONE.
  • the method makes it possible to calculate the RGB code, named COIM, of the mark on the image sensor, according to markers adapted for the detection of night or day, the RGB code is noted COIMI OR COI 2 - This calculation can be carried out especially from the standardized color, denoted Colst d i or Colstd2. visual marks and a measurement of the ambient brightness, noted mChrExt, performed by the light sensor CS in Figure 5.
  • the calculator making it possible to perform the RGB code or to estimate it is noted in FIG. 5 ALGO COL.
  • the function making it possible to perform this calculation can be performed on a dedicated computer or in another computer performing other functions of the method of the invention.
  • the method of the invention makes it possible to perform an analysis of the pixels inside the zone Z 0 , in search of pixels whose color is COIM.
  • the analysis of the color of the pixels of the image can take into account a tolerance corresponding to a margin on the exact RGB code.
  • the method of the invention allows deduce the position of the center of the visual mark, that is to say the center of the Col M color zone.
  • the method of the invention comprises a sub-step for deducing the angle of the helix.
  • 0h is calculated by performing the inverse transformation of that described in the first sub-step
  • the method of the invention comprises a calculation of the coordinates of ML in the turret marker from conventional calculations of geometrical optics.
  • the method of the invention makes it possible to take into account the application of the nonlinear transformation correcting the distortions.
  • the method of the invention comprises a step that aims at transferring the OML vector into the plane marker R av , by virtue of the matrix of passage from the turret marker to the plane marker:
  • the function Fi is carried out by the module ALGO ANGLE whose operations can be executed by the computer for the treatment of images noted K.
  • the method of the invention is particularly simple to implement on small aircraft using optronic sensors on the shelf.
  • the method may comprise a modification of the optronic turret so that it returns a clock signal defining the moment when the images are acquired.
  • the camera is modified to provide this timestamp function of the captured images.
  • the method then comprises calculating the angle of the impingement of the helix on the image captured from an angular position sensor arranged on the propeller shaft.
  • This second variant of the method of the invention requires adding elements to the existing system.
  • One advantage is that this variant makes it possible to provide a result similar to the first variant of the calculation of the angular position of the blade according to the method of the invention, that is to say to deliver the position of the angle of the blade. when images are acquired, in return for increased weight and complexity.
  • a REF module in FIG. 5 makes it possible to recover the reference angle ⁇ 0 of the helix 1 1.
  • This reference angle ⁇ corresponds to a the least troublesome helix position on the captured image. This angle thus defines a comparison value.
  • the method of the invention comprises a second main step which comprises regulating the motor to bring the blade back to the desired position in the plane mark.
  • One of the advantages of the motor control is to allow a displacement of the propeller 11 in a non-annoying area of the image captured by the optical OPT. Once the position of the helix 11 has been chosen, the motor speed can be determined so that the following ratio is an integer:
  • the regulation of the engine thus comprises two regulations: a first makes it possible to move or remove the impression of the helix on the acquired image and the second makes it possible to synchronize the speeds of rotation of the helix with the capture frequency of the image so as to fix the impression of the helix at a fixed position in the image or outside.
  • a first makes it possible to move or remove the impression of the helix on the acquired image
  • the second makes it possible to synchronize the speeds of rotation of the helix with the capture frequency of the image so as to fix the impression of the helix at a fixed position in the image or outside.
  • the block 22 in FIG. 5 represents a control loop of the motor speed M making it possible to generate a new angle 0h 'which corresponds to a footprint the surface of which is displaced or suppressed on the image captured and processed by the process of FIG. invention.
  • an angle 0 h ' may be, after several iterations of the engine speed control loop, generated so as to position the helix horizontally and at
  • the motor speed control loop includes an ALGO ASSERV controller to compare the reference angle of the propeller and the current angle corresponding to a footprint on the image captured by the OPT camera.
  • a GEN CONS MOT module is used to generate a motor setpoint to the motor M from a setpoint delivered by the ALGO ASSERV controller.
  • a MES COD ROTA encoder makes it possible to recover the motor speed and to convert this data by means of a digital analog converter CONV.
  • the different moduli ALGO ASSERV, GEN CONS MOT, MY COD ROTA and CONV are functions that can be performed by the same computer or on dedicated computers, this or these computers are called the regulator 22.
  • the method of the invention makes it possible to regulate the motor speed in two stages:
  • the ALGO ASSERV function can realize by a controller that allows to control the pitch of the propeller in order to change the angle of attack of the blades and thus to increase or reduce the traction of the propeller, this rotation is called the pitch of the propeller. This action can make it possible to modify the engine speed while maintaining a desired traction of the aircraft.
  • the air speed of the aircraft can be regulated according to two flight parameters: the rotational speed of the propeller and the pitch of the propeller.
  • the regulation of the engine speed can consist of reducing or increasing the speed of rotation of the propellers while modifying their pitch to maintain a constant traction force.
  • the controller also makes it possible to take into consideration flight data ensuring control, guidance and navigation of the aircraft.
  • the controller makes it possible to preempt the taking into account, as a priority, so-called "flight data".
  • flight data processing preempts image processing calculations that change the engine speed.
  • the controller therefore integrates a software component for managing priorities in case of conflict between the method of the invention and the flight management system.
  • a servo-control loop of the image capture frequency makes it possible to regulate the acquisition electronics of the camera so as to render the ratio: (speed of rotation of the helix / frequency acquisition of images ⁇ multiple of a natural number.
  • the method of the invention is implemented n times. It is noted that in this case, the correction of the propeller positions is achieved by an action on each of the engines separately.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Le procédé de traitement d'images capturées par une optique (OPT) embarquée sur un aéronef (1), ledit aéronef (1 ) comprenant au moins un moteur (M) comprenant chacun au moins une hélice (11 ), comprend : - Une étape de calcul de la position angulaire de la pale, comportant : • une étape de détermination d'une première zone (Zo) de l'image capturée dans laquelle est susceptible d'apparaître le marquage distinctif (M0) de l'hélice (11); • une étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (Mo) dans la première zone (Zo) de l'image capturée; • une étape de détermination d'un premier angle (Øh) correspondant à l'angle de l'hélice (11 ) dans le référentiel avion, - une seconde étape de régulation de la vitesse moteur au moyen d'un régulateur (22) pour modifier la valeur du premier angle (Øh) de sorte à déplacer la trace de l'hélice (11) dans l'image capturée vers une seconde position définie par une nouvelle orientation de l'hélice (Øo).

