FR2893169A1 - Dispositif de surveillance d'un objet sensible tel qu'un avion et procede de conduite de ce dispositif - Google Patents

Abstract

L'objet de l'invention est un dispositif de surveillance d'un objet sensible dans une zone donnée, notamment un avion, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (18) de capture d'images associés à des moyens (16) de détection par hyperfréquences.L'invention couvre aussi le procédé de mise en oeuvre de ce dispositif ainsi que l'installation incluant un appareil portable d'émission/ réception par le réseau de téléphonie sans fil et/ou par le réseau de communication de proximité.

Description

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE D'UN OBJET SENSIBLE TEL QU'UN AVION ET PROCEDE

DE CONDUITE DE CE DISPOSITIF

La présente invention concerne un dispositif de surveillance d'un objet sensible tel qu'un avion, plus particulièrement un avion d'affaires. L' invention couvre aussi le procédé de conduite de ce dispositif. Il apparaît que certains véhicules terrestres comme les voitures de très haut de gamme, maritimes comme les yachts de luxe ou aériens comme les avions d'affaires ou les hélicoptères sont de plus en plus soumis à des contraintes de sécurité pour les protéger contre des actes de vandalisme, de négligence voire de terrorisme. Le vandalisme se traduit des manières les plus diverses, on peut citer à titre d'exemples : vol de kérosène, dégradations mécaniques, vol de pièces, ou encore l'apposition de tags. Dans certains cas, les dégradations en elles-mêmes sont superficielles mais nécessitent des réparations qui sont, elles, d'un coût très élevé. De plus, les propriétaires ou utilisateurs sont souvent des personnes exposées à des risques d'attentats ou pour le moins à des velléités d'agressions de la part 15 de tiers, et ce type de véhicule peut devenir une cible privilégiée. De fait, il existe une demande en terme de surveillance de ces véhicules, surveillance qui doit être sophistiquée en terme de possibilités mais néanmoins d'une grande fiabilité compte tenu des véhicules sur lesquels ils doivent être installés. 20 La description qui suit sera effectuée pour l'application à un avion d'affaires de sorte à situer avec acuité les contraintes qui se posent et à faire apparaître la qualité des solutions apportées par la présente invention.

Dans le cas d'un avion, le prix d'achat étant de plusieurs millions d'euros, la surveillance doit nécessairement être performante et ne pas interférer avec le fonctionnement de l'avion lui-même dont l'agencement est complexe, soumis à des normes aussi draconiennes que nombreuses ainsi qu'à des agréments.

