Brevet FR3004800A1 — publié le 20141024

- 1 - EQUIPEMENT POUR LE REGLAGE D'UNE ARME Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine du réglage d'une arme à feu comportant un canon et un système de visée. Ce réglage est indispensable pour assurer une précision du tir. Un défaut de réglage de la lunette de visée, par exemple un défaut de parallaxe, même minime conduit à des décalages de l'impact de distance importante, surtout pour des grandes distances de tir. Le réglage d'une arme à feu est souvent fait de manière empirique. La manière plus répandue consiste à viser le centre d'une cible placée à 25 mètres puis à tirer, et aligner le centre du réticule sur l'impact, l'arme bien bloquée visant la mouche de la cible. On augmente ensuite la distance pour affiner le 20 réglage de la lunette de visée. Une autre manière connue est le simbleautage, consistant à aligner l'axe d'un organe de visée (comme l'axe optique d'une lunette de tir) avec l'axe du canon de l'arme. Le simbleautage s'effectue soit en parallèle soit 25 en convergence : - en parallèle, l'axe optique reste parallèle à l'axe de la bouche du canon jusqu'à, théoriquement, l'infini ; donc, toujours théoriquement, l'écart en cible entre le point visé et l'impact est le même qu'entre l'axe optique et 30 l'axe de la bouche du canon ; - en convergence, l'axe optique recoupe l'axe du canon à une certaine distance : point visé = point touché ; c'est ce que font la plupart des tireurs lorsqu'ils règlent leurs lunettes. -2 - Le simbleautage en parallèle est employé pour les engins blindés dans lesquels la lunette n'est pas au-dessus de l'arme mais décalée sur le côté. L'écart axial est maintenu à toutes les distances. Le simbleautage en convergence est une solution alternative sur le terrain. Il se fait en regardant à travers le canon dans lequel on a placé un croisillon métallique, le simbleau. Ensuite on pointe en regardant dans le canon sur un repère à une grande distance, un clocher par exemple. Il ne reste plus qu'à amener le réticule de la lunette sur le clocher. Etat de la technique On connaît également dans l'état de la technique des équipements destinés à simplifier et améliorer le réglage d'une arme à feu, de manière moins empirique. La demande de brevet européen EP1510775 décrit un procédé et un dispositif pour aligner le canon d'une arme avec 20 le système de visée. Le procédé selon l'invention est basé sur l'utilisation d'une caméra vidéo (5) insérée dans la culasse du canon, qui peut être portée sur de longues distances, ainsi que sur la bouche du canon du pistolet. 25 On connaît également dans l'état de la technique un dispositif de vérification du simbleautage et de vérification du parallélisme des lignes visuelle et de mire, décrit dans le brevet européen EP315892. 30 Ce dispositif comprend deux bras longitudinaux reliés l'un à l'autre de façon articulée. Des prismes de réflexion sont disposés sur ses bras pour décaler parallèlement à lui même un rayon lumineux incident dans chaque position de l'articulation. -3 - Des prismes de réflexion sont disposés sur l'axe de chaque bras de manière qu'en regard de la zone de sortie des rayons d'un prisme soit située la zone d'entrée de rayon du prisme suivant. Le brevet canadien CA2217791 décrit un autre dispositif permettant d'aligner l'axe de visée d'un fusil ou arme de poing avec l'axe de tir. La solution consiste à utiliser une lumière laser visible insérée dans la chambre de fusil pour aider à aligner la lunette de visée ou de la vue de fer avec l'alésage du canon. Le brevet américain US5060391 décrit un dispositif pour permettre l'alignement de ligne de visée de la lunette optique avec l'alésage d'une arme à feu. Un ensemble optique comprenant un diviseur de faisceau et une source d'éclairage sont intégrés dans un boîtier. L'alésage de l'arme est référencé mécaniquement par rapport à l'enceinte. La source d'éclairage fournit une lumière visible qui est dirigée par le séparateur de faisceau dans l'arme à feu. L'alésage est éclairé à partir de la bouche de la chambre. L'azimut et élévation sont ajustés afin de mettre les images de la bouche du canon et de la chambre en coïncidence. Inconvénients de l'art antérieur Les solutions de l'art antérieur présentent plusieurs inconvénients. Ils nécessitent souvent une source laser dont l'alignement par rapport à l'arme à calibrer nécessite une précision élevée. Cette précision de positionnement est apportée soit de manière mécanique, soit de manière optique. Pour les solutions mécaniques, le dispositif est très sensible au jeu et à la qualité de la construction, ce