Brevet FR2529660A2 — publié le 19840106

FR 2529660 A2 19840106 FR 8211469 A 19820630 Procédé de formation d'une cible fictive, modifiée suivant le terrain, dans un appareil pour l'entraînement au pointage de cibles. La présente addition concerne des perfectionnements à l'invention décrite et revendiquée dans le brevet principal, concernant la formation d'une cible fictive dans l'entraînement au pointage de cibles. Le brevet principal décrit, dans plusieurs formes de réalisation, un procédé de formation d'une cible fictive dans un appareil pour l'entraînement au pointage de cibles qui a l'intérêt de permettre la figuration d'une cible non ponctuelle, symbolisée suivant une forme proche d'une cible réelle dans le champ observé par le tireur. Cependant, la présente addition vise à reproduire encore plus exactement les conditions réelles de déplacement d'une telle cible lorsqu'elle est supposée passer derrière des obstacles. A cette fin, quand une cible fictive constituée suivant le brevet principal approche d'un obstacle dans le champ visuel du tireur, elle permet éventuellement de masques partiellement ou complètement la cible figurée, en faisant la distinction entre le cas où la cible fictive passe devant cet obstacle et le cas où elle passe derrière. Selon l'invention, le procédé de formation de cibles fictives dans un appareil d'entraînement au pointage selon le brevet principal, consistant à enregistrer et à produire des signaux de cible définissant des images successives d'une cible fictive non ponctuelle en fonction de sa forme et de son évolution, au moins en distance de l'appareil et/ou en position angulaire par rapport à un axe de visée, chacune des images successives de cible etant définie par une succession de segments représentEs par un point lumineux déplacé sur un écran sous la commande desdits signaux de cible, est caractérisé en ce qu'il consiste en outre à modifier les signaux de cible en fonction des données de terrain préalablement enregistrées. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil est caractérisé en ce que l'extinction du point lumineux est déterminée en calculant le temps au bout duquel le segment de cible intersecte la corde joignant les points du contour de masque de mêmes ordonnées. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente schématiquement les dispositifs électroniques utilisés pour la formation de la cible fictive la figure 2 montre un exemple des images produites la figure 3 illustre une méthode d'enregistrement de la topographie du terrain la figure 4 montre un autre exemple d'image représentée par l'appareil ; et la figure 5 illustre la correction d'une cible fictive par un masque. L'appareil utilisé selon l'invention comporte, selon la figure 1, les mêmes dispositifs essentiels que celui du brevet principal. On y retrouve ainsi un tube cathodique 9 du type "f lying spot", avec son écran 11, et le calculateur 15 par lequel sont produits des signaux de cible transmis à un interface 16 pour la commande du tube 9. Les images formées sur l'écran 11 du tube 9 sont exploitées comme il a déjà été décrit dans le brevet principal, notamment par un ensemble optique qui permet de les projeter dans le champ visuel du tireur, en superposition avec le paysage observé, et dont la description ne sera pas reprise ici. On rappellera d'une manière plus détaillée comment sont constituées les images de cible sur l'écran 11 du tube cathodique 9 (figure 1). On rappellera tout d'abord que d'une manière générale le déplacement du point lumineux sur l'écran est assuré à une vitesse constante prédéterminée suffisante pour que le temps nécessaire à la constitution de chaque image de cible soit inférieur au temps de persistance des images rétiniennes, et que de plus, on fait se succéder les images de cible sur l'écran à un rythme suffisamment rapide, par rapport à la rémanence de l'écran, pour assurer la persistance lumineuse sur l'écran d'une image à la suivante. Les différentes images sont définies par des signaux de cible qui sont élaborés par le calculateur à microprocesseur 15 à partir d'informations introduites en 20 et définissant la forme de la cible et son évolution et à partir des informations sur les mouvements de l'appareil de visée fournis par le dispositif de détection du mouvement de l'arme 14. Le tracé du point lumineux sur l'écran est constitué par une série de segments linéaires successifs et, sur ce tracé, la cible fictive est dessinée par un certain nombre de ces segments rectilignes le long desquels le point se déplace en conservant une intensité lumineuse continue. On a représenté ainsi sur la figure 2 un ensemble de segments constituant une image de cible ayant le profil d'un char. Pour chaque segment i de chaque image, les signaux de cible produits par le calculateur 15 comportent des informations traduisant la longueur du segment par le temps de déplacement du point lumineux pour décrire ce segment