Brevet FR2508622A1 — publié le 19821231

L'invention concerne un appareil de pointage servant à pointer une arme montée sur un véhicule, en particulier un engin blindé de combat et comportant (a) une hausse à laquelle l'arme est asservie, et qui I-al) peut tourner relativement à un support autour d'un axe de tangage et'un axe vertical, (a2) est stabilisée autour de l'axe de tangage et de l'axe vertical contre les mouvements du support, (a3) présente des moyens de prise de vues servant à prendre une image de champ visuel et à engendrer des signaux de champ visuel et (a4) comporte des moyens de reproduction d'image, (a41) auxquels sont amenés les signaux de champ visuel venant des moyens de prise de vue et (a42i qui présentent un écran pour la reproduction de l'image de champ visuel sur la base des signaux de champ visuel. I1 est connu de prévoir sur un engin blindé de combat une hausse que l'on aligne sur une cible pendant qu'un canon est asservi à la hausse, compte tenu éventuellement d'une dérive. La hausse est stabilisée vis-à-vis des mouvements d'un support, ici la tourelle de l'engin blindé de combat, autour de deux axes qui sont l'axe de tangage et l'axe vertical. Un mouvement de tangage de l'engin blindé de combat, l'inscription de celui-ci dans une courbe ou un mouvement de rotation de la tourelle n'ont pas d'influence sur l'orientation de la hausse dans l'espace. Par suite, l'axe de la hausse, c'est-à-dire le centre du réticule, reste immobile indépendamment de ces mouvements du véhicule. C'est le rôle du tireur d'amener le centre du réticule à coïncider avec la cible visée.Le canon suit alors -le mouvement de la hausse. I1 est connu aussi de prévoir sur la hausse des moyens de prise de vues pour prendre une image de champ visuel et engendrer des signaux de champ visuel. Dans l'appareil connu, on détecte alors une image de ra-yonne- ment thermique. Les signaux de champ visuel sont amenés à des moyens de reproduction d'image, qui fournissent sur un écran une image de champ visuel sous forme d'image de rayonnement thermique. Pour régler la hausse sur la cible, le tireur actionne une poignée de pointage sous la dépendance de l'écartement de la cible relativement au centre du réticule. Cela est très difficile en pratique. I1 est vrai que par la stabilisation de la hausse autour de l'axe de tangage et de l'axe vertical, le centre du réticule est découplé des mouvements de tangage et de lacet du véhicule. Toutefois, en cas de mouvement de roulis de l'engin, une image de cible située hors de ce centre exécute, dans le champ visuel observé par le tireur, des mouvements en arc de cercle autour du centre, de sorte que les coordonnées de l'image de cible varient continuellement. Or, c'est d'après ces coordonnées que doit s'effectuer la mise au point de la hausse sur la cible. L'invention a pour but, dans un appareil de pointage de l'espèce définie plus haut, d'éliminer l'influence des mouvements de roulis du véhicule sur le processus de pointage. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait (b) que l'appareil comporte un capteur qui réagit à l'angle de roulis du champ visuel détecté par la hausse et fournit un signal d'angle de roulis, (c) que les moyens de reproduction d'image comportent des moyens de transformation, (cl) auxquels sont appliqués les signaux de champ visuel et le signal d'angle de roulis, et (c2) qui engendrent, en partant de ces signaux, des signaux de champ visuel transformés, qui correspondent à une image de champ visuel déviée de l'angle de roulis, (d) que les moyens de reproduction d'image sont agencés pour engendrer sur l'écran une image de champ visuel correspondant aux signaux de champ visuel transformés, et (e) que l'appareil comporte des moyens de retransformation, (el) auxquels est appliqué le signal d'angle de roulis venant du capteur, (e2) auxquels peuvent être appliqués, en outre, des signaux de coordonnées d'écartement, (e3) et qui sont agencés pour retransformer des coordonnées d'écartement, d'un système solidaire de l'écran et dévié de l'angle de roulis à un système non dévié et pour engendrer des signaux de réglage final sur la base des coordonnées d'écartement retransformés. Pour le tireur, il se forme alors sur l'écran une image du champ visuel comme si la tourelle de l'engin, avec la hausse, était aussi stabilisée autour de l'axe de roulis. De cette image de champ visuel découplée des mouvements du véhicule peuvent etre tirés les mouvements de réglage final qui sont nécessaires