Brevet FR2751761A1 — publié le 19980130

La présente invention est relative aux systèmes d'observation et de visée. Plus particulièrement, elle concerne un perfectionnement aux systèmes d'observation panoramiques opto-électroniques montés sur des véhicules, et notamment sur des hélicoptères de combat. On connaît déjà des systèmes de ce type, notamment les appareils et viseurs gyrostabilisés pour hélicoptère et pour véhicules blindés de l'une des sociétés demanderesses. Classiquement un tel système comporte un bloc optique pour l'observation et la visée dans le domaine des rayonnements visibles, ainsi que différents senseurs tels qu'une caméra infrarouge, une caméra de télévision et un laser, notamment pour la vision de nuit, l'écartométrie, la télémétrie et/ou la désignation de cible. La ligne de visée de ces différents moyens est montée pivotante en site et en gisement par rapport à la structure du véhicule. Les systèmes d'observation et de visée connus à ce jour sont particulièrement bien adaptés à l'observation, la reconnaissance et l'identification, ainsi qu'aux tirs, et de façon générale, à la plupart des missions militaires. Toutefois, certaines situations militaires peuvent exiger une intervention très en avant des forces armées dans la profondeur du dispositif ennemi. Une mission de pénétration dans une zone contrôlée par l'ennemi nécessite entre autres de pouvoir détecter les menaces fortuites non connues lors de la préparation de la mission et qui apparaîtraient au cours de la progression. Pour la réussite d'une telle mission, d'une part l'observation, telle qu'elle est possible aujourd'hui à l'aide de moyens optroniques orientés manuellement et ayant des limites de performance rapidement atteintes en fonction des conditions d'emploi et, d'autre part, l'identification sont des fonctions insuffisantes. I1 faut leur adjoindre d'autres fonctions, telles que la veille et la détection tout temps, afin que l'équipage du véhicule (hélicoptère, véhicule terrestre...) puisse entreprendre suffisamment tôt des manoeuvres d'évitement, de contournement pour ne pas alerter l'adversaire et poursuivre la mission. Or, les systèmes d'observation et de visée actuels ne permettent pas de réaliser une veille ou une détection tout temps. C'est ainsi que la détection infrarouge, si elle permet une bonne résolution, présente une portée et un contraste qui sont affectés par l'humidité et les mauvaises conditions météorologiques. Un but de l'invention est de proposer un système d'observation et de visée qui permet de pallier cet inconvénient. L'invention propose un système d'observation ou de visée pour véhicule, comportant des moyens optiques d'observation et/ou de détection et des senseurs pour la vision de nuit et/ou l'écartométrie et/ou la télémétrie et/ou la désignation de cible, ces moyens étant montés pivotants autour d'au moins un axe par rapport au véhicule, et, dans une forme de réalisation préférentielle, montés pivotants autour d'un axe de site, sur une borne formant support qui est elle-même pivotante autour d'un axe de gisement par rapport au véhicule ; ces moyens optiques et senseurs étant gyrostabilisés autour de ces axes de site et de gisement, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de détection et/ou d'observation dans le domaine des ondes électromagnétiques millimétriques appelées couramment ondes millimétriques, dont les moyens d'émission et de réception sont situés à proximité des moyens optiques et des senseurs et pivotent en gisement et en site avec lesdits moyens optiques et lesdits senseurs. Comme on l'aura compris, avec comme senseurs une caméra CCD couvrant le spectre visible et le proche infrarouge et une caméra thermique couvrant l'infrarouge lointain, on dispose en permanence, avec un tel système, d'une image dans le domaine visible, d'une image dans le domaine infrarouge et d'une image dans le domaine des ondes millimétriques, qui correspondent à une même direction d'observation. Un tel système permet donc une analyse dans un domaine de longueur d'onde large. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un viseur conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention - la figure 2 est une vue en coupe d'un détail du viseur de la figure 1. Le système d'observation et de visée gyrostabilisé illustré sur ces figures 1 et 2 comporte une structure 1 fixée au véhicule directement ou par l'intermédiaire d'une suspension, ainsi qu'une embase 2 reçue sur cette structure 1. Cette embase 2 porte, à l'intérieur du véhicule, un boîtier optique 4, ainsi qu'une lunette ou un bras oculaire escamotable 3, d'une structure connue en soi. De l'autre côté de la structure 1, cette embase 2 porte une borne 5 qui forme support pour les moyens des différentes voies d'observation et de détection. Cette borne 5 est tourillonnée sur l'embase 2 autour de l'axe Ag de gisement du système. Cette borne 5 porte un boîtier de bloc optique 6 et une caméra thermique 7, qui sont disposés de façon diamétralement opposée par rapport à l'axe Ag. Le boîtier 6 et la caméra thermique 7 sont tous deux montés rotatifs