EP0152357A2 - Procédé et dispositif d'entraînement au tir, notamment au tir en rayonnement infrarouge - Google Patents

Procédé et dispositif d'entraînement au tir, notamment au tir en rayonnement infrarouge Download PDF

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EP0152357A2
EP0152357A2 EP85400266A EP85400266A EP0152357A2 EP 0152357 A2 EP0152357 A2 EP 0152357A2 EP 85400266 A EP85400266 A EP 85400266A EP 85400266 A EP85400266 A EP 85400266A EP 0152357 A2 EP0152357 A2 EP 0152357A2
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shooting
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EP0152357B1 (fr
EP0152357A3 (en
Inventor
Jean Claude Allard
Gérard Delest
Christian Saunier
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Giravions Dorand Dite Ste
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Giravions Dorand Dite Ste
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G7/00Direction control systems for self-propelled missiles
    • F41G7/006Guided missiles training or simulation devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41GWEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00Aiming or laying means
    • F41G3/26Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
    • F41G3/2605Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a view recording device cosighted with the gun
    • F41G3/2611Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a view recording device cosighted with the gun coacting with a TV-monitor

Definitions

  • the invention relates to methods and devices which can be made available to instructors for training student shooters to handle various weapons while avoiding consuming the corresponding projectiles and actually destroying the targets. She is more particularly interested in training shooters on weapons systems equipped with thermal cameras, operating in infrared radiation, which are intended to be used for night operations.
  • the invention makes it possible to meet the above needs thanks to a shooting training method, in particular for training on a weapon system equipped with a thermal camera, characterized in that a recording of images comprising at least one target, by taking pictures by camera, in particular by means of a camera operating in infrared radiation, said recording is viewed before a model operator controlling a pointing and / or piloting on said target, a recording is made of data from the pointing and / or piloting characteristics of the model operator, on the same magnetic or optical medium as said image recording, then said image recording is viewed in front of a student shooter by means of a simulator of shooting evaluating the results of a simulated shot then made by the student by comparison with said recorded data.
  • a verification is carried out by visualization in front of the model operator of the recording of images at the same time as the result of the pointing and / or piloting of the model developed by the simulator at from say recorded data.
  • the invention also relates to a shooting training device for implementing the above method, which essentially consists of a shooting simulator with an electronic computer associated with means for viewing said recording of images and performing said data record.
  • the method and the device are supposed to be used, by way of example, for training shooters operating by means of missile-launching weapon systems, on targets observed in infrared radiation. , as would be the case in night combat campaigns.
  • the device is produced from a shooting simulator, which as far as it is concerned, can be constituted in different conventional ways in themselves.
  • a shooting simulator which as far as it is concerned, can be constituted in different conventional ways in themselves.
  • the microprocessor computer 3 which manages all the measurements and the commands and performs all the calculations useful for the evaluation of the results of a shot controlled by a student shooter by comparison with. what would be the result of a shot qualified as correct in analogous circumstances.
  • This computer appears connected to a television set 2, to a video recorder 4 and to a cockpit 1.
  • the shooting simulator can be alternately connected to two kinds of control stations, namely on the one hand that of the system of weapon (here missile launcher) used by the student shooter in training, on the other hand the cockpit 1 which is intended, for its part, to be used by a model operator in a preliminary phase of the process.
  • This cockpit includes an adjustable pointing stick equipped with position detectors which transmit the corresponding information to the computer 3. It also includes, for the implementation of the invention, a manual keyboard by which the model operator can record information which is transmitted in coded form by the computer 3, to the video recorder 4.
  • the video recorder 4 constitutes a recording player from which it is possible to view on the television set 2, images coming from recordings on magnetic medium (videocassettes 5) and by means of which the recording can be supplemented with data transmitted by the computer 3.
  • two video recorders can be used simultaneously, one of which then operates in playback, while the other operates in recording.
