WO2004083767A2 - Method for sighting or aiming - Google Patents

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WO2004083767A2
WO2004083767A2 PCT/FR2004/000625 FR2004000625W WO2004083767A2 WO 2004083767 A2 WO2004083767 A2 WO 2004083767A2 FR 2004000625 W FR2004000625 W FR 2004000625W WO 2004083767 A2 WO2004083767 A2 WO 2004083767A2
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WO
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aiming
pointing
target
sighting
processing
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Application number
PCT/FR2004/000625
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French (fr)
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WO2004083767B1 (en
WO2004083767A3 (en
Inventor
Bernard Alhadef
Stéphane SANDOZ
Original Assignee
Sofresud
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sofresud filed Critical Sofresud
Publication of WO2004083767A2 publication Critical patent/WO2004083767A2/en
Publication of WO2004083767A3 publication Critical patent/WO2004083767A3/en
Publication of WO2004083767B1 publication Critical patent/WO2004083767B1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/02—Aiming or laying means using an independent line of sight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/06—Aiming or laying means with rangefinder

Definitions

  • the present invention relates to the field of aiming or pointing devices.
  • It relates more particularly to a device comprising a mobile light pointer cooperating with heavier and more precise aiming means including 1 f extraction of useful information is controlled by the light pointer.
  • This set is able to determine elements of position, kinematics and identification of a target in a predefined or geographic reference. It includes aiming means, pointing means being able to direct the aiming means and means for processing signals from the aiming means. These processing means being able to determine elements of position, kinematics and identification of the target and to transmit them to external means.
  • patent EP5575591 describes a device capable of determining the orientation of a body relative to a reference orientation, and comprises a mobile orientation unit and a reference sensor unit, each of 'between them comprising a three-axis gyroscopic unit, a calculation unit receiving the measurement values of the aforementioned units, and an output unit.
  • Such devices exist and use magnetic field sensors.
  • binoculars sold under the LEICA mark, which use magnetic sensors and an active rangefinder, are able to determine the site and the azimuth of a target and. give satisfaction when used in free space.
  • their use suffers from certain prohibitive limitations for specific uses: they cannot be used in an environment comprising magnetic disturbances and on the other hand the speed and the precision of the measurements are very limited.
  • Other devices consist of analyzing electrostatic or even electromagnetic fields and, by reading their maps, determining the position and direction of a target.
  • the devices are satisfactory in perfectly known and small environments. They are however heavy to implement and do not support modifications of the electrical environment.
  • the patent US Pat. No. 4,012,989 is known which describes a helicopter comprising a device for determining the direction of a target with a view to directing a mobile weapon system.
  • the device for determining the direction of a target comprises a mobile aiming member provided with two integrated inertial gyroscopes, registration means secured to the helicopter provided with two gyroscopes and means for controlling the direction of the weapon based on the information provided by the gyroscopes.
  • the registration means are used to block the four gyroscopes in a first reference position to define a reference. When the sighting means are released from the registration means, the four gyroscopes are released.
  • the pair of gyroscopes integrated into the registration means then rotates according to the movements of the helicopter.
  • the pair of gyroscopes integrated into the aiming member rotates as a function of the movements of the helicopter and of the movements of the shooter handling the aiming member.
  • the weapon is directed, in real time, towards the target according to the difference of rotation between the two pairs of gyroscopes.
  • This device has many drawbacks.
  • the shooter is obliged to maintain the means of aiming permanently in the direction of the target, and this, until the firing of the weapon system, which limits the firing capabilities and makes the helicopter vulnerable in the event of presence of several targets.
  • the two gyroscopes of the sighting means transmit to the processing means successions of signal variations causing an accumulation of measurement errors which adversely affects the accuracy of the determination of the direction of the target.
  • Aboard a boat, in rough seas, therefore strong pitch and roll, the orientation of the weapon system towards the target would be almost impossible with such a device.
  • One of the aims of the invention is to propose a device comprising a light and handy pointer, capable of determining the site and the azimuth of a target and guaranteeing an increased performance in terms of aiming precision, visual acuity and usable whatever the type of environment.
  • Patent FR9700497 is known which describes a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising sighting means comprising a sighting member and control means, means for resetting these sighting means and means for processing signals from the aiming means, these processing means being capable of determining the direction between the aiming means and the target and of transmitting them to display means or to external means, device characterized in that that the sighting means further comprise along three axes substantially perpendicular to each other, three gyrometers, and in that the control means control the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the means of aiming and target.
  • This device requires physical registration means which very often prove difficult to implement and which constitute a major drawback for certain applications.
  • Patent FR0105768 which describes a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising sighting means, comprising a sighting member, three gyrometers arranged along three non-coplanar axes, registration means of these aiming means and of means for processing signals from the aiming means, these processing means being able to determine the direction between the aiming means and the target and to transmit them to visualization means or to external means , as well as means for controlling the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the aiming means and the target, device characterized in that the registration means comprise at least one non-gyroscopic sensor disposed on the sighting means and capable of transmitting a signal for transmission to said processing means.
  • This device is portable, but does not allow sectoral monitoring or tracking of the target.
  • This functional limitation is due to the fact that the use of very efficient additional equipment is made impossible, since it is incompatible with the compact and light nature of this device.
  • it requires a complex registration phase by measuring the Earth's rotation.
  • the object of the present invention is to be able to integrate within the remote pointer much more efficient equipment (for example, long range) such as a pointed radar.
  • This remote equipment gives in particular the possibility of carrying out a sectoral watch or an automatic tracking of a target previously detected, and in addition of improving the visual perception of the target.
  • the solution provided is a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising means for targeting the target and means for processing signals from the targeting means, these processing means being able to determine the direction between the aiming means and the target and to transmit to display means or to external means values representative of the direction between the aiming means and the target, device characterized in that it comprises means of aiming of the target (cf. FIG.
  • a device according to the invention (cf. FIG. 2) can include one or more of the following characteristics:
  • the pointing means comprise means for controlling the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the aiming means and the target,
  • the target discrimination means are constituted by a manual designator, such as a mouse, a rolling ball, a joystick, a keyboard, etc.
  • the means capable of determining the direction of said pointing include three gyrometers arranged along three non-coplanar axes on the pointing means and, optionally, means for resetting the gyroscopes and / or a magnetometer possibly coupled to an inclinometer or at least one accelerometer,
  • the sighting means comprise one or more optical or optronic sensors (high resolution camera, infrared, light intensifier, etc.), and / or telemetry equipment for example of the laser rangefinder type, and / or radar equipment for example pointed radar type,
  • the sighting means include standby means and / or means for tracking a target, ° means for viewing the pointed objective are integrated into the aiming means, for example in the form of a small LCD screen ,
  • the sighting means are capable of providing a video image of the target.
  • the pointing means comprise a means of selecting the display between the pointed objective and the intended objective,
  • the aiming means comprise an electronic image sensor and associated image processing means making it possible to compensate for the operator's “shake”, such as for example an image stabilizer,
  • the pointing means comprise an electronic image sensor and associated image processing means making it possible to compensate for the operator's “shake”, such as for example an image stabilizer,
  • the sighting means processing means are able to compensate for operator shake from the value of the optical field of the electronic image sensor,
  • the means for processing the aiming means are capable of determining the angular field of view of the electronic image sensor from the relationship between the operator shake coming from the signal from the electronic sensor and that of the aiming means,
  • the sighting means are mobile. They comprise means for controlling the position of the aiming means and means for controlling the servo of the aiming means on a direction of pointing of the pointing means,
  • the means for processing the aiming means are capable of compensating for the delay in the enslavement of the aiming means with respect to the pointing means, for example by moving the field of vision in the field of the video coming from the aiming means,
  • the sighting means constitute a remote turret of the two-axis type on which a day camera, an infrared camera, a laser rangefinder and / or a pointed radar is fixed.
  • the axes of the turret include motors and angular encoders which allows to control the movements of the turret in accordance with the movement of the manual pointer.
  • the coordinates of the target, the azimuth and the site, are obtained using the angular encoders.
  • the image from the optronic sensors of the turret is sent to the display means which can be present at the level of the manual pointer in the form of an LCD screen and / or at the level of a control screen,
  • the sighting means constitute an optronic sensor of the multi-head or "fisheye" type which makes it possible to have a wide coverage angle, for example a sensor in the mature over 360 ° or two sensors over 180 ° each (one to port) , the other to starboard), which defines the system.
  • the remote system is installed in a precise and known manner on the platform so that we are able to define for each point of the image its relative position in relation to the platform.
  • the image is returned to the display means which can be integrated at the level of the manual pointer and / or at the level of a console.
  • the operator by moving the manual pointer, moves the aiming window into the large field of the sensor. It is thus possible to precisely define the coordinates of the target.
