FR2654218A1 - Systeme optronique de poursuite tridimensionnelle avec alignement automatique d'un telemetre optique sur la cible. - Google Patents

Abstract

Système permettant d'asservir l'axe du télémètre à laser sur la direction de la cible et préserver l'illumination de cette dernière. Le système utilise une lame séparatrice dichroïque (2) à faces parallèles pour produire, après réflexion sur une face (2B), déviation par un montage double prisme (21A, 21B) tête-bêche, rétroréflexion sur un catadioptre (23) et ce cheminement inversé avec transmission vers le détecteur (3), deux images laser (L1 et L2) qui sont décalées symétriquement d'une quantité déterminée en amplitude (B3) et en direction (B5) par rapport à la position (N) de l'axe du laser. On effectue l'écartométrie de l'image de la cible (6, ES, EG) et des images décalées du laser (24, LS, LG) puis un calcul d'écarts différentiels (25, DS, DG) pour alimenter un servomécanisme de position (11) qui commande le déviateur optique (10A, 10B) en sorte que l'axe du laser (N) ou axe du télémètre reste calé en direction de la cible (M). Pour améliorer les performances, un microbalayage de l'axe laser est produit pour rechercher une position de détection optimale et y caler la direction de visée du télémètre en fin du balayage.

Description

La présente invention concerne un système optronique de poursuite tridimensionnelle avec alignement automatique de l'axe d'un télémètre optique sur la cible visée. L'application de l'invention est plus particulièrement envisagée aux systèmes de poursuite de cible aérienne.

Dans un système optoélectrique de détection, de localisation et de poursuite omnidirectionnelle de cible, on cherche plus particulièrement à intégrer dans la fonction de poursuite la poursuite angulaire de la cible désignée et la poursuite à la fois en distance et en vitesse radiale de la cible.

La poursuite angulaire de la cible est obtenue sur imagerie passive en infrarouge ou télévision selon des techniques conventionnelles qui permettent de donner les informations angulaires d'écart entre la direction de la cible par rapport au système et celle de l'axe de visée du système.

Ces données d'écart sont appliquées à des asservissements de position de manière à rallier continûment la direction de la cible par l'axe de visée. Les asservissements peuvent ainsi piloter en direction : soit une tourelle de trajectographie et de poursuite sur laquelle est installé l'ensemble de l'optique et de la détection, c'est le cas pour des applications surface-air ; soit une partie de l'optique placée en général sur un support orientable du type cardan, la partie détection étant fixe par rapport au matériel, clest le cas des applications rencontrées généralement pour les équipements optroniques aéroportés ou pour les autodirecteurs de missile.

La poursuite distance et vitesse radiale est fournie par des moyens de télémétrie à laser conventionnels qui sont rajoutés à l'ensemble de poursuite angulaire précité. Cette configuration impose en général la présence, dans la partie optique, d'une lame séparatrice dichroïque dont le but est de séparer par filtrage spectral le faisceau infrarouge ou visible nécessaire à la détection passive, du faisceau monochromatique nécessaire à la télémétrie.Un rayonnement infrarouge peut être prélevé, par exemple, dans la bande 8 à 12 Cun et le télémètre peut utiliser un laser à C02 centré sur 10,6 ,um. Il est nécessaire, en outre, d'avoir des moyens de pointage angulaire précis du faisceau laser d'émission du télémètre, pour que compte tenu de la faible divergence du faisceau laser à l'émission (de l'ordre de 0, 3mrd en général), des grandes distances de portée de détection d'autre part (par exemple de l'ordre de 10 km), des faibles dimensions enfin de la cible poursuivie (par exemple 2 à nom2), le faisceau laser atteigne effectivement la cible et que des échos détectables puissent être obtenus en retour, permettant ainsi d'accéder aux informations de distance et de vitesse radiale.

Une solution connue de ce type est décrite dans la publication de brevet FR-A-2 565 698.

