Brevet FR2723441A1 — publié le 19960209

La présente invention est relative à des perfectionnements aux dispositifs pour le contrôle de l'orientation en site d'un canon monté sur un véhicule tel qu'un char. Un dispositif de contrôle conforme à un art antérieur connu a été représenté schématiquement sur la figure 1. I1 comporte principalement - un viseur 1, dont on a représenté sur la figure 1 le miroir de sortie 2 et la direction D de visée - un gyroscope 3, qui est intégré au viseur 1 - des moyens 4, qui commandent le déplacement du gyroscope 3 - des moyens 5 pour asservir l'orientation d'un canon 6 du char à la direction D de visée. Le gyroscope 3 est mécaniquement relié au miroir de sortie 2. I1 a pour fonction de maintenir celui-ci de façon que la direction de visée D reste constante lors des déplacements du véhicule, tant que l'opérateur ne change pas de direction de visée. Les moyens 4, qui commandent le déplacement du gyroscope 3 comportent en particulier une manette 7 actionnée par un opérateur dans le véhicule, ainsi qu'un potentiomètre 8 pour convertir le mouvement de la manette 7 en un signal électrique de commande et un moteur 9 pour convertir ce signal électrique de commande en un déplacement angulaire pour le gyroscope 3. Les moyens d'asservissement 5 comportent - des moyens moteurs 10, qui déplacent angulairement en site le canon 6 - une unité de commande 11, qui reçoit du gyroscope 3 un signal correspondant au déplacement angulaire en site du miroir 2, et qui actionne les moyens moteurs 10 en fonction de ce signal de façon que l'orientation du canon 6 par rapport au véhicule suive les modifications de l'orientation de la direction de visée D par rapport au véhicule ; - des capteurs 12 de déplacement angulaire en site, qui sont montés sur le canon 6 et qui transmettent à l'unité 11 un signal relatif à l'avance angulaire en site dudit canon 6 par rapport au trièdre géographique local. Lors des cycles de tirs, il arrive que les sollicitations mécaniques que subit le char dérèglent le gyroscope 3, de sorte que le miroir 2 et la direction de visée D dérivent. Un but de l'invention est d'améliorer les dispositifs du type qui vient d'être décrit en réduisant la dérive de leur gyroscope sans intervenir sur celui-ci. Le gyroscope est en effet intégré au viseur, de sorte qu'une opération de démontage serait très onéreuse. La solution proposée par l'invention est un dispositif pour le contrôle de l'orientation en site d'un canon monté sur un véhicule tel qu'un char, comportant un viseur, un gyroscope de déplacement angulaire en site intégré audit viseur, au moins une manette actionnée par un opérateur pour commander le déplacement en site du gyroscope du viseur, des moyens pour asservir l'orientation en site du canon par rapport au véhicule, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement comportent des capteurs inertiels liés au canon et en ce que le dispositif comprend en outre une unité de traitement qui reçoit de la manette un signal relatif à son déplacement et qui transmet audits moyens d'asservissement un signal relatif à l'orientation de référence en site que doit prendre le canon par rapport au véhicule, cette orientation de référence étant calculée par l'unité de traitement d'une part en fonction des déplacements successifs de la manette et d'autre part en fonction de l'orientation du canon par rapport au trièdre géographique local, de façon que pour une somme donnée de déplacements de la manette, l'orientation du canon par rapport au trièdre géographique local soit constante au cours du déplacement du véhicule, le trièdre étant déterminé par l'unité de traitement à partir des mesures des capteurs inertiels, ladite unité de traitement recevant également du gyroscope un signal relatif à l'orientation en site du viseur et commandant les déplacements du viseur et du gyroscope de façon à asservir leur orientation en site sur une orientation de visée qui correspond à l'orientation de référence calculée pour le canon. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard de la figure 2, qui est une représentation analogue à celle de la figure 1, pour le dispositif de contrôle conforme à l'invention. On retrouve sur le dispositif de contrôle de la figure 2 la plupart des différents éléments du dispositif de la figure 1 et en particulier : le viseur 1, le gyroscope 3, la manette 7 actionnée par un opérateur,le potentiomètre 8 qui convertit le mouvement de la manette 7 en un signal électrique, le potentiomètre 9 qui commande les déplacements angulaires du gyroscope 3, les moyens moteurs 10, l'unité de commande 11. Le ou les capteurs angulaires 12, qui sont facilement accessibles, sont remplacés par des capteurs inertiels 12a qui comprennent des gyroscopes trois axes 12b, ainsi que des accéléromètres 12c. Ce dispositif est en outre complété par une unité de calcul 13, qui est par exemple un microprocesseur. Ce sont principalement les montages électriques entre les différents éléments du dispositif de la figure 1 que l'on modifie. Ainsi, le potentiomètre 8 n'est plus directement relié au moteur 9 : le signal en sortie du potentiomètre 8 est envoyé sur l'unité 13, qui délivre au moteur 9, après traitement, un signal électrique de commande. Egalement, le signal de recopie angulaire en sortie du gyroscope 3 n'est pas directement envoyé sur l'unité 11 qui commande les moyens moteurs 10, mais est envoyé sur l'unité de calcul 13, qui fournit à l'unité 11, après traitement, un signal de référence pour la mise en oeuvre de l'asservissement. En outre, les capteurs inertiels 12a sont reliés à l'unité 13 de calcul. Les différents traitement que réalise l'unité de calcul 13 vont maintenant être décrits - en fonction des informations relevées par les