  • the common type videocassettes which are used have three parallel magnetic recording tracks.
  • the video recording track is used to record landscape images comprising a target, seen at night, in infrared radiation.
  • One of the tracks usually used for recording sound can keep this use simultaneously with recording images.
  • the third track it is reserved for later recording of coded information entered by the model operator on his keyboard or automatically following the control of the control stick.
  • the recording of images is carried out by taking photographs in the field by means of a video camera, through the thermal camera of the weapon system.
  • scenes suitable for the intended instruction can be composed.
  • the next step of the process involves an operator, called a model operator, who orders a pointing at the targets of the recording, to constitute a reference aim from which the shots of the pupils will then be evaluated.
  • a model operator who orders a pointing at the targets of the recording, to constitute a reference aim from which the shots of the pupils will then be evaluated.
  • the pointing of the model operator is supposed to be carried out correctly to reach the center of vulnerability of the target.
  • the instructor controls an index which, by overlaying in the video image, appears in superposition with the images projected on the television which come from the reading of the cassette recorded by the video recorder.
  • a scene number can be recorded on the third of the tracks of the videocassette as a synchronization reference at the start of the shot, and information entered on the other hand is stored in a buffer memory of the computer.
  • the instructor operator performs a verification during a new viewing of the recorded scenes, during which the index is also displayed by overlay as a function of the information extracted from the buffer memory. If the operator then finds errors, he would repeat the previous operation.
  • the buffer recording is recognized as correct, the information is read and recorded on the third track of the videotape, next to the recording of video images.
  • This videocassette where the images to be viewed are recorded, on the one hand, and all the data relating to the target to be used by the computer, on the other, can be copied as much as necessary using two video recorders linked by a synchronization regenerator.
  • the piloting system 1 is not used, but only the piloting organs specific to the simulator, chosen according to the simulated weapon system. All the information recorded on the videotape is read and transmitted to the computer. This controls the display of the recording of images on the television screen 2.
  • the data relating to the target piloting of the model operator
  • they are used by the calculator at the same time as the relative data the student's pointing and shooting.
  • the simulator shows on the screen, by inlay, a reticle controllable by the student and the simulated missile, whose movements are controlled by that of the line of sight, according to its transfer function.
  • the firing result is displayed by the computer in the form of a still image appearing on the television, where the missile, the reticle and the center of the target are superimposed at the time of impact, which corresponds to the position of the index controlled by the operator in the initial phase of creating instruction cassettes.
  • the comparison between the position of the pupil's reticle and the position of the target's center is also used to give a rating to the student's shooting.
  • a "sighting tunnel" centered on the successive positions of the pupil's reticle is determined. The width of this tunnel is displayed beforehand by an instructor on the control desk.
  • the computer determines each exit and each re-entry from the center of the target inside this tunnel.
  • the rating will for example be established according to the percentage of time during which the target remains outside the tunnel in relation to the total time of the exercise, that is to say the duration of flight of the missile to reach the target.
  • the result of the student's shot is also supplemented by the position of the missile relative to the target at the time of impact.
  • the dimensions of the target are read on the cassette; they define a surface that vulnerability referenced on the center of the target.
  • the computer thus defines whether there is a goal or not, whether the missile is inside this surface, and gives the quantified differences between the missible and the center of the target.
  • the invention is in no way limited by the features which have been specified in the foregoing or by the details of the particular embodiment chosen to illustrate the invention. All kinds of variants can be made to the particular embodiment which has been described by way of example and to its constituent elements without departing from the scope of the invention.
  • the video recorder can be replaced, after the initial phase of creating instructional cassettes, by a video disc player.
  • the recording can be optical rather than magnetic.
  • the model operator uses as cockpit, the same own organs of the simulator as the student shooters.
  • the invention thus encompasses all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations.