Selon des enquêtes menées dans le domaine, il est constaté que de tels avions sont dans l'ensemble peu utilisés en comparaison avec les avions de ligne si bien qu'ils peuvent rester immobilisés pendant de longues périodes. Les infrastructures aéroportuaires sur lesquelles ils sont immobilisés, situés dans tous les pays du monde sont pour la plupart peu ou pas surveillés, souvent de petites dimensions donc facilement accessibles et également peu fréquentés. La solution recherchée est évidemment une solution autonome qui évite le maintien en permanence d'une présence humaine et vise une application de surveillance à distance. Cette situation engendre un grand nombre de problèmes qui vont maintenant être 15 exposés sans que l'ordre de présentation ait un rapport avec l'intensité de la problématique. Il faut pouvoir surveiller l'avion 24h/24h et ceci pendant plusieurs jours d'affilée, jusqu'à une semaine pour donner un ordre d'idée. Il se pose donc un problème d'autonomie car un tel dispositif de surveillance doit être indépendant 20 de sorte à ne pas perturber l'installation électrique de l'avion. De plus, il ne suffit pas de déclencher une alarme mais bien de surveiller c'est-à-dire de capter des images de l'environnement de l'avion. A ces moyens de capture des images, il est impératif d'associer des moyens de visualisation, de transmission de ces images et d'enregistrement de ces images. 25 Un autre objectif de l'invention est de transmettre ces images au moyen d'un réseau téléphonique vers un appareil portable tel qu'un téléphone portable, dont dispose le propriétaire ou la personne de confiance en charge notamment de la surveillance. Une bonne gestion de la consommation intervient là aussi et oblige à retenir une solution la moins gourmande possible en énergie. Quant aux images, l'application exige que le champ couvert soit de 360 , non pas avec un secteur et un balayage de façon rotative mais de 360 simultanément de sorte à prévenir des intrusions venant de plusieurs directions au même moment. Quant à la distance de détection et de capture d'images, il faut prévoir une zone circulaire avec un rayon jusqu'à 50 mètres autour de l'avion pour donner un ordre d'idées. Comme un champ de caméra avec une distorsion acceptable à une telle distance couvre un angle maximum de 100 , il faut de fait quatre caméras, ce qui là aussi engendre une multiplication de la consommation électrique unitaire et donc porte préjudice à l'autonomie. Un dispositif de surveillance se situe de façon préférentielle sous le fuselage de sorte à couvrir au sol, à hauteur d'homme sensiblement, notamment les trains d'atterrissage qui restent une partie très sensible, fortement exposée lorsque l'avion est au sol, autorisant également un accès à certaines parties du fuselage. Un tel dispositif étant rapporté sous le fuselage de l'avion, il faut tenir compte du fait qu'il doit être en position centrale, bien souvent au droit des réservoirs d'où la nécessité de prévoir une désolidarisation en cas de crash. Néanmoins, le boîtier doit permettre de résister aux températures extrêmes, aux forts écarts de température, au givre et à l'abrasion. Un tel dispositif pose aussi des problèmes importants sur la détection en elle-même puisque c'est elle qui assure la première étape de la surveillance. Il faut donc atteindre une haute fiabilité de déclenchement avec d'une part une sensibilité assurant la détection pour chaque intrusion réelle mais qui, d'autre part, évite les alarmes intempestives. A cet effet, on a pu recourir dans des agencements antérieurs à une détection avec des moyens fonctionnant avec des détecteurs de rayonnements infrarouges.

Un tel choix est délicat car ce type de détecteur ne permet pas de générer un signal riche conduisant par traitement à une forte discrimination. De plus, les perturbations des capteurs sont nombreuses du fait des fortes températures régnant sur certains terrains.

Les détecteurs eux-mêmes nécessitent une infrastructure particulière et sophistiquée de guidage et de convergence des rayonnements pour permettre au capteur de travailler dans des conditions satisfaisantes. Enfin, les capteurs doivent être protégés contre les agressions mécaniques et contre l'abrasion. Ces protections, généralement des verres, doivent être transparents aux rayonnements infrarouges. Mais il faut alors conjuguer des caractéristiques antinomiques. Ainsi, les matériaux qui sont transparents aux rayonnements infrarouges présentent de faibles résistances mécaniques et/ou de faibles résistances aux fortes variations de températures. Certains matériaux, pouvant présenter une conjugaison acceptable des ces 15 paramètres, sont d'un coût rédhibitoire, même pour des applications à des avions. La présente invention propose un dispositif permettant de pallier les problèmes qui viennent d'être exposés, particulièrement applicable aux avions, qui peut être mis en place sur les avions neufs au cours de l'assemblage mais aussi sur les 20 avions en service, donc a posteriori. L'invention est décrite en détail suivant un mode de réalisation préférentiel, non limitatif, cette description s'appuyant sur les dessins annexés dont les différentes figures montrent de façon schématique - figure 1 : une vue schématique d'un avion avec le positionnement du 25 dispositif selon la présente invention, - figure 2 : une vue schématique du dispositif vu en élévation latérale, - figure 3 : une vue schématique de dessous du dispositif.

