Brevet FR2695731A1 — publié le 19940318

DISPOSITIF DE POURSUITE OPTJLONIQUE MUlgTICIBLE La présente invention concerne un dispositif de poursuite optronique multicible. Elle s'applique notamment à la poursuite optronique de différents objets aériens ou terrestres, des poursuites d'aéronef s ou des suivis de déplacements terrestres à partir d'un point élevé par exemple, le dispositif pouvant être fixé au sol ou placé sur tous types de porteurs. Un système de poursuite optronique se compose généralement d'un système d'imagerie, d'un dispositif de pointage actionné par un opérateur ou par un système automatique d'exploitation de l'image. Le système d'imagerie comporte notamment au moins un senseur optronique sur lequel est focalisée une image par une optique associée. Pendant sa durée de sensibilisation, le senseur optronique transforme les photons reçus en signaux électriques notamment exploités par des circuits de traitement ou de visualisation. Pour un senseur optronique donné, tout autre paramètre étant fixé, la portée d'un système d'imagerie sur une cible éloignée est déterminée par sa couverture angulaire encore appelée champ optique. Plus cette couverture est petite, meilleure est la résolution de l'image.Pour une résolution d'image déterminée, en nombre de pixels par exemple, et pour une optique optimisée, notamment en ce qui concerne la tache de diffusion adaptée à la taille du pixel, la couverture anglaire est déterminée par la distance focale, bien connue de l'homme du métier. Plus cette distance focale est grande, plus la couverture angulaire, ou son champ, est petite. Un système de poursuite optronique classique n'est capable que de poursuivre les cibles qui demeurent dans son champ. Une bonne résolution d'image sur une longue portée nécessitant un champ petit, il en résulte qu'un tel système est essentiellement monocible. En effet, les cibles poursuivies par ce dernier peuvent se disperser au cours de la poursuite et sortir facilement de son champ. Une solution connue permettant une poursuite multicible consiste à utiliser autant de systèmes de poursuites monocibles en parallèle que de cibles à poursuivre simulta nément. Cependant, un dispositif réalisé selon cette solution est très encombrant, à cause notamment de la juxtaposition des systèmes de poursuite monocibles, et aussi coûteux, en partie encore à cause de cette juxtaposition. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, notamment en permettant d'obtenir un dispositif de poursuite optronique de résolution suffisante, capable de poursuivre plusieurs cibles simultanément dans un champ large. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de poursuite optronique comportant au moins une optique focalisant les rayons optiques transmis par des cibles à poursuivre sur un senseur optronique, caractérisé en ce qu'il comporte de plus une pièce mécanique en rotation autour d'un axe, au moins deux miroirs orientables différemment étant fixés sur la pièce mécanique, les rayons transmis par une cible étant déviés par l'un des miroirs avant d'être focalisés par l'optique sur le senseur optronique. L'invention a pour principaux avantages qu'elle est peu encombrante, qu'elle est simple à mettre en oeuvre et qu'elle est économique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés qui représentent - la figure 1, un mode de réalisation possible d'un dispositif selon l'invention, sa ligne de visée pointant une première cible - la figure 2, une vue différente du mode de réalisation précité - la figure 3, une vue où l'une des pièces du dispositif selon l'invention a tourné d'un certain angle autour d'un axe pour que sa ligne de visée pointe une deuxième cible - la figure 4, le dispositif précité pointant la deuxième cible et vu dans le même plan que la figure 1 - les figures 5 et 6, un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention comportant quatre miroirs - la figure 7, une illustration du champ global couvert par un dispositif selon l'invention. La figure 1 présente un mode de réalisation possible d'un dispositif selon l'invention, ce dispositif étant dans une première position. Ce dispositif comprend au moins une optique 1, une lentille par exemple, focalisant les rayons optiques 2, 3 qu'il reçoit sur un senseur optronique 4. Les rayons optiques 2, 3 sont réfléchis par un premier miroir 5. Ce dernier pourrait être remplacé par un prisme déviant les rayons optiques 2, 3. Les rayons optiques 2, 3 sont transmis par un élément d'espace contenant une première cible 6 sur laquelle est pointée la ligne de visée 9 du senseur optronique 4. Une seconde cible 10 est en dehors de ce champ. Le premier miroir 5 est orientable