qui rend la construction complexe et coûteuse. - 4 - Pour les solutions optiques, le réglage nécessite une grande expertise, et toute erreur se traduit par un simbleautage faussé. Pour beaucoup de solutions, la qualité du 5 simbleautage dépend de la longueur de visée, ce qui implique un encombrement important et une difficulté de mise en oeuvre dans des espaces clos de petite dimension. Solution apportée par l'invention 10 Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose selon son acception la plus générale un équipement pour le réglage d'une arme comportant un canon et un système de visée réglable par rapport au canon caractérisé en ce qu'il 15 est constitué par un châssis pour la fixation de l'arme à régler, et une platine sur laquelle sont fixés avec une liaison mécanique rigide : - une caméra pour l'acquisition d'images de la bouche et du fond du canon, 20 - une mire réelle formée par un réticule, - un écran de visualisation pour l'affichage d'une mire virtuelle complémentaire placé en arrière de ladite mire réelle (11), sensiblement dans l'axe du système de visée, - l'équipement comportant en outre des moyens pour 25 commander le positionnement de l'affichage de ladite mire virtuelle sur l'écran en fonction de l'image acquise par ladite caméra, - ledit équipement comportant en outre un moyen de déplacement de ladite platine dans le plan ZX perpendiculaire 30 à l'axe Y de la caméra pour aligner le réticule réel et le réticule virtuel dans le champ de vue dudit système de visée préalablement à l'étape de réglage du système de visée par une opération de mise en concordance visuelle de la mire virtuelle et de la mire physique d'une part et la mire dudit système de 35 visée vues par ledit système de visée d'autre part. - 5 - Avantageusement, ladite platine est mobile par rapport au cadre rigide selon deux degrés de liberté seulement, en translation selon les axes OZ et OX, afin d'aligner approximativement l'axe du canon avec l'axe optique de la caméra, ledit déplacement étant assuré par un guidage interdisant toute rotation. Selon un mode de réalisation avantageux, l'équipement comporte un calculateur pour l'exécution d'un logiciel de traitement d'image procédant à une reconnaissance de contour et du centre de la bouche d'une part et de l'image de l'ouverture arrière d'autre part et commander le déplacement de la dite platine par rapport au châssis. De préférence, ledit logiciel de traitement est basé sur la reconnaissance de formes par transformée de Hough. Selon une variante, ledit logiciel de traitement est basé sur la détermination du barycentre, calculé à partir 20 d'un contour de cercle. Selon une variante, ledit logiciel de traitement est basé sur la détection d'ellipses. 25 De préférence, le résultat dudit traitement de reconnaissance de contour fournit une information représentative le décalage du vecteur de l'axe de tir physique par rapport à l'axe OX perpendiculaire au plan du capteur de la caméra et commandant l'affichage du réticule virtuel sur 30 l'écran. L'invention concerne également un équipement permettant le déplacement de ladite platine mobile selon 2 axes en translation pour permettre l'alignement des deux 35 réticules dans le champ de vue de l'organe de visée, puis le - 6 - réglage de la fixation de ce dernier pour s'aligner avec le centre des deux réticules. Selon une variante, l'équipement comporte en outre 5 une mémoire pour l'enregistrement d'au moins un facteur de correction lié à la caractérisation du tireur et/ou de l'arme. Selon un mode de réalisation particulier, ledit facteur de correction est enregistré dans un fichier numérique 10 ajoutant un déplacement au déplacement calculé afin de corriger des anomalies constatées lors de tirs réels et dues soit au tireur, soit à l'arme. Description détaillée d'un exemple non limitatif de 15 réalisation de l'invention La présente invention sera mieux comprise à la description qui suit, se référant à un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où : 20 - la figure 1 représente une vue schématique d'un dispositif selon l'invention Le dispositif décrit est destiné à l'alignement de l'axe de tir du canon (1) d'une arme à feu avec l'axe optique 25 de son organe de visée (2). Le dispositif est solidarisé mécaniquement avec le canon (1) de l'arme à feu au moyen d'un cadre rigide (3) muni d'un système de liaison (4) avec le canon (1). Le dispositif n'est pas nécessairement fixe. Il peut être installé sur un 30 support, par exemple un trépied, ou encore être mobile. Ce cadre rigide (3) supporte par ailleurs une platine (12) sur laquelle sont