Brevet FR2506003A1 — publié le 19821119

i SYSTEME DE VISEE De nombreux systèmes d'armes utilisent un disposi- tif pointé et un dispositif de visée accouplés, le disposi- tif de visée étant utilisé pour donner une image de la scène observée dans la direction de pointage du dispositif pointé Le dispositif pointé peut être par exemple un canon ou un télémètre ou un second dispositif de visée La direc- tion de pointage du dispositif pointé peut être indiquée dans le dispositif de visée par une marque indicatrice sur l'image Un opérateur peut utiliser cette&marque indicatrice pour diriger le dispositif pointé vers un objectif, en ali- gnant la marque indicatrice avec l'image de l'objectif vue dans le dispositif de visée. La précision avec laquelle on peut diriger de cette manière le dispositif pointé dépend de la précision de la correspondance prédéterminée entre la marque indicatrice et la direction de pointage réelle du dispositif pointé. Des contraintes physiques peuvent exiger que le dispositif de visée soit monté séparément du dispositif poin- té Il est cependant habituel de monter les deux dispositifs sur un plan commun de pointage en azimut, la correspondance en site étant obtenue par une forme de système mécanique et/ ou électrique constituant une liaison de poursuite Il peut apparaître des différences entre la direction de pointage réelle du dispositif pointé et la marque indicatrice du dis- positif de visée, du fait que la liaison de poursuite qui les lie en hauteur est inexacte et que des erreurs se produi- sent à cause du jeu, de la friction dans les paliers et de l'inertie, ou à cause d'un défaut de parallélisme des touril- lons des dispositifs, ou du fait qu'un dispositif est stabi- lisé par rapport au mouvement du plan commun de pointage en azimut, alors que l'autre n'est pas stabilisé. L'invention a pour but d'offrir des moyens pour positionner avec précision une marque de pointage sur l'ima- ge que fournit un dispositif de visée, pour indiquer la direction de pointage d'un dispositif pointé. L'invention consiste en un système comprenant un dispositif pointé monté sur tourillons, ayant une direction de pointage, un dispositif de visée monté sur tourillons ayant une ligne de visée, un dispositif de présentation visuelle donnant, une image du champ visuel contenant la ligne de visée, des moyens d'entraînement accouplés au dispositif pointé de façon à modifier l'angle de site de la direction de pointage, une liaison de poursuite qui interconnecte le dispositif pointé et le dispositif de visée, pour donner une correspondance approximative en site entre la direction de pointage et la ligne de visée, un premier capteur d'angle de site associé au dispositif pointé pour mesurer avec précision son angle de site par rapport à une référence, un second capteur d'angle de site associé au dis- positif de visée pour mesurer avec précision son angle de site par rapport à la référence, et dans lequel le dispositif de présentation visuel- le comprend des moyens électroniques destinés à générer une marque indicatrice désignant la direction de pointage, et il existe un dispositif électronique de traitement capable de fonctionner sous la dépendance des mesures des capteurs de façon à dévier avec précision la marque indicatrice générée électriquement sur le dispositif de présentation visuelle, pour désigner la direction de pointage du dispositif pointé, afin de compenser, pour l'axe de site, le jeu et l'inertie de la liaison de poursuite et, pour l'axe d'azimut, le défaut de parallélisme des tourillons. Le dispositif de visée peut être un viseur optique, un dispositif produisant une image thermique, un dispositif de télévision ou un intensificateur d'image, et le dispositif pointé peut être un canon, un télémètre à laser ou un autre dispositif de visée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre non limitatif La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 représente schématiquement le système de l'invention La figure 2 représente le système de façon plus détaillée, dans son application à un système de conduite de tir pour un canon; La figure 3 montre une modification d'un détail de