FR2738346A1

FR2738346A1 - Procede pour empecher la detection et le leurrage d'une camera thermique par des moyens internes a la camera et dispositif mettant en oeuvre ce procede

Info

Publication number: FR2738346A1
Application number: FR8609595A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Fouilloy
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1986-07-02
Publication date: 1997-03-07
Anticipated expiration: 2006-07-02
Also published as: FR2738346B1; GB8707637D0; GB2464144B; SE8702414D0; GB2464144A; DE3719678C1

Abstract

Procédé pour prévenir la détection et le leurrage d'une caméra thermique recevant le rayonnement infrarouge issu d'une source laser et consistant à placer à l'avant de ses détecteurs (d'1 -d"1 , d'2 -d"2 , ... d'n -d"n ) ou (d1 , d2 ... dn ) des éléments de filtrage (f'1 -f"1 , f'2 -f"2 , ... f'n -f"n respectivement) ou ( phi'1 et phi"1 , phi'2 et phi"2 , ... phi'n et phi"n respectivement) effectuant la discrimination entre le rayonnement provenant des sources naturelles de la scène d'une part et le rayonnement provenant d'une source laser à une longueur d'onde bien déterminée d'autre part et permettant ainsi le repérage de ladite source. Le moyen de prévention contre le leurrage consiste à inhiber les circuits d'amplification de façon que la caméra ne soit ni leurrée ni aveuglée. Le repérage est suivi de l'arrêt du balayage de la caméra. Application à la protection des caméras thermiques.

Description

PROCEDE POUR EMPOCHER LA DETECTION ET LE LEURRAGE D'UNE CAMERA
THERMIQUE PAR DES MOYENS INTERNES A LA CAMERA ET DISPOSITIF
METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE.

L'invention concerne un procédé pour empêcher la détection et le leurrage d'une caméra thermique éclairée d'abord par une source laser continue utilisée pour la détection et fournissant grâce à un récepteur d'écho associé des impulsions électriques à la fréquence du balayage de la camé- ra, lesdites impulsions étant retardées par rapport au signal d'écho reçu au rythme dudit balayage et servant à synchroniser une autre source laser fournissant des impulsions lumineuses éclairant également la caméra, lesdites impulsions créant dans l'image de la caméra, grâce audit retard un objet fictif situé dans une autre direction que lesdites sources lasers.

L'invention concerne également le dispositif réalisé par la aise en oeuvre de ce procédé.

Les caméras athermiques actuelles possèdent deux caractéristiques particulières pouvant être utilisées pour les détecter - les détecteurs sont refroidis à basse température, par exem
ple 80 K, - l'analyse de la scène est réalisée par un dispositif opti
co-mécanique comprenant des pièces optiques mobiles telles
que l'image des détecteurs parcourt la scène à observer.

A partir de ces caractéristiques, deux moyens de détection peuvent être utilisés - une détection purement passive mettant en évidence un point
froid pulsé dans le paysage, - une détection active utilisant les variations de propriétés
réfléchissantes en fonction du temps de l'ensemble balaya geldétecteur.

L'ensemble du système optique de la caméra thermique se comporte comme un collimateur plaçant les détecteurs à l'infini et balayant la scène à la vitesse d'analyse. Une ca séria peut ainsi être détectée de façon passive car la pupille d'entrée présente une température apparente ayant des variations cycliques dues au fait qu'un observateur zvoit alterna vivement l'intérieur de la caméra à température normale et les détecteurs refroidis à basse température.

La détection de ces variations cycliques de teapé- rature est possible théoriquement. En pratique, la fréquence relativement basse du phénonène (quelques dizaines de Hz), et la dimension assez faible de la pupille d'entrée rend cette détection difficile dans un temps court. En effet, le dispositif de détection doit observer dans un champ peu supérieur à la dimension de la pupille de la caméra pour pouvoir mettre en évidence la variation de flux correspondant à la température très basse du détecteur, et il doit attendre dans chaque position d'observation au moins la durée d'un cycle de balayage de la caméra.

Pour la détection active, l'ensemble du système optique de la caméra se comporte couse un collimateur dont l'orientation varie selon le balayage. Au foyer de ce colle a teur se trouvent placés les détecteurs qui sont composés d'un certain nombre de surfaces diversement réfléchissantes : parties sensibles et métallisations par exemple. Cet ensemble a les propriétés d'un rétro-réflecteur vis à vis des sources situées sur la scène au monent où l'image du détecteur passe sur ces sources. Un détecteur placé à côté d'une source va donc recevoir un fort signal d'écho au moment où le 'colli-ateur' est convenablement orienté. De plus, ce signal d'écho peut être modulé par les différences de coefficient de réflexion des surfaces placées autour des détecteurs.Là encore, la fréquence à laquelle le phénomène se répète dépend de la structure de la caméra. Elle est au moins égale à la fréquence image (ou à la fréquence trame, si l'image est constituée de plusieurs trames entrelacées). Les difficultés relatées ci-dessus pour la détection passive se retrouvent ici, mais couse le dispositif de détection est astre de l'intensité de la source, il est possible de concevoir un angle élémentaire en principe beaucoup plus grand, ce qui diminue le temps d'observation nécessaire.