La description qui va suivre décrit un mode de réalisation considéré au moment du dépôt comme le meilleur mode de réalisation cette description prévoit un agencement avec une seule entité dite "POD" rapporté de façon fixe sous le fuselage de l'avion avec un calculateur ainsi que l'alimentation électrique situés dans le fuselage. Il est possible de prévoir des variantes agencées de façon différentes par rapport au fuselage de l'avion mais reprenant intégralement les caractéristiques de la présente invention comme il sera mentionné ci-après. Selon le mode de réalisation préférentiel, le dispositif selon l'invention comprend un carter 10 prévu pour être rapporté sur le fuselage d'un avion tel que représenté sur la figure 1, ce carter étant également la structure support des différents organes constituant les éléments de détection et de visualisation dudit dispositif de surveillance. Le positionnement de ce carter est avantageusement sous le fuselage, en partie médiane. Ainsi lorsque l'avion est au sol, le carter se trouve sensiblement à hauteur d'homme pour un avion d'affaires même pour les modèles les plus gros. Le boîtier ainsi que cela est visible sur les figures 2 et 3 comporte dans le mode de réalisation représenté, une bride périphérique destinée à être fixée sur la périphérie d'une ouverture de profil conjugué, ménagée dans ledit fuselage. Un tel dispositif comprend des moyens 12 d'alimentation électrique tels qu'une batterie. Cette batterie est rechargée par le système d'alimentation général de l'avion, lorsque l'alimentation principale ou annexe de l'avion est active. La batterie est d'une capacité de quelques ampères heure, en 28 volts comme il se doit en aéronautique et aux normes aéronautiques pour sa constitution. De telles batteries sont disponibles dans le commerce. Les contraintes liées à ces batteries conduisent à des produits très performants mais représentant un poids supplémentaire, croissant de façon rapide avec la capacité et il faut donc limiter fortement la puissance d'une telle batterie pour un système auxiliaire de sorte que le système de surveillance dans son ensemble contribue à une moindre augmentation du poids. Cette batterie est avantageusement logée dans le fuselage.

De même, il est prévu un calculateur 14. Ce calculateur est prévu pour traiter les données du système et comme il n'a pas besoin d'accès sur l'extérieur de l'avion, comme il sera expliqué ci-après, il est également logé dans le fuselage. Il est à noter que le volume général du carter 10 est lui-même fortement réduit obligeant à une forte compacité de l'agencement intérieur. De fait, ce carter étant une source de perturbations de l'aérodynamisme, il convient de le minimiser puisque la suppression totale est impossible et qu'il doit nécessairement faire saillie comme il sera indiqué par la suite. L'escamotage de ce carter et des composants qu'il contient pourrait être une solution mais elle rendrait beaucoup plus complexe l'agencement et surtout il s'agirait d'un système actif susceptible de provoquer des pannes et des immobilisations de l'appareil, ce qui serait totalement inadmissible. De fait, toute installation active du type escamotable obligerait à des certifications au même titre que les autres organes actifs de l'avion. Un des intérêts du dispositif selon la présente invention est sa configuration statique même si le carter et son contenu restent amovibles à des fins de maintenance, nécessairement. Les composants internes au carter qui constituent le dispositif de surveillance proprement dit comprennent essentiellement des moyens 16 de détection par hyperfréquences, des moyens 18 de capture d'images.

Il est aussi prévu des moyens 20 de mémorisation et de traitement d'images, des moyens 22 de communication, des moyens 24 de pilotage de ces composants internes, ces moyens étant, dans l'agencement retenu, intégrés dans le calculateur.

Les moyens 16 de détection par hyperfréquences sont logés de façon préférentielle en partie inférieure du carter 10 de sorte à pouvoir balayer 360 sans rencontrer d'obstacles. Ces moyens 16 peuvent comprendre quatre antennes réceptrices et une antenne 5 émettrice omnidirectionnelle ou comme dans le cas présent quatre antennes émettrices 26 et une antenne 28 réceptrice omnidirectionnelle. Ce choix est retenu pour sa capacité à être géré en engendrant une plus faible consommation d'énergie. Chaque antenne émettrice couvre un secteur légèrement supérieur à 90 afin de 10 générer un superposition et de couvrir assurément 360 . Le matériau qui constitue le carter et qui se situe au droit de ces antennes émettrices et réceptrices est transparent aux hyperfréquences, ce qui ne pose pas de problèmes et peut être par exemple un matériau composite. On note dès lors que les problèmes liés à l'abrasion, au givre, au matériau 15 spécifique des fenêtres comme dans le cas des rayonnements infrarouges par exemple, à la capture des rayonnements est supprimé, ce qui est une réponse de la présente invention au problème posé. De plus, ces moyens 16 de détection sont insensibles à la chaleur, au froid et ne provoquent pas de déclenchements intempestifs liés à ces paramètres. 20 Le choix des fréquences retenues reste tout à fait dans le domaine de compétence de l'homme de l'art car le choix de cette fréquence est liée à la réglementation et aux normes concernant les communications qui définissent des plages de fréquences interdites donc des plages de fréquences accessibles. La portée de ces moyens 16 de détection par hyperfréquences est de l'ordre de 25 5 à 50 mètres pour fixer un ordre de grandeur. Ces moyens 16 de détection par hyperfréquences déclenchent un signal dès que l'antenne réceptrice capte au moins une perturbation dans son champ de contrôle.

