Brevet FR2692031A1 — publié le 19931210

Procédé et aaencement de localisation du point de passage d'un projectile pour installation de tir sur cible. L'invention concerne un procédé de localisation du point de passage d'un projectile pour installation de tir sur cible et un agencement pour la mise en oeuvre de ce procédé. La localisation du point de passage d'un projectile dans les installations de tir sur cibles images distantes à l'aide de projectiles réels est avantageusement réalisable à l'aide d'agencements associant des détecteurs sensibles aux ondes de pression créées par un projectile passant à grande vitesse dans leur voisinage, avec des moyens de mesure et de calcul permettant de localiser précisément le point de passage de ce projectile par rapport à un système de référence, à partir des signaux fournis par les détecteurs lors de son passage. Un exemple d'agencement connu comporte une pluralité de détecteurs ultrasoniques répartis linéairement sur un support destiné à être placé en dessous d'une cible, en dehors de la zrne où des impacts de projectile sont susceptibles de survenir. Les détecteurs sont spatialement placés de manière à capter tout passage de projectile rapide survenant dans une zone située, à proximité et par exemple devant la cible proprement dite, cette zone pouvant être considérée en première approximation comme plane. L'onde produite par le passage d'un projectile rapide est captée par les détecteurs qui traduisent cette onde en signaux électriques caractéristiques et qui transmettent ces signaux à une unité de mesure et de calcul. Cette dernière estime le point de passage du projectile par rapport à la cible, en fonction d'un programme de localisation par triangulation, à partir des décalages dans le temps entre signaux reçus des détecteurs pendant un laps de temps déterminé. Les performances exigées de l'agencement, notamment de l'unité de mesure et de calcul, pour une localisation précise et fidèle, conduisent à un coût jusqu'ici très élevé qui a limité la diffusion de ce type de matériel, malgré les avantages certains apportés en matière de commodité d'exploitation dus à l'approche de type informatique qui permet une transmission aisée et rapide des informations de localisation en vue de leur exploitation là où le besoin s'en fait sentir et cela pratiquement dès détection du passage d'un projectile.Malgré aussi les avantages apportés en matière de coût, dans la mesure où le procédé de localisation d'un tir de projectile sur cible qui est mis en oeuvre permet de réduire, voir d'éliminer, suivant le type de projectile, les risques de détérioration des composants les plus exposés aux impacts des agencements de localisation et où il permet de substituer des composants peu coûteux à d'autres plus chers, notamment en ce qui concerne les cibles. Or comme indiqué ci-dessus, c'est essentiellement le coût lié à la sophistication des agencements, elle-même entraînée par le niveau de performance demandé, qui freine la diffusion de ces agencements. L'invention propose donc un procédé de localisation du point de passage d'un projectile par rapport à une cible de référence au moyen de détecteurs traduisant chacun, sous forme d'un signal électrique caractéristique, l'onde de pression créée par un projectile passant à grande vitesse dans leur voisinage, ces détecteurs étant spatialement répartis de manière à définir une zone de localisation, au niveau de la cible, susceptible d'être considérée, en première approximation, comme plane et couverte par les faisceaux respectifs de capture de ces détecteurs. Selon une caractéristique de l'invention, les détecteurs d'un capteur associé à une cible sont répartis en deux groupes linéaires dont les faisceaux de capture respectifs se croisent et maillent la zone de localisation et en ce que le passage d'un projectile dans une maille de la zone de localisation est déterminé par la prise en compte du premier des signaux électriques quasi-simultanément produits par le passage d'un projectile, dans chacun des deux groupes, la position de la maille traversée par ce projectile étant définie par la position des deux détecteurs qui chacun dans leur groupe sont à l'origine d'un des dits premiers signaux électriques produits. L'invention propose aussi un agencement simple et peu coûteux, pour la mise en oeuvre du procédé de localisation défini ci-dessus. Selon une caractéristique de l'invention, les détecteurs d'onde de pression sont répartis en deux groupes disposés, linéairement, chacun sur une branche d'une structure en dièdre, de manière que les faisceaux de capture respectifs de ces détecteurs se croisent et maillent la zone de localisation. L'invention, ses caractéristiques et ses avantages sont précisés dans la description qui suit en liaison avec les figures évoquées ci-dessous. La figure 1 présente un schéma de principe d'un exemple d'installation de tir sur cible