Brevet FR3142242A1 — publié le 20240524

Système de pointage d’une cible La présente invention concerne un système de pointage (20) d’une cible (C), le système de pointage (20) étant monté sur un support (22) mobile par rapport à la cible (C), un repère, dit repère support, étant défini par rapport au support (22), le système de pointage (20) comprenant : - une surface émettrice-réceptrice (30) d’un signal dans une direction de pointage (P), - un dispositif de pivotement (32) propre à modifier l’orientation de la direction de pointage (P) en fonction d’une consigne de pivotement, et - un dispositif de détermination (34) en continu de la consigne de pivotement en fonction de la vitesse de rotation du support (22) par rapport à la cible (C), dite vitesse support-cible, de sorte à orienter la direction de pointage (P) vers la cible (C). Figure pour l'abrégé : 1 Système de pointage d’une cible La présente invention concerne un système de pointage d’une cible. La présente invention concerne aussi un procédé de pointage associé. Le système de pointage considéré est monté sur un support mobile par rapport à la cible. Le support est, par exemple, le bâti du système de pointage ou une plateforme terrestre ou aérienne (drone par exemple). Le système de pointage comprend une surface émettrice-réceptrice d’un signal dans une direction de pointage et un dispositif de pivotement permettant de modifier l’orientation de la direction de pointage par rapport au support en fonction des mouvements relatifs de la cible par rapport au support. Le dispositif de pivotement est propre à pivoter la direction de pointage autour de deux axes, un premier axe dit « axe de roulis » coaxial à l’axe principal du support, et un deuxième axe dit « axe de site » orthogonal au premier axe et à la direction de pointage. La direction de pointage est ainsi repérée par un angle de roulis et un angle de site dans un repère propre au support. Les consignes en vitesse et à appliquer respectivement à l'angle de roulis R et à l'angle de site S pour conserver une direction de pointage constante indépendamment des mouvements du support et de la cible sont les suivantes : avec p la vitesse de rotation du support autour de l'axe de roulis, et q et r les vitesses de rotation du support autour respectivement de l'axe de tangage et de l'axe de lacet, les axes de tangage et de lacet sont orthogonaux à l'axe de roulis et orthogonaux entre eux. A partir de ces équations, à cause du terme en , on constate l'existence d'un point singulier à site nul, c'est-à-dire lorsque la direction de pointage est alignée avec l'axe de roulis. En effet, lorsque l'angle de site S tend vers 0, la vitesse de roulis théorique pour compenser les mouvements du support ou de la cible devient infinie, de sorte qu'il est impossible de suivre les mouvements d'une cible proche de l'axe du support. Ainsi, lorsque la cible se déplace autour du point singulier, les sollicitations en roulis peuvent exciter la plateforme à cause des changements brusques. De plus, cela nécessite un besoin en énergie conséquent pour assurer ces dynamiques. Dans EP 2 445 052 A, il a été développé il y a quelques années des antennes comprenant un positionneur tri-axe permettant le pivotement de la direction de pointage de l'antenne autour d'un axe dit « de cross-élévation » utilisé pour éliminer un point singulier existant dans le pointage de l'antenne. Une telle antenne est destinée à la communication par satellites. Dans FR 3 055 050 A, il est présenté un dispositif de pivotement tertiaire comprenant un module de balayage électronique autour de l'axe tertiaire adapté pour déphaser le point singulier. Toutefois, ces solutions nécessitent des modifications mécaniques et ne sont pas toujours compatibles avec l’espace disponible ou bien sont difficiles à mettre en œuvre. Il existe donc un besoin pour un moyen permettant d’orienter plus simplement et quel que soit l’espace disponible, la direction de pointage d’une surface d’émission-réception d’un signal, montée sur un support, pour le suivi d’une cible indépendamment des mouvements relatifs de la cible par rapport au support. A cet effet, la présente description a pour objet un système de pointage d’une cible, le système de pointage étant monté sur un support mobile par rapport à la cible, un repère, dit repère support, étant défini par rapport au support, le repère support ayant trois axes orthogonaux entre eux parmi un axe primaire, un axe secondaire et un axe tertiaire, le système de pointage comprenant : une surface émettrice-réceptrice d’un signal dans une direction de pointage , la direction de pointage étant repérée par un angle de roulis et un angle de site dans le repère support, un dispositif de pivotement propre à modifier l’orientation de la direction de pointage en fonction d’une consigne de pivotement, le dispositif de pivotement étant propre à faire pivoter la direction de pointage autour de l’axe primaire du repère support pour modifier l’angle de roulis et à faire pivoter la direction de pointage autour de l’axe secondaire du repère support pour modifier l’angle de site, un dispositif de détermination en continu de la consigne de pivotement en fonction de la vitesse de rotation du support par rapport à la cible, dite vitesse support-cible , de sorte à orienter la direction de pointage vers la cible), la consigne de pivotement comprenant une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe primaire, dite consigne de