Brevet FR3026174A1 — publié le 20160325

Domaine de l'invention La présente invention a pour objet un système téléopéré de traitement de cibles comprenant un robot de tir ayant une pièce-feu et un dispositif optoélectronique de visée donnant une image de la cible, un dispositif de commande pour diriger le dispositif de visée et com- mander la pièce-feu ainsi qu'une unité centrale gérant le fonctionnement du dispositif optoélectronique de visée et de la pièce-feu. Etat de la technique Il existe de nombreux systèmes de poursuite et de neu- tralisation de cibles qui sont en général très compliqués et reposent sur la géo-localisation d'une cible dont les coordonnées sont introduites dans un système de poursuite guidant l'arme vers la cible ou à proximité de celle-ci. Il existe un système téléopéré de traitement de cibles dé- crit dans le document FR 12 53 382, particulièrement simple et efficace qui permet de neutraliser la cible après l'avoir détectée. Le système comprend un robot de tir avec un support portant une pièce-feu à laquelle sont associés un dispositif optoélectronique de visée donnant une image de la cible, des capteurs détectant la position relative de la pièce- feu, et des actionneurs positionnant la pièce-feu ainsi qu'une unité cen- trale recevant les instructions et les signaux des capteurs pour générer des signaux de commande des actionneurs et de la pièce-feu, But de l'invention La présente invention a pour but de développer un sys- tème de traitement sélectif de cibles particulièrement simple et souple à mettre en oeuvre, d'un coût réduit tant pour l'investissement que pour la maintenance et permettant une gestion efficace du seuil de létalité dans le traitement de la cible. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un système télé-opéré de traitement de cibles M comprenant un robot de tir ayant une pièce-feu et un dispositif optoélectronique de visée donnant une image de la cible M, un dispositif de commande pour diriger le dispositif de visée et commander la pièce-feu ainsi qu'une unité centrale gérant le fonction- nement du dispositif optoélectronique de visée et de la pièce-feu, sys- tème télé-opéré caractérisé en ce que l'unité centrale avec des calculateurs et des mémoires pour préparer l'image destinée à l'affichage sur l'écran du module de commande comprend : un module d'entrée recevant les images numériques du dispositif optoélectronique de visée, un analyseur d'image recevant l'image du module d'entré et détachant l'image de la cible de son environnement pour former une image, un modéliseur recevant l'image de l'analyseur pour modéliser le contour de l'image et obtenir une image modélisée, un comparateur relié à une bibliothèque de silhouettes recevant l'image modélisée et la contrôlant par rapport aux silhouettes Si pour retenir la silhouette la plus proche de l'image modélisée, un module d'exclusion recevant l'image du comparateur, une bibliothèque de caches à laquelle accède le module d'exclusion pour chercher parmi les caches, celui qui correspond le mieux à l'image fournie par le comparateur pour superposer ce cache Cp à l'image / silhouette et transmettre l'image préparée IP au dispositif de traitement pour son affichage sur l'écran. De façon générale, le système téléopéré de traitement de cibles permet grâce à sa précision de tir remarquable, le traitement sélectif de la cible avec une gestion du seuil de létalité. La pièce-feu peut être une pièce-feu quelconque, installée sur le robot, et dont le dispositif optoélectronique est compatible avec les fonctions intégrées dans l'unité centrale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de système téléopéré de traitement sélectif de cibles représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est un schéma d'ensemble du système selon l'invention, la figure 2 est un schéma par blocs de la partie de préparation d'images du système de l'invention, la figure 3 est une image d'une cible avec son cache dans son envi- ronnement, la figure 4 est une image d'une cible baguée avec ses points de repère dans son environnement, la figure 5 montre dans ses parties 5A, 5B, 5C trois silhouettes de cibles en position debout et vue de face, en position agenouillée et vue de côté et en position accroupie en vue de côté. Description de modes de réalisation de l'invention Selon la figure 1, l'invention a pour objet un système té- léopéré de traitement de cibles comprenant un robot de tir 1 équipé d'un dispositif opto-électronique de visée 11 appelé ci-après dispositif de visée 11 et d'une pièce-feu 12. Le robot de tir 1 est relié de préférence par une liaison aérienne (liaison sans fil) telle que liaison infrarouge ou liaison radio à une unité centrale 2 elle-même reliée à un écran de vi- sualisation 3 et à un dispositif de commande 4, tels qu'un clavier et une souris ou manette ou plus généralement un organe d'actionnement. La cible (individu) à neutraliser M, située dans son environnement F est fixe, c'est-à-dire immobile ou quasi immobile ou elle est mobile. La neu- tralisation de la cible M consiste à tirer sur une partie non léthale de la cible M, directement après avoir localisé la cible et/ou après l'avoir suivie pour la neutraliser à un moment opportun. Le robot de tir 1 est un robot fixe ou mobile. Son équipe- ment formé de moyens de déplacement et d'actionneurs, non