FR2640043A1 - Procede de reconnaissance de cible pour engins volants comportant une tete chercheuse - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de reconnaissance de cible par des engins volants comprenant une tête chercheuse, l'engin volant 10 tournant pendant son vol de descente et explorant le terrain en vue de cibles possibles 20, procédé dans lequel on détermine les dimensions géométriques des cibles possibles 20 en direction de la détection (direction X) 14 et dans la direction perpendiculaire à celle de la détection (direction X) et on les compare à des valeurs correspondantes mises en mémoire. Pour éviter des distorsions de la cible détectée dans la direction Y, l'invention propose de déterminer de façon continue la vitesse angulaire omega de l'engin volant 10 et l'angle phi formé entre l'axe de rotation 12 et l'axe de symétrie 13 de l'engin volant 10 pendant l'opération d'exploration et de calculer à partir de ces valeurs des valeurs de correction d'image, grâce auxquelles a lieu une correction des dimensions géométriques de la cible possible dans la direction Y.
Description
Procédé de reconnaissance de cible pour engins volants comportant une tête
chercheuse L'invention concerne un procédé de reconnaisance de cible pour engins volants comportant une tête chercheuse, l'engin volant tournant pendant son vol de descente et explorant le terrain en vue de cibles possibles, les dimensions géométriques des cibles possibles étant déterminées dans la direction de la course d'exploration (direction Y) et dans la direction perpendiculaire à la course d'exploration (direction X) en tenant compte de la distance séparant l'engin volant de la cible possible et étant comparées à des valeurs
correspondantes mises en mémoire.
Les procédés de ce type sont connus en soi et peuvent être utilisés avec les munitions dites à allumeur chercheur (voir par exemple Flume, "Artilleriemunition: Bessere Wirkung im Ziel", Wehrtechnik 1985, pages 112 à 120). Les projectiles à allumeur chercheur sont habituellement éjectés d'un projectile porteur au-dessus du domaine de cibles et ils descendent vers le sol en tournant sous un parachute; le domaine de cibles est exploré du fait de la rotation des projectiles. Lorsqu'une cible est reconnue, une charge formatrice de projectile est
allumée et elle détruit alors la cible.
On utilise entre autres pour la reconnaissance
de la cible la dimension géométrique de cette dernière.
Les cibles qui sont situées au-dessus ou au-dessous de dimensions prédéterminées sont identifiées en tant que
cibles erronées et elles sont exclues.
2640043.
- 2 - On obtient la dimension d'une cible dans la direction X par le nombre N d'éléments détecteurs présentant un signal de sortie correspondant à la température de la cible. On obtient la dimension dans l'espace à partir de l'échelle prédéterminée de l'image et elle met en rapport l'angle d'ouverture &( d'un élément de la rangée de détecteurs ainsi que de la distance R entre l'engin volant et la cible selon l'équation:
X = N. R. S& (1)
Pour déterminer la dimension de la cible en direction de l'exploration Y, on détermine la durée T pendant laquelle la tête chercheuse détecte la cible pendant une rotation. On a alors: Y = T. VSc (2) avec VS CJ. R. sinT o W = vitesse angulaire du projectile, R = distance entre le projectile et la cible, f = angle entre l'axe de rotation et l'axe de symétrie de l'engin volant. Dans les agencements connus, la valeur de c. sin est considérée
comme constante.
Dans les conditions réelles, C aussi bien que t ne sont pas
constants dans le temps.
En particulier en raison des influences aérodynamiques ou du déploiement non total du parachute à autorotation déterminant la rotation de la tête chercheuse, il en résulte une diminution de la vitesse angulaire a ou encore un mouvement pendulaire du système qui provoque des modifications de. La conséquence est alors des vitesses de rotation ou des vitesses de balayage Vsc plus faibles. La cible apparaît plus importante qu'elle ne l'est en réalité. Il en va de même pour-les écarts de f. Quand il y a de forts mouvements pendulaires de l'allumeur chercheur provoqués par des modifications de Y pendant l'opération de recherche, la signature appara!t déformée dans la direction Y. L'invention a donc pour but de perfectionner un procédé du type indiqué dans le préambule de manière que les déformations de la cible
explorée dans la direction Y soit les plus faibles possibles.
Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la vitesse angulaire OREEL de l'engin volant pendant l'opération d'exploration est déterminée de façon continue et du fait que sont calculées à partir de ces valeurs des valeurs de correction d'image avec lesquelles est réalisée une correction des dimensions géométriques de la cible possible dans la direction Y. Selon l'invention, cette vitesse angulaire &OREEL est déterminée par la mesure de l'accélération radiale (br) et à l'aide de l'équation suivante: COREEL = (br/r)1/2 r représentant la distance entre l'axe de rotation et la position du détecteur. En plus de la vitesse angulaire OREEL de l'engin volant, l'invention prévoit de déterminer également de façon continue l'angle entre l'axe de rotation et l'axe de symétrie de l'engin volant pendant l'opération d'exploration et de calculer à partir de ces valeurs des valeurs de correction d'image au moyen desquelles on réalise une correction des dimensions géométriques de la cible possible dans la direction Y. Avantageusement et en plus de la vitesse angulaire C REEL de l'engin volant, l'invention prévoit de déterminer également de façon continue les modifications angulaires Ef par rapport à un angle constant et prédéterminé entre l'axe de rotation et l'axe de symétrie de l'engin volant pendant l'opération d'exploration, et de calculer à partir de ces valeurs les valeurs de correction d'image au moyen desquelles on réalise une correction des dimensions géométriques de la cible possible dans la direction Y. L'angle St est déterminé par la mesure des modifications de vitesse & b en direction de l'axe de rotation de l'engin volant et à l'aide de l'équation suivante: arccos (S b/bCONS équation dans laquelle bCONSreprésente la valeur de l'accélération en direction de l'axe de rotation qui correspond à l'angle prédéterminé fo. 4 - Finalement, l'invention prévoit d'utiliser en tant que détecteurs
d'accélération des accéléromètres solides.
D'autres détails et avantages de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail dans ce qui suit à l'aide de modes de réalisation et en se référant aux figures dans lesquelles: la figure 1 représente un projectile à allumeur chercheur lors de son balayage du sol à la recherche de cibles; la figure 2 montre la succession des opérations destinées à l'acquisition des données géométriques de la cible; la figure 3 montre un projectile à allumeur chercheur comprenant un détecteur d'accélération monté en son centre de gravité; la figure 4 est une représentation schématique du détecteur d'accélération selon la figure 2; la figure 5 montre un projectile à allumeur chercheur comprenant un détecteur d'accélération disposé sur son pourtour; la figure 6 représente le détecteur d'accélération utilisé à la figure 4; et la figure 7 montre un circuit prévu pour l'évaluation des signaux
du détecteur.
A la figure 1 sont désignés en 10 un engin volant et en 11 son centre de gravité. L'engin volant 10 tourne autour de l'axe de rotation 12 qui forme avec l'axe de symétrie 13 de l'engin volant 10 un angle t de manière que cet axe de symétrie 13 décrive sur le sol une
piste d'exploration 14.
L'engin volant 10 contient une optique de formation d'image qui n'est pas représentée à la figure 1 et qui est constituée essentiellement par une rangée de détecteurs d'infrarouges. L'optique de formation d'image du projectile à allumeur chercheur 10 couvre sur le sol une région 15 (également appelée "footprint") qui correspond à la projection de la rangée de détecteurs. On a montré schématiquement huit pixels correspondant au nombre des éléments de la rangée de détecteurs. La cible 20 est également montrée par des hachures. Cette cible couvre par exemple trois pixels en direction X pendant l'opération
d'exploration.
