Brevet FR2572541A1 — publié le 19860502

DISPOSITIF POUR L'IDENTIFICATION OPTIQUE DE CIBLES MOBILES La présente invention a pour objet un dispositif pour l'identification optique de cibles mobiles grâce à un montage de plusieurs détecteurs avec sensibilité spectrale déterminée relativement à l'axe optique d'une optique de réception, où les signaux de sortie des détecteurs sont amenés par des commutateurs à seuil à un circuit de traitement des signaux. Des dispositifs de ce genre servent à la détection d'une cible qui se déplace devant un arriere-plan fixe et qui se trouve dans la zone d'action d'une arme. Si l'arme présente un moyen de detection, par exemple optique, à l'intérieur de sa zone d'action, la ppsition de la cible possible pour ce qui est de la direction d'action de l'arme peut être déterminée. Pour cela, on utilise des systèmes travaillant selon un procédé actif ou passif, selon qu'ils emploient ou non une source lumineuse pour le repérage de la cible. Dans le cas du procédé passif, le rayonnement provenant de la cible peut etre utilisé dans la gamme infrarouge pour différencier la cible de son arrièreplan.Pour la réception du rayonnement infrarouge, le dispositif comporte un objectif équipé d'un filtre présentant une sensibilité spectrale pour la plage utilisée de longueur d'onde lumineuse. A peu près dans la zone du plan focal de l' objectif sont placés des détecteurs photo-électriques disposés symétriquement par rapport à l'axe optique, qui correspond à la direction d'action de l'arme. Un dispositif de ce genre est connu d'après le brevet DE-No 26 14 055, dans lequel une multiplicité de détecteurs sont employés pour différencier nettement des cibles se trouvant dans la zone d'action et plus grandes qu'une grandeur de référence de cibles égales ou plus petites que cette grandeur de référence. Pour cela, une grande quantité de détecteurs est cependant nécessaire, d'où une dépense importante pour le circuit qui traite les signaux. Une sélection de la cible d'après sa taille, son éloignement et sa vitesse de déplacement n'est pas possible. Un système photo-électrique pour le repérage angulaire d'une cible est décrit dans la demande de brevet DE No 25 54 846. Ce dispositif fonctionne avec un détecteur à quatre quadrants permettant la détection de la dérive en hauteur et latérale du centre de gravité de la cible par rapport à l'axe de vision. Une identification de la grandeur ou de l'éloignement de la cible et de sa vitesse n'est pas plus possible que la reconnaissance de perturbations qui seraient produites, par exemple, par des animaux ou des chutes de branches. La présente invention s'est fixé pour tache de réaliser un dispositif pour le déclenchement d'une arme, permettant, grace à un petit nombre de détecteurs et à une évaluation simple des signaux, l'identification et la classification d'une cible mobile d'après sa grandeur ou son éloignement, et d'après sa vitesse tangentielle par rapport à l'arme. Ce problème est résolu conformément à l'invention par les caractéristiques suivantes - un premier et un second détecteurs sont disposés décalés horizontalement et latéralement par rapport à l'axe d'une optique de réception, à une distance déterminée, - un troisième détecteur est disposé verticalement à une distance au-des sus d'un quatrième détecteur verticalement au-dessous du deuxième détecteur à une certainedistance, - les signaux de sortie de tous les détecteurs sont amenés par des amplificateurs réglables, - les signaux amplifiés des deuxième et troisième détecteurs sont, de même que les signaux amplifiés des deuxième et quatrième détecteurs, envoyés chacun à un comparateur et les signaux de sortie des comparateurs sont reliés à un circuit logique de comparaison, - les signaux de sortie des premier et deuxième détecteurs sont, d'une manière qui est au fond connue, exploités pour la mesure de la vitesse angulaire (W) de la cible mobile, - le signal de sortie du circuit logique de comparaison et la grandeur de la vitesse angulaire () sont combinés entre eux dans un circuit d'allumage qui commande l'amorçage d'un détonateur. Une forme avantageuse de l'invention est la disposition symétrique spéculaire de deux groupes de détecteurs selon la revendication principale et de leur traitement commun des signaux pour produire un signal d'allumage. I1 est en outre avantageux de relier tous les détecteurs, par l'intermédiaire d'un multiplexeur et d'un convertisseur analogique-numérique, à un microprocesseur qui, commandé lui même- par programme, conduit à un déclenchement du détonateur par un circuit d'allumage. Un exemple d'exécution de l'invention, représenté par le dessin, est décrit de plus près dans ce qui suit. Le dessin mon tre Fig. 1 une disposition de détecteurs pour l'identification d'une cible mobile; Fig. 2 un exemple de circuit d'exploitation des signaux pour la disposition indiquée des détecteurs; Fig. 3 une illustration schématique d'une cible mobile sur le groupe de