FR3030091A1

FR3030091A1 - Procede et systeme de detection automatique d'un desalignement en operation d'un capteur de surveillance d'un aeronef.

Info

Publication number: FR3030091A1
Application number: FR1462316A
Authority: FR
Inventors: Stephane Gauthier
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-17
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: CN105716625B; US20160171700A1; CN105716625A; FR3030091B1; US10417520B2

Abstract

- Le système de détection (1) comporte une unité d'analyse (4) pour analyser des images successives générées par le capteur de surveillance (2) afin de déterminer dans une image une position d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef entre deux images successives, dite position réelle, une unité de calcul (9) pour calculer, à partir de données relatives à un déplacement de l'aéronef entre les générations de ces deux images et du positionnement du capteur de surveillance (2) sur l'aéronef, une position dans une image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef, dite position théorique, une unité d'estimation (13) pour estimer l'écart angulaire entre la position réelle et la position théorique, et une unité de comparaison (16) pour comparer cet écart angulaire à au moins une valeur de tolérance prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à cette valeur de tolérance.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé et un système de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance d'un aéronef, en particulier d'un avion de transport. ETAT DE LA TECHNIQUE On sait qu'un aéronef moderne est équipé de systèmes (ou capteurs) 10 d'imagerie (ou imageurs) fournissant aux pilotes des données de surveillance de l'environnement de l'aéronef, nommés ci-après « capteurs de surveillance ». Un tel capteur de surveillance peut concerner notamment : - un radar qui fournit une image d'obstacles ou de conditions environnementales existant devant l'aéronef ; 15 - un système de vision améliorée, de type EVS (pour « Enhanced Vision System » en anglais), comprenant une caméra infrarouge qui fournit aux pilotes de l'aéronef une image améliorée d'une zone devant l'aéronef en condition visuelle dégradée ; et - une caméra de roulage qui offre aux pilotes une vue extérieure à l'avant de 20 l'aéronef pour l'aider au pilotage au sol. On sait que la fiabilité de l'information fournie par un tel capteur de surveillance est directement liée à son alignement selon une position prédéterminée. En particulier : - l'image du système de vision améliorée EVS, projetée sur un afficheur tête 25 haute, de type HUD (« Head-Up Display » en anglais), doit par exemple parfaitement se superposer à l'image réelle vue par transparence à travers cet afficheur tête haute ; - le radar doit réaliser une détection dans l'axe de l'aéronef ; et - la caméra de roulage doit être parfaitement alignée avec l'axe de l'aéronef.

30 L'alignement d'un capteur de surveillance selon un axe prédéterminé lié à l'aéronef, est fixé lors de son installation sur la ligne d'assemblage finale de l'aéronef.

3030091 2 Toutefois, durant la vie de l'aéronef, un évènement tel qu'un choc avec un objet externe par exemple, peut mener à un désalignement du capteur de surveillance, soit directement, soit indirectement via le déplacement d'une structure ou partie de structure qui porte le capteur de surveillance.