Description

SUPPRESSION D'UNE EMPREINTE D'HELICE
CAPTUREE PAR UNE OPTIQUE D'UN AERONEF. DOMAINE
Le domaine de l'invention concerne les procédés et systèmes visant à gommer une empreinte parasite d'une image acquise par une caméra embarquée par un aéronef et pouvant être positionnée sur son fuselage, notamment lorsque cette empreinte apparaît de manière périodique.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé permettant de s'affranchir des empreintes des hélices lors de l'acquisition d'images prises de l'environnement extérieur à l'aéronef par une caméra dont l'optique est fixe ou mobile. L'invention est particulièrement appropriée pour l'acquisition d'images d'une caméra embarquée par des d'aéronefs légers dans lesquels la position du bâti de la caméra est préférentiellement située à l'avant de l'aéronef notamment derrière les pales de l'hélice.
ETAT DE L'ART
Aujourd'hui, les aéronefs légers notamment ceux sans pilote peuvent effectuer des missions de reconnaissance en embarquant une caméra fixée au fuselage.
Actuellement, une solution courante de prise d'image consiste en une caméra intégrée à un châssis articulé suivant les axes d'azimut et élévation (communément appelé tourelle optronique). Une caméra fixe peut aussi être considérée.
De manière générale, une caméra C est positionnée sous le fuselage 10 d'un aéronef 1. Un tel aéronef 1 comporte un seul moteur M à hélices 11 et une caméra C qui se situe dans le même axe que le moteur pour des raisons d'équilibrage.
Les hélices sont pilotées au moyen d'une boite de vitesse G qui elle-même est commandée par le moteur M. Une problématique qui se pose aujourd'hui est le choix du positionnement de la caméra sur l'aéronef en prenant en compte différentes
OPIE DE CONFIRMATION contraintes, à savoir : la configuration moteur, le champ de vision souhaité, le maintien de la sécurité de l'aéronef pour ne pas entraver les fonctions de vol de ce dernier, ainsi que l'impact de la caméra sur la traînée. Compte tenu du masque dû à l'empreinte de l'hélice, les configurations produites actuellement sont telles que décrites sur la figure 1 : la caméra est placée sous le fuselage et en est détachée.
Dans cette configuration la caméra C a un champ de vision potentiel 12, notamment réduit par la présence des hélices. De plus, cette disposition n'est pas favorable d'un point de vue aérodynamique; et la caméra est exposée lors de l'atterrissage.
La figure 2 représente un mode d'agencement de la caméra à l'avant de l'aéronef 1 permettant de s'affranchir en partie des problèmes précédents.
Cette disposition comporte des avantages du point de vue du champ de vision de la caméra (élargi par rapport à la figure 1 ), de son aérodynamisme (la traînée peut être réduite d'environ 20 %), de la compacité de la structure, de la protection de la caméra ainsi que de l'ergonomie si l'engin doit être lancé à la main.
Par contre, cette configuration nécessite une solution permettant de s'affranchir de l'empreinte que l'hélice 11 peut laisser lors de l'acquisition et du visionnage des images capturées. Ces empreintes pourraient notamment masquer une cible potentielle ou d'autres d'informations importantes, et par là même empêcher la pleine interprétation des images capturées.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention vise à proposer une solution permettant de supprimer l'empreinte de l'hélice des images acquises, permettant par là même la réalisation d'une configuration telle que décrite sur la figure 2, présentant tous les avantages sus-cités.
L'objet de l'invention concerne un procédé de traitement d'images capturées par une optique. Ce procédé aboutit sur une étape de régulation du moteur permettant de supprimer ou déplacer une empreinte d'une hélice sur une image capturée susceptible de masquer par exemple une cible. L'objet de l'invention concerne donc un procédé de régulation de la vitesse d'un moteur d'un aéronef comportant une étape de traitement d'images.
Plus précisément, un objet de l'invention concerne un procédé de traitement d'images capturées par une optique embarquée sur un aéronef, ledit aéronef comprenant au moins un moteur comprenant chacun au moins une hélice. Le procédé de traitement d'images de l'invention comprend : ■ une étape de calcul de la position angulaire de la pale réalisée au moyen d'un calculateur pour le traitement d'images, comportant :
• une étape de détermination d'une première zone de l'image capturée dans laquelle est susceptible d'apparaître le marquage distinctif de l'hélice;
· une étape de détection de la position du marquage distinctif dans la première zone de l'image capturée ;
• une étape de détermination d'un premier angle correspondant à l'angle de l'hélice dans le référentiel avion,
■ une seconde étape de régulation de la vitesse moteur au moyen d'un régulateur pour modifier la valeur du premier angle de sorte à déplacer la trace de l'hélice dans l'image capturée vers une seconde position définie par une nouvelle orientation de l'hélice.
Un avantage est de limiter le désagrément causé par la présence d'une empreinte d'hélice sur une image capturée pouvant potentiellement masquer une cible.
Avantageusement, l'étape de détermination d'une zone de l'image dans laquelle le marquage distinctif est susceptible d'apparaître est réalisée à partir :
■ d'une configuration connue de l'optique comprenant les paramètres suivants:
• la longueur focale de l'optique ;
• la distorsion de l'optique ;
• l'azimut et l'élévation de l'optique, ■ d'une première fonction de transfert implémentée dans le calculateur pour le traitement d'images.
Un avantage est de rendre le procédé de l'invention compatible de n'importe quelle optique, c'est-à-dire une caméra, embarquée dans l'aéronef. Par ailleurs, un autre avantage est de permettre de prendre en compte les mouvements de la caméra dynamiquement pendant toutes les phases de vols et de traiter les images capturées en temps réel.