  • the sighting means constitute a scanning turret comprising different optronic sensors.
  • This turret is not slaved to the movement of the manual pointer, but makes it possible to constitute an image updated at a known frequency and covering the desired angular range.
  • moving the manual pointer makes it possible to move the aiming window and the coordinates of the target are calculated using the image,
  • the display means make it possible to close the control loop defined by the pointing means, the sighting means, the viewing means and the operator by transmitting to it the images of one of the sources of the sighting means,
  • the pointing means comprise three gyrometers arranged along three non-coplanar axes, • the pointing means can be used as secondary aiming means, however with degraded aiming precision,
  • the means of resetting the pointing means use a mechanical resetting technology.
  • the pointing means are adjusted by means of a mechanical interface which makes it possible to ensure contact between the pointing means and a registration base, the alignment of which is known with respect to a predefined reference mark,
  • the means of resetting the pointing means use laser registration technology.
  • the pointing means are equipped with laser transmitters and / or receivers and other receivers and / or transmitters are arranged in the predefined reference frame.
  • the registration is carried out by aligning one or more transmitter / receiver pairs,
  • the registration means can use equipment of the magneto-meter type which makes it possible to make a measurement without drift of one or more magnetic quantities. These quantities can come from electromagnetic transmitters arranged in the predefined reference frame or come from the terrestrial magnetic field, • the means of readjustment of the pointing means use a technology of readjustment by telemetry. Transmitters and / or receivers are arranged on the pointing means and other receivers and / or transmitters are arranged at specific points of the predefined coordinate system. The transmitter / receiver pairs are able to determine the distance separating them and thus using several pairs, it is possible to determine the position of the pointing means in the space of the predefined coordinate system. These telemetric means being of laser technology, even ultrasonic with degraded precision,
  • the predefined marker has several cameras which film the pointing devices.
  • Image processing means are able to recognize in the image the pointing means or markers placed on the pointing means and to determine the orientation of the pointing means or markers in the space of the predefined coordinate system,
  • the means of resetting the pointing means use image processing registration technology.
  • the pointing means comprise an electronic image sensor capable of supplying processing means with a signal representative of images.
  • the registration means implement image processing to recognize the position of a pattern in said images,
  • the means of registration of the pointing means use kinematic registration technology.
  • the registration can also be carried out by a comparison between measurements of the kinematic quantities of the predefined coordinate system carried out by the sensors of the pointing means and the real values of these kinematic quantities.
  • the registration means allow a registration of the pointing means practically in real time (registration by remote control, by image processing, by video tracking, etc.), they can fulfill the function of the pointing means and replace the gyrometric cell or other sensors of the pointing means.
  • said gyros of the pointing means are fiber optic gyros, laser gyros or vibrating gyros.
  • the pointing means are completed with a magnetometer whether or not coupled to an inclinometer. It is known that the values obtained from gyrometers derive, in particular in time, and in temperature. It is also known that a magnetometer gives the direction of magnetic north or the direction of an electromagnetic source in a more or less precise manner, but that on the other hand the magnetometer has the advantage of not drifting. In the same way, the value of the vertical given by an inclinometer can be a value with little precision, but it has the advantage of not drifting. It may therefore be useful to supplement the pointing means with a magnetometer and / or an inclinometer to cancel the drift of the gyrometric cell.
  • the magnetometer coupled to an inclinometer replaces the gyrometers within the pointing means. Indeed, if the precision of the magnetometer as well as of the inclinometer is judged satisfactory, it is no longer necessary to use a gyrometric cell to control the remote sighting means.
  • the inclinometer is replaced by one or more accelerometers.
  • the sighting means are used to monitor the sector, or guarantee a pursuit of the target.
  • the pointing means constitute a light pointing equipment, handy and usable by the operator.
  • the signal processing means of the sighting means are able to compensate for the movements of the platform (roll, pitch) and to provide an image in adequacy with the inclination of the pointing means. What can replace the third dimension of a 3D turret.
  • the means for processing the aiming means are able to contribute to the transmission of elements identifying the target and / or to the detection of the absolute direction of the aiming means and possibly to generate, from the signals from the electronic image sensor and the aiming means, a signed image, that is to say comprising position information in space and in time (time stamp, geographic position , attitude, distance from the point of aim, etc.).
  • These processing means can also, from the signed images, reconstruct the global landscape with the position information for different zones of the latter. These images and / or the reconstituted landscape can then be transmitted to display means or external means.
  • the device comprises means for recording the signal coming from the electronic image sensor, and / or it comprises means for displaying said images as well as certain information such as the direction of the targeted target, its distance and / or its nature.
  • the processing means comprise a source of electrical power and means for calculating and managing information implementing software carrying out several functions, these functions possibly being a function of designation of objective, which makes acquisition of the data from the sighting instrument and processes it in order to obtain the desired site and azimuth,
  • the pointing means comprise wireless transmission means intended to remove the cables between the different means.
  • the sighting means comprise an active rangefinder.
  • the aiming means comprise an active rangefinder of the laser type.
  • the processing means comprise triangulation means for effecting a discrete tele-series, this triangulation static that can be executed from the pointing and remote targeting means.
  • FIG. 1 represents a schematic view of the equipment
  • Figure 2 shows a detailed view of the binoculars
  • - Figure 3 shows a block diagram of the architecture of the equipment.
  • FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary implementation of a device according to the invention.
  • a servo-turret (1) which is made up of an adjustable head (2) mounted on a foot (3).
  • This orientable head has a first camera (4) operating in the visible spectrum and a second camera (5) operating in the infrared, as well as a range finder (6).
  • the two cameras (4, 5) as well as the range finder (6) are mechanically coupled and are orientable to allow aiming towards a target by a motorized control.
  • the turret (1) also includes mechanical sensors delivering signals representative of the orientation of the head (2).
  • the equipment also includes an electronic binocular (7) for pointing the swiveling head (2).
  • This binocular (7) possibly includes a camera (8) operating in the visible spectrum, as well as an orientation sensor.
  • This orientation sensor is for example constituted by a set of three gyrometers placed to form a trihedron, or any other three-dimensional sensor capable of providing information relating to the orientation in the space of the binocular.
  • the turret is a slave to the movements of the binocular (7) : the orientable head (2) is controlled to follow in real time the movements of the binocular (7), after filtering of the orientation signals delivered by the orientation sensor by a computer (9).
  • the equipment optionally includes a turret (11) which can be separate from the first turret (1), or merged with the latter.
  • This turret (11) comprises an adjustable head (22) equipped with a camera (23) for the visible spectrum and a camera (24) for the infrared, as well as a range finder (25). These three elements are mechanically coupled, and controlled to ensure standby scanning according to a predefined kinematics.
  • the pointing binocular (7) can also be used in autonomous mode, without slaving of a turret.
  • An operator (26) has a control screen (27) for controlling the functionality of the equipment and viewing the images acquired by the cameras (4, 5) and the range finder (6).
  • the computer (9) provides all of the processing, and controls a real-time computer (28) intended for servo-control of the turrets (1, 11).
  • the equipment also comprises a multifunction console (30) allowing access to all of the functions of the building combat system equipped with the device according to the invention.
  • Figure 2 shows a detailed view of the binoculars. They are in the form of a housing (31) having eyepieces (32, 33) and liquid crystal screens (34, 35) superimposed on the eyepieces (32, 33) for the observation of video images acquired by the camera. (4, 5) of the turret or by a camera (36) integrated in the housing (31).
  • the housing (31) also supports three gyrometers (37, 38, 39) arranged in three perpendicular planes. Two gyros (37, 38) are arranged longitudinally. The third gyrometer (39) is arranged transversely, above the eyepieces (32, 34), in a plane perpendicular to the line of sight.
  • FIG. 3 shows the block diagram of the equipment.
  • This assembly comprises a first assembly (40) comprising the circuits for acquiring and processing visual information originating from the optronic turret (!).
  • This assembly comprises a circuit for processing EAR images (41) receiving the video information from the cameras (3, 4). It includes a computer for processing these images with a view to extracting the target and calculating the position of this target with respect to the image considered. This information will then be used to determine the absolute position of the target, taking into account the information provided by mechanical turret positioning sensors and the distance from the target provided by the rangefinder (6).
  • This assembly (40) includes a switch (42) for switching between visible mode and infrared mode.
  • the second assembly (50) comprises the circuits (51) integrated in the mobile aiming station (7). These circuits include an external registration support (52) which is formed by a mechanical support of high positioning precision, making it possible to reset the orientation of the binoculars with an accuracy of a few hundredths of a degree.
  • the sighting station which takes the form of sighting binocular
  • a pointing gun comprises a display module (53), a control assembly (54), a gyrometric trihedron (55) and a viewfinder (56), in the case of an embodiment of the type gun.
