Brevet FR2651403A1 — publié le 19910301

Système de transmission d'imaaes pour des missiles guidés par guides d'ondes lumineuses L'invention concerne un système de transmission d'images à partir d'un missile guidé relié à une installation au sol par l'intermédiaire d'un guide d'ondes lumineuses, comprenant une caméra qui est disposée dans la pointe du missile, qui effectue une transmission drimages en temps réel par l'intermédiaire du guide d'ondes lumineuses et qui est réalisée sous la forme d'une caméra de télévision ou d'une caméra à infra-rouges à double distance focale. Dans de tels missiles guidés, on sait réaliser la transmission d'images en temps réel depuis une caméra montée dans la pointe du missile. Du fait de la grane largeur de bande, on peut transmettre par les guides d'ondes lumineuses à une installation au sol, simulanément avec les données des images, des valeurs de mesure provenant de l'instrumentation, ainsi que, dans le sens inverse, les ordres de pilotage et de commutation nécessaire au guidage du missile. A l'aide des images de la caméra TV ou infrarouges, le tireur peut faire évoluer le missile dans une zone de cible déterminée, mais peut également découvrir des cibles, les identifier et ainsi les combattre. Comme on peut partir du fait que le vol dans la zone de cible s'effectue en premier lieu d'après les informations données par les cartes, avec l'assistance du gyroscope du missile, un champ de vision aussi grand que possible est nécessaire à l'orientation lors de la navigation, car il accroît les chances de détecter des points marquants sur le terrain. Des distances focales d'objectif autour de 28 mm sont principalement proposées pour cette tâche de navigation dans les réseaux CCD (dispositifs à transfert de charge DTC) usuels de 2/3 de pouce de la caméra TV. En revanche, le tireur a besoin de grandes distances focales pour la reconnaissance et l'identification précoce de cibles, donc des téléobjectifs, qui présentent toutefois en conséquence de petits champs de vision. En cas d'utilisation des réseaux CCD précités, des distances focales comprises entre 80 mm et 100 mm sont recommandables, car dans le cas de plus grandes distances focales, comme par exemple 200 mm et plus, il existe une limite du fait de la qualité de stabilisation de la plate- forme sur laquelle est montée la caméra. Par la demande de brevet DE-AS 24 11 791, on connaît un système de transmission d'images depuis un missile guidé qui est relié par l'intermédiaire d'un guide d'ondes lumineuses à une installation au sol, se composant d'une caméra qui est disposée dans la pointe du missile et qui assure une transmission en temps réel par l'intermédiaire du guide d'ondes lumineuses. Par le brevet DE 31 46 552, on sait en outre transmettre en permanence deux champs de vision à l'installation au sol, sous la forme d'une image continue, avec deux caméras de distances focales différentes à chacune desquelles est associé un réseau d'image, une fenêtre de poursuite étant insérée (incrustée) au centre de l'un des champs de vision, la fenêtre de poursuite étant orientée sur l'emplacement à agrandir, pour l'identification, l'image de cet emplacement étant rendue visible sur un écran d'identification. La demanderesse a proposé dans la demande de brevet DE 39 27 334 un dispositif de transmission d'images en temps réel pour une caméra à double distance focale, dans lequel la lentille pour la grande distance focale et la lentille pour la courte distance focale forment un composant unique, l'électronique de la caméra permettant de commuter d'une distance focale à l'autre. Avec la caméra à double distance focale ainsi conçue, on dispose simultanément à la fois des images pour la navigation et de celles pour l'identification. Il s'est révélé cependant que pour une transmission simultanée des deux images, la complexité correspondante dans le missile, qui est à considérer comme un "corps perdu", est très élevée. Ainsi il faut au moins deux électroniques de caméras, il faut en outre une électronique supplémentaire ou d'appoint, qui "imbrique" avec une fréquence double les informations de ligne des deux réseaux, et il faut en outre la double fréquence pour la transmission au sol par l'intermédiaire du guide d'ondes lumineuses. La présente invention a pour but de fournir, en se basant sur le système de transmission d'images déjà conçu par la demanderesse, un système qui ne requiert plus cette complexité et qui satisfait tout de même à toutes les exigences tactiques comme la rapidité du temps de commutation, les hautes vitesses de pivotement de la caméra et les grands angles de pivotement, qui économise encore de la place et du poids