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Abstract

L'invention concerne les procédés et dispositifs qui peuvent être mis à la disposition d'instructeurs pour entraîner des tireurs élèves au maniement d'armes diverses en évitant de consommer les projectiles correspondants et de détruire réellement les cibles.
Le dispositif comprend un simulateur de tir comportant des moyens électroniques (3) permettant l'évaluation des résultats d'un tir simulé commandé par un élève par comparison avec les données d'un pointage et/ou pilotage commandé par un opérateur modèle, au moins un magnétoscope (4) connectable au simulateur pour visualiser un enregistrement d'images sur support magnétique et pour enregistrer lesdites données sur ledit support magnétique lors d'une visualisation devant l'operateur modèle et les relire lors d'une visulisation devant l'élève, et des moyens (1) de commande de l'enregistrement desdites données.

Description

  • L'invention concerne les procédés et dispositifs qui peuvent être mis à la disposition d'instructeurs pour entraîner des tireurs élèves au maniement d'armes diverses en évitant de consommer les projectiles correspondants et de détruire réellement les cibles. Elle s'intéresse plus spécialement à l'entraînement des tireurs sur des systèmes d'armes équipés de caméras dites thermiques, fonctionnant en rayonnement infrarouge, qui sont destinés à être utilisés pour des opérations de nuit.
  • On connaît en effet déjà de nombreuses techniques de simulation de tir, qui visent toutes à permettre une évaluation des résultats d'un tir effectué par un tireur élève, en passant par une comparaison avec un tir idéal, qui peut être caractérisé suivant les cas, soit par la position effective de la cible, soit par la trajectoire que devrait avoir le 'projectile pour atteindre finalement la cible. Parmi les dispositifs existants, on en connaît qui sont plus particulièrement adaptés à des projectiles balistiques ou à des missiles, téléguidés ou non, de même que l'on a proposé divers modes de visualisation des résultats du tir, dont ceux notamment qui permettent de faire apparaître sur une image visualisée devant l'élève, à la fois la position de la cible visée et la position de l'impact correspondant au tir simulé effectué. On sait aussi faire appel à des reproductions photographiques ou à des enregistrements d'images vidéo pour faire apparaître à la vue du tireur un paysage sur lequel se trouve la cible à viser, en position fixe ou mobile, intégrée dans le paysage ou superposée avec lui.
  • Malgré la grande variété des solutions qui ont été ainsi proposées, et pour la plupart, mises en pratique, on ne s'est jamais soucié à ce jour de les adapter aux problèmes spécifiques que pose la visée sur une image thermique par rapport à une observation en lumière visible. La spécificité des images thermiques, observées sous rayonnement infrarouge, est de deux ordres. D'une part, savoir tirer sur de telles images demande un apprentissage spécial, car elles ne ressemblent guère aux images des mêmes objets vues en lumière du jour. D'autre part, il est souhaitable de préserver le secret qui entoure cet apprentissage, les instructeurs n'entendant pas divulguer à d'autres qu'aux élèves, les critères d'après lesquels ils reconnaissent la nature des cibles et déterminent leurs points vulnérables. Il fallait donc éviter que les instructeurs aient à communiquer ces éléments aux fournisseurs du matériel.
  • L'invention permet de répondre aux besoins ci-dessus grâce à un procédé d'entraînement au tir, notamment pour l'entraînement sur un système d'arme équipé d'une caméra thermique, caractérisé en ce que l'on réalise un enregistrement d'images comportant au moins une cible, par prise de vues par caméra, notamment au moyen d'une caméra fonctionnant en rayonnement infrarouge, on visualise ledit enregistrement devant un opérateur modèle commandant un pointage et/ou pilotage sur ladite cible, on réalise un enregistrement de données à partir des caractéristiques du pointage et/ou pilotage de l'opérateur modèle, sur un même support magnétique ou optique que ledit enregistrement d'images, puis on visualise ledit enregistrement d'images devant un tireur élève au moyen d'un simulateur de tir évaluant les résultats d'un tir simulé effectué alors par l'élève par comparaison avec lesdites données enregistrées.
  • Dans un mode de mise en oeuvre préféré suivant l'invention, on procède à une vérification par visualisation devant l'opérateur modèle de l'enregistrement d'images en même temps que du résultat du pointage et/ou pilotage modèle élaboré par le simulateur à partir desdites données enregistrées.
