FR2587479A1 - Procede et telemetres opto-electroniques passifs pour mesurer la distance d'un objet lointain - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE ET DES TELEMETRES OPTO-ELECTRONIQUES PASSIFS POUR MESURER LA DISTANCE D'UN OBJET LOINTAIN. UN TELEMETRE SELON L'INVENTION COMPORTE DEUX APPAREILS IDENTIQUES 1 ET 2 A AXES PARALLELES, PAR EXEMPLE DEUX CAMERAS DE TELEVISION OU DEUX CAPTEURS D'INFRAROUGE QUI SONT MUNIS DE MOYENS LEUR PERMETTANT DE BALAYER L'ESPACE LIGNE PAR LIGNE EN SYNCHRONISME, SOIT PAR BALAYAGE ELECTRONIQUE, SOIT EN FAISANT PIVOTER LES APPAREILS AVEC UNE VITESSE ANGULAIRE V. LA DISTANCE ENTRE LES DEUX APPAREILS EST E. CHAQUE APPAREIL COMPORTE UNE CHAINE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX 18, 19, 18, 19, 20, 21, 22, 23 QUI PERMET D'ISOLER UN PIC DE SIGNAL PRONONCE CORRESPONDANT A L'IMAGE D'UN POINT TRES CONSTRASTE 4, D'IDENTIFIER LES DEUX LIGNES HOMOLOGUES SUR LESQUELLES ON TROUVE CE PIC ET DE MESURER LE DECALAGE TEMPOREL T1-T2 ENTRE LES DEUX PICS SITUES SUR CES DEUX LIGNES. UNE APPLICATION EST LA MESURE CONTINUE ET AUTOMATIQUE D'UN OBJET QUI SE DEPLACE.

Description

La présente invention a pour objet un procédé et des télémètres opto-électroniques passifs pour mesurer la distance d'un objet lointain.

Le secteur technique de l'invention est celui des télémètres.

Les télémètres utilisés à ce jour pour mesurer la distance d'un objet lointain situé à plusieurs kilomètres du point d'observation, par exemple d'un engin volant qui se détache sur le fond du ciel, appartiennent à deux catégories.

Les télémètres à laser et les radars appartiennent à une première catégorie qui est celle des appareils actifs. Dans ceux-ci, des impulsions électromagnétiques (lumière cohérente ou ondes radio) sont émises vers l'objet à télémétrer. Celui-ci réfléchit une partie de l'énergie et on capte le faisceau réfléchi. On mesure le décalage temporel entre l'émission et la réception d'une impulsion et on en déduit la distance.

Ces appareils actifs sont très précis, très rapides et ils peuvent fonctionner automatiquement et indiquer instantanément la distance d'un objet mobile. Ils sont donc bien adaptés pour être couplés avec des systèmes de lancement d'armes. Mais ils sont actifs et un ennemi peut donc déceler leur présence et en profiter pour les brouiller et l'utilisation de ces appareils actifs dans une guerre électronique n' est pas très sûre.

La deuxième catégorie, qui est celle des appareils passifs est constituée par les télémètres optiques qui comprennent soit des télémètres bistatiques comportant deux appareils placés aux extrémités d'une base qui permettent de mesurer la distance par triangulation en mesurant deux angles, soit des télémètres monostatiques dont les plus connus sont les télémètres à coincidence et les télémètres stéréoscopiques.

Ces appareils passifs présentent l'avantage de ne pouvoir être décelés mais ils nécessitent l'intervention d'un observateur pour les visées et des manipulations pour mesurer les angles et obtenir la distance à mesurer.

Ces appareils passifs connus sont donc trop lents pour fournir en temps réel Ia distance d'un objet mobile et ils ne peuvent pas être couplés avec les systèmes de défense électroniques qui nécessitent une mise en oeuvre rapide et automatique.

L'objectif de la présente invention est de procurer des moyens passifs de mesure de la distance d'un objet lointain qui sont indécelables puisqu'ils sont passifs et qui permettent d'obtenir une mesure en temps réel et automatiquement.