  • the information provided by these aforementioned circuits is transmitted to a position computer (60), receiving the angular positions of the pointers (1, 11) of the states of the control circuits (54). It calculates the position of the target according to the aiming direction and the analysis of the video images, as well only information from the sensors.
  • the position computer (60) exchanges a flow of information with the slave support (1).

Abstract

The invention relates to a device for determining the direction of a target at a given point of the type comprising means for sighting the target and means for processing the signals given by the sighting means. Said processing means determine the direction between the sighting means and the target. The device comprises means for aiming at the target which can be launched by an operator, means for determining the direction of said aiming and means for transmitting values representative of said direction to the means for sighting or to the means for processing the signals given by the sighting means. Said processing means can discriminate the target in the direction of aiming and determine the direction between the sighting means and the target.

Description

DISPOSITIF DE VISEE OU DE POINTAGE SIGHTING OR POINTING DEVICE
La présente invention concerne le domaine des appareils de visée ou de pointage.The present invention relates to the field of aiming or pointing devices.
Elle a plus particulièrement pour objet un dispositif comprenant un pointeur léger mobile coopérant avec des moyens de visée plus lourds et plus précis dont 1 f extraction d'informations utiles est pilotée par le pointeur léger.It relates more particularly to a device comprising a mobile light pointer cooperating with heavier and more precise aiming means including 1 f extraction of useful information is controlled by the light pointer.
Cet ensemble es-t apte à déterminer des éléments de position,, de cinématique et d'identification d'une cible dans un repère prédéfini ou géographique. Il comporte des moyens de visée , des moyens de pointage étant apte à diriger les moyens de visée et des moyens de traitement de signaux issus des moyens de visée. Ces moyens de traitement étant aptes à déterminer des éléments de position, de cinématique et d'identification de la cible et à les transmettre à des moyens extérieurs .This set is able to determine elements of position, kinematics and identification of a target in a predefined or geographic reference. It includes aiming means, pointing means being able to direct the aiming means and means for processing signals from the aiming means. These processing means being able to determine elements of position, kinematics and identification of the target and to transmit them to external means.
Il existe de nombreux dispositifs aptes à déterminer notamment le site et l'azimut d'une cible.There are many devices capable of determining in particular the site and the azimuth of a target.
On peut, à ce titre citer le brevet EP5575591 qui décrit un dispositif apte à déterminer l'orientation d'un corps par rapport à une orientation de référence, et comprend une unité d'orientation mobile et une unité de capteurs de références, chacune d'entre elles comportant une unité gyroscopique à trois axes, une unité de calcul recevant les valeurs de mesures des unités précitées, et une unité de sortie.As such, mention may be made of patent EP5575591 which describes a device capable of determining the orientation of a body relative to a reference orientation, and comprises a mobile orientation unit and a reference sensor unit, each of 'between them comprising a three-axis gyroscopic unit, a calculation unit receiving the measurement values of the aforementioned units, and an output unit.
Cependant une grande partie de ces dispositifs nécessite une logistique importante. Or, dans certaines circonstances, il peut s'avérer nécessaire, voire vital d'utiliser un dispositif léger et maniable utilisable par un seul opérateur .However, a large part of these devices requires significant logistics. However, in certain circumstances, it may prove necessary, even vital, to use a light and handy device usable by a single operator.
De tels dispositifs existent et mettent en œuvre des capteurs de champ magnétique.Such devices exist and use magnetic field sensors.
Parmi ces dispositifs, des jumelles, vendues sous la marque LEICA, qui utilisent des capteurs magnétiques et un télémètre actif, sont aptes à déterminer le site et l'azimut d'une cible et. donnent satisfaction lorsqu'elles sont utilisées en espace libre. Par contre leur utilisation souffre de certaines limitations rédhibitoires pour des usages spécifiques : elles ne sont pas utilisables dans un environnement comportant des perturbations magnétiques et d'autre part la rapidité et la précision des mesures sont très limitées.Among these devices, binoculars, sold under the LEICA mark, which use magnetic sensors and an active rangefinder, are able to determine the site and the azimuth of a target and. give satisfaction when used in free space. On the other hand, their use suffers from certain prohibitive limitations for specific uses: they cannot be used in an environment comprising magnetic disturbances and on the other hand the speed and the precision of the measurements are very limited.
D'autres dispositifs consistent à analyser des champs électrostatiques voire électromagnétiques et, par relevé de leur cartographie, à déterminer la position et la direction d'une cible.Other devices consist of analyzing electrostatic or even electromagnetic fields and, by reading their maps, determining the position and direction of a target.
Les dispositifs donnent satisfaction dans des environnements parfaitement connus et de petites dimensions. Ils sont cependant lourds à mettre en œuvre et ne supportent pas de modifications de l'environnement électrique.The devices are satisfactory in perfectly known and small environments. They are however heavy to implement and do not support modifications of the electrical environment.
On connaît le brevet US4012989 qui décrit un hélicoptère comportant un dispositif de détermination de la direction d'une cible en vue de diriger un système d'arme mobile. Le dispositif de détermination de la direction d'une cible comporte un organe de visée mobile muni de deux gyroscopes inertiels intégrés, des moyens de recalage solidaires de l'hélicoptère munis de deux gyroscopes et des moyens d'asservissement de la direction de l'arme en fonction des informations fournies par les gyroscopes. Les moyens de recalage servent à bloquer les quatre gyroscopes dans une première position de référence pour définir un repère. Lorsque les moyens de visée sont dégagés des moyens de recalage, les quatre gyroscopes sont libérés. La paire de gyroscopes intégrée aux moyens de recalage tourne alors en fonction des mouvements de l'hélicoptère. La paire de gyroscopes intégrée à 1 ' organe de visée tourne en fonction des mouvements de l'hélicoptère et des mouvements du tireur maniant l'organe de visée. L'arme est dirigée, en temps réel, en direction de la cible en fonction de la différence de rotation entre les deux paires de gyroscopes.The patent US Pat. No. 4,012,989 is known which describes a helicopter comprising a device for determining the direction of a target with a view to directing a mobile weapon system. The device for determining the direction of a target comprises a mobile aiming member provided with two integrated inertial gyroscopes, registration means secured to the helicopter provided with two gyroscopes and means for controlling the direction of the weapon based on the information provided by the gyroscopes. The registration means are used to block the four gyroscopes in a first reference position to define a reference. When the sighting means are released from the registration means, the four gyroscopes are released. The pair of gyroscopes integrated into the registration means then rotates according to the movements of the helicopter. The pair of gyroscopes integrated into the aiming member rotates as a function of the movements of the helicopter and of the movements of the shooter handling the aiming member. The weapon is directed, in real time, towards the target according to the difference of rotation between the two pairs of gyroscopes.
Ce dispositif comporte de nombreux inconvénients. Ainsi, le tireur est obligé de maintenir les moyens de visée en permanence en direction de la cible, et ce, jusqu'au tir du système d'arme,, ce qui limite les capacités de tir et rend l'hélicoptère vulnérable en cas de présence de plusieurs cibles. Du fait des vibrations de l'hélicoptère et des mouvements du poignet incontrôlés, les deux gyroscopes des moyens de visée transmettent aux moyens de traitement des successions de variations de signaux entraînant une accumulation d'erreurs de mesure qui nuit à la précision de la détermination de la direction de la cible. A bord d'un bateau, en cas de mer agitée, donc de forts tangage et roulis, l'orientation du système d'arme en direction de la cible serait quasiment impossible avec un tel dispositif.This device has many drawbacks. Thus, the shooter is obliged to maintain the means of aiming permanently in the direction of the target, and this, until the firing of the weapon system, which limits the firing capabilities and makes the helicopter vulnerable in the event of presence of several targets. Due to the vibrations of the helicopter and uncontrolled wrist movements, the two gyroscopes of the sighting means transmit to the processing means successions of signal variations causing an accumulation of measurement errors which adversely affects the accuracy of the determination of the direction of the target. Aboard a boat, in rough seas, therefore strong pitch and roll, the orientation of the weapon system towards the target would be almost impossible with such a device.
L'un des buts de l'invention est de proposer un dispositif comprenant un pointeur léger et maniable, apte à déterminer le site et l'azimut d'une cible et garantissant une performance accrue en termes de précision de visée, d'acuité visuelle et utilisable quel que soit le type d' environnement.One of the aims of the invention is to propose a device comprising a light and handy pointer, capable of determining the site and the azimuth of a target and guaranteeing an increased performance in terms of aiming precision, visual acuity and usable whatever the type of environment.