capteurs 12a, l'unité 13 suit en permanence les modifications l'orientation du canon 6 par rapport au trièdre géographique local (traitement 13a) ; - dans un traitement 13b, l'unité de calcul 13 détermine, en fonction du traitement 13a, les corrections à apporter à l'orientation du canon 6 par rapport au véhicule pour que ledit canon 6 se maintienne dans l'orientation correspondant à la direction de tir désirée - dans un traitement 13c, l'unité 13 détermine, en fonction du signal relatif au déplacement de la manette 7 fourni par le potentiomètre 8 et des corrections déterminées lors du traitement 13b, l'orientation de tir que doit prendre le canon 6 par rapport au trièdre géographique local; le signal relatif à cette orientation de tir est fourni à l'unité de commande 11 (à la place du signal de recopie de la position angulaire du gyroscope 3, dans le cas du dispositif de la figure 1) ; on notera que ce traitement 13c prend avantageusement en compte la hausse que doit présenter la direction de tir du canon par rapport à la direction de visée et ajoute un décalage correspondant entre la direction du viseur et celle du canon - dans un traitement 13d, l'unité de calcul 13 détermine, en fonction du signal angulaire qu'il reçoit du gyroscope 3 qu'il reçoit, ainsi qu'en fonction du traitement 13c, l'écart entre la direction de visée indiquée par le gyroscope 3 et la direction de visée théorique qui correspond à l'orientation de référence précédemment calculée pour le canon 6 - dans un traitement 13e, l'unité de calcul détermine, en fonction de ce traitement 13d, l'asservissement à appliquer au moteur 9 qui commande le déplacement angulaire du gyroscope 3 et du viseur 1. Avec une telle structure, l'orientation du canon 6 du char est asservie lors d'un cycle de tirs sur la position de référence commandée par le déplacement de la manette 7 actionnée par l'opérateur ; le miroir de sortie 2 est stabilisé sur le court terme par la boucle d'asservissement sur le gyroscope 3. L'unité de calcul 13 travaille en continue et réalise un recalage permanent de l'orientation du canon 6 et de la position angulaire du gyroscope 3. La constante de temps d'asservissement est choisie suffisamment courte pour absorber les régimes transitoires, et suffisamment importante pour ne pas prendre en compte les bruits mécaniques. En particulier, la constante de temps d'asservissement est avantageusement choisi pour que le produit (dérive dans le temps du gyroscope non asservi) X (constante de temps d'asservissement) soit inférieur à la précision angulaire de la direction de visée. Cette constante de temps d'asservissement sera par conséquent de l'ordre d'une à quelques secondes. On notera que la structure proposée permet de stabiliser la dérive de la ligne de visée du dispositif de la figure 1 en ne modifiant que son montage électrique. Le seul matériel supplémentaire à prévoir consiste en un microprocesseur et en des convertisseurs analogique/numérique. Le perfectionnement proposé par l'invention est donc peu coûteux et présente peu de risque de dégradation pour le matériel. On notera en outre que sur le type de char envisagé dans la description qui précéde, le contrôle de l'orientation en azimut est réalisé au niveau de la tourelle du canon. Les capteurs inertiels 12a portés par le canon peuvent avantageusement être utilisé pour réaliser l'asservissement en azimut. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le contrôle de l'orientation en site d'un canon (6) monté sur un véhicule tel qu'un char, comportant un viseur (1), un gyroscope (3) de déplacement angulaire en site intégré audit viseur (1), au moins une manette (7) actionnée par un opérateur pour commander le déplacement en site du gyroscope (3) du viseur, des moyens (5) pour asservir l'orientation en site du canon (6) par rapport au trièdre géographique local, caractérisé en ce que les moyens d'asservissement (5) comportent des capteurs inertiels (12a) liés au canon (6) et en ce que le dispositif comprend en outre une unité de traitement (13) qui reçoit de la manette (7) un signal relatif à son déplacement et qui transmet audits moyens d'asservissement (5) un signal relatif à l'orientation de référence en site que doit prendre le canon (6) par rapport au trièdre géographique local, cette orientation de référence étant calculée par l'unité de traitement (13) d'une part en fonction des déplacements successifs de la manette (7) et d'autre part en fonction de l'orientation du canon (6) par rapport audit trièdre, de façon que pour une somme donnée de déplacements de la manette (7), l'orientation du canon (6) par rapport audit trièdre soit constante au cours du déplacement du véhicule, ledit trièdre étant déterminé par l'unité de traitement (13) à partir des mesures des capteurs inertiels (12a), ladite unité de traitement (13) recevant également du gyroscope (3) un signal relatif à l'orientation en site du viseur (1) et commandant les déplacements du viseur (1) et du gyroscope (3) de façon à asservir leur orientation en site sur une orientation de visée qui correspond à l'orientation de référence calculée pour le canon (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constante de temps de l'asservissement mis en oeuvre par l'unité de traitement est tel que le produit (dérive dans le temps du gyroscope (3) non asservi) X (constante de temps d'asservissement) soit inférieur à la précision angulaire de la direction de visée. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le temps d'asservissement est de l'ordre d'une ou de quelques secondes. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (13c) pour ajouter un décalage entre la direction du viseur et celle du canon de façon à tenir compte des corrections de hausse.