Cet objectif est atteint par un procédé pour mesurer la distance d'un objet lointain selon lequel on pointe vers ledit objet deux appareils opto-électroniques à axes.parallèles, qui sont espacés d'une distance déterminée et qui comportent chacun un objectif de focalisation et des moyens pour capter le flux électromagnétique d'un
et fin pinceau qui balaye l'image ligne par ligne/pour transformer ledit flux en signaux électriques, on balaye l'espace en synchronisme avec les deux appareils à une vitesse angulaire constante, on détecte sur les deux trains de signaux électriques la ligne sur laquelle apparaît un pic accusé du signal qui correspond à l'image d'un même point de l'objet présentant un contraste prononcé par rapport au fond, on mesure le décalage temporel entre la réception des deux pics et on en deduit la distance à laquelle se trouve ledit objet.

Un télémètre opto-électronique passif selon l'invention comporte deux appareils opto-électroniques, à axes paralleles, espacés d'une distance déterminée qui comportent chacun un objectif de focalisation et des moyens pour capter les flux électromagnétiques reçus dans deux faisceaux étroits et parallèles qui balayent les deux images ligne par ligne en synchronisme et pour transformer lesdits flux en trains de signaux électriques et il comporte > en outre, des moyens électroniques pour traiter lesdits signaux et pour repérer la ligne sur laquelle apparaît un pic prononcé qui correspond à un même point dudit objet présentant un fort contraste par rapport au fond, des moyens pour mesurer les décalages temporels desdits pics par rapport au début de balayage de la ligne correspondante et des moyens pour calculer ladite distance qui est proportionnelle audit espacement et inversement proportionnelle à ladite vitesse de balayage et au décalage temporel.

Les moyens électroniques de traitement des signaux électriques comportent, sur chaque voie, un filtre passe-bande analogique, un convertisseur analogique-numérique et une unité de calcul et de mémoire qui est programmée pour comparer les signaux à un seuil, pour isoler un pic prononcé, pour sélectionner la ligne sur laquelle ledit pic apparaît et pour mettre en mémoire les signaux correspondant à ladite ligne.

L'invention a pour résultat la mesure de la distance d'un objet éloigné par des moyens de télémétrie entièrement passifs donc impossible à détecter.

Les appareils de télémétrie selon la présente invention présentent l'avantage de pouvoir être associés à des circuits électro- niques de traitement des signaux qui permettent de calculer en temps réel la distance d'un objet, de l'afficher et de connaître à tout moment la distance à laquelle se trouve un objet mobile même si celuici se déplace à grande vitesse.

Un avantage important des télémètres selon l'invention réside dans le fait qu'ils peuvent être associés aux appareils existant comportant deux capteurs à infrarouges montés sur un support tournant pour balayer l'espace et pour donner une image infrarouge bi-spectrométrique.

La description suivante se réfère aux dessins annexés qui representent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation de télémètres passifs selon l'invention.

La figure 1 est une vue en perspective schématique d'un télémètre selon l'invention.

La figure 2 est un diagramme des signaux.

Les figures 3 et 4 sont des figures géométriques.

La figure 5 est une figure géométrique de l'objectif d'un appareil selon l'invention.

La figure 6 est une vue en perspective schématique d'un télémètre selon l'invention composé de deux caméras de télévision et des circuits électroniques qui lui sont associés.

La figure 7 est une vue en perspective schématique d'un télémètre selon l'invention composé de deux capteurs électromagnétiques à balayage mécanique du champ et des circuits électroniques qui lui sont associes.

La figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un télémètre opto-électronique selon l'invention.

Ce télémètre comporte deux appareils opto-électroniques 1 et 2 qui sont par exemple deux caméras de télévision ou deux appareils à balayage mécanique par exemple deux capteurs d'infrarouges.

Les deux appareils 1 et 2 sont montés sur un support commun rigide 3, de teile sorte que leurs axes optiques x xl et y yl sont parallèles et qu'ils sont placés à une distance déterminé e l'un de l'autre.

Le repère 4 représente un objet dont on veut mesurer la distance d par rapport au point d'observation. La distance d est très grande par rapport à e. Par exemple, l'objet est un avion ou tout autre engin volant qui est situé à plusieurs kilomètres du point d'observation tandis que l'écartement e est de l'ordre du mètre.