et qui augmente l'économie d'ensemble du système. Ce problème est résolu par le fait que, selon l'invention, la caméra à double distance focale avec son système de double lentille affecté à une distance focale longue et à une distance focale courte, à chacune des quelles est associé un réseau d'image, transmet à l'installation au sol, pendant le vol du missile, en permenance un grand champ de vision de navigation sous forme d'image mobile, par l'intermédiaire de l'objectif à distance focale courte, et qu'une image unique fixe, servant d'image d'identification, peut être appelée par l'installation au sol en vue de l'identification de cible, par l'intermédiaire de l'objectif à distance focale longue de la caméra, sans que le processus de guidage assisté par image en soit influencé, une fenêtre de poursuite d'un suiveur de cible étant insérée au centre du champ de vision de navigation et la fenêtre de poursuite étant orientée, en vue d'une identification, vers un emplacement à agrandir et l'image de cet emplacement étant rendue visible sur un écran d'identification au moyen d'une touche de commutation. Selon une autre caractéristique de l'invention, pendant l'identification, le grand champ de vision de navigation est restitué en permanence sur l'écran, et l'image d'identification est rendue visible sur l'écran d'identification associé. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors de la transmission de l'image unique fixe, la transmission du champ de vision de navigation est interrompue brièvement, à peu près de 40 ms, pour deux demi-images. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'image unique fixe est introduite dans une mémoire d'image fixe de l'installation au sol et, de là, est disponible sur l'écran d'identification, jusqu'au changement pour une image unique fixe suivante. Selon une autre caractéristique de l'invention, un affichage de signal est associé à l'écran d'identification, dont le signal est déterminé par l'ordinateur de l'installation au sol, à partir de la position de l'axe de la caméra et de la rotation angulaire à l'instant d'un appel d'image d'identification et du temps de vol du missile écoulé de puis cet instant. L'invention est expliquée plus en détail dans la suite à l'aide d'un exemple de réalisation ci-après donné à titre non limitatif et représenté dans les dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un schéma de la caméra à double distance focale, la figure 2 est une représentation d'un schéma à bloc du système de transmission d'image du missile et de la station de guidage au sol. Sur la figure 1, les parties optiques de la caméra à double distance focale utilisée sont représentées schématiquement. La caméra 1 comprend un miroir concave 2 monté à l'arrière d'un bâti extérieur d'objectif 3 qui comporte en outre, du côté avant, l'objectif 4 constitué par un système de double lentille. La lentille à distance focale longue est maintenue par sa périphérie par le bâti extérieur 3. Un bâti intérieur 5 entre en contact avec la périphérie de la lentille à distance focale courte. Le bâti intérieur 5 est fixé à l'intérieur du bâti extérieur 3 par des montants de support 6 incluant en outre les fils d'alimentation. Deux réseaux d'image 7 sont respectivement associés aux deux lentilles du système à double lentille 4 et montés au voisinage des plans focaux respectifs, les rayons provenant de la lentille à distance focale longue étant en outre réfléchis par le miroir 2 de sorte que les deux réseaux 7 se trouvent à proximité l'une de l'autre de part et d'autre des montants de support 6. L'électronique 8 de la caméra 1 est reliée à l'extérieur par des connexions 9 de transmission optique/électronique et électronique/optique. La structure de l'installation complète est représentée par la figure 2. La partie gauche de la figure correspond aux organes se trouvant dans le missile tanis que la partie droite correspond aux organes se trouvant dans lrinstallation au sol et en particulier dans le poste de guidage. Dans le missile se trouvent la caméra 1 recevant des signaux du dispositif de pilotage 10 lui même relié au système de guidage 11 du missile. D'autres dispositifs supplémentaires servent à la commande verticale et horizontale de la caméra. Le missile emporte également un système opérationnel et télémétrique 12. L'électronique de commutation 13 reliée à la caméra émet un signal d'image alimentant l'électronique de la caméra 8. Tous les signaux émis et reçus par le missile transitent par un guide d'ondes lumineuses produit par une bobine 14 située dans le missile et à laquelle sont associées respectivement, dans le missile et dans le poste de guidage, une