Brevet FR2893405A1 — publié le 20070518

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de guidage d'un engin volant selon lequel un tireur à l'abri guide vers l'objectif en passant par une station relais avec une liaison de visibilité. L'invention concerne principalement des engins volants guidés, de type sol-sol ou de type air-sol mais peut également servir à d'autres applications. L'invention décrit comment avec les moyens les plus réduits c'est-à-dire de façon passive sans éclairer de manière active la cible, de trouver exactement et sûrement la bonne cible en évitant les dommages collatéraux même si avant le tir il n'y a pas de liaison visible avec la cible et si la cible se déplace. Etat de la technique En principe, lorsqu'on connaît suffisamment précisément les coordonnées du point de départ et celles de la destination, on peut commander un engin volant guidé vers la cible en utilisant le système GPS. Mais les cibles ponctuelles sont d'une part trop imprécises et d'autres part incertaines car elles peuvent être coupées et enfin elles peuvent être facilement détruites et en dernier lieu le tireur ne peut pas vérifier la situation jusqu'à la fin de l'opération et garantir de toucher la bonne cible. Les coordonnées de cible exacte doivent de plus être dispo- nibles en temps réel car sinon on manquerait des cibles mobiles. Une autre possibilité consiste à installer dans la pointe de l'engin volant une caméra directionnelle stabilisée par exemple une caméra vidéo pour une utilisation diurne ou une caméra à images thermiques pour une utilisation nuit et jour et transmettre l'image à la station au sol. Le tireur peut alors marquer la cible sur l'image que l'engin volant trouvera automatiquement. Ce procédé fonctionne bien si le tireur a déjà vu la cible avant le tir. La situation est plus difficile si la cible n'apparaît qu'au cours du vol et si le tireur doit tout d'abord cher- cher la cible en un temps très court qui se déroule irrémédiablement dans l'image transmise par la tête chercheuse puis identifier la cible et la marquer dans l'image. En particulier dans le cas de cibles ou d'objectifs mobiles, il faut que le champ de visibilité soit grand et la ré-solution élevée pour trouver la cible à une distance suffisante et pouvoir l'identifier pour pouvoir encore corriger la trajectoire de l'engin volant. Les moyens à mettre en oeuvre pour un tel procédé de guidage sont très importants. Un exemple d'un tel système est le système de guidage d'engins volants POLYPHEM. Une troisième possibilité consiste à éclairer la cible de manière active avec un laser et d'utiliser une tête chercheuse installée dans la pointe de l'engin volant pour aller sur le point laser. Mais si la cible n'est pas visible à partir du point de départ du tir, il faut utiliser un dispositif d'éclairage externe, en position avancée. La tête de recherche de l'engin volant cherche alors le point laser en cours de vol. Le laser éclaire de façon caractéristique à une fréquence de quelques Hz et avec une fréquence variable pour le codage. L'inconvénient principal de ce procédé est d'éclairer de manière active la cible ce qu'actuellement tout dispositif de signalisation laser détecte et permet ainsi de prendre les contre-mesures appropriées. Le tireur n'est pas certain de toucher la bonne cible. Par ailleurs, ce procédé est relativement simple et économique mais nécessite une communication fiable entre le point de départ du tir et le dispositif d'éclairage déplacé. Le dispositif d'éclairage déplacé dirige le réticule d'une caméra (caméra vidéo ou caméra d'images thermiques pour une utilisation nuit et jour) sur la cible ; le faisceau laser invisible est harmonisé sur l'axe du réticule et éclaire ainsi la cible. Il existe également des publications décrivant la combinaison d'une tête de recherche de point laser et d'une tête de recherche d'imagerie avec transmission d'images vers le tireur. La tête de recherche de point laser a un champ de vision important et cherche la cible éclairée ; dans la tête de recherche d'imagerie, il suffit d'un petit champ de vision transmis vers le tireur pour être vérifié qu'il s'agit bien de la bonne cible. Cela permet de réduire le temps d'éclairage de la cible mais les appareils de détection de laser réagissent à des impulsions isolées. La seule volonté du dispositif d'éclairage