  • L'invention a aussi pour objet un dispositif d'entraînement au tir pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, qui est essentiellement constitué par un simulateur de tir à calculateur électronique associé à des moyens pour visualiser ledit enregistrement d'images et réaliser ledit enregistrement de données.
  • On décrira maintenant plus en détails une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés, dans lesquels :
    • - la figure 1 illustre schématiquement la conception essentielle d'un dispositif d'entraînement au tir selon l'invention ;
    • - la figure 2 illustre schématiquement la mise en oeuvre du procédé d'entraînement de tir selon l'invention dans ses différentes opérations successives.
  • Dans le cas particulier considéré dans cette description, le procédé et le dispositif sont supposés être utilisés, à titre d'exemple, pour l'entraînement de tireurs opérant au moyen de systèmes d'armes lanceurs de missiles, sur des cibles observées en rayonnement infrarouge, comme ce serait le cas dans des campagnes de combat de nuit.
  • Le dispositif est réalisé à partir d'un simulateur de tir, qui pour ce qui le concerne, peut être constitué de différentes manières classiques en elles- mêmes. De ses organes essentiels, on a représenté notamment le calculateur à microprocesseur 3, qui gère toutes les mesures et les commandes et effectue tous les calculs utiles pour l'évaluation des résultats d'un tir commandé par un tireur élève par comparaison avec. ce que serait le résultat d'un tir qualifié de correct dans des circonstances analogues. Ce calculateur apparaît relié à un téléviseur 2, à un magnétoscope 4 et à un poste de pilotage 1. En fait le simulateur de tir peut être alternativement connecté à deux sortes de postes de commande, à savoir d'une part celui du système d'arme (ici lance- missiles) utilisé par le tireur élève en entraînement, d'autre part le poste de pilotage 1 qui est destiné, quant à lui, à être utilisé par un opérateur modèle dans une phase préliminaire du procédé. Ce poste de pilotage comporte un manche de pointage orientable équipé de détecteurs de position qui transmettent les informations correspondantes au calculateur 3. Il comporte en outre, pour la mise en oeuvre de l'invention, un clavier manuel par lequel l'opérateur modèle peut enregistrer des informations qui sont transmises sous forme codée par le calculateur 3, au magnétoscope 4.
  • Le magnétoscope 4 constitue un lecteur enregistreur à partir duquel on peut visualiser sur le téléviseur 2, des images provenant d'enregistrements sur support magnétique (vidéocassettes 5) et au moyen duquel on peut compléter l'enregistrement par des données transmises par le calculateur 3. Pour certaines étapes du procédé, on peut employer simultanément deux magnétoscopes, dont l'un fonctionne alors en lecture, tandis que l'autre fonctionne en enregistrement. Les vidéocassettes de type courant qui sont utilisées comportent trois pistes d'enregistrement magnétique parallèles. Dans le cadre de l'invention, la piste d'enregistrement vidéo est utilisée pour enregistrer des images de paysage comportant une cible, vues de nuit, en rayonnement infrarouge. L'une des pistes utilisées habituellement pour l'enregistrement du son peut conserver cet usage en simultanéité avec l'enregistrement d'images. Quant à la troisième piste, elle est réservée pour un enregistrement postérieur des informations codées introduites par l'opérateur modèle sur son clavier ou automatiquement suivant la commande du manche de pilotage.
  • Conformément aux différentes étapes du procédé illustré par la figure 2, l'enregistrement d'images est effectué par prise de vues sur le terrain au moyen d'une caméra vidéo, à travers la caméra thermique du système d'arme. A l'aide de deux magnétoscopes, dont un lecteur de la cassette muni de l'enregistrement d'images et un enregistreur, on peut composer des scènes adaptées à l'instruction envisagée. On peut, par exemple, créer dans un enregistrement une succession d'images de différentes cibles de durées variables pour un entraînement à l'identification de ces cibles. On peut alternativement enregistrer une succession de scènes où apparaissent des cibles mobiles, de durées limitées, en vue d'un entraînement au pointage de l'arme sur ces cibles.
  • L'étape suivante du procédé met en jeu un opérateur, dit opérateur modèle, qui commande un pointage sur les cibles de l'enregistrement, pour constituer une visée de référence d'après laquelle seront ensuite évalués les tirs des élèves. En effet, le pointage de l'opérateur modèle est supposé être effectué correctement pour atteindre le centre de vulnérabilité de la cible. A l'aide du manche de pointage, l'instructeur pilote un index qui, par incrustation dans l'image vidéo, apparaît en superposition avec les images projetées sur le téléviseur qui proviennent de la lecture de la cassette enregistrée par le magnétoscope. Pendant cette étape, on peut enregistrer sur la troisième des pistes de la vidéocassette un numéro de scène en tant que référence de synchronisation au départ du tir, et l'on enregistre d'autre part, dans une mémoire tampon du calculateur, des informations introduites sur le clavier par l'instructeur, telles que la distance ou les dimensions de la cible, ainsi que les coordonnées instantanées du but à viser telles que l'opérateur les définit par son pilotage de l'index. Ces coordonnées sont enregistrées au rythme d'une fois pour chaque trame de lecture de l'image visualisée.