On connaît le brevet FR9700497 qui décrit un dispositif apte à déterminer la direction d'une cible dans un repère prédéfini et du type comportant des moyens de visée comportant un organe de visée et des moyens de commande, des moyens de recalage de ces moyens de visée et des moyens de traitement de signaux issus des moyens de visée, ces moyens de traitement étant aptes à déterminer la direction entre les moyens de visée et la cible et à les transmettre à des moyens de visualisation ou à des moyens extérieurs, dispositif caractérisé en ce que les moyens de visée comportent en outre selon trois axes sensiblement perpendiculaires les uns par rapport aux autres, trois gyromètres, et en ce que les moyens de commande commandent la transmission aux moyens de visualisation ou aux moyens extérieurs, des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée et la cible.Patent FR9700497 is known which describes a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising sighting means comprising a sighting member and control means, means for resetting these sighting means and means for processing signals from the aiming means, these processing means being capable of determining the direction between the aiming means and the target and of transmitting them to display means or to external means, device characterized in that that the sighting means further comprise along three axes substantially perpendicular to each other, three gyrometers, and in that the control means control the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the means of aiming and target.
Ce dispositif nécessite des moyens de recalage physiques qui s ' avèrent très souvent difficiles à mettre en œuvre et qui constituent un inconvénient majeur pour certaines applications .This device requires physical registration means which very often prove difficult to implement and which constitute a major drawback for certain applications.
On connaît le brevet FR0105768 qui décrit un dispositif apte à déterminer la direction d'une cible dans un repère prédéfini et du type comportant des moyens de visée , comportant un organe de visée, trois gyromètres disposés selon trois axes non coplanaires, des moyens de recalage de ces moyens de visée et des moyens de traitement de signaux issus des moyens de visée, ces moyens de traitement étant aptes à déterminer la direction entre les moyens de visée et la cible et à les transmettre à des moyens de visualisation ou à des moyens extérieurs, ainsi que des moyens de commande de la transmission aux moyens de visualisation ou aux moyens extérieurs, des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée et la cible, dispositif caractérisé en ce que les moyens de recalage comportent au moins un capteur non gyroscopique disposé sur les moyens de visée et apte à émettre un signal en vue de sa transmission audit moyen de traitement.Patent FR0105768 is known which describes a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising sighting means, comprising a sighting member, three gyrometers arranged along three non-coplanar axes, registration means of these aiming means and of means for processing signals from the aiming means, these processing means being able to determine the direction between the aiming means and the target and to transmit them to visualization means or to external means , as well as means for controlling the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the aiming means and the target, device characterized in that the registration means comprise at least one non-gyroscopic sensor disposed on the sighting means and capable of transmitting a signal for transmission to said processing means.
Ce dispositif est portable, mais ne permet pas une veille sectorielle ou une poursuite de la cible. Cette limitation fonctionnelle est due au fait que l'utilisation d'équipement supplémentaire très performant est rendue impossible, car elle est incompatible avec le caractère compact et léger de ce dispositif. De plus, il nécessite une phase de recalage complexe par une mesure de la rotation terrestre. L'objet de la présente invention est de pouvoir intégrer au sein du pointeur déporté des équipements beaucoup plus performants (par exemple . longue portée) comme un radar pointé. Ces équipements déportés donne notamment la possibilité d'effectuer une veille sectorielle ou une poursuite automatique d'une cible préalablement détectée, et en outre d'améliorer la perception visuelle de la cible. La solution apportée est un dispositif apte à déterminer la direction d'une cible dans un repère prédéfini et du type comportant des moyens de visée de la cible et des moyens de traitement de signaux issus des moyens de visée, ces moyens de traitement étant aptes à déterminer la direction entre les moyens de visée et la cible et à transmettre à des moyens de visualisation ou à des moyens extérieurs des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée et la cible, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pointage de la cible (cf. figure 1) aptes à être mis en œuvre par un opérateur, des moyens aptes à déterminer la direction dudit pointage et des moyens aptes à transmettre des valeurs représentatives de cette direction aux moyens de visée ou aux moyens de traitement des signaux issus de ces moyens de visée, ces moyens de traitement étant aptes d'une part à discriminer la cible dans la direction de pointage et d'autre part à déterminer la direction entre les moyens de visée et la cible.This device is portable, but does not allow sectoral monitoring or tracking of the target. This functional limitation is due to the fact that the use of very efficient additional equipment is made impossible, since it is incompatible with the compact and light nature of this device. In addition, it requires a complex registration phase by measuring the Earth's rotation. The object of the present invention is to be able to integrate within the remote pointer much more efficient equipment (for example, long range) such as a pointed radar. This remote equipment gives in particular the possibility of carrying out a sectoral watch or an automatic tracking of a target previously detected, and in addition of improving the visual perception of the target. The solution provided is a device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising means for targeting the target and means for processing signals from the targeting means, these processing means being able to determine the direction between the aiming means and the target and to transmit to display means or to external means values representative of the direction between the aiming means and the target, device characterized in that it comprises means of aiming of the target (cf. FIG. 1) capable of being implemented by an operator, means capable of determining the direction of said aiming and means capable of transmitting values representative of this direction to the aiming means or to the processing means signals from these aiming means, these processing means being able on the one hand to discriminate the target in the pointing direction and on the other hand determining the direction between the sighting means and the target.
De plus, un dispositif selon l'invention (cf. figure 2) peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :In addition, a device according to the invention (cf. FIG. 2) can include one or more of the following characteristics:
• les moyens de pointage comportent des moyens de commande de la transmission aux moyens de visualisation ou aux moyens extérieurs, des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée et la cible,The pointing means comprise means for controlling the transmission to the display means or to the external means, values representative of the direction between the aiming means and the target,
• il comporte des moyens d'affichage sur des moyens de visualisation des cibles potentielles détectées par les moyens de visée. Les moyens de discrimination de la cible sont constitués par un désignateur manuel, tel qu'une souris, une boule roulante, une manette, un clavier,...• it includes display means on means for viewing potential targets detected by the sighting means. The target discrimination means are constituted by a manual designator, such as a mouse, a rolling ball, a joystick, a keyboard, etc.
° les moyens aptes à déterminer la direction dudit pointage comportent trois gyromètres disposés selon trois axes non coplanaires sur les moyens de pointage et, éventuellement, des moyens de recalage des gyroscopes et/ou un magnétomètre éventuellement couplé à un inclinomètre ou à au moins un accéléromètre,° the means capable of determining the direction of said pointing include three gyrometers arranged along three non-coplanar axes on the pointing means and, optionally, means for resetting the gyroscopes and / or a magnetometer possibly coupled to an inclinometer or at least one accelerometer,
• les moyens de visée comportent un ou plusieurs senseurs optiques ou optroniques (caméra haute résolution, Infrarouge, Intensificateur de lumière, etc . ) , et/ou un équipement de télémétrie par exemple de type télémètre laser, et/ou un équipement radar par exemple de type radar pointé,• the sighting means comprise one or more optical or optronic sensors (high resolution camera, infrared, light intensifier, etc.), and / or telemetry equipment for example of the laser rangefinder type, and / or radar equipment for example pointed radar type,
° les moyens de visée comportent des moyens de veille et/ou des moyens de poursuite d'une cible, ° des moyens de visualisation de l'objectif pointé sont intégrés aux moyens de pointage, par exemple sous la forme d'un petit écran LCD,° the sighting means include standby means and / or means for tracking a target, ° means for viewing the pointed objective are integrated into the aiming means, for example in the form of a small LCD screen ,
• les moyens de pointage sont constitués par des jumelles électroniques, • les moyens de visualisation de l'objectif pointé sont déportés sur une console,The pointing means are constituted by electronic binoculars, the means for viewing the pointed objective are deported to a console,
• les moyens de visée sont aptes à fournir une image vidéo de l'objectif visé. Les moyens de pointage comportent un moyen de sélection de la visualisation entre l'objectif pointé et l'objectif visé,• the sighting means are capable of providing a video image of the target. The pointing means comprise a means of selecting the display between the pointed objective and the intended objective,
• les moyens de visée comportent un capteur électronique d'images et des moyens de traitement d'images associés permettant de compenser le « bougé » de l'opérateur, tel par exemple qu'un stabilisateur d'images,The aiming means comprise an electronic image sensor and associated image processing means making it possible to compensate for the operator's “shake”, such as for example an image stabilizer,
• les moyens de pointage comportent un capteur électronique d ' images et des moyens de traitement d ' images associés permettant de compenser le « bougé » de l ' opérateur , tel par exemple qu ' un stabilisateur d ' images ,The pointing means comprise an electronic image sensor and associated image processing means making it possible to compensate for the operator's “shake”, such as for example an image stabilizer,
° les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à compenser le bougé de 1 ' opérateur à partir de la valeur du champ optique du capteur électronique d'image, • les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à déterminer le champ angulaire du capteur électronique d'images à partir de la relation entre le bougé opérateur issu du signal du capteur électronique et celui des moyens de visée ,The sighting means processing means are able to compensate for operator shake from the value of the optical field of the electronic image sensor, The means for processing the aiming means are capable of determining the angular field of view of the electronic image sensor from the relationship between the operator shake coming from the signal from the electronic sensor and that of the aiming means,
