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WO2019219542A2 - Tourelle optronique agencee pour etre montee sur un navire - Google Patents

Tourelle optronique agencee pour etre montee sur un navire Download PDF

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Publication number
WO2019219542A2
WO2019219542A2 PCT/EP2019/062079 EP2019062079W WO2019219542A2 WO 2019219542 A2 WO2019219542 A2 WO 2019219542A2 EP 2019062079 W EP2019062079 W EP 2019062079W WO 2019219542 A2 WO2019219542 A2 WO 2019219542A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
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position data
optronic
ship
time base
turret
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/062079
Other languages
English (en)
Other versions
WO2019219542A3 (fr
Inventor
Olivier REICHERT
Original Assignee
Safran Electronics & Defense
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 Safran Electronics & Defense filed Critical Safran Electronics & Defense
Publication of WO2019219542A2 publication Critical patent/WO2019219542A2/fr
Publication of WO2019219542A3 publication Critical patent/WO2019219542A3/fr

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/70—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/485—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an optical system or imaging system
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/867—Combination of radar systems with cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/937—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of marine craft

Definitions

  • the invention relates to the field of optronic turrets arranged to be mounted on ships.
  • Such barriers include the complexity and cost of integrating modern navigational equipment and surveillance.
  • Such navigation and / or surveillance systems use signals and information produced by multiple electrical, optical and optronic equipment that must be connected to each other and whose operation must be coordinated.
  • Such navigation systems and / or monitoring are also relatively complex to integrate on a ship pre-existing whose initial design did not provide for this integration.
  • the object of the invention is to improve the accuracy and the availability of a navigation and surveillance system of a ship, while reducing the integration costs of said navigation and monitoring system.
  • an optronic turret arranged to be mounted on a ship and to be connected to a satellite positioning module providing first position data of the ship and a first time base, the optronic turret comprising an inertial unit arranged to produce second position data of the ship that can be used to consolidate the first position data, optronic components arranged to produce third position data of the ship that can be used to consolidate the second position data, a internal clock arranged to produce a second time base that can be used to consolidate the first time base, and a processing module arranged to control the inertial unit, the optronic components and the internal clock according to information relating to an availability or at a precision of the pre first position data and the first time base.
  • the optronic turret according to the invention uses the second position data and / or the third position data and / or the second time base for reliable and accurate data. This improves the accuracy and availability of a navigation and monitoring system incorporating the optronic turret according to the invention.
  • the inertial unit, the optronic components, the internal clock and the processing module are integrated in the optronic turret, it is sufficient to integrate the optronic turret to the ship to benefit from all the functions provided by these components. .
  • the navigation and surveillance system integrating the optronic turret.
  • the operations of angular harmonization of the respective reference axes of the optronic turret and the inertial unit are also suppressed.
  • This harmonization operation is performed uniquely in the factory. This avoids the need to harmonize the respective angular references of the inertial unit and the optronic turret to their installation.
  • Figure 1 is a perspective view of an optronic turret according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram of the optronic turret according to the invention.
  • the optronic turret according to the invention 1 is here intended to equip a ship.
  • the invention is particularly suitable for civilian ships of 500 gross tonnage or more.
  • the vessel is for example a merchant ship, a container ship, a passenger ship, a work ship (oil & gas, seismic, cable, etc.), a tanker, etc.
  • the optronic turret 1 is positioned on the deck of the ship, outside the ship's bridge.
  • the optronic turret 1 comprises firstly a base 2, a rotating body 3 and an optronic viewfinder 4.
  • the base 2 is intended to be fixed directly on the deck of the ship.
  • the rotating body 3 comprises a rotating base 5 and a support 6.
  • the outer shapes of the base 2 and the rotating base 5 are cylinders of revolution whose axis is the same vertical axis called in this description bearing axis Z.
  • the support 6 comprises two arms 7 which each extend vertically from a circumference of the rotating base 5, facing one another.