sur la borne 5 autour d'un axe As, qui est perpendiculaire à l'axe Ag et qui définit l'axe de rotation en site des différents moyens d'observation et de détection du système. Ce boîtier 6 sert de support mécanique pour de nombreux éléments. Il porte notamment un bloc optique 9, ainsi qu'une unité de détection radar 10. L'unité de détection radar 10 est fixée sur le boîtier 6, par l'intermédiaire d'un pied 10a que ladite unité 10 présente. Ce pied 10a est reçu dans un logement complémentaire 6a que présente la face supérieure du boîtier 6. Le bloc optique 9 est reçu, avec une unité 11 d'émission radar et une caméra de télévision 12 fixées sur ledit bloc 9, dans un logement du boîtier 6 au droit de l'axe de site As. Le bloc optique 9, l'unité 11 et la caméra 12 sont protégés dans le boîtier 6 par un capot 13 fixé sur le corps principal du boîtier 6. Ce capot 13 présente au moins un hublot 13a à travers lequel le bloc optique 9, et la caméra 12 visualisent l'environnement du véhicule. Le boîtier 6 porte également, dans l'un de ses modes de réalisation ainsi qu'on la plus particulièrement illustré sur la figure 2, un réflecteur concave extérieur 14, qui, avec un réflecteur plan incliné 15, concentre les ondes millimétriques réfléchies par l'environnement du véhicule, sur le détecteur 16 de l'unité de réception radar 10. D'autres procédés de concentration des ondes millimétriques peuvent être utilisés tels qu'un ou plusieurs réflecteurs, lentilles, sources multiples employés seuls ou en combinaison. Le réflecteur millimétrique 14 est orienté de façon que sa direction d'observation coïncide avec celle du bloc optique 9, et des caméras 7 et 12. Les différents éléments du système qui viennent d'être décrits et qui sont situés à l'extérieur de la structure 1 du véhicule, sont abrités sous un protecteur 17, fixé par une plaque 17a sur la borne 5 rotative en gisement par rapport à la structure 1. Ce protecteur 17 présente un radome 18 placé devant le réflecteur millimétrique 14 et à travers lequel les observations millimétriques sont faites. Les observations visibles et infrarouges, ainsi que la télémétrie laser, et/ou la désignation laser, passent à travers les ouvertures pratiquées dans le protecteur 17, de part et d'autre du radome 18. Avec une disposition du type de celle qui vient d'être décrite, les moyens d'observation dans le domaine du visible, dans le domaine de l'infrarouge et dans le domaine des ondes millimétriques sont situés à proximité immédiate les uns des autres et présentent en permanence la même orientation en site et en gisement. Les différentes images relevées par ces différentes voies sont stabilisées et centrées sur une même direction orientable en site et en gisement. Cette direction d'orientation est connue avec précision par rapport à la direction du véhicule ainsi que par rapport à la direction de déplacement de celui-ci. Ces différentes images centrées peuvent avoir un même champ d'observation ou des champs différents ou variables selon les fonctions utilisées : veille, recherche ou identification. Le partage du même support de stabilisation par les capteurs optiques et millimétriques apporte une amélioration à la connaissance de la position des objets observés par rapport à des capteurs montés sur des supports de stabilisation distincts en particulier en limitant les .... De façon avantageuse, le système comporte également des moyens pour, en fonction veille et/ou recherche, commander de façon automatique, sans intervention de l'observateur, les moyens optiques que constitue le bloc 9, les senseurs que constituent la caméra 12 et la caméra thermique 7, ainsi que les moyens millimétriques de façon que leur direction d'observation commune balaye automatiquement en site et/ou en gisement l'environnement du véhicule, notamment avec des amplitudes et à des vitesses désirées. Dans une variante, pour augmenter l'indépendance d'exploration des moyens millimétriques, à leurs déplacements mécaniques autour des axes de site et de gisement, avec le boîtier 6 sur lesquels ils sont fixés, avec le bloc optique et les senseurs, est ajouté un balayage électronique connu en soi, des faisceaux ondes millimétriques. Ce balayage s'effectue en site et/ou en gisement, par rapport à la position dite canonique qui est la position du faisceau millimétrique lorsque son axe est orienté dans la même direction que les axes optiques du bloc optique et des senseurs. Les images relevées par les différentes voies sont exploitées à bord du véhicule de telle sorte que les faiblesses et les limites que peuvent présenter l'une ou l'autre de ces différentes voies sont compensées par les avantages des autres voies. Ainsi, alors que l'observation infrarouge présente une portée et un contraste qui sont fortement affectés par l'humidité, la brume, le brouillard ou la pluie, les ondes millimétriques sont peu sensibles à ces conditions millimétriques. Notamment, elles pénètrent le brouillard, alors que celui-ci est opaque à l'infrarouge. De plus, la nature des paramètres détectés par les deux dispositifs infrarouge et radar sont de