Avantageusement, l'étape de détection de la position du marquage distinctif dans la première zone de l'image capturée comprend une détermination de la taille du marquage distinctif en pixels SM0.
Avantageusement, l'étape de détection de la position du marquage distinctif comprend la comparaison des couleurs des pixels de la première zone d'une image capturée par l'optique avec au moins une couleur de référence du marquage distinctif.
Avantageusement, l'étape de détection de la position du marquage distinctif comprend la prise en compte d'un facteur de correction de luminosité de l'image capturée au moyen d'un capteur de couleur/luminosité.
Un avantage est de s'affranchir des écarts de luminosité notamment liés à la période de la journée ou de la nuit des captures d'images, aux attitudes changeantes de l'aéronef, aux différentes phases de vol et des changements climatiques pendant le vol.
Avantageusement, l'étape de détection de la position du marquage distinctif comprend une détermination du centre d'une forme de pixels d'une couleur semblable à la couleur de référence. Avantageusement, l'étape de détermination d'un premier angle comprend un calcul d'un angle de l'hélice vis-à-vis d'une position du bâti de l'aéronef prenant en compte :
■ d'une part, la position ML d'un point de l'image capturée, correspondant à la position du marquage distinctif ; ■ d'autre part, l'orientation, la distorsion et la longueur focale de l'optique de l'optique dans sa position courante. Un autre objet de l'invention concerne un procédé de traitement d'images capturées par une optique embarqué sur un aéronef, ledit aéronef comprenant au moins un moteur comprenant chacun au moins une hélice, ledit procédé comprenant :
■ une étape de calcul de la position angulaire de la pale réalisée au moyen d'un calculateur pour le traitement d'images, comportant : o une comparaison d'un signal d'horloge provenant de l'optique et d'un signal provenant d'un capteur angulaire placé sur l'hélice de sorte à déduire une mesure de l'angle l'hélice dans le référentiel avion;
■ une seconde étape de régulation de la vitesse moteur au moyen d'un régulateur pour modifier la valeur du premier angle de sorte à déplacer la trace de l'hélice dans l'image capturée vers une seconde position définie par une nouvelle orientation de l'hélice.
Selon chacun des objets de l'invention, la seconde étape de régulation de vitesse du moteur comprend avantageusement une étape de génération d'une consigne de vitesse moteur par comparaison :
· d'un angle de référence de l'hélice et ;
• de l'angle obtenu à l'instant présent
Un avantage est de réguler la vitesse moteur et non la fréquence de capture d'images (bien que celle-ci soit possible dans un autr mode de réalisation) qui est souvent prédéterminée dans une optique donnée.
En outre, les procédés de l'invention comprennent avantageusement :
• une régulation d'une vitesse moteur de sorte à ce que la vitesse de rotation de l'hélice soit un multiple du nombre d'images acquises par seconde par la caméra.
Un avantage est de positionner l'empreinte dans une zone peu gênante de l'image ou hors de l'image dans une position constante puisque l'apparition de l'empreinte est synchronisée avec la vitesse de rotation de l'hélice.
En outre, les procédés de l'invention comprennent avantageusement :
• une adaptation du pas d'hélice de sorte à respecter une consigne de vitesse air de l'aéronef. Un avantage est de maintenir par exemple la vitesse de l'aéronef constante malgré l'asservissement de la vitesse moteur grâce à une compensation réalisée en réglant le pas de l'hélice.
Enfin un autre objet de l'invention concerne un procédé de régulation de la fréquence d'acquisition d'images capturées par une optique embarquée sur un aéronef, ledit aéronef comprenant un moteur comprenant au moins une hélice, le procédé comprenant :
• Une régulation de la fréquence d'acquisition du capteur de sorte à ce que la vitesse de rotation de l'hélice soit un multiple de la fréquence d'acquisition des images.
Un avantage lorsque cela est possible est de ne pas interférer avec la vitesse moteur.
En outre, les procédés de l'invention comprennent avantageusement une génération d'une consigne de vitesse d'acquisition d'images par comparaison :
• d'un angle de référence correspondant à une position de référence de l'hélice et ;
• d'un angle calculé de l'orientation d'une empreinte de l'hélice sur l'image généré par l'optique embarquée.
L'invention concerne également un aéronef comportant les moyens permettant de mettre en œuvre chacun des procédés dont notamment au moins un calculateur pour l'exécution des étapes de chaque procédé, un moteur comportant au moins une hélice.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
■ figure 1 : une configuration d'un positionnement d'une caméra sur un aéronef pour l'acquisition d'images lors d'un vol selon l'art antérieur ;
■ figure 2 : une configuration d'un positionnement d'une caméra sur un aéronef pour l'acquisition d'images lors d'un vol selon une configuration de l'invention ; figure 4 : une trace ou empreinte d'une hélice sur l'image capturée lorsque la caméra est orientée de manière quelconque ;
figure 5 : un schéma fonctionnel des différents composants permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention.