électronique de transmission optique/électronique et électronique/optique 15,16 servant à la conversion des signaux optiques en signaux électroniques et inversement. L'électronique de transmission 15 du missile émet des signaux de commutation et de pilotage qui sont envoyés respectivement à l'électronique de commutation 13 et au dispositif de pilotage de la caméra 10. L'électronique de transmission 16 du poste de guidage émet un signal d'image qui alimente une électronique de commutation 17 reliée à deux mémoires d'image double 18 et 19 respectivement associées à un écran d'image fixe d'identification et à un écran 21 d'image mobile de navigation. Le poste de guidage proprement dit référencé 22 est relié au calculateur de guidage 23 lui même connecté au processeur d'image de poursuite 24 muni d'un dispositif d'enregistrement de données 25. Le processeur 24 reçoit les signaux provenant de l'électronique de commutation 17 et transmet des signaux à l'entrée de l'écran d'image mobile 21. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'installation illustrée sur les figures en supposant que l'installation au sol, pendant le vol du missile, dispose en permanence du champ de vision de navigation correspondant à la partie d'objectif à courte distance focale de la caméra à double distance focale 1, une image unique de l'objet correspondant pouvant être en plus formée par l'objectif à longue distance focale à titre de vérification des objets indéfinis découverts dans l'image, ladite image unique apparaissant sur l'écran d'identification 20 situé dans l'installation au sol. Le "captage" de l'objet et le retour commuté au grand champ de vision de navigation doivent être réalisables rapidement afin que le processus de guidage ne soit pas perturbé ou influencé et que l'on ne perde pas la vue d'ensemble. On voit déjà ici l'avantage de la conception d'objectif déjà proposé par la demanderesse, avec des distances focales fixes, par rapport aux objectifs à distance focale variable (zoom), qui nécessitent bien trop de temps pour effectuer un réglage correspondant et qui en particulier ne peuvent pas appréhender plusieurs objets indéfinis dans un temps suffisamment bref, du fait qu'un changement de localisation permettant de trouver le point suivant est difficile à réaliser pour un champ de vision étroit, étant donné que pour effectuer la recherche, le zoom doit la plupart du temps être rétracté au réglage initial et qu'il doit ensuite être à nouveau déployé et qu'il faut procéder à la commutation sur l'autre réseau. Une fois que les axes optiques des deux objectifs de la caméra à double distance focale coïncident, cela étant donc déjà réalisé au stade de la fabrication, la fenêtre agrandie de vision d'identification est située au centre de la grande fenêtre de navigation. C'est également la zone dans laquelle la fenêtre de poursuite du suiveur de cible se trouve disposée. Pour l'identification d'un objet, le tireur doit donc orienter l'axe de la caméra, ou la fenêtre de poursuite, sur l'emplacement à agrandir et presser une touche de commutation. L'image agrandie apparaît à peu près dans les ms sur l'écran d'identification 20 de l'installation au sol. Ces 40 ms, qui sont à peine appréciables pour l'oeil, interrompent uniquement l'observation du champ de vision de navigation sur l'écran 21 du tireur, champ qui réapparait après ces 40 ms, soit automatiquement, soit par un nouvel actionnement de la touche de commutation. L'axe de la caméra reste de toute manière dans la direction de relèvement et il peut être ramené en position initiale soit à la main soit automatiquement. Dans ce procédé d'identification, le grand champ de vision de navigation est restitué en permanence sur l'écran 21 du tireur et, lors de l'appel, donc lors de la commutation, la fenêtre d'identification est restituée sous forme d'image fixe, à côté ou au-dessus, sur le deuxième 20 écran, que l'on appelle l'écran d'identification. Le tireur peut toujours avoir dans son angle de vision la situation globale, même lorsqu'il analyse l'objet relevé sur l'image fixe. Cette analyse, ou l'identification, peut être réalisée par une deuxième personne. Du fait que des essais ont montré que les images mobiles ne sont pas nécessaires à l'identification d'objets, mais qu'une image stationnaire y suffit complètement, la forme de réalisation proposée ci-dessus est considérée comme optimale. Du fait que la transmission du champ de vision de navigation n'est interrompue que 40 ms pour deux demi-images et que dans une certaine mesure cette interruption coïncide avec la pression de touche servant à appeler l'image d'identification, la perception brève de cette interruption