détaillés comporte un dispositif de visée 11 commandé directement par l'opérateur à l'aide de son dispositif de commande 4 à travers l'unité centrale 2 ou automatiquement par l'unité centrale 2 en cas de poursuite automatique de la cible M. La pièce-feu 12 est actionnée par l'unité centrale 2 sur commande de l'opérateur utilisant son dispositif de commande 4. La pièce-feu 12 a une ligne de tir LT et le dispositif de visée 11 a une ligne de visée élevée qui est matérialisée par un réticule numérique 32 sur l'image affichée 30 prise par le dispositif de visée 11. La ligne de visée n'est pas bloquée sur l'axe de l'image ; elle l'est au dé- but de la recherche de la cible pour orienter le dispositif de visée 11 sur la cible M et sur son environnement E. Mais pour le traitement de la cible la ligne de visée est déplacée librement dans l'image 30 par l'opérateur, l'image 30 (image préparée) restant fixe. La ligne de tir LT est asservie à la ligne de visée élevée pour se rencontrer sur le point d'impact visé de la cible. Le système est muni de moyens de correction pour corriger les éventuels écarts entre le point visé par la ligne LV et le point d'impact de la ligne de tir LT sur la cible. Les corrections sont faites par l'unité centrale 2. L'unité centrale 2 comporte des moyens d'analyse et de traitement d'images pour fournir à l'opérateur sur son écran 3, une cible préparée avec un cache délimitant la zone d'exclusion 31 dans laquelle le tir n'est pas autorisé (ou n'est pas possible) ne laissant libre que les parties non léthales de la cible, tels que les membres inférieurs et les membres supérieurs de la cible. Le fond 33 de l'image peut être l'image de l'environnement F de la cible M ou un fond contrastant mettant mieux en évidence le contour de la cible. L'image du fond réel (F) est avantageusement conservée au cas où l'environnement (F) de la cible est important pour le moment ou pour la décision de neutralisation de la cible. La zone d'exclusion (cache numérique 31) établie comme cela sera décrit ensuite est une zone interdite définie par l'unité centrale 2 et dans laquelle l'opérateur ne peut diriger le tir. Il peut viser en dehors de cette zone interdite comme le montre le réticule 32 apparaissant sur l'écran 3. Il convient de remarquer que l'opérateur commande la di- rection générale du dispositif opto-électronique 11 donnant l'image à l'intérieur de laquelle peut se déplacer le réticule 32 qui correspond à la ligne de visée LV proprement dite. La ligne de tir LT est asservie sur cette ligne LV. La préparation de l'image de la cible M pour obtenir l'image préparée 30, apparaissant sur l'écran 3 avec le cache numérique 31 et le fond 33 sera décrit à l'aide de la figure 2. Selon la figure 2 le dispositif optoélectronique de visée 11, dirigé par l'opérateur fournit l'image globale IG de la cible M dans son environnement F, c'est-à-dire la cible M avec le fond F, au module d'entrée 111 de l'unité centrale 2. Le module d'entrée 110 reçoit la succession d'images à la fréquence des prises de vue du dispositif optoélectronique 11 pour ne transmettre qu'une image sur n images aux modules de préparation, en fonction de la durée nécessaire à la préparation de chaque image. L'unité centrale 2 comporte en outre les moyens de préparation d'images suivant, en plus de ses moyens de calcul et de mémoires : - un analyseur d'image 111, - un modéliseur d'image 112, - un comparateur 113, - une bibliothèque de silhouettes 114, non ambiguës - un module d'exclusion 115, - une bibliothèque de caches d'exclusion 116, - un aiguillage 117, - un module de baguage 118 et - un module de poursuite de cible 119. Les modules de l'unité centrale 2 sont réalisés sous la forme de circuits ou de programmes dans l'unité centrale 2 ou encore par des équipements périphériques. L'image globale retenue IG/n est transmise à l'analyseur 111 pour détacher l'image de la cible par rapport au fond. L'image ID de la cible détachée est fournie au modéliseur 112 qui modélise la cible pour ne retenir que son contour et simplifier celui-ci. L'image modélisée IM est transmise à un comparateur 113 relié à une bibliothèque de sil- houettes 114 pour comparer l'image modélisée aux silhouettes Si et identifier la silhouette Sp la plus proche de l'image modélisée IM. Les silhouettes Si de la bibliothèque figurent des atti- tudes d'un individu en vue de face, en vue de côté ou en vue de dos, l'individu étant en position debout avec différentes positions des jambes et des bras, en position accroupie, en position agenouillée, en position assise ou en position couchée. La silhouette retenue Sp ou/et l'image-modélisée IM sont transmises au module d'exclusion 115 qui applique un cache d'exclusion Ci fourni par une bibliothèque de caches d'exclusion 116. Le module d'exclusion 115 applique un ou des caches d'exclusion Ci sur l'image modélisée IM utilisant la silhouette Sp. Ces caches d'exclusion définissent les zones dans lesquelles le tir est interdit. L'image avec le cache d'exclusion JE est transmise au moyen de traitement 120 composé de l'écran de contrôle 3 et du dispositif de commande 4 utilisés par l'opérateur pour déclencher le tir sur une zone choisie non exclue de la cible. Les caches d'exclusion Ci sont de préférence associés aux silhouettes de manière prédéfinie en couvrant les parties vitales