DESCRIPTION
Notons quelques définitions permettant de mieux décrire et re l'invention dans la suite de la description :
• Rav : Repère avion ;
• Rcarrv Repère tourelle lorsque la caméra est mobile, le centre du repère est désigné par le centre O ;
• Rsens : Repère capteur électro-optique (2D) ;
• do, θο : Azimut / élévation tourelle - angles de l'axe optique de la caméra par rapport au repère avion ;
• Lo : Longueur focale de la caméra. Elle délivre l'ouverture angulaire de l'optique utilisée afin de calculer la position de la marque visuelle et la position angulaire ;
• Do : Distorsion optique. La distorsion optique correspond à l'ensemble des anomalies optiques devant être corrigées lors des calculs de position d'une marque visuelle et sa position angulaire ;
• Dimensions matrice : résolution de la matrice du capteur électro-optique suivant les axes horizontal et vertical en pixels ;
• mChrExt: Mesure chroma externe. Mesure par un capteur des luminance et chrominance externes permettant l'étalonnage de la détection dans l'image ;
• Colstcn et Colstd2 : couleurs normalisées des deux marques visuelles distinctives lorsqu'une couleur est utilisée pour le spectre visible et une autre couleur est utilisée pour le spectre infrarouge ;
• ColMi & ColM2 : Couleurs apparentes des marques distinctives en code RGB dans le senseur, sous la luminosité actuelle ; • MO : une marque visuelle située sur une pale, également appelé marqueur ;
• Zo : surface balayée par la marque visuelle au cours d'une rotation d'hélice dans le repère capteur ;
• SMo : surface instantanée de la marque visuelle dans le repère capteur ;
• Configuration caméra ensemble des paramètres comprenant notamment l'azimut, l'élévation, le roulis, la longueur focale, la distorsion ;
• Mav->cam : matrice de passage du repère avion au repère tourelle ;
• MCam-> av : matrice de passage du repère tourelle au repère avion ;
• ML : position du marqueur dans le repère capteur électro optique (XML et YML)
• 0h : angle actuel de l'hélice dans le repère avion au moment de l'acquisition de l'imagerie ;
• 0o : consigne d'angle de l'hélice dans le repère avion pour minimiser l'impact sur l'imagerie. 0O peut être constant ou prédéterminé en fonction de l'angle de visée de la caméra. Préférentiellement le procédé de l'invention permet de déterminée une orientation horizontale.;
• Hélice à pas variable : hélice dont l'angle de calage des pales peut être ajusté.
La méthode de l'invention permet de supprimer l'empreinte de l'hélice sur l'image capturée par optique noté OPT dans la figure 5 qui est avantageusement une caméra positionnée à l'extérieur de l'aéronef correspondant à la caméra notée C des figures 1 et 2.
La méthode utilise l'effet stroboscopique : la fréquence d'apparition des pales doit être un multiple de la fréquence d'acquisition des images par le capteur de la caméra, et l'instant de capture de l'image doit être synchronisé avec la position de l'hélice désirée, 0O représentant la position souhaitée la moins gênante pour l'acquisition d'image). Suivant l'une des modes de réalisation de l'invention, la synchronisation est effectuée en utilisant une mesure issue de l'imagerie elle-même. Le procédé de l'invention permet de détecter à l'intérieur de l'image la position angulaire de l'hélice au moment où l'image est capturée. Pour ce faire, une marque visuelle distinctive de couleur donnée est placée sur une pale de l'hélice. La marque visuelle permet de définir un capteur de position angulaire de l'hélice. Cette marque est capturée par la caméra.
Selon un mode de réalisation, le procédé permet de prendre en compte différentes marques visuelles de différentes couleurs. Par exemple, une première marque visuelle orange est utilisée pour une imagerie électrooptique et une seconde marque visuelle est utilisée pour une imagerie infrarouge.
La méthode de l'invention comprend deux principales étapes :
· une étape de calcul de la position angulaire de la pale dans le référentiel avion au moment de l'acquisition de l'image
• une étape régulation de la vitesse moteur, noté M, ou de la fréquence d'acquisition image afin de placer l'hélice dans la position voulue au moment de la capture.
La première étape comporte deux variantes.
Une première variante peut comprendre trois sous étapes :
• une sous étape de calcul de la trajectoire du marquage visuel au sein du capteur ;
· une sous étape de détermination de la position de la marque visuelle dans la matrice du capteur ;
• une sous étape de calcul de la position angulaire de la pale dans le référentiel avion par transformation inverse. La seconde variante est décrite ci-après dans la suite de la description.
De sorte à réaliser la première étape de calcul de la position angulaire de la pale dans le référentiel avion au moment de l'acquisition de l'image, selon un mode de réalisation de l'invention, la fréquence d'apparition des pales est synchronisée sur un multiple de la fréquence d'acquisition du capteur. Ainsi, par effet stroboscopique, les pales apparaissent comme fixes dans l'imagerie capturée.
Un des objectifs de l'invention est de déplacer voir supprimer l'empreinte de l'hélice dans l'image.
Afin de placer l'hélice dans la position la moins gênante pour l'opérateur, par exemple sur un coin ou un coté de l'image, il est nécessaire de connaître sa position angulaire au moment de la capture lorsque la synchronisation a eu lieu.
L'angle correspondant à une position de l'image de l'hélice la moins gênante pour l'opérateur est appelée l'angle de référence 0O. 0o peut être constant (orientation horizontale de l'hélice sur l'image) ou prédéterminé en fonction de l'angle de visée de la caméra et de sa longueur focale. Ce calcul est effectué par le module REF de la figure 5.
Le module REF peut être un composant dédié ou une fonction logicielle d'un calculateur de l'aéronef.
Suivant un premier mode de réalisation, cette étape de calcul de la position angulaire d'une pale de l'hélice va être effectuée par une analyse dans l'imagerie acquise. Connaissant l'orientation de l'axe optique de la caméra, sa longueur focale, ses distorsions, sa taille de matrice, le procédé permet au moyen d'une transformation inverse de calculer la position réelle de n'importe quel pixel de l'image. Le procédé permet d'effectuer une telle analyse sur les pixels sur lesquels apparaît la marque de l'hélice. L'ensemble des algorithmes seront implémentés dans un calculateur embarqué K sur la figure 5.
Cette étape se décompose elle-même en trois sous-étapes précitées. Le procédé de l'invention permet de définir une zone Z0 de l'image plus petite que l'image elle-même, ladite zone Z0 correspondant à l'enveloppe des traces possible du marquage visuel de la pale. Cette étape du procédé de l'invention permet de réduire les temps de calculs et la charge de calcul. L'enveloppe des traces correspond à toutes les positions possibles de l'empreinte de la pale dans l'image pour une orientation de caméra donnée.
Le procédé permet donc dans un premier temps, de définir la zone Zo dans laquelle est susceptible d'apparaître la marque de l'hélice M0, ainsi que sa surface instantanée SM0 de la marque visuelle.