Comme déjà mentionné dans le préambule, on utilise pour la reconnaissance d'une cible les dimensions géométriques de la cible dans les directions X et Y. Les dimensions dans la direction X sont obtenues par le nombre N d'éléments détecteurs qui comprennent un signal de sortie correspondant à la température de la cible. La dimension dans l'espace est obtenue par l'échelle prédéterminée de l'image et prend en considération l'angle d'ouverture So( d'un élément de la rangée de détecteurs ainsi que l'éloignement R, ce qui fait -que l'on peut
déterminer X à l'aide de l'équation (1>.
On détermine les données dans la direction Y à l'aide de l'équation (2), la vitesse de balayage VSc n'étant pas considérée comme constante selon l'invention. Cette vitesse de balayage est en fait déterminée de façon continue pendant l'opération d'exploration et la dimension précise de la cible en direction Y est caleulée. Dans ce cas, on peut utiliser divers procédés différents: dans le cas le plus simple, on considère f commrne une constante et on ne mesure que la vitesse angulaire cW. Mais on peut également mesurer T et W et déterminer la dimension dans la direction Y. On va maintenant décrire plus en détail et en se référant à la figure 2 le déroulement d'un procédé au cours duquel on détermine aussi bien C" que la modification & de: On commence par former dans une mémoire (bloc 102) l'image dans les directions X et Y à partir des valeurs mesurées de N, T (voir bloc ) et R (bloc 101) ainsi que les valeurs prédéterminées pour &T, et. De ce fait et dans le procédé selon l'état actuel de la
technique, l'acquisition de la signature est exclue.
Selon l'invention, on effectue une correction des valeurs Y (champ 103 entouré par des rangées en tiretés). A cette fin, on commence par radialf mesurer l'accélération/br de l'engin volant au moyen d'un détecteur d'accélération (bloc 104) et on détermine en outre la vitesse angulaire réelle W REEL à l'aide de l'équation WREEL = (br/r)1/2 (3) r représentant la distance entre l'axe de rotation 12 et l'endroit o se trouve le détecteur d'accélération. On réalise ensuite une première correction de la valeur Y, la valeur CONS étant considérée comme CONS - 6 - constante étant remplacée par l'équation (3), de manière à obtenir la
valeur corrigée Y'.
Y' = T. R. CREEL * sin ( ^CONS) En ce qui concerne la correction de la position ou de la modification de l'angle du fait de mouvements pendulaires, on mesure à l'aide d'un autre détecteur d'accélération les écarts d'accélération respectifs S b (bloc 106). Grâce aux valeurs & b, il est possible de déterminer les valeurs correspondantes pour t à l'aide de l'équation Si = arccos ( f b/bcONS) <6bIbcOS) (4) bCONS étant la valeur de l'accélération dans la direction de l'axe de rotation 12 qui correspond à l'angle prédéterminé Yo. Ensuite a lieu la seconde correction de la valeur Y d'origine (bloc 107): Y" - T. R.)REE. sin (TO On obtient alors en sortie des valeurs de signature IR corrigées en ce
qui concerne la vitesse de balayage et la position (bloc 108).
Les figures 3 et 4 montrent la constitution de principe d'un détecteur d'accélération 16 monté dans l'engin volant 10 en vue de la détermination de la position ou de l'écart de l'axe de rotation par rapport à l'accélération due à la gravité g. Le détecteur de position ou d'accélération 16 est alors monté de préférence au centre de gravité 11 de l'engin volant 10. Quand on utilise un détecteur d'accélération solide qui emploie la flexion d'un bras en porte-à-faux 17 pour déterminer l'accélération due à la gravité, le détecteur 16 est alors monté de manière que le bras en porte-à-faux 17 soit orienté perpendiculairement à la direction de g et qu'il indique dans cette position la valeur maximale de l'accélération due à la gravité. Des écarts de l'accélération déterminée résultante &b par rapport à bCONs peuvent alors être limités dans l'espace à une position modifiée de l'axe de rotation 12 de l'allumeur chercheur et peuvent être calculés à
l'aide de l'équation (4).
