EP1096219B1 - Procédé et système pour détecter une menace tirée sur un objet fixe ou mobile - Google Patents
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- EP1096219B1 EP1096219B1 EP20000402990 EP00402990A EP1096219B1 EP 1096219 B1 EP1096219 B1 EP 1096219B1 EP 20000402990 EP20000402990 EP 20000402990 EP 00402990 A EP00402990 A EP 00402990A EP 1096219 B1 EP1096219 B1 EP 1096219B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/22—Homing guidance systems
- F41G7/224—Deceiving or protecting means
Definitions
- the present invention relates to a method and system to detect a threat fired at a fixed or mobile object, in particular an ammunition whose trajectory is close of an armored vehicle.
- a form of protection may consist in attacking the ammunition physically, for example by mechanical effect, nearby of the armored vehicle and just before impact, by projecting towards it vulgarizing elements such as plates or bars.
- the purpose of this attack is to reduce sufficient ammunition perforation capacity of so that its residual effect is absorbed by the vehicle armor.
- a known solution consists in using a radar centimeter or millimeter, but this solution has major drawbacks, namely: few accuracy in locating the threat, and the fact that this speed camera is a non-discreet and expensive active element.
- FR-2570835-A1 describes a device for optical detection of the passage of a mobile through an area of a plane and of locating the point of crossing of the plane by said mobile.
- the object of the invention is to design a method of detection of a threat that can overcome the disadvantages on the one hand, and can be implemented by a reliable and inexpensive system on the other hand.
- the method consists in defining each field of observation from photo-detectors arranged in lines in a substantially vertical plane by on the one hand, and on the other hand part, to define two vertical planes forming a dihedral and delimiting each field of observation in the form of a angular sector.
- the method consists in defining each dihedral plan of a field of observation from a pair of arrays or arrays of photo-detectors, these two pairs being located at a distance from each other for that the two fields of observation intercept one with the other.
- the method also includes identifying the type of the threat by calculating its length taking into account between other of the time required for the threat to cross at minus a field of observation.
- the method consists in measuring the threat surface temperature to identify it with more precision, especially when the threat is a arrow projectile and for this purpose the process consists of use photo-detector arrays sensitive to different wavelengths in the range of thermal infrared.
- the system for implementing the method presents in particular the advantage of being not very complex, while with good reliability in the treatment of threats likely to attack the armored vehicle and allowing the latter to be able to retaliate in the more appropriate.
- a vehicle armored vehicle is likely to be attacked by a threat which can be fired from a short distance from this vehicle.
- the armored vehicle is equipped with a system who is able to detect the arrival of the threat, identify it as such, to precisely determine its trajectory and its speed and, if possible, identify it.
- the arrival of a threat is detected by a process which consists in defining, from the armored vehicle and in front of an area thereof, fields of observation such that the threat must necessarily cross at at least two of these fields CH 1 and CH 2 before reaching said zone of the armored vehicle according to the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3.
- each bar associated with its optics defines an observation plane. As the two bars delimiting a field of observation are very close, they can be considered as spatially combined. Under these conditions, each observation field CH 1 and CH 2 is delimited by the two faces of a dihedral corresponding to the two observation planes and by the common edge materialized by the bars.
- Each detector in the array will be able to react as soon as the threat crosses the observation plane of either bar.
- the two photo-detector arrays associated with the two faces of a dihedral are placed at the level of the common edge of the dihedral, and the two pairs of photo-detector arrays are supported by the object, each located in a substantially plane vertical to the object and arranged so that the two observation fields CH 1 and CH 2 intercept each other.
- the two observation fields CH 1 and CH 2 are schematically illustrated in projection in a horizontal plane H (FIG. 1) and in a vertical plane V (FIG. 2).
- the two bars b ' 1 and b 1 of photo-detectors associated with the observation field CH 1 are located at point B.
- the bar b' 1 is associated with the face f ' 1 of the dihedron, while the bar b 1 is associated with the face f 1 of the dihedral, these two faces f ' 1 and f 1 forming angles ⁇ ' 1 and ⁇ 1 with respect to the horizontal axis AX (FIG. 1).
- the two arrays b ' 2 and b 2 of photo-detectors associated with the observation field CH 2 are located at point A.