autour d'un axe Y, lui-même monté sur une pièce mécanique 7 en rotation en site autour d'un axe X. Les deux axes déterminent de préférence des rotations en gisement et en site, mais ils pourraient être quelconques et par exemple non perpendiculaires. La pièce mécanique 7 peut être par exemple un tambour. Le senseur optronique 4 détecte la première cible 6 par l'intermédiaire de l'optique 1 et du miroir 5. D'autres éléments optiques peuvent éventuellement être intercalés, pour stabiliser la ligne de visée du senseur optronique 4 ou pour améliorer la focalisation de la cible par exemple. La figure 2 présente une vue suivant F de la figure 1 où apparaît la position en site de la première cible 6 et de la deuxième cible 10. La figure 3 présente le dispositif précédent où, selon l'invention, la pièce mécanique 7 est dans une position différente ayant tourné d'un angle e autour de l'angle de site X de manière à ce que le champ optique du senseur 4 couvre Ia deuxième cible 10 et que sa ligne de visée 9 pointe cette dernière, grâce à la réflexion des rayons optiques 2, 3 et de la ligne de visée 9 sur un deuxième miroir 8, la première cible 6 n étant plus alors dans le champ du senseur 4. La figure 4 présente une vue du dispositif selon l'invention et des cibles dans le même plan que la figure 1, la ligne de visée 9 du senseur optronique 4 étant toujours pointée sur la deuxième cible 10. Un deuxième miroir 8, monté sur la pièce mécanique 7, a effectué une rotation d'un angle w autour d'un axe de gisement Y' de façon à bien réfléchir les rayons optiques 2, 3 provenant de la deuxième cible 10 sur l'optique 1 qui les focalise sur le senseur 4. La ligne de visée 9 fait alors un angle en gisement de 2 avec la position précédente. Le mode de réalisation du dispositif selon l'invention présenté par les figures précédentes et contenant au moins deux miroirs 5, 8 orientables autour des axes Y et Y' permet de poursuivre au moins deux cibles 6, 10. Le dispositif selon l'invention peut poursuivre au moins autant de cibles que de miroirs montés sur la pièce mécanique 7 en rotation. Cette dernière est activée par un système de motorisation non représenté mais connu de l'homme du métier. Les rotations autour des axes de gisement Y et Y', et de site X sont commandées par des circuits électroniques de commande munis d'un système d'asservissement. Ce dernier asservit la position des miroirs 5 et 8 en gisement par rapport à la position des cibles 6, 10 selon un programme prédéterminé par exemple. Ces mêmes circuits électroniques de commande peuvent être utilisés pour déclencher la sensibilisation du senseur 4 lorsque la ligne de visée 9 atteint approximativement la position en site des cibles 6,10 lors de la rotation de la pièce mécanique 7 autour de l'axe X. En outre et simultanément à la sensibilisation du senseur 4, la ligne de visée 9 peut être stabilisée pendant le temps où la cible 6 reste dans son champ optique, puis la pièce mécanique 7 continue sa rotation selon l'axe X de manière à ce que son champ couvre la deuxième cible 10 grâce à la réflexion de sa ligne de visée 9 sur le deuxième miroir 8. Puis de nouveau, la pièce mécanique 7 continue sa rotation autour de l'axes X, de manière à ce que la ligne de visée 9 pointe la première cible 6 par réflexion sur le premier miroir 5. Les positions antérieures des cibles sont par exemple mémorisées par les circuits de commande pour prépositionner les miroirs 5 et 8 autour des axes Y et Y' associés à chaque cible lorsque la phase de poursuite de celle-ci est engagée, le champ optique du senseur 4, ou du dispositif selon l'invention, rencontrant alors plus facilement la cible poursuivie. La pièce mécanique 7 tournante munie des miroirs 5, 8 permet en fait d'augmenter le domaine angulaire accessible par le senseur optronique 4 tout en lui conservant la résolution d'un faisceau étroit. Les figures 5 et 6 présentent un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention comportant quatre miroirs orientables 5, 8, 11, 12 fixés sur la pièce mécanique 7, un tambour par exemple. Dans ce cas, le dispositif selon l'inven- tion peut poursuivre au moins quatre cibles 6, 10, 13 > 14. La figure 5 est une vue suivant F de la figure 6. Sur la figure 5, la ligne de visée 9 est à - titre d'exemple pointée sur la première cible 6 par réflexion sur le premier miroir 5. Les quatre miroirs 5, 8, ll, 12 sont par exemple disposés régulièrement sur la pièce mécanique 7, cette régularité n'est pas une obligation pour le bon fonctionnement du dispositif selon l'invention. Sur la figure 6, la ligne de visée 9 est pointée sur une troisième cible 13 par réflexion sur un troisième miroir 11. Par