5 On entend par désalignement, un décalage de la ligne de visée du capteur de surveillance, selon laquelle ce dernier réalise des images, par rapport à une direction prédéterminée prise en compte comme référence. Aussi, il est nécessaire, ou tout au moins particulièrement utile, de pouvoir détecter sur un aéronef le désalignement d'un capteur de surveillance en opération, pour ne pas être induit en erreur et disposer d'une information fiable. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance solidaire d'un aéronef, ledit capteur de surveillance étant apte à générer des images de l'environnement externe de l'aéronef, qui permet de réaliser une détection particulièrement fiable et efficace. Selon l'invention, ledit procédé comprend des étapes successives consistant, en opération, à: a) analyser une pluralité d'images successives générées par le capteur de surveillance pour déterminer, dans au moins une première desdites images, une position, dite position réelle, d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef entre ladite première image et une seconde image ; b) acquérir de systèmes embarqués sur l'aéronef, des données relatives au déplacement de l'aéronef entre un instant de génération de ladite première image et un instant de génération de ladite seconde image ; c) calculer à partir de ces données et du positionnement du capteur de surveillance sur l'aéronef, une position dans ladite première image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef, dite position théorique ; d) estimer l'écart angulaire entre la position réelle et la position théorique de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef ; et 3030091 3 e) comparer cet écart angulaire à au moins une valeur prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un procédé efficace pour détecter 5 automatiquement en opération (c'est-à-dire lors d'un fonctionnement de l'aéronef, au cours d'un vol ou d'un roulage au sol) un désalignement d'un capteur de surveillance, à partir de l'analyse d'images générées par le capteur de surveillance et de données fournies par des systèmes embarqués, notamment des systèmes de mesure du déplacement et de l'attitude de l'aéronef, comme précisé ci- 10 dessous. Grâce à l'invention, l'équipage de l'aéronef peut ainsi être informé de tout désalignement du capteur de surveillance, et donc savoir si l'information fournie par le capteur de surveillance est exacte et fiable, ou non. On notera que, dans le cadre de la présente invention, ladite première 15 image, sur laquelle est notamment calculée la position réelle, est générée en général chronologiquement après l'autre image (dite seconde image). Il est toutefois également envisageable que ladite première image soit générée chronologiquement avant ladite seconde image. Dans un mode de réalisation préféré, le procédé comprend également une 20 étape de transmission, à au moins un système utilisateur, de l'écart angulaire estimé à l'étape d), cet écart angulaire permettant de quantifier le désalignement du capteur de surveillance, et/ou d'une information relative à un désalignement détecté à l'étape e). De plus, de façon avantageuse, l'étape a) consiste à : 25 - analyser les images générées par le capteur de surveillance pour sélectionner des points caractéristiques ; - pour chacun des points caractéristiques sélectionnés, analyser les images pour déterminer le mouvement de chacun de ces points caractéristiques ; - pour le mouvement de chacun des points caractéristiques, séparer une première 30 composante du mouvement due à un déplacement de l'aéronef d'une seconde composante du mouvement due à un mouvement propre d'un élément auquel appartient le point caractéristique ; et 3030091 4 - déterminer ladite position réelle de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef à l'aide des premières composantes du mouvement desdits points caractéristiques. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui peuvent être pris 5 ensemble ou séparément : - l'analyse des images, mise en oeuvre à l'étape a), est limitée à au moins une zone dite d'intérêt desdites images ; - l'analyse des images, mise en oeuvre à l'étape a), est réalisée uniquement pour toutes les n images successives, n étant un entier supérieur à 1 ; 10 - l'étape a) consiste à déterminer une position dite réelle d'un foyer d'expansion, illustrant ladite position réelle de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef, l'étape c) consiste à déterminer une position dite théorique du foyer d'expansion, illustrant ladite position théorique de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef, et l'étape d) consiste à estimer l'écart entre la position réelle du foyer 15 d'expansion et la position théorique du foyer d'expansion ; - le procédé comprend une étape de détermination d'un taux de confiance de l'écart angulaire estimé à l'étape d) ; - le procédé comprend une étape de filtrage temporel de l'écart angulaire estimé à l'étape d).

20 La présente invention concerne également un système de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance solidaire d'un aéronef, ledit capteur de surveillance étant apte à générer des images de l'environnement externe de l'aéronef. Selon l'invention, ledit système de détection comporte : 25 - une unité d'analyse configurée pour analyser une pluralité d'images successives générées par le capteur de surveillance pour déterminer, dans au moins une première desdites images, une position, dite position réelle, d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef entre ladite première image et une seconde image ; - une unité d'acquisition configurée pour acquérir de systèmes embarqués sur 30 l'aéronef, des données relatives au déplacement de l'aéronef entre un instant de génération de ladite première image et un instant de génération de ladite seconde image ; 3030091 5 - une unité de calcul configurée pour calculer à partir de ces données et du positionnement du capteur de surveillance sur l'aéronef, une position dans ladite première image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef, dite position théorique ; 5 - une unité d'estimation configurée pour estimer l'écart angulaire entre la position réelle et la position théorique de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef ; et - une unité de comparaison configurée pour comparer cet écart angulaire à au moins une valeur prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet 10 écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie. Avantageusement, le système de détection comporte également une unité de transmission configurée pour transmettre l'écart angulaire estimé par l'unité d'estimation et/ou une information relative à un désalignement détecté par l'unité de comparaison, à au moins un système utilisateur tel qu'un système de 15 correction pour l'écart angulaire. La présente invention concerne également un aéronef, en particulier un avion de transport, qui est pourvu d'un système de détection tel que celui spécifié ci-dessus.