Ces systèmes peuvent présenter des défauts ou des insuffisances dans certaines situations rencontrées en poursuite de cible aérienne, sous l'action conjuguée ou non de plusieurs des points suivants : vitesse de défilement angulaire et accélération angulaire de cible importantes, notamment lors de croisement en combat air-air, qui ne peuvent être pris en charge par les asservissements de position ; traînage des asservissements ; décalage des axes de visée de la détection infrarouge passive et de la télémétrie sous l'effet des contraintes vibratoires et thermiques ; enfin, aucun contrôle existant de correction angulaire applicable à la direction de visée du télémètre par rapport à la position réelle de la cible.

Le but de l'invention est d'obtenir un système équipé d'un alignement automatique du télémétre laser sur la cible visée de manière à illuminer constamment celle-ci et à remédier aux insuffisances et inconvénients précités.

Selon l'invention, il est réalisé un système avec alignement automatique du télémètre comportant, des moyens de formation d'image dans le plan de détection pour produire en sus de l'image de la cible détectée, deux images décalées de l'illuminateur laser, lesdits moyens utilisant un dispositif catadioptre ; des moyens de séparation de voies et de déviation d'une des voies utilisant une lame avec une face traitée dichroïque pour séparer la voie d'fflumination de celle de détection, ladite lame étant combinée avec un montage à double prisme pour décaler de part et d'autre d'une quantité déterminée en amplitude et en direction les points image de l'illuminateur par rapport à la trace de l'axe de visée dudit illuminateur; des moyens de calcul d'écartométrie de la cible, des points image représentant l'iliuminateur, de l'axe de visée de l'illuminateur et des écarts différentiels présentés par celui-ci par rapport à la cible ; des moyens d'asservissement de position de l'axe de visée de l'llluminateur par rapport à la position de la cible à partir desdites données d'écarts différentiels.

Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit donnée à titre d'exemple à l'aide des figures annexées qui représentent - figure 1, un schéma général d'un système équipé d'un dispositif d'alignement automatique conforme à l'invention; - figures 2A et 2B, respectivement des courbes de réponse en transmission et en réflexion de la lame séparatrice dichroïque - figure 3, un schéma partiel du dispositif d'alignement relatif à la partie optique comportant la séparation de voies et la formation de deux images de l'illuminateur symétriques par rapport à l'axe de visée de celui-ci figures 4A, 4B, 4C, des représentations de l'écran de visualisation dans différents cas de figure, avant action de la boucle d'alignement de l'axe de visée de I'illuminateur - figures 5A, 5B, 5C des représentations correspondant respectivement aux figures 4A, 4B, 4C après action de la boucle d'alignement de l'axe de visée de I'illuminateur - figure 6, une représentation d'un mode possible de réalisation du système optique de déviation et de rétroréflexion utilisé pour former les deux images de l'illuminateur; - figure 7, un schéma du système optique de déviation et de rétroréflexion montrant des aménagements apportés au déviateur bi-prisme pour éliminer les zones non coopérantes pour la formation des images de l'iliuminateur.

- figure 8, un schéma illustrant une cible illuminée et montrant le principe de microbalayage utilisé - figure 9, un schéma montrant un microbalayage selon une spirale - figure 10, un exemple de signal détecté au cours d'une période de balayage - figure 11, un schéma d'aménagement du circuit processeur et de calcul des écarts différentiels, en vue d'assurer les microbalayages et préserver le pointage de l'axe de visée du télémètre selon la direction de détection optimale.

En se reportant à la figure 1 le système comporte, pour la voie de détection et de poursuite, de manière connue, un ensemble optique de focalisation du rayonnement reçu sur un détecteur d'image 3 prévu par exemple pour une exploitation dans une bande spectrale infrarouge, des circuits de traitement 5 des signaux détectés et un circuit d'écartométrie 6 mesurant les écarts présentés par la cible M visée. Ces écarts sont désignés ES pour le site et EG pour le gisement. Ils sont visibles sur l'écran 8 d'un dispositif de visualisation 7 alimenté par les circuits de traitement. Pour assurer une poursuite automatique de la cible, ces signaux sont utilisés dans un servo-mécanisme de position annexe 12 qui alimente des moteurs de calage en site et en gisement de la ligne de visée Z de la tête optique 1 (version représentée), ou d'une tourelle supportant l'ensemble du système.