  • , Ensuite, l'opérateur instructeur procède à une vérification lors d'une nouvelle visualisation des scènes enregistrées, au cours de laquelle on visualise également l'index par incrustation en fonction des informations extraites de la mémoire tampon. Si l'opérateur devait alors constater des erreurs, il recommencerait l'opération précédente. Lorsque l'enregistrement en mémoire tampon est reconnu correct, les informations sont lues et enregistrées sur la troisième piste de la vidéocassette, à côté de l'enregistrement d'images vidéo. Cette vidéocassette où sont enregistrées, d'une part, les images à visualiser et d'autre part, toutes les données relatives à la cible à utiliser par le calculateur, peut être recopiée autant que de besoin à l'aide de deux magnétoscopes reliés par un régénérateur de synchronisation.
  • Pour l'entraînement des élèves, on n'utilise pas le système de pilotage 1, mais seulement les organes de pilotage propres du simulateur, choisis en fonction du système d'arme simulé. Toutes les informations enregistrées sur la vidéocassette sont lues et transmises au calculateur. Celui-ci commande la visualisation de l'enregistrement d'images sur l'écran du téléviseur 2. Quant aux données relatives à la cible (pilotage de l'opérateur modèle), elles sont exploitées par le calculateur en même temps que les données relatives au pointage et au tir de l'élève. S'agissant d'un tir de missile, le simulateur fait apparaître sur l'écran, par incrustation, un réticule pilotable par l'élève et le missile simulé, dont les déplacements sont asservis à celui de l'axe de visée, selon sa fonction de transfert.
  • Le résultat du tir est visualisé par le calculateur sous la forme d'une image fixe apparaissant dans le téléviseur, où sont superposés au moment de l'impact, le missile, le réticule et le centre de la cible, lequel correspond à la position de l'index piloté par l'opérateur dans la phase initiale de création des cassettes d'instruction. La comparaison entre la position du réticule de l'élève et la position du centre de la cible (lue sur la • vidéocassette) est en outre utilisée pour donner une notation au tir de l'élève. A cet effet, on détermine un "tunnel de visée" centré sur les positions successives du réticule de l'élève. La largeur de ce tunnel est affichée au préalable par un instructeur sur le pupitre de contrôle. Le calculateur détermine chaque sortie et chaque rentrée du centre de la cible à l'intérieur de ce tunnel. La notation sera par exemple établie en fonction du pourcentage de temps pendant lequel la cible reste hors du tunnel par rapport au temps total de l'exercice, c'est-à-dire à la durée de vol du missile pour atteindre la cible. En variante, on peut utiliser la comparaison entre les données du pointage de l'opérateur et celles du pointage de l'élève pour déterminer l'écart instantané entre le centre du réticule de l'élève et le centre de la cible, le comparer à une valeur de référence correspondant au rayon du tunnel ci-dessus, dénombrer les fois où l'écart est supérieur et décompter le temps où il reste ainsi supérieur à la valeur de référence.
  • Le résultat du tir de l'élève est en outre complété par la position du missile par rapport à la cible au moment de l'impact. Les dimensions de la cible sont lues sur la cassette; elles définissent une surface ce vulnérabilité référencée sur le centre de la cible. Le calculateur définit ainsi s'il y a but ou non, si le missible est à l'intérieur de cette surface, et donne les écarts chiffrés entre le missible et le centre de la cible.
  • Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans ce qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses éléments constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. En particulier, le magnétoscope peut être remplacé, après la phase initiale de création de cassettes d'instruction, par un lecteur de vidéodisque. On· comprend donc que l'enregistrement peut être de type optique plutôt que magnétique. Par ailleurs, on pourrait prévoir que l'opérateur modèle utilise comme poste de pilotage, les mêmes organes propres du simulateur que les tireurs élèves. D'une manière générale, l'invention englobe ainsi tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons.