pour mettre au point la hausse sur la cible. A cet effet, tout d'abord sont engendrés des signaux d'écartement qui correspondent à l'écarte- ment de la cible dans le champ visuel "découplé". Etant donné que ce champ visuel est immobil cela ne pose pas de problèmes. Toutefois, il faut que le mouvement de réglage final s'effectue dans le système qui se déplace avec le véhicule. I1 en est tenu compte automatiquement par la retransformation. Les signaux d'écartement peuvent être engendrés de façon classique par une poignée de pointage. Toutefois, une solution particulièrement avantageuse réside dans le fait (a) que l'écran est un écran actif qui, lorsqu'un point de l'écran entre en contact avec un organe marqueur agencé à cet effet, par exemple un photostyle, fournit des signaux représentant les coordonnées de ce point, (b) que ces signaux sont appliqués en tant que signaux de coordonnées d'écartement aux moyens de retransformation. Un exemple d'exécution de l'invention est expliqué plus précisément ci-après à propos des dessins, dans lesquels les figures 1A et B montrent schématiquement un engin blindé de combat et le champ visuel observé directement dans la hausse, dans le cas d'un dispositif de pointage, d'une part, sur terrain plat, d'autre part, avec inclinaison latérale la figure 2 est une vue en perspective schématique d'un engin blindé de combat avec canon, hausse et dispositif de pointage à écran la figure 3 est un schéma par blocs d'un dispositif de pointage, et les figures 4A et B sont des vues analogues à la figure 1 montrant un engin blindé de combat et le champ visuel observé par le tireur sur l'écran, dans le cas d'un dispositif de pointage selon l'invention. La figure 1A représente un engin blindé de combat 10 muni d'une tourelle 12, sur terrain plat. On a désigné par 14 l'horizon. Le tireur observe, à travers la hausse, un champ visuel 16 comportant une cible 18. La hausse comporte un réticule présentant une ligne horizontale 20 et une ligne verticale 22, qui se coupent en un centre 24. "Horizontal" et "vertical" se réfèrent à un système de coordonnées solidaire du véhicule, c'est-à-dire que la ligne horizontale 20 est parallèle à l'axe transversal 26 et la ligne verticale 22 parallèle à l'axe vertical 28 de l'engin 10. L'écartement de la cible 18, dans le système de coordonnées solidaire du véhicule, défini par les axes transversal et vertical et dans lequel s'effectue aussi la commande de la hausse pour l'alignement du centre 24 sur la cible 18, est définie par les coordonnées d'écarte ment X et X z y Sur la figure 1A, l'axe transversal 26 de l'engin 10 est parallèle à l'horizon 14 et l'axe vertical 28 est vertical. Sur la figure 1B, l'engin 10 se déplace sur une surface inclinée latéralement 30. Par la stabilisation, décrite plus loin, de la hausse autour de l'axe de tangage et de l'axe vertical, la position du centre 24 relativement à l'horizon 14 et à la cible 18 est inchangée. Les axes transversal et vertical 26, 28 et donc les lignes 20 et 22, par contre, sont inclinés de l'angle de roulis, respectivement relativement à l'horizon et à la verticale. Les coordonnées d'écartement de la cible 18 dans le système de coordonnées solidaire du véhicule sont devenues ss X et * X x . Par suite, lors de mouvements de roulis continuels y de l'engin 10 pendant la marche, les coordonnées d'écartement observées dans le système solidaire du véhicule et d'après lesquelles s'effectue la mise au point de la hausse varient continuellement.Pour le tireur, le problème qui se poserait pratiquement serait de faire coincider le centre 24 du réticule 20, 22 avec une cible qui se meut continuellement. La tourelle 12 de l'engin 10 peut tourner, relativement à l'infrastucture 32, autour de l'axe vertical 28, comme l'indique la flèche double 34 sur la figure 2. Dans la tourelle 12 est placé, comme arme, un canon 36 qui peut pivoter autour d'un axe 38 que l'on peut appeler axe transversal de la tourelle 12 tandis que l'axe 40, perpendiculaire au premier, constitue l'axe longitudinal de la tourelle 12. Le pivotement du canon 36 est assuré par un servomoteur 42 comme l'indique la flèche 44. On a désigné par 46 une hausse montée à cardan dans la tourelle 12. Un cadre 48 est monté de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical 50 parallèle à l'axe vertical 28 de l'engin 10 et de la tourelle 12 (sur la figure 2, les deux axes sont identiques), comme l'indique la flèche 52. Le réglage du cadre 48 autour de l'axe vertical 