OPTICAL SIGHTING DEVICE FOR DETERMINING MOVING TARGETS

Abstract: 1. Portable optical sighting device allowing the rapid sighting of a target and comprising, on the one hand, grouped together in an enclosure adapted to be held in the hand, an optical sighting (21), inertial means of determining the direction of the optical sighting with respect to a previously determined direction, the said inertial means being rigidly fixed to the viewer (21), electronic means (40) coding the data issuing from the inertial means (28), recalibrating means with respect to the said previously determined distance, and on the other hand, a computer taking into account these datas, characterized in that it comprises validating means (23, 25) of the datas coding the measurements made in the inertial means and means of transmitting these validated datas to a computer located outside the enclosure, the said validating means (23, 25) being controlled either by manual control means (27) when the device is used with six degrees of freedom, or by recalibrating means (19) when the device is placed on a base conferring on the device a predetermined direction.

Description: DISPOSITIF DE VISEE OPTIQUE POUR LA DESIGNATION DE CIBLES MOBILES L'invention concerne un dispositif de visée optique portable pour la désignation de cibles mobiles. Par désignation de cibles, on entend la détermination des coordonnées définissant au moins la direction de la cible par rapport au dispositif. Un tel dispositif est plus particulièrement étudié en relation avec un équipement de détection électromagnétique où il remplace le dispositif de visée actuellement utilisé qui est monté à poste fixe sur une tourelle par exemple. Un manque de liberté de mouvement peut dans certaines circonstances nuire à l'utilisation rapide d'un dispositif de visée sur tourelle. En fait suivant l'art antérieur, la désignation d'objectif est faite par l'intermédiaire d'un dispositif de visée optique constitué d'une optique de visée proprement dite, montée sur une tourelle, et possédant deux degrés de liberté, site et azimut par exemple. Les positions des deux tourelles sont repérées, de préférence dans des systèmes de coordonnées identiques, par rapport à la plateforme qui les sup ,corse. On rappelle dans ce qui suit le fonctionnement d'un tel dispositif de visée monté sur tourelle Un observateur oriente la tourelle du poste optique dans la direction de l'objectif qui doit être pris en charge par le moyen de poursuite. I1 envoie un signal éventuellement par l'intermédiaire d'un calculateur effectuant le parallaxage lorsque l'objectif est bien repéré par le dispositif ; à cet instant les coordonnées repérant l'orientation du dispositif de visée sont transmises par tout moyen connu analogique comme par exemple les synchromachines, ou numérique, comme par exemple les codeurs, au système qui oriente le moyen de poursuite associé ; ce système, pouvant être par exemple un ensemble de servomécanismes, recopie alors la direction désignée. Un inconvénient sérieux de ce type de dispositif réside dans un manque de souplesse d'utilisation, la tourelle de support réduisant à deux le nombre des degrés de liberté, alors que suivant l'invention le nombre de degrés de liberté atteint. six. La présente invention vise à rendre complètement libre le dispositif de visée, ce qui est obtenu en le rendant portable. Bien que portable, le dispositif suivant l'invention doit toutefois présenter une liaison avec le dispositif de poursuite auquel il doit transmettre les informations qu'il détermine, en général un calculateur. Cette liaison, électrique se fait par des fils souples ou par des moyens radioélectriques, elle ne constitue toutefois pas une dans la liberté d'exploitation du dispositif de visée. Suivant l'invention, le dispositif comporte au moins une optique de visée indépendante d'un quelconque support, un moyen inertiel de détermination de la direction de l'optique de visée par rapport à une direction antérieure connue, fixé rigidement à l'optique de visée, des moyens électroniques fixés à l'optique de visée, codant les informations de direction délivrées par le moyen inertiel, et des moyens de transmission de ces informations à un moyen extérieur au dispositif optique portable de visee. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans l'exemple de réalisation montré, à l'aide des figures qui représentent : - la figure 1, une centrale inertielle à effet gyrosco pique munie de capteurs et de boucles d'asservisse ment - la figure 2, un diagramme schématique d'un exemple de réalisation du dispositif de visée optique por table selon l'invention - la figure 3, un exemple de réalisation d'un capteur d'angle de type analogique. - la figure 4, un schéma d'une centrale inertielle à gyromètres utilisable dans le cadre de l'ihven tion. La figure 1 représenté un exemple de centrale d'inertie, dont le principe bien connu ne sera que brièvement rappelé ici. Une telle centrale comporte deux gyroscopes 12, 13 pouvant toucher dans deux anneaux 10, 11 fixés perpendiculairement l'un à l'autre par un point, 14. Cet ensemble de deux gyrosdopes tourne librement dans un système de trois anneaux 5, 6 et 7 pouvant tourner librement ies uns à l'intérieur des autres au moyen de trois axes 15, 16 et i7, tel que deux d'entre eux, correspondant à des anneaux successifs, soient perpendiculaires. Le plus grand anneau 5 tourne librement autour d'un axe 17, monté directement sur l'optique de visée. L'anneau 6 tourne dans l'anneau 5 et l'anneau 7 dans l'anneau 6. Chacun des axes de rotation dispose d'un capteur angulaire 1, 2, 3 et 4 permettant de mesure l'angle de rotation dudit axe par rapport à son anneau de support dans une position de départ- fixée arbitrairement. L'un d'entre eux, 2, celui mônté sur l'axe 15 du deuxième anneau 6, commande un circuit d'asservisse- ment 9 d'un moteur 8, monté sur l'axe 17 au premier anneau de faucon à conserver les anneaux 6 et 7 perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Cette condition nécessaire est due au fait que, si par exei.pte les anneaux 6 et 7 devenaient parallëles, un detrt due liberté serait perdu, empêchant certaines évolutions cinématiques du système de la centrale inertielle. L'optique de visée portable sur laquelle est fixée rigidement une centrale inertielle, peut etre d'un type quelconque tel que, par exemple, une paire de jumelle ou un fusil de visee optique. Chacun des deux gyroscopes de la centrale inertielle à effet gyroscopique est bien sur entraîné par un moteur non représenté ici sur la figure 1. La figure 2 représente un diagramme schématique du dispositif de visée optique portable suivant l'invention. I1 comporte une alimentation 20 connectée à un circuit 25 de validation des mesures, pouvant eAtre par exemple un simple interrupteur ou une bascule de type monostable, un circuit 19 de recalibrage comportant par exemple des bascules, un circuit 30 d'échantillonnage dont la fréquence est fonction de la précision de visée requise, un circuit 22 de conversion analogique-numérique, un circuit 23 comprenant des bascules et/ou des portes "ET", un circuit 24 de transmission des mesures aux moteurs des gyroscopes de la centrale inertielle 28. Les circuits de recalibrage 19 et de validation des mesures 25 possèdent respectivement une commande extérieure 18 et 27 pouvant être par exemple des interrupteurs. La centrale inertielle 28-est montée en série, par l'intermédiaire des sorties des capteurs 1, 3 et o, avec le circuit d'échantillonnage 30, le circuit de conversion analogique-numérique 22, le circuit des portes "ET" et/ou des bascules 23 et le circuit 24 de transmission des mesures. Le circuit 23 reçoit également la sortie du circuit 25 de validation des mesures et une sortie du circuit 19 de recalibrage, la seconde sortie de ce circuit étant connectée aux alimentations des moteurs des gyroscopes de la centrale inertielle 28. Le circuit d'alimentation en courant électrique 20 peut être incorporé au dispositif proprement dit de la présente invention afin de lui donner une complète autonomie en supprimant une liaison électrique d'alimentation pouvant gêner la maniabilité du dispositif de visée optique. Si cette liaison est gardée, l'alimentation 20 pourra être solidaire du lieu d'utilisation afin d'alléger le dispositif de visée optique. Cette alimentation 20 pourra par exemple être constituée d'une petite batterie. Les signaux analogiques qui peuvent être des tensions électriques d'amplitude variable avec l'angle de rotation des axes par rapport aux anneaux qui