et la pente angulaire du segment par les dérivées par rapport au temps de deux coordonnées rectangulaires x et y définis- sant la position du point lumineux. Ainsi, ces signaux comprennent plus exactement la vitesse de déplacement du point lumineux selon l'axe des x, soit xli, sa vitesse de déplacement selon l'axe des y, soit Yli, et la durée de la génération du segment i soit Ati. Les signaux de ces trois groupes sont transmis à l'interface 16 qui fournit les signaux de commande au tube cathodique 9. Ces signaux commandent les intensités de courant traversant les enroulements 17 et 18 qui dévient le faisceau d'électrons dans le tube 9, respectivement selon l'axe des x et selon l'axe des y. Ils sont obtenus dans l'interface 16, pour chaque segment i, respectivement par intégration de x'i et par intégration de y'i pendant le temps Ati. Une ligne 19 retransmet de l'interface au calculateur un signal indiquant la fin du temps Ati alloué pour la constitution d'un segment i et le calculateur peut alors transmettre les valeurs x'i, y'i et Ati correspondant au segment suivant.Pendant que l'interface 16 commande le déplacement du point lumineux sur chaque segment en fonction des signaux de cible, le calculateur 15 produit les signaux correspondant à l'image de cible suivante d'après la position du char sur le terrain (orientation, vitesse, trajectoire qui lui a été assignée) et en tenant compte des déplacements éventuels de l'arme. Dans la réalisation selon la présente invention, on a en outre prévu de pouvoir intervenir sur les signaux de cible et la représentation des images successives de la cible fictive en fonction du terrain observé par le champ de visée et des obstacles que rencontrerait une cible réelle correspondant à cette cible fictive. Cette intervention s'effectue par commande d'une extinction du point lumineux sur certaines parties de son trajet. C'est pourquoi l'on a représenté sur la figure 1 la grille 21 du tube cathodique, ainsi qu'une ligne 22 reliant le calculateur 15 à cette grille pour commander l'émission du faisceau cathodique et son extinction.La détermination des fractions du trajet sur lesquelles il doit y avoir extinction implique une comparaison qui s'effectue dans le calculateur 15 entre les informations relatives à la cible et des données pré-enregistrées définissant le terrain et ses obstacles. Les informations pré-enregistrées sont introduites en 23 dans le calculateur. L'enregistrement de ces informations s'effectue en général par l'instructeur, avant le tir. On peut ainsi enregistrer des données de terrain d'après un relevé topographique qui peut être effectué selon toute méthode connue, permettant de caractériser chaque point du terrain dans les données de terrain, par sa distance par rapport à l'arme et sa position angulaire par rapport à l'axe de visée, généralement par le site et le gisement. On a decrit par exemple dans le brevet US 4 068 393 la mémorisation de données de terrain par un procédé utilisant une représentation simplifiée du terrain. La figure 4 illustre une représentation encore plus simple où le terrain est symbolisé par un seul plan P que l'on caractérise par deux angles a et ss. L'angle a est l'angle que fait le plan P avec le plan vertical Q inclinant l'axe de visée AV lorsqu'il est orienté vers la centre du champ de manoeuvre. L'angle ss est celui que fait le plan P avec le plan vertical P perpendiculaire au plan Q dont l'intersection avec leiplan P est située au milieu du champ de manoeuvre. On enregistre en plus la distance dm entre l'arme A et le plan P au centre du champ de manoeuvre. A partir de telles données, introduites par l'instructeur en 23, le calculateur peut modifier les signaux de cible pour agir sur l'image d'une cible fictive correspon dant sensiblement à la même distance d de l'arme. Pour cet m te comparaison on se réfère à un point origine de l'image de cible, avantageusement situe sur le segment de la ligne de base de l'image de char 24. Pour modifier l'image de manière à la faire apparaître inclinée selon l'orientation du plan P, on corrige les inclinaisons des différents segments qui la constituent, en fonction de l'angle ss pour l'inclinaison dans le plan de l'écran et en fonction de l'angle a pour l'effet de perspective. L'enregistrement des données de terrain introduites en 23 peut être réalisé à tout moment, éventuellement bien avant la période de tir, avec mémorisation sur support magnétique. Pour permettre lors de la séance d'entraînement de superposer le terrain enregistré avec le terrain réel observé par le tireur, l'instructeur initialise le simulateur par une visée optique précise sur un repère de référence spécialement choisi sur le terrain. Pour parfaire encore le réalisme de la figuration, on peut évaluer, par exemple suivant des relevés topographiques, les valeurs dm, a et ss en différents points du champ, les enregistrer comme données de terrain, et les utiliser