Etant donné la présence d'une vole de télémétrie laser pour connaître la distance et accessoirement la vitesse radiale de la cible, le système est agencé avec une tête optique afocale, de manière à reformer le rayonnement reçu de la cible M visée selon un faisceau parallèle. Ce faisceau est dévié selon deux voles optiques par un séparateur dichroïque 2 qui réfléchit, d'une part vers le détecteur infrarouge 3 le rayonnement infrarouge et qui transmet, d'autre part, la voie de télémétrie à la longueur d'onde du laser. Le rayonnement infrarouge dirigé vers le détecteur 3 est focalisé sur celui-ci au moyen d'une optique 4.

La voie de télémétrie comporte le télémètre laser 9 suivi d'un dispositif de balayage bi-axe figuré par les miroirs 10A et lOB. Le miroir 10A tourne autour d'un axe correspondant, par exemple, à l'axe de gisement tandis que le miroir lOB tourne autour du deuxième axe correspondant à l'axe site. Le faisceau émis par le laser est représenté par une double flèche ; il est orienté en site et en gisement par ce dispositif de balayage lOA et lOB, traverse le miroir dichroïque 2 puis est dévié par la tête optique afocale 1 en direction de la cible M si la voie de télémétrie est bien calée. Pour effectuer ce calage, un servo-mécanisme Il commande le positionnement des miroirs 10A et lOB.

Le télémètre laser 9 est représenté par ses composants essentiels : une optique de séparation de voie 90, tel un miroir semi-transparent, pour séparer la voie d d'émission de celle de réception ; un émetteur optique 91 constitué d'un illuminateur laser ; un récepteur 92 qui fournit l'information distance D et une optique 93 de focalisation du rayonnement laser reçu sur un détecteur qui se situe à l'entrée du récepteur 92.

Conformément à l'invention, le calage de la direction de visée laser est asservi à la cible M et est obtenu en procédant à une écartométrie différentielle qui met en oeuvre un certain nombre d'éléments et de paramètres qui vont être définis dans ce qui suit.

En premier lieu, le système est équipé d'un moyen de formation de deux points image correspondant à la source fflumlnatrice locale 91. Ces points respectivement indiqués L1 et L2 sur l'écran 8, présentent une distance B3 connue de part et d'autre d'un point N correspondant à l'axe d'émission dit axe de visée de l'illuminateur ; les points Li, L2 et N sont alignés dans une direction qui est également connue. Ces deux images résultent d'un montage tête-bêche de deux prismes 21A et 21B coopérant avec la lame dichroïque 2 et dont le fonctionnement sera décrit ultérieurement.

La face 2A du séparateur dichroïque 2 qui se trouve du côté de la tête optique afocale i et du détecteur infrarouge 3 est traitée de manière à favoriser la réflexion de la bande infrarouge prévue pour l'exploitation à l'exception de la raie laser, par exemple à une longueur d'onde de 10,6 pin.

Les figures 2A et 2B représentent respectivement l'allure des courbes de réponse en transmission et en réflexion de cette première face 2A. La face 2B, côté télémètre laser, est traitée anti-reflet sur toute la bande spectrale de sensibilité du détecteur infrarouge 3. Les faces 2A et 2B produisent une réflexion partielle déterminée du rayonnement laser sur cette lame séparatrice dichroïque 2.

Sur le trajet du rayonnement laser réfléchi par la face 2B ont été introduits, en premier lieu, un atténuateur optique 22 dit densité optique et, à l'arrière de celui-ci, le montage double prisme 21A et 21B et un dispositif terminal catadioptre symbolisé par un coin de cube réflecteur 23 à titre d'exemple.

Celui-ci produit un rayonnement rétroréfléchi et donc de même direction que celle du rayonnement incident (symétrie par rapport au sommet du coin de cube) et qui conserve sa directivité en présence de vibrations.