vitesse en roulis, et une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe secondaire, dite consigne de vitesse en site, le dispositif de détermination étant configuré pour : recevoir au cours du temps la vitesse support-cible, recevoir, à chaque instant, des données de pointage comprenant l’angle de roulis et l’angle de site de la direction de pointage, la direction de pointage étant considérée être la direction de la cible, déterminer, à chaque instant, la consigne de vitesse en site selon une loi de commande en site en fonction des données de pointage reçues et de la dernière vitesse support-cible reçue, et déterminer, à chaque instant, la consigne de vitesse en roulis en fonction des données de pointage reçues et de la dernière vitesse support-cible reçue, la consigne de vitesse en roulis étant déterminée selon des lois de commande en roulis différentes lorsque l’angle de site est supérieur à un angle de site limite, dit angle singulier, et lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier. Suivant des modes de réalisation particuliers, le système de pointage comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier, la loi de commande en roulis est dépourvue de termes en avec S l’angle de site de la direction de pointage ; - la zone de l’espace correspondant à des angles de site inférieurs à l’angle singulier est un cône, dit cône singulier, la cible étant considérée hors du cône singulier lorsque l’angle de site est supérieur à l’angle singulier, et dans le cône singulier sinon, lorsque la cible est dans le cône singulier, la loi de commande en roulis étant fonction d’une estimation de l’angle de roulis lors de la prochaine sortie de la cible du cône singulier ; - la loi de commande en roulis est : tant que la cible est dans le cône singulier et que la vitesse support-cible est constante, une loi de commande en roulis initiale déterminée lors de la dernière entrée de la cible dans le cône singulier, et lorsque la cible est dans le cône singulier, et à chaque fois que la vitesse support-cible reçue varie, une loi de commande en roulis mise à jour à partir du point du cône singulier correspondant à la réception de la vitesse support-cible ; - lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier, le dispositif de détermination est configuré pour déterminer chacune de la loi de commande en roulis initiale et des éventuels lois de commandes en roulis mises à jour en fonction d’un angle de roulis initial et d’un angle de roulis final, l’angle de roulis initial étant l’angle de roulis en un point du cône singulier, dit point de départ, le point de départ étant le point d’entrée de la cible dans le cône singulier pour la loi de commande en roulis initiale et étant le point du cône singulier correspondant à la réception de la dernière vitesse support-cible pour chaque loi de commande en roulis mise à jour, l’angle de roulis final correspondant à l’angle de roulis estimé lors de la prochaine sortie de la cible du cône singulier, la prochaine sortie de la cible étant estimée en supposant que la cible suit une trajectoire prédéterminée depuis le point de départ ; - lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier, la loi de commande en roulis est une fonction du temps dont les coefficients sont déterminés par le dispositif de détermination en fonction de l’angle de roulis initial et de l’angle de roulis final correspondant, la fonction étant de préférence une fonction polynomiale. - lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier, le dispositif de détermination est configuré pour estimer l’angle de roulis final par transformation de la vitesse support-cible reçue en vitesses linéaires dans un repère géométrique, dit repère singulier, le repère singulier étant un repère en coordonnées polaires dont la coordonnée radiale est l’angle de site et la coordonnée angulaire est l’angle de roulis , la vitesse en rotation de la cible autour de l’axe secondaire étant une vitesse linéaire selon l’axe des ordonnées dans le repère singulier, la vitesse en rotation de la cible autour de l’axe tertiaire étant une vitesse linéaire selon l’axe des abscisses dans le repère singulier ; - l’angle de roulis final est obtenu par la formule suivante : Où : - est l’angle de roulis final, - est l’angle de roulis initial, - , - , - avec q la vitesse de rotation du support autour de l’axe secondaire et r la vitesse de rotation du support autour de l’axe tertiaire ; - lorsque l’angle de site est supérieur à l’angle singulier, la loi de commande en roulis est de la forme suivante : Où : - est la consigne de vitesse en roulis, - p est la vitesse de rotation du support autour de l’axe primaire, q la vitesse de rotation du support autour de l’axe secondaire et r la vitesse de rotation du support autour de l’axe tertiaire, - est l’angle de roulis de la direction de pointage, et - est l’angle de site de la direction de pointage. La présente invention a aussi pour objet un procédé de pointage d’une cible par un système de pointage tel que décrit précédemment, le procédé comprenant les étapes suivantes: la détermination, à chaque instant, par le dispositif de détermination, de la consigne de pivotement, comprenant : la réception au cours du temps de la vitesse support-cible, la réception, à chaque instant, des données de pointage comprenant l’angle de roulis et l’angle de site de la direction de pointage dans le repère support, la direction de pointage étant considérée être la direction de la cible , la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en site selon une loi de commande en site en fonction des données de pointage reçues et de la dernière vitesse support-cible reçue, et la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en roulis en fonction des données de pointage reçues et de la dernière vitesse support-cible reçue, la consigne de vitesse en roulis étant déterminée selon des lois de commande en roulis différentes lorsque l’angle de site est supérieur à un angle de site limite, dit angle singulier, et lorsque l’angle de site est inférieur ou égal à l’angle singulier, la modification, par le dispositif de pivotement, de l’orientation de la direction de pointage en fonction de la dernière consigne de pivotement déterminée. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemple uniquement et en référence aux dessins qui sont : , , une représentation schématique d’un exemple d’un système de pointage d’une cible, le système étant monté sur un support mobile par rapport à la cible, le système étant pivotable (en roulis et en site) par rapport au support, le système comprenant une surface émettrice-réceptrice d’un signal dans une direction de pointage, , , une représentation schématique du système de pointage de la et des angles de roulis et de site permettant de repérer l’orientation de la direction de pointage dans un repère propre au support, , , une représentation schématique d’un exemple de différentes lois de commande en roulis en fonction de la position de la cible par rapport au cône singulier, , , une représentation schématique des coordonnées radiales dans le repère singulier, , , une représentation schématique des coordonnées angulaires dans le repère singulier, , , une représentation schématique de la transformation de la vitesse de rotation en tangage du support par rapport à la cible en une vitesse linéaire dans le repère singulier, , , une représentation schématique de la transformation de la vitesse de rotation en lacet du support par rapport à la cible en une vitesse linéaire dans le repère singulier, , , une représentation schématique de la transformation de la vitesse de rotation (lacet, tangage) du support par rapport à la cible en une vitesse linéaire dans le repère singulier, , , une représentation schématique de la trajectoire estimée de la cible dans le cône singulier en cas de vitesse de rotation constante du support par rapport à la cible, , , une représentation schématique des conditions aux limites, de l’angle de roulis initial et de l’angle de roulis final estimé permettant de déterminer la loi de commande en roulis lorsque la cible est dans le cône singulier, et , , une représentation schématique de la trajectoire estimée de la cible dans le cône singulier en cas de vitesse de rotation variable du support par rapport à la cible. Un système 20 de pointage d’une cible C est illustré par la . Le système de pointage 20 est monté sur un support 22 mobile par rapport à la cible C. Les mouvements relatifs du support 22 par rapport à la cible C sont au moins des mouvements de rotation (roulis, lacet, tangage), et de préférence aussi des mouvements de translation. Les mouvements relatifs du support 22 par rapport à la cible C sont dus soit au déplacement du support 22 alors que la cible C est fixe, soit au déplacement de la cible C alors que le support 22 est fixe, soit à un déplacement à la fois du support 22 et de la cible C. Un repère, dit repère support, est défini par rapport au support 22. Le repère support est un repère attaché au support 22 (donc fixe par rapport au support 22). Le repère support comprend trois axes orthogonaux entre eux, à savoir : - un axe primaire X, aussi appelé axe de roulis, autour duquel est défini la rotation en roulis du support 22 par rapport à la cible C, - un axe secondaire Y, aussi appelé axe de tangage, autour duquel est défini la rotation en tangage du support 22 par rapport à la cible C, et - un axe tertiaire Z, aussi appelé axe de lacet, autour duquel est défini la rotation en lacet du support 22 par rapport à la cible C. Ces axes sont illustrés sur les figures 1 et 2. La vitesse de rotation du support 22 par rapport à la cible C est dite vitesse support-cible V S . La vitesse support-cible V S est, ainsi, une vitesse relative qui varie : lorsque la vitesse de la cible C varie alors que le support 22 est fixe ou lorsque la vitesse du support 22 varie alors que la cible C est fixe ou encore lorsqu’à la fois le support 22 et la cible C sont mobiles et que la vitesse de la cible C varie par rapport à la vitesse du support 22. La vitesse support-cible V S comprend une composante de vitesse de rotation autour de l’axe primaire X, dite vitesse de roulis p, une composante de vitesse de rotation autour de l’axe secondaire Y, dite vitesse de tangage q, et une composante de vitesse de rotation autour l’axe tertiaire Z, dite vitesse de lacet r. Le support 22 est par exemple un élément du système de pointage 20, tel qu’un élément de bâti. En variante, le système de pointage 20 est un porteur, tel qu’un drone ou une nacelle de désignation. Le système de pointage 20 comprend une surface émettrice-réceptrice 30, un dispositif de pivotement 32 et un dispositif de détermination 34. La surface émettrice-réceptrice 30 est propre à émettre un signal dans une direction de pointage P. Le signal est, par exemple, une onde électromagnétique. La surface émettrice-réceptrice 30 est, par exemple, une