pour modifier l'image de cible de manière différente au fur et à mesure de ses déplacements sur le terrain. Un autre procédé qui sera décrit plus complètement ci-après consiste à relever directement au moyen de l'appareil, les obstacles visibles sur le terrain réel. Pour chaque obstacle derrière lequel lacible est susceptible de se cacher, on définit un masque, par sa distance de l'arme et par son contour extérieur en position angulaire par rapport à l'axe de visée. Ceci est illustré en faisant référence à la figure 4 sur laquelle on a représenté les images présentées à la vue du tireur et comprenant d'une part une cible fictive figurant un char 24 et d'autre part un terrain réel comportant entre autre un obstacle 25, constitué par exemple par un arhr, à partir duquel est défini un masque. Chaque masque est considéré comme une surface de contour quelconque située à une distance donnée, déterminée à vue par l'instructeur, par télémétrie ou par lecture d'une carte. On peut également tenir compte de ltépaisseur du masque Adm connue ou lue sur une carte. Pour définir le contour, on utilise un index mobile généré dans optique de visée du système (point lumineux pilotable généré par le tube "flying spot" par exemple) au moyen duquel on décrit le contour extérieur du masque observé dans le champ de viséé. Le calculateur mémorise en permanence les coordonnées du point lumineux. Lorsque le contour est entièrement décrit, on lui adjoint la valeur de la distance du masque (dm). Le calculateur traite les valeurs enregistrées et élabore une table dans laquelle à chaque valeur d'ordonnée Ym sont associées des valeurs d'abcisse Xm caractéristiques de l'apparence du masque M 25 (figure 5). Les masques sont enregistrés les uns après les autres au cours dlune même manipulation, l'axe de visée de la lunette du simulateur à travers laquelle ils sont visibles étant fixe et pointé sur un repère précis connu (existant sur le terrain, ou rapporté tel qu'un piquet) situé à une distance quelconque. Mais on ne relève là que les obstacles relativement proches, et non ceux qui sont sans intérêt, étant situés au-delà de la distance d'évolution de la cible fictive. Si l'on désire enregistrer un masque à partir d'un obstacle situé en dehors du champ de la lunette, parce qu'il se trouve tout de même dans la zone de manoeuvre de ia cible fictive, il peut être enregistré en déplaçant le champ de la lunette d'une valeur connue par rapport au repère. Les enregistrements sont effectués avant les seances d'instruction et mémorisés sur un support non volatil (cassettes magnétiques). Au moment de l'instruction ils sont restitués en mémoire du calculateur, et une initialisation sur le repère précis est effectuée pour superposer correctement les masques enregistrés sur les obstacles réels, en site et,en gisement. Chaque masque après traitement est donc en mémoire sous la forme d'une distance dm et d'une série d'adresses Ym et de données Xm caractérisant les points du contour, donc les extrémités de segments d'ordonnée Ym, séparés par un pas (p) aussi petit que possible(par exemple 0,5 mrd). A partir de cette table de données sont produits des signaux de masque qui servent à corriger les signaux de cible définissant les segments des images de cible. Ainsi, après le calcul des segments de la cible fictive, le calculateur détermine le masque le plus proche dont la distance dm est inférieure à la distance dc de la cible par rapport à liar- me, et les segments pour lesquels pour lesquels les extrémités sont à l'intérieur du masque. Par exemple, pour un segment i dont les extrémités A et B sont définies par les coordonnées (Xil, Yil) et (Xi2, Yi2) (figure 5) pour Yil = Ym(k) est-ce que Xm(k, 1) Si non, le segment sera généré en entier. Si oui, le segment sera visualisé en partie (si une des deux conditions est remplie) ou totalement caché (si les deux conditions sont remplies). Dans le cas où le segment est partiellement vi sua- lisé le segment (i) est alors divisé en deux sous-segments dont un seul sera visualisé, celui qui est hors du masque M. L'extrémité commune des deux sous-segments est calculée dans ses coordonnées. Pour correspondre au point d'intersection entre le segment de cible AB considéré et la corde joignant les deux points C et D du contour du masque de même adresse (ou ordonnée) que les extrémités du segment, soit E (figure 5). De ce fait, il peut y avoir un leger recouvrement de segment visible sur le masque, mais ceci n'est pas gênant pour la simulation.Les coordonnées du point E sont déterminées par calcul et ainsi lorsqu'au bout d'un temps At Les segments (et sous-segments) successifs de la cible sont tous définis et générés au niveau de la commande de déviation du tube cathodique (bobinages 17, 18), qu'ils soient visibles ou non visibles. Lors de la génération d'un segment visible, la commande de la grille 21 permet au faisceau d'électronsde frapper l'écran recouvert de