équipée d'agencements de localisation selon l'invention. La figure 2 présente un schéma de principe relatif au procédé de localisation mis en oeuvre dans l'invention. Les figures 3 et 4 présentent un exemple de disposition des détecteurs pour deux variantes de capteur pour cible. La figure 5 présente un exemple d'agencement de visualisation pour unité du même nom. Les figures 6 et 7 présentent, respectivement et à titre d'exemple, un schéma d'un capteur et un schéma d'une unité de visualisation, pour agencement selon l'invention. L'exemple d'installation de tir sur cible présentée en figure 1, comporte classiquement une pluralité de portecibles 1 permettant chacun de présenter de manière fixe ou éventuellement mobile une cible, ici non représentée, figurant par exemple une silhouette, à la vue d'un tireur situé à distance de la cible et de son porte-cible. Un capteur 2 de localisation de passage de projectile est associé à chaque cible pour permettre de localiser la position de passage des projectiles tirés sur la cible et d'en informer les intéressés et plus particulièrement ceux qui sont éloignés de la cible. Les informations de localisation fournis par un capteur sont transmises aux intéressés par une liaison de transmission numérique L qui est ici supposée de type série et qui aboutit par exemple à au moins autant d'unités individuelles de visualisation 3 qu'il y a de cibles ainsi que, éventuellement, à une unité centralisatrice 3'. Les unités individuelles sont par exemple prévues affectées aux tireurs et reçoivent chacune les indications concernant la cible qui leur est individuellement associée, une unité centralisatrice étant alors affectée à un chef de tir et permettant de recevoir les indications concernant l'ensemble des cibles. La localisation du point de passage d'un projectile par rapport à une des cibles est assurée par un agencement qui comporte essentiellement une pluralité de détecteurs 4 - figures 3 et 4 -, sensibles à l'onde de pression créée par le passage à grande vitesse d'un projectile dans leur voisinage, et au moins une unité de visualisation 3 et/ou 3', les détecteurs affectés à une même cible formant ce qui a été appelé précédemment un capteur 2. Capteurs 2 et unités de visualisation 3, 3' comportent ou sont associés à une électronique, éventuellement réalisée sous forme d'une unité physique indépendante, mais plutôt envisagée sous forme distribuée au niveau des capteurs et des unités. Un premier exemple de capteur 2 est présenté en figure 3, il comporte une base 2A dans laquelle est par exemple logée l'électronique distribuée qui est propre à ce capteur. Cette base venant alors se connecter à la liaison L, et cela par deux connecteurs 5, l'un d'entrée et l'autre de sortie, lorsque cette liaison fonctionne comme un bus série. Le capteur 2 comporte aussi une pluralité de détecteurs d'onde de pression 4, par exemple du type dit détecteur ultrasonore, qui sont répartis en deux groupes disposés linéairement et de manière analogue chacun sur une branche 2B ou 2C d'une structure support en forme de dièdre. Les faisceaux respectifs de capture des détecteurs d'onde de pression d'un groupe couvrent une zone qu'il est possible de considérer comme plane en première approximation et dans, ou immédiatement derrière, laquelle est préférablement positionnée la cible, les faisceaux respectifs de capture des détecteurs d'onde du second groupe couvrent eux aussi une zone que l'on peut considérer comme plane et coplanaire avec celle du premier groupe en raison de l'alignement des détecteurs dans chaque groupe et de la coplanéarité des axes d'alignement des groupes. I1 est ainsi possible de définir une zone qui est communément couverte par les détecteurs des deux groupes, en raison de l'inclinaison des branches 2B, 2C qui les supportent et où le passage d'un projectile se traduit par la production d'un signal électrique caractéristique par au moins deux détecteurs appartenant à des groupes différents. Les dimensions de cette zone sont bien entendu fonction du nombre et des caractéristiques propres des détecteurs et ces éléments sont donc choisis de manière à définir une zone de localisation dont les dimensions sont en relation avec celles de la cible associée. A partir du moment où la distance entre deux détecteurs d'onde de pression, supposés identiques, est suffisamment limitée pour que le passage d'un projectile les déclenche tous deux, il est possible de déterminer de manière simple celui qui a détecté le premier le passage d'un projectile, et par conséquent celui qui est le plus proche du point de passage de ce projectile dans la zone de localisation et ce par détermination du premier des deux signaux électriques respectivement produits par chacun en réponse à l'onde reçue. En effet le sens de l'écart en temps entre les signaux électriques respectivement reçus de deux détecteurs de manière quasi-simultanée, par