Pour une configuration caméra donnée, cette dernière peut être calculée de manière déterministe. :
• Le procédé permet de calculer dans le repère avion l'ensemble des points où peut passer le marqueur de la pale ;
• Le procédé permet de transférer ces points dans le repère tourelle, grâce à la matrice de passage du repère avion au repère tourelle Mav->cam- Il s'agit de l'ensemble des points ou de l'ensemble des vecteurs OM, où O est le centre optique de la caméra, et M le centre du marqueur Mo pour une position quelconque de l'hélice) ;
• Le procédé permet ensuite de transférer ces points ou ces vecteurs dans le repère lié au capteur électro optique 2D. Ce transfert est réalisé grâce à des calculs classiques d'optique géométrique prenant en compte la longueur focale, la taille de capteur, etc.
• Enfin, le procédé permet de corriger le résultat obtenu à l'étape précédente en appliquant une transformation non linéaire représentant les aberrations de l'optique.
La fonction de transfert effectuant l'ensemble de ces transformations sera appelée F0, où F0 peut être défini à partir des paramètres/variables suivants :
Fo(Lo, Do, θο, αο) = {Zo, SMO} ;
Cette fonction F0 peut être réalisée par un module noté ALGO RCH ZONE sur la figure 5. Ce module représente selon les cas une implémentation logicielle permettant de traiter l'algorithme et/ou un composant dédié permettant de réaliser cette fonction. Le composant comprend des moyens de calculs qui peuvent être mutualisés avec un autre calculateur réalisant une autre fonction du procédé de l'invention ou être un calculateur dédié.
Un avantage de l'étape préalable de détermination de la zone Z0 est qu'elle diminue les temps de calculs et la puissance de calculs nécessaires pour analyser l'image de sorte à trouver le marquage distinctif sur l'image. En effet, les calculs et les comparaisons de couleurs visant à chercher la couleur du marquage distinctif s'opèrent sur une surface Z0 beaucoup plus réduite que la taille de l'image entière capturée. Un gain de temps de calculs de l'ordre de x40 peut être obtenu,
Si il s'avère que la zone Zo est nulle, cela signifie que l'hélice ne peut pas apparaître dans le champ de la caméra, et par conséquent aucune action n'est engagée.
Dans le cas où Z0 n'est pas nulle, le procédé de l'invention comprend, dans un second temps, une étape de recherche à l'intérieur de la zone Zo de l'éventuelle présence du marqueur de l'hélice. La fonction réalisant cette recherche est notée ALGO RCH MARQUE sur la figure 5.
Cette fonction peut être réalisée par exemple par les mêmes moyens de calculs que l'ALGO RCH ZONE.
Un calculateur embarqué K de l'aéronef et représenté sur la figure
5 permet la réalisation de toutes les opérations des fonctions du bloc 20.
Le procédé permet de calculer le code RGB, nommé COIM, de la marque sur le capteur d'images, selon des marqueurs adaptés pour la détection de nuit ou de jour, le code RGB est noté COIMI OU COI 2- Ce calcul peut être effectué notamment à partir de la couleur normalisée, notée Colstdi ou Colstd2. des marques visuelles et d'une mesure de la luminosité ambiante, noté mChrExt, effectuée par le capteur de lumière CS sur la figure 5.
Le calculateur permettant d'effectuer le code RGB ou de l'estimer est noté sur la figure 5 ALGO COL. La fonction permettant de réaliser ce calcul peut être effectué sur un calculateur dédié ou dans un autre calculateur réalisant d'autres fonctions du procédé de l'invention.
Le procédé de l'invention permet d'effectuer une analyse des pixels à l'intérieur de la zone Z0, à la recherche de pixels dont la couleur est COIM. Selon un mode de réalisation de l'invention l'analyse de la couleur des pixels de l'image peut tenir compte d'une tolérance correspondant à une marge sur le code RGB exact. Lorsque le calculateur ne trouve pas la position du marquage distinctif de l'hélice dans la zone Z0, le procédé de l'invention déduit que l'hélice 1 1 est hors champ de l'image. Elle est dans le prolongement de la zone Zo représentée à la figure 4 mais non visible à l'image. Le procédé n'entreprend alors aucune action corrective.
Lorsque le calculateur corrobore des couleurs de pixels de la zone
Z0, sur une zone égale à S O ^ la tolérance près, avec la couleur attendue du marquage distinctif COIM, il déduit une position du marquage distinctif dans l'image, notée ML dans la figure 5. Le procédé de l'invention permet de déduire la position du centre de la marque visuelle, c'est-à-dire le centre de la zone de couleur ColM.
Lorsque la position sur l'image du marquage distinctif M0 est déterminée, le procédé de l'invention comprend une sous-étape permettant de déduire l'angle de l'hélice.
Connaissant la position du marqueur dans l'image ainsi que la configuration caméra, il est possible d'en déduire un angle correspondant à la position de l'hélice, notons 0h cet angle. 0h est calculé en effectuant la transformation inverse de celle décrite à la première sous étape
• le procédé de l'invention comporte un calcul des coordonnées de ML dans le repère tourelle à partir de calculs classiques d'optique géométrique. Le procédé de l'invention permet de prendre en compte l'application de la transformation non linéaire corrigeant les distorsions.
• Le procédé de l'invention comporte une étape qui vise à transférer le vecteur OML dans le repère avion Rav, grâce à la matrice de passage du repère tourelle au repère avion :
Mcam ->av- • Connaissant les coordonnées de ML dans le repère avion, le procédé comporte une déduction de l'angle hélice / repère avion 0h- La fonction effectuant l'ensemble de ces transformations sera appelée Fi :
Fi(Lo, Do, θο, C(O„XML>YML) = 0h ;
La fonction Fi est réalisée par le module ALGO ANGLE dont les opérations peuvent être exécutées par le calculateur pour le traitement d'images noté K.
Le procédé de l'invention est particulièrement simple à implémenter sur des aéronefs de petite taille utilisant des capteurs optroniques sur étagère.
Selon une seconde variante précédemment évoquée permettant de réaliser l'étape de calcul de la position angulaire, le procédé peut comprendre une modification de la tourelle optronique pour qu'elle retourne un signal d'horloge définissant l'instant où sont acquises les images. Dans ce cas la caméra est modifiée pour apporter cette fonction d'horodatage des images capturées.
