Brevet FR2593291A1 — publié le 19870724

I 2593291 La présente invention concerne un dispositif pour détecter un point déterminé dans un paysage perçu selon un rayonnement infra- rouge à large spectre, dispositif coopérant avec un système d'analyse de paysage par balayage destiné à faire converger en direction d'un circuit détecteur sensible audit rayonnement un faisceau issu succes- sivement de différentes régions du paysage. L'invention concerne aussi un système de guidage d'un mis- siLe sur une cible comportant un tel dispositif. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet n 2 465 188. Dans ce dispositif connu, Le point déterminé est un point chaud, ce qui permet de le détecter même s'il se trouve au voisinage d'objets de température plus basse que celle du point chaud, mais de grande surface. Si, par contre, dans le voisinage il y a des objets portés à haute température, il n'est plus possible de discerner le point. La présente invention propose un dispositif du genre men- tionné dans le préambule qui permet de discerner un point déterminé au milieu d'objets portés à haute température. Pour cela, un dispositif pour détecter un point déterminé dans un paysage perçu selon un rayonnement infrarouge est remarquable en ce qu'audit point déterminé est rattachée une source de rayonnement à spectre étroit compris dans le large spectre, tandis qu'au niveau du circuit détecteur, iL est prévu un montage de filtre optique pour laisser passer pendant une première partie de l'anaLyse le rayonnement à spectre étroit et en ce qu'il comporte des moyens de comparaison qui fournissent le signal de sortie du dispositif par la comparaison des analyses faites pendant ladite première partie et ceLles faites pen- dant la partie restante. La description suivante faite en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un système de guidage d'un missile sur une cible comportant un dispositif pour détecter un point déter- miné dans un paysage perçu seLon un rayonnement infrarouge conforme à l'invention. La figure 2 représente Le porte-filtres faisant partie du dispositif montré à la figure 1. La figure 3 représente en détail un circuit de guidage faisant partie du système montré à la figure 1. La figure 4 représente un premier mode de réalisation d'un circuit de comparaison convenant pour le dispositif de La figure 1. A la figure 1, on a représenté un système de guidage d'un missile M sur une cible C. Ce système est muni d'un dispositif 1 pour détecter un point déterminé, en l'occurrence le missile M, La détec- tion de ce point selon un processus qui sera décrit plus loin, se traduit par la présence d'un signal à La borne 2. Le missile M et la cible C font partie d'un paysage délimité, sur la figure 1, par une pyramide 3 dont le sommet O correspond au centre optique du système d'analyse de paysage 4 et dont la base est un rectangle R. Pour détecter des rayonnements infrarouges de longueur d'onde supérieure au micron (par exemple entre 8 et 14 microns), on ne peut pas faire appel aux dispositifs du genre "vidicon", on uti- lise alors des circuits détecteurs formés d'un nombre limité d'élé- ments sensibles au rayonnement. Pour percevoir selon ce rayonnement un paysage, on doit donc effectuer une analyse point par point de ce dernier. Au moyen du système d'analyse du paysage 4, on fait con- verger successivement sur un circuit détecteur 5, que l'on supposera formé d'un seul élément, un faisceau 6 provenant de différentes ré- gions du paysage. L'analyse se fait image par image et chaque image est elle-même analysée ligne par ligne en commençant par la ligne Ll,..., Ln,..., LM,..., ces lignes sont représentées sur le rec- tangle R. Un tel système d'analyse de paysage est décrit dans Le brevet français n0 2 245 970 déposé au nom de La Demanderesse. Le circuit détecteur 5 fournit un signal dont l'amplitude est liée à la 2593 291 luminance de l'objet perçu. Ce signal permet, par exemple, de visua- liser Le paysage sur l'écran d'un tube cathodique 10 dont La cathode est reliée à une borne de sortie 11 du dispositif 1; un dispositif de commande 12 fournit les signaux pour commander L'analyse du sys- tème 4 et pour faire dévier le faisceau électronique du tube catho- dique 10, de sorte qu'iL y a un synchronisme rigoureux entre les balayages du paysage et de La surface du tube cathodique. Pour guider le missile M, on a prévu un réticule qui est vu en surimpression sur l'image visualisée; la croisée de réticule est mise en coTncidence avec la cible vue sur l'écran. L'axe OC dans le paysage correspond à cette croisée du réticule. Cette croisée est définie par une Ligne LM de balayage et un temps TC à partir duquel les lignes de balayage démarrent. Le point déterminé correspondant donc au missile va être détecté dans une autre ligne et en un autre temps, de sorte qu'au moyen d'un circuit de guidage 14 qui détermine les coordonnées dudit point, il est possible de guider Le missile M sur la cible C en envoyant des signaux