Sur ce trajet se trouve également interposé le double prisme 21A 21B dont l'effet est de partager en deux parties égales le faisceau laser réfléchi, et d'affecter à ces deux parties une déviation angulaire égale mais opposée, de valeur B3/2=(n-1)A, A étant l'angle au sommet, petit, de chacun des prismes 21A et 21B et n leur indice de réfraction.

Les faisceaux réfléchis par le coin de cube 23 traversent à nouveau l'atténuateur 22 et les deux prismes 21A 21B, puis sont transmis par la lame 2 vers le détecteur d'image 3. Suivant ce montage, le faisceau qui a subi une déviation angulaire B3/2 à l'aller à travers le prisme 21A, subit au retour une déviation supplémentaire B3/2 à travers le prisme 21B, et vice-versa. Ceci résulte, en particulier, de la propriété bien connue du coin de cube 23 qui produit une symétrie ponctuelle par rapport au point de concours, ou sommet, de ses trois faces. La déviation globale
B3 obtenue est sensiblement égale à 2(n-1)A.

On choisit un iUuminateur laser dont la longueur d'onde se situe dans la bande infrarouge d'exploitation prévue, par exemple un laser à 10,6 pin, pour une bande d'exploitation IR de 8 à 12 pin et le rayonnement laser détecté par le détecteur infrarouge 3 permet, après traitement en 5 de visualiser les images L1 et L2 de l'illuminateur 91. Par construction, les positions de ces points image L1 et L2 par rapport à la direction de visée laser N présentent chacune un décalage angulaire B3 précité et on assure par écartométrie et asservissement de position le calage de l'axe du laser sur la cible M de manière à illuminer continûment la cible et assurer la fonction télémètre avec une grande fiabilité.

Pour obtenir ce résultat le système comporte > en outre, un circuit d'écartométrie laser 24 qui détermine les écartométries site LS1 et LS2 et gisement LG1 et LG2 des points image L1 et
L2 et un processeur 25 qui détermine les écarts différentiels DS et DG à appliquer pour assurer le calage de l'axe N en M; le processeur 25 résout l'équation vectorielle NM = 1/2(LlM+L2M).

La figure 3 concerne la partie optique des moyens de formation d'image. On suppose pour simplifier la représentation et faciliter la compréhension que les directions axiales sont coplanaires (ou dans des plans parallèles) et que l'axe de visée
Z de la tête optique afocale est pointé en direction de la cible (cas Fig. 4A). Le rayonnement infrarouge indiqué RI est donc reçu parallèlement à la direction de visée Z et est renvoyé quasi intégralement par la face 2A en direction du détecteur infrarouge 3. Le rayonnement laser RL émis arrive sur la face 2B et est transmis dans sa majorité, après traversée de la lame 2 à faces planes et parallèles. Une partie faible de ce rayonnement est réfléchie par la face 2B, et traverse une première fois la densité optique 22.

Les deux prismes tête-bêche 21A et 21B, de même angle au sommet A et même indice de réfraction n, partagent le faisceau laser réfléchi selon la direction axiale Z1 en deux sous-faisceaux de même étendue symbolisés sur la section représentée par les parties respectives FL1 et FL2. La ligne médiane de partage correspond au plan de jonction des deux prismes 21A, 21B. Le catadioptre 23 est positionné, de préférence en sorte que son sommet S se trouve situé sur l'axe
Z1, et le double prisme 21A-21B en sorte que le plan de jonction passe également par cet axe Z1. Les rayonnements RL1 et RL2 désignent respectivement ceux relatifs aux sous-faisceaux FL1 et
FL2.A titre de simplification, il n'a été représenté que le cheminement d'un rayon RL1, celui d'un rayon RL2 étant identique mais symétrique par rapport à la direction Zi.

A la traversée de prisme 21A > le faisceau RLi est dévié vers la base de l'angle B3/2=(n-1)A, l'angle A étant faible. Le faisceau RL1 sortant du coin de cube 23 revient sur lui-même, les rayons émergeants subissent la symétrie autour du sommet S du coin de cube et une déviation supplémentaire égale à B3/2 est produite au travers du prisme 21B. Après traversée à nouveau de la densité 22, puis de la lame 2, le faisceau de retour RL1 présente donc un écart B3 avec la direction axiale réfléchie Z1.