  • the rotating body 3 is pivotally mounted about the bearing axis Z, and is rotated about the bearing axis Z by first drive means 8.
  • the first drive means 8 comprise a first electric motor positioned inside the base 2 and controllable since the bridge .
  • the optronic viewfinder 4 has the shape of a ball and extends between the two arms 7.
  • the optronic viewfinder 4 is mounted to pivot about an axis of site X.
  • the orientation of the optronic viewfinder 4 around the axis X is produced by second drive means 9.
  • the second drive means 9 comprise a second electric motor positioned inside the support 6 and controllable from the bridge.
  • the optronic viewfinder 4 comprises a plurality of optronic components 11.
  • the optronic components 11 comprise first of all a visible light sensitive camera, comprising a CMOS type detector disposed behind a group of optical lenses and filters for managing the dynamics of the light. the analyzed scene.
  • the optronic components 11 furthermore comprise an infrared thermal imaging camera of the LWIR type (for Long Wavelength Infrared) comprising a microbolometer type detector (without a cooling system), and / or an infrared thermal imaging camera of the MWIR type (for Medium Wavelength Infrared) comprising a detector with a cooling system.
  • the optronic components 11 also optionally include a thermal camera type SWIR (Short Wavelength Infrared). Each thermal camera also includes a group of optical lenses disposed in front of the sensor.
  • the optronic viewfinder 4 also comprises a stabilization device associated with each sensor.
  • the optronic components further optionally include a light emitting diode projector.
  • One inertial unit 12 is integrated in the base 2 of the optronic turret 1.
  • the inertial unit 12 integrates a plurality of accelerometers and angular sensors with more vibrating resonator. particularly here type HRM (for hemispherical resonant gyroscope).
  • HRM for hemispherical resonant gyroscope.
  • Angular sensors produce roll angle, pitch and geographic angle measurements with an accuracy of less than 0.4 °,
  • the optronic turret 1 furthermore comprises an internal clock 13, also positioned in the base of the optronic turret 1.
  • the internal clock 13 comprises a thermostated quartz oscillator.
  • the crystal oscillator is positioned in a thermally insulated enclosure, whose temperature is regulated to ensure that the internal clock has a very high accuracy.
  • the optronic turret 1 further comprises a processing module 15 arranged to drive the optronic components 11, the inertial unit 12 and the internal clock 13.
  • the processing module 15 comprises one or more electrical boards, on which or which are mounted a or a plurality of processing components including for example a microcontroller, a processor, an FPGA, an ASIC, a DSP, etc.
  • the processing module 15 of the optronic turret 1 is connected to a man-machine interface 17 positioned in the ship's bridge, or integrated with
  • the human-machine interface 17 comprises a screen and a computer that make it possible to interact with the optronic turret 1. All measurements produced or acquired by the optronic turret 1 and all the operating and monitoring parameters of the optronic turret 1 are thus accessible to the ship's crew as well as to equipment connected to the computer by wired or non-wired means (servers, transmitter / receiver, etc.).
  • the processing module 15 of the optronic turret 1 is also connected to a positioning module by satellite 18 (for example a GPS module, for Global Positioning System, or a GNSS module, for Global Navigation Satellite System) of the ship.
  • satellite 18 for example a GPS module, for Global Positioning System, or a GNSS module, for Global Navigation Satellite System
  • the satellite positioning module 18 acquires data from satellites and generates from the satellite data first ship position data and a first time base.
  • the processing module 15 of the optronic turret 1 is further connected to a radar module 19, a log 20 and a bathymetric sounder 21 of the ship.
  • the position of the ship is normally determined using the first position data produced by the satellite positioning module 18,
  • the inertial unit 12 makes it possible to obtain, by integrating the measurements produced by the angular sensors and by the accelerometers, second position data of the ship.