détecteurs; Fig. 4 un autre exemple de circuit de traitement des signaux. Sur la Fig. 1 la disposition, conforme à l'invention, des détecteurs S1, S2, S3 et S4, respectivement S'1, S'2, S'3 et S'4, est représentée par rapport à l'axe optique 3 de l'objectif de réception 2. Les détecteurs S1 et 52 se trouvent sur une ligne horizontale 4 dans la zone du plan focal de l'objectif 2. Le détecteur S1, placé plus près de l'axe optique 3, présente par rapport à cet axe un écart a qui est essentiellement déterminé par l'angle de jet de l'arme vis-à-vis de la cible 1 qui se déplace à la vitesse V. L'écart d entre les détecteurs S1 et S2 est choisi aussi grand que possible dans le cadre des limites imposées par les cotes de montage des composants utilisés, car cette distance d influe directement, lors de l'exploitation des signaux de sortie des capteurs S1 et S2, sur le calcul de la vitesse angulaire Cx. Sur l'axe vertical imaginaire qui traverse le détecteur S2 se trouve, à une distance h au-dessus de celui-ci, le détecteur S3; cette distance h est fonction de la distance focale de l'objectif 2 qui donne la hauteur de cible détectable maximale ou, respectivement, pour une hauteur de cible donnée, la distance maximale de l'arme à la cible. Verticalement au-dessous du détecteur S2 est disposé, à une distance l,le détecseur S4, cette distance 1 représentant une mesure de la distance minimale de l'arme à la cible. Symétriquement au premier groupe décrit de quatre détecteurs S1... S4 est prévu, symétriquement à celui-ci par rapport à la ligne verticale 5, traversant l'axe optique 3, un autre groupe de détecteurs S'1 ... S'4 semblables, pour permettre la détection de cibles des deux côtés. La Fig. 2 montre un circuit simplifié d'exploitation de signaux pour quatre ou, respectivement, huit détecteurs S1... S4, S'1... S'4. Pour simplifier, seule est expliquée la fonction du circuit pour les- quatre premiers détecteurs, puisque celle-ci s'applique de même façon à la disposition symétrique des autres détecteurs. Les signaux de sortie des détecteurs S1, S2 et S3 sont amenes aux amplificateurs V1, V2 et V3 qui, par exemple, donnent un gain typique des signaux de 60 décibels pour une gamme de fréquence de i ' f.c 30 Hz. Les signaux amplifiés 12 et 13 des détecteurs S1 et S2 sont amenés à un premier comparateur K1 et, de même, les signaux amplifiés 12 et 14 des détecteurs S2 et S4 à un autre comparateur semblable K2. Les signaux 21 et 22 de sortie de ces comparateurs sont amenés à un élément logique G dont le signal de sortie 23 constitue une grandeur qui, en tant que signal d'entrée du circuit d'allumage Z, représente une mesure de la hauteur de cible ou de la distance de la cible. Un exemple éclairera mieux la circulation des signaux: Si une cible 1, telle que représentée sur la Fig. 3, se déplace dans le champ visuel des détecteurs S1,... S4, les détecteurs S2, S3 l'indiquent par un niveau élevé des signaux d'entrée 12 et 13 et par un niveau plus faible du signal d'entrée 14 aux comparateurs K1 et K2. Conformément au câblage des comparateurs K1 et K2, ceci provoque, aux signaux de sortie 21 et 22 des dits comparateurs, l'apparition d'un niveau logique 1 élevé, et si l'on emploie une porte ET au lieu de l'élément logique G, au signal de sortie 23 de cet élément logique on a également un niveau logique 1 élevé.Si, par contre, seul l'un des détecteurs indique un niveau élevé de signal, ceci peut être interprété, par l'exploitation des signaux, comme l'un des cas suivants : perturbation, ou cible trop petite, ou cible trop éloignée. Au contraire, si les trois détecteurs S2, S3 et S4 répondent, ceci signifie que la cible passe trop près de l'arme. Dans ces deux derniers cas, on a au signal de sortie 23 de l'élément logique G un niveau bas ou "0 logique", qui empêche le déclenchement du circuit d'allumage Z. Les signaux de sortie 15 et 16 des détecteurs S3 et S1 sont également amplifiés par V4 et V5, puis exploités dans un différentiateur 6, connu par la demande de brevet DE No 34 04 402.7-35, compte tenu de l'écart d entre les détecteurs et de la différence de durée de propagation des signaux entre les détecteurs S1 et S2. La grandeur t de signal qui s'ensuit, qui représente une mesure de la vitesse angulaire de la cible mobile 1, est amenée comme deuxième signal d'entrée au circuit d'allumage Z. Celui-ci combine alors, d'une façon connue, les signaux de sortie des deux groupes de détecteurs S1 ... 