exemple sur deux entrées différentes d'un dispositif électronique de type bistable, est représentatif du demi-plan orthogonal à la trajectoire du projectile dans lequel a lieu le passage du projectile, ainsi que le symbolise la figure 2. Sur cette dernière, le point I est considéré être le point de passage d'un projectile dans la zone de localisation et les points A et B sont censés correspondre aux positions de deux détecteurs d'onde de pression 4 dans le plan de la zone de localisation. L'onde de pression provenant du point I est supposée atteindre en premier le détecteur situé au point A qui produit en réponse un signal électrique caractéristique de type impulsionnel, reçu à un instant tl au niveau d'une entrée d'un bistable qui se positionne en conséquence, alors que le signal électrique second détecteur n'atteint une seconde entrée du bistable qu'ultérieurement en un temps t2 dans la mesure où l'onde ne lui est parvenue qu'avec un retard correspondant. Le signe de l'écart entre les signaux tl et t2 que traduit ici physiquement le bistable considéré désigne en conséquence dans lequel des deux demi-plans séparés par la médiatrice du segment AB se trouve le point de passage I. En conséquence la multiplication du nombre de couples de capteurs 2 d'un même groupe permet de multiplier le nombre de demi-plans distinguables, "n" capteurs alignés d'un groupe permettant de distinguer 2(n-1) bandes parallèles. Dans l'exemple de disposition présenté en figure 3, quatre bandes sont définies par les trois détecteurs d'onde de pression 4 disposés sur chacune des branches 2B , 2C et il est donc possible d'obtenir une zone de localisat~-n subdivisée en seize mailles distinctes ici référencées M1 à M16. Le passage d'un projectile à grande vitesse au niveau d'une cible qui est repéré, par exemple, d'une part initialement par le détecteur 4 médian de la branche 2B et ensuite par le détecteur le plus extérieur de cette branche, d'autre part par le détecteur médian de la branche 2C, puis par le détecteur 4 le plus intérieur de cet branche 2C, est localisé en conséquence au niveau de la maille M6. Une disposition telle que présentée en liaison avec la figure 3 est par exemple bien adaptée à un entraînement au tir à l'aide d'armes portables.sur une cible de dimensions restreintes. Un capteur 2, qui est structuré de cette manière et qui présente des branches supports 2B et 2C formant un dièdre largement obtus, est aisément positionnable hors de la trajectoire des projectiles, à l'abri des impacts. Une variante de capteur 2 est présentée en figure 4, elle est plus spécifiquement envisagée pour l'entraînement sur cible de grande taille, correspondant par exemple à une silhouette de véhicule lourd en vraies dimensions, à l'aide d'armes lourdes. Dans ce cas, il est prévu de mettre en oeuvre un capteur à structure en dièdre à angle droit, qui définit un maillage d'allure rectangulaire ainsi qu'on le voit sur la figure 4. L'une des branches, ici 2D, est maintenue à l'abri des projectiles, elle est ici supposée disposée horizontalement sous une cible 6, symbolisée en pointillé. Les détecteurs 4 portés par cette branche 2D, ici supposés au nombre de six, définissent dix bandes de localisation de passage de projectile. L'autre branche 2E est disposée verticalement et porte par exemple trois détecteurs 4 qui définissent donc quatre bandes de localisation qui se croisent avec celles définies par les détecteurs 4 que porte la branche 2E pour déterminer quarante mailles pour la localisation des points de passage des projectiles au niveau d'une cible, telle que 6, ici montrée en pointillé. L'écartement de la branche 2E par rapport à la cible permet une relative protection des capteurs portés par cette branche , vis-à-vis des projectiles, sauf en cas d'erreur importante de visée, ce qui conduit à prévoir un agencement permettant un remplacement aisé de cette branche 2E et des capteurs qu'elle porte. Dans l'un ou l'autre cas, les indications fournies par les détecteurs 4 d'un capteur 2 sont traitées par une électronique qui, comme on l'a indiqué, est éventuellement distribuée dans le capteur et dans le ou les unités de visualisation qu'il informe. A cet effet, un capteur comporte par exemple, ainsi que le montre la figure 6, un microprocesseur 6 relié par au moins un port aux différents détecteurs, notamment d'onde de pression que comporte ce capteur. Dans l'exemple proposé, chacun des deux groupes de détecteurs 4 est relié à un port individuel par une interface individuelle 7, en logique câblée qui comporte notamment des bistables affectés au groupe desservi par l'interface considérée,à raison d'un bistable pour deux détecteurs 4. Chacun de ces bistables, dits de signalisation, permet de connaître et mémoriser temporairement l'ordre d'arrivée des signaux électriques produits par les deux détecteurs auxquels il est relié suite au passage d'un