constitue simultanément une confirmation du fonctionnement de l'appareil pour le tireur. L'image fixe de la fenêtre d'identification est chargée dans la mémoire d'image fixe 18 de l'installation au sol et, de là, elle est restituée sur l'écran d'identification 20 jusqu'à ce que, par le relèvement et la commutation d'un nouvel objet, l'image d'identification suivante soit transmis au sol dans la mémoire d'image fixe 18. Le coût de cet exemple de réalisation de la navigation, avec image mobile et identification des objets à l'aide d'une image supplémentaire, fixe ou stationnaire, ne requiert qu'un écran supplémentaire et une mémoire d'image fixe, ayant une capacité de l'ordre de grandeur d'une carte de l'Europe dans l'installation au sol. Dans les missiles guidés par guide d'ondes lumineuses, les données d'image servant au guidage à l'asservissement et à la poursuite de cible sont utilisées lors du vol final d'approche. C'est pourquoi en général, lors de la commutation sur une autre fenêtre de vision, les facteurs d'agrandissement modifiés devraient être pris en considération dans la loi de guidage. Dans la solution décrite, dans laquelle seule une image fixe de la fenêtre d'identification agrandie est transmise, l'adaptation des facteurs de calcul est superflue, puisque l'on n'utilise que l'image mobile du grand champ de vision de navigation pour le guidage. La forme de réalisation représentée peut être modifiée en prévoyant sur l'écran d'identification ou sur le poste de guidage un dispositif servant à l'affichage du signal, par exemple un indicateur rouge/vert, qui indique si l'objet relevé par le missile peut encore être survolé, ou si il a déjà été survolé, par exemple du fait d'une durée trop grande d'identification. L'installation au sol peut obtenir les données concernant cet affichage automatique à partir du réglage axial de la caméra et de la position angulaire, au moment de la requête d'identification et du temps s'étant écoulé depuis lors. REVENDICATIONS 1. Système de transmission d'images à partir d'un missile guidé relié à une installation au sol par l'intermédiaire d'un guide d'ondes lumineuses, comprenant une caméra qui est disposée dans la pointe du missile, qui effectue une transmission d'images en temps réel par l'intermédiaire du guide d'ondes lumineuses et qui est réalisée sous la forme d'une caméra de télévision ou d'une caméra à infra-rouges à double distance focale, caractérisé en ce que la caméra à double distance focale avec son système de double lentille affecté à une distance focale longue et à une distance focale courte, à chacune desquelles est associé un réseau d'image, transmet à l'installation au sol pendant le vol du missile en permanence un grand champ de vision de navigation sous forme d'image mobile, par l'intermédiaire de l'objectif à distance focale courte, et qu'une image unique fixe servant d'image d'identification peut être appelée par l'installation au sol en vue de l'identification de cible, par l'intermédiaire de l'objectif à distance focale longue de la caméra, sans que le processus de guidage assisté par image en soit influencé, une fenêtre de poursuite d'un suiveur de cible étant insérée au centre du champ de vision de navigation et la fenêtre de poursuite étant orientée, en vue d'une identification, vers un emplacement à agrandir et l'image de cet emplacement étant rendue visible sur un écran d'identification au moyen d'une touche de commutation. 2. Système de transmission d'images selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant l'identification, le grand champ de vision de navigation est restitué en permanence sur l'écran, et l'image d'identification est rendue visible sur l'écran d'identification associé. 3. Système de transmission d'images selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lors de la transmission de l'image unique fixe, la transmission du champ de vision de navigation est interrompu brièvement, à peu près de 40 ms pour deux demi-images. 4. Système de transmission d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'image unique fixe est introduite dans une mémoire d'image fixe de l'installation au sol et, de là, est disponible sur l'écran d'identification, jusqu'au changement pour une image unique fixe suivante. 5. Système de transmission d'images selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un affichage de signal est associé à l'écran d'identification, dont le signal est déterminé par l'ordinateur de l'installation au sol, à partir de la position de l'axe de la caméra et de la rotation angulaire à l'instant d'un appel d'image d'identification et du temps de vol du missile écoulé depuis cet instant.