Les figures 5 et 6 montrent un mode de réalisation permettant de déterminer l'accélération radiale br. Un détecteur d'accélération 18 est monté à l'extérieur de l'axe de rotation 12 à une distance fixe r de manière que l'accélération radiale br qui apparait soit dirigée perpendiculairement à l'axe de rotation 12 et que seule cette 7 -
composante soit enregistrée.
Quand il s'agit d'un détecteur d'accélération qui repose sur la flexion d'un bras en porte-à-faux 19, le détecteur d'accélération est monté de manière que ce bras en porte-à-faux 19 soit parallèle à l'axe de rotation 12. La vitesse angulaire est alors calculée à l'aide de
l'équation (3).
La figure 7 montre de façon schématique et par blocs un circuit
d'un dispositif électronique d'évaluation 30.
Les signaux des détecteurs d'accélération 16 et 18 parviennent par l'intermédiaire de convertisseurs A/N 31 et 32 à un microordinateur (pC) 33 qui détermine les vitesses angulaires wa, les écarts de position t et les dimensions X, Y" de la cible explorée, et les compare à des valeurs prédéterminées. D'éventuels signaux d'allumage sont alors envoyés par un conducteur 34 à un dispositif d'allumage qui
n'est pas représenté.
Pour tenir compte d'éventuels écarts dus à des modifications de la température, cette température est mesurée au voisinage des détecteurs d'accélération 16 et 18 au moyen d'un élément thermique 35 et appliquée par l'intermédiaire d'un amplificateur 36 et d'un convertisseur A/N 37 au microordinateur 33, de manière que puisse être réalisée une
correction de données des valeurs d'accélération br et eb.
- 8 -
Claims (6)
1. Procédé de reconnaissance de cible pour engins volants (10) comportant une tête chercheuse, l'engin volant (10) tournant pendant son vol de descente et explorant le terrain en vue de cibles possibles (20), les dimensions géométriques de cibles possibles (20) étant déterminées en direction de la course d'exploration (direction Y) (14) et dans la direction perpendiculaire à la course d'exploration (direction X) en tenant compte de la distance (R) séparant l'engin volant (10) de la cible possible (20) et étant comparées à des valeurs correspondantes mises en mémoire, caractérisé en ce que la vitesse angulaire COREEL de l'engin volant (10) pendant l'opération d'exploration est déterminée de façon continue et du fait que sont calculées à partir de ces valeurs des valeurs de correction-d'image avec lesquelles est réalisée une correction des dimensions géométriques de la cible possible dans la direction Y.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse angulaire OREEL est déterminée par la mesure de l'accélération radiale (br) et à l'aide de l'équation suivante: REEL (br/r) 1/2 REEL r représentant la distance entre l'axe de rotation (12) et la position
du détecteur (18).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en plus de la vitesse angulaire REEL de l'engin volant (10), on REEL eni voat(0, n détermine également de façon continue l'angleT entre l'axe de rotation (12) et l'axe de symétrie (13) de l'engin volant (10) pendant l'opération d'exploration, et en ce qu'on calcule à partir de ces valeurs des valeurs de correction d'image au moyen desquelles on réalise une correction des dimensions géométriques de la cible possible (20) dans la direction Y.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en plus de la vitesse angulaire REEL de l'engin volant (10), on REEL détermine également de façon continue les modifications angulaires ypar rapport à un angle constant et prédéterminé f entre l'axe de rotation (12) et l'axe de symétrie (13) de l'engin volant (10) pendant l'opération d'exploration, et on calcule à partir de ces valeurs des - 9,- valeurs de correction d'image au moyen desquelles on réalise une correction des dimensions géométriques de la cible possible (20) dans la direction Y.
5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle S est déterminé par la mesure des modifications de vitesse b en direction de l'axe de rotation (12) de l'engin volant (10) et à l'aide de l'équation suivante: = arccos ($ b/boNs) équation dans laquelle bCoNs représente la valeur de l'accélération en direction de l'axe de rotation (12) qui correspond à l'angle
prédéterminé o.
6. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que détecteurs d'accélération des accéléromàtres solides.
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