projectile à grande vitesse dans la maille de localisation qu'ils surveillent, comme déjà indiqué. Une porte logique 8 associée aux interfaces 7 permet de déclencher une interruption au niveau du microprocesseur 6, suite à la détection d'un passage de projectile par les détecteurs 4. L'indication de la maille de localisation concernée par le passage d'un projectile est alors obtenue par le microprocesseur 6 qui est apte à transmettre cette information vers les unités de visualisation concernées de l'installation de tir, via la liaison L, à deux fils de transmission de laquelle elle est ici montrée reliée, via un classique organe de sortie 9, télécontrôlé. Un organe d'entrée 10 est associé à l'organe 9 pour permettre l'envoi d'ordres au microprocesseur 6, depuis une unité de commande distante, localisée par exemple au niveau de l'unité centralisatrice 3' évoquée plus haut. Une entrée supplémentaire du microprocesseur 6 est optionnellement réservée aux informations fournies sous forme électrique par un classique détecteur d'impact 11 qui dans certains cas est assujetti à la cible, non représentée, que dessert le capteur considéré, où au porte-cible correspondant, afin de signaler les impacts de projectile. Les informations fournies par un capteur sont transmises à un agencement de visualisation comportant au moins une unité de visualisation, la présentation et la constitution d'un exemple d'une telle unité étant présentées sur les figures 5 et 7. Une unité de visualisation, telle que 3 ou 3', comporte au moins un dispositif permettant de présenter les informations localisant le point de passage d'un projectile au niveau d'une cible, elle est par exemple organisée autour d'un microprocesseur 12, associé à un ensemble de mémoires 13, qui permet, entre autres, de recevoir, stocker et traiter les informations de localisation fournies par un ou plusieurs capteurs, suivant le type d'unité considéré. Le microprocesseur 12 est relié à la liaison L par des organes de sortie et d'entrée 9, 10 analogues à ceux prévus pour le microprocesseur 6 et il attaque via une ou plusieurs interfaces 14 des moyens d'affichage du dispositif de visualisation proprement dit. Ces moyens d'affichage peuvent être d'un type à écran, ce dernier présentant la cible et éventuellement le maillage de la zone de localisation et de manière spécifique, par exemple en inversion vidéo, une portion de zone où se situe le point de passage d'un projectile. Dans une variante simple, ces moyens d'affichage sont constitués par de simples voyants lumineux, ici référencés V, tels VO et V16, dont l'allumage traduit l'enregistrement d'un passage de projectile au niveau d'une cible. A cet effet, ainsi que le montre la figure 5, les voyants sont par exemple répartis en fonction des mailles de zone de localisation sur une représentation de cette zone, de manière que le passage d'un projectile signalé par des détecteurs d'onde sonore 4 des deux groupes d'un capteur 2, soit signalé par l'allumage du voyant correspondant à la maille définie par ces détecteurs, par exemple la maille 3 de la figure 3, au moyen du voyant correspondant V3. Dans une forme préférée de réalisation, c'est sur et aux alentours d'une représentation , telle 16,de la cible sur laquelle sont effectués les tirs que sont disposés les voyants et ce en relation avec le maillage défini par les détecteurs 4 du capteur associé à cette cible. Si comme indiqué plus haut, le capteur comporte aussi un détecteur d'impact 11 assujetti à la cible ou à son portecible, il est possible de combiner les informations de ce détecteur 11 avec ceux des détecteurs 4, afin de déterminer si un projectile signalé par les détecteurs 4 comme ayant un point de passage dans une maille telle que M5 sur la figure 3, a réellement touché la cible ou non. A cet effet, il est possible d'associer deux voyants,tels V5 et V5' à une même maille, l'un, tel VS, étant allumé lorsque les détecteurs 4 et le détecteur 11 fournissent simultanément des indications concordantes, de passage d'un projectile au niveau de la maille 5 et d'impact sur la cible, alors que l'autre, tel V5', ntest allumé que si seuls les détecteurs 4 signalent un passage de projectile par la maille 5. Bien entendu, un voyant, tel 9, peut aussi correspondre à une maille, telle M9, correspondant à des passages de projectiles, hors cible, en bordure de celle-ci. I1 est ainsi possible d'envisager l'usage de cibles ayant des formes relativement complexes et par exemple des ouvertures, dans la mesure où l'association de détecteurs d'onde de pression avec un détecteur d'onde de choc permet de différencier les passages de projectiles au voisinage d'une silhouette de cible de ceux ayant réellement atteint cette cible, même si celle-ci est prévue ajourée. De plus dans la mesure où la cible n'a pas obligatoirement besoin de résister rigidement aux impacts à des fins de localisation, il est possible