50 est assuré par un servomoteur 54. Dans le cadre 48, la hausse 46 est montée de manière à pouvoir tourner autour d'un axe de tangage 56, perpendiculaire à l'axe vertical 50. Cela est indiqué par la flèche 58. La rotation de la hausse 46 autour de l'axe de tangage 56 est assurée par un servomoteur 60. Les servomoteurs 54 et 60 sont commandés par des gyroscopes (de façon connue et donc non représentée), de telle sorte que la hausse 46 est découplée des mouvements de rotation de l'engin 10.La ligne visuelle 62 définie par le centre 24 du réticule 20, 22 de la hausse 46 reste fixe dans l'espace même quand l'engin 10 ou la tourelle 12 changent de position dans l'espace. Par des capteurs (non représentés), la position momentanée de la hausse 45 relativement à l'engin 10 est captée, En faisant tourner la tourelle 12 autour de l'axe vertical et en faisant pivoter le canon 36 autour de l'axe 38, on aligne le canon 36'sur la hausse 46 et on l'asservit à celle-ci. L'axe 38 est alors parallèle à l'axe 56 et correspond à l'"axe transversal" 26 des figures 1A et B. L'axe 40 forme l'"axe de roulis" et l'axe 50 correspond à l'"axe vertical" 28 des figures 1A et B. Un gyroscope gravitationnel 66, monté sur le canon 36, mesure, d'une part, l'angle d'élévation du canon 36 (non intéressant ici), et, d'autre part, l'angle de roulis. Le champ visuel observé par la hausse, et qui correspond à peu près au champ visuel 16 de la figure 1A ou B, est enregistré par des moyens de prise de vues 68 sous la forme d'une caméra de télévision, qui fournit des signaux de champ visuel. Les signaux de champ visuel sont amenés, comme l'indique la flèche 70, à des moyens de reproduction d'image 72. Les moyens 72 reçoivent le signal d'angle de roulis venant du gyroscope 66, comme l'indique la flèche 74. Etant donné l'alignement du canon 36 parallèlement à la hausse 46, le gyroscope 66 Joue en même temps le rôle d'un capteur qui répond à l'angle de roulis (autour de l'axe 37) du champ visuel 16 embrassé par la hausse 46. Les moyens de reproduction d'image 72 présentent un écran 76.Cet écran 76 reproduit une image de champ visuel sur la base des signaux de champ visuel, comme expliqué ci-après à propos des figures 3 et 4. L'écran 76 est ce qu'on appelle un "écran actif" qui, lorsqu'un point de l'écran 76 est en contact avec un organe marqueur agencé à cet effet, par exemple un photostyle, fournit des signaux qui représentent les coordonnées de ce point. La réception et le traitement des signaux sont illustrées par la figure 3 sous forme de schéma par blocs. La hausse 46, stabilisée comme on l'a dit autour de l'axe de tangage et de l'axe vertical et découplée des mouvements de l'engin 10, porte la caméra de télévision 68 qui prend une image du champ visuel 16, à peu près à la façon des figures 1A ou B. Le capteur (gyroscope gravitationnel) 66 fournit un signal d'angle de roulis qui représente l'angle de roulis autour de l'axe 37. Comme l'indiquent les flèches 78 et 80, les signaux de champ visuel de la caméra de télévision 68, c'est-à-dire l'information d'image que la caméra tire du champ visuel 16, et le signal d'angle de roulis sont amenés à des moyens de transformation 82. Les moyens de transformation 82 en tirent des signaux de champ visuel transformés qui correspondent à un champ visuel 84, dévié de l'angle de roulis (figure 4). Le champ visuel 84 est représenté sur l'écran 76, comme l'indique la flèche 86.Ce champ visuel est "droit" pour le tireur, même lorsque l'engin 10 est incliné latéralement (figure 4B). Le tireur voit l'horizon parallèle à l'axe transversal 38 et la verticale parallèle à l'axe vertical 28. Le tireur qui se déplace avec l'engin 10 voit le champ visuel 84 de façon largement indépendante des mouvements de roulis de l'engin 10. Il peut s'appuyer dans l'engin et marquer au moyen d'un photostyle l'endroit où la cible 18 est reproduite. L'écran actif 76 fournit alors, comme l'indique le bloc 88 de la figure 3, les coordonnées de ce point, c'est-à-dire les coordonnées d'écartement de la cible 18 relativement au centre 24 du réticule 20, 22. Ces coordonnées varient relativement lentement, à cause de l'élimination du mouvement de roulis, à savoir sur la base du mouvement relatif entre l'engin 10 et la cible 18. Le mouvement de réglage final de la hausse 46, par lequel il s'agit d'aligner la ligne de visée 62 sur la cible 18 et donc de faire coïncider le centre 24 du réticule 20, 22 avec la cible 18, s'effectue toutefois relativement à la