Brevet FR2432700A1 — publié le 19800229

La présente invention concerne un procédé de simulation d'une mesure d'éloignement dans des tourelles de chars ou des appareils d'entrainement pour les servants d'armes balistiques ou d'engins volants, au cours duquel on vise des objets se trouvant sur un terrain d'exercice ou terrain-modèle, notamment des cibles à détruire à l'aide d'un système optique de visée, le terrain ou les différentes cibles étant mis en mémoire par leurs coordonnées. Le brevet DE 1951622 a décrit un dispositif pour la représentation simulée de trajectoires de tirs dans des appareils destinés à l'entrainement des servants d'armes balistiques ou d'engins volants, dispositif dans lequel la trajectoire de tir est déterminée automatiquement et de façon continue, à partir de signaux directionnels commandés par le servant et, également, à partir de signaux mis en mémoire, tenant compte des coordonnées du terrain et du type de munition, et dans lequel l'environnement observé par le servant à l'aide du système optique de visée est superposé optiquement à la cible qui est mise en place.Un calculateur détermine alors en permanence les différents points de la projection de la trajectoire de tir sur le faisceau du système optique de visée et il compare en outre les coordonnées de la trajectoire de tir avec les coordonnées du secteur de terrain situé en dessous de la trajectoire, de façon à déterminer le point d'impact de la trajectoire de tir sur le terrain. L'éloignement de la'cible doit, dans ce cas, être estimé par la personne utilisatrice et être introduit dans le calculateur. Dans un dispositif connu de ce genre, il serait évidemment souhaitable de disposer d'une indication correcte d'éloignement. Le problème de l'indication correcte d'éloignement se pose cependant non seulement dans de tels appareils d'entralnement mais, également, en ce qui concerne l'agencement des chars d'assaut, car il n'est souvent pas possible, à cause du rayonnement laser de haute énergie, d'utiliser, dans le cas d'un tel agencement de terrain, les dispositifs de mesure de distance par laser employés à l'heure actuelle. Du fait que, d'autre part, les trajectoires de tir pour lesquelles on peut employer un tel dispositif de mesure de distance par laser, sont très occupées, l'intervention d'un tel dispositif de mesure de distance par laser pose un problème très important. L'invention a donc pour objet, par voie de la simulation, un procédé et un dispositif de mesure d'éloignement ou de distance, à l'aide duquel le servant dispose de données aussi exactes que possible sur l'éloignement de la cible à détruire, sans utiliser un rayonnement laser, qui est à éviter pour des raisons de sécurité. L'invention consiste essentiellement en ce qu'on détermine à partir des angles de visée du système optique de visée (R0) la ligne de visée (VL) et son point d'impact sur le terrain ou sur la cible (M ou Z) et en ce qu'on calcule et affiche la distance (E) à partir du lieu d'installation (L) du système optique de visée et du point d'impact précité. L'invention peut également présenter les caractéristiques ci-après, prises isolément ou dans toutes leurs combinaisons techniquement possibles: a) la position instantanée (L) du système optique de visée est déterminée à l'aide de repères de référence (RP1 à RP3) connus et intervenant dans les mesures. b) on détermine par le calcul le point d'intersection d'un faisceau de rayonnement avec le terrain et on calcule et affiche les échos multiples associés aux différents points d ' impact. c) le dispositif selon l'invention comprend un calculateur (R) associé à une mémoire (SP) mémorisant un modèle numérique de terrain et dans lequel sont introduites les coordinnées de la position (L) et les valeurs de direction (, ). d) le dispositif comporte un système optique de visée se présentant sous la forme d'un appareil analogue à un théodolite (R0) dont les axes de pivotement sont reliés à des capteurs numériques de positions. e) il est prévu un capteur numérique de position, servant à prédéterminer la ligne de visée (VL), et qui est accouplé aux capteurs de position en hauteur et en azimut (HG, SG) d'une tourelle de char d'assaut (P). D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: Fig. 1 est une vue en perspective illustrant le procédé selon l'invention; Fig. 2 est une vue en plan illustrant le procédé selon l'invention; Fig. 3 est une vue correspondant à la Fig. 2 et illustrant une variante. Fig. 4 est une vue en plan d'un secteur de terrain; et, Fig. 5 montre les composants essentiels servant à la mise en oeuvre de la présente invention dans une tour de char d'assaut. Conformément à la Fig. 1, une cible Z se déplace sur un terrain -modèle M, qui est défini point par point dans un système à trois axes de coordonnées, par exemple dans une trame de 18,75 mm, et qui est mémorisé sous la forme d'un modèle numérique de terrain dans la mémoire d'un calculateur. Le lieu d'installation d'un laser simulé L, se présentant sous la forme d'un dispositif de visée, est connu et fourni au calculateur sous la forme de la position du char d'assaut et le calculateur contient un ensemble matériel qui, lors du déclenchement du commutateur actionnant classiquement le laser, calcule, à partir des coordonnées du lieu d'installation et de la direction de la ligne de visée, le point d'impact sur le modèle numérique de terrain. A cet effet, la direction de la ligne de visée doit être déterminée à partir des positions de codeurs angulaires, qui sont déjà utilisés pour la simulation de la trajectoire de tir du dispositif d'entraînement et qui sont reliés au dispositif optique de visée. La ligne de visée est nettement définie par l'angle azimutal SL et l'angle d'élévation t ainsi que par la position du laser supposé L. Ces deux angles L et tL définissent un plan d'intersection K avec le modèle de terrain M, qui est