antenne. La direction de pointage P est repérée par un angle de roulis R et un angle de site S dans le repère support. Comme illustré par la , l’angle de roulis R est l’angle entre l’axe tertiaire Z et la projection de la direction de pointage P dans un plan orthogonal à l’axe primaire X (plan YZ). L’angle de site S est l’angle entre l’axe primaire X et la direction de pointage P. Dans ce qui suit, la direction de pointage P est considérée être la direction de la cible C. Ainsi, la cible C est initialement pointée par la direction de pointage P et les commandes de pivotement calculées dans ce qui suit visent à maintenir cet alignement. Typiquement, l’angle de roulis R varie entre 0 et 360°. Par contre, l’angle de site S varie entre 0 et 60° (pas de site en négatif du fait d’une limitation technologique de la surface émettrice-réceptrice 30). La zone de l’espace correspondant à des angles de site inférieurs à l’angle singulier S L est un cône, dit cône singulier C sing . La cible C est considérée hors du cône singulier C sing lorsque l’angle de site S de la cible C est supérieur à l’angle singulier S L , et dans le cône singulier C sing sinon. La surface émettrice-réceptrice 30 est propre à être pivotée par rapport au support 22 de sorte à modifier l’orientation de la direction de pointage P. De préférence, le pivotement s’effectue seulement autour de l’axe primaire X (pour modifier l’angle de roulis R) et de l’axe secondaire Y (pour modifier l’angle de site S). La surface émettrice-réceptrice 30 n’est ainsi pas propre à pivoter en gisement. Le dispositif de pivotement 32 est propre à modifier l’orientation de la direction de pointage P en fonction d’une consigne de pivotement. En particulier, le dispositif de pivotement 32 est propre à faire pivoter la direction de pointage P autour de l’axe primaire X du repère support pour modifier l’angle de roulis R et à faire pivoter la direction de pointage P autour de l’axe secondaire Y du repère support pour modifier l’angle de site S. Dans un exemple de réalisation, le dispositif de pivotement 32 comprend un premier support intermédiaire 40, un premier actionneur 42, un second support intermédiaire 44, et un second actionneur 46. Le premier support intermédiaire 40 est monté mobile en rotation par rapport au support 22 autour de l’axe primaire X. La surface émettrice-réceptrice 30 est montée sur le premier support intermédiaire 40. Le premier actionneur 42 est propre à entraîner le premier support intermédiaire 40 en rotation autour de l’axe de roulis X du repère support. Le premier actionneur 42 est, par exemple, un moteur. Le second support intermédiaire 44 est monté mobile en rotation par rapport au support 22 autour de l’axe secondaire Y. La surface émettrice-réceptrice 30 est montée sur le second support intermédiaire 44. Le second actionneur 46 est propre à entraîner le second support intermédiaire 44 en rotation autour de l’axe secondaire Y du repère support. Le second actionneur 46 est, par exemple, un moteur. En variante, la surface émettrice-réceptrice 30 est une antenne à balayage électronique, et le pivotement de la direction de pointage P autour de l’axe secondaire Y est réalisée par balayage électronique venant remplacer le second support intermédiaire 44 et le second actionneur 46. Le dispositif de détermination 34 est, par exemple, un calculateur en interaction avec un produit programme d’ordinateur. Dans ce cas, le calculateur comprend un processeur comprenant une unité de traitement de données, des mémoires et un lecteur de support d’informations. En variante, le dispositif de détermination 34 est réalisé au moins partiellement sous la forme d’un composant logique programmable, ou encore sous la forme d’un circuit intégré dédié. Le dispositif de détermination 34 est configuré pour déterminer en continu la consigne de pivotement en fonction de la vitesse de rotation du support 22 par rapport à la cible C, dite vitesse support-cible V S , de sorte à orienter la direction de pointage P sur la cible C. Plus précisément, la consigne de pivotement vise à conserver la direction de pointage P sensiblement alignée sur la cible C. Par sensiblement, il est entendu qu’une tolérance de quelques degrés est tolérée. En outre, comme cela sera explicité dans la suite de la description, la direction de pointage P est potentiellement non alignée avec la cible dans le cône singulier, mais redevient sensiblement alignée sur la cible en sortie du cône singulier. La consigne de pivotement comprend une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe primaire X, dite consigne de vitesse en roulis , et une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe secondaire Y, dite consigne de vitesse en site . Le dispositif de détermination 34 est configuré pour déterminer la consigne de vitesse en mettant en œuvre des étapes d’un procédé de pointage d’une cible C. Un tel procédé est décrit dans ce qui suit. Le procédé de pointage est mis en œuvre par le système de pointage 20 décrit précédemment. En particulier, le procédé de pointage comprend une étape 100 de détermination, à chaque instant, de la consigne de pivotement et une étape 200 de modification de l’orientation de la direction de pointage P en fonction de la dernière consigne de pivotement déterminée. L’étape 100 est mise en œuvre par le dispositif de détermination 34. L’étape 200 est mise en œuvre par le dispositif de pivotement 32. L’étape de détermination 100 comprend la réception