Chaque appareil 1 et 2 comporte un objectif de focalisation qui donne une image du champ d'observation. Il comporte également des moyens pour balayer l'image avec un fin pinceau qui se déplace sur des lignes et des moyens pour convertir le flux électromagnétique en signaux électriques.

Par exemple si les appareils la et lb sont des caméras de television, l'objectif donne une image sur la surface sensible du tube qui se trouve placée dans le plan focal de l'objectif. Cette surface sensible est analysée, ligne par ligne, par un faisceau électronique qui donne naissance à un signal vidéo proportionnel à l'in tensité alumineuse de chaque point de 11 image.

Les deux caméras sont synchronisées, c'est-à-dire que les impulsions de synchronisation d'image et de ligne sont communes aux deux caméras, de sorte que les balayages d'une même ligne par les deux caméras commencent rigoureusement au même instant.

On a représenté sur la figure 1 la projection fictive dans l'espace des faisceaux de balayage de chaque caméra. En fait les faisceaux de balayage électronique de la surface sensible du tube ne sortent pas de celui-ci et les faisceaux représentés sur la figure correspondent à des faisceaux fictifs dont les faisceaux électroniques de balayage du tube seraient l'image.

On a représenté sur la figure 1 les positions respectives 51 et 52 des faisceaux de balayage des deux caméras au temps zéro qui est le début de balayage d'une ligne. Ces deux faisceaux sont parallèles. On a également représenté les positions respectives 61 et 62 de ces deux faisceaux qui sont toujours parallèles à un instant t quelconque.

Les faisceaux de balayage issus des deux caméras 1 et 2 vont rencontrer l'objet 4 au cours du balayage d'une même ligne à des instants tl et t2 différents.

La figure 2 est un diagramme qui représente en abscisses le temps. La ligne du bas représente les variations de la tension 7 en dents de scie qui commande le balayage en synchronisme d'une même ligne par les deux caméras.

Le temps to correspond à l'impulsion de synchronisation ligne, c'est-à-dire au début de balayage d'une ligne et le temps to+T, à la fin du balayage de la même ligne.

La ligne du haut et la ligne du milieu représentent respectivement le signal vidéo de la caméra No. 2 et de la caméra No. 1, sur une même ligne de balayage. Le pic très prononcé 81 et 82, qui apparaît sur chacune de ces deux lignes correspond à l'image de l'objet 4 qui présente un fort contraste par rapport au fond d'où l'apparition d'un pic du signal vidéo ayant des fronts très raides et une amplitude nettement supérieure à celle du bruit de fond.

Le pic 82 apparaît le premier avec un retard t2 par rapport au début du balayage de la ligne tandis que le pic 81 apparaît avec un retard tl.

Le décalage temporel tout2 permet de mesurer la distance d. On démontre en effet que
e d # v(t1-t2r
La figure 3 est une représentation géométrique sur laquelle on a représenté deux caméras de télévision 1 et 2 distantes d'une longueur e, leurs axes optiques respectifs x xl et y yl et un point 4 situé à une distance d de la droite passant par les deux caméras.

On a représenté sur cette figure par des vecteurs 91 et les positions originelles respectives des faisceaux de balayage au temps to lorsque commence le balayage par les deux caméras d'une même ligne de l'image.

Les faisceaux de balayage tournent dans le sens des aiguilles d'une montre avec une vitesse angulaire de balayage uniforme v.

Le repère 10 représente le faisceau issu de la caméra 1 passant par le point 4 au temps to+ti. Ce faisceau forme avec l'axe x xl, un angle a. Le repère 112 représente le faisceau issu de la caméra 2 passant par le point 4 au temps to+t2. Le repère 111 représente le faisceau issu de la caméra 1 au temps to+t2.

Le faisceau 111 est parallèle au faisceau 112. Il forme un angle ss avec la direction des axes optiques. La droite 12 est la droite passant par 4 perpendiculaire aux axes optiques x xl et y yl. La
x xi droite 12 recoupe l'axe7:au point C et le faisceau 111 au point
H et l'objet 4 est désigné par la lettre E, le capteur 1 par la lettre A et le capteur 2 par la lettre B.