54 et S'1 ... S'4, syanétriques entre eux, et provoque > en cas de combinaison correspondante des signaux d'entrée 23, Lu ou 23t ' un déclenchement du détonateur D. I1 est également possible, à l'aide du circuit d'allumage Z, en cas de présence simultanée de combinaisons de signaux, menant à un allumage, des deux groupes de détecteurs, de detecter ceux-ci comme une perturbation et d'empêcher un allumage. La grandeur de la vitesse angulaire W ou ' entraxe également, dans les cas où elle serait supérieure ou inférieure à un seuil réglable déterminé, une interdiction de déclenchement de l'allumage dans le circuit d'allumage Z, car ceci doit être compris comme un objet se déplaçant trop lentement ou trop rapidement. La Fig. 3 représente une cible 1 se déplaçant tangentiellement à la direction d'observation des détecteurs S1... S4, S'1... S'4, cible qui a été captée par les détecteurs S1, S2 et S3, tandis que le détecteur S4 capte le milieu environnant devant la cible. A l'aide du traitement des signaux décrits ci-dessus, la cible I est identifiée par les détecteurs S2 et S3 en tant qu'objet de la hauteur nécessaire, se trouvant en outre dans la zone d'éloignement voulue. Si, au surplus, la vitesse angulaire captée par les détecteurs S1 et S2 se trouve dans la plage de tolérance, ceci entraîne le déclenchement. La Fig. 4 montre un exemple d'une autre forme d1exécution de l'invention. Ici, les signaux de sortie des huit détecteurs, ceux-ci étant disposés comme le représente la Fig. 1, sont amenés, par l'intermédiaire d'amplificateurs réglables, à un multiplexeur MUX auquel est connecté un convertisseur ana logique-oumérique ADC. Les sorties du convertisseur analogique-numérique sont amenées, par des lignes de données, d'adresses et de commandes, à un microprocesseur MP et à une ou plusieurs mémoires SP. Le traitement des signaux dans le microprocesseur MP est commandé par programme selon le même principe que pour l'exécution sus-indiquée de circuits discrets et entrasse, pour une combinaison correspondante des signaux de détecteurs, un déclenchement de l'allumage au circuit d'allumage Z. L'avantage particulier du dispositif conforme à l'invention est à considérer dans le fait que, par un petit nombre seulement de détecteurs et une dépense minimale de circuits d'exploitation, on atteint à une probabilité si élevée pour la détection de cibles possibles par rapport à des grandeurs indésirables de dérangement, qu'un déclenchement de l'arme pour des objets perturbateurs peut être pratiquement exclu. Revendications 1. Dispositif pour l'identification optique de cibles mobiles gracie à une disposition de plusieurs détecteurs d'une sensibilité spectrale déterminée, relativement à l'axe optique d'une opti que de réception, les signaux de sortie des détecteurs étant amenés, par des commutateurs à seuil, à un circuit de trai tement des signaux, caractérisé par les particularités sui vantes - un premier (S1) et un second (S2) détecteurs sont disposés décalés (a) horizontalement et latéralement par rapport à l'axe (3) d'une optique de réception (2), à une distance dé terminée (d), - un troisième détecteur (53) est disposé verticalement à une distance (h) au-dessus d'un quatrième détecteur (S4) verti calement au-dessous du deuxième détecteur (S2) à une dis tance (1), - les signaux de sortie de tous les détecteurs (S1, S2, S3, S4) sont amenés par des amplificateurs réglables (V1, V2, V3, V4, V5), - les signaux amplifiés (12, 13) des deuxième et troisième détecteurs (S2, S3) sont, de même que les signaux amplifiés (12, 14) des deuxième et quatrième détecteurs (S2, S4) en voyés chacun à un comparateur (K1, K2) et les signaux de sortie (21, 22) des comparateurs (K1, K2) sont reliés à un circuit logique de comparaison (G), - les signaux de sortie (15, 16) des premier et deuxième dé tecteurs (S1, 52) sont, d'une manière qui est au fond connue, exploités pour la mesure de la vitesse angulaire (w) de la cible mobile (1), - le signal de sortie (23) du circuit logique de comparaison (G) et la grandeur de la vitesse angulaire (Q) sont combi nés entre eux dans un circuit d'allumage (Z) qui commande l'amorçage d'un détonateur (D). 2. Dispositif pour l'identification optique de cibles mobiles selon revendication 1, caractérisé par le fait que sont amenés au circuit d'allumage (Z) les signaux de sortie d'un circuit logi que de comparaison (G') et la grandeur (W') de la vitesse angulaire d'une combinaison spéculaire, symétriqué au groupe de détecteurs (S1, S2, S3, S4) par rapport à une ligne menée verticalement par l'axe optique (3), d'autres détecteurs (S' 1, S'2, S'3 > S'4) avec leur traitement de signaux (V'1, V'2, V'3, V'5;; K'1, K'2), ceux-ci étant combinés logiquement aux si gnaux de sortie (23,w ) des premiers détecteurs (S1, S2, S3, S4) pour produire un signal d'allumage pour le détonateur (D). 3. Dispositif pour l'identification optique de cibles mobiles selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les signaux de sortie des détecteurs (S1... S4, S'1... S'4) sont amenés, par l'intermédiaire d'amplificateurs réglables (V1... V4, V'1... V'4), àun multiplexeur (MUX) auquel est connecté un convertisseur analogique numérique (ADC) dont les sorties sont reliées, par des lignes d'adresses, de données et de commandes, aussi bien à un microprocesseur (MP) qu'à une ou plusieurs mémoires (SP), le microprocesseur (MP) servant à la commande d'un circuit d'allumage (Z) et, par voie de conséquence, au déclenchement d'un détonateur (D).