Brevet FR2726356A1 — publié le 19960503

La présente invention concerne un dispositif de visée comprenant un dispositif de guidage opto-électronique destiné à piloter un engin volant guidé le long d'un axe de visée, le dispositif de guidage étant associé à un calculateur destiné à obtenir les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé par rapport à l'axe de visée, et au moins un dispositif opto-électronique de visibilité pour aligner un repère de visée sur un objet cible, les axes optiques des dispositifs de guidage et de visibilité étant préajustés sur le même point de visée. Dans de tels systèmes, les engins volants guidés sont en général alimentés, à l'aide d'un câble remorqué ou à l'aide d'une fibre d'informations remorquée, en informations de guidage qui proviennent d'un appareil de poursuite de cible qui, la plupart du temps, est optoélectronique. L'échappement rayonnant du projectile ou un élément lumineux incorporé est capté par ce capteur et la dérive de ce point lumineux est déterminée en amplitude et en angle par l'axe de visée propre à l'appareil et transformée en signaux de pilotage pour l'engin volant guidé. Les moyens de visualisation correspondants comprennent un repère de visée. Le tireur-pointeur essaie pendant tout le temps de vol de l'engin volant guidé de maintenir le repère sur la cible et éventuellement d'effectuer des mouvements de visée. On ne peut avoir une rencontre que lorsque l'axe de visée du dispositif de visée, marqué par le repère de visée mentionné ci-dessus, coïncide avec l'axe de visée du dispositif de guidage mentionné. La précision de cette colncidence est ainsi décisive pour obtenir une efficacité de tout le système d'arme en général. Dans des dispositifs de visée modernes destinés à de tels systèmes d'armes, on utilise souvent plusieurs appareils de visualisation différents, en même temps ou alternativement. A un canal de visibilité diurne on ajoute pour la nuit, et éventuellement aussi pour des conditions de visibilité difficiles dans la journée (brouillard, fumées) un capteur additionnel d'images de chaleur pour rendre possible une utilisation de jour et de nuit du système d'arme. Il en résulte nécessairement l'exigence que l'axe de visée représenté par le repère de visée de cet appareil coïncide aussi avec l'axe de visée du système de guidage. L'alignement des différents axes de visée sur le même point cible est désigné habituellement comme étant l'harmonisation des axes. Pour rendre possible une congruence de tous les axes de visée de tous les capteurs des appareils de visée et de visualisation, on connaît des solutions techniques des plus différentes. Dans ce but, on fournit une direction d'axes de visée commune à tous les capteurs à partir d'un projecteur de repères de visée commun (collimateur) dans une disposition optique compliquée. Elle sert alors directement de repère de visée ou est utilisée pour le réglage de repères de visée produits dans l'appareil. Différents systèmes de ce type sont indiqués et décrits dans le brevet allemand DE 34 28 990 C2. Bien que dans ces systèmes la direction commune d'axes de visée existe de façon permanente, on doit en extraire la réflexion pendant le processus proprement dit de visée car sinon il y aurait des confusions entre l'image du repère de visée et l'image de l'élément lumineux de l'arme guidée. Les déréglages des appareils de visualisation les uns par rapport aux autres qui surviennent pendant le processus de visée ne sont alors pas détectés. Dans un dispositif d'ajustage différent, on introduit de temps en temps une disposition optique dans le trajet de rayonnement de tous les capteurs, ce qui permet alors un réglage postérieur de tous les repères de visée des capteurs. Ceci est moins compliqué et offre une plus grande liberté par rapport à la disposition dans l'espace des capteurs, mais il en résulte l'inconvénient fondamental qu'entre ces processus de réglage, des modifications des positions des lignes de visée ne sont pas détectées. Le problème qui est à la base de la présente invention est donc de créer un dispositif de visée dans lequel la position des repères de visée des appareils de visualisation peut être harmonisée, même pendant le temps de vol de l'engin volant guidé, avec l'axe de visée du dispositif de guidage. Ce problème est résolu dans un dispositif de visée du type mentionné ci-dessus en ce que le dispositif de visée est associé à un générateur de repères de visée destiné à l'introduction d'un repère