° les moyens de visée sont mobiles. Ils comportent des moyens d'asservissement de la position des moyens de visée et des moyens de commande de l'asservissement des moyens de visée sur une direction de pointage des moyens de pointage,° the sighting means are mobile. They comprise means for controlling the position of the aiming means and means for controlling the servo of the aiming means on a direction of pointing of the pointing means,
° les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à compenser le retard d'asservissement des moyens de visée par rapport aux moyens de pointage par exemple en déplaçant le champ de visualisation dans le champ de la vidéo issue des moyens de visée,The means for processing the aiming means are capable of compensating for the delay in the enslavement of the aiming means with respect to the pointing means, for example by moving the field of vision in the field of the video coming from the aiming means,
• les moyens de visée constituent une tourelle déportée de type deux axes sur laquelle est fixée une caméra jour, une caméra infrarouge, un télémètre laser et/ou un radar pointé. Les axes de la tourelle comprennent des moteurs et des codeurs angulaires ce qui permet d'asservir les déplacements de la tourelle conformément au mouvement du pointeur manuel. Les coordonnées de la cible, l'azimut et le site, sont obtenus à l'aide des codeurs angulaires. L'image provenant des senseurs optroniques de la tourelle est envoyée aux moyens de visualisation qui peuvent être présents au niveau du pointeur manuel sous forme d'écran LCD et/ou au niveau d'un écran de contrôle,• the sighting means constitute a remote turret of the two-axis type on which a day camera, an infrared camera, a laser rangefinder and / or a pointed radar is fixed. The axes of the turret include motors and angular encoders which allows to control the movements of the turret in accordance with the movement of the manual pointer. The coordinates of the target, the azimuth and the site, are obtained using the angular encoders. The image from the optronic sensors of the turret is sent to the display means which can be present at the level of the manual pointer in the form of an LCD screen and / or at the level of a control screen,
• les moyens de visée constituent un senseur optronique du type multi-têtes ou "fisheye" qui permet d'avoir un angle de couverture vaste, par exemple un senseur dans la mature sur 360° ou deux senseurs sur 180° chacun (un à bâbord, l'autre à tribord), qui définit le système. Le système déporté est installé de manière précise et connue sur la plate-forme de telle sorte qu'on est capable de définir pour chaque point de l'image sa position relative par rapport à la plateforme. L'image est renvoyée aux moyens de visualisation qui peuvent être intégrés au niveau du pointeur manuel et/ou au niveau d'une console. L'opérateur en déplaçant le pointeur manuel déplace la fenêtre de visée dans le grand champ du senseur. Il est ainsi possible de définir avec précision les coordonnées de la cible.• the sighting means constitute an optronic sensor of the multi-head or "fisheye" type which makes it possible to have a wide coverage angle, for example a sensor in the mature over 360 ° or two sensors over 180 ° each (one to port) , the other to starboard), which defines the system. The remote system is installed in a precise and known manner on the platform so that we are able to define for each point of the image its relative position in relation to the platform. The image is returned to the display means which can be integrated at the level of the manual pointer and / or at the level of a console. The operator, by moving the manual pointer, moves the aiming window into the large field of the sensor. It is thus possible to precisely define the coordinates of the target.
0 les moyens de visée constituent une tourelle à balayage comprenant différents senseurs optroniques. Cette tourelle n'est pas asservie au déplacement du pointeur manuel, mais permet de constituer une image réactualisée à une fréquence connue et couvrant la plage angulaire souhaitée. De la même manière que pour le senseur multi-têtes, le déplacement du pointeur manuel permet de déplacer la fenêtre de visée et les coordonnées de la cible sont calculées à l'aide de 1 ' image, 0 the sighting means constitute a scanning turret comprising different optronic sensors. This turret is not slaved to the movement of the manual pointer, but makes it possible to constitute an image updated at a known frequency and covering the desired angular range. In the same way as for the multi-head sensor, moving the manual pointer makes it possible to move the aiming window and the coordinates of the target are calculated using the image,
• les moyens de visualisation permettent de refermer la boucle d'asservissement définie par les moyens de pointage, les moyens de visée, les moyens de visualisation et l'opérateur en lui transmettant les images d'une des sources des moyens de visée,The display means make it possible to close the control loop defined by the pointing means, the sighting means, the viewing means and the operator by transmitting to it the images of one of the sources of the sighting means,
• les moyens de pointage comportent trois gyromètres disposés selon trois axes non coplanaires, • les moyens de pointage peuvent servir de moyens de visée secondaires avec toutefois une précision de visée dégradée,The pointing means comprise three gyrometers arranged along three non-coplanar axes, • the pointing means can be used as secondary aiming means, however with degraded aiming precision,
• les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage mécanique. Les moyens de pointage sont recalés par l'intermédiaire d'une interface mécanique qui permet de s'assurer d'un contact entre les moyens de pointage et un socle de recalage dont 1 ' alignement est connu par rapport repère prédéfini,• the means of resetting the pointing means use a mechanical resetting technology. The pointing means are adjusted by means of a mechanical interface which makes it possible to ensure contact between the pointing means and a registration base, the alignment of which is known with respect to a predefined reference mark,
• les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage laser. Les moyens de pointage sont équipés d'émetteurs et/ou récepteurs laser et d'autres récepteurs et/ou émetteurs sont disposés dans le repère prédéfini. Le recalage est effectué en venant aligner un ou plusieurs couples émetteur/récepteur ,• the means of resetting the pointing means use laser registration technology. The pointing means are equipped with laser transmitters and / or receivers and other receivers and / or transmitters are arranged in the predefined reference frame. The registration is carried out by aligning one or more transmitter / receiver pairs,
° les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage magnétique. Les moyens de recalage peuvent mettre en œuvre un équipement de type magnéto ètre qui permet de faire une mesure sans dérive d'une ou plusieurs grandeurs magnétiques. Ces grandeurs peuvent être issus d'émetteurs électromagnétiques disposés dans le repère prédéfini ou provenir du champ magnétique terrestre, • les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage par télémétrie. Des émetteurs et/ou récepteurs sont disposés sur les moyens de pointage et d'autres récepteurs et/ou émetteurs sont disposés en des points spécifiques du repère prédéfini. Les couples émetteur/récepteur sont aptes à déterminer la distance les séparant et ainsi à l'aide de plusieurs couples, il est possible de déterminer la position des moyens de pointage dans l'espace du repère prédéfini. Ces moyens télémétriques étant de technologie laser, voire ultrasonore avec une précision dégradée,° the registration means of the pointing means use a magnetic registration technology. The registration means can use equipment of the magneto-meter type which makes it possible to make a measurement without drift of one or more magnetic quantities. These quantities can come from electromagnetic transmitters arranged in the predefined reference frame or come from the terrestrial magnetic field, • the means of readjustment of the pointing means use a technology of readjustment by telemetry. Transmitters and / or receivers are arranged on the pointing means and other receivers and / or transmitters are arranged at specific points of the predefined coordinate system. The transmitter / receiver pairs are able to determine the distance separating them and thus using several pairs, it is possible to determine the position of the pointing means in the space of the predefined coordinate system. These telemetric means being of laser technology, even ultrasonic with degraded precision,
• les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage par « video trac ing » . Le repère prédéfini dispose de plusieurs caméras qui filment les moyens de pointage. Des moyens de traitements d'image sont aptes à reconnaître dans 1 ' image les moyens de pointage ou des marqueurs disposés sur les moyens de pointage et à déterminer l'orientation des moyens de pointage ou des marqueurs dans l'espace du repère prédéfini,• the means of registration of the pointing means use a technology of registration by “video trac ing”. The predefined marker has several cameras which film the pointing devices. Image processing means are able to recognize in the image the pointing means or markers placed on the pointing means and to determine the orientation of the pointing means or markers in the space of the predefined coordinate system,
• les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage par traitement d'image. Les moyens de pointage comportent un capteur électronique d'images apte à fournir à des moyens de traitement un signal représentatif d'images. Les moyens de recalage mettent en œuvre des traitements d'image pour reconnaître la position d'un motif dans lesdites images ,• the means of resetting the pointing means use image processing registration technology. The pointing means comprise an electronic image sensor capable of supplying processing means with a signal representative of images. The registration means implement image processing to recognize the position of a pattern in said images,
° les moyens de recalage des moyens de pointage utilisent une technologie de recalage cinématique. Le recalage peut être également effectué par une comparaison entre des mesures des grandeurs cinématiques du repère prédéfini effectuées par les capteurs des moyens de pointage et les valeurs réelles de ces grandeurs cinématiques . Dans le cas où les moyens de recalage permettent un recalage pratiquement en temps réel des moyens de pointage (recalage par télé étrie, par traitement d'image, par vidéo tracking, etc.), ils peuvent remplir la fonction des moyens de pointage et remplacer la cellule gyrométrique ou d'autres capteurs des moyens de pointage.° the means of registration of the pointing means use kinematic registration technology. The registration can also be carried out by a comparison between measurements of the kinematic quantities of the predefined coordinate system carried out by the sensors of the pointing means and the real values of these kinematic quantities. In the case where the registration means allow a registration of the pointing means practically in real time (registration by remote control, by image processing, by video tracking, etc.), they can fulfill the function of the pointing means and replace the gyrometric cell or other sensors of the pointing means.