rapport à sa position de la figure 5, la pièce mécanique 7 a, par exemple, tourné de s radian environ autour de l'axe de site X, le miroir il a tourné d'un angle ' autour de son axe Y", cette orientation permettant à ce dernier de réfléchir la ligne de visée 9 vers la troisième cible 13. La figure 7 illustre le champ global S couvert par un dispositif selon l'invention. Elle présente, à titre d'exemple, dans une fourchette de temps donnée, des positions dans ce champ global S des champs 71, 72, 73, 74 plus restreints couverts par le dispositif selon l'invention. Les champs restreints 71, 72, 73, 74 correspondent en fait au champ optique du senseur optronique 4, les éléments d'espace balayés par ces derniers se reflètent par exemple chacun sur un des miroirs 5, 8, 11, 12 fixés sur la pièce mécanique 7. Les champs 71, 72, 73, 74 sont contenus respectivement dans des couloirs 75, 76, 77, 78 dont le déplacement nécessite une rotation des miroirs 5,8,11,12 autour des axes de gisement.Le déplacement des champs 71,72, 73,74 à l'intérieur des couloirs 75, 76, 77, 78 est obtenu par la rotation de la pièce mécanique 7 autour de l'axe de site X et notamment par la variation de l'instant de déclenchement de la sensibilisation du senseur 4 et éventuellement la stabilisation simultanée de la ligne de visée 9. Le champ global S est défini par un angle en gisement et par un angle ss en site. L'espace maximum balayé par la rotation de la ligne de visée 9 autour des axes de gisement par réflexion sur les différents miroirs 5, 8, 11, 12 définit l'angle en gisement. De même, l'espace maximum balayé par la rotation de la ligne de visée 9 autour de l'axe X de site définit l'angle ss en site. Ainsi, le dispositif selon l'invention constitue un dispositif de poursuite optronique de résolution suffisante, capable de poursuivre plusieurs cibles simultanément dans un champ large, le champ global S. Un carré 71' relié à un des champs 71 par une ligne 79 représente sur la figure 7 un agrandissement de ce dernier permettant de visualiser la cible 80, un avion par exemple, contenue dans ce champ 71. Les modes de réalisation du dispositif selon l'invention présentés par les figures précédentes contiennent 2 ou 4 miroirs, mais des modes de réalisation peuvent être mis en oeuvre avec plus ou moins de miroirs afin de poursuivre au moins autant de cibles que la pièce mécanique 7 tournante supporte de miroirs. Les miroirs 5, 8, 11, 12 peuvent être remplacés par exemple par des prismes déviant la ligne de visée 9 du senseur optronique 4. Ce dernier peut avoir par exemple un faible temps d'intégration des charges, ce qui diminue sa durée de sensibilisation. Cela améliore notamment la qualité des images car la réflexion de la ligne de visée 9 sur les miroirs tournants rend instable cette dernière par rapport au senseur optronique 4, phénomène qui peut être compensé par un dispositif stabilisateur, par exemple un système de miroirs contrarotatifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de poursuite optronique comportant au moins une optique (1) focalisant les rayons optiques (2, 3) transmis par des cibles (6, 10, 13, 14) à poursuivre sur un senseur optronique (4), caractérisé en ce qu'il comporte de plus une pièce mécanique (7) en rotation autour d'un axe (X), au moins deux miroirs (5, 6) orientables autour de leur axe (Y,Y') étant fixés sur la pièce mécanique (7), les rayons (2, 3) transmis par une cible (6) étant déviés par l'un des miroirs (5, 6) avant d'être focalisés par l'optique (1) sur le senseur optronique (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'asservissement des orientations des miroirs (5,8,11,12) et de la rotation de la pièce mécanique (7) ainsi que de l'instant de sensibilisation du senseur 4 en fonction de la position des cibles (6, 10, 13, 14) à poursuivre de manière à ce que chaque cible envoie successivement vers un des miroirs (5, 8, 11, 12) fixés sur la pièce mécanique (7) des rayons optiques (2, 3) qu'il réfléchit vers l'optique (1), les rayons optiques (2, 3) étant focalisés sur le senseur optique (4). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce mécanique (7) est un tambour. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens optiques supplémentaires sont intercalés entre l'optique (1) et la pièce mécanique (7). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte entre l'optique (1) et la pièce mécanique (7) des moyens pour stabiliser la ligne de visée (9) du senseur optronique (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'optique (1) est une lentille. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les miroirs (5, 8, 11, 12) sont remplacés par des prismes.