20 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

25 La figure 1 est le schéma synoptique d'un mode de réalisation particulier d'un système de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance d'un aéronef. La figure 2 montre un aéronef, à savoir un avion de transport, pourvu d'un tel système de détection.

30 La figure 3 illustre schématiquement un exemple de détermination d'un écart angulaire illustrant un désalignement, à l'aide d'un foyer d'expansion.

3030091 6 La figure 4 est le schéma synoptique d'un exemple de traitement mis en oeuvre par le système de détection. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 5 Le système 1 représenté schématiquement sur la figure 1 et permettant d'illustrer l'invention, est un système de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance « SENSOR » 2 (ci-après « capteur de surveillance 2 ») d'un aéronef AC, par exemple d'un avion de transport.

10 Le capteur de surveillance 2 qui est installé sur l'aéronef AC est apte à générer des images de l'environnement externe de l'aéronef AC, comme représenté schématiquement sur la figure 2 à l'exemple d'une caméra de roulage. Cette caméra de roulage fournit aux pilotes des images successives (ou séquences vidéo) relatives à une vue extérieure à l'avant de l'aéronef AC roulant 15 au sol S, permettant notamment d'aider les pilotes lors du pilotage au sol. Le capteur de surveillance 2 réalise des images selon un axe de vision AV. Concernant le capteur de surveillance, il peut s'agir également, par exemple : - d'un radar qui fournit une image d'obstacles ou de conditions environnementales 20 existant devant l'aéronef ; - d'un système de vision améliorée, de type EVS (pour « Enhanced Vision System » en anglais), qui comprend une caméra infrarouge et qui fournit aux pilotes de l'aéronef une image améliorée d'une zone devant l'aéronef, en condition visuelle dégradée ; ou 25 - de tout système d'imagerie qui fournit aux pilotes des données de surveillance de l'environnement de l'aéronef, via des images. Ledit système de détection 1 comporte, comme représenté sur la figure 1, une unité centrale 3 comprenant : - une unité d'analyse 4 configurée pour analyser une pluralité d'images 30 successives générées par le capteur de surveillance 2, dans le but de déterminer, dans au moins une première desdites images, une position, dite position réelle, d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef (dit « axe de déplacement » ci- 3030091 7 après) entre ladite première image et une seconde image, comme précisé ci-dessous. Pour ce faire, cette unité d'analyse 4 est reliée, soit directement au capteur de surveillance 2 via une liaison 5 comme représenté sur la figure 1, soit à un moyen de stockage ou d'utilisation d'images qui a reçu les images du capteur 5 de surveillance 2; - une unité d'acquisition «ACQUISITION » 6 (ci-après « unité d'acquisition 6 ») qui est configurée pour acquérir d'un ensemble 7 de système(s) (« SYSTEM ») embarqué(s) sur l'aéronef, via une liaison 8, des données relatives au déplacement de l'aéronef, entre un instant de génération de ladite première image 10 et un instant de génération de ladite seconde image ; - une unité de calcul « COMPUTATION » 9 (ci-après « unité de calcul 9 ») qui est configurée pour calculer, à partir de ces données reçues via une liaison 10 de l'unité d'acquisition 6 et du positionnement connu du capteur de surveillance 2 sur l'aéronef, reçu via une liaison 11 d'une base de données « DATA BASE » 12 (ci- 15 après « base de données 12 »), la position dans ladite première image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef (dit « axe de déplacement » ci-après), ladite position étant dite position théorique. Ledit positionnement connu du capteur de surveillance sur l'aéronef comprend la position et l'orientation de l'axe de visée du capteur de surveillance par rapport à un référentiel de l'aéronef, telles que 20 mesurées par exemple lors de l'installation du capteur de surveillance sur l'aéronef ; et - une unité d'estimation « ESTIMATION » 13 (ci-après « unité d'estimation 13 ») qui est configurée pour estimer, le cas échéant, l'écart angulaire entre la position réelle (reçue via une liaison 14 de l'unité d'analyse 4) de l'axe de déplacement de 25 l'aéronef, et la position théorique (reçue via une liaison 15 de l'unité de calcul 9) de l'axe de déplacement de l'aéronef. Cet écart angulaire, lorsqu'il n'est pas nul, illustre un défaut d'alignement du capteur de surveillance 2. Ladite première image est générée, en général, chronologiquement après ladite seconde image. Il est toutefois également envisageable que ladite première 30 image soit générée chronologiquement avant ladite seconde image. Par ailleurs, on entend par « instant de génération d'une image », le moment (ou l'instant) où le capteur de surveillance génère (ou prend) cette image.