Ce signal est transmis aux moyens 24 de pilotage. Les moyens 18 de capture d'images dans le mode de réalisation préférentiel retenu comprennent au moins une caméra et en l'occurrence quatre caméras 30, numériques. Chaque caméra dispose d'une couverture avec un angle de 90 environ. Ces caméras sont gérées par les moyens 24 de pilotage comme il sera décrit ultérieurement. Ces caméras sont également gourmandes en énergie et elles sont associées à un interrupteur séquentiel 32 qui permet de provoquer une capture d'images sur une seule caméra à la fois mais successivement, par permutation circulaire et à une fréquence très élevée, plusieurs fois par seconde pour donner un ordre d'idée. Ainsi, il est possible à partir de chaque caméra de disposer d'images animées, d'une qualité, notamment d'une définition largement suffisante pour constater sans aucune difficulté l'intrusion, tout en réduisant sensiblement la consommation énergétique. Cette conduite du parc de caméras est transparente et imperceptible pour la personne en charge de la lecture des images. Au sein du calculateur, les moyens 20 de traitement et de mémorisation des images acquises par chacune des caméras permettent une compression des fichiers numériques de sorte à permettre une mémorisation par exemple sur une carte mémoire de type Secure Digital Sb dont le temps d'accès est très rapide et dont la capacité est suffisante pour mémoriser les séquences d'intrusion dans le champ des caméras.

Ces moyens 20 de traitement et de mémorisation sont accessibles et gérés par les moyens 24 de pilotage intégrés au calculateur.

Les moyens 22 de transmission comprennent un émetteur/récepteur 34 de même type que dans le domaine de la téléphonie sans fil et apte à fonctionner sur le réseau de téléphonie sans fil. Ces moyens de transmission autorisent l'envoi de fichiers et l'envoi et la réception d'instructions des moyens 24 de pilotage à partir d'un téléphone mobile sur un réseau téléphonique sans fil et/ou par le biais d'un réseau de communication de proximité par une connexion sans fil privée comme celle dénommée "Bluetooth" par exemple. Ainsi, l'opérateur peut effectuer de très nombreuses interventions comme : - rechercher dans les fichiers enregistrés pour les visualiser, caméra par caméra, - faire cesser une alarme s'il juge qu'il n'est plus nécessaire de poursuivre la surveillance de l'intrusion, - effacer des fichiers sauvegardés, - déclencher une ou plusieurs caméras à la demande pour vérifier sans même qu'il y ait une intrusion détectée, et - avoir accès à distance à toutes les fonctions du dispositif de surveillance. Comme indiqué, il peut en outre être prévu de façon optionnelle une communication supplémentaire dite de proximité de type "Bluetooth". En effet, en cas de non couverture par le réseau de téléphonie mobile, en cas de panne totale, en cas de rupture temporaire de la liaison ou simplement pour opérer en mode local à proximité de l'appareil, sur interrogation du système, l'opérateur est informé dès son arrivée dans la zone de couverture de proximité d'une alerte sur son portable.

Ceci permet alors de visualiser le type d'intrusion et de procéder aux vérifications préalablement à l'arrivée à proximité immédiate de l'avion. Le procédé de fonctionnement du dispositif selon l'invention est maintenant décrit de façon simple à partir d'un cas concret.