la configuration de la figure 2; et La figure 4 montre le système appliqué à un périscope de sous-marin. Comme le montre la figure 1, le système 10 comprend un dispositif pointé 11, monté sur tourillons, ayant une direction de pointage 12, qui est interconnecté par une liaison mécanique de poursuite 13 avec un dispositif de visée 14, monté sur tourillons, qui a une ligne de visée 15 Les tourillons des dispositifs 11 et 14 sont montés de façon rigide sur un support commun 9-qui peut tourner dans le plan du dessin Le dispositif de visée 14 peut tourner autour d'un axe qui coïncide avec l'axe longitudinal de la liaison 13, de façon à faire varier l'angle de site de la ligne de visée 15, et du fait de la liaison 13, l'angle de site de la direction de pointage 12 varie de façon correspondante Le dispositif de visée 14 comporte un dispositif de présentation visuelle 16 sur lequel se forme une image du champ visuel contenant la ligne de visée 15, et ce dispositif de présenta- tion 16 comporte une marque indicatrice générée électronique- ment dont la position est destinée à désigner la direction de pointage 12 du dispositif pointé 11, de façon qu'un opérateur voie le champ de vision et la marque indicatrice en superpo- sition et dispose donc d'une corrélation entre la direction de pointage et le champ de vision du dispositif de visée 14. Comme il est habituel, l'opérateur peut commander des méca- nismes d'entraînement (non représentés) pour le dispositif 11 et pour le support 9 de façon à pouvoir modifier la direction de pointage du dispositif 11 et le champ de vision du dispo- sitif 14. Du fait qu'il existe en pratique des phénomènes de jeu, de friction dans les paliers et d'inertie qui affectent la liaison 13, le fait de modifier d'une valeur prédéterminée l'angle de site de la ligne de visée 15 pour obtenir un angle de site prédéterminé ne garantit pas que l'angle de site de la direction de pointage 12 est modifié de la m 8 me manière. De plus, il peut exister un défaut de parallélisme très fai- ble dans les tourillons des dispositifs 11, 14 et l'effet de ce défaut devient appréciable lorsqu'on augmente l'angle de site à partir de zéro, et il est en fait fonction de l'angle de site L'invention a pàrbutd'apporter une solution pratique à ces problèmes. Conformément à l'invention, un premier capteur 18 est associé au dispositif 11 et un second capteur 19 est associé au dispositif 14, pour fournir respectivement des mesures de la position en site de ces dispositifs, et les signaux de sortie des capteurs sont appliqués à une unité électronique de traitement 20 qui produit un signal de sortie sur une ligne 21 connectée au dispositif de présentation visuelle 16, afin de dévier la marque de pointage générée électroniquement dans le dispositif de présentation, pour qu'elle désigne avec précision la direction de pointage 12 et compense l'erreur précitée qui est induite par la liaison 13 et les tourillons. Les capteurs 18, 19 peuvent commodément se présen- ter sous la forme de codeurs angulaires ou de synchromachines, de type absolu ou incrémentiel, et ils fournissent une information précise sur l'angle de site relatif de la direc- tion 12 par rapport à la ligne de visée 15 L'information de chaque capteur est rapportée à une référence qui est par exemple établie par une procédure de réglage accomplie quo- tidiennement. L'unité de traitement 20 comprend un comparateur destiné à fournir la différence entre les signaux des capteurs 18, 19 et donc à fournir un premier signal de correc- tion pour compenser les erreurs induites par la liaison 13 en ce qui concerne l'axe de site L'unité 20 fournit de plus un second signal de correction pour l'axe d'azimut qui est fonction de l'erreur de parallélisme des tourillons (qui est prédéterminée) et de l'angle de site absolu de la ligne de visée 15 Ce sont ces deux signaux de correction qui forment le signal de sortie présent sur la ligne 21. Il est évident que du fait que la marque de pointa- ge est générée électroniquement et déplacée par des signaux électriques, ce déplacement est effectué sans aucun retard, ce qui fait que le système de compensation est virtuellement exempt