au cours du temps de la vitesse support-cible V S . La vitesse support-cible V S est, par exemple, acquise à intervalles de temps régulier, par exemple toutes les 5 millisecondes. La vitesse support-cible V S est, par exemple, obtenue via des mesures réalisées par un capteur ou par une centrale inertielle propre au support 22. L’étape de détermination 100 comprend la réception, à chaque instant, de données de pointage DP comprenant l’angle de roulis R et l’angle de site S de la direction de pointage P. Les données de pointage DP sont, par exemple, issues d’un capteur. L’angle de roulis R est, par exemple, obtenu par un codeur de recopie de position du premier support intermédiaire 40. L’angle de site S est par exemple obtenu par l’antenne (écartomètrie). L’étape de détermination 100 comprend la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en site selon une loi de commande en site en fonction des données de pointage DP reçues et de la dernière vitesse support-cible V S reçue. De préférence, la loi de commande en site est de la forme suivante : Où : - est la consigne de vitesse en site, - q est la vitesse de rotation du support 22 autour de l’axe secondaire Y, - r est la vitesse de rotation du support 22 autour de l’axe tertiaire Z, et - est l’angle de roulis. L’étape de détermination 100 comprend la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en roulis en fonction des données de pointage DP reçues et de la dernière vitesse support-cible V S reçue. La consigne de vitesse en roulis est déterminée selon des lois de commande en roulis différentes lorsque l’angle de site S est strictement supérieur à un angle de site limite, dit angle singulier S L , et lorsque l’angle de site S est inférieur ou égal à l’angle singulier S L . L’angle singulier est typiquement de quelques degrés, par exemple est inférieur ou égal à 5 degrés. La illustre un exemple des différentes lois de commandes en roulis appliquées dans et hors du cône singulier C sing . De préférence, lorsque l’angle de site S est strictement supérieur à l’angle singulier S L , la loi de commande en roulis est de la forme suivante : Où : - est la consigne de vitesse en roulis, - p est la vitesse de rotation du support 22 autour de l’axe primaire X, - q est la vitesse de rotation du support 22 autour de l’axe secondaire Y, - r la vitesse de rotation du support 22 autour de l’axe tertiaire Z, - est l’angle de roulis de la direction de pointage P, et - est l’angle de site de la direction de pointage P. De préférence, lorsque l’angle de site S est inférieur ou égal à l’angle singulier S L , la loi de commande en roulis est dépourvue de termes en avec S l’angle de site de la direction de pointage P. Dans un exemple de mise en œuvre, lorsque la cible C est dans le cône singulier C sing , la loi de commande en roulis est fonction d’une estimation de l’angle de roulis R de la cible C lors de la prochaine sortie de la cible C du cône singulier C sing . Selon cet exemple de mise en œuvre, de préférence, la loi de commande en roulis est : tant que la cible C est dans le cône singulier C sing et que la vitesse support-cible V S est constante, une loi de commande en roulis initiale déterminée lors de la dernière entrée de la cible C dans le cône singulier C sing , et lorsque la cible C est dans le cône singulier C sing , et à chaque fois que la vitesse support-cible V S reçue varie, une loi de commande en roulis mise à jour à partir du point du cône singulier C sing correspondant à la réception de la vitesse support-cible V S . Selon cet exemple de mise en œuvre, de préférence, lorsque l’angle de site S est inférieur ou égal à l’angle singulier S L , chacune de la loi de commande en roulis initiale et des éventuels lois de commandes en roulis mises à jour sont déterminées en fonction d’un angle de roulis initial R 0 et d’un angle de roulis final R F . L’angle de roulis initial R 0 est l’angle de roulis en un point du cône singulier C sing , dit point de départ P D . Le point de départ P D est le point d’entrée de la cible C dans le cône singulier C sing pour la loi de commande en roulis initiale et est le point du cône singulier C sing correspondant à la réception de la dernière vitesse support-cible V S pour chaque loi de commande en roulis mise à jour. L’angle de roulis final R F correspond à l’angle de roulis estimé lors de la prochaine sortie de la cible C du cône singulier C sing . La prochaine sortie de la cible C est estimée en supposant que la cible C suit une trajectoire prédéterminée depuis le point de départ P D . La trajectoire prédéterminée est, par exemple, une trajectoire rectiligne. De préférence, lorsque l’angle de site S est inférieur ou égal à l’angle singulier S L , la loi de commande en roulis est une fonction du temps dont les coefficients sont déterminés par le dispositif de détermination 34 en fonction de l’angle de roulis initial R 0 et de l’angle de roulis final R F correspondant. La fonction est de préférence une fonction polynomiale. De préférence, lorsque l’angle de site S est inférieur ou égal à l’angle singulier S L , le dispositif de détermination 34 est configuré pour estimer l’angle de roulis final R F par transformation de la vitesse support-cible V S reçue en vitesses linéaires dans un repère géométrique, dit repère singulier. Le repère singulier est un repère en coordonnées polaires dont la coordonnée radiale (exprimée en radians) est l’angle de site S et la coordonnée angulaire est l’angle