EC
Dans le triangle rectangle AEC tga =
HC
Dans le triangle rectangle AHC tgss =
HE = e.

HC = d tgss = HE + EC = e + dtga
e
d'où : tgss - tga
d
et d =tg(ss- ) = e
tg (ss-α) (1=tgαtgss)
soit : ss' = vt2 l'angle du faisceau 111 avec le vecteur
a' = vtl l'angle du faisceau 10 avec le vecteur
et y/2 l'angle des axes x xl et y yl avec le vecteur
α+α' = ss+ss' = γ,
2 e et v étant connus, tl et t2 étant mesures7 on peut calculer d en fonction de tl et t2 par les formules ci-dessus.

Etant donné que d est très grand par rapport à e, les angles a et ss sont petits. On peut donc confondre la tangente et la valeur de l'angle exprimée en radians et négliger le produit tga.tgss devant 1.

Comme tg(ss-α) = tg (α'-ss') = tgv(tl-t2) on obtient la for
e mule simplifiée d + v(ti-t2)
La figure 4 est une figure géométrique qui représente un autre exemple de réalisation dans lequel chacun des deux capteurs
A et B capte un faisceau étroit orienté suivant l'axe optique de l'appareil, par exemple un faisceau de rayonnement infrarouge et on obtient un balayage panoramique ou sur une partie de l'espace seulement en faisant tourner en synchronisme les deux capteurs dans le sens des aiguilles d'une montre avec une vitesse angulaire v. Par exemple, on fait tourner le support commun aux deux appareils A et B, qui est perpendiculaire aux axes optiques,autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure passant par le point M médian entre les deux appareils A et B. On a représenté sur la figure 4 les positions Ao et Bo des capteurs à un instant origine to, les positions A et B des capteurs à un instant to+t2 où le faisceau 132 issu du capteur B passe par l'objet E et les positions A' et B' des capteurs à un instant to+tl où le faisceau 141 capté par le capteur A passe par le point E. Le repère 131 représente le faisceau qui est parallèle au faisceau 132 et qui est capté par le capteur A au temps to+t2.

De même, le repère 142 représente le faisceau parallèle au faisceau 141 qui est capté par le capteur B au temps tout.

L'angle a est le décalage angulaire entre les faisceaux 131 et 141 cu entre les faisceaux 132 et 142. a = v (tl-t2).

Dans le triangle MA'E tg a ME e
2 = NE = 7é
d'où d = e = e
d'où d (v(tl-t2))
2 g 2 qui permet de calculer d connaissant v, e et la mesure de t1-t2.

Si d est très grand par rapport à e, l'angle a est très petit, on peut confondre angle et la tangente et on retrouve la formule
d + v(tl-t2)
Les figures 3 et 4 montrent qu'un procédé selon l'invention aboutit à la meme formule très simple de calcul de la distance d d'un objet à partir de la mesure du décalage temporel, par rapport à une même origine de balayage,des images d'un même point de cet objet aussi bien dans le cas où le balayage est un balayage électronique comme celui qui a lieu dans les caméras de télévision pour effectuer le balayage des lignes que dans le cas où le balayage est un.balaya- ge mécanique de l'espace qui est obtenu en faisant tourner des capteurs à vitesse angulaire constante pour balayer l'espace.

Les appareils opto-électroniques selon l'invention posent un problème de réglage optimum de la mise an point des objectifs.

La figure 5 est une figure géométrique permettant d'ex- poser ce problème.

Le repère 15 représente un objectif d'axe x xl.

Le repère 4 représente l'objet situé à une distance d de l'objectif.

Le repère 16 représente une cellule élémentaire du transducteur photo-électrique qui délivre le signal électrique à partir de l'énergie lumineuse ou des rayonnements infrarouges contenus dans le faisceau élémentaire qui tombe sur la cellule.