3030091 8 L'unité centrale 3 du système de détection 1 comprend également une unité de comparaison « COMPARISON » 16 (ci-après « unité de comparaison 16 ») configurée pour comparer cet écart angulaire (reçu via une liaison 17 de l'unité d'estimation 13) à au moins une valeur prédéfinie représentant une 5 tolérance (reçue d'une base de données « DATA BASE » 25 (ci-après « base de données 25 ») via une liaison 26) de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie. Tant que l'écart angulaire est inférieur ou égal à cette valeur prédéfinie, on considère que le défaut d'alignement (bien qu'existant) est situé dans la tolérance et qu'aucun 10 désalignement n'est détecté par le système de détection 1. Lors de la détection d'un désalignement, l'information correspondante peut être transmise, via une liaison 18, à au moins un système 19 (« ALERT ») de l'aéronef, notamment un moyen d'alerte par exemple de type sonore et/ou de type visuel, qui prévient un membre d'équipage du désalignement.

15 Ainsi, le système de détection 1 est apte à détecter efficacement et automatiquement en opération, c'est-à-dire au cours d'un fonctionnement de l'aéronef, lors d'un vol ou lors d'un roulage au sol S (comme représenté sur la figure 2), le désalignement du capteur de surveillance 2, et ceci à partir de l'analyse d'images générées par ce capteur de surveillance 2 et de données 20 fournies par un ou des systèmes embarqués d'un ensemble 7, et à prévenir l'équipage de l'aéronef lors d'une telle détection. Ledit ensemble 7 permettant de fournir des données relatives au déplacement de l'aéronef, à l'unité d'acquisition 6, comprend, par exemple, au moins l'un des éléments ou systèmes suivants de l'aéronef : 25 - un système de référence de données inertielles et de données air, de type ADIRS (« Air Data Inertiel and Reference System » en anglais) ; - un système de positionnement, par exemple de type GPS (« Global Positioning System » en anglais) ; - tout moyen ou calculateur embarqué qui dispose de données relatives au 30 déplacement de l'aéronef. L'unité d'acquisition 6 peut également recevoir les informations à traiter de plusieurs des systèmes ou éléments précités, faisant partie de l'ensemble 7.

3030091 9 L'unité d'acquisition 6 est donc configurée pour acquérir des données relatives au déplacement de l'aéronef. Ce déplacement de l'aéronef inclut le déplacement de l'aéronef selon une trajectoire, ainsi que les modifications d'attitude de l'aéronef (rotation autour de ses trois axes).