leur servent de support, issus des capteurs 1, 3 et 4, sont échantillonnés par le circuit 30 et codés en numérique par le circuit 22. Ces signaux sont transmis à l'entrée du circuit 23 qui ne délivre que des signaux nuls en sortie tant que le circuit 25, à l'aide de la commande 27, n'envoie pas un signa autorisant la transmission des mesures des capteurs. Ceci peut être fait par exemple, en envoyant une impulsion unité sur la seconde entrée des circuits ET, permettant ainsi le transfert des mesures tant que l'impulsion unité existe. Ces signaux sont ensuite, après délivrance par le circuit 23, transmis à un calculateur extérieur du dispositif selon l'in invention par le circuit 24 qui peut etre un simple ensemble de fils électriques ou un circuit émetteur radioélectrique. Le circuit de recalibrage 19 agit lorsque le dispositif de visée portable est posé, entre deux utilisations, sur un socle quelconque dont les seules contraintes sont de maintenir le dispositif de visée optique selon une direction prédéterminée, et d'enclencher la commande 18 qui peut, par exemple, être un simple interrupteur. Le circuit 19 permet alors le transfert des mesures dans le circuit 23 ; simultanément une remise à zéro des capteurs peut être faite. Cette dernière opération en pratique n'est pas nécessaire car les mesures de la centrale d'inertie 28, même fausses par rapport à la direction réelle du socle, peuvent servir de référence au calculateur extérieur du dispositif. Le socle support pourra par exemple être solidaire du lieu d'utilisation et comprendre une partie creuse faisant office de fourreau dont la forme intérieure correspond à la forme extérieure du dispositif optique de visée portable, permettant ainsi - un bon calage de direction, la commande 18 s'enclenche alors dès la mise au fourreau du dispositif optique de-visée portable. Le circuit de recalibrage 19 pourra, par exemple, comporter un ensemble de bascules commandées par le signal issu de la borne 18 et dont les sorties sont reliées au circuit 23 de validation des mesures. Ces bascules peuvent par exemple sous l'action d'une impulsion de commande issue de la commande 18, délivrer un signal binaire unité qui, appliqué aux secondes entrées des portes "ET" du- circuit 23, permet le passage des mots binaires représentant les mesures d'angles des capteurs à travers lesdites portes "ET'1 et leur transmission au moyen 24 de liaison avec le calculateur extérieur. La figure 3 montre un exemple simple, non limitatif, d'un capteur pouvant être utilisé dans le dispositif de visée pour déterminer l'angle de rotation des axes de la centrale inertielle gyroscope par rapport aux anneaux les supportant par rapport à une position initiale relative de ces axes et de leurs anneaux supports, fixée arbitrairement. I1 comporte le capteur 3 proprement dit, constitué d'un potentiomètre dont l'axe 16 est celui de l'anneau 6 intérieur à l'anneau 5 ; le capteur 3 est fixé rigidement sur l'anneau 5. Les deux fils électriques 31 et 33 corres pondent à l'extrémité de la résistance du potentiomètre, et sont reliés au circuit d'alimentation 20 ; le troisième fil électrique 32 correspond à une prise intermédiaire variable de la résistance et est relié avec l'un des fils 31 ou 33, au circuit d'echantillon- nage 30. La tension recueillie entre les fils 32 et 31 ou 33 est envoyée au circuit 30 d'échantillonnage. Cette tension est donc dans l'exemple choisi directement proportionnelle à l'angle de rotation de l'axe 16 par rapport à l'anneau 5 du support. La figure 4 représente un schéma d'une centrale inertielle utilisant. 3 gyromètres. Ce type de centrale est connu sous la dénomination anglosaxonne de "Strap Down". Elle comporte trois gyromètres 41, 42 et 43 munis de capteurs 45, 46 et 47 mesurant leurs accélé- rations par inertie montés sur un trièdre pouvant être orthogonal et figuré ici par les directions x, y et z. Ce trièdre comporte également un organe de calcul 401 effectuant les intégrales permettant d'évaluer les angles de rotation du trièdre à partir des accélérations angulaires des gyromètres fournies par les capteurs 45,'46 et 47. Cet organe de calcul délivre les signaux de sortie à une borne 44 qui est connectée à l'entrée du circuit d'échantillonnage 30. L'ensemble des trois gyromètres et