de visée dans le champ de visualisation, les coordonnées de dérive du repère de visée par rapport à la représentation de l'engin volant guidé coïncidant dans le champ de vision avec les coordonnées de dérive obtenues dans le dispositif de guidage. Une forme de réalisation avantageuse de ce dispositif prévoit qu'on associe au générateur de repères de visée, en tant qu'unités structurelles, une mémoire destinée aux coordonnées de point zéro du repère de visée obtenues lors du préajustement, un calculateur d'analyse d'images pour obtenir les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé considéré dans le champ de vision par rapport aux coordonnées de point zéro du repère de visée, un comparateur pour obtenir un écart entre les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé par rapport à l'axe de visée et la dérive des coordonnées de point zéro du repère de visée, et un correcteur pour prendre en compte l'écart lors de la représentation du repère de visée dans le champ de vision de l'appareil de visualisation. L'idée fondamentale de la présente invention est d'utiliser l'image de l'élément lumineux, ou de l'échappement de l'arme guidée elle-même, en tant que référence pour l'ajustage postérieur de tous les capteurs. Le dispositif de guidage avec son capteur opto-électronique fournit en permanence (ou à des intervalles d'interrogation) une information sur la position relative entre l'image de l'engin volant guidé et l'axe de visée de ce capteur. Tous les autres capteurs fournissent en même temps et également une image respective de cet engin volant guidé et de son élément lumineux. A condition qu'il s'agisse également dans ces capteurs de systèmes électrooptiques, on a alors à disposition un signal correspondant, par exemple un signal de sortie de télévision, qui permet, par une évaluation électronique, d'obtenir ici aussi une information respective sur l'amplitude et la position angulaire de la dérive de l'image de l'engin volant guidé par rapport à l'axe individuel de visée du capteur respectif.Par une comparaison électronique des valeurs des capteurs respectifs avec la valeur, qui seule est essentielle, du capteur pilotant l'engin volant guidé, on peut obtenir sans difficulté une grandeur de correction qui peut être utilisée pour déplacer de façon correspondante l'image des repères de visée dans l'appareil de visualisation respectif. Selon la présente invention, on obtient alors le mode d'action suivant 1) Après le lancement de l'engin volant guidé, on obtient, à des intervalles à sélectionner, la dérive de l'image de l'engin volant guidé par rapport aux axes de visée individuels respectifs des différents capteurs des appareils de visualisation. 2) La valeur de dérive du capteur pilotant l'engin volant guidé est utilisée comme référence pour comparer les valeurs individuelles respectives de dérive des autres capteurs avec celle-ci et pour obtenir des signaux correspondants d'écart en amplitude et direction. 3) Ces informations d'écart sont utilisées pour corriger la position des repères de visée de façon correspondante sur le visuel des capteurs de visibilité associés. Lorsqu'on effectue l'harmonisation des axes de la manière décrite après lancement de l'engin volant guidé, on peut garantir une correction fiable de tous les décalages d'axes de visée qui sont survenus jusqu'ici quelle qu'en soit la cause et quel que soit le moment où ils surviennent. Le capteur respectif guidant le projectile détermine automatiquement la position des repères de visée dans tous les capteurs de visualisation. Comme des modifications de la position des axes de visée en général se produisent lentement, un processus unique de correction suffit, mais il peut se répéter cependant suivant besoin et comme on le désire aussi souvent qu'on le veut pendant le temps de vol. On peut également obtenir plusieurs valeurs d'interrogation, ce qui augmente la précision de la visée lors des désajustements en raison des secousses.Un préajustement aussi précis que possible de tous les axes de visée est utile, mais non nécessaire, tant que les champs de vision des différents capteurs présentent un degré suffisamment élevé de recouvrement. Ceci est garanti sans aucun doute et de façon permanente, étant donné les ordres de grandeur qui, en général, doivent être compensés dans de tels systèmes. Les calculateurs d'analyse d'images permettant d'obtenir la dérive dans les capteurs de visualisation sont connus, des circuits appartenant au matériel, adaptés