La cellule 16 est située dans le plan image, c'est-à-dire à une distance de l'objectif sensiblement égale à la distance focale f de l'objectif. Elle a-un diamètre égal à x.

Soit ltouverture angulaire du faisceau élémentaire. On a tg C+ e = x
f
Pour obtenir une bonne précision de la mesure télémétrique de la distance d, il faut obtenir une bonne précision de la mesure du décalage temporel (tout2), ce qui nécessite que les pics du signal provoqués par une source ponctuelle doivent hêtre très aigus. Pour cela, il faut que le faisceau élémentaire soit très fin, c'est-à-dire que l'angle E soit très petit.

On est conduit à choisir des objectifs de longue focale associés à des cellules photo-électriques les plus petites possibles.

La limite en ce qui concerne le diamètre des cellules est atteinte lorsque x est inférieur à la tache de diffraction dans la mesure où la qualité de l'optique de l'objectif 15 est assez bonne pour que les aberrations géométriques et chromatiques restent inférieures à la diffraction.

Un tel système optique doit avoir une mise au point rigoureuse sinon le diamètre de la tache image grossit. Or, par definition, on ne connaît pas la distance d à laquelle se situe l'objet 4 et lton doit donc utiliser une mise au point fixe.

Il pourrait sembler à priori que le meilleur compromis serait d'adopter un réglage sur la distance hyperfocale qui permettrait d'avoir une bonne mise au point sur une bonne plage de distances. Mais de par son principe, la précision de la mesure de distance, d'un télémètre opto-électronique à balayage selon 1 invention décroît lorsque la distance augmente. En effet, d est inversement proportionnel au décalage temporel (tl-t2) qui est donc très petit lorsque d est grand. Il est donc préférable, pour obtenir une bonne précision de la mesure de distance > de régler la mise au point de l'objectif pour la distance correspondant à la portée maximale pratique.

La figure 6 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un-télémètre selon l'invention. Celui-ci est composé de deux caméras de télévision identiques 1 et 2 montées sur un support commun, les axes optiques des deux caméras étant parallèles et l'écartement entre ces deux axes étant égal à e.

La figure 6 représente une cible 4 dont on désire mesurer la distance d.

On a représenté sur la figure 4 deux rectangles 171 et 172 > qui représentent le contour respectif du champ de chacune des deux caméras dans le plan où se trouve la cible 4. Ces deux champs ne coïncident pas exactement.

Le télémètre permet de mesurer la distance de toute cible se trouvant dans la partie commune aux deux champs.

On a représenté sur la figure 6 le champ angulaire horizontal y et le champ angulaire vertical e de la caméra 1.

Les deux caméras sont fixes et elles sont synchronisées, c'est-à-dire que les impulsions de synchronisation et les tensions en dent de scie de balayage de ligne et de trame sont communes aux deux caméras.

La figure 6 représente sous forme de bloc diagramme les circuits électroniques de traitement des signaux vidéo des deux caméras afin d'identifier sur ces deux signaux un pic prononcé qui correspond au point objet 4, qui présente un fort contraste avec le fond environnant, de sorte qu'il donne naissance à un pic ayant un front montant et éventuellement un front descendant très raide et une amplitude nettement supérieure à celle du bruit de fond.

La chaîne de traitement des signaux vidéo de chaque caméra comporte un premier circuit 181, 182 qui comporte > par exemple un filtre fréquentiel électrique passe-bande, dont la fréquence centrale est accordée sur la fréquence centrale du signal fourni par les caméras lorsqu'elles observent un point lumineux apparaissant sur un fond homogène sombre. Les circuits analogiques 181 et 182 permettent de conserver le contenu fréquentiel utile des signaux et d'éliminer les bruits de paysage à basse fréquence (nuages ou objets étendus) ainsi que les bruits électriques à très haute et à très basse fréquence.

Les signaux vidéo et synchro sont ensuite numérisés à une cadence suffisamment rapide pour qu'il n'y ait pas de perte d'information, et sur une dynamique adaptée à celle des capteurs (soit 6 à 8 bits en télévision visible, ou 12 à 16 bits en télévision infrarouge), dans les circuits 191, 192 et 193, puis alimentent par l'intermédiaire d'un circuit 20 d'interface un calculateur digital 21 muni dsune mémoire d'image 22.