  • the processing module 15 receives the first position data and the second position data. When the first position data are available and sufficiently accurate, the processing module 15 couples the first position data and the second position data.
  • the coupling consists of using the first position data to readjust the second position data.
  • Coupling here implements a Kalman filter. At the input of the Kalman filter, the coherence of the satellite data coming from each satellite is controlled, which makes it possible to detect a possible failure of a satellite.
  • first data consolidates second data means that the first data and the second data are combined to produce more accurate and reliable third data, or that the first data replaces the second data. second data when the latter are unavailable or too inaccurate.
  • Information relating to this problem of availability or accuracy is then produced by the satellite positioning module 18 or by the processing module 15 itself.
  • the processing module controls the inertial unit 12 and the optronic components 11 to produce accurate position data of the ship.
  • the optronic components 11 indeed produce third position data of the ship.
  • the third position data are obtained by stellar aiming, solar aiming, aiming for bitter or aiming for floating objects (for example buoys whose position is known).
  • the processing module 15 couples the second position data and the third position data.
  • the coupling consists in using the third position data for resetting the second position data.
  • the third position data therefore makes it possible to consolidate the second position data to obtain particularly precise position data of the ship.
  • the optronic components 11 also produce optical data other than sighting data, which make it possible to improve the navigation of the ship.
  • the data produced by the various cameras make it possible, for example, to ensure an efficient navigation at all times, to improve the maneuvering of the ship, etc.
  • the optronic components 11 can also be used to fulfill an optronic sextant function, to display an image banner (for example on the computer of the man-machine interface 17), to perform a sectoral optronic watch, etc.
  • the inertial unit 12 of the optronic turret 1 can be used to correct or stabilize the optical data produced by the optronic components 11.
  • the inertial unit 12 can also perform a platform stabilization function.
  • the inertial unit 12 can be used to stabilize the ship during its loading.
  • the inertial unit 12 also performs an inertial gyro-compass function compatible with the SOLAS regulation (for Safety of Life at Sea) relating to the supply of the true heading, that is to say, the heading of the ship relative to the geographical North.
  • SOLAS regulation for Safety of Life at Sea
  • the inertial unit 12 is thus built around an inertial gyrocompass complying with the requirements of IMO (International Maritime Organization). Now, as the Inertial gyrocompass function is mandatory according to this regulation, and as the inertial navigation function uses the pre-existing sensors necessary to implement the inertial gyrocompass function, the cost of the inertial navigation function is reduced significantly.
  • IMO International Maritime Organization
  • the processing module 15 also receives the first time base produced by the satellite positioning module 18.
  • the processing module 15 uses this first time base to calculate the geographical coordinates of the ship and therefore, in particular, to ensure accurate navigation of the ship.
  • This first time base is also used to synchronize internal clocks of various systems of the ship and to date operations or message deliveries.
  • Information relating to this problem of availability or accuracy is then produced by the satellite positioning module 18 or by the processing module 15.
  • the processing module 15 controls the internal clock 13 so that it produces a second time base that replaces the first time base.
  • the internal clock can work perfectly continuously.
  • the "control" of the internal clock only consists, for the processing module 15, in acquiring and using this second time base instead of the first time base.
  • the second time base can be used to consolidate the first time base.
  • the optronic turret 1 also cooperates with the radar module 19.
  • the optronic components 11 of the optronic turret 1 produce optical data.
  • the radar module 19 produces radar data by which it is possible to detect the presence, to evaluate the position and to measure the speed of various objects: ships, various obstacles such as containers or icebergs, etc.
  • the optronic components 11 cooperate with the radar module 19 to improve the accuracy of a georeferencing (or geolocation) of objects surrounding the ship and to implement an anti-collision monitoring function.
  • the processing module 15 of the optronic turret 1 then acquires the optical data and the radar data, and couples the optical data and the radar data to implement a plurality of functions.
  • Other data may also be coupled with the optical data and the radar data, including the first position data, the second position data and the third position data.