Selon une caractéristique particulière avantageuse, lesdits gyromètres des moyens de pointage sont des gyromètres à fibre optique, des gyromètres laser ou des gyromètres vibrants . Selon une autre caractéristique, les moyens de pointage sont complétés d'un magnétometre couplé ou non à un inclinomètre. Il est connu que les valeurs issues de gyromètres dérivent, notamment en temps, et en température. Il est également connu qu'un magnétometre donne la direction du nord magnétique ou la direction d'une source électromagnétique de manière plus ou moins précise, mais que par contre le magnétometre à l'avantage de ne pas dériver. De la même manière, la valeur de la verticale donnée par un inclinomètre peut être une valeur avec peu de précision, mais elle a l'avantage de ne pas dériver. Il peut donc être utile de compléter les moyens de pointage par un magnétometre et/ou un inclinomètre pour annuler la dérive de la cellule gyrométrique .According to a particular advantageous characteristic, said gyros of the pointing means are fiber optic gyros, laser gyros or vibrating gyros. According to another characteristic, the pointing means are completed with a magnetometer whether or not coupled to an inclinometer. It is known that the values obtained from gyrometers derive, in particular in time, and in temperature. It is also known that a magnetometer gives the direction of magnetic north or the direction of an electromagnetic source in a more or less precise manner, but that on the other hand the magnetometer has the advantage of not drifting. In the same way, the value of the vertical given by an inclinometer can be a value with little precision, but it has the advantage of not drifting. It may therefore be useful to supplement the pointing means with a magnetometer and / or an inclinometer to cancel the drift of the gyrometric cell.
Selon une autre caractéristique, le magnétometre couplé à un inclinomètre remplace les gyromètres au sein des moyens de pointage. En effet, si la précision du magnétometre ainsi que de l' inclinomètre est jugée satisfaisante , il n'est plus nécessaire d'utiliser une cellule gyrométrique pour piloter les moyens de visée déportés .According to another characteristic, the magnetometer coupled to an inclinometer replaces the gyrometers within the pointing means. Indeed, if the precision of the magnetometer as well as of the inclinometer is judged satisfactory, it is no longer necessary to use a gyrometric cell to control the remote sighting means.
Selon une autre caractéristique, 1 ' inclinomètre est remplacé par un ou plusieurs accéléromètres .According to another characteristic, the inclinometer is replaced by one or more accelerometers.
Selon une autre caractéristique, les moyens de visée sont utilisés pour faire de la veille sectorielle, ou garantir une poursuite de la cible.According to another characteristic, the sighting means are used to monitor the sector, or guarantee a pursuit of the target.
Selon une autre caractéristique, les moyens de pointage constituent un équipement de pointage léger, maniable et utilisable par l'opérateur.According to another characteristic, the pointing means constitute a light pointing equipment, handy and usable by the operator.
Selon une autre caractéristique, les moyens de traitement des signaux des moyens de visée sont aptes à compenser les mouvements de la plate-forme (roulis, tangage) et à fournir une image en adéquation avec l'inclinaison des moyens de pointage. Ce qui peut se substituer à la troisième dimension d'une tourelle 3D.According to another characteristic, the signal processing means of the sighting means are able to compensate for the movements of the platform (roll, pitch) and to provide an image in adequacy with the inclination of the pointing means. What can replace the third dimension of a 3D turret.
Selon une caractéristique additionnelle, les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à concourir à la transmission éléments d'identification de la cible et/ou à la détection de la direction absolue des moyens de visée et éventuellement à générer, à partir des signaux du capteur électronique d'images et des moyens de visée, une image signée c'est-à-dire comportant des informations de position dans l'espace et dans le temps (horodatage, position géographique, attitude, distance du point de visée... Ces moyens de traitement peuvent aussi, à partir des images signées, reconstituer le paysage global avec les informations de position pour différentes zones de ce dernier. Ces images et/ou le paysage reconstitué peuvent ensuite être transmis à des moyens de visualisation ou à des moyens extérieurs.According to an additional characteristic, the means for processing the aiming means are able to contribute to the transmission of elements identifying the target and / or to the detection of the absolute direction of the aiming means and possibly to generate, from the signals from the electronic image sensor and the aiming means, a signed image, that is to say comprising position information in space and in time (time stamp, geographic position , attitude, distance from the point of aim, etc.). These processing means can also, from the signed images, reconstruct the global landscape with the position information for different zones of the latter. These images and / or the reconstituted landscape can then be transmitted to display means or external means.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte des moyens d'enregistrement du signal provenant du capteur électronique d'images, et/ou il comporte des moyens de visualisation desdites images ainsi que de certaines informations telles que la direction de la cible visée, sa distance et/ou sa nature.According to another characteristic , the device comprises means for recording the signal coming from the electronic image sensor, and / or it comprises means for displaying said images as well as certain information such as the direction of the targeted target, its distance and / or its nature.
Selon une autre caractéristique, les moyens de traitement comportent une source d'alimentation électrique et des moyens de calcul et de gestion d'informations mettant en œuvre un logiciel réalisant plusieurs fonctions, ces fonctions pouvant être une fonction de désignation d'objectif, qui fait l'acquisition des données de l'instrument de visée et les traite afin d'obtenir le site et l'azimut désiré,According to another characteristic, the processing means comprise a source of electrical power and means for calculating and managing information implementing software carrying out several functions, these functions possibly being a function of designation of objective, which makes acquisition of the data from the sighting instrument and processes it in order to obtain the desired site and azimuth,
• une fonction de transmission qui envoie les données d'azimut - site pour affichage sur les moyens de visualisation et/ou à un système d'arme,• a transmission function which sends the azimuth data - site for display on the display means and / or to a weapon system,
• une fonction de détection de la position absolue, qui permet de corriger régulièrement la dérive de l'instrument de visée due à l'utilisation de gyromètres• an absolute position detection function, which allows regular correction of the drift of the sighting instrument due to the use of gyrometers
• une fonction de visualisation de l'état opérationnel des éléments de 1 ' inventio .• a function for viewing the operational status of the elements of the inventory.
Selon une caractéristique additionnelle, les moyens de pointage comportent des moyens de transmission sans fil destinés à supprimer les câbles entre les différents moyens.According to an additional characteristic, the pointing means comprise wireless transmission means intended to remove the cables between the different means.
Selon une caractéristique additionnelle, les moyens de visée comportent un télémètre actif.According to an additional characteristic, the sighting means comprise an active rangefinder.
Selon une caractéristique additionnelle, les moyens de visée comportent un télémètre actif de type laser.According to an additional characteristic, the aiming means comprise an active rangefinder of the laser type.
Selon une caractéristique additionnelle, les moyens de traitement comportent des moyens de triangulation pour effectuer une télé étrie discrète, cette triangulation statique pouvant s'exécuter à partir des moyens de pointage et des moyens de visée déportés .According to an additional characteristic, the processing means comprise triangulation means for effecting a discrete tele-series, this triangulation static that can be executed from the pointing and remote targeting means.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation non limitatif qui suit, se référant au.ε dessins annexés où : la figure 1 représente une vue schématique de 1 ' équipement ; la figure 2 représente une vue détaillée des jumelles ; - la figure 3 représente un schéma de principe de 1 ' architecture de 1 ' équipement.The invention will be better understood on reading the detailed description of a nonlimiting exemplary embodiment which follows, referring to the attached drawings where: FIG. 1 represents a schematic view of the equipment; Figure 2 shows a detailed view of the binoculars; - Figure 3 shows a block diagram of the architecture of the equipment.
La figure 1 représente une vue schématique d ' un exemple de mise en œuvre d'un dispositif selon l'invention.FIG. 1 represents a schematic view of an exemplary implementation of a device according to the invention.