Le calculateur 21 est programmé pour effectuer une "normalisation" des signaux vidéo, opération connue en technique de traitement du signal, qui consiste à transformer le signal,à chaque instant, en fonction de la puissance moyenne de bruit mesurée au voisinage du point concerné. Ainsi un pic de signal apparaissant dans une zone peu bruitée sera conservé tandis qu un pic apparaissant dans une zone bruitée sera atténué.

La normalisation n'est pas indispensable, mais elle permet de travailler avec des fonds non homogènes. Le signal normalisé est ensuite comparé à un seuil. Il est conservé quand il est supérieur audit seuil et posé à zéro quand il est inférieur,
On dispose à ce stade des deux vidéos traitées et du signal de synchronisation rangés dans une zone mémoire. Un algorithme de traitement permet de reconnaître la ligne sur laquelle se trouve le pic isolé précédemment, par seuillage et comptage par exemple, puis on calcule les temps tl et t2 à l'aide de la base de temps interne au calculateur, puis leur écart bt, et enfin la distance d à partir des valeurs paramétriques connues de la vitesse angulaire de balayage v et de la distance e entre les deux caméras.

La programmation du calculateur comporte un sous-programme de correction d'erreurs tenant compte de certaines imperfections, par exemple d'un défaut de parallélisme des axes optiques. Ces corrections peuvent être déterminées par étalonnage sur des cibles situées à des distances connues.

La distance d, obtenue avec un légér retard résultant des temps nécessaires aux opérations du calculateur, est affichée sur un organe 23 périphérique du calculateur, et est disponible sur une sortie pour être transmise sur une autre unité ou pour être enregistrée.

La figure 7 représente un deuxième mode de réalisation d'un télémètre selon l'invention à balayage mécanique.

On connaît des détecteurs électromagnétiques par exemple des capteurs à infrarouge bi-spectrométriques qui comportent deux détecteurs qui captent les radiations infrarouges sur deux longueurs d'onde différentes et qui permettent d'obtenir une image infrarouge d'une cible.

Ces détecteurs à infrarouge balayent l'espace, par exemple par rotation autour d'un axe vertical et ils comportent une colonne de cellules photo-électriques paralleles à l'axe de rotation, de sorte que pour chaque position de balayage, chaque cellule émet un signal électrique et pendant le balayage, chaque cellule balaye une ligne horizontale.

En variante, les capteurs à infrarouge peuvent être fixes et le balayage peut être réalisé par un moyen opto-mécanique en disposant sur le trajet optique un déviateur de faisceau par exemple un prisme tournant, un miroir oscillant, un diasporamètre etc...

La figure 7 représente un télémètre selon 1 invention qui est composé de deux capteurs électromagnétiques 1 et 2 montés sur un support commun 3 qui est entraîné en rotation à vitesse angulaire constante v dans le sens des aiguilles d'une montre autour d'un axe vertical z zl passant par le milieu du support 3. L'axe de rotation comporte un codeur angulaire 24 qui délivre une mesure de l'angle de rotation.

L'axe z z1 comporte un collecteur tournant 25 sur lequel sont connectés les conducteurs provenant des cellules photoélectriques de chaque capteur.

On a représenté sur la figure 7 le pinceau très mince 261 et 262 capté respectivement par chaque capteur.

On a également représenté dans le champ objet l'image 27 et 272 des colonnes respectives de cellules photo-électriques de chaque capteur, lesquelles sont situées évidemment dans -le plan image de l'objectif.

L'angle e représente le champ vertical de chaque objectif.

Les lignes sortant du collecteur 25, qui correspondent chacune à une des cellules photo-électriques des colonnes 271 et 272 passent d'abord chacune à travers un circuit 28 comportant un filtre passebande qui remplit la même fonction que les circuits 181 et 182 de la figure 6.

Les lignes sortant des circuits 28 et 24 alimentent des circuits 29 de conversion analogique numérique multivoie et un circuit 30 d'interface avec un calculateur digital 31, équipé d'une mémoire d'image 32 et d'un organe périphérique 33.