  • a function of detection and automatic alert collision avoidance there is a function of detection and automatic alert collision avoidance, a function of detection of threat (for example of piracy, terrorism), a rescue function at sea, a function of definition of an enriched maritime situation (precise positioning of traffic), a tracking function, a navigation registration function on landmarks, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

Tourelle optronique agencée pour être montée sur un navire et pour être connectée à un module de positionnement par satellite fournissant des premières données de position du navire et une première base de temps, la tourelle optronique (1) comprenant une centrale inertielle (12) agencée pour produire des deuxièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les premières données de position, des composants optroniques agencés pour produire des troisièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les deuxièmes données de position, une horloge interne (13) agencée pour produire une deuxième base de temps pouvant être utilisée pour consolider la première base de temps, et un module de traitement (15) agencé pour piloter la centrale inertielle, les composants optroniques et l'horloge interne en fonction d'informations relatives à une disponibilité ou à une précision des premières données de position et de la première base de temps.

Description

TOURELLE OPTRONIQUE AGENCEE POUR ETRE MONTEE SUR
UN NAVIRE
L' invention concerne le domaine des tourelles optro- niques agencées pour être montées sur des navires.
ARRIERE PLAN DE L' INVENTION
Dans le domaine de la marine marchande, de la marine offshore et de la marine de plaisance, on cherche à améliorer l'efficacité de la navigation et la sécurité des navires.
On développe ainsi des systèmes de navigation et de surveillance qui permettent d'éviter des collisions et des échouements de navires, qui permettent de naviguer en visibilité réduite, de sécuriser les approches portuaires, de sécuriser dynamiquement les chargements dans le cas des cargos, etc.
L'amélioration de l'efficacité de la navigation et de la sécurité des navires se heurte à un certain nombre d' obstacles .
Parmi ces obstacles, on trouve notamment les faiblesses intrinsèques des systèmes classiques de positionnement par satellite, dont la précision et la disponibilité peuvent être dégradées sous certaines conditions : navigation à proximité des pôles, brouillage, éruptions solaires, etc.
Parmi ces obstacles, on trouve aussi la complexité et le coût de l'intégration d'équipements de navigation et de moyens de surveillance modernes. De tels systèmes de navigation et/ou de surveillance utilisent en effet des signaux et informations produits par de multiples équipements électriques, optiques et optroniques qui doivent être connectés entre eux et dont le fonctionnement doit être coordonné. De tels systèmes de navigation et/ou de surveillance sont par ailleurs relativement complexes à intégrer sur un navire préexistant dont la conception initiale ne prévoyait pas cette intégration.
OBJET DE U INVENTION
L'invention a pour objet d'améliorer la précision et la disponibilité d'un système de navigation et de sur veillance d'un navire, tout en réduisant les coûts d'intégration dudit système de navigation et de surveillance .
RESUME DE L 1 INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose une tourelle optronique agencée pour être montée sur un navire et pour être connectée à un module de positionnement par satellite fournissant des premières données de position du navire et une première base de temps, la tourelle optronique comprenant une centrale inertielle agencée pour produire des deuxièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les premières données de position, des composants optroniques agencés pour produire des troisièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les deuxièmes données de position, une horloge interne agencée pour produire une deuxième base de temps pouvant être utilisée pour consolider la première base de temps, et un module de traitement agencé pour piloter la centrale inertielle, les composants optroniques et l'horloge interne en fonction d'informations relatives à une disponibilité ou à une précision des premières données de position et de la première base de temps.