de guidage sur un fil 15 qui relie le missile M au circuit de guidage 14. Sur le missile, on a disposé sur des rétroréflecteurs "RF" pour réfléchir un rayonnement infrarouge de longueur d'onde À (81 o o Il est prévu, d'une part, au niveau du dispositif 1 un montage de filtre optique 20 pour Laisser passer une image sur deux le rayonne- ment à spectre étroit et, d'autre part, un circuit de comparaison 30 dont une entrée est reliée au circuit détecteur 5, dont la sortie constitue la sortie 2 du dispositif. Ce circuit 30 est destiné à comparer les signaux du circuit détecteur 5 lorsqu'on analyse unique- ment les signaux du rayonnement à spectre étroit et lorsqu'on analyse les signaux dûs au rayonnement à large spectre dans lequel on a réjecté le spectre étroit. Le montage de filtre optique 20 se compose d'un porte- filtres 31 de forme circulaire. La figure 2 montre le porte-filtres de face, alors que La figure 1 le montre de profil. Ce porte-filtres est entraîné par un moteur 32 d'une manière telle qu'il effectue des demitours successifs. Ainsi, les filtres 33 et 34 disposés à la périphérie de ce porte-filtres 31 s'interposent successivement dans Le trajet du faisceau 6 pour ne laisser passer que le rayonnement à À et pour réjecter ce même rayonnement de sorte qu'une image est vue par le circuit détecteur à travers le filtre 33, une deuxième à travers le filtre 34, La suivante à travers le filtre 33 et ainsi de suite. Le circuit de comparaison doit effectuer la comparaison entre deux images successives. L'une vue par l'intermédiaire d'un des filtres, l'autre par l'intermédiaire du deuxième filtre. Pour pouvoir effectuer cette comparaison, le circuit de comparaison est pourvu d'une mémoire 35 destinée à contenir toutes les informations concernant Les images vues, par exemple, à travers le filtre 33; l'entrée de cette mémoire 35 est reliée au circuit détecteur 5 par l'intermédiaire d'un contact d'un commutateur 36. Une première entrée d'un organe de soustraction 37 est aussi reliée au circuit détecteur 5 par l'intermédiaire d'un autre contact du commutateur 36. Le commutateur 36 est manoeuvré en synchronisme avec le porte-filtres 31 par des signaux fournis par le dispositif de commande 12, de sorte que lorsque le filtre 33 est mis en place, l'entrée de la mémoire 35 est connectée au circuit détecteur 5 et lorsque c'est le filtre 34 qui est mis en place, c'est la première entrée de l'or- gane 37 qui est connectée au circuit détecteur. La capacité de la mémoire est telle qu'elle peut contenir tous les éléments utiles se rapportant à une image. Toutes les deux images, l'organe de sous- traction 37 dont la deuxième entrée est reliée à la sortie de la mémoire 35 effectue la différence entre les éléments d'une image avec les éléments correspondants de L'autre image. Lorsque cette différence dépasse un certain seuil déterminé par le circuit à seuil 38, cela signifie que Le point déterminé est détecté. A la figure 3, on a représenté en détail le circuit de guidage 14. A partir du circuit de commande 12, on dérive des si- gnaux de début de trame correspondant au début du balayage d'une image et des signaux de début de lignes. Ces signaux, respectivement disponibles sur des fils 50 et 51, sont utilisés par le circuit de guidage 14. Ce circuit comporte un premier compteur 55 destiné à compter Les Lignes. Pour cela, son entrée de comptage est reLiée au fil 51 et il est remis à zéro par Les signaux disponibles sur Le fil 50. Un deuxième compteur 56 donne une mesure du temps qui s'é- coule à partir d'un début de ligne. Pour cela, il compte les signaux d'une horLoge 57 dont La fréquence est élevée par rapport à la fré- quence de Ligne, L'entrée de remise à zéro du compteur 56 est reliée au fil 51 pour être remis à zéro à chaque début de Ligne. On a prévu deux registres 60 et 61 dont Les entrées paraLLèLes sont reLiées respectivement aux sorties de compteurs 55 et 56. Les entrées pour enregistrement sont reliées à La borne 2, de sorte que dès que ce signal apparaît, iL y a transfert des contenus des compteurs 55 et 56 dans les registres 60 et 61. Des organes de soustraction 62 et 63 permettent d'élaborer La différence des coordonnées du missile M par rapport à la cibLe C, à partir de La valeur correspondant à La Ligne LM sur laqueLLe se place La croisée de réticule et de La va- Leur correspondant au temps TC o se trouve aussi cette croisée. Ces valeurs sont emmagasinées dans des mémoires 65 et 66. Deux con- vertisseurs numériques anaLogiques 68, 70, convertissent Les si- gnaux de sortie des organes 62 et 63 pour Les transmettre sur Le fil 15 vers Le missile M, de sorte que celui-ci peut corriger sa trajectoire afin d'atteindre sa cible M. - Le circuit de comparaison 30 montré à la figure 4 est constitué ici à partir d'une mémoire 35 de type numérique. IL four- nit des informations de point déterminé à une cadence plus rapide que le circuit montré à la figure 1. Les signaux provenant du cir- cuit détecteur 5 sont