Les fonctions, opérations et calculs programmés dans le calculateur sont analogues à ceux du montage de la figure 6, mais tiennent compte de ce qu ici les signaux des différentes lignes arrivent simultanément et en parallèle, au lieu d'arriver successivement et en série, une ligne après l'autre, comme c'était le cas dans le montage de la figure 6.

Les repères 271 et 272 de la figure 7 représentent par exemple les images de deux barrettes de dispositifs à transfert de charge (CCD) ou, s'il s'agit de capteurs à infrarouge les images de deux barrettes de cellules de capteurs d'infrarouges. Dans ce dernier cas,lesbarrettes 271 et 272 peuvent être bimensionnelles On rajoute alors, en tête des circuits de traitement des signaux, un circuit de remise en phase, des colonnes successives de capteurs et un circuit qui effectue la moyenne des valeurs des signaux électriques émis par les ponts de même rang dans plusieurs colonnes.

La figure 7 représente un exemple de réalisation dans lequel le balayage de l'espace est réalisé dans un plan horizontal, ce qui élimine la ligne d'horizon et facilite le traitement des signaux mais cette condition n'est pas obligatoire et l'axe de pivotement z zl peut avoir n'importe quelle direction.

La bande spectrale de sensibilité des deux capteurs 1 et 2 peut être identique ou différente. Dans ce cas, l'appareil devient multispectral, ce qui est un avantage si l'appareil remplit en même temps une fonction de détection ou de poursuite automatique, en mettant à profit des données multispectrales par corrélation dans le traitement du signal.

Si l'objet dont on désire mesurer la distance n' est pas suffisamment lumineux ou suffisamment émissif en infrarouge, ou si l'on veut utiliser des capteurs moins sensibles, on peut éclairer cet objet à l'aide d'un fin pinceau, par exemple un pinceau émis par un laser, ce qui suppose que les coordonnés en site et en gisement de cet objet sont déjà connues avant de mesurer la distance.

En règle générale, la cible est une source brillante apparaissant sur un fond plus sombre. Cependant, le procédé et les appareils selon l'invention permettent également de mesurer la distance d'une cible sombre apparaissant sur un fond clair. Dans ce cas, la chaîne de traitement des signaux détecte un pic négatif et comporte un détecteur de seuil inférieur, le choix se faisant sur le pic le plus contrasté en valeur absolue.

Le spectre des longueurs d'onde utilisé peut être le spectre visible ou l'infrarouge dans les différentes fenêtres de transmission atmosphérique selon la nature de la cible et les conditions opératoires.

Dans le domaine du visible, on met à profit l'éclairage du soleil ou le rayonnement propre d'un objet incandescent suffisamment chaud. En infrarouge, la mesure de la distance est possible de jour comme de nuit, grâce au contraste, par rapport au fond, du rayonement propre de la cible.

La précision d'un télémètre selon l'invention croît avec l'espacement e entre les deux appareils qui le composent. Pour des raisons de facilité de-construction, les deux appareils peuvent rester accolés à condition d'écarter les deux faisceaux qui y pénètrent par des moyens optiques par exemple par des miroirs de renvoi comme dans un périscope.

La description qui précède se rapporte à des objets-ponc- tuels qui donnent naissance à un pic facile à identifier.

Toutefois, le procédé selon l'invention peut également s'appliquer à la mesure de la distance d'un objet étendu, c'est-àdire d'un objet qui couvre plusieurs fois'le champ élémentaire instantané et qui présente une distribution de luminance comportant un maximum et un minimum.