de roulis R. La vitesse en rotation de la cible C autour de l’axe secondaire Y (tangage) est une vitesse linéaire selon l’axe des ordonnées Zsing dans le repère singulier. La vitesse en rotation de la cible C autour de l’axe tertiaire Z (lacet) est une vitesse linéaire selon l’axe des abscisses Ysing dans le repère singulier. Les figures 4 et 5 illustrent respectivement les coordonnées radiales et angulaires dans le repère singulier. Ainsi, chaque position de la cible C dans l’espace est définie par une position dans le repère singulier (O, Ysing, Zsing) et vice-versa. Cette position est unique. En effet, la transformation changement de repère de l’espace en 3 dimensions vers le repère singulier (O, Ysing, Zsing) en 2 dimensions est bijective. Les figures 6 et 7 illustrent respectivement les transformations de vitesse de rotation du support 22 dans le repère singulier. En effet, considérons une vitesse de rotation q du support 22 autour de son axe secondaire Y, en relatif cela revient à une vitesse de la cible C en -q par rapport au support 22. Dans le repère singulier, cette vitesse devient une vitesse linéaire suivant Zsing (voir ). Considérons une vitesse de rotation r du support 22 autour de son axe tertiaire Z, en relatif cela revient à une vitesse de la cible C en - r par rapport au support 22. Dans le repère singulier, cette vitesse devient une vitesse linéaire suivant l’axe –Ysing (voir ). La figure 8 illustre la transformation du mouvement de rotation du support 22 en tangage et en lacet dans le repère singulier. Le mouvement de rotation du support 22 en q et r est, ainsi, transformé en une vitesse linéaire de la cible C dans le repère singulier. Cette vitesse linéaire vaut dans le nouveau repère . Rappelons que l’on cherche à calculer la vitesse en roulis pour garder la direction de pointage P constante sur la cible C. Lorsque la cible C se trouve dans le cône singulier C sing (proche du site nul), on estime la trajectoire de la cible C pour trouver son point de sortie P F du cône grâce au nouveau repère dans lequel les vitesses de rotation sont transformées en vitesses linéaires. Plus précisément, les différents paramètres de la trajectoire sont exprimés de la manière suivante en référence à la : Soit l’angle roulis lorsque la cible C entre dans le cône singulier C sing . Soit la vitesse de la cible C à l’entrée du cône singulier C sing . Dans un premier temps on prend l’hypothèse que la vitesse reste constante dans le cône singulier C sing : Par construction géométrique le point de sortie P F se calcule comme suit : est un vecteur unitaire orienté vers le centre du repère singulier. est l’angle entre le vecteur vitesse et le vecteur unitaire . La fonction atan2(y,x) est une variante de la fonction arc tangente. Pour tous arguments réels x et y non nuls, atan2(y,x) est l’angle en radians entre la partie positive de l’axe des abscisses d’un plan, et le point de ce plan de coordonnées (x,y). L’angle de roulis correspondant au point de sortie P F du cône singulier C sing est : . Le module du segment de la trajectoire dans le cône est : La durée nécessaire pour traverser le cône singulier C sing est : Dans cet exemple de mise en œuvre, la loi de commande en roulis est générée de la manière suivante en référence à la figure 10. Grâce à la bijectivité da la transformation changement de repère support-repère singulier, le fait de suivre la cible C dans le nouveau repère en deux dimensions revient aussi à suivre l’orientation de la cible C dans l’espace réel. Ainsi, connaissant les informations d’entrée et de sortie du cône singulier C sing , les conditions aux limites, et les conditions initiale et finale, on génère une consigne de vitesse en roulis sous une forme prédéterminée. Cela peut être une fonction polynomiale, trigonométrique, etc. Par exemple, dans le cas d’une commande polynomiale d’ordre 3 : La consigne de vitesse dans le cône est Condition initiale : Condition finale : Continuité de la vitesse aux frontières du cône singulier C sing : Avec angle de site limite du cône singulier C sing . Ainsi, à partir des 4 équations ci-dessus on en déduit les 4 inconnus , et donc la consigne de vitesse pour commander le roulis et la direction de pointage P. Ainsi, dans cet exemple de mise en œuvre, la consigne de vitesse générée est issue d’une prédiction qui anticipe le mouvement de la cible C dans le cône singulier C sing . La illustre le cas d’une variation de la vitesse de la cible C ou du support 22 dans le cône singulier C sing . Par exemple, les informations de vitesses ou de position du support 22 et de la cible C sont obtenues via des capteurs portés par le support 22. Ces informations sont mises à jours à une cadence donnée. Pour prendre en compte le changement de la dynamique dans le cône singulier C sing , on met à jour régulièrement la position de la cible C dans le cône (P DM ) et on prédit à nouveau le point de sortie (P F M ) de la cible C dans le cône singulier C sing . Pour la prédiction, la trajectoire considérée est une trajectoire linéaire ou toute autre extrapolation. Ensuite, on calcule l’intersection de cette trajectoire avec le cercle du cône singulier C sing pour déduire l’angle de roulis final au point de sortie. Cette mise à jour est réalisée à la période de rafraichissement des informations dynamiques de vitesses et de positions du support 22 et de la cible C ou pendant des laps de temps plus grands. A chaque mise à jour, on ajuste le point de