de la silhouette. Les caches peuvent également correspondre à une fraction supérieure de la hauteur de la cible pour exclure toute la partie supérieure sont la partie inférieure se limitant aux jambes. Ce type de cache, simple à appliquer par le traitement d'image ne convient toutefois que pour une cible en position debout ou assise. Un tel cache correspond à une ligne de séparation par exemple située du quart inférieur de la cible. Cette zone correspond sensiblement aux jambes de la cible. L'autre type de cache d'exclusion plus précis, définit non seulement une limite inférieure, mais également une ou des limites latérales pour ne retenir, dans la zone d'exclusion, que le tronc et la tête de la silhouette et autoriser le tir sur les bras et les jambes. L'image JE est appliquée au module de traitement 120 à travers l'aiguillage 117 qui permet aussi de recycler l'image pour une poursuite de la cible si celle-ci est en mouvement. L'aiguillage 117 peut également recevoir directement l'image modélisée IM sans le cache d'exclusion. Le module de traitement 120 reçoit l'image modélisée avec ou sans cache IM, JE, qui est une image renouvelée en permanence. Elle ne diffère de l'attitude réelle de la cible que par le temps de préparation de l'image fournie par le dispositif optoélectronique de visée 114 de sorte que l'image finale qui apparaît à chaque cycle sur l'écran 3 est suffisamment proche de l'image réelle de la cible à cet instant pour que le tir puisse se faire avec une bonne précision quant à la définition de la zone d'exclusion et des zones autorisées. En variante, si le traitement de la cible doit être différé pour certaines raisons et si le système doit d'abord fonctionner en sur- veillance de la cible (poursuite de la cible) l'image IM est transmise à un module de baguage 118 qui affecte des points de repère au contour de la cible. Ce contour de la cible est de préférence le contour total et non celui auquel peut être attribué un cache, de façon à identifier plus faci- lement et avec plus de sécurité les parties déplacées ou modifiées de la cible. L'image, baguée IB est transmise en retour au moyen de modélisation 112 par le module de poursuite 119 pour renouveler l'image du modèle bagué par la nouvelle image fournie par le dispositif optoélectronique de visée 11. Les points de repère associés au contour de la cible sont liés à des points caractéristiques de la cible et qu'il est facile de retrouver dans une image future de la cible ayant changé légèrement de position ou d'attitude pour définir ainsi le contour modifié de la cible, permettre sa comparaison avec une silhouette pour un contrôle évitant toute ambiguïté d'interprétation de la cible et lui affecter un cache adapté à la nouvelle attitude. L'image avec le cache d'exclusion JE est transmise au module de traitement 120 et l'image baguée, renouvelée, IB résultant de la comparaison (113) est recyclée à travers l'aiguillage 117 vers le mo- dule de baguage 118 qui peut modifier les repères. Selon un autre pro- cédé, la nouvelle image non baguée arrive dans le moyen de baguage 118 pour y être munie de repères et être recyclée. En résumé pour une action de poursuite de la cible, l'image baguée avec ses repères associés à des points caractéristiques de cible permet de suivre automatiquement la cible dans ses mouve- ments pour lui appliquer le moment choisi, le cache d'exclusion adapté à sa silhouette et permettre le traitement de la cible. Les calculs mis en oeuvre pour ce type d'image seront simples et rapides, ce qui est avantageux pour augmenter la fréquence des images préparées permettant une plus grande précision du traite- ment de la cible. Le traitement de la cible en mode de poursuite peut éga- lement être simplifié pour se limiter seulement à l'image baguée et réduire ainsi le temps de calcul et n'appliquer le critère d'exclusion que sur commande de l'opérateur ayant décidé de traiter la cible. La figure 3 est une image montrant le cache 31 appliqué à l'image et le fond 33 qui correspond à l'environnement réel de la cible. La figure 4 montre la cible M dans son environnement E avec le contour muni de points de repère 34 de façon à baguer la cible et pouvoir poursuivre celle-ci dans ses mouvements par comparaison d'images successives. La figure 5 montre dans ses parties 5A, 5B, 5C trois exemples de silhouettes Si, S2, S3 de la bibliothèque de silhouettes. Pour ces silhouettes, le cache est toute la partie au-dessus d'une ligne Li, L2, L3 délimitant la partie supérieure létale de la cible pour exclure cette partie supérieure de l'ensemble de l'image et n'autoriser le tir que dans la partie inférieure sous la ligne Li, L2, L3 des différentes images.10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Robot de tir 2 Unité centrale 3 Ecran 4 Dispositif de commande 11 Dispositif optoélectronique de vision et de visée 12 Pièce-feu 110 Entrée 111 Analyseur d'images 112 Modéliseur 113 Comparateur 114 Bibliothèque de silhouette 115 Module d'exclusion 116 Bibliothèque de caches 117 Aiguillage 118 Module de baguage 119 Module de poursuite de cible 120 Module de traitement comprenant l'écran et le dispositif de commande IG Image globale numérique M Cible F Fond de l'image ID Image détachée IM Image modélisée Si Silhouette Sp SR Silhouette retenue Ci Cache d'exclusion IE Image avec cache d'exclusion