amplifiés par un amplificateur 81, puis conver- tis en signaux numériques au moyen du convertisseur analogique-numé- rique 83. Cette mémoire 35 se comporte comme un registre à décalage; elle est munie d'une entrée 85 pour recevoir Les données provenant de la sortie du convertisseur 83 et d'une sortie 86 o apparaissent les données qui ont été enregistrées auparavant. La capacité de La mémoire 35 correspond, ici encore, au nombre de points traités dans une image. Un inverseur 88 permet d'appliquer, lorsqu'iL est dans sa première position, les signaux de sortie du convertisseur 83 aux premières entrées de l'organe de soustraction 37 et Les signaux de G sortie de la mémoire 35 aux deuxièmes entrées de cet organe 37, et Lorsqu'iL est dans sa deuxième position, les signaux de sortie de La mémoire 86 aux premières entrées de l'organe 37 et les signaux de sortie du convertisseur 83 aux deuxièmes entrées; Les positions de cet inverseur sont déterminées par l'état d'une bascule 90. Cette bascule 90 change d'état à l'apparition de chaque signal actif transmis sur Le fiL 50. Le circuit de comparaison 30 de La figure 5 comporte, en outre, une horloge 92 pour commander Le décalage de La mémoire 35. Ce circuit 30 fonctionne de La manière suivante: A chaque apparition d'un signal actif sur te fit 50 cor- respond une rotation d'un demi-tour du porte-fittres 31, de sorte que tour à tour Le circuit détecteur 5 reçoit les faisceaux des fiLtres 33 et 34, ainsi qu'it a été déjà dit. On considère te mo- ment o apparaît un signal actif sur te fit 50 et l'on admet qu'à l'apparition de ce signal actif co7ncide une demi-rotation du porte- fiLtres 31 qui amène te filtre 33 dans te trajet du faisceau prin- cipal 6. Les informations concernant l'image vue à travers te filtre 33 sont emmagasinées dans la mémoire 35. Puis, un autre signal actif apparaît sur le fil 50, ce qui coTncide avec la mise en place du filtre 34. La bascule 90 est dans un premier état tel que les pre- mières entrées de l'organe 37 sont connectées aux sorties du con- vertisseur 83, par l'intermédiaire de l'inverseur 88 et que les deuxièmes entrées sont reliées aux sorties 86 de la mémoire 35. L'organe 37 soustrait les informations de L'image vue par Le filtre 34 des informations de L'image vue par le filtre 33 contenues dans La mémoire 35. Lorsqu'apparait encore un signal actif sur le fil 50, La mémoire 35 est remplie par les données concernant l'image vue par le filtre 34, la bascule 90 est mise dans son deuxième état, de sorte que les premières entrées de l'organe 37 sont mises en rela- tion avec les sorties 86 et les deuxièmes entrées avec les sorties du convertisseur 83, et l'on effectue donc ta même soustraction. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter un point déterminé dans un pay- sage perçu selon un rayonnement infrarouge à large spectre, dispositif coopérant avec un système d'analyse de paysage par baLayage destiné à faire converger en direction d'un circuit détecteur sensible audit rayonnement un faisceau issu successivement de différentes régions du paysage, caractérisé en ce qu'au point déterminé est rattachée une source de rayonnement à spectre étroit compris dans le large spectre, tandis qu'au niveau du circuit détecteur il est prévu un montage de filtre optique pour Laisser passer pendant une première partie de L'analyse le rayonnement à spectre étroit et en ce qu'il comporte des moyens de comparaison qui fournissent le signal de sortie du dispo- sitif par la comparaison des analyses faites pendant ladite première partie et celles faites pendant la partie restante. 2. Dispositif pour détecter un point déterminé selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que la source de rayonnement à spectre étroit est constituée par un ensemble catadioptrique (rétro- réflecteur) illuminé par un faisceau Laser issu du voisinage du sys- tème d'analyse. 3. Dispositif pour détecter un point déterminé selon La revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de comparaL- son est formé d'une mémoire pour contenir les informations fournies par le circuit détecteur pendant l'une desdites premières parties de l'analyse et d'un organe de soustraction pour faire la différence entre Les informations contenues dans la mémoire et les informations fournies par le circuit détecteur pendant l'autre desdites parties et d'un circuit à seuil connecté à la sortie-de l'organe de soustrac- tion détectant un grand écart de différence pour fournir l'informa- tion de point déterminé. 4. Système de guidage d'un missile sur une cible comportant un dispositif pour détecter un point chaud selon La revendication 1 ou 2, ou 3, système dans lequel le missile est muni d'un ensemble catadioptrique pour constituer ledit point déterminé et dans lequel il est prévu un organe de visualisation muni d'une croisée de réti- culte à mettre en coTncidence avec La cible et un circuit de guidage pour fournir au missile les coordonnées d'écart qui le sépare de la cible.