tourelle 12. Par suite, les signaux destinés aux servomoteurs de réglage de la hausse 46 doivent représenter l'écartement de la cible dans un système de coordonnées solidaire de la tourelle. Les signaux de coordonnées d'écartement fournis par l'écran actif 76 et symbolisés sur la figure 3 par les flèches 90, 92 sont donc appliqués à des moyens de retransformation 94. Aux moyens de retransformation-96 est, en outre, appliqué le signal d'angle de roulis venant du capteur 66, comme l'indique la flèche 96. Les moyens de retransformation 94 sont agencés pour retransfor mer les coordonnées d'écartement 9 Xz', Xyt (figure 4) y d'un système solidaire de l'écran et dévié et l'angle de roulis et pour engendrer des signaux de réglage final symbolisés par les flèches 98 et 100, sur la base des coor données d'écartement retransformées /\z , ss X . Par z y ces signaux de réglage final, la hausse 46 est alignée, par sa ligne de visée 62, sur la cible 18. Le canon 36 est à nouveau asservi à la ligne de visée 62. Dans un mode d'exécution simplifié, on pourrait se passer d'un écran actif 76 et prévoir au lieu de cela un écran simple. D'après l'image observée sur l'écran, le tireur peut commander la hausse 46 manuellement au moyen d'une poignée de pointage. Les signaux de réglage final fournis par la poignée de pointage et qui correspondent à peu près aux signaux représentés sur la figure 3 par les flèches 90 et 92 sont retransformés, par les moyens de retransformation 94, en un système de coordonnées solidaire de la tourelle. Un autre avantage d'une telle exécution est que le tireur peut commander la hausse d'après une image de champ visuel indépendante du mouvement de roulis de l'engin. Naturellement, on perd l'avantage d'use introduction automatique des coordonnées d'écartement, assurée par l'écran actif. Les moyens de transformation 82, l'écran actif 76 et les moyens de retransformation 94 sont des composants ou circuits électroniques en eux-mêmes connus et ne sont donc pas décrits ici en détail. -REVENDICATIONS 1. Appareil de pointage servant à pointer une arme montée sur un véhicule, en particulier un engin blindé de combat et comportant (a) une hausse (46) à laquelle l'arme (36) est asservie, et qui (al) peut tourner relativement à un support (12) autour d'un axe de tangage et d'un axe vertical, (a2) est stabilisée autour. de l'axe de tangage (56) et de l'axe vertical (50) contre les mouvements du support (12), (a3) présente des moyens de prise de vues (68) servant à prendre une image de champ visuel (16) et à engendrer des signaux de champ visuel (78), et (a4) comporte des moyens de reproduction d'image, (a41) auxquels sont amenés les signaux de champ visuel venant des moyens de prise de vues (62), et (a42) qui présentent un écran (76) pour la reproduction de l'image de champ visuel sur la base des signaux de champ visuel, appareil caractérisé par le fait (b) qu'il comporte un capteur (66) qui réagit à l'angle de roulis du champ visuel (16) détecté par la hausse (46) et fournit un signal d'angle de roulis, (c) que les moyens de reproduction d'image comportent des moyens de transformation (82), (cl) auxquels sont appliqués les signaux de champ visuel et le signal d'angle de roulis, et (c2) qui engendrent, en partant de ces signaux, des signaux de champ visuel transformés qui correspondent à une image de champ visuel (84) déviée de l'angle de roulis, (d) que les moyens de reproduction d'image sont agencés pour engendrer sur l'écran (76)unie image de champ visuel (84) correspondant aux signaux de champ visuel transformés, et (e) que l'appareil comporte des moyens de retransformation (94), (el) auxquels est appliqué le signal d'angle de roulis venant du capteur, (e2) auxquels peuvent être appliqués, en outre, des signaux de coordonnées d'écartement (90, 92), (e3) et qui sont agencés pour retransformer des coordonnées d'écartement (# Xz', #Xy'), d'un système solidaire de l'écran et dévie de l'angle de roulis à un système non dévie et pour engendrer des signaux de réglage final sur la base des coordonnées d'écartement retransfor mées ( a xz A y 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait (a) que l'écran (76) est un écran actif qui, lorsqu'un point de l'écran entre en contact avec un organe marqueur agencé à cet effet, par exemple un photostyle, fournit des signaux représentant les coordonnées de ce point, (b) que ces signaux sont appliqués en tant que signaux de coordonnées d'écartement aux moyens de retransformation (94).