Lorsque le propriétaire ou toute personne en charge de la surveillance de l'avion quitte l'avion, il met en service le dispositif de surveillance volontairement ou le système prévient après un certain délai que le dispositif n'est pas en service. Il est aussi possible de prévoir une mise en service automatiquement une fois certaines actions engagées comme l'arrêt des moteurs durant une durée déterminée. Les moyens 16 de détection par hyperfréquences sont en service et les antennes émettrices balayent leurs secteurs, l'antenne réceptrice assurant la détection d'une perturbation du champ surveillé, notamment lors d'une intrusion.

Dès lors, les moyens de pilotage déclenchent une alarme et une transmission d'un signal au propriétaire ou au responsable de la surveillance de l'avion. Ce signal est avantageusement un SMS (Short Message Service). Simultanément les caméras sont mises en service, de préférence de façon séquentielle, comme indiqué ci-avant, les images acquises étant traitées 15 notamment comprimées et mémorisées. Bien entendu, lors d'une intrusion, il est possible de prévoir uniquement le déclenchement de la caméra en fonction de la détection de cette intrusion dans la zone correspondante, à enregistrer les images individuelles ainsi captées et à les traiter de sorte à disposer d'une image continue lors de la visualisation. 20 Le propriétaire ou le responsable de la surveillance peut alors consulter en très léger différé les images acquises et prendre les mesures qui s'imposent en cas de constatation d'une intrusion. S'il s'agit d'une alarme engendrée par le passage d'un animal de taille suffisante pour avoir provoqué un déclenchement, l'opérateur le constate et n'engage pas 25 d'action spécifique. S'il s'agit de toute autre intrusion, il agit en conséquence.

Il est à noter que la couverture permet de capter les images sur 360 donc de fournir toutes les informations même s'il y a plusieurs personnes provenant de directions différentes. Les moyens de détection recourant à des hyperfréquences utilisent l'effet Doppler bien connu dont les perturbations par des éléments extérieurs non liés à une intrusion sont très limités ce qui exclut un nombre significatif d'alarmes intempestives. Si l'opérateur veut constater l'environnement immédiat de l'avion, par exemple la présence éventuelle d'un avion venu se parquer à proximité, il peut visualiser 10 grâce à chaque caméra le champ concerné. Dans ce cas, la portée de la caméra est bien supérieure à celle de déclenchement des moyens de détection, grâce à une grande profondeur de champ. Les moyens de détection doivent être limités au seul périmètre agrandi de l'avion pour qu'ils ne soient pas perturbés par les mouvements réguliers et normaux de 15 personnels et d'engins sur le terrain qui déclencheraient des alarmes non pertinentes. Le dispositif de surveillance selon l'invention, dans sa version carter fixe, est complété par une caméra CA dite d'agrément. Cette caméra est logée dans le carter 10 et elle se situe sur l'avant avec un angle d'inclinaison de sorte à 20 pouvoir acquérir des images du sol plus particulièrement pendant les phases de décollage et d'atterrissage. Avantageusement la caméra est une caméra couleur et les images sont retransmises sur des moniteurs en place passagers pour l'agrément du vol, ces images venant compléter de façon attractive et informative la vision par les hublots. 25 La plupart des problématiques exposées concernant l'invention n'ont plus lieu d'être notamment les problèmes de consommation puisqu'il s'agit d'un fonctionnement uniquement durant le vol, moteurs en marche donc avec génération de courant.

Selon la présente invention, il est possible de prévoir en fonction des besoins, des types d'avions et de la demande des constructeurs d'avions un agencement qui reprend strictement les mêmes moyens fonctionnant de la même façon mais avec une configuration modifiée.