d'inertie. On peut appliquer l'invention à des systèmes de conduite de tir de canon dans des véhicules de combat blindés comme le montre schématiquement la figure 2 Les systèmes de conduite de tir utilisent généralement un télémètre à laser (qui n'est pas représenté mais est aligné avec le dispositif de visée 14), pour mesurer la distance d'un objectif Pour pointer le télémètre à laser en utilisant le dispositif de visée 14, on introduit sur l'image une marque de pointage du laser, référencé à l'axe 12 de l'alésage du canon et, à par- tir de la distance mesurée, l'ordinateur de conduite de tir calcule l'angle de site que doit avoir le canon 26 pour atteindre l'objectif On introduit ensuite sur l'image une marque de pointage balistique qui est située sous la marque de l'axe de l'alésage du canon sur l'image, avec un écart qui correspond à l'angle de site calculé On modifie ensuite l'angle de site du canon 26 et du dispositif de visée 14, jusqu'à ce que la marque de pointage balistique coïncide avec l'objectif Le dispositif de visée 14 ou son miroir supé- rieur 14 A est monté sur des pivots parallèles à ceux du canon et il est lié en site au canon 26 par la liaison de poursuite 13. Les procédés actuels pour établir la liaison entre le dispositif pointé 26 et le dispositif de visée 14 peuvent employer des liaisons mécaniques rigides ou de-s asserviments. Dans les deux cas, la précision de la position du réticule dans le plan de l'image dépend de ces systèmes de liaison 13 qui présentent des défauts tels qu'une bande aveugle, des non linéarités, etc, et c'est pour résoudre ce problème qu'on utilise l'invention. Comme le montre clairement la figure 2, le dispo- sitif de présentation visuelle 16 comprend dans ce cas un oculaire 27 et les marques de pointage sont introduites au moyen d'un tube cathodique 28. La figure 3 montre une modification d'un détail de la configuration de la figure 2, selon laquelle le disposi- tif de visée 14 se présente sous la forme d'un dispositif produisant une image thermique, auquel est associé un dis- posit 4 f de présentation visuelle 29 du type à balayage par trame Le dispositif de présentation 29 ne fait pas nécessai- rement partie du dispositif 14 et peut être déporté. On peut également appliquer l'invention à des systèmes de périscope de sous-marin, comme le montre schéma- tiquement la figure 4. Dans ce cas, le dispositif pointé 11 comprend un miroir supérieur 30 qui est couplé optiquement soit à un oculaire visuel 31 au pied du périscope, soit à un laser 32 qui fait partie d'un télémètre Le dispositif de visée 14 comprend un dispositif de formation d'image thermique 33 auquel est associé un miroir supérieur 34, et la présenta- tion visuelle du dispositif 33 se fait sur un moniteur-36 par l'intermédiaire d'un convertisseur de balayage 35 La marque indicatrice ou de pointage est introduite dans le convertisseur de balayage 35 par une unité électronique de traitement 20 qui fait partie d'un plus grand dispositif élec- tronique de traitement accomplissant une fonction de télé- métrie Selon une variante, la scène visuelle provenant du miroir 30 peut être transmise à une caméra de télévision 37 qui donne une présentation visuelle sur un moniteur 38, tandis que l'unité 20 introduit directement la marque indi- catrice dans la caméra 37 Selon une autre variante encore, l'image qui est appliquée à l'oculaire 31 ou à la caméra 37 peut être la combinaison de celle fournie par le miroir supérieur 30 et de celle fournie par un tube cathodique 40 qui est commandé par l'unité 20 de façon à introduire la marque indicatrice Au lieu d'un dispositif de formation d'image thermique, on pourrait utiliser un intensificateur d'image en combinaison avec le tube cathodique 40. Le tube cathodique 40 est commandé par ses bobi- nes X et Y et la configuration qui est ainsi produite sur l'écran du tube cathodique est superposée optiquement au champ visuel que procure le miroir supérieur 30, tandis que le convertisseur-35 et la caméra de télévision 37 sont com- mandés de façon à fournir la marque de pointage en générant des impulsions vidéo d'augmentation de luminosité, synchro- nisées avec le