5 En outre, dans un mode de réalisation particulier, comme considéré dans la description suivante, le déplacement de l'aéronef est mesuré par rapport au sol. Dans une variante de réalisation, il peut également être mesuré par rapport à un autre élément fixe et notamment par rapport à une masse d'air entourant l'aéronef, par exemple dans le cas où le capteur de surveillance est un radar 10 météorologique. Dans un mode de réalisation préféré, le système de détection 1 comporte une unité de transmission (liaison 20) pour transmettre à au moins un système utilisateur « USER » 21 (ci-après (< système utilisateur 21 »), l'écart angulaire estimé par l'unité d'estimation 13 (ou fourni par l'unité de comparaison 16). Cet 15 écart angulaire permet de quantifier, le cas échéant, le désalignement du capteur de surveillance 2. La quantification du désalignement ainsi obtenue peut-être utilisée pour réaligner automatiquement le capteur de surveillance 2 si celui-ci dispose d'un système de pointage électronique (automatique ou manuel), et ceci via un moyen 20 de réalignement approprié représentant un système utilisateur 21. La détection d'un désalignement du capteur de surveillance est obtenue par une comparaison entre : - le déplacement de l'aéronef, déduit de l'analyse des mouvements entre une succession d'images fournies par le capteur de surveillance 2 dont on veut vérifier 25 l'alignement ; et - le déplacement de l'aéronef, fourni par des systèmes de positionnement de l'aéronef, par exemple de type ADIRS, en prenant en compte la position relative du capteur de surveillance par rapport à un centre de déplacement de l'aéronef (généralement le centre de gravité), qui est enregistrée dans la base de données 30 12. Dans un mode de réalisation préféré, l'unité d'analyse 4 comporte : 3030091 10 - un élément de détection de mouvement « DETECTION » 22 (ci-après « élément de détection de mouvement 22 ») comprenant les éléments de traitement intégrés suivants : - un premier élément de traitement pour analyser les images générées par le 5 capteur de surveillance 2 (et reçues via la liaison 5) de manière à sélectionner des points caractéristiques ; - un deuxième élément de traitement pour analyser, pour chacun des points caractéristiques, les images pour déterminer le mouvement de chacun de ces points caractéristiques ; et 10 - un troisième élément de traitement pour séparer, pour le mouvement de chacun des points caractéristiques, une première composante du mouvement due à un déplacement de l'aéronef et une seconde composante du mouvement due à un mouvement propre d'un élément auquel appartient le point caractéristique ; et 15 - un élément de calcul « COMPUTATION » 23 (ci-après « élément de calcul 23 ») qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison 24 à l'élément de détection de mouvement 22 et qui est configuré pour déterminer la position réelle de l'axe de déplacement de l'aéronef, à l'aide des premières composantes du mouvement desdits points caractéristiques, reçues du troisième élément de traitement via la 20 liaison 24. Cette position réelle est transmise par la liaison 14. Dans le cadre de la présente invention, l'élément de détection de mouvement 22 peut mettre en oeuvre différentes solutions usuelles pour extraire des mouvements d'une séquence vidéo (ou suite d'images successives). On peut citer, à titre d'illustration, les types d'extraction (ou algorithmes) suivants : par 25 modélisation markovienne, champs de Markov, moyenne temporelle, opérateur statistique, mise en correspondance (« block matching » en anglais), CafforioRocca,... L'élément de détection de mouvement 22 peut également utiliser des optimisations usuelles de ces différents algorithmes afin d'obtenir de bonnes 30 performances en temps réel.

3030091 11 Par ailleurs, afin de limiter le nombre de calculs nécessaires, et ainsi d'optimiser la charge CPU (pour « Central Processig Unit » en anglais, à savoir unité centrale de traitement), l'élément de détection de mouvement 22 est configuré pour réaliser l'analyse des mouvements non pas sur toute la surface 5 d'une image, mais sur une ou plusieurs zones d'intérêt de l'image, représentant une partie de cette dernière. Ainsi, à titre d'illustration, dans l'exemple d'un capteur de surveillance correspondant à un système de vision améliorée de type EVS, il n'est pas nécessaire d'analyser le ciel, la zone d'intérêt pouvant correspondre dans ce cas à l'ensemble de l'image visualisée excepté le ciel.

10 En outre, pour limiter le nombre de calculs nécessaires, et ainsi optimiser la charge CPU, on peut également prévoir : - d'adapter la granularité (détection de mouvement sur contour, sur cluster, sur point d'intérêt SIFT, point d'intérêt de Harris,...) au type d'image (couleur, infrarouge, radar) générée par le capteur de surveillance et à l'environnement vu 15 par le capteur de surveillance ; - si possible, de réaliser l'analyse de mouvement sur une image ramenée en noir et blanc ; et - de réduire la fréquence de calcul du désalignement. En fonction du capteur de surveillance considéré, il n'est pas nécessaire ou utile de réaliser la détection 20 entre chaque paire d'images successives. L'analyse des images, mise en oeuvre par l'unité d'analyse 4, est réalisée alors uniquement pour toutes les n images successives, c'est-à-dire pour l'image 1, puis pour l'image n+1, ensuite pour l'image 2n+1,..., n étant un entier supérieur à 1 et égal par exemple à 2, 3,... Comme indiqué ci-dessus, l'élément de détection de mouvement 22 peut 25 utiliser l'un de différents algorithmes usuels d'extraction du mouvement de l'aéronef. Ainsi, dans un mode de réalisation particulier, cet élément de détection de mouvement 22 utilise une extraction mise en oeuvre sur la base d'un foyer d'expansion de l'image, comme représenté sur la figure 3.