Il est constitué par une tourelle asservie (1) qui est composée d'une tête orientable (2) montée sur un pied (3). Cette tête orientable embarque une première caméra (4) fonctionnant dans le spectre visible et une deuxième caméra (5) fonctionnant dans l'infrarouge, ainsi qu'un télémètre (6). Les deux caméras (4, 5) ainsi que le télémètre (6) sont couplées mécaniquement et sont orientables pour permettre un pointage vers un objectif par une commande motorisée.It consists of a servo-turret (1) which is made up of an adjustable head (2) mounted on a foot (3). This orientable head has a first camera (4) operating in the visible spectrum and a second camera (5) operating in the infrared, as well as a range finder (6). The two cameras (4, 5) as well as the range finder (6) are mechanically coupled and are orientable to allow aiming towards a target by a motorized control.
La tourelle (1) comporte également des capteurs mécaniques délivrant des signaux représentatifs de 1 ' orientation de la tête ( 2 ) . L'équipement comporte en outre une jumelle électronique (7) pour assurer le pointage de la tête orientable (2). Cette jumelle (7) comporte éventuellement une caméra (8) fonctionnant dans le spectre visible, ainsi qu'un capteur d'orientation. Ce capteur d'orientation est par exemple constitué par un ensemble de trois gyromètres placés pour former un trièdre, ou tout autre capteur tridimensionnel susceptible de fournir une information relative à l'orientation dans l'espace de la jumelle.The turret (1) also includes mechanical sensors delivering signals representative of the orientation of the head (2). The equipment also includes an electronic binocular (7) for pointing the swiveling head (2). This binocular (7) possibly includes a camera (8) operating in the visible spectrum, as well as an orientation sensor. This orientation sensor is for example constituted by a set of three gyrometers placed to form a trihedron, or any other three-dimensional sensor capable of providing information relating to the orientation in the space of the binocular.
La tourelle est esclave des mouvements de la jumelle (7) : la tête orientable (2) est commandée pour suivre en temps réel les déplacements de la jumelle (7), après un filtrage des signaux d'orientation délivrés par le capteur d'orientation par un calculateur (9). L'équipement comporte optionnellement une tourelle (11) qui peut être distincte de la première tourelle (1), ou confondue avec celle-ci. Cette tourelle (11) comporte une tête orientable (22) équipée d'une, caméra (23) pour le spectre visible et une caméra (24) pour l'infrarouge, ainsi qu'un télémètre (25). Ces trois éléments sont couplés mécaniquement, et commandés pour assurer un balayage de veille selon une cinématique prédéfinie.The turret is a slave to the movements of the binocular (7) : the orientable head (2) is controlled to follow in real time the movements of the binocular (7), after filtering of the orientation signals delivered by the orientation sensor by a computer (9). The equipment optionally includes a turret (11) which can be separate from the first turret (1), or merged with the latter. This turret (11) comprises an adjustable head (22) equipped with a camera (23) for the visible spectrum and a camera (24) for the infrared, as well as a range finder (25). These three elements are mechanically coupled, and controlled to ensure standby scanning according to a predefined kinematics.
La jumelle de pointage (7) peut également être utilisée en mode autonome, sans asservissement d'une tourelle. Un opérateur (26) dispose d'un écran de contrôle (27) pour commander les fonctionnalités de l'équipement et visualiser les images acquises par les caméras (4, 5) et le télémètre ( 6 ) .The pointing binocular (7) can also be used in autonomous mode, without slaving of a turret. An operator (26) has a control screen (27) for controlling the functionality of the equipment and viewing the images acquired by the cameras (4, 5) and the range finder (6).
Le calculateur (9) assure l'ensemble des traitements, et pilote un calculateur temps réel (28) destiné aux asservissements des tourelles (1, 11).The computer (9) provides all of the processing, and controls a real-time computer (28) intended for servo-control of the turrets (1, 11).
L ' équipement comporte encore une console multifonction (30) permettant d'accéder à l'ensemble des fonctions du système de combat du bâtiment équipé du dispositif selon 1 ' invention.The equipment also comprises a multifunction console (30) allowing access to all of the functions of the building combat system equipped with the device according to the invention.
La figure 2 représente une vue détaillée des jumelles. Elles se présentent sous forme d'un boîtier (31) présentant des oculaires (32, 33) et des écrans à cristaux liquides (34, 35) superposés aux oculaires (32, 33) pour l'observation des images vidéos acquises par la caméra (4, 5) de la tourelle ou par une caméra (36) intégrée dans le boîtier (31).Figure 2 shows a detailed view of the binoculars. They are in the form of a housing (31) having eyepieces (32, 33) and liquid crystal screens (34, 35) superimposed on the eyepieces (32, 33) for the observation of video images acquired by the camera. (4, 5) of the turret or by a camera (36) integrated in the housing (31).
Le boîtier (31) supporte par ailleurs trois gyromètres (37, 38, 39) disposés selon trois plans perpendiculaires. Deux gyromètres (37, 38) sont disposés longitudinalement. Le troisième gyromètre (39) est disposé transversalement, au- dessus des oculaires (32, 34), dans un plan perpendiculaire à l'axe de visée.The housing (31) also supports three gyrometers (37, 38, 39) arranged in three perpendicular planes. Two gyros (37, 38) are arranged longitudinally. The third gyrometer (39) is arranged transversely, above the eyepieces (32, 34), in a plane perpendicular to the line of sight.
La figure 3 représente le schéma de principe de 1 ' équipement.Figure 3 shows the block diagram of the equipment.
Il comporte un premier ensemble (40) comprenant les circuits d'acquisition et de traitement des informations visuelles provenant de la tourelle optronique (!)• Cet ensemble comprend un circuit de traitement d'images d ' éeartométrie (41) recevant les informations vidéos des caméras (3, 4). Il comprend un calculateur pour le traitement de ces images en vue de l'extraction de la cible et de calcul de la position de cette cible par rapport à l'image considérée. Cette information sera ensuite exploitée pour déterminer la position absolue de la cible, en prenant en compte les informations fournies par des capteurs mécaniques de positionnement de la tourelle et la distance de la cible fournie par le télémètre ( 6 ) .It comprises a first assembly (40) comprising the circuits for acquiring and processing visual information originating from the optronic turret (!). This assembly comprises a circuit for processing EAR images (41) receiving the video information from the cameras (3, 4). It includes a computer for processing these images with a view to extracting the target and calculating the position of this target with respect to the image considered. This information will then be used to determine the absolute position of the target, taking into account the information provided by mechanical turret positioning sensors and the distance from the target provided by the rangefinder (6).
Cet ensemble (40) comporte un commutateur (42) permettant de basculer entre le mode visible et le mode infrarouge. Le deuxième ensemble (50) comporte les circuits (51) intégrés dans le poste de visée mobile (7). Ces circuits comprennent un support de recalage extérieur (52) qui est formé par un support mécanique de grande précision de positionnement, permettant de réinitialiser l'orientation de la jumelle avec une précision de quelques centièmes de degré.This assembly (40) includes a switch (42) for switching between visible mode and infrared mode. The second assembly (50) comprises the circuits (51) integrated in the mobile aiming station (7). These circuits include an external registration support (52) which is formed by a mechanical support of high positioning precision, making it possible to reset the orientation of the binoculars with an accuracy of a few hundredths of a degree.
Le poste de visée qui prend la forme de jumelle de viséeThe sighting station which takes the form of sighting binocular
(7) ou d'un pistolet de pointage, comprend un module de visualisation (53), un ensemble de commande (54), un trièdre gyrométrique (55) et un viseur (56), dans le cas d'une réalisation de type pistolet.(7) or a pointing gun, comprises a display module (53), a control assembly (54), a gyrometric trihedron (55) and a viewfinder (56), in the case of an embodiment of the type gun.
Les informations fournies par ces circuits susvisés sont transmises à un calculateur de position (60), recevant s les positions angulaires des pointeurs (1, 11) des états des circuits de commande (54). II calcule la position de la cible en fonction de la direction de visée et de l'analyse des images vidéos, ainsi que des informations provenant des capteurs.The information provided by these aforementioned circuits is transmitted to a position computer (60), receiving the angular positions of the pointers (1, 11) of the states of the control circuits (54). It calculates the position of the target according to the aiming direction and the analysis of the video images, as well only information from the sensors.
Le calculateur de position (60) échange un flux d'informations avec le support asservi (1).The position computer (60) exchanges a flow of information with the slave support (1).