nature différente. Le dispositif infrarouge détecte l'émission naturelle des corps, ctest-à-dire leur émissivité tandis que le dispositif radar actif est basé sur la réflectivité de ceux-ci. Cette réflectivité est particulièrement importante, dans le cas d'objets métalliques. Avantageusement, le système comporte des moyens de traitement et de visualisation qui permettent à un opérateur de visualiser soit chacune des différentes images des différentes voies indépendamment les unes des autres, soit une image combinée et enrichie à partir des images des différentes voies. Notamment, une image synthétique peut être présentée sur un écran d'un moniteur 19 situé à proximité du bras oculaire 3 ou incorporé à celui-ci, par exemple en intégrant les données pertinentes en provenance des différentes voies. Le système qui vient d'être décrit peut être utilisé selon plusieurs modes de fonctionnement. Notamment, dans le principal mode de fonctionnement, la voie radar et la voie infrarouge sont utilisées de façon complémentaire pour réaliser un fonctionnement en mode veille ou détection. De plus, l'unité radar 10 peut être utilisée pour avoir accès à des mesures de vitesse par analyse Doppler ou pour avoir accès à des mesures de distances. Les différentes voies d'observation peuvent en outre être utilisées de façon complémentaires pour fournir aux opérateurs à l'intérieur du véhicule une analyse tactique du champ d'opération, ou encore une aide au pilotage, à l'anticollision et à la navigation ou une surveillance météorologique. Ils peuvent également être utilisés pour fournir une aide aux conduites de tir en mode d'identification, de poursuite automatique, de désignation/illumination ou d'écartométrie. Les systèmes d'observation ou de visée selon l'invention sont avantageusement utilisés pour des hélicoptères de combat et des véhicule terrestres. REVENDICATIONS 1. Système d'observation ou de visée pour véhicule, comportant des moyens optiques (9) d'observation et/ou de détection et des senseurs (7, 12) pour la vision de nuit et/ou l'écartométrie et/ou la télémétrie et/ou la désignation de cible, ces moyens optiques et senseurs (9 7, 12) étant montés pivotants autour d'au moins un axe par rapport au véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de détection (10, 14, 15, 16) et/ou d'observation dans le domaine des ondes millimétriques, dont les moyens d'émission et de réception (14, 15, 16) sont situés à proximité des moyens optiques (9) et des senseurs (7, 12) et pivotent autour d'au moins un axe avec lesdits moyens optiques (9) et/ou lesdits senseurs (7, 12). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'émission et de réception (10, 11, 14, 15, 16) dans le domaine des ondes millimétriques sont portés par un boîtier (6) dans lequel sont reçus des moyens optiques (9) et qui est monté pivotant autour de l'axe de site, sur une borne (5) qui est elle-même pivotante en gisement par rapport au véhicule porteur. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection (10, 14, 15, 16) et/ou d'observation dans le domaine des ondes millimétriques comportent une unité de détection (16) portée par le boîtier (6) et des moyens, également portés par le boîtier (6), de concentration des ondes millimétriques émises et réfléchies par l'environnement du véhicule sur le détecteur (16) de l'unité de réception (10). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de concentration des ondes millimétriques comportent un réflecteur concave (14) et un réflecteur plan (15) incliné. 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de concentration des ondes millimétriques comportent des sources multiples réparties selon une loi particulière. 6. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les sources multiples réparties sont associées à au moins un réflecteur ou une lentille. 7. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de concentration des ondes millimétriques comportent une ou plusieurs lentilles associées ou non à un ou plusieurs réflecteurs. 8. Système d'observation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de traitement et de visualisation qui permettent à un opérateur de visualiser soit chacune des différentes images des différentes voies d'observation et/ou de détection (7, 9, 10, 12) indépendamment les unes des autres, soit une image reconstituée à partir des images desdites différentes voies (7, 9, 10, 12). 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour commander l'orientation des moyens optiques, des senseurs et des moyens millimétriques de façon que leur direction d'observation commune balaye automatiquement en site et/ou en gisement l'environnement du véhicule. 10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens millimétriques sont équipés d'un balayage électronique complémentaire. 11. Système d'observation ou de visée drun hélicoptère, caractérisé en ce qu'il est constitué par un système selon les revendications 1 à 7. 12. Système d'observation ou de visée drun véhicule terrestre, caractérisé en ce qu'il est constitué par un système selon l'une des revendications 1 à 7.