représenté de façon plus détaillée sur la Fig. 2.Comme le montre la Fig. 2, on peut obtenir facilement les deux relations suivantes: où: On peut ainsi calculer de la manière suivante l'éloignement intéressant Ez de la cible Z par rapport à la position initiale du laser supposé L: Le calculateur peut alors calculer la position du point d'impact de la ligne de visée sur le terrain modèle en coordonnées cartésiennes ou bien, après une transformation correspondante, également en coordonnées cylindriques ou sphériques. Pour établir des conditions se rapprochant au plus près de la réalité, on peut utiliser la variante repré sentéesurla Fig. 3. A la place d'un faisceau laser fortement concentré et se propageant suivant la ligne de visée VL, on peut simuler purement par le calcul un lobe laser, qui est défini par des rayons marginaux RS situés sur la surface du cône d'ouverture. On peut aussi faire appel à d'autres formes de faisceaux de rayons qui sont répartis de façon appropriée à l'intérieur du cône. Dans chaque cas, il est possible, lorsque la position initiale du laser L, simulé par le système optique de visée, est connue et lorsque les angles initiaux, , , ot de la ligne de visée VL sont connus, d'effectuer un calcul de pénétration du cône dans le modèle numérique de terrain. Lorsque, dans la représentation plane supposée, les rayons marginaux RS1 et RS2 rencontrent des obstacles, par exemple sous la forme d'un arbre B ou d'une maison H, on obtient des éloignements multiples à cause du phénomène connu d'écho multiple d'un appareil de mesure d' éloignement par laser lorsque, en plus de la cible désirée, d'autres objets connus situés dans le cône laser simulé sont traversés. Les éloignements correspondants sont définis par les relations suivantes: Sur la Fig. 4, on a représenté une vue en plan du terrain d'exercice ou du terrain modèle. Le point L définit la position du char d'assaut avec son système optique de visée simulant un appareil de mesure d'éloignement par laser. La position L est déterminée à l'aide des repères de référence RP1 à RP3 de types connus. Toutes les cibles Z1 à Z5, tous les obstacles XB, comme par exemple des arbres et des maisons et, en outre, des obstacles marquants de grande surface L1 à L3, qui peuvent être constitués par des collines, des lisières de forêts, etc., sont déterminés par photogrammétrie et sont emmagasinés dans la mémoire précitée du calculateur. La mesure est effectuée, dans ce cas, en référence à un point zéro OP. La mesure photogrammétrique du terrain modèle ou du terrain d'exercice ne doit, ainsi, être réalisée qu'une seule fois, alors que le repérage est, cependant effectué avant chaque exercice, c'est à dire après chaque changement de position. Conformément à la Fig. 5, les valeurs de position déterminées par les capteurs de position du système optique de visée sont introduites dans le calculateur R, lors de 1' actionnement d'un commutateur S déclenchant la mesure d' éloignement, puis le calculateur R calcule, à l'aide des coordonnées de terrain emmagasinées dans la mémoire SP et à partir des valeurs déterminées de position de la ligne de visée et de la position du char d'assaut P, le point d'intersection de la ligne de visée avec le terrain modèle et, en même temps, il détermine, à partir de ce point d'intersection et de la position initiale de l'appareil de mesure d'éloignement, l'éloignement qui est affiché dans un appareil de mesure AZ. Les valeurs de position peuvent également être fournies au calculateur dans le cas d'un mouvement directionnel de la tourelle, par l'intermédiaire d'un capteur en hauteur HG et d'un capteur latéral SG, de façon à être utilisées dans les opérations de calcul mentionnées ci-dessus. L'invention n'est pas limitée par la description qui précède, laquelle présente un caractère purement illustratif. On peut en effet, lui apporter des variantes ou réaliser des formes de mise en oeuvre équivalentes sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1.- Procédé de simulation d'une mesure d'éloignement dans des tourelles de chars ou des appareils d'entraînement pour les servants d'armes balistiques, ou d'engins volants, dans lequel on vise des objets se trouvant sur un terrain d'exercices ou un terrain modèle, notamment des cibles à détruire, à l'aide d'un système optique de visée, le terrain ou les différentes cibles étant mis en mémoire par leurs coordonnées, procédé caractérisé en ce qu'on détermine à partir des angles de visée du système optique de visée (RO),la ligne de visée (VL) et son point d'impact sur le terrain ou sur la cible (M ou Z),et en ce qu'on calcule et affiche la distance (E) à partir du lieu d'installation(L)du système d'optique de visée et du point d'impact précité. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position instantanée (L) du système optique de visée est déterminée à l'aide de repères de référence (RP1 à RP3) connus et intervenant dans les mesures. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détermine par le calcul le point d'intersection d'un faisceau de rayonnement avec le terrain et on calcule et affiche les échos multiples associés aux différents points d'impact. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un calculateur (R) associé à une mémoire (SP) mémorisant un modèle numérique de terrain et dans lequel sont introduites les coordonnées de la position (L) et les valeurs de direction ( , ). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un système optique de visée se présentant sous la forme d'un appareil analogue à un théodolite (RO) dont les axes de pivotement sont reliés à des capteurs numériques de positions. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un capteur numérique de position, servant à prédéterminer la ligne de visée (VL), et qui est accouplé aux capteurs de position en hauteur et en azimut (HG, SG) d'une tourelle de char d'assaut (P).