Ainsi, en cas de problème de disponibilité ou de précision des premières données de position et/ou de la première base de temps, la tourelle optronique selon l'invention utilise les deuxièmes données de position et/ou les troisièmes données de position et/ou la deuxième base de temps pour obtenir des données fiables et précises. On améliore ainsi la précision et la disponibilité d' un système de navigation et de surveillance intégrant la tourelle optronique selon l' invention . Par ailleurs, comme la centrale inertielle, les composants optroniques, l'horloge interne et le module de traitement sont intégrés dans la tourelle optronique, il suffit d' intégrer la tourelle optronique au navire pour bénéficier de l'ensemble des fonctions fournies par ces composants. On réduit donc le nombre, le volume et la masse des équipements, le nombre de connexions électriques, ainsi que le nombre et la longueur des câbles qui sont nécessaires pour bénéficier de ces fonctions, et on diminue ainsi de manière importante les coûts d' intégration du système de navigation et de surveillance intégrant la tourelle optronique.
Du fait de l'intégration de la centrale inertielle dans la tourelle optronique, on supprime également les opérations d'harmonisation angulaire des axes de référence respectifs de la tourelle optronique et de la centrale inertielle. Cette opération d'harmonisation est réalisée de façon unique en usine. On évite ainsi de devoir réaliser une harmonisation des références angulaires respectives de la centrale inertielle et de la tourelle optronique à leur installation.
On propose aussi un système comprenant une tourelle optronique telle que celle qui vient d'être décrite, et un module de positionnement par satellite.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une tourelle optronique selon l' invention ;
- la figure 2 est un schéma de la tourelle optronique selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION
En référence aux figures 1 et 2, la tourelle optronique selon l'invention 1 est ici destinée à équiper un navire.
L'invention est particulièrement adaptée aux navires civils dont la jauge brute est supérieure ou égale à 500.
Le navire est ainsi par exemple un navire marchand, un porte-containers, un navire à passager, un navire de travail ( oil & gas, sismique, câblier, etc.), un pétrolier, etc.
La tourelle optronique 1 est positionnée sur le pont du navire, à l'extérieur de la passerelle du navire.
La tourelle optronique 1 comporte tout d'abord une embase 2, un corps tournant 3 et un viseur optronique 4.
L'embase 2 est destinée à être fixée directement sur le pont du navire.
Le corps tournant 3 comprend une base tournante 5 et un support 6.
Les formes extérieures de l'embase 2 et de la base tournante 5 sont des cylindres de révolution ayant pour axe un même axe vertical appelé dans cette description axe de gisement Z.
Le support 6 comporte deux bras 7 qui s'étendent chacun verticalement depuis une circonférence de la base tournante 5, en regard l'un de l'autre.
Le corps tournant 3 est monté pivotant autour de l'axe de gisement Z, et est entraîné en rotation autour de l'axe de gisement Z par des premiers moyens d'entraînement 8. Les premiers moyens d'entraînement 8 comprennent un premier moteur électrique positionné à l'intérieur de l'embase 2 et pilotable depuis la passerelle .
Le viseur optronique 4 a la forme d'une boule et s'étend entre les deux bras 7. Le viseur optronique 4 est monté pour pivoter autour d'un axe de site X. L' orientation du viseur optronique 4 autour de l' axe de site X est réalisée par des deuxièmes moyens d'entraînement 9. Les deuxièmes moyens d'entraînement 9 comprennent un deuxième moteur électrique positionné à l'intérieur du support 6 et pilotable depuis la passerelle.
Le viseur optronique 4 comprend une pluralité de composants optroniques 11. Les composants optroniques 11 comportent tout d'abord une caméra sensible à la lumière visible, comprenant un détecteur de type CMOS disposé derrière un groupe de lentilles optiques et de filtres pour gérer la dynamique de la scène analysée. Les composants optroniques 11 comportent de plus une caméra thermique infrarouge de type LWIR (pour Long Wavelength Infrared) comprenant un détecteur de type microbolomètre (sans système de refroidissement), et/ou une caméra thermique infrarouge de type MWIR (pour Medium Wavelength Infrared) comprenant un détecteur avec un système de refroidissement. Les composants optroniques 11 comportent aussi optionnellement une caméra thermique de type SWIR (pour Short Wavelength Infrared) . Chaque caméra thermique comprend elle aussi un groupe de lentilles optiques disposé devant le capteur. Le viseur optronique 4 comprend également un dispositif de stabilisation associé à chaque capteur. Les composants optroniques comportent en outre optionnellement un projecteur à diodes électroluminescentes .
