Le centre français de recherche aérospatiale ONERA a proposé en 2010 une nouvelle architecture d'Imagerie Flash Laser, appelée imagerie flash laser mosaïque (IFLM), afin de repousser les limitations de l'imagerie flash laser conventionnelle. C'est une architecture qui permet d'augmenter le niveau de l'éclairement en utilisant des lasers à fibre opérant à beaucoup plus haute cadence, et de maintenir identique le champ de vue en faisant l'acquisition d'une mosaïque de la scène. Les travaux menés au cours de la thèse sont axés sur l'étude des performances d'une IFLM. Ils visent à mettre en avant la faisabilité et la bonne adaptabilité de cette nouvelle architecture en s'appuyant sur une étude des phénomènes physiques influençant la mesure (atmosphère, turbulence, bruit capteur, ...).
La thèse décrit le développement d'un simulateur complet d'IFLM ("Acquisitions + Reconstruction de la scène") validé. Puis, elle utilise le simulateur pour comparer cette technique à l'imagerie flash laser conventionnelle. |
Flash active imaging can be used for surveillance or target identification at long range and low visibility conditions. Its principle is based on the illumination of a scene with a pulsed laser which is then backscattered to the sensor. The signal to noise ratio and contrast of the object over the background are increased in comparison with passive imaging. Even though, range and field of view (FOV) are limited for a given laser power. The new active imaging system presented here aims at overcoming this limitation. It acquires the entire scene with a high-speed scanning laser illumination focused on a limited region, whereas at each scan the full frame active image is acquired. The whole image is then reconstructed by mosaicking all these successive images. A evaluation of the performance of this system is conducted by using a direct physical model of this so-called « mosaic active imaging ». This End to End model, realistic in terms of turbulence effects (scintillation, beam wandering…), gives us a sequence of images a synthetic scenes. After describing this model, the reconstruction method will be described. It is based on a total-variation minimization scheme. Finally, the performances of this new concept are compared to those of a conventional flash active camera by using usual metrics (Johnston's criteria, SNR, …). For various mean laser powers, we quantify the gains expected in terms of range and field of view of this new concept. |