A partir des moyens de détection active, il est possible de leurrer une caméra thermique selon le procédé décrit dans la demande de brevet français N 2 547 059 du 31 mai 1983 par exemple.

Le procédé de leurrage consiste à éclairer la camé- ra au moyen d'un laser émettant des impulsions synchrones du balayage de la caméra, à des moments où la caméra n'a pas son champ élémentaire dirigé vers la source laser, avec l'hypothèse implicite qu'aucune énergie en provenance de la source ne peut parvenir sur les détecteurs, hormis la partie éventuellement diffusée sur les surfaces optiques, les baffles absorbants, etc... c'est-à-dire une proportion très petite de l'énergie, ce qui implique l'usage de sources très puissantes.

Pour prévenir la détection active on peut limiter les variations du coefficient de réflexion vis à vis des sources extérieures. On peut encore détecter les moyens de détection active avant de stopper le balayage de la caméra. On utilise à cet effet les propriétés de très haute luminance et de monochromaticité des sources laser que les détecteurs peuvent mettre en évidence.

Les sources naturelles rayonnent toujours colle un corps noir plus ou moins filtré. Le corps noir présentant la température la plus élevée couramment accessible est le soleil (6O000K). La luminance différentielle soleil/fond du ciel représente donc la valeur maximale possible qui peut être rencontrée en dehors des lasers. A cette valeur correspond un signal électrique maximal. Si cette valeur est dépassée, on peut en conclure que la caméra est en présence d'un laser qui l'éclaire.

Généralement les circuits de la caméra seront saturés avant d'atteindre la valeur correspondant au soleil. Il faut soit prévoir des circuits spéciaux à faible gain, soit, en cas de saturation, prévoir l'introduction d'un filtre opti que pour déplacer la gan e de dynamique de la caméra vers les hautes températures.

Toutefois, un laser peut présenter une luminance apparente inférieure à celle du soleil (laser éloigné, vu sous un angle plus petit que le champ élémentaire). Le caractère de très haute luninance s avère alors difficile à déceler.

L'invention se propose de prévenir la détection et le leurrage d'une caméra thermique au moyen d'un procédé utilisant le caractère plus spécifique de monochromaticité des sources laser. Ce procédé est remarquable en ce que le moyen de prévention contre la détection de la caméra consiste à placer à l'avant de ses détecteurs des dispositifs de filtrage intégrés à ladite caméra et lui permettant d'effectuer la dis crimination entre le rayonnement provenant des sources naturelles de la scène d'une part et le rayonnement provenant d'une source laser à une longueur d'onde bien déterminée d'autre part et permettant ainsi le repérage de ladite source et l'arrêt éventuel du balayage rendant la caméra indétectable et en ce que le moyen de prévention contre le leurrage consiste à inhiber les circuits d'amplification des signaux électriques fournis par les détecteurs de façon que la caméra ne soit ni leurrée, ni aveuglée, ce qui permet le repérage desdites sources dans leur position réelle.

La description suivante en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.

La figure 1 représente un dispositif intégré de filtrage et de détection pour mettre en évidence une source monochromatique en un seul balayage, selon le procédé de l'invention.

La figure 2 représente un autre dispositif intégré de filtrage et de détection pour mettre en évidence une source monochromatique en plus d'un balayage, selon le procédé de l'invention.

Sur la figure 1 chaque élément d'une ligne de détecteurs est dédoublé en deux autres éléments au moins (d'i-d"i, d'2-d12, ... d'n-d'n), chacun de ces deux autres éléments étant précédé d'un filtre transparent dans l'une et l'autre moitié de la bande spectrale (f'1-f"1, f'2- 2, f'n-f"n respectivement). L'énergie du laser se trouve alors dans l'une des deux bandes alors que l'énergie d'un corps noir est répartie entre les deux bandes spectrales.

L'analyse du contenu des deux bandes spectrales permet donc de décider si une source a ou non un caractère monochromatique.

Cette méthode peut être étendue à plus de deux éléments en décomposant la bande spectrale en plus de deux demi-bandes.