balayage par trame On utilise le signal vidéo composite pour générer l'image de sortie. Dans ce cas, les dispositifs de visée et de poin- tage peuvent présenter des différences ou des erreurs d'ali- gnement en site, soit à cause d'erreurs dans les liaisons ou les asservissements, soit du fait que la ligne de visée de l'un des dispositifs est stabilisée par rapport au mouvement du véhicule, tandis que celle de l'autre suit le mouvement du véhicule, et c'est pour résoudre ce problème qu'on utili- se l'invention - On peut inclure des procédures d'étalonnage dans le système de l'invention, pour régler la position de la marque indicatrice ou de pointage, afin de tenir compte des distorsions inhérentes éventuelles du champ de l'image dans le champ de vision On réalise ceci simplement en fournis- sant à l'unité de traitement 20 des données établissant une corrélation entre l'angle de site, sur toute sa plage de variation, et le signal de position de la marque indicatrice. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Système ( 10) comprenant un dispositif pointé ( 11) monté sur tourillons et ayant une direction de pointage ( 12); un dispositif de visée ( 14) monté sur tourillons et ayant une ligne de visée ( 15); un dispositif de présenta- tion visuelle ( 16) qui fournit une image du champ visuel contenant la ligne de visée ( 15); des moyens d'entraînement qui sont connectés au dispositif pointé ( 11) de façon à modifier l'angle de site de la direction de pointage ( 12) une liaison de poursuite ( 13) qui interconnecte le disposi- tif pointé ( 11) et le dispositif de visée ( 14) pour donner une correspondance approximative, en site, entre la direc- tion de pointage ( 12) et la ligne de visée ( 15), caractérisé en ce qu'il comporte un premier capteur de site ( 18) associé au dispositif pointé ( 11) pour mesurer avec précision son angle de site par rapport à une référence, et un second capteur de site ( 19) associé au dispositif de visée ( 14) pour mesurer avec précision l'angle de site de ce dernier par rapport à la référence; et en ce que le dispositif de présentation visuelle ( 16) comprend des moyens électroni- ques ( 28) qui génèrent une marque indicatrice désignant la direction de pointage ( 12), et il existe un dispositif électronique de traitement ( 20) qui fonctionne conformément aux mesures des capteurs ( 18, 19) de façon à dévier la mar- que indicatrice générée électroniquement sur le dispositif de présentation visuelle ( 16), pour désigner avec précision la direction de pointage ( 12) du dispositif pointé ( 11), afin de compenser le jeu et l'inertie de la liaison de pour- suite ( 13), pour l'axe de site, et le défaut de parallélisme des tourillons, pour l'axe d'azimut. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de présentation visuelle ( 16) com- prend un tube cathodique ( 28, 40) dans lequel la marque indicatrice est générée, et le dispositif électronique de traitement ( 20) est connecté aux circuits d'attaque X et Y de ce tube cathodique ( 28, 40) pour dévier conformément aux mesures des capteurs ( 18, 19) la marque indicatrice générée et des moyens optiques de combinaison d'image ( 27, 31) qui sont conçus de façon à combiner la présentation faite sur l'écran cathodique avec l'image du champ visuel. 3 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de présentation visuelle ( 16)-com- prend une caméra de télévision ( 37) qui est sensible au champ visuel, et le dispositif électronique de traitement ( 20) est conçu de façon à produire la marque indicatrice-en générant des impulsions vidéo d'augmentation de luminosité, synchronisées avec le balayage par trame de la caméra de télévision ( 37), tandis que le signal vidéo composite est appliqué à un moniteur à balayage par trame ( 38) pour être présenté sur ce dernier. 4 Système selon l'une quelconque des revendica- tiens 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de visée consiste en un dispositif de formation d'image thermique ou en un intensificateur d'image ( 33). Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'un des dispositifs montés sur tourillons est stabilisé en élévation et l'autre n'est pas stabilisé.