Par symétrique, il y a également le faisceau de retour RL2, symétrique du précédent par rapport à la direction de sortie Z1 vers le détecteur. Le trajet RL2 passe par le prisme 21B à l'aller, et par le prisme 21A au retour.

Les coefficients de transmission et de réflexion des faces 2A et 2B et celui de transmission de la densité optique 22 sont choisis pour obtenir un rayonnement RL1 de niveau acceptable pour le détecteur 3. L'optique de focalisation 4 produit, à partir du rayonnement RL1, l'image Li sur le plan de détection du détecteur en aval (non figuré) et, à partir du rayonnement
RL2, l'image L2.

Suivant la figure 4A l'axe de visée Z du système est pointé sur la cible M, à l'intersection des axes site et gisement S et G. En ce qui concerne la voie de télémétrie laser on considère la trace U du plan passant par L1, L2 La trace U de ce plan qui correspond à la représentation de la figure 3, est parallèle à la direction des sites S. Le point N correspondant à l'axe de visée du laser se situe au milieu de L1L2 (NL1=NL2=B3) . Les circuits d'écartométrie différentielle et d'asservissement effectuent le rattrapage B4 du point N au point
M, de manière à obtenir après calage de la voie laser la configuration 5A qui assure l'illumination de la cible M par le télémètre.

De manière plus générale, par suite des défauts d'alignement des déviateurs 10A, 10B et ceux en 1, l'axe U présentera à la fois un décalage B4 de N à M et une rotation B5 par rapport aux axes de référence d'écartométrie S et G comme représenté sur la figure 4B où l'on a encore considéré la cible
M centrée en 0. La figure 5B montre le positionnement des images L1 et L2 après rattrapage de l'écart B4 de N à 0.

Enfin, dans le cas de figure 4C, on a considéré la cible
M décalée par rapport à l'axe de visée O du système, ce décalage étant dû par exemple au traînage des servo-mécanismes de poursuite 12, ou à une vitesse et une accélération très élevées de la cible M. Après rattrapage de la voie laser le point N se trouve déplacé en M et l'on a la configuration de la figure 5C.

La détection de la cible M fournit un signal correspondant
VM en sortie du circuit de traitement 5. Aussi longtemps que la cible n'est pas détectée, acquise puis poursuivie angulairement à partir du signal VM, le télémètre reste inactif et les images
Li et L2 ne sont pas produites. L'asservissement en position angulaire de la ligne de visée Z de la tête optique i est obtenu à partir des signaux ES EG d'écartométrie de la cible. On rattrape ainsi le dépointage entre l'axe Z et l'asservissement en position angulaire est conforme, par exemple, à celui décrit dans le document de brevet FR-A-2 565 698 déjà cité. I1 en est de même pour le pointage, ou calage initial, correspondant à la phase d'acquisition de la cible.

La cible étant poursuivie on peut passer à la phase suivante avec télémétrie. I1 apparaît alors les images L1 et L2.

A ces images correspondent des signaux VL1 et VL2. Leur niveau est ajusté par rapport à celui VM de la cible M, par l'intermédiaire de la densité optique 22, compte tenu de la dynamique possible du signal VM. On peut soit donner à la densité 22 une valeur fixe d'atténuation, soit utiliser une densité variable sur commande électrique ou par asservissement de position, par exemple on pourra asservir la valeur d'atténuation en fonction du niveau du signal VM détecté.

L'écartométrie différentielle sur les deux signaux VL1,VL2 et VM permet à partir des écarts de calculer les valeurs DS et
DG permettant de ramener en coïncidence l'axe laser avec la direction de la cible, les signaux d'écartométrie différentielle sont appliqués au moteur 11A et 11B qui sont associés à des capteurs angulaires 1iC et 11D. Les rotors de ces moteurs supportent les miroirs 10A et lOB dont l'orientation est alors modifiée et contrôlée pour obtenir l'illumination continuelle de la cible. L'émission laser du télémètre est alors dirigée avec précision sur la cible car c'est celle-ci qui sert à l'orientation des miroirs 10A et lOB et non pas les écarts ES et
EG avec la ligne de visée comme dans la solution antérieure
FR-A-2 565 698.L'orientation du faisceau laser est ainsi indépendante des imperfections des asservissements de la ligne de visée, notamment des défauts de traînage puisqu'elle prend comme référence la cible elle-même (cas des figures 4C et 5C).