de se découvrir de manière ac- tive n'est pas prise en compte. Les moyens à mettre en oeuvre sont doubles et l'homme est néanmoins actif ce qui est rejeté par les utilisateurs principaux. Buts de l'invention La présente invention a pour but de développer un pro- cédé permettant de guider un engin volant en cours de vol de façon qu'il se dirige vers une cible stationnaire ou mobile non visible à partir du point de tir, d'une manière pratiquement indestructible sous le contrôle d'un tireur et touche une cible de taille inférieure à 1 m sans avoir à éclairer de manière active la cible. A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que seulement après le tir de l'engin volant, la station relais transmet une image de l'objectif fournie par une caméra vidéo et/ou un appareil de prise d'images thermiques vers le tireur et un moyen de localisation de l'engin volant, dont l'axe est harmonisé à l'aide de la caméra, localise l'engin volant et transmet des signaux de guidage à l'engin volant. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention la caméra et l'appareil de localisation de l'engin volant sont installés sur un Drohne et sont stabilisés. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'in- vention : -l'appareil de localisation de l'engin volant reçoit dans la station relais, le rayonnement modulé d'une source lumineuse (10) à l'arrière de l'engin volant, - l'appareil de localisation de l'engin volant synchronisé dans le temps par une source lumineuse impulsionnelle à l'arrière de l'engin volant ouvre une porte de réception, - la synchronisation dans le temps est transmise au moment du tir à l'engin volant et à la station relais, - la station relais transmet elle-même un instant impulsionnel de la source lumineuse et fixe alors la porte de temps. Dessins La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans les- quels : - la figure 1 montre schématiquement la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 2 montre schématiquement la caméra utilisée dans la station relais avec le dispositif de localisation de l'engin volant ; - la figure 3 montre schématiquement le dispositif de localisation de l'engin volant. Description d'un mode de réalisation La figure 1 montre un engin volant 1 dont l'arrière est équipé d'une source lumineuse 10 ; la couverture 2 devant la cible 4 apparaît également. La position du tireur à l'abri n'est pas représentée. La station relais 3 équipée d'une caméra et d'un dispositif de localisation d'engins volants est installée dans cet exemple dans un Drohne. L'engin volant 1 est dirigé selon un procédé de guidage habituel, connu à partir de la station de tir non représentée, jusqu'à ce qu'il pénètre dans le champ de vision et de réception d'engins volants d'une station relais 3. Pour des raisons d'économie, on utilise le même procédé de guidage que pour le vol final mais on peut également utiliser jusqu'à ce moment n'importe quel autre procédé de guidage connu. Lorsque l'engin volant atteint le champ de vision du dis-positif de localisation 3, il faut trouver avec certitude la bonne cible et guider l'engin volant sans perturbation vers cette cible. Le procédé selon l'invention se déroule comme suit : Un observateur avancé 3 qui est de toute façon néces- saire pour déterminer en temps réel l'emplacement précis de la cible est équipé d'une caméra 6 (caméra vidéo et/ou caméra d'images thermiques) avec un réticule de visée et en plus selon l'invention un dispositif de localisation d'engins volants 5 protégé contre le parasitage, qui est intégré et aligné avec un axe parallèle au réticule de visée. L'observateur décalé place le réticule sur la cible. Pour tenir le réticule sur la cible on peut utiliser un moyen de poursuite de cible. Dès que l'engin volant 1 se trouve dans la position 1' du champ de vision du dispositif de localisation d'engins volants de la station relais décalée 3, il est pris en charge, localisé et commandé en soi par un ordre dirigé suivant la ligne de visée, défini par le réticule de visée. Il se dirige alors vers la cible 4 fixée par le réticule de visée par l'observateur avancé. La cible 4 n'est pas éclairée par l'observateur avancé 3 comme cela est habituel maintenant. Inversement, le rayonnement émis par l'arrière 10 de l'engin volant 1 est détecté par le dispo- sitif de localisation 5 de l'observateur passif