Dans ce cas, le filtrage qui se trouve en tête des circuits et les algorithmes de traitement des signaux, permettent de reperer dans les signaux électriques émis par les deux appareils, un signal qui correspond à un même point de luminance maxima ou minima, de re pérer la ligne sur laquelle il apparaît, de mesurer le décalage temporel entre les deux apparitions de ce signal et d'en déduire la distance. Par exemple dans le cas d'un navire observé en'infrarouge, la cheminée du navire constitue un point très émissif facile à repérer.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour mesurer la distance d'un objet lointain,

caractérisé en ce que l'on pointe vers ledit objet deux appareils

opto-électroniques à axes parallèles, qui sont espacés d'une distan

ce déterminée (e) et qui comportent chacun un objectif de focalisa

tion et des moyens pour capter le flux électromagnétique d'un fin

pinceau qui balaye l'image ligne par ligne et pour transformer le

dit flux en signaux électriques, on balaye l'espace en synchronisme

avec les deux appareils à une vitesse angulaire constante (v), on

détecte sur les deux trains de signaux électriques la ligne sur la

quelle apparaît un pic accusé du signal qui correspond à l'image d'un

même point de l'objet présentant un contraste prononcé par rapport

au fond, on mesure le décalage temporel (tl-t2) entre la réception

des deux pics et on en déduit la distance (d) à laquelle se trouve

ledit objet.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que l'on calcule la distance (d) en appliquant la formule

d e V(tt1-t2) dans laquelle v est la vitesse angulaire de balayage,

e estl'espacement entre les axes des deux appareils et tl-t2

le décalage temporel entre les réceptions dudit pic par les deux

appareils.

3. Télémètre opto-électronique passif pour mesurer la dis -a'rce (d-)-d'-ur-objet lointain, caractérisé en ce qu'il comporte deux

appareils opto-électroniques, à axes parallèles, espacés d'une distan

ce déterminée (e) qui comportent chacun un objectif de focalisation

et des moyens pour capter les flux électromagnétiques reçus dans deux

faisceaux étroits et parallèles qui balayent les deux images ligne

par ligne en synchronisme et pour transformer lesdits flux en trains

de signaux électriques et il comporte, en outre, des moyens électroni

ques pour traiter lesdits signaux et pour repérer la ligne sur la

quelle apparaît un pic prononcé qui correspond à un même point dudit

objet présentant un fort contraste par rapport au fond, des moyens

pour mesurer les décalages temporels (tl et t2) desdits pics par

rapport au début de balayage de la ligne correspondante et des moyens

pour calculer ladite distance (d) qui est proportionnelle audit espa

cement (e) et inversement proportionnelle à ladite vitesse de balayage

(v) et au décalage temporel (tl - t2).

4. Télémètre selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens électroniques comportent, sur chaque voie, un filtre passe-bande analogique (18î, 182, 28), un convertisseur analogique numerique (191, 192' 193, 29) et une unité de calcul et de mémoire (21, 22, 31, 32) qui est programmée pour comparer les signaux à un seuil, pour isoler un pic prononcé, pour sélectionner la ligne sur laquelle ledit pic apparaît et pour mettre en mémoire les signaux correspondant à ladite ligne.

5. Télémètre selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux caméras de télévision à axe parallèle qui sont synchronisées.

6. Utilisation comme télémètre passif d'un appareil optoélectronique du type comportant deux capteurs électromagnétiques (1, 2) à axes parallèles, notamment deux capteurs d'infrarouges, qui sont montés avec un espacement (e) sur un même support (3) tournant a vitesse angulaire constante (v) autour d'un axe (z zl) afin de balayer l'espace en synchronisme et qui comportent chacun un objectif et une rangée de transducteurs photo-électriques (271, 272), disposée dans le plan focal dudit objectif, caractérisée en ce que l'on équipe ledit appareil de circuits électroniques de traitement des signaux émis par chaque transducteur photo-electrique, lesquels circuits comportent un filtre passe-bande (28), un convertisseur analogique à numérique multivoie (29) et une unité de calcul et de mémoire (31, 32) qui est programmée pour comparer les signaux à un seuil, pour détecter la ligne sur laquelle apparaît un pic accusé, pour mesurer I 'é- cart temporel (t1, t2) entre l'apparition dudit pic sur chaque ligne et une origine des temps commune, pour mesurer ladite vitesse angulaire (v) et pour calculer la distance (d) à laquelle se trouve ledit objet à partir des mesures de l'écart temporel (tout2), de la vitesse angulaire (v) et de l'espacement (e) entre les deux capteurs.