- the coordinate along a vertical axis of each of the four points where the threat M crosses the fields of observation CH 1 and CH 2 is deduced from the photo-detectors which have reacted and which are representative of the site of the threat M, knowing that the resolution of the site measurement will be equal to ⁇ / N or N represents the number of photo-detectors contained in a strip.
- the trajectory and speed in the threat space M are then known, and we can then trigger a responds from the vehicle.
- This response consisting of a system for projecting offensive elements for example, is triggered after calculating an interception point and the right time for this trigger.
- One means of identification is to be able to measure the threat M surface temperature which in the case of a arrow projectile, can reach several hundred degrees.
- the two pairs of photo-detectors will be chosen to work in two length bands of different waves, which will allow us to go back to the true temperature of threat M, these two bands being of 3 to 5 ⁇ m for one and 3 to 12 ⁇ m for the other, for example.
- a compromise is chosen in the choice of these wavelength bands to be able to identify several types of threats.
- each dihedral face can be chosen to be as thin as possible to improve the detection accuracy.
- this finesse is not not essential because it is possible to base only on the beginning of detection by the faces of the dihedral to carry out the calculations described above. Concretely, the only condition to respect is that the energy emitted by the threat is greater than the energy perceived by the photo-detectors.
- a field of observation CH 3 is added, starting from the roof of the vehicle for example, which is directed towards the ground and which intercepts the two fields of observation CH 1 and CH 2 .
- the number of unknowns increases (M0 and M'0) but based as before on the principle that the speed of the ammunition is assumed to be constant, the system enriched with a sufficiently large number of equation so that the trajectory is perfectly identifiable in space (and no longer only in a plane projection).
- the measurement of the site of the crossing points of the observation fields CH 1 and CH 2 by the threat M becomes unnecessary.
- the number of photo-detectors per strip is no longer dictated by the desired resolution in a vertical plane but by obtaining a sufficient signal / noise ratio in the field observed.
- FIGS. 5 and 6 three fields of observation CH 1 , CH 2 and CH 3 having conical shapes (which surround the vehicle) are used as shown in FIG. 5 and which, in a horizontal plane H, forming concentric circles C ' 3 -C 3 , C' 2 -C 2 and C ' 1 -C 1 which intercept each other.
- At least the speed and the trajectory of the threat M are determined by detecting the order in which the fields CH 1 , CH 2 and CH 3 are crossed, and the times measured between each crossing of the field.
- the resulting equations are non-linear and therefore less simple to solve than the previous embodiments.
- the photo detectors used are of the photovoltaic type for example, which deliver analog signals.
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Description
- que la vitesse de la munition peut varier de 200 m/s à 1 000m/s pour les missiles et les roquettes, et de 1 000 m/s à 2 000 m/s pour les obus,
- que le diamètre de la munition peut aller d'environ 1 cm pour les obus type flèche à plus de 20 cm pour les missiles, et
- que la longueur de la munition est généralement supérieure à 60 cm.
- à définir en avant d'une zone de l'objet au moins deux champs d'observation tels que la menace soit obligée de traverser ces deux champs avant d'atteindre ladite zone de l'objet,
- à détecter les points d'entrée et de sortie de la menace dans chaque champ d'observation, et leurs coordonnées par rapport à un système de référence,
- à calculer les temps mis par la menace pour traverser chaque champs d'observation et pour passer d'un champ d'observation à l'autre, et
- à calculer à partir des coordonnées des points d'entrée et de sortie d'une part, et des temps de traversée de la menace d'autre part, au moins la vitesse et la trajectoire de la menace pour permettre à l'objet de pouvoir déclencher une riposte appropriée contre la menace.
- des barrettes ou des matrices de photo-détecteurs associées à un dispositif optique pour définir au moins deux champs d'observation en avant d'une zone de l'objet, et
- des moyens de traitement analogique et numérique qui sont reliés aux dits photo-détecteurs pour détecter l'arrivée d'une menace qui traverse les deux champs d'observation à partir des signaux analogiques délivrés par les photo-détecteurs, et pour calculer au moins la vitesse, la trajectoire et la longueur de la menace.