Il échange également des informations avec le reste du système d ' information du navire par 1 ' intermédiaire d ' un bus d' interfaçage (70). It also exchanges information with the rest of the ship's information system through an interface bus (70).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif apte à déterminer la direction d'une cible dans un repère prédéfini et du type comportant des moyens de visée de la cible et des moyens de traitement (9, 28, 60, 41) de signaux issus des moyens de visée (4, 5, 36), ces moyens de traitement (9, 28, 60, 41) étant aptes à déterminer la direction entre les moyens de visée (4, 5, 36) et la cible et à transmettre à des moyens de visualisation (34, 35, 53, 27, 30) ou à des moyens extérieurs (70) des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée (4, 5, 36) et la cible, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pointage de la cible aptes à être mis en œuvre par un opérateur, des moyens aptes à déterminer la direction dudit pointage et des moyens aptes à transmettre des valeurs représentatives de cette direction aux moyens de visée ou au moyens de traitement des signaux issus de ces moyens de visée, ces moyens de traitement étant d'une part aptes à discriminer la cible dans la direction de pointage et à déterminer la direction entre les moyens de visée (4, 5, 36) et la cible.1. Device capable of determining the direction of a target in a predefined reference frame and of the type comprising means for aiming the target and means for processing (9, 28, 60, 41) of signals coming from the means of aiming (4 , 5, 36), these processing means (9, 28, 60, 41) being able to determine the direction between the sighting means (4, 5, 36) and the target and to transmit to display means (34 , 35, 53, 27, 30) or to external means (70) values representative of the direction between the sighting means (4, 5, 36) and the target, device characterized in that it comprises means for aiming of the target able to be implemented by an operator, means able to determine the direction of said aiming and means able to transmit values representative of this direction to the aiming means or to the means for processing the signals coming from these means aiming, these processing means being on the one hand capable of discriminating the ci ble in the pointing direction and to determine the direction between the sighting means (4, 5, 36) and the target.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de pointage comportent des moyens de commande de la transmission aux moyens de visualisation (34, 35, 53, 27, 30) ou aux moyens extérieurs (70), des valeurs représentatives de la direction entre les moyens de visée (4, 5, 36) et la cible.2. Device according to claim 1, characterized in that the pointing means comprise means for controlling the transmission to the display means (34, 35, 53, 27, 30) or to the external means (70), representative values direction between the sighting means (4, 5, 36) and the target.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'affichage sur des moyens de visualisation des cibles potentielles détectées par les moyens de visée (7) et en ce que les moyens de discrimination de la cible sont constitués par un désignateur manuel, tel une souris, une boule roulante, une manette ou un mini-clavier. 3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises means of display on means of visualization of the potential targets detected by the aiming means (7) and in that the means of Target discrimination consists of a manual designator, such as a mouse, a rolling ball, a joystick or a mini-keyboard.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 , caractérisé en ce que les moyens aptes à déterminer la direction dudit pointage comportent trois gyromètres (37, 38,4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the means capable of determining the direction of said pointing comprise three gyrometers (37, 38,
39) disposés selon trois axes non coplanaires sur les moyens de pointage.39) arranged along three non-coplanar axes on the pointing means.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de recalage des gyroscopes.5. Device according to claim 4, characterized in that it comprises means for resetting gyroscopes.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte un magnétometre.6. Device according to any one of claims 4 and 5, characterized in that it comprises a magnetometer.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 , caractérisé en ce que les moyens aptes à déterminer la direction dudit pointage comportent un magnétometre couplé à un inclinomètre ou à au moins un accéléromètre.7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the means capable of determining the direction of said pointing comprise a magnetometer coupled to an inclinometer or to at least one accelerometer.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de visée comportent un ou plusieurs senseurs optiques ou optroniques (caméra haute résolution, IL, IR, etc.), et/ou un équipement de télémétrie par exemple de type télémètre laser, et/ou un équipement radar par exemple de type radar pointé.8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the aiming means comprise one or more optical or optronic sensors (high resolution camera, IL, IR, etc.), and / or telemetry equipment for example of the laser rangefinder type, and / or radar equipment for example of the pointed radar type.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de visée comportent des moyens de veille.9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the aiming means comprise standby means.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de visée comportent des moyens de poursuite d'une cible.10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the aiming means comprise means for tracking a target.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que des moyens (40) de visualisation (34, 35, 53, 27, 30) de l'objectif pointé sont intégrés aux moyens de pointage par exemple sous la forme d'un petit écran LCD (34, 35).11. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that means (40) for display (34, 35, 53, 27, 30) of the pointed objective are integrated into the pointing means for example in the form of a small LCD screen (34, 35).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de pointage sont constitués par des jumelles électroniques (7).12. Device according to claim 11, characterized in that the pointing means are constituted by electronic binoculars (7).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les moyens de visualisation de l'objectif pointé sont déportés sur une console.13. Device according to any one of claims 11 and 12, characterized in that the means for viewing the pointed objective are offset on a console.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les moyens de visée sont aptes à fournir une image vidéo de l'objectif visé et en ce que les moyens de pointage comportent un moyen de sélection de la visualisation entre l'objectif pointé et l'objectif visé.14. Device according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the aiming means are capable of providing a video image of the objective aimed and in that the pointing means comprise a means for selecting the display. between the target and the target.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les moyens de visée comportent un capteur électronique d ' images et des moyens de traitement d'images associés permettant de compenser le « bougé » de l'opérateur, tel par exemple qu'un stabilisateur d'images.15. Device according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the aiming means comprise an electronic image sensor and associated image processing means making it possible to compensate for the operator's "shake", such as for example an image stabilizer.
16. Dispositif selon la revendications 15, caractérisé en ce que les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à compenser le bougé de l'opérateur à partir de la valeur du champ optique du capteur électronique d ' image .16. Device according to claim 15, characterized in that the means for processing the sighting means are capable of compensating for operator shake from the value of the optical field of the electronic image sensor.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 16, caractérisé en ce que les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à déterminer le champ angulaire du capteur électronique d'images à partir de la relation entre le bougé opérateur issu du signal du capteur électronique et celui des moyens de visée. 17. Device according to any one of claims 15 to 16, characterized in that the means for processing the sighting means are capable of determining the angular field of the electronic image sensor from the relationship between the operator shake from the signal from the electronic sensor and that from the sighting means.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que les moyens de visée sont mobiles et en ce qu'ils comportent des moyens d'asservissement de la position des moyens de visée et des moyens de commande de l'asservissement des moyens de visée sur une direction de pointage des moyens de pointage.18. Device according to any one of claims 15 and 16, characterized in that the aiming means are movable and in that they comprise means for controlling the position of the aiming means and of the means for controlling the 'servo of the sighting means on a pointing direction of the pointing means.
19. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à compenser le retard d'asservissement des moyens de visée par rapport aux moyens de pointage par exemple en déplaçant le champ de visualisation dans le champ de la vidéo issue des moyens de visée.19. Device according to claim 18, characterized in that the means for processing the aiming means are capable of compensating for the delay in the enslavement of the aiming means with respect to the pointing means, for example by moving the viewing field in the field of the video from the sighting means.
20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les moyens de traitement des moyens de visée sont aptes à compenser les mouvements de la plateforme (roulis, tangage) et à fournir une image en adéquation avec l'inclinaison des moyens de pointage.20. Device according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the means for processing the sighting means are capable of compensating for the movements of the platform (roll, pitch) and providing an image suitable for the tilting of the pointing means.
21. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent une source d ' alimentation électrique et des moyens de calcul et de gestion d'informations mettant en oeuvre un logiciel réalisant plusieurs fonctions, ces fonctions pouvant être :21. Device according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the processing means comprise a source of electrical power and means for calculating and managing information using software performing several functions, these functions that can be:
• une fonction de désignation d'objectif, qui fait 1 ' acquisition des données de 1 ' instrument de visée et les traite afin d'obtenir le site et l'azimut désiré, • une fonction de transmission qui envoie les données d'azimut - site pour affichage sur les moyens de visualisation et/ou à un système d'arme,• an objective designation function, which acquires the data from the aiming instrument and processes it in order to obtain the desired site and azimuth, • a transmission function which sends the azimuth data - site for display on display means and / or a weapon system,
° une fonction de détection de la position absolue, qui permet de corriger régulièrement la dérive de l'instrument de visée due à l'utilisation de gyromètres • une fonction de visualisation de l ' état opérationnel des éléments de l ' invention.° an absolute position detection function, which regularly corrects the drift of the sighting instrument due to the use of gyrometers • a function for displaying the operational state of the elements of the invention.
••
22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que les moyens de pointage comportent des moyens de transmission sans fil destinés à supprimer les câbles entre les différents moyens .22. Device according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the pointing means comprise wireless transmission means intended to remove the cables between the different means.
23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens de télécommunications destinés notamment à acheminer les informations acquises vers un centre d'opérations.23. Device according to any one of claims 1 to 22, characterized in that the processing means comprise telecommunications means intended in particular for routing the acquired information to an operations center.
24. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que les moyens de traitement comportent des moyens de triangulation.24. Device according to any one of claims 1 to 23, characterized in that the processing means comprise triangulation means.
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que les moyens de visée comportent au moins un capteur de température utilisé pour effectuer des compensations des erreurs fonction de la température des gyromètres utilisés . 25. Device according to any one of claims 1 to 24, characterized in that the sighting means comprise at least one temperature sensor used to compensate for errors as a function of the temperature of the gyrometers used.
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122 Ep: pct application non-entry in european phase