Le procédé comprend alors le calcul de l'angle de l'empreinte de l'hélice sur l'image capturée à partir d'un capteur de position angulaire agencé sur l'arbre de l'hélice.
Cette seconde variante du procédé de l'invention nécessite d'ajouter des éléments au système existant. Un avantage est que cette variante permet de fournir un résultat similaire à la première variante du calcul de la position angulaire de la pale selon le procédé de l'invention, c'est-à-dire de délivrer la position de l'angle de l'hélice au moment où les images sont acquises, en contrepartie d'un poids et d'une complexité accrus.
Un module REF sur la figure 5 permet de récupérer l'angle de référence 0o de l'hélice 1 1 . Cet angle de référence 0o correspond à une position de l'hélice la moins gênante sur l'image capturée. Cet angle définit ainsi une valeur de comparaison.
La méthode de l'invention comprend une seconde étape principale qui comprend la régulation du moteur pour ramener la pale à la position voulue dans le repère avion.
La différence angulaire de position de l'hélice permet d'asservir la vitesse moteur de sorte à obtenir la valeur Δ0 = 0h - 0o souhaitée.
Un des avantages de la régulation moteur est de permettre un déplacement de l'hélice 11 dans une zone non gênante de l'image capturée par l'optique OPT. Un fois la position de l'hélice 11 choisie, la vitesse moteur peut être déterminée de sorte que le rapport suivant soit un entier :
Vitesse rotation de l'hélice / fréquence de capture de l'image.
La régulation du moteur comprend donc deux régulations : une première permet de déplacer ou supprimer l'empreinte de l'hélice sur l'image acquise et la seconde permet de synchroniser les vitesses de rotation de l'hélice avec la fréquence de capture de l'image de sorte à fixer l'empreinte de l'hélice à une position fixe dans l'image ou en dehors. Lorsque cette condition est vérifiée alors l'hélice 11 est perçue comme fixe dans l'image. Il suffit alors de choisir un emplacement qui ne pénalise pas la lecture de l'image et les informations utiles présentées à l'image telle qu'une cible. Le bloc 22 sur la figure 5 représente une boucle de régulation de la vitesse moteur M permettant de générer un nouvel angle 0h' qui correspond à une empreinte dont la surface est déplacée ou supprimée sur l'image capturée et traitée par le procédé de l'invention. Par exemple, un angle 0h' peut être, après plusieurs itérations de la boucle de régulation de vitesse moteur, généré de sorte à positionner l'hélice horizontalement et en haut de l'image ou sur un coin ou encore à l'extérieur de l'image.
La boucle de régulation de la vitesse moteur comprend un contrôleur ALGO ASSERV permettant de comparer l'angle de référence de l'hélice et l'angle courant correspondant à une empreinte sur l'image capturée par la caméra OPT. Un module GEN CONS MOT permet de générer une consigne moteur au moteur M à partir d'une consigne délivrée par le contrôleur ALGO ASSERV.
Un codeur MES COD ROTA permet de récupérer la vitesse moteur et de convertir cette donnée au moyen d'un convertisseur analogique numérique CONV.
Les différents modulés ALGO ASSERV, GEN CONS MOT, MES COD ROTA et CONV sont des fonctions pouvant être réalisées par un même calculateur ou sur des calculateurs dédiés, ce ou ces calculateurs sont appelé le régulateur 22.
Le procédé de l'invention permet d'effectuer une régulation de la vitesse moteur en deux temps :
• augmenter ou diminuer la vitesse de rotation du moteur M pour déplacer l'hélice dans une position de l'image désirée ou en dehors de l'image ;
• ajuster la vitesse de rotation du moteur pour définir un rapport entier entre la vitesse de rotation des hélices et la fréquence d'acquisition des images. Cet ajustement permet de maintenir l'empreinte de l'hélice à une position désirée, c'est-à-dire dans une position de l'image qui n'affecte pas son interprétation.
La fonction ALGO ASSERV peut réaliser par un contrôleur qui permet de commander le pas d'hélice afin de changer l'angle d'attaque des pales et donc d'augmenter ou de réduire la traction de l'hélice, on appelle cette rotation le pas de l'hélice. Cette action peut permettre de modifier la vitesse moteur tout en maintenant une traction désirée de l'aéronef.
En effet, pour une configuration de vol donnée en pallier stabilisé, la vitesse air de l'aéronef peut être régulée selon deux paramètres de vol : la vitesse de rotation de l'hélice et le pas de l'hélice. La régulation de la vitesse moteur peut consister à diminuer ou augmenter la vitesse de rotation des hélices tout en modifiant leur pas pour maintenir une force de traction constante. Le contrôleur permet également de prendre en considération des données de vol assurant contrôle, guidage et navigation de l'aéronef. Le contrôleur permet d'assurer une préemption de la prise en compte de manière prioritaire des données dites « de vol ». Pour assurer la réussite du vol, le traitement des données de vol préemptent les calculs de traitements d'image modifiant la vitesse moteur.
Selon un mode de réalisation, le contrôleur intègre donc un composant logiciel permettant de gérer les priorités en cas de conflit entre le procédé de l'invention et le système de gestion du vol.
Selon un autre mode de réalisation, une boucle d'asservissement de la fréquence de captures d'images permet de réguler l'électronique d'acquisition de la caméra de sorte à rendre le rapport : {vitesse de rotation de l'hélice / la fréquence d'acquisition d'images} multiple d'un entier naturel.
Dans ce cas, c'est le système de prise d'image qui est asservi et non plus la vitesse moteur. L'angle apparent de l'hélice est ajusté de manière analogue à ce qui est fait en utilisant le moteur.