Le système est ainsi rendu insensible à toute vibration de l'un quelconque de ses éléments optiques ; en particulier, de la lame dichroïque 2, du catadioptre 23, de la densité optique 22.

Les images M, Li et L2 se déplacent avec un écart B3 maintenu fixe entre elles et globalement par rapport à la direction O de l'axe de visée. De même, les directions d'émission et de réception du télémètre se déplacent simultanément. Le système est constitué ainsi d'invariants optiques ou de chemins optiques communs.

La voie infrarouge comporte de manière préférentielle un circuit de balayage rotatif non figuré, interposé entre le miroir dichroique 2 et optique 4 pour permettre une cadence d'information élevée et une correction aisée du devers de l'image consécutif aux mouvements des miroirs utilisés dans la tête optique pour dévier le rayonnement reçu.

Du côté télémétrie laser, on peut également envisager de placer une optique afocale, par exemple entre la lame dichroïque 2 et le miroir 10B, de manière à obtenir un certain grossissement optique dans le sens de l'émission.

L'unité de télémétrie 9 utilise un laser pulsé ou continu, par exemple du type à modulation de fréquence dit FM-CW qui exige une grande stabilité de ses composants. A cet effet, le télémètre est avantageusement constitué d'un équipement indépendant fixé au système par l'intermédiaire d'une suspension permettant déjà d'amortir et de diminuer les effets des vibrations.

Les axes de référence d'écartométrie indiqués S pour le site et G pour le gisement peuvent également être considérés, respectivement, en tant qu'axe d'élévation et axe de circulaire de manière plus générale.

Le système optronique de poursuite tridimensionnelle conforme à la description faite assure l'alignement automatique de l'axe du télémètre sur la cible.

On remarquera, en tant qu'avantage procuré par le système, que le champ d'utilisation du télémètre peut être important et du même ordre que le champ d'observation envisageable délimité au maximum par l'étendue de l'écran 8 de visualisation d'image. En effet, l'exploitation reste possible même si une seule L1 ou L2 des deux images de l'ffluminateur est visible sur l'écran, la deuxième se situant hors du champ de cet écran 8.

La figure 6 montre un exemple de réalisation monobloc de l'ensemble catadioptre 23 et double prisme 21A-21B. Le coin de cube 23 est plein, réalisé avec un matériau optique transparent au rayonnement laser émis ; par sa base BCE il est couplé optiquement et mécaniquement (par un collage approprié) au double prisme qui se présente comme dans le cas de la figure 3 avec deux faces coplanaires, l'une de l'élément 2iA, l'autre de l'élément 21B, et toutes deux perpendiculaires à l'axe optique
Z1. L'élément 21B est découpé dans sa partie inférieure inutilisée (indiquée en pointillé). Dans cet exemple, le plan de jonction des prismes 21A et 21B contenant l'axe optique Z1 est parallèle à l'un des côtés du triangle BCE, mais la position angulaire de cet ensemble 21A-21B autour de l'axe Z1 peut être quelconque.

La figure 7 montre que, dans le cas de deux prismes 21A et 21B montés tête-bêche avec base commune, une occultation 21X doit être pratiquée dans le faisceau, sous forme d'une bande opaque de largeur h=d. B3 de part et d'autre du plan de jonction des prismes, la valeur d représente la distance séparant le sommet du coin de cube 23 des deux prismes. En effet, on n'observe pas de décalage pour des rayons qui traverseraient les deux prismes dans cette bande de largeur totale 2h. La bande opaque 21X est représentée sur la réalisation en perspective figure 6.