avancé 3 pour être exploité et servir à définir l'ordre transmis à l'engin volant 1. Le dispositif de localisation d'engins volants 5 travaille de préférence avec des portes de temps qui s'ouvrent et se ferment en syn- chronisme avec la source lumineuse 10 à l'arrière de l'engin volant 1. La source lumineuse 10 équipant l'arrière de l'engin volant est de préférence une lampe à éclair ou un laser. Dans le dispositif de localisation 5 on prend une image à l'instant de l'éclair et une seconde image juste après. En faisant la soustraction des images il ne subsiste que l'éclair dans l'image de différence. Même des éléments perturbateurs puissants tels que du feu, des grenades aveuglantes ou autres sont ainsi éliminés de manière efficace. Le procédé est beaucoup plus protégé contre les perturbations que les installations de poursuite à point laser, usuelles. Le poste d'observateur avancé est installé de préférence sur un Drohne mais il peut également se trouver au sol. L'éloignement par rapport à la cible est habituellement quelques kilomètres. La représentation selon la figure 1 est vue en hauteur c'est-à-dire fortement déformée. Si la couverture 2 a par exem- ple une hauteur de 20 m et si la distance entre la couverture 2 et la cible 4 est de l'ordre de 1 km, alors l'angle a ne sera que d'environ 1 . Cela signifie que l'engin volant n'aura pas à effectuer une courbe accentuée et l'angle de divergence caractéristique de la source lumineuse à l'arrière qui est de l'ordre de 6 est suffisante pour localiser l'engin volant à la fois à partir du point de départ de tir et aussi à partir de la station relais avancée. S'il faut passer sur des couvertures beaucoup plus hautes, on peut si nécessaire installer une seconde source lumineuse inclinée de quelques degrés à l'arrière de l'engin volant. L'avantage principal de l'installation et du système selon l'invention est de ne pas avoir à éclairer la cible c'est-à-dire de ne pas s'exposer et de ne pas avertir la cible pour éviter les contre-mesures. Un autre avantage vis à vis des procédés de poursuite de point laser habituels sont ceux d'un enfin volant encore plus simple qui ne nécessite ni tête de recherche de point laser ni électronique de guidage. L'engin vo- 5 6 lant est tout d'abord guidé à partir de la station au sol puis il est pris en charge par la station relais. 105 Traduction figure 1 P1 : Station relais (3) avec caméra et dispositif de localisation d'engins volants (ici installés sur un Drohne) Figure 2 P2 : (9) est un réseau de détecteurs CMOS avec quelques milliers de point images. La source lumineuse de l'engin volant est re-10 produite sur le réseau de détecteur et est localisée P3 : détails : dispositif de localisation d'engins volants (5) 7 15 REVENDICATIONS 1 ) Procédé de guidage d'un engin volant selon lequel un tireur à l'abri guide vers l'objectif en passant par une station relais avec une liaison de visibilité, caractérisé en ce que seulement après le tir de l'engin volant (1), la station relais (3) transmet une image de l'objectif (4) fournie par une caméra vidéo et/ou un appareil de prise d'images thermiques (6) vers le tireur et un moyen de localisation (5) de l'engin volant, dont l'axe est harmonisé à l'aide de la caméra (6), localise l'engin volant et transmet des signaux de guidage à l'engin volant (1). 2 ) Procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra (6) et l'appareil de localisation de l'engin volant (5) sont installés sur un Drohne et sont stabilisés. 3 ) Procédé de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil de localisation (5) de l'engin volant reçoit dans la station relais (3), le rayonnement modulé d'une source lumineuse (10) à l'arrière de l'engin volant. 4 ) Procédé de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'appareil de localisation (5) de l'engin volant synchronisé dans le temps par une source lumineuse impulsionnelle (10) à l'arrière de l'engin volant ouvre une porte de réception. 5 ) Procédé de guidage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la synchronisation dans le temps est transmise au moment du tir à l'engin volant (1) et à la station relais (3). 6 ) Procédé de guidage selon la revendication 4, 59 caractérisé en ce que la station relais (3) transmet elle-même un instant impulsionnel de la source lumineuse (10) et fixe alors la porte de temps. 10