C'est ainsi que les moyens 16 de détection par hyperfréquences sont logés de façon préférentielle en partie inférieure du carter 10 de sorte à pouvoir balayer 360 sans rencontrer d'obstacle mais ces moyens 16 pourraient être positionnés dans un premier carter indépendant et relié au calculateur tandis que les caméras de surveillance seraient logées dans un second carter également reliées au calculateur. Cette séparation des fonctions et des constituants peut être intéressant dans le cas où la mise en saillie doit être réduite. En effet, le nombre de carter est multiplié par deux mais les perturbations aérodynamiques engendrées par ces deux carters de plus petites dimensions peuvent être inférieures à celle d'un seul carter de plus grandes dimensions. Néanmoins, il subsiste la nécessité de deux intégrations dans le fuselage. Le choix reste donc une question de compromis et ne modifie pas les caractéristiques de la présente invention. Ces moyens 16 comprennent de façon avantageuse quatre antennes émettrices 26 et une antenne 28 réceptrice omnidirectionnelle avec les composants actuellement disponibles sur le marché mais quatre récepteurs et un émetteurs omnidirectionnel peuvent également donner satisfaction. En ce qui concerne les variantes d'agencement, il peut aussi exister une demande de carter amovible. Dans ce cas, le carter est relié aux organes situés dans le fuselage à savoir batterie et calculateur par un câblage adapté muni d'au moins une connexion de sorte à retirer aisément le carter et son contenu avant le vol et à pouvoir le ré installer une fois l'avion posé et parqué.

Il convient aussi de prévoir des moyens de liaison au fuselage simples et fiables avec une trappe d'obturation du logement laissé libre après le retrait du carter pour les phases de vol.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de surveillance d'un objet sensible dans une zone donnée, notamment un avion, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (18) de capture d'images associés à des moyens (16) de détection par hyperfréquences.

2. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (16) de détection par hyperfréquences comprennent au moins une antenne émettrice et au moins une antenne réceptrice.

3. Dispositif de surveillance selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (16) de détection par hyperfréquences comprennent quatre antennes (26) émettrices couvrant chacune un secteur de l'ordre de 90 et une antenne (28) réceptrice omnidirectionnelle.

4. Dispositif de surveillance selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (20) de mémorisation et de traitement d'images.

5. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22) de communication aptes à émettre au moins une alarme et au moins un fichier image.

6. Dispositif de surveillance selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent un ensemble émetteur/récepteur (34) fonctionnant sur le réseau de téléphonie mobile.

7. Dispositif de surveillance selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce 20 que les moyens (22) de communication comprennent des moyens de communication de proximité.

8. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (24) de pilotage de l'ensemble des moyens de capture d'images, des moyens (16) de détection, desmoyens (20) de mémorisation et de traitement d'images et des moyens (22) de communication.

9. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (18) de capture d'images 5 comprennent quatre caméras ayant des champs de l'ordre de 90 .

10. Dispositif de surveillance selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (18) de capture d'images et les moyens (16) de détection sont logés dans un carter (10) unique en saillie par rapport à l'objet sensible. 10

11. Procédé de surveillance pour la mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter une intrusion par les moyens (16) de détection par hyperfréquences, à déclencher les moyens (18) de capture d'images, à enregistrer et traiter les images ainsi captées par les moyens (20) de mémorisation et de traitement 15 d'images pour disposer d'images continues lors de la visualisation après transmission à travers les moyens (22) de communication.

12. Procédé de surveillance pour la mise en oeuvre du dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste, lors d'une mise en service des moyens (18) de capture d'images, à déclencher chaque caméra 20 successivement par permutation circulaire pour couvrir 360 , à enregistrer les images ainsi captées et à les traiter de sorte à disposer d'une image continue lors de la visualisation.

13. Procédé de surveillance pour la mise en oeuvre du dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il consiste, lors d'une mise en 25 service des moyens (18) de capture d'images, à déclencher au moins une caméra en fonction de la détection d'une intrusion dans la zone correspondante, à enregistrer les images individuelles ainsi captées et à les traiter de sorte à disposer d'une image continue lors de la visualisation.

14. Installation de surveillance comportant le dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, fonctionnant selon le procédé des revendications 11 à 13 caractérisée en ce qu'elle inclut au moins un appareil portable d'émission/ réception par le réseau de téléphonie sans fil et/ou par le réseau de communication de proximité, des informations émises par les moyens (22) de communication.