phosphore. Lors de la génération d'un segment non visible, la commande de grille 22, 21 bloque le faisceau d'électrons. On remarquera que la technique décrite pour masquer tout ou partie des cibles est tout à fait applicable au masquage des projectiles missiles et impacts. On remarquera aussi que l'image que l'on a décrite comme celle d'une seule cible fictive pourrait tout aussi bien se diviser en plusieurs cibles distinctes, séparées les unes des autres par des périodes d'extinction du point lumineux, de la meme manière que ce point est éteint soit lorsque la cible passe derrière un masque symbolisant un obstacle, soit lorsque le pinceau électronique a fini de décrire la cible d'une image et passe au début de l'image suivante. D'ailleurs et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation particulier qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple et aux variantes signalées. Bien d'autres variantes peuvent être apportées à la conception de chacun des éléments de l'appareil sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de formation de cible fictive dans un appareil d'entraînement au pointage selon le brevet principal, consistant à enregistrer et à produire des signaux de cible définissant des images successives d'une cible fictive non ponctuelle en fonction de sa forme et de son évolution, au moins en distance de l'appareil et/ou en position angulaire par rapport à un axe de visée, chacune des images successives de cible étant définie par une succession de segments représentés par un point lumineux déplacé sur un écran (11) sous la commande desdits signaux de cible, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à modifier les signaux de cible en fonction de données de terrain préalablement enregistrées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il consiste en outre à enregistrer des signaux de masque d'après des obstacles définis sur un terrain par au moins leur distance et leur contour en position angulaire par rapport à 1 axe de visee, à comparer les signaux de cible avec ces signaux de masque, et pour chacune des images de cible à commander ltextinction du point lumineux sur les parties du tracé où la distance donnée dans les signaux de cible est supérieure à celle du masque pour une position angulaire située à l'intérieur du contour de ce dernier. 3. Procéde de formation de cible fictive selon la revendication 2, caractérisé en ce que la comparaison est effectuée en comparant les abscisses des points d'extrémité d'un segment de cible AB avec les abscisses des points d'extrémité d'un segment CD joignant les points du contour du masque enregistré dont les ordonnées sont identiques à celles du segment de cible, pour commander l'extinction du point lumineux sur tout ou partie du segment de cible lorsque l'une au moins des abscisses du segment de cible est à l'intérieur du contour du masque par rapport aux abscisses du segment de masque. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extinction du point lumineux est déterminée en calculant le temps au bout duquel le segment de cible intersecte la corde joignant les points du contour de masque de memes ordonnées. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on modifie l'inclinaison de segments constituant l'image de cible par des angles de pente du terrain préalablementenregistrés. 6. Appareil permettant la formation d'une cible fictive comportant un écran de visualisation d'images lumineuses (11), un calculateur (25)élaborant des signaux de cible définissant des images successives d'une cible fictive non ponctuelle sous forme d'une série de segments linéaires, en fonction de sa forme et de son évolution, au moins en distance et/ou en position angulaire par rapport à son axe et un point de réference, un interface (16) traitant les signaux du calculateur pour élaborer des signaux de commande de déplacement du point lumineux sur l'écran, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (23) pour enregistrer des données du terrain et des moyens internes au calculateur (15) pour intervenir sur les signaux de cible en fonction desdites données de terrain. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (23) pour enregistrer des signaux de masque donnant la distance et la position angulaire d'obstacles relevés sur le terrain, des moyens (15) de comparaison entre lesdits signaux de cible et des signaux de masque pré-enregistrés, et des moyens (22, 21) pour commander en fonction de ladite comparaison, l'extinction du point lumineux lorsque la distance définie par les signaux de cible est supérieure à celle du masque pour une position angulaire située à l'intérieur du contour de ce dernier. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (20) pour enregistrer les signaux de cible, des moyens (23) pour enregistrer des données de terrain et des moyens pour modifier les signaux de cible de chaque image sous la commande de données de terrain pré-enregistrées.