Le système optronique de poursuite tridimensionnelle conforme à la description faite peut encore être amélioré du point de vue alignement automatique de l'axe du télémètre sur la cible.

En effet, si lton se reporte à la figure 8 où l'on a représenté un aéronef M et des impacts divers d'illumination laser, on peut se rendre compte pour l'impact LA1 que l'orientation différente des surfaces illuminées influe respectivement sur la puissance lumineuse rétroréfléchie par ces surfaces en direction du télémètre. La tache LA2 de plus grande dimension que LA1 est destinée à montrer l'influence de la distance de la cible M par rapport au télémètre, le cas figuré correspond à un rapprochement.

Pour améliorer les performances, on produit comme indiqué avec la tache lumineuse LA3 un balayage délimité qui peut être appelé microbalayage, pour déplacer angulairement le faisceau dans une zone elle-même limitée, par exemple comme représenté, le long d'un cercle Ci. Au cours de cette petite exploration la puissance lumineuse rétroréfléchie va varier selon l'étendue et l'orientation des surfaces touchées et on déduit du niveau de signal détecté au cours de ce balayage une position optimale pour l'axe de visée du télémètre dans la configuration présente.

Ce balayage est répété assez rapidement compte tenu de l'évolution spatiale de la cible M, évolution qui dépend de sa distance d'éloignement, de sa vitesse et de sa direction par rapport au système de poursuite.

La figure 9 représente un autre exemple de balayage où la tache laser décrit une spirale. La position NO correspond à la position initiale de l'axe de visée du télémètre. La position N1 à une position intermédiaire, et la position NT à la position finale après la durée T de ce balayage. La position Nm est celle qui correspond à la détection optimale.

La figure 10 illustre le signal SD détecté au cours du balayage correspondant. Pour les quatre positions les instants sont indiqués to, ti, tm et to+T. A l'instant tm on a l'amplitude maximale Vm du signal SD détecté par le télémètre.

La figure i1 représente schématiquement les moyens complémentaires intervenant dans cette opération de balayage, moyens qui se retrouvent pour l'essentiel au niveau du processeur 25 (zig.1) . On distingue des moyens de production du balayage 251 qui peuvent être constitué par une mémoire morte dans laquelle sont rangées les données du microbalayage, ces données dS et dG étant à rajouter à celles des écarts différentiels DS et DG élaborés par un processeur de gestion et de calcul 250 à partir des signaux dtécartométrie laser IJS 1 et LS2, LGl et LG2 et de cible ES et EG.Cette sommation s'effectue dans des circuits référencés 252 et 253, les sorties de ces additionneurs étant transmises au circuit d'asservissement de position i1. Le signal détecté SD par le détecteur du récepteur 92 du télémètre 9 est transmis à un circuit de détection de plus fort niveau 254 après conversion numérique dans un circuit de conversion analogique-numérique 255. Le processeur de gestion et de calcul 250 est programmé en sorte de faire exécuter un balayage complet de durée T et d'analyser le signal détecté SD au cours de ce balayage pour recueillir l'information t
m correspondant à l'instant de détection de plus fort niveau et pour extraire ensuite de la mémoire 251 les données d'écarts complémentaires ds et dg correspondant à la position M de l'axe de visée pour cette position optimale de détection. Dans le cas du balayage spirale figure 9, ces écarts ds et dg correspondent aux coordonnées de Nm par rapport à la position initiale No. Ces données d'écarts ds et dg sont transmises aux circuits 252 et 253 et par le biais des asservissements 11 l'axe de télémétrie est ramené au point Nm
Le cycle peut ensuite recommencer par un nouveau balayage, la détermination du nouveau point de détection optimale et le rattrapage et ainsi de suite, de manière répétitive avec ou sans interruption entre chaque cycle.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Système optronique de poursuite tridimensionnelle avec alignement automatique du télémètre sur la cible visée, destiné à équiper un ensemble de détection optoélectrique et de localisation comportant une optique afocale dont l'axe optique correspond à l'axe de visée du système et qui est suivie d'un séparateur optique sous forme d'une lame à faces parallèles ayant une face traitée dichroïque pour séparer la voie de détection de celle de télémétrie, la voie de détection comportant une optique de focalisation sur un détecteur d'images, le détecteur étant suivi de circuits de traitement et d'écartométrie, la voie de télémétrie comportant un déviateur optique entre le séparateur dichroique et le télémètre optique et un servomécanisme de positionnement du déviateur alimenté à partir des données d'écart de cible par rapport à l'axe de visée de manière à orienter l'axe du télémètre, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de formation sur le détecteur (3) de deux images de l'illuminateur (L) du télémètre (9) décalées symétriquement d'une quantité connue en amplitude (B3) et en direction (B5) par rapport à la position (N) de l'axe optique du télémètre, ces moyens utilisant une minime partie du rayonnement de l'illuminateur non transmis vers l'optique par le séparateur, lesdits circuits d'écartométrie (6-24) élaborant des données d'écart (LS1,LS2,LG1,LG2) de deux images de l'illuminateur (L1 et L2) et un circuit processeur (25) calculant les écarts différentiels (DS , DG) présentés par l'axe du télémètre (N) par rapport à la cible (M) pour alimenter lesdits servomécanismes de positionnement (il) du déviateur (1OA,1OB) et préserver une illumination continue de la cible visée.