30 On sait que, lors d'un déplacement d'un imageur (tel que le capteur de surveillance 2) dans une scène statique, les directions de vitesse des points 3030091 12 projetés sur le plan image convergent tous vers un point appelé « foyer d'expansion » (FOE). Ainsi, l'unité centrale 3 (figure 1) détermine pour au moins une image une position dite réelle d'un foyer d'expansion (ou foyer d'expansion réel), illustrant 5 ladite position réelle de l'axe de déplacement de l'aéronef entre deux images consécutives, et une position dite théorique du foyer d'expansion (ou foyer d'expansion théorique), calculée à partir de données relatives au déplacement de l'aéronef entre les prises des deux images consécutives et du positionnement du capteur de surveillance sur l'aéronef, illustrant ladite position théorique de l'axe de 10 déplacement de l'aéronef, et elle estime l'écart entre la position réelle du foyer d'expansion et la position théorique du foyer d'expansion. Dans l'exemple de la figure 3, on considère deux images successives 11 et 12. A titre d'illustration, ces images représentent une scène SC prise à l'avant de l'aéronef. Cette scène SC contient notamment une piste d'atterrissage 27 sur 15 laquelle roule l'aéronef, un élément particulier 28 représenté schématiquement par exemple un panneau, un nuage 29, ainsi que le relief 30 du terrain. Le procédé pour mesurer l'écart angulaire à partir des images 11 et 12, présente les étapes suivantes : - déterminer une image 1A sur laquelle sont mises en évidence des vecteurs de 20 déplacement V1 à V4 des points caractéristiques P1 à P4 considérés ; - déterminer à partir des vecteurs V1, V2 et V3 le foyer d'expansion réel 31, comme illustré sur une image IB de la figure 3. Ce foyer d'expansion réel 31 représente l'axe de déplacement de l'aéronef, vu par le capteur de surveillance. Le vecteur V4 concerne le nuage 29 qui est également soumis à un déplacement 25 propre. Pour pouvoir prendre en compte l'information relative au vecteur V4 et supprimer le déplacement propre du nuage 29, un filtrage est mis en oeuvre comme précisé ci-après ; - à partir d'informations issues d'un ou de systèmes embarqués de l'aéronef, à savoir un système ADIRS dans cet exemple, déterminer le déplacement de 30 l'aéronef AC par rapport au sol entre les instants de génération des images 11 et 12; 3030091 13 - à l'aide du déplacement de l'aéronef AC par rapport au sol, d'une tolérance d'ajustement TOL et de la position angulaire Pa prédéterminée du capteur de surveillance, déterminer le foyer d'expansion théorique 32, c'est-à-dire la position où devrait se trouver l'axe de déplacement de l'aéronef. Cette position est illustrée 5 sur une image IC de la figure 3, par un cercle 32 tenant compte de la tolérance TOL ; et - déterminer l'écart entre les deux axes de déplacement, qui est mis en évidence sur cette image IC par une flèche 33. Par ailleurs, un filtrage est mis en oeuvre pour ramener la scène extérieure 10 à une scène statique, afin de supprimer les vitesses propres autres que celle du capteur de surveillance. Une solution simple pour un capteur de surveillance de type EVS ou lorsque les mouvements propres des objets sont négligeables, peut être d'éliminer les directions des vitesses non convergentes dans le cadre d'une approche par foyer d'expansion FOE.

