FR2798999A1 - Method and device for locating fixed or slowly moving terrestrial objects from a military aircraft - Google Patents

Method and device for locating fixed or slowly moving terrestrial objects from a military aircraft Download PDF

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Abstract

The object locating method includes: - designation by the aircraft pilot of a ground object, in an image furnished by a stabilized camera; - tracking the object by shape reconnaissance in the camera image, which is stabilized so that the line of sight remains pointed on the object; - a sequence of measuring operations for the elevation angle of the object with respect to the aircraft, of the aircraft's position and its orientation, and; - calculation of the distance and altitude relative to the route of the sequence, each calculation takes into account the group of previous carried out measurements by a statistical filter such as a Kalman (RTM) filter. An Independent Claim is included for a location device using a camera and inertial navigation.

Description

PROCEDE <B>ET DISPOSITIF DE LOCALISATION D'OBJECTIFS</B> PAR<B>UN</B> AERONEF La présente invention concerne les procédés et dispositifs localisation d'objectifs terrestres fixes ou<B>à</B> déplacement lent, par rapport<B>à</B> un aeronef, ce qui implique la détermination de la distance de l'objectif et de son altitude relative par rapport<B>à</B> l'aéronef, au cours du déplacement de ce dernier.  The present invention relates to methods and devices for locating stationary terrestrial objectives or for slow motion. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING , relative to <B> to </ B> an aircraft, which involves the determination of the distance of the objective and its relative altitude relative to the aircraft, during the movement of the aircraft. this last.

<B>A</B> l'heure actuelle, les systèmes de localisation et de désignation d'objectifs sont généralement fondés sur une comparaison entre la position l'aéronef, donnée par une centrale inertielle de navigation ou par un récepteur et une indication cartographique résumée mémorisée avant le début de la mission de l'aéronef. <B> A </ B> At the present time, location and target designation systems are generally based on a comparison between the position of the aircraft, given by an inertial navigation unit or by a receiver and an indication. summarized cartographic map memorized before the beginning of the mission of the aircraft.

Ces systèmes ont l'inconvénient d'être peu précis et de n'être pas utilisables pour la localisation d'objectifs d'opportunité ou d'objectifs mobiles. These systems have the disadvantage of being imprecise and not being usable for locating opportunity goals or mobile objectives.

On connaît également des systèmes utilisant des moyens actifs tels qu'un télémetre laser, mais ils ne sont pas prévus sur beaucoup d'aéronefs et ils ne sont toujours utilisables. Systems using active means such as a laser telemeter are also known, but they are not provided on many aircraft and they are still not usable.

présente invention vise notamment<B>à</B> fournir un procédé et un dispositif de localisation d'objectifs qui ne nécessitent pas de système optronique actif et cependant permettent, par répétition de mesures effectuées pendant un délai relativement bref, d'obtenir avec une bonne précision la distance entre l'aéronef et l'objectif et l'altitude relative de l'aéronef. The object of the present invention is in particular to provide a method and a device for locating lenses which do not require an active optoelectronic system and yet make it possible, by repetition of measurements carried out for a relatively short period of time, to obtain with a good accuracy the distance between the aircraft and the objective and the relative altitude of the aircraft.

Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé comprenant: <B>-</B> la désignation, par le pilote de l'aéronef porteur, d'un objectif au sol, dans l'image fournie par une caméra munie de moyens de stabilisation, <B>-</B> la poursuite de l'objectif par reconnaissance de forme dans l'image de la caméra, stabilisée de façon que sa ligne de visée reste pointée sur l'objectif, <B>-</B> une séquence d'opérations de mesure d'une part de l'angle d'élévation de la cible par rapport<B>à</B> l'aéronef, d'autre part de la position de l'aéronef et de son orientation, et <B>-</B> le calcul de la distance et de l'altitude relative au cours de la séquence, chaque calcul tenant compte de l'ensemble des opérations de mesure effectuées précédemment par un filtrage identique tel qu'un filtrage de Kalman. For this purpose, the invention notably proposes a method comprising: <B> - </ B> the designation, by the pilot of the carrier aircraft, of a ground objective, in the image provided by a camera provided with means of stabilization, <B> - </ B> the pursuit of the objective by recognition of shape in the image of the camera, stabilized so that its line of sight remains pointed on the objective, <B> - < / B> a sequence of measurement operations on the one hand of the angle of elevation of the target relative to <B> to </ B> the aircraft, on the other hand the position of the aircraft and of its orientation, and <B> - </ B> the calculation of the distance and the relative altitude during the sequence, each calculation taking into account all the measurement operations carried out previously by an identical filtering such as Kalman filtering.