sortie, donc l’angle de roulis final. Par conséquent, la loi de commande en roulis est aussi mise à jour de sorte que le pointage soit le plus proche de la direction de la cible C. L’étape 200 de modification comprend la modification de l’orientation de la direction de pointage P en fonction de la dernière consigne de pivotement déterminée. En particulier, la direction de pointage P est pivotée autour de l’axe primaire selon la consigne de vitesse en roulis et est pivotée autour de l’axe secondaire selon la consigne de vitesse en site . Ainsi, le présent système de pilotage permet un pilotage maitrisé, limité et optimal en roulis pour conserver une direction de pointage P constante ou légèrement modifiée et ceci indépendamment des mouvements du support 22 lorsque la cible C se trouve dans le cône singulier C sing . La solution proposée permet de s’affranchir du problème du point singulier sans faire une modification mécanique sur le système de pilotage, notamment l’ajout d’un troisième axe de pivotement. En effet, l’invention implique seulement une évolution des lois de pilotage (intervention sur le logiciel). Elle permet un pilotage maitrisé et intelligent (anticipé de la cible C). Le besoin en énergie et en vitesse pour piloter l’orientation de la direction de pointage P en roulis est en outre optimisé. Le système de pointage décrit a été testé pour différentes valeurs de tangage et de roulis. Les valeurs suivantes concernent l’un des exemples testés, à savoir : q=35°/s (tangage), r=0°/s (lacet) et S L = 3° (angle singulier) et en utilisant une loi de commande polynomiale en t 3 dans le cône singulier. La vitesse de roulis obtenue est de 15,4 rad/s, l’accélération en roulis de 866 rad/s² et le couple moteur de 12 N.m. Ces valeurs sont à comparer avec celles obtenues pour une commande en roulis de l’état de la technique (en ) dans le cône singulier, à savoir 27,2 rad/s pour la vitesse de roulis, 2632 rad/s² pour l’accélération en roulis et 34 N.m pour le couple moteur. La précision du pointage est sensiblement la même pour les deux solutions, à savoir un écartement circulaire inférieur à 1° et un écartement en élévation inférieur à 0,05°. Ainsi, ces résultats montrent bien le gain important en vitesse et en énergie du système de pointage de l’invention. Système de pointage (20) d’une cible (C), le système de pointage (20) étant monté sur un support (22) mobile par rapport à la cible (C), un repère, dit repère support, étant défini par rapport au support (22), le repère support ayant trois axes orthogonaux entre eux parmi un axe primaire (X), un axe secondaire (Y) et un axe tertiaire (Z), le système de pointage (20) comprenant : une surface émettrice-réceptrice (30) d’un signal dans une direction de pointage (P), la direction de pointage (P) étant repérée par un angle de roulis (R) et un angle de site (S) dans le repère support, un dispositif de pivotement (32) propre à modifier l’orientation de la direction de pointage (P) en fonction d’une consigne de pivotement, le dispositif de pivotement (32) étant propre à faire pivoter la direction de pointage (P) autour de l’axe primaire (X) du repère support pour modifier l’angle de roulis (R) et à faire pivoter la direction de pointage (P) autour de l’axe secondaire (Y) du repère support pour modifier l’angle de site (S), un dispositif de détermination (34) en continu de la consigne de pivotement en fonction de la vitesse de rotation du support (22) par rapport à la cible (C), dite vitesse support-cible (V S ), de sorte à orienter la direction de pointage (P) vers la cible (C), la consigne de pivotement comprenant une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe primaire (X), dite consigne de vitesse en roulis ), et une consigne de vitesse de rotation autour de l’axe secondaire (Y), dite consigne de vitesse en site ), le dispositif de détermination (34) étant configuré pour : recevoir au cours du temps la vitesse support-cible (V S ), recevoir, à chaque instant, des données de pointage (DP) comprenant l’angle de roulis (R) et l’angle de site (S) de la direction de pointage (P), la direction de pointage (P) étant considérée être la direction de la cible (C), déterminer, à chaque instant, la consigne de vitesse en site ) selon une loi de commande en site en fonction des données de pointage (DP) reçues et de la dernière vitesse support-cible (V S ) reçue, et déterminer, à chaque instant, la consigne de vitesse en roulis ) en fonction des données de pointage (DP) reçues et de la dernière vitesse support-cible (V S ) reçue, la consigne de vitesse en roulis ) étant déterminée selon des lois de commande en roulis différentes lorsque l’angle de site (S) est supérieur à un angle de site limite, dit angle singulier (S L ), et lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ). Système de pointage (20) selon la revendication 1, dans lequel lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ), la loi de commande en roulis est dépourvue de termes en avec S l’angle de site de la direction de pointage (P). Système de pointage (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la zone de l’espace correspondant à des angles de site inférieurs à l’angle singulier (S L ) est un cône, dit cône singulier (C sing ), la cible (C) étant considérée hors du cône singulier (C sing ) lorsque l’angle de site (S) est supérieur à l’angle singulier (S L ), et dans le cône singulier (C sing ) sinon, lorsque la cible (C) est dans le cône singulier (C