Brevet FR2278083A1 — publié le 19760206

L'invention a pour objet un procédé et un appareil pour la détection et la localisation d'objets dans l'espace. Fréquemment, pour la détection et la localisation d'objets dans l'espace, on fait appel au radar. Suivant la technique radar, de l'énergie radio-électrique impulsionnelle est émise en un poste suivant un pinceau mobile et lorsque ladite énergie est renvoyée par un obstacle, 1 'énergie ~ ré fié chie reçue au poste permet, par la détermination de l'inter- valle de temps entre l'instant où l'énergie est émise et celui où l'énergie réfléchie est reçue, de déterminer la distance de objet, la position du pinceau au moment de la réception fournissant les renseignements angulaires qui, avec la distance, complètent la localisation. Si le radar offre pour la détection et la localisation d'objets un intérêt certain pour de nombreuses applications, il n'en souffre pas moins de limitations qui, pour des domaines d'utilisation, rendent son intervention inefficace. C'est le cas, par exemple, lorsqu'il s'agit d'explorer très rapidement un grand volume d'espace. D'une part, en effet, le pinceau radar doit autre relativement étroit pour que la réception demeure acceptable. D'autre part, le balayage ne doit pas entre trop rapide pour que l'énergie réfléchie par l'obstacle puisse étre reçue au poste malgré le temps nécessaire pour son trajet d'aller et retour. Au surplus, il est indispensable que l'objet reste "éclairé" par le radar un temps suffisant pour qu' il puisse oestre rencontré par 1 'énergie provenant de plusieurs impulsions, et cela en vue d'éviter qu'à la réception un écho parasite ne soit considéré comme un écho d'obstacle. C'est en raison de ces limitations que, jusqu'ici, il n'est pas possible sur un avion d'entre informé à l'aide du radar sur la présence éventuelle dans l'espace qui l'entoure de missiles lancés contre lui. L'invention a pour objet un procédé pour la détection et la localisation d'objets dans l'espace entourant un poste à l'aide d'énergie lumineuse, caractérisé en ce qu'on émet au poste une énergie lumineuse pendant un court intervalle de temps, puis en ce qu'on prend à partir du poste des vues de l'espace éclairé par ladite énergie à des instants se succédant dans le temps, de sorte que chacune de ces vues est une image de l'anneau sphérique qui au moment de la prise de vue contient l'énergie lumineuse émise, et en ce qu'on explore ensuite chacune des vues dans le but de déterminer la présence d'objets sensibles à l'énergie lumineuse émise.et leur localisation. Le rang de chaque vue dans la succession des vues prises renseigne sur la distance de l'objet ou des objets dont elle contient l'image et qui sont sensibles à la lumière émise. La position de l'image de l'objet dans ladite vue fournit des informations de localisation angulaire. L'invention vise également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il comprend une lampe à éclairs, un dispositif optique à objectif pour observer l'espace et des moyens pour former à travers le dispositif optique à des intervalles de temps prédéterminés une image de 1 'espace observé. Elle vise une forme de réalisation, caractérisée en ce que les moyens de prise de vues comprennent un multiplicateur de l'énergie reçue et en ce que les prises de vues sont réalisées par la commande du multiplicateur d'énergie. Avantageusement, les vues sont formées sur un support phosphorescent à rémanence dosée et l'image est explorée à l'aide d'une caméra de télévision, à partir des signaux de balayage de laquelle peut être tirée la localisation angulaire des objets dont l'image se forme sur l'écran phosphorescent. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé, dans lequel la figure 1 est une représentation perspective schématique explicative, avec arrachement, la figure 2 est une représentation schématique d'une vue; la figure 3 est une représentation perspective explicative; la figure 4 est un schéma d'un appareillage selon l'invention. L'avion A se déplaçant au-dessus du sol S comporte une source 11 d'éclairs lumineux, c'est-à-dire une source de lumière qui émet pendant un temps très court de l'énergie lumineuse, puis, après un intervalle de temps prédéterminé, émet à nouveau pendant un temps très court de l'énergie lumineuse, etc.. L'énergie correspondant à un éclair se propage à la vitesse de la lumière. Elle est contenue à un instant donné dans un anneau sphérique 13 dont le centre est la source 11 de l'avion A. Si to est le temps mis par la lumière pour se propager de la source 11 à l'anneau sphérique 13, un appareil de prise de vues, dont l'obturateur, fermé au moment où se produit l'éclair, s'ouvre après que se soit écoulé un temps 2t0, à partir de l'éclair, prend, dans les limites de son champ, une vue de l'anneau sphérique 13. Après un temps t1 plus grand que tot il prend une vue d'un anneau 131 plus éloigné de l'avion A que l'anneau 130, etc.. Aussi longtemps que les anneaux 13 ne contiennent pas un objet réfléchissant la lumière émise par l'avion, les vues ne font pas apparaître d'image.Lorsqu'un anneau sphérique contient un objet réfléchissant l'énergie lumineuse émise, il apparat une image sur la vue correspondante. La connaissance du rang de ladite vue dans la succession des vues renseigne