One centrale inertielle 12 est intégrée dans l'embase 2 de la tourelle optronique 1. La centrale inertielle 12 intègre une pluralité d' accéléromètres et des capteurs angulaires à résonateur vibrant plus particulièrement ici de type GRH (pour Gyroscope Résonnant Hémisphérique) . Les capteurs angulaires produisent des mesures d' angles de roulis, tangage et cap géographique avec une précision inférieure à 0,4°,
La tourelle optronique 1 comprend de plus une horloge interne 13, elle aussi positionnée dans l'embase de la tourelle optronique 1, L'horloge interne 13 comprend un oscillateur à quartz ther ostaté .
L'oscillateur à quartz est positionné dans une enceinte isolée thermiquement, dont la température est régulée pour garantir que l'horloge interne présente une précision très élevée.
La tourelle optronique 1 comporte en outre un module de traitement 15 agencé pour piloter les composants optroniques 11, la centrale inertielle 12 et l'horloge interne 13. Le module de traitement 15 comprend une ou plusieurs cartes électriques, sur laquelle ou lesquelles sont montés un ou plusieurs composants de traitement comprenant par exemple un microcontrôleur, un processeur, un FPGA, un ASIC, un DSP, etc.
Le module de traitement 15 de la tourelle optronique 1 est relié à une interface homme-machine 17 positionnée dans la passerelle du navire, voire intégrée à
1' interface homme-machine du navire préexistante. L'interface homme-machine 17 comprend un écran et un ordinateur qui permettent d' interagir avec la tourelle optronique 1. Toutes les mesures produites ou acquises par la tourelle optronique 1 et tous les paramètres de fonctionnement et de surveillance de la tourelle optronique 1 sont ainsi accessibles à l'équipage du navire ainsi qu'à des équipements connectés à l'ordinateur par des moyens filaires ou non filaires (serveurs, émetteur/récepteur, etc.}.
Le module de traitement 15 de la tourelle optronique 1 est aussi relié à un module de positionnement par satellite 18 (par exemple un module GPS, pour Global Positioning System, ou un module GNSS, pour Global Navigation Satellite System) du navire. Le module de positionnement par satellite 18 acquiert des données provenant de satellites et produit à partir de ces données provenant de satellites des premières données de position du navire ainsi qu'une première base de temps.
Le module de traitement 15 de la tourelle optronique 1 est de plus relié à un module radar 19, à un loch 20 et à un sondeur bathymétrique 21 du navire.
On décrit maintenant le fonctionnement de la tourelle optronique 1.
La position du navire est normalement déterminée en utilisant les premières données de position produites par le module de positionnement par satellite 18,
La centrale inertielle 12 permet d' obtenir, en intégrant les mesures produites par les capteurs angulaires et par les accéléromètres , des deuxièmes données de position du navire.
Le module de traitement 15 reçoit les premières données de position et les deuxièmes données de position. Lorsque les premières données de position sont disponibles et suffisamment précises, le module de traitement 15 couple les premières données de position et les deuxièmes données de position.
Le couplage consiste à utiliser les premières données de position pour recaler les deuxièmes données de position. Le couplage met ici en œuvre un filtre de Kalman. En entrée du filtre de Kalman, la cohérence des données satellites provenant de chaque satellite est contrôlée, ce qui permet de détecter une éventuelle panne d'un satellite.