2. Système selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de formation d'image comportent ladite lame séparatrice (2) dont la deuxième face (2B) est traitées anti-reflet sur toute la bande spectrale du détecteur d'image (3) en sorte que ses deux faces (2A, 2B) produisent des réflexions partielles déterminées du rayonnement de l'illuminateur (91) un montage double prisme (21A, 21B) pour dévier respectivement les deux moitiés du faisceau laser réfléchies par ladite deuxième face de la lame d'un même angle (B3/2), un dispositif catadioptre (23) pour renvoyer à nouveau ce rayonnement dévié vers la lame en retraversant le montage déviateur double prisme qui introduit respectivement une nouvelle déviation de même valeur, ladite lame transmettant partiellement les faisceaux déviés résultants vers la voie de détection (3) pour produire lesdites images symétrique (L1,L2) par rapport à l'axe de visée (N) du télémètre.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif catadioptre est du type coin de cube réflecteur (23).

4. Sysème selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte > en outre, une densité optique (22) d'atténuation déterminée, ou ajustable, interposée entre le séparateur (2) et le dispositif catadioptre (23).

5. Système selon la revendication 3 ou l'ensemble des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'ensemble coin de cube réflecteur (23) et double prisme (21A-21B) est assemblé monobloc, le coin de cube étant plein en un matériau optique transparent au rayonnement de I'illuminateur du télémètre (9) et le montage biprisme étant rapporté sur la face du coin de cube opposée au sommet (S) et perpendiculaire à l'axe optique (Z1) du coin de cube.

6. Système selon la revendication 3 ou 5, ou l'ensemble des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le montage double prisme (21A-21B) comporte une zone occultée (21X) centrée sur l'axe optique (Zl) passant par le plan commun aux deux prismes, ladite zone ayant la forme d'une bande de largeur déterminée (h) de part et d'autre du plan de jonction des prismes pour arrêter les rayons lumineux déviés par un premier prisme et qui ne sont pas renvoyés vers le deuxième prisme mais qui reviennent vers le même prisme du fait de leur faible écartement par rapport au sommet (S) du coin de cube réflecteur

(23).

7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est utilisé dans un ensemble optronique de poursuite, ladite tête optique afocale (1) étant orentable selon deux axes perpendiculaires et son orientation étant asservie à la direction de la cible par un servomécanisme de positionnement (12) alimenté à partir des données d'écarts (ES,EG) de la cible.

8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de production d'un balayage (251) dans une zone délimitée (Ng à

NT) par deplacement angulaire de l'axe de visée (N) du télémètre (9), des moyens de détection de plus fort niveau (254,255) du signal détecté (ND) par le télémètre, et des moyens de correction (250 à 253) desdits écarts différentiels pour ramener l'axe de visée du télémètre sur la position de balayage correspondant à ladite détection de plus fort niveau.