au problème, ayant alors l'avantage d'une vitesse d'évaluation plus grande. Un exemple de réalisation est décrit à la lumière d'une représentation schématique du dessin sur lequel la figure 1 montre un dispositif de visée comportant les différentes unités de capteurs sur une plate-forme commune la figure la montre le trajet de l'engin volant guidé, du point de vue du dispositif de guidage, et la figure 2 montre des éléments de fonction du générateur de repères de visée. A la figure 1, on représente sur une plateforme commune 10 un dispositif de guidage 11, un premier dispositif de visualisation 12 et un deuxième dispositif de visualisation 13, en un alignement fixe l'un par rapport à l'autre. A l'intérieur du dispositif de guidage 11, on représente l'élément lumineux d'un engin volant guidé 14 à l'aide d'une optique appropriée 15 en tant que point lumineux sur un capteur 16. L'axe optique de ce dispositif forme l'axe de visée 17. Sa position sur le capteur 16 est désignée par les coordonnées de point zéro R,, Y0 Les signaux de capteurs sont fournis à un calculateur 18 qui obtient les coordonnées de dérive R,+ de l'image de l'engin volant guidé 14 en référence aux coordonnées de point zéro R,, yO qui sont intérieures à l'appareil. A la figure la, on représente le trajet de vol 19 de l'engin volant guidé 14 du point de vue du capteur 16. L'axe de visée 17 est représenté par les coordonnées de point zéro R,, fO. L'image de l'engin volant guidé 14 apparaît comme un point lumineux 20 avec les coordonnées R, t en une projection verticale sur l'axe de visée 17. Le rapprochement du trajet de vol de l'engin volant guidé par rapport à l'axe de visée 17 a en général un développement en spirale, de sorte que la description de la dérive doit être réalisée de façon appropriée en coordonnées polaires. Bien entendu, on peut également choisir un système de coordonnées cartésien. Les coordonnées de dérive R,+ obtenues par le calculateur, d'une part servent de signaux de pilotage pour le trajet de vol de l'engin volant guidé 14 et sont envoyées par une antenne 21 à son dispositif de guidage. D'autre part, elles sont fournies également, comme signaux de référence, aux générateurs de repères de visée 22, 23. On prévoit comme premier dispositif de visée 12 une caméra de télévision (TV) pour la visibilité diurne. L'axe de visualisation 24 de la caméra de télévision est représenté sur le moniteur associé 25 par un repère de visée 26. On y associe les coordonnées de point zéro Ro, 'Po (TV). Lors du montage du dispositif de visée 12 sur la plate-forme 10, l'axe de visualisation 24 est orienté de manière connue à l'aide d'un système de collimateur sur le même point de visée que l'axe de visée 17, de sorte que, dans les deux systèmes, les coordonnées de représentation du point de visée à l'infini coïncident avec les coordonnées de point zéro propres à l'appareil. Comme la représentation du repère de visée 26 dans les dispositifs de visée habituels est couplée sur les coordonnées de point zéro propres à l'appareil, ce réglage doit être contrôlé régulièrement et éventuellement corrigé pour pouvoir garantir, lors de l'alignement du repère de visée 26 sur un objet cible 27, que les signaux de pilotage en provenance du dispositif de guidage dirigent l'engin volant guidé sur le même objet cible. Selon la présente invention, on prévoit alors un générateur de repères de visée 22 qui est maintenant décrit plus en détail à la lumière de la figure 2. Une mémoire 28 comprend les coordonnées de point zéro propres à l'appareil R,, 0 (TV). On introduit dans un calculateur 29 d'analyse d'images les signaux-TV représentant l'image et à partir de ceux-ci, on en tire les coordonnées d'images du point lumineux 20. En tenant compte des coordonnées de point zéro introduites également dans le calculateur 29, on détermine les coordonnées de dérive R, ç (TV) du point lumineux 20 par rapport aux coordonnées de point zéro propres à l'appareil.Dans un comparateur 30 monté à la suite, on introduit additionnellement les coordonnées de dérive R, ç du dispositif de guidage, de sorte qu'on peut déterminer un écart éventuel entre les deux coordonnées de dérive. L'écart est utilisé alors dans un correcteur 31 monté à la suite pour produire des valeurs corrigées R,', fo' (TV) pour les coordonnées de point zéro et faire apparaître à cet endroit sur le moniteur 25 le repère de visée 26. Les représentations de l'objet de visée dans l'image de télévision et du repère de visée sur le