Les deuxièmes données de position permettent donc de consolider les premières données de position pour obtenir des données de position du navire très précises. Dans ce texte, de manière générale, par « des premières données consolident des deuxièmes données », on entend que les premières données et les deuxièmes données sont associées pour produire des troisièmes données plus précises et plus fiables, ou bien que les premières données remplacent les deuxièmes données lorsque ces dernières sont indisponibles ou trop peu précises.
Ces données de position très précises permettent aussi de rendre très précise la navigation du navire.
II est possible, pour des raisons qui ont été évoquées plus tôt, voire même pour une panne du module de positionnement par satellite 18 ou pour un problème de connexion entre le module de positionnement par satellite 18 et le module de traitement 15, que les premières données de position soient indisponibles ou bien soient insuffisamment précises.
Une information relative à ce problème de disponibilité ou de précision est alors produite par le module de positionnement par satellite 18 ou par le module de traitement 15 lui-même.
Lorsque cette information est acquise ou produite par le module de traitement 15, le module de traitement pilote la centrale inertielle 12 et les composants optroniques 11 pour produire des données de position précises du navire.
Les composants optroniques 11 produisent en effet des troisièmes données de position du navire. Les troisièmes données de position sont obtenues par visée stellaire, visée solaire, visée d'amers ou visée d'objets flottants (par exemple de bouées dont la position est connue) .
Le module de traitement 15 couple les deuxièmes données de position et les troisièmes données de position .
Le couplage consiste à utiliser les troisièmes données de position pour recaler les deuxièmes données de position.
Les troisièmes données de position permettent donc de consolider les deuxièmes données de position pour obtenir des données de position du navire particulièrement précises.
Ces données de position très précises permettent aussi de rendre très précise la navigation du navire.
On note que les composants optroniques 11 produisent par ailleurs des données optiques autres que des données de visée, qui permettent d'améliorer la navigation du navire. Ainsi, les données produites par les différentes caméras permettent par exemple d' assurer une navigation efficace par tout temps, d'améliorer la manœuvre du navire, etc.
Les composants optroniques 11 peuvent par ailleurs être utilisés pour remplir une fonction de sextant optronique, pour afficher un bandeau d'image (par exemple sur l'ordinateur de l'interface homme-machine 17), pour réaliser une veille optronique sectorielle, etc.
On note aussi que la centrale inertielle 12 de la tourelle optronique 1 peut être utilisée pour corriger ou stabiliser les données optiques produites par les composants optroniques 11. La centrale inertielle 12 peut aussi remplir une fonction de stabilisation de plateforme. La centrale inertielle 12 peut être utilisée pour stabiliser le navire lors de son chargement.
La centrale inertielle 12 réalise également une fonction de gyrocompas inertiel compatible avec la réglementation SOLAS (pour Safety of Life at Sea) relative à la fourniture du cap vrai, c'est-à-dire le cap du navire par rapport au Nord géographique.
La centrale inertielle 12 est ainsi bâtie autour d'un gyrocompas inertiel conforme aux exigences de l'IMO (pour International Maritime Organization) . Or, comme la fonction de gyrocompas inertiel est obligatoire selon cette réglementation, et comme la fonction de navigation inertielle utilise les capteurs préexistants nécessaires pour mettre en œuvre la fonction de gyrocompas inertiel, le coût de la fonction de navigation inertielle est réduit de manière importante.
Le module de traitement 15 reçoit aussi la première base de temps produite par le module de positionnement par satellite 18.
Lorsque la première base de temps est disponible et suffisamment précise, le module de traitement 15 utilise cette première base de temps pour calculer des coordonnées géographiques du navire et donc, notamment, pour assurer une navigation précise du navire. Cette première base de temps est aussi utilisée pour synchroniser des horloges internes de divers systèmes du navire et pour dater des opérations ou des envois de message .
Il est possible, pour les raisons qui viennent d'être évoquées, que la première base de temps soit indisponible ou bien soit insuffisamment précise.
Une information relative à ce problème de disponibilité ou de précision est alors produite par le module de positionnement par satellite 18 ou par le module de traitement 15.