Dans le cas ou l'aéronef est équipé de plusieurs moteurs, n moteurs, le procédé de l'invention est implémenté n fois. Il est noté que dans ce cas, la correction des positions d'hélice est réalisée par une action sur chacun des moteurs séparément.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de traitement d'images capturées par une optique (OPT) embarquée sur un aéronef (1 ), ledit aéronef (1 ) comprenant au moins un moteur (M) comprenant chacun au moins une hélice (1 1 ), caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
■ une étape de calcul de la position angulaire de la pale réalisée au moyen d'un calculateur pour le traitement d'images (K), comportant :
• une étape de détermination d'une première zone (Zo) de l'image capturée dans laquelle est susceptible d'apparaître le marquage distinctif (M0) de l'hélice (1 1 ) ;
• une étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (Mo) dans la première zone (Zo) de l'image capturée ;
• une étape de détermination d'un premier angle (0h) correspondant à l'angle de l'hélice (1 1 ) dans le référentiel avion,
■ une seconde étape de régulation de la vitesse moteur au moyen d'un régulateur (22) pour modifier la valeur du premier angle (0h) de sorte à déplacer la trace de l'hélice (1 1 ) dans l'image capturée vers une seconde position définie par une nouvelle orientation de l'hélice (0<,).
Procédé de traitement d'images selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de détermination d'une zone (Zo) de l'image dans laquelle le marquage distinctif (M0) est susceptible d'apparaître est réalisée à partir :
■ d'une configuration connue de l'optique comprenant les paramètres suivants:
• la longueur focale de l'optique (L0) ;
• la distorsion de l'optique (Do) ;
• l'azimut (θ0) et l'élévation de l'optique (ao), ■ d'une première fonction de transfert (F0) implémentée dans le calculateur pour le traitement d'images (K).
3. Procédé de traitement d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (M0) dans la première zone (Z0) de l'image capturée comprend une détermination de la taille du marquage distinctif en pixels SMo. 4. Procédé de traitement d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (Mo) comprend la comparaison des couleurs des pixels de la première zone (Zo) d'une image capturée par l'optique (OPT) avec au moins une couleur de référence (COIM) du marquage distinctif (Mo).
5. Procédé de traitement d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (M0) comprend la prise en compte d'un facteur de correction de luminosité de l'image capturée au moyen d'un capteur de couleur/luminosité (CS).
6. Procédé de traitement d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'étape de détection de la position (ML) du marquage distinctif (M0) comprend une détermination du centre d'une forme de pixels d'une couleur semblable à la couleur de référence (Colstdi . ColStd2).
7. Procédé de traitement d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'étape de détermination d'un premier angle (0h) comprend un calcul d'un angle de l'hélice (1 1 ) vis-à-vis d'une position du bâti de l'aéronef (1 ) prenant en compte : ■ d'une part, la position ML d'un point de l'image capturée, correspondant à la position du marquage distinctif ; ■ d'autre part, l'orientation (θ0, α0), la distorsion (D0) et la longueur focale de l'optique (L0) de l'optique (OPT) dans sa position courante.
8. Procédé de traitement d'images capturées par une optique (OPT) embarquée sur un aéronef (1 ), ledit aéronef (1 ) comprenant au moins un moteur (M) comprenant chacun au moins une hélice (11 ), caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
■ une étape de calcul de la position angulaire de la pale réalisée au moyen d'un calculateur pour le traitement d'images (K), comportant :
o une comparaison d'un signal d'horloge provenant de l'optique (OPT) et d'un signal provenant d'un capteur angulaire placé sur l'hélice (11 ) de sorte à déduire une mesure de l'angle l'hélice (11 ) dans le référentiel avion;
■ une seconde étape de régulation de la vitesse moteur au moyen d'un régulateur (22) pour modifier la valeur du premier angle (0h) de sorte à déplacer la trace de l'hélice (11 ) dans l'image capturée vers une seconde position définie par une nouvelle orientation de l'hélice (0O).
9. Procédé de régulation d'une vitesse moteur d'un aéronef comprenant une étape de traitement d'images selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la seconde étape de régulation de vitesse du moteur comprend une étape de génération d'une consigne de vitesse moteur par comparaison :
• d'un angle de référence (0O) de l'hélice (11 ) et ;
• de l'angle (0h) obtenu à l'instant présent
10. Procédé de régulation d'une vitesse moteur d'un aéronef selon la revendication 9, caractérisé en ce que le procédé comprend :
• une régulation d'une vitesse moteur de sorte à ce que la vitesse de rotation de l'hélice soit un multiple du nombre d'images acquises par seconde par la caméra.
11. Procédé de régulation d'une vitesse moteur d'un aéronef selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend :
• Une adaptation du pas d'hélice de sorte à respecter une consigne de vitesse air de l'aéronef.
12. Procédé de régulation de la fréquence d'acquisition d'images capturées par une optique (OPT) embarquée sur un aéronef (1 ), ledit aéronef (1 ) comprenant un moteur (M) comprenant au moins une hélice (11 ), caractérisé en ce que le procédé comprend :
• Une régulation de la fréquence d'acquisition du capteur de sorte à ce que la vitesse de rotation de l'hélice soit un multiple de la fréquence d'acquisition des images.
13. Procédé de régulation de la fréquence d'acquisition d'images selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une génération d'une consigne de vitesse d'acquisition d'images par comparaison :
• d'un angle de référence (0O) correspondant à une position de référence de l'hélice (11 ) et ;
• d'un angle (0n) calculé de l'orientation d'une empreinte de l'hélice sur l'image généré par l'optique embarquée.