montés de manière rigide une caméra (5), un réticule (11) et un écran de visualisation (10). La platine (11) est positionnée initialement de façon à 35 ce que la caméra (5) soit disposée sensiblement dans l'axe du - 7 - canon (1) en regard de la bouche (6) du canon (1). L'extrémité opposée (7) est éclairée, lorsque le fusil est en position de « culasse ouverte », par exemple en position basculée, par une lumière naturelle ou une source lumineuse (8). Le cadre rigide (3) est relié par ailleurs à un sous-ensemble comprenant un écran d'affichage (10) et un réticule (11) reliés par une structure de liaison rigide (12). Ce sous-ensemble (12) est mobile par rapport au cadre rigide (3) par l'intermédiaire d'une articulation autorisant deux degrés de liberté en déplacement longitudinal seulement, selon les axes OX et OZ perpendiculaires à l'axe OY défini par l'axe du canon (1), correspondant à sensiblement à l'axe perpendiculaire au plan formé par le capteur optique de la caméra (5). La précision de cette direction n'est pas critique, un décalage de quelques degrés entre l'axe OY et ledit axe perpendiculaire au plan formé par le capteur optique pouvant être compensé lors du réglage initial du dispositif. L'écran d'affichage (10) permet de visualiser un réticule préenregistré dans la mémoire d'un ordinateur 20 commandant le fonctionnement du dispositif. Fonctionnement du dispositif Le fonctionnement du dispositif est le suivant. 25 L'arme à feu est ouverte, par basculement de la crosse (13) ou par ouverture de la culasse, et le canon (1) est fixé sur le cadre rigide (3). La liaison entre le cadre rigide (3) et le canon peut présenter un degré de liberté selon l'axe OY seulement de 30 façon à permettre une adaptation à différentes configuration d'armes. La platine (12) est mobile par rapport au cadre rigide (3) selon deux degrés de liberté seulement, en translation selon les axes OZ et OX, afin d'aligner 35 approximativement l'axe du canon (1) avec l'axe optique de la -8 - caméra (5). Ce déplacement est assuré par un guidage interdisant toute rotation. La source d'éclairage (8) est positionnée à l'arrière du canon (1) de façon à permettre l'acquisition par la caméra (5) d'images bien contrastées tant de la bouche (6) que de la vue de l'ouverture arrière (7) du canon (1). Cette source d'éclairage est optionnelle, la lumière naturelle étant suffisante pour une utilisation diurne. La source d'éclairage n'est pas nécessairement une source de type laser. Une platine (12) est mobile selon la direction X et la direction Z par rapport au support de l'arme. Cette platine (12) supporte la caméra (5), l'écran de visualisation (10) et le réticule (11) dans une géométrie rigide. On procède alors à une première étape consistant à acquérir une information précise sur l'orientation du vecteur axial de tir par rapport à la caméra (5). A cet effet, on procède à l'acquisition d'images par la caméra pour constituer une ou plusieurs images rendant 20 visible la position relative de la bouche (6) du canon par rapport à l'ouverture arrière (7) du canon. Ces images sont exploitées par un logiciel de traitement d'image procédant à une reconnaissance de contour et du centre de la bouche (6) d'une part et de contour et du 25 centre de l'ouverture arrière (7) d'autre part. Ce traitement est à titre exemple basé sur la technique de reconnaissance de formes par transformée de Hough, ou par la transformée généralisée de Hough. Ces algorithmes sont connus de l'homme de métier, 30 par exemple par le brevet US3069654. D'autres algorithmes sont adaptés pour analyser l'image acquise, par exemple des procédés basés sur la détermination du barycentre, calculé à partir d'un contour de cercle, ou la détection d'ellipses. Le résultat de ce traitement fournit une 35 information sur le décalage du vecteur de l'axe de tir -9 - physique par rapport à l'axe OX perpendiculaire au plan du capteur de la caméra (5). Selon une variante, on ajoute un facteur de correction lié à la caractérisation du tireur et/ou de l'arme. Ce facteur de correction est formalisé par un fichier numérique ajoutant un déplacement au déplacement calculé précédemment afin de corriger des anomalies constatées lors de tirs réels et dues soit au tireur, soit à l'arme. Ce décalage est enregistré pour calculer le déplacement de la position de la mire affichée sur l'écran (10). On procède alors à une deuxième étape consistant à mettre en correspondance visuelle : - la mire visualisée sur l'écran d'affichage (10) - la mire du réticule (11) - la mire de la lunette de visée (2) Cette mise en concordance s'effectue