- chaque champs d'observation est défini à partir d'une paire de deux barrettes adjacentes de photo-détecteurs montées dans un plan sensiblement vertical par rapport à l'objet, et
- les deux paires de barrettes de photo-détecteurs sont portées par l'objet et situées à distance l'une de l'autre pour que les deux champs d'observation qu'elles définissent s'interceptent l'un avec l'autre.
- les figures 1 et 2 représentent respectivement et schématiquement les projections dans un plan horizontal et dans un plan vertical de deux champs d'observation définis en avant de l'objet selon un premier mode de réalisation d'un système de mise en oeuvre du procédé de l'invention,
- la figure 3 illustre schématiquement dans un plan horizontal la trajectoire d'une menace qui traverse les deux champs d'observation tels que représentés aux figures 1 et 2,
- la figure 4 est une vue dans un plan vertical des champs d'observation selon un deuxième mode de réalisation, et
- les figures 5 et 6 représentent schématiquement les projections dans un plan vertical et dans un plan horizontal de deux champs d'observation définis autour de l'objet selon un troisième mode de réalisation.
- un détecteur de la barrette b'2 va détecter le point d'entrée de la menace M dans le champ d'observation CH2, ce point d'entrée projeté dans un plan horizontal H donnant un point M'2, et,
- un détecteur de la barrette b2 va détecter le point de sortie de la menace M hors du champ d'observation, ce point de sortie projeté dans le plan horizontal H donnant un point M2.
Claims (9)
- Procédé pour détecter une menace tirée vers un objet fixe ou mobile, en particulier une munition à haut pouvoir perforant, à courte distance d'un véhicule blindé, le procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste :à définir en avant d'une zone de l'objet au moins deux champs d'observation (CH1, CH2) tels que la menace soit obligée de traverser ces deux champs avant d'atteindre ladite zone de l'objet,à détecter les points d'entrée et de sortie de la menace dans chaque champ d'observation, et leurs coordonnées par rapport à un système de référence,à calculer les temps mis par la menace pour traverser chaque champ d'observation et pour passer d'un champ d'observation à l'autre, età calculer à partir des coordonnées des points d'entrée et de sortie d'une part, et des temps de traversée de la menace d'autre part, au moins la vitesse et la trajectoire de la menace pour permettre à l'objet de pouvoir déclencher une riposte appropriée contre la menace.
- Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à définir chaque champ d'observation (CH1, CH2) à partir de photo-détecteurs (b1, b'1, b2, b'2) disposés en lignes dans un plan sensiblement vertical (V) par rapport à l'objet d'une part, et d'une optique d'autre part, pour définir deux plans verticaux formant un dièdre et délimitant chaque champ d'observation sous la forme d'un secteur angulaire.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à définir chaque plan de dièdre d'un champ d'observation à partir d'une paire de barrettes ou de matrices de photo-détecteurs (b1, b'1, b2, b'2), ces deux paires étant situées à distance l'une de l'autre pour que les deux champs d'observation (CH1, CH2) s'interceptent l'un avec l'autre.
- Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste également à identifier le type de la menace en calculant sa longueur à partir du temps nécessaire à la menace pour traverser au moins un champ d'observation.
- Procédé de détection selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la température de surface de la menace pour l'identifier avec plus de précision, en particulier lorsque la menace est un projectile flèche.
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des barrettes de photo-détecteurs ayant des longueurs d'onde différentes.
- Système de détection d'une menace tirée vers un objet fixe ou mobile pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini par l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend :des barrettes de photo-détecteurs (b1, b'1, b2, b'2) associées à un dispositif optique pour définir au moins deux champs d'observation (CH1, CH2) en avant d'une zone de l'objet, etdes moyens de traitement analogique et numérique qui sont reliés aux dits photo-détecteurs pour détecter la menace qui traverse les deux champs d'observation à partir des signaux analogiques délivrés par les photo-détecteurs, et pour calculer au moins la vitesse, la trajectoire et la longueur de la menace.
- Système de détection selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque champ d'observation (CH1, CH2) est défini à partir d'une paire de deux barrettes adjacentes de photo-détecteurs (b1, b'1, b2, b'2) montées dans un plan sensiblement vertical par rapport à l'objet.
- Système de détection selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux paires de barrettes de photo-détecteurs sont portées par l'objet et situées à distance l'une de l'autre.
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