15 L'unité centrale 3 peut comporter un filtre pour réaliser un filtrage temporel. Ce filtre peut par exemple être intégré dans l'unité d'estimation 13. Ce filtrage temporel peut permettre de séparer un désalignement constant dû notamment à une déformée définitive de la structure, d'un désalignement dynamique dû aux mouvements et vibrations de la structure de l'aéronef (qui ne 20 sont pas forcément à prendre en compte). Ce filtrage temporel peut également permettre de prendre en compte des erreurs de mesure de capteurs de positionnement de l'aéronef, faisant partie de l'ensemble 7 (figure 1). Par ailleurs, la résolution du capteur de surveillance et la distance à l'objet imagé ayant un impact sur la précision de mesure, elle est être intégrée aux 25 différents calculs mis en oeuvre dans l'unité centrale 3. Lors de son fonctionnement sur un aéronef en opération (c'est-à-dire lors d'un vol ou d'un roulage au sol), le système de détection 1, tel que décrit ci-dessus, met en oeuvre les étapes suivantes, représentées sur la figure 4: El/ analyser, via l'unité d'analyse 4, une pluralité d'images successives 11, 12, ..., 30 générées par le capteur de surveillance pour déterminer une position d'un axe de déplacement de l'aéronef dans ces images, dite position réelle ; 3030091 14 E2/ acquérir (« ACQUISITION »), via l'unité d'acquisition 6, au moins d'un système embarqué sur l'aéronef (de l'ensemble 7), des données relatives au déplacement de l'aéronef par rapport au sol ; E3/ calculer (« COMPUTATION »), via l'unité de calcul 9, à partir de ces données 5 et du positionnement du capteur de surveillance sur l'aéronef, issu de la base de données 12, une position dans les images d'un axe de déplacement de l'aéronef, dite position théorique ; E4/ estimer (« ESTIMATION »), via l'unité d'estimation 13, l'écart angulaire entre la position réelle et la position théorique de l'axe de déplacement de l'aéronef ; et 10 E5/ comparer (« COMPARISON »), via l'unité de comparaison 16, cet écart angulaire à au moins une valeur (ou tolérance) prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie, reçue de la base de données 25. Le procédé mis en oeuvre par le système de détection 1 comprend 15 également, entre les étapes E4 et E5, une étape de filtrage E6 (« FILTERING »), pour confirmer l'existence d'un désalignement constant. Par ailleurs, l'étape El d'analyse comprend les sous-étapes Al à A5 suivantes : Al/ définir la ou les zones d'intérêt F (dynamique ou statique) des images 11, 12 ; 20 A2/ sélectionner les points caractéristiques (ou d'intérêt) sur la ou les zones d'intérêt F; A3/ appairer les points caractéristiques entre les images ; A4/ calculer les trajectoires des points d'intérêt (image IA) ; et A5/ calculer la position du foyer d'expansion réel 31 (image IB).