de réaliser des cibles moins coûteuses, meme si ces cibles présentent des silhouettes dont la forme est complexe. REVENDICATIONS 1/ Procédé de localisation du point de passage d'un projectile par rapport à une cible de référence (6 ou 16) au moyen de détecteurs (4) traduisant chacun, sous forme d'un signal électrique caractéristique, l'onde de pression créée par un projectile passant à -grande vitesse dans leur voisinage, ces détecteurs étant spatialement répartis de manière à définir une zone de localisation, au niveau de la cible1 susceptible d'être considérée, en première approximation, comme plane et couverte par les faisceaux respectifs de capture de ces détecteurs, caractérisé en ce que les détecteurs sont répartis en deux groupes linéaires dont les faisceaux de capture respectifs se croisent et maillent la zone de localisation et en ce que le passage d'un projectile dans une maille de la zone de localisation est déterminé par la prise en compte du premier des signaux électriques quasi-simultanément produits par le passage d'un projectile, dans chacun des deux groupes, la position de la maille traversée par ce projectile étant définie par la position des deux détecteurs qui chacun dans leur groupe sont à l'origine d'un des dits premiers signaux électriques. 2/ Procédé de localisation, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une information d'impact fournie par un détecteur de choc (11) physiquement relié à la cible est associée à l'information de position de maille fournie par les détecteurs d'onde de pression (4) à l'occasion du passage d'un projectile de manière à déterminer si la position du point passage de ce projectile se trouve soit réellement dans la cible, quelle que soit la forme de cette dernière, ou si cette position correspond à un passage à proximité de cette cible. 3/ Agencement de localisation du point de passage d'un projectile par rapport à une cible, pour la mise en oeuvre du procédé selon au moins l'une des revendications 1 et 2, au moyen de détecteurs qui traduisent chacun, sous forme d'un signal électrique caractéristique, l'onde de pression créée par un projectile passant à grande vitesse dans leur voisinage et qui sont spatialement répartis de manière à définir une zone de localisation, au niveau de la cible, susceptible d'être considérée, en première approximation, comme plane et couverte par les faisceaux respectifs de capture de ces détecteurs, caractérisé en ce que les détecteurs d'onde de pression (4) d'un capteur (2) affecté à une cible sont répartis en deux groupes disposés, linéairement, chacun sur une branche d'une structure en dièdre, de manière que les faisceaux de capture respectifs de ces détecteurs se croisent et maillent la zone de localisation. 4/ Agencement de localisation, selon la revendication 3, caractérisé en ce que les groupes de détecteurs d'onde de pression (4) d'un capteur (2) affecté à une cible (16) sont répartis sur une structure en dièdre obtus (2B, 2C) s'ouvrant vers la cible en bordure de cette cible et hors des trajectoires de projectile. 5/ Agencement de localisation, selon la revendication 3, caractérisé en ce que les groupes de détecteurs d'onde de pression (4) d'un capteur (2) affecté à une cible (6) sont répartis sur une structure en dièdre droit (2D, 2E) s'ouvrant vers la cible en bordure de cette cible, l'une des branches (2E) du dièdre étant horizontale et hors des trajectoires de projectile et l'autre étant verticale. 6/ Agencement de localisation, selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de localisation associant des bistables, dits de signalisation, aux groupes de détecteurs d'onde de pression (4) d'un capteur affecté à une cible, à raison d'un bistable pour deux détecteurs successifs d'un même groupe, ce bistable indiquant par son positionnement, suite à la réception quasi-simultanée de deux signaux électriques caractéristiques provenant chacun d'un des détecteurs auquel il est associé, quel est celui des deux signaux qui a été reçu en premier, le positionnement des bistables des groupes d'un capteur définissant celle des mailles de la zone de localisation où doit être situé le point de passage. 7/ Agencement de localisation, selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de visualisation (3 et/ou 3') reproduisant une cible et/ou le maillage associé et comportant des moyens d'affichage (VO, V1. . .V16) de la position du point de passage par rapport à la cible et/ou audit maillage. 8/ Agencement de localisation, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de visualisation (3 et/ou 3') constitué par une image d'une cible réelle sur laquelle sont placées des voyants lumineux (VO, V1. . .V16) dont le positionnement correspond à celui des différentes mailles associées à la cible réelle, afin de signaler sélectivement la maille et/ou la portion de cible correspondant à une localisation de point de passage.