Claims (6)

1. Procédé d'entraînement au tir, notamment pour l'entraînement sur un système d'arme équipé d'une caméra thermique, caractérisé en ce que l'on réalise un enregistrement d'images comportant au moins une cible, par prise de vues notamment en rayonnement infrarouge, on visualise ledit enregistrement devant un opérateur modèle commandant un pointage et/ou pilotage modèle sur ladite cible, on réalise un enregistrement de données à partir des caractéristiques du pointage et/ou pilotage modèle, sur un même support que ledit enregistrement d'images, puis on visualise ledit enregistrement d'images devant un tireur élève au moyen d'un simulateur de tir évaluant les résultats d'un tir simulé effectué alors par l'élève par comparaison avec lesdites données enregistrées.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on procède à une vérification par visualisation devant l'opérateur modèle de l'enregistrement d'images en même temps que du résultat du pointage et/ou pilotage modèle élaboré par le simulateur à partir desdites données enregistrées.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans l'évaluation des résultats du tir, on compare à une valeur de référence l'écart entre la visée de l'élève et celle de l'opérateur modèle.
4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit enregistrement d'images est de type magnétique ou optique et réalisé à partir de prises de vues par caméra vidéo ou cinématographique.
5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un simulateur de tir comportant des moyens électroniques (3) permettant l'évaluation des résultats d'un tir simulé commandé par un élève par comparaison avec les données d'un pointage et/ou pilotage commandé par un opérateur modèle, au moins un lecteur enregistreur (4) connectable au simulateur pour visualiser un enregistrement d'images préalablement réalisé sur un support et pour enregistrer lesdites données sur ledit support lors d'une visualisation devant l'opérateur modèle et les relire lors d'une visualisation devant l'élève, et des moyens (1) de commande de l'enregistrement desdites données.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit lecteur enregistreur (4) est un magnétoscope, ledit support étant de type magnétique.
EP85400266A 1984-02-16 1985-02-15 Procédé et dispositif d'entraînement au tir, notamment au tir en rayonnement infrarouge Expired EP0152357B1 (fr)

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FR8402344A FR2559890B1 (fr) 1984-02-16 1984-02-16 Procede et dispositif d'entrainement au tir, notamment au tir en rayonnement infrarouge
FR8402344 1984-02-16

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EP0152357A2 true EP0152357A2 (fr) 1985-08-21
EP0152357A3 EP0152357A3 (en) 1985-09-25
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EP85400266A Expired EP0152357B1 (fr) 1984-02-16 1985-02-15 Procédé et dispositif d'entraînement au tir, notamment au tir en rayonnement infrarouge

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DE (1) DE3568632D1 (fr)
FR (1) FR2559890B1 (fr)

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