La figure 2 montre l'utilisation d'une ligne de détecteurs normaux (d1, d2 ... dn), à large bande spectrale, chacun d'eux étant précédé d'au moins deux filtres ('1 et 0'1, 9'2 et 'n et < P'n et et #n, respectivement), si la lu- minance dépasse une certaine valeur. La bande spectrale peut par exemple être décomposée en deux deri-bandes 8-9,5 m et 9,5-11 ijm, qui interviennent successivement au cours de deux analyses. Le rayonnement d'un corps noir est alors partagé en deux fractions dont le rapport dépend de sa température alors que le rayonnement monochromatique du laser à 10,6 pm se trouve uniquement dans la bande 9,5-11 pm.

La caméra thermique est ainsi capable, grâce à ces moyens de mettre en évidence la présence d'un laser qui l'éclaire. La parade consiste alors à arrêter le balayage, ce qui fait cesser l'imagerie et la détection.

La demande de brevet NO 2 547 059 décrit un procédé de leurrage consistant à éclairer la caméra au moyen d'un laser émettant des impulsions synchrones du balayage de la camé- ra, à des moments où la caméra n'a pas son champ élémentaire dirigé vers la source laser, avec l'hypothèse implicite qu'une partie suffisante de l'énergie parvient sur les détecteurs par diffusion et réflexion.

Un moyen interne à la caméra peut être utilisé pour mettre en évidence un tel leurrage.

Si l'énergie impulsionnelle parvient sur les détecteurs par réflexion ou diffusion, tous les détecteurs sont éclairés simultanément, alors que lors de l'analyse d'une scène, cette situation ne peut se présenter que si le détecteur passe sur une figure du paysage représentant sa structure à l'échelle correcte, ce qui est hautement improbable. La détection d'un signal d'amplitude notable apparaissant simultanément sur tous les détecteurs -ou sur un grande nombre d'entre eux- permet donc de conclure que la caméra est illuminée par un laser
Il est alors possible d'inhiber les circuits d'am- plification de façon à supprimer le signal créé par le leurrage, ce qui permet de voir la direction du laser illuminateur détectant le balayage.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé pour empêcher la détection et le leurrage d'une caméra thermique éclairée d'abord par une source laser continue utilisée pour la détection et fournissant grâce à un récepteur d'écho associé des impulsions à la fréquence du balayage de la caméra, lesdites impulsions électriques étant retardées par rapport au signal d'écho reçu au rythme dudit balayage et servant à synchroniser une autre source laser fournissant des impulsions lumineuses éclairant également la camé- ra, lesdites impulsions créant dans l'image de la caméra, grâce audit retard un objet fictif situé dans une autre direction que lesdites sources lasers, caractérisé en ce que le moyen de prévention contre la détection de la caméra consiste à placer à l'avant de ses détecteurs des dispositifs de filtrage intégrés à ladite caméra et lui permettant d'effectuer la discri mination entre le rayonnement provenant des sources naturelles de la scène d'une part et le rayonnement provenant d'une source laser à une longueur d'onde bien déterninée d'autre part et permettant ainsi le repérage de ladite source et éventuellement l'arrêt du balayage optico-mécanique de la caméra qui devient indétectable, et en ce que le moyen de prévention contre le leurrage si le balayage n'est pas arrêté consiste à inhiber les circuits d'amplification des signaux électriques fournis par les détecteurs pendant la durée des impulsions lumineuses de façon que la caméra ne soit ni leurrée, ni aveuglée, ce qui permet le repérage desdites sources dans leur position réelle.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de prévention de la détection consiste à dédoubler chaque détecteur en au moins deux éléments, le premier élément étant précédé d'un premier filtre transparent dans la moitié de la bande spectrale desdits lasers, le deuxième élément étant précédé d'un deuxième filtre transparent dans l'autre moitié de ladite bande spectrale, le rayonnement provenant des sources naturelles de la scène se retrouvant réparti entre les deux bandes spectrales, tandis que le rayonnement d'une source laser se retrouve dans l'une des deux bandes, le repérage étant ainsi effectué en un seul balayage de la caméra.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande spectrale des détecteurs de la caméra thermique étant décomposés en au moins deux bandes, ledit moyen de prévention de la détectionn consiste à placer devant lesdits détecteurs au moins deux filtres respectivement transparents dans lesdites bandes et qui interviennent successivement au cours de deux ou plusieurs analyses, le rayonnement d'une source naturelle de la scène se trouvant ainsi partagé en deux ou plusieurs fractions, alors que le rayonnement monochromati- que d'une source laser se retrouve uniquement dans l'une des différentes bandes, le repérage étant ainsi effectué en plus d'un balayage de la caméra.

4. Dispositif pour prévenir la détection et le leurrage d'une caméra thernique et réalisé par la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2 ou 1 et 3.