sing ), la loi de commande en roulis étant fonction d’une estimation de l’angle de roulis (R) lors de la prochaine sortie de la cible (C) du cône singulier (C sing ). Système de pointage (20) selon la revendication 3, dans lequel la loi de commande en roulis est : tant que la cible (C) est dans le cône singulier (C sing ) et que la vitesse support-cible (V S ) est constante, une loi de commande en roulis initiale déterminée lors de la dernière entrée de la cible (C) dans le cône singulier (C sing ), et lorsque la cible (C) est dans le cône singulier (C sing ), et à chaque fois que la vitesse support-cible (V S ) reçue varie, une loi de commande en roulis mise à jour à partir du point du cône singulier (C sing ) correspondant à la réception de la vitesse support-cible (V S ). Système de pointage (20) selon la revendication 4, dans lequel lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ), le dispositif de détermination (34) est configuré pour déterminer chacune de la loi de commande en roulis initiale et des éventuels lois de commandes en roulis mises à jour en fonction d’un angle de roulis initial (R 0 ) et d’un angle de roulis final (R F ), l’angle de roulis initial (R 0 ) étant l’angle de roulis en un point du cône singulier (C sing ), dit point de départ (P D ), le point de départ (P D ) étant le point d’entrée de la cible (C) dans le cône singulier (C sing ) pour la loi de commande en roulis initiale et étant le point du cône singulier (C sing ) correspondant à la réception de la dernière vitesse support-cible (V S ) pour chaque loi de commande en roulis mise à jour, l’angle de roulis final (R F ) correspondant à l’angle de roulis estimé lors de la prochaine sortie (P F ) de la cible (C) du cône singulier (C sing ), la prochaine sortie de la cible (C) étant estimée en supposant que la cible (C) suit une trajectoire prédéterminée depuis le point de départ (P D ). Système de pointage (20) selon la revendication 5, dans lequel lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ), la loi de commande en roulis est une fonction du temps dont les coefficients sont déterminés par le dispositif de détermination (34) en fonction de l’angle de roulis initial (R 0 ) et de l’angle de roulis final (R F ) correspondant, la fonction étant de préférence une fonction polynomiale. Système de pointage (20) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ), le dispositif de détermination (34) est configuré pour estimer l’angle de roulis final (R F ) par transformation de la vitesse support-cible (V S ) reçue en vitesses linéaires dans un repère géométrique, dit repère singulier, le repère singulier étant un repère en coordonnées polaires dont la coordonnée radiale est l’angle de site (S) et la coordonnée angulaire est l’angle de roulis (R) , la vitesse en rotation de la cible (C) autour de l’axe secondaire (Y) étant une vitesse linéaire selon l’axe des ordonnées (Zsing) dans le repère singulier, la vitesse en rotation de la cible (C) autour de l’axe tertiaire (Z) étant une vitesse linéaire selon l’axe des abscisses (Ysing) dans le repère singulier. Système de pointage (20) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l’angle de roulis final (R F ) est obtenu par la formule suivante : Où : - est l’angle de roulis final, - est l’angle de roulis initial, - , - , - avec q la vitesse de rotation du support (22) autour de l’axe secondaire (Y) et r la vitesse de rotation du support (22) autour de l’axe tertiaire (Z). Système de pointage (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel lorsque l’angle de site (S) est supérieur à l’angle singulier (S L ), la loi de commande en roulis est de la forme suivante : Où : - est la consigne de vitesse en roulis, - p est la vitesse de rotation du support (22) autour de l’axe primaire (X), q la vitesse de rotation du support (22) autour de l’axe secondaire (Y) et r la vitesse de rotation du support (22) autour de l’axe tertiaire (Z), - est l’angle de roulis de la direction de pointage (P), et - est l’angle de site de la direction de pointage (P). Procédé de pointage d’une cible (C) par un système de pointage (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé comprenant les étapes suivantes: la détermination, à chaque instant, par le dispositif de détermination (34), de la consigne de pivotement, comprenant : la réception au cours du temps de la vitesse support-cible (V S ), la réception, à chaque instant, des données de pointage (DP) comprenant l’angle de roulis (R) et l’angle de site (S) de la direction de pointage (P) dans le repère support, la direction de pointage (P) étant considérée être la direction de la cible (C), la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en site ) selon une loi de commande en site en fonction des données de pointage (DP) reçues et de la dernière vitesse support-cible (V S ) reçue, et la détermination, à chaque instant, de la consigne de vitesse en roulis ) en fonction des données de pointage (DP) reçues et de la dernière vitesse support-cible (V S ) reçue, la consigne de vitesse en roulis ) étant déterminée selon des lois de commande en roulis différentes lorsque l’angle de site (S) est supérieur à un angle de site limite, dit angle singulier (S L ), et lorsque l’angle de site (S) est inférieur ou égal à l’angle singulier (S L ), la modification, par le dispositif de pivotement (32), de l’orientation de la direction de pointage (P) en fonction de la dernière consigne de pivotement déterminée.