de l'organe de calcul peut donc remplacer la centrale inertielle 28 à effet gyroscopique et ses capteurs. Un avantage de ce type de centrale réside dans sa plus grande simplicité mécanique, du fait de l'absence des anneaux. Son inconvénient réside d'une part, dans l'obligation d'ajouter dans le dispositif selon l'invention un calculateur permettant de calculer par intégrations successives les coordonnées du vecteur de rotation et d'autre part, dans une moins bonne précision des mesures due aux dérives. On a ainsi décrit un dispositif de visée à six degrés de liberté permettant de transmettre à un calculateur de poursuite extérieur au dispositif selon l'invention les renseignements nécessaires au pointage rapide et automatique d'un système vers une cible visée. I1 est évident que l'homme de l'art pourra remplacer les capteurs décrits par d'autres moyens équivalents visant au même résultat. De même, les moyens utilisés dans le dispositif selon 1 invention décrits à-la figure 2 pourraient être réalisés avec des circuits différents donnant le même résultat. Le circuit de validation 25 pourra avoir sa sortie directement connectée au moyen de transmission 24, permettant ainsi une transmission continue des informations issues de la centrale inertielle 28 et en parallèle avec un signal de validation issu du circuit 25.

Claims: REVEND I CAT IONS 1. Dispositif de visée optique permettant la visée rapide d'une cible et la transmission à un calculateur de poursuite des informations permettant de déterminer la direction de cette cible, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une optique de visée (21) portable, un moyen inertiel (28) de détermination de la direction de l'optique de visée par rapport à une direction antérieure prédéterminée, fixé rigidement à l'optique de visée (21), et des moyens de transmission (24) de ces informations codées à un moyen extérieur de prise en compte de ces données. 2. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électroniques (40) solidaires de l'optique de visée (21) et de la centrale inertielle (28), codant les informations provenant du moyen inertiel (28). 3. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (28) de détermination de la direction de l'optique de visée par rapport à une direction antérieure prédéterminée est une centrale inertielle à effet gyroscopique possédant sur chacun de ses axes un capteur 1, 2, 3, 4 permettant la déterm nation de l'angle de rotation par rapport à une position prédéterminée desdits axes. 4. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de validation (23) (25) des mesures faites dans le moyen inertiel (28), reliées au circuit de transmission (24) et commandées par un moyen (27) de commande manuelle. 5. Dispositif de visée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comporte en outre un moyen de recalibrage (19) relié au moyen de transmission (24) et au moyen inertiel (28), le moyen de calibrage (19) étant commandé par un contact (18) s'enclenchant lorsque le dispositif optique de visée portable est posé, en dehors de son utilisation; sur un socle de forme appropriée, lui donnant une direction prédéterminée. 6. Dispositif de visée selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que le moyen de transmission des-données (24) dudit dispositif est un ensemble de câbles conducteurs. 7. Dispositif de visée selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que le moyen de transmission des données (24) est un dispositif émetteur a ondes électromagnétiques. 8. Dispositif de visée selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mioyen inertiel (28) de détermination de la direction de l'optique de visée est un ensemble de trois gyromètres (41) (42) (43) disposés selon un trièdre solidaire de l'optique de visée déterminant les composantes du vecteur vitesse instantanée de rotation, un organe de calcul (401) pouvant être incorporé à la centrale inertielle délivrant les angles de rotation du dispositif de visée par rapport à une orientation antérieure. 9. Système de visée caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes.

Inventors: COEUILLET, JACQUUS, DUBAULT, GERARD, PORE, CHRISTIAN, Dubault, Gérard
Applicants: THOMSON-CSF
Application year: 1980
Main classification: F41G3
IPC codes: F41G5, F41G3