moniteur ont lieu indépendamment l'une de l'autre dans une position relative mutuelle qui correspond à celle ayant lieu sur le capteur 16 du dispositif de guidage. Ce but est atteint de la même manière lorsque le signal d'écart obtenu dans l'unité structurelle 30 est utilisé, non pas pour le déplacement des coordonnées de point zéro propres à l'appareil mais pour déplacer toute l'image de télévision par rapport à la représentation des repères de visée.Cette variante est comprise également dans la protection revendiquée. La représentation de l'image de moniteur 25 à la figure 1 a pour but de montrer l'effet de correction. L'objet de visée 27 se trouve au centre de l'image du moniteur et on voit donc que le tireur-pointeur utilisant l'appareil de visée avait aligné le repère de visée 26 sur cet objet par pivotement de la plate-forme 10. Un désajustement du dispositif de visée survenant entre-temps a été détecté par le système du générateur de repères de visée 22 de sorte que maintenant le repère de visée se trouve à côté de l'objet cible. En guidant postérieurement la plate-forme 10, l'objet de visée 27 et le repère de visée 26 sont amenés à nouveau en congruence. Comme le dispositif de guidage 11 est également relié de façon fixe à la plateforme 10, on obtient nécessairement une valeur modifiée pour la dérive de l'engin volant guidé 14 par rapport à l'axe de visée 10 qui mène, à l'aide du calculateur 10 et de l'émetteur 21, à un trajet de vol corrigé.Il est dirigé à nouveau sur l'objet cible visé dans le champ de vision du moniteur 25. Le temps de vol de l'engin volant guidé 14 est de façon typique de 15 à 20 secondes. La détection des coordonnées de dérive du point lumineux 20 dans le champ de vision du moniteur 25 a lieu en moins d'une seconde. La coïncidence nécessaire pour un pilotage précis sur la cible entre l'axe de visée 17 et l'axe de visualisation 24 est donc garantie en permanence. On prévoit comme second dispositif de visée 13 pour la vision nocturne et pour des conditions météorologiques mauvaises un capteur d'images thermiques. I1 travaille de la même manière que l'appareil de vision diurne décrit précédemment. La représentation d'un moniteur choisi à titre d'exemple montre qu'il n'y a aucun désajustement entre l'axe de visée 17 et l'axe de visualisation 32, représenté par le repère de visée 33 dans le moniteur 34 de l'appareil d'images thermiques. Le pilotage du dispositif de guidage sur la base de la représentation de l'objet cible sur le moniteur de l'appareil d'images thermiques guide également l'engin volant guidé sur l'objet cible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de visée comprenant - un dispositif opto-électronique de guidage (11) pour guider un engin volant guidé (14) le long d'un axe de visée (17), - le dispositif de guidage (11) étant alors associé à un calculateur (18) permettant d'obtenir les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé (14) par rapport à l'axe de visée (17), et - au moins un dispositif opto-électronique de visibilité (12, 13) pour aligner un repère de visée (26, 23) sur un objet cible (27), - les axes optiques (17, 24, 32) des dispositifs de guidage et de visibilité (11, 12, 13) étant alors préajustés sur le même point de visée, caractérisé en ce que - le dispositif de visibilité (12, 13) est associé à un générateur de repères de visée (22, 23) pour introduire un repère de visée (26, 33) dans le champ de visibilité (25, 34), - les coordonnées de dérive du repère de visée (26, 33) par rapport à la représentation de l'engin volant guidé (20) dans le champ de visibilité coïncidant alors avec les coordonnées de dérive obtenues dans le dispositif de guidage (11). 2. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on associe au générateur de repères de visée (22, 23) en tant qu'unités structurelles - une mémoire (28) destinée aux coordonnées de point zéro du repère de visée obtenues lors du préajustement, - un calculateur d'analyse d'images (29) pour obtenir les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé observé dans le champ de vision par rapport aux coordonnées de point zéro du repère de visée, - un comparateur (30) destiné à obtenir un écart entre les coordonnées de dérive de l'engin volant guidé par rapport à l'axe de visée et la dérive des coordonnées de point zéro du repère de visée, et - un correcteur (31) pour tenir compte de l'écart lors de la représentation du repère de visée dans le champ de vision de l'appareil de visualisation.