25 On peut prévoir une sous-étape supplémentaire A6 de suppression des trajectoires qui ne sont pas celle de l'aéronef (et divergent par rapport à la moyenne). Le procédé mis en oeuvre par le système de détection 1 peut également comprendre : 30 - une étape E7 de déplacement de l'image acquise pour mettre en oeuvre une correction (« CORRECTION ») d'un désalignement, à l'aide d'un système utilisateur 21 approprié (figure 1) ; et 3030091 15 - une étape E8 de calcul d'un taux de confiance (« CONFIDENCE ») en fonction du nombre de points convergents et de l'évolution de l'erreur. Pour ce faire, l'unité centrale 3 peut comporter un élément de calcul (qui est par exemple intégré dans l'unité d'estimation 13) pour déterminer un taux de 5 confiance pour la valeur de l'écart angulaire estimé. Ce taux de confiance peut être déduit : - de l'évolution au cours du temps du désalignement qui, après filtrage des déformations dynamiques de structures, doit être constant (et évoluer uniquement au moment de l'évènement, par exemple un choc, à l'origine de son apparition) ; 10 et - du nombre de points utilisables pour calculer le déplacement de l'aéronef. Plus le nombre de points convergents est élevé, meilleurs sont le taux de confiance et la précision. Le système de détection 1, tel que décrit ci-dessus, permet de réaliser une 15 détection automatique du désalignement d'un capteur de surveillance, en étant mis en oeuvre par logiciel (« software »), et en ne nécessitant pas d'ajout matériel (« hardware ») spécifique, ceci en prévoyant un algorithme approprié, comme décrit ci-dessus. Le système de détection 1 peut ainsi être implémenté sur des systèmes existant sur l'aéronef et ayant des disponibilités suffisantes en termes 20 d'interface et de ressources de processeurs.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de détection automatique d'un désalignement en opération d'un capteur de surveillance solidaire d'un aéronef, ledit capteur de surveillance (2) étant apte à générer des images de l'environnement externe de l'aéronef (AC), caractérisé en ce qu'il comprend des étapes successives consistant, en opération, a: a) analyser une pluralité d'images (11, 12) successives générées par le capteur de surveillance (2) pour déterminer, dans au moins une première desdites images, une position, dite position réelle, d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC) entre ladite première image et une seconde image ; b) acquérir d'au moins un système embarqué sur l'aéronef (AC), des données relatives au déplacement de l'aéronef (AC) entre un instant de génération de ladite première image et un instant de génération de ladite seconde image ; c) calculer à partir de ces données et du positionnement du capteur de surveillance (2) sur l'aéronef (AC), une position dans ladite première image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC), dite position théorique ; d) estimer l'écart angulaire entre la position réelle et la position théorique de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC) ; et e) comparer cet écart angulaire à au moins une valeur prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transmission de l'écart angulaire estimé à l'étape d) et/ou d'une information relative à un désalignement détecté à l'étape e), à au moins un système utilisateur (21).
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'étape a) consiste à: - analyser les images générées par le capteur de surveillance (2) pour sélectionner des points caractéristiques (P1 à P4) ; - pour chacun des points caractéristiques (P1 à P4) sélectionnés, analyser les images pour déterminer le mouvement de chacun de ces points caractéristiques ; 3030091 17 - pour le mouvement de chacun des points caractéristiques( P1 à P4), séparer une première composante du mouvement due à un déplacement de l'aéronef (AC) d'une seconde composante du mouvement due à un mouvement propre d'un élément auquel appartient le point caractéristique ; et 5 - déterminer ladite position réelle de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC) à l'aide des premières composantes du mouvement desdits points caractéristiques (P1 à P4).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'analyse des images, mise en oeuvre à l'étape a), est 10 limitée à au moins une zone (F) dite d'intérêt desdites images (12).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'analyse des images, mise en oeuvre à l'étape a), est réalisée uniquement pour toutes les n images successives, n étant un entier supérieur à 1. 15
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape a) consiste à déterminer une position dite réelle d'un foyer d'expansion (31), illustrant ladite position réelle de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC), l'étape c) consiste à déterminer une position dite théorique du foyer d'expansion (32), illustrant ladite position théorique de l'axe 20 représentatif du déplacement de l'aéronef (AC), et l'étape d) consiste à estimer l'écart entre la position réelle du foyer d'expansion (31) et la position théorique du foyer d'expansion (32).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination d'un taux de 25 confiance de l'écart angulaire estimé à l'étape d).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de filtrage temporel de l'écart angulaire estimé à l'étape d).
9. Système de détection automatique d'un désalignement en opération 30 d'un capteur de surveillance solidaire d'un aéronef, ledit capteur de surveillance (2) étant apte à générer des images de l'environnement externe de l'aéronef (AC), caractérisé en ce qu'il comporte : 3030091 18 - une unité d'analyse (4) configurée pour analyser une pluralité d'images successives (11, 12) générées par le capteur de surveillance (2) pour déterminer, dans au moins une première desdites images, une position, dite position réelle, d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC) entre ladite première 5 image et une seconde image ; - une unité d'acquisition (6) configurée pour acquérir de systèmes (7) embarqués sur l'aéronef, des données relatives au déplacement de l'aéronef (AC) entre un instant de génération de ladite première image et un instant de génération de ladite seconde image ;
10 - une unité de calcul (9) configurée pour calculer, à partir de ces données et du positionnement du capteur de surveillance (2) sur l'aéronef (AC), une position dans ladite première image d'un axe représentatif du déplacement de l'aéronef, dite position théorique ; - une unité d'estimation (13) configurée pour estimer l'écart angulaire entre la 15 position réelle et la position théorique de l'axe représentatif du déplacement de l'aéronef (AC) ; et - une unité de comparaison (16) configurée pour comparer cet écart angulaire à au moins une valeur prédéfinie de manière à détecter un désalignement lorsque cet écart angulaire est supérieur à ladite valeur prédéfinie. 20 10. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de transmission (18, 20) configurée pour transmettre l'écart angulaire estimé par l'unité d'estimation (13) et/ou une information relative à un désalignement détecté par l'unité de comparaison (16), à au moins un système utilisateur (21). 25
11. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un système (1) selon l'une des revendications 9 et 10.