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Imagerie polarimétrique normalisée – PolNor

Résumé de soumission

Les systèmes d’imagerie polarimétrique actifs ont montré leur efficacité dans les contextes militaire (décamouflage, détection d’objets) et civil (imagerie bio-médicale, imagerie 3D) car ils permettent de révéler des contrastes qui n’apparaissent pas dans les images classiques. Le projet ASTRID « Autopol » (2013-2015) a permis de concevoir et réaliser un système d’imagerie polarimétrique actif doté d’un contrôle total des états de polarisation d’illumination et d’analyse, ce qui en fait le premier au monde à posséder ces capacités. Les expérimentations réalisées avec cet imageur ont permis de démontrer l'efficacité de l'imagerie polarimétrique active dans des applications de décamouflage et de détection d’objets manufacturés en environnement complexe. Cependant, ces résultats sont limités par le fait que l'instrument est difficile à déplacer et ne permet l’acquisition d’images qu’à une cadence assez lente (qui dépend du mode opératoire). Il reste donc à valider ce concept d'imagerie dans des conditions plus proches de l’opérationnel.
Notre objectif dans ce projet est donc de réaliser un démonstrateur d’imagerie polarimétrique active à 1.55 µm compact et déplaçable afin d’être testé et validé sur le terrain. Pour atteindre cet objectif, tous les éléments de l’imageur seront améliorés par rapport au démonstrateur Autopol, en tenant compte des conclusions de ce projet. Le module d’illumination sera doté d’une source laser plus puissante. Un module de détection compact et innovant sera conçu et réalisé. Comme le projet Autopol a montré qu’il est nécessaire de normaliser les images polarimétriques afin de s’affranchir des variations spatiales de réflectivité en intensité, ce module sera composé d’un séparateur de polarisation et de deux capteurs InGaAs et pourra délivrer à la cadence vidéo une image d’intensité classique et une image polarimétrique normalisée. Les modules de génération d’états de polarisation en illumination et en analyse seront simplifiés car le projet Autopol a montré que dans de nombreuses applications, un imageur doté de moins de degrés de liberté polarimétriques peut avoir une efficacité suffisante. Cela permettra de rendre ces modules plus robustes et rapides tout en donnant accès à toute une gamme de modes d’imagerie polarimétriques adaptés à chaque application. Ces différentes innovations technologiques pourront conduire à la prise de brevets.
Le démonstrateur réalisé aura une portée de l’ordre du kilomètre. Il permettra de valider l’imagerie polarimétrique active sur des scénarios réalistes de décamouflage dans différentes configurations (scènes, distances d’observation) pour des objets observés représentatifs de menaces (armes, véhicules), ainsi que pour la détection d’objets dangereux sur des routes ou pistes de terre ou recouvertes d’asphalte. Grâce à l’acquisition simultanée de deux images avec les deux capteurs du module de détection, il permettra également de prendre en compte les situations dynamiques où la cible est en mouvement. Une validation et une analyse systématique des résultats obtenus permettront d’établir les domaines d’application de ce système et de donner accès à des paramètres essentiels pour son utilisation pratique, tels que la probabilité de détection ou le bilan de portée. De plus, les éléments recueillis en termes de performances, de portée et de conception technologique permettront de dimensionner un imageur polarimétrique actif de portée supérieure ou de doter un imageur actif très longue portée existant d’une capacité polarimétrique.

Coordination du projet

François GOUDAIL (Laboratoire Charles Fabry)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

NEW IMAGING TECHNOLOGIES
THALES RESEARCH & TECHNOLOGY
IOGS-LCF Laboratoire Charles Fabry

Aide de l'ANR 470 380 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2016 - 36 Mois

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