sur la distance de l'objet à l'avion. La connaissance des deux coordonnées de l'image de l'objet sur la vue renseigne sur les deux coordonnées spatiales dudit objet. Sur une vue montrée schématiquement sur la figure 2, le gisement du missile M dont l'image est m est l'angle a que fait g le rayon vecteur Om avec une direction prédéterminée. Le site a5 est caractérisé par la distance Om. Les premiers anneaux sphériques les plus proches de l'avion, ne rencontrent pas le sol. Dès que les anneaux sphériques 13 rencontrent le sol, et s'il se produit des échos de sol, ceux-ci sont représentés sur la vue par un anneau circulaire tel que 14. L'image m est à l'extérieur des anneaux 14, ce qui traduit le faft que le missile M est au-dessus du sol. Les images sont prises jusqu'S l'anneau sphérique qui correspond à la portée maximale des missiles. Dans le cas, fréquent, où un missile lancé contre l'avion équipé selon l'invention se déplace suivant une loi de navigation proportionnelle, son image m reste fixe sur la vue. On a montré sur la figure 3 à nouveau l'avion A, le missile M, en I le point d'impact futur vers lequel se dirige le missile M et l'avion A, en s la surface sphérique de centre I et de rayon égal à la portée maximale des missiles. La surface sphérique s coupe le sol S suivant un cercle C qui enferme la zone z à l'intérieur de laquelle un missile peut être lancé efficacement contre l'avion A. La partie de l'espace à observer à partir de l'avion pour entre informé sur la présente éventuelle de missile dangereux est celle d'un cône dont le sommet est l'avion et la base le cercle C. On se réfère maintenant à la figure 4 relative à un appareil selon l'invention. Une lampe à éclairs 21 fournit des éclairs en succession sous la commande d'un dispositif de commande 22. Le dispositif 22 commande également l'ouverture d'un obturateur 23 placé derrière un objectif 24 avantageusement du type "fisheye", dont le champ est sensiblement celui d'une demi-sphère. L'obturateur 23 est interposé entre une photo-cathode 25 sur laquelle est concentrée l'énergie lumineuse traversant l'objectif 24. I1 consiste avantageusement en un intensificateur d'image, la ou les tensions d'intensification étant fourniers) à la sortie 26 d'un dispositif à retard variable 27 interposé entre le dispositif de commande 22 et l'obturateur 23. L'image se forme sur un écran à phosphors 31 observée à travers une optique intermédiaire 32 par une caméra de télévision 33, du type vidicon ou autre. Avantageusement, l'exploration de l'image formée sur l'écran à phosphors 31 se fait le long d'un rayon passant par O et le rayon d'observation tourne d'un mouvement uniforme autour du centre 0. Le dispositif d'exploration ponctuelle 34 est commandé à partir d'un dispositif d'exploration radiale 35 et d'un dispositif d'exploration circulaire 36. Le signal vidéo est appliqué par une ligne 37 à un dispositif extracteur-codeur 38. Les informations de site et de gisement sont fournies à partir des sorties 39 et 40 des dispositifs d'exploration radiale 35 et d'exploration circulaire 36, respectivement. Le retard introduit par le dispositif 27 est sous la dépendance d'un dispositif de balayage en distance 41 et c'est la sortie 42 de ce dernier qui fournit l'information de distance d'un objet apparaissant sur la vue. La lampe à éclairs 21 est choisie pour émettre une énergie lumineuse visible ou invisible renvoyée préférentiellement par les missiles. On prévoit avantageusement une lampe à éclairs infrarouges. Une image d'un illuminateur au sol apparait sur une vue, meme en l'absence d'éclair émis par l'avion. REVEEDICATION5 1.- Procédé pour la détection et la localisation d'objets dans un espace entourant un poste fixe ou mobile par réflexion d'énergie lumineuse émise par le poste, caractérisé en ce qu'on émet à partir du poste en succession des éclairs de lumière visible ou invisible et en ce qu'on prend, après chaque éclair, des vues photographiques de 1' espace à des intervalles espacés dans le temps et en ce que ces vues sont explorées dans le but d'y déceler et de localiser des images d'objets. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'exploration des vues a lieu par une caméra de télévision. 3.- Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une lampe à éclairs et un appareil de prise de vues de l'espace éclairé par la lampe avec des moyens d'obturateur opératoires en succession dans le temps. 4.- Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un objectif du type "fish-eye". 5.- Appareillage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'obturateur est du type électronique ou électrostatique. 6.- Appareillage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que 1' image est formée sur un support de phosphores dont la rémanence est sensiblement égale à 1' inter- valle de temps séparant deux prises de vues successives. 7.- Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la caméra de prises de vues est à balayage radial et à balayage circulaire du rayon. 8.- Appareillage selon.la revendication 7, caractérisé en ce que les informations de site et de gisement sont tirées directement de l'exploration radiale et de l'exploration circulaire de la caméra. 9.- Caméra faisant partie de l'appareillage selon les revendications 7 et 8.