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Imagerie infrarouge haute résolution par mosaïque d'images géo-référencées
Maîtrise
Valérie Lavigne
André Zaccarin (Directeur)
Problème: Les opérations de recherche et sauvetage doivent souvent se dérouler la nuit ou lors de mauvaises conditions de visibilité comme de la fumée, du brouillard ou de la neige. C'est pourquoi les systèmes militaires de surveillance et de détection sont généralement équipés de détecteurs infrarouges. La détection exige un champ de vue large alors que l'identification nécessite une haute résolution. Ceci représente un défi important car ces deux concepts s'opposent et il faut généralement effectuer un compromis entre les deux.
Motivation: L'Oeil Infrarouge a été développé à RDDC-Valcatier pour améliorer l'efficacité des opérations de recherche et sauvetage aéroportées. Un systèmes de pointage opto-mécanique à été conçu pour permettre le positionnement rapide d'un champ de vue étroit à haute résolution, utilisé pour la recherche et la détection, par-dessus un champ de vue large d'une résolution moindre qui optimise l'espace couvert. Ce système à haute performance permet également l'utilisation d'une technique step-stare qui construit rapidement une mosaïque couvrant un champ de vue large et prenant des images avec la caméra à champ de vue étroit et en les positionnant correctement dans la mosaïque. Le mosaïque résultante couvre tout le champ large de l'Oeil Infrarouge actuel, mais avec la haute résolution du champ étroit. Cette technique pourrait éventuellement permettre d'éliminer la caméra à champ large de l'Oeil Infrarouge, ce qui nous donnerait un système plus compact et léger.
Approche: D'abord, un modèle du système complet a été créé. À l'aide de ce modèle nous avons construit un simulateur d'acquisition d'images aériennes pour permettre la conception et l'évaluation de stratégies. Une stratégie dynamique d'acquisition qui s'adapte au contexte opérationnel a été favorisée. L'algorithme sélectionne la prochaine position du champ étroit afin de minimiser la présence de trous ainsi que le déplacement des prismes et de maximiser le taux de rafraîchissement de l'image. Le positionnement des images dans la mosaïque est calculé à l'aide des coordonnées obtenues à partir de projections au sol et de fonctions d'homographie.
Défis: Lors de missions aéroportées, le point de vue de la caméra change constamment et les images qui ont été prises auparavant doivent être corrigées afin de refléter le point de vue actuel. Puisque le champ étroit peut être positionné n'importe où à l'intérieur du champ large, une stratégie d'acquisition est nécessaire afin de décider où la prochaine image sera prise.
Applications: Cette technique de step-stare sera utilisée pour améliorer les missions de recherche et sauvetage aéroportées. La stratégie dynamique qui a été développée est suffisament générale pour être utilisée avec d'autres systèmes de vol sur n'importe quelle longueur d'onde à condition de pouvoir se procurer des prismes de Risley correspondants et de fournir les données de vol à l'algorithme.
Résultats attendus: La technique de step-stare utilisée permet de rendre la capacité de détection du champ large équivalente à celle du champ étroit sur toute l'image. Nous avons développé une stratégie dynamique qui réalise la construction de la mosaïque à afficher sur la console de l'opérateur et qui contrôle les prismes afin de sélectionner la prochaine image à prendre. Un simulateur numérique a également été réalisé et utilisé pour concevoir, optimiser et tester les algorithmes de construction de mosaïque.
Calendrier: La stratégie développée fera l'objet d'une présentation au symposium SPIE sur la Défence et la Sécurité à Orlando, en Floride, entre le 12 et le 16 avril 2004. La prochaine étape sera de tester la stratégie avec un montage réel. Nous devrons évaluer la sensibilité de l'affichage aux erreurs de mesure. Si elles sont trop déplaisant à l'oeil, des méthodes de correction pourraient être ajoutées à l'algorithme. Des expériences en temps réel sont prévues avec une caméra et des prisms de Risley provenant d'une version précédente de l'Oeil Infrarouge et un système de rail avec un charriot montés sur le toit d'un bâtiment pour simuler un déplacement proportionnel à un vol.
Support: Ce projet est réalisé en collaboration avec R&D pour la Défense Canada - Valcartier. Le financement provient aussi d'une bourse FQRNT.
Dernière modification: Sep 28 2007 2:48PM par vlavigne

     
   
   

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