PCT/FR2014/000274 2013-12-13 2014-12-12 Suppression d'une empreinte d'hélice capturée par une optique d'un aéronef Ceased WO2015086923A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1302940A FR3015091B1 (fr) 2013-12-13 2013-12-13 Procede de suppression d'une empreinte d'helice capturee par une optique d'un aeronef
FR1302940 2013-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015086923A1 true WO2015086923A1 (fr) 2015-06-18

Family

ID=51564672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2014/000274 Ceased WO2015086923A1 (fr) 2013-12-13 2014-12-12 Suppression d'une empreinte d'hélice capturée par une optique d'un aéronef

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3015091B1 (fr)
WO (1) WO2015086923A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113630554A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 北京航空航天大学 一种基于桨叶转角的图像采集装置、方法及系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6957304B2 (ja) * 2017-10-13 2021-11-02 アルパイン株式会社 架線撮影システム及び架線撮影方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2191305A (en) * 1986-06-05 1987-12-09 British Aerospace Optical apparatus
GB2225853A (en) * 1988-12-02 1990-06-13 Messerschmitt Boelkow Blohm Helicopter mast viewfinder
US5428392A (en) * 1992-11-20 1995-06-27 Picker International, Inc. Strobing time-delayed and integration video camera system
DE102005020593A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-09 Dolch, Stefan, Dipl.-Ing. (FH) Hubschrauber zur luftgestützten Beobachtung
US20110243391A1 (en) * 2008-08-08 2011-10-06 Toshiba Electronics Europe Gmbh Method and device for producing image information
US8151647B2 (en) * 2008-09-24 2012-04-10 Siemens Energy, Inc. Apparatus for monitoring blade vibration with an imaging fiber optic ribbon probe

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2191305A (en) * 1986-06-05 1987-12-09 British Aerospace Optical apparatus
GB2225853A (en) * 1988-12-02 1990-06-13 Messerschmitt Boelkow Blohm Helicopter mast viewfinder
US5428392A (en) * 1992-11-20 1995-06-27 Picker International, Inc. Strobing time-delayed and integration video camera system
DE102005020593A1 (de) * 2005-05-03 2006-11-09 Dolch, Stefan, Dipl.-Ing. (FH) Hubschrauber zur luftgestützten Beobachtung
US20110243391A1 (en) * 2008-08-08 2011-10-06 Toshiba Electronics Europe Gmbh Method and device for producing image information
US8151647B2 (en) * 2008-09-24 2012-04-10 Siemens Energy, Inc. Apparatus for monitoring blade vibration with an imaging fiber optic ribbon probe

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ALEX BEUTEL: "Image Aliasing of Plane Propellers in Photos and Video", 15 July 2013 (2013-07-15), pages 1 - 9, XP055150718, Retrieved from the Internet <URL:https://web.archive.org/web/20130715021842/http://blog.alexbeutel.com/135/image-aliasing-of-plane-propellers-in-photos-and-video> [retrieved on 20141104] *
ANONYMOUS: "Advanced Mixer Settings - 01 - Documentation in English - OpenPilot Wiki", 1 January 2012 (2012-01-01), pages 1 - 5, XP055150749, Retrieved from the Internet <URL:http://wiki.openpilot.org/display/Doc/Advanced+Mixer+Settings> [retrieved on 20141104] *
KALPOE DINESH ET AL: "Vibration measurement of a model wind turbine using high speed photogrammetry", VIDEOMETRICS, RANGE IMAGING, AND APPLICATIONS XI, SPIE, 1000 20TH ST. BELLINGHAM WA 98225-6705 USA, vol. 8085, no. 1, 9 June 2011 (2011-06-09), pages 1 - 11, XP060015182, DOI: 10.1117/12.889440 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113630554A (zh) * 2021-08-12 2021-11-09 北京航空航天大学 一种基于桨叶转角的图像采集装置、方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
FR3015091A1 (fr) 2015-06-19
FR3015091B1 (fr) 2017-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3270365B1 (fr) Dispositif d&#39;aide au pilotage d&#39;un giravion, giravion associe et procede d&#39;aide au pilotage correspondant
FR2748450A1 (fr) Procede et dispositif de guidage d&#39;une perche de ravitaillement en vol
EP3689755B1 (fr) Systeme d&#39;eclairage directionnel equipant un aeronef et procede d&#39;eclairage associe
US20140267378A1 (en) Global contrast correction
FR2993509A1 (fr) Dispositif electronique de protection contre l&#39;eblouissement d&#39;un pilote ou d&#39;un conducteur.
EP3114423B1 (fr) Procédé de contrôle d&#39;un système de détection et de suivi d&#39;une cible
FR2973896A1 (fr) Procede de guidage d&#39;un avion vers un objet-cible predefini et systeme de guidage
WO2015086923A1 (fr) Suppression d&#39;une empreinte d&#39;hélice capturée par une optique d&#39;un aéronef
EP3828081B1 (fr) Procede et dispositif d&#39;evaluation d&#39;un ecart de hauteurs entre au moins deux pales d&#39;un rotor, et procede d&#39;equilibrage
WO2017068141A1 (fr) Système adapté à fournir à un opérateur une visibilité augmentée et procédé associé
EP3435329A1 (fr) Dispositif électronique et procédé d&#39;estimation d&#39;un déplacement d&#39;une scène observée par un drone, appareil électronique de calcul d&#39;une vitesse sol du drone, drone et programme d&#39;ordinateur associés
WO2024231616A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d&#39;un masque de visibilité pour un système de vision embarqué dans un véhicule
FR3073655B1 (fr) Procede de determination d&#39;un vecteur vitesse visuel d&#39;un engin mobile, produit programme d&#39;ordinateur et systeme de determination associes
FR3147649A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination de données représentatives d’au moins un objet dynamique dans une scène par un système de vision monoscopique.
FR3147650A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une profondeur par un système de vision auto-supervisé.
FR3147651A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une profondeur par un système de vision stéréoscopique non parallèle.
FR3159032A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une profondeur par un réseau de neurones convolutif associé à système de vision auto-supervisé.
FR3153675A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une profondeur par un système de vision monoscopique avec une précision métrique
JP2026011633A (ja) 情報処理システム、情報処理方法及びプログラム
FR3148662A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’une profondeur par un système de vision pseudo-stéréoscopique.
FR3167468A1 (fr) Procédé et dispositif d’apprentissage d’un modèle de prédiction de profondeur assisté par un modèle de flux de scène.
WO2024170837A1 (fr) Procédé et dispositif de détection d&#39;un défaut d&#39;étalonnage d&#39;un système de vision stéréoscopique non parallèle
FR3082013A1 (fr) Dispositif electronique de pilotage d&#39;un drone, drone, procede de pilotage et programme d&#39;ordinateur associes
FR3147647A1 (fr) Procédé et dispositif de détermination d’un masque de visibilité par un système de vision embarqué dans un véhicule.
Rahman et al. Detecting changes in terrain using unmanned aerial vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14828177

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14828177

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1