Dans ce cas, le module de traitement 15 pilote l'horloge interne 13 pour que celle-ci produise une deuxième base de temps qui remplace la première base de temps. Bien sûr, l'horloge interne peut parfaitement fonctionner en continu. Dans ce cas, le « pilotage » de l'horloge interne consiste uniquement, pour le module de traitement 15, à acquérir et à utiliser cette deuxième base de temps à la place de la première base de temps.
Ainsi, la deuxième base de temps peut être utilisée pour consolider la première base de temps. La tourelle optronique 1 coopère aussi avec le module radar 19.
Les composants optroniques 11 de la tourelle optronique 1 produisent des données optiques. Le module radar 19 produit des données radar grâce auxquelles il est possible de détecter la présence, d'évaluer la position et de mesurer la vitesse d'objets divers : navires, obstacles divers tels que des containers ou des icebergs, etc. Les composants optroniques 11 coopèrent avec le module radar 19 pour améliorer la précision d'un géoréférencement (ou géolocalisation) d'objets environnant le navire et pour mettre en œuvre une fonction de surveillance anticollision.
Le module de traitement 15 de la tourelle optronique 1 acquiert alors les données optiques et les données radar, et couple les données optiques et les données radar pour mettre en œuvre une pluralité de fonctions. D'autres données peuvent aussi être couplées avec les données optiques et les données radar, et notamment les premières données de position, les deuxièmes données de position et les troisièmes données de position.
Parmi ces fonctions, on trouve une fonction de détection et d'alerte automatique anticollision, une fonction de détection de menace (par exemple de piraterie, de terrorisme) , une fonction de secours en mer, une fonction de définition d'une situation maritime enrichie (positionnement précis du trafic) , une fonction de trajectographie, une fonction de recalage de navigation sur amers, etc.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications .

Claims

REVENDICATIONS
1. Tourelle optronique agencée pour être montée sur un navire et pour être connectée à un module de positionnement par satellite {18) fournissant des premières données de position du navire et une première base de temps, la tourelle optronique (1) comprenant une centrale inertielle (12) agencée pour produire des deuxièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les premières données de position, des composants optroniques (11) agencés pour produire des troisièmes données de position du navire pouvant être utilisées pour consolider les deuxièmes données de position, une horloge interne (13) agencée pour produire une deuxième base de temps pouvant être utilisée pour consolider la première base de temps, et un module de traitement (15) agencé pour piloter la centrale inertielle, les composants optroniques et l'horloge interne en fonction d'informations relatives à une disponibilité ou à une précision des premières données de position et de la première base de temps.
2. Tourelle optronique selon la revendication 1, dans laquelle, lorsque les premières données de position sont disponibles et suffisamment précises, les premières données de position sont utilisées pour recaler les deuxièmes données de position, et dans laquelle, lorsque les premières données de position ne sont pas disponibles ou sont insuffisamment précises, les troisièmes données de position du navire sont utilisées pour recaler les deuxièmes données de position.
3. Tourelle optronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les troisièmes données de position sont obtenues par visée stellaire ou visée solaire ou visée d' amers .
4. Tourelle optronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l' horloge interne (13) comprend un oscillateur à quartz thermostaté.
5. Tourelle optronique selon l'une des revendications précédentes, la tourelle optronique étant agencée pour être connectée à un module radar (19), les composants optroniques étant agencés pour coopérer avec le module radar pour améliorer une précision d'un géoréférencement d' objets environnant le navire et pour mettre en œuvre une fonction de surveillance anticollision .
6. Tourelle optronique selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la centrale inertielle réalise également une fonction de gyrocompas inertiel .
7. Système comprenant une tourelle optronique selon l'une des revendications précédentes et un module de positionnement par satellite.
8. Système selon la revendication précédente, comprenant une tourelle optronique selon la revendication 5 et un module radar (19) .
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