dans un premier temps par une action sur le déplacement de la platine (12) par rapport au cadre (3), de façon à aligner la mire visualisée sur l'écran d'affichage (10) avec la mire du réticule (11) à travers l'organe de visée. Lorsque cet alignement est effectué, les deux réticules définissent le vecteur canon, sur lequel on pourra ensuite aligner l'axe de visée de l'organe de visée (lunette ou caméra de visée). On procède à cet effet dans un deuxième temps à un alignement de la mire de l'organe de visée (2) avec les deux mires précédentes, par le réglage mécanique du système de fixation de la lunette de visée sur l'arme à feu.30 REVENDICATIONS1 - Equipement pour le réglage d'une arme comportant un canon et un système de visée réglable par rapport au canon caractérisé en ce qu'il est constitué par un châssis (3) pour la fixation de l'arme à régler, et une platine (12) sur laquelle sont fixés avec un liaison mécanique rigide : - une caméra (5) pour l'acquisition d'images de la 10 bouche et du fond du canon, - une mire réelle (11) formée par un réticule - un écran de visualisation (10) pour l'affichage d'une mire virtuelle complémentaire placé en arrière de ladite mire réelle (11), sensiblement dans l'axe du système de visée, 15 - l'équipement comportant en outre des moyens pour commander le positionnement de l'affichage de ladite mire virtuelle sur l'écran en fonction de l'image acquise par ladite caméra, - ledit équipement comportant en outre un moyen de 20 déplacement de ladite platine (12) dans le plan ZX perpendiculaire à l'axe Y de la caméra pour aligner le réticule réel (11) et le réticule virtuel (10) dans le champ de vue dudit système de visée (2) préalablement à l'étape de réglage du système de visée par une opération de mise en 25 concordance visuelle de la mire virtuelle (10) et de la mire physique (11) d'une part et la mire dudit système de visée (2) vues par ledit système de visée d'autre part. 2 - Equipement pour le réglage d'une arme selon la 30 revendication 1 caractérisé en ce que ladite platine (12) est mobile par rapport au cadre rigide (3) selon deux degrés de liberté seulement, en translation selon les axes OZ et OX, afin d'aligner approximativement l'axe du canon (1) avec l'axe optique de la caméra (5), ledit déplacement étant assuré par 35 un guidage interdisant toute rotation.- Equipement pour le réglage d'une arme selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un calculateur pour l'exécution d'un logiciel de traitement d'image procédant à une reconnaissance de contour et du centre de la bouche (6) d'une part et de l'image de l'ouverture arrière (7) d'autre part et commander le déplacement de la dite platine (12) par rapport au châssis (3). 4 - Equipement pour le réglage d'une arme selon la 10 revendication 3 caractérisé en ce que ledit logiciel de traitement est basé sur la reconnaissance de formes par transformée de Hough. 5 - Equipement pour le réglage d'une arme selon la 15 revendication 3 caractérisé en ce que ledit logiciel de traitement est basé sur la détermination du barycentre, calculé à partir d'un contour de cercle. 6 - Equipement pour le réglage d'une arme selon la 20 revendication 3 caractérisé en ce que ledit logiciel de traitement est basé sur la détection d'ellipses. 7 - Equipement pour le réglage d'une arme selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce 25 que le résultat dudit traitement de reconnaissance de contour fournit une information représentative le décalage du vecteur de l'axe de tir physique par rapport à l'axe OX perpendiculaire au plan du capteur de la caméra (5) et commandant l'affichage du réticule virtuel sur l'écran (10). 30 8- Equipement pour le réglage d'une arme selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce lesdits moyens pour le déplacement de ladite platine mobile (12) agissent selon deux axes en translation pour permettre 35 l'alignement des deux réticules dans le champ de vue de- 12 - l'organe de visée, puis le réglage de la fixation de ce dernier pour s'aligner avec le centre des deux réticules. 9 - Equipement pour le réglage d'une arme selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une mémoire pour l'enregistrement d'au moins un facteur de correction lié à la caractérisation du tireur et/ou de l'arme. 10 10 - Equipement pour le réglage d'une arme selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit facteur de correction est enregistré dans un fichier numérique ajoutant un déplacement au déplacement calculé afin de corriger des anomalies constatées lors de tirs réels et dues soit au 15 tireur, soit à l'arme.