L'invention propose également un dispositif de localisation d'objectifs par un aéronef, comprenant, sur l'aéronef<B>:</B> centrale de navigation inertielle fournissant les mouvements de l'avion translation et en orientation dans un repère lié<B>à</B> la terre, <B>-</B> caméra fournissant une image du sol dans laquelle il est possible de désigner poursuivre un objectif, et des moyens de reconnaissance de l'objectif désigné dans des images successives lors du déplacement de Paeronef et des moyens stabilisation de la ligne de visée de la caméra vers ledit objectif, et moyens de calcul de la distance entre l'aéronef et l'objectif et de l'altitude relative de l'aéronef par rapport<B>à</B> l'objectif<B>à</B> partir de jeux de valeurs successives de l'angle d'élévation de la cible d'une part, de la position et de l'orientation de l'aéronef d'autre part. The invention also proposes a device for locating objectives by an aircraft, comprising, on the aircraft <B>: </ B> central inertial navigation providing the movements of the aircraft translation and in orientation in a bound reference system < B> to </ B> the earth, <B> - </ B> camera providing an image of the ground in which it is possible to designate to pursue a goal, and means of recognizing the designated objective in successive images during the displacement of Paeronef and the stabilization means of the line of sight of the camera towards said objective, and means for calculating the distance between the aircraft and the objective and the relative altitude of the aircraft with respect to <B> to </ B> the objective <B> to </ B> from sets of successive values of the elevation angle of the target on the one hand, the position and orientation of the aircraft of 'somewhere else.

Dans son application<B>à</B> la localisation d'objectifs constituant des cibles d'opportunite, <B>à</B> partir d'avions d'attaque<B>à</B> basse ou moyenne altitude par des bombes lisses<B>à</B> trajectoire balistique ou même par des bombes freinées, l'invention permet d'améliorer la précision sans usage de moyens actifs et de permettre attaque<B>à</B> distance accrue. Le pilote qui acquiert de telle cibles doit <B>à</B> l'heure actuelle choisir l'instant et l'attitude de largage alors n'a qu#une connaissance très imprécise de la position de la cible par rapport a l'avion, d'où des échecs et /ou des dommages collatéraux. La précision élevée obtenue grâce <B>à</B> l'invention résulte d'une connaissance précise de la distance et de l'altitude obtenue par une algorithmie de triangulation utilisant la poursuite de la cible dans l'image fournie par une caméra stabilisée associée<B>à</B> des moyens de reconnaissance de forme. Le filtrage statistique exploitant n images successives (avec n supérieur<B>à</B> 2) fournit une précision très supérieure<B>à</B> celle d'une simple triangulation<B>à</B> partir de deux mesures ou même d'une moyenne. In its application <B> to </ B> the location of objectives constituting targets of opportunity, <B> to </ B> from attack aircraft <B> to </ B> low or medium altitude by bombs smooth <B> to </ B> ballistic trajectory or even by braked bombs, the invention makes it possible to improve the precision without use of active means and to allow attack <B> at </ B> increased distance. The pilot who acquires such targets must <B> at </ B> the current time choose the moment and the drop attitude then has only a very imprecise knowledge of the position of the target with respect to the target. plane, resulting in failures and / or collateral damage. The high accuracy obtained by <B> to </ B> the invention results from a precise knowledge of distance and altitude obtained by a triangulation algorithm using the tracking of the target in the image provided by a camera stabilized associated <B> with </ B> form recognition means. Statistical filtering exploiting n successive images (with n superior <B> to </ B> 2) provides a much greater accuracy <B> than </ B> that of a simple triangulation <B> to </ B> from two measures or even an average.

L'invention sera mieux comprise<B>à</B> la lecture de la description qui suit, de modes particuliers de réalisation, donnés<B>à</B> titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels<B>:</B> <B>-</B> la fig. <B>1</B> est un schéma montrant des paramètres qui interviennent dans la mise en #uvre du procédé<B>;</B> <B>-</B> la fig. 2 est un synoptique du dispositif<B>;</B> et <B>-</B> la fig. <B>3</B> est un diagramme montrant des critères de choix de la durée d'évaluation. The invention will be better understood by reading the following description of particular embodiments given as non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings, in which <B>: </ B> <B> - </ B> FIG. <B> 1 </ B> is a diagram showing parameters involved in the implementation of the process <B>; </ B> - </ B>. 2 is a block diagram of the device <B>; </ B> and <B> - </ B> FIG. <B> 3 </ B> is a diagram showing criteria for choosing the evaluation time.

Le principe de l'évaluation de l'altitude relative H et de la distance L entre une cible 12 et un aéronef constitué par un avion d'attaque<B>10</B> qui suit une trajectoire de consigne dans un plan contenant la cible est montré en fig. <B>1.</B> Cette situation existe lorsque le pilote a identifié une cible et se dirige vers elle. La cible peut être immobile (cas d'un bâtiment) ou mobile<B>à</B> une vitesse très faible par rapport<B>à</B> celle de l'avion, qui dépasse<B>100</B> m/sec. La distance et la hauteur peuvent en principe être déduites de mesures successives de l'angle a entre la trajectoire, supposée rectiligne, de la ligne de visée de cible LDV et de l'élevation c de la trajectoire. Dans un cas idéal, deux mesures aux instants tl et tn permettent d'obtenir<B>D</B> et H<B>à</B> l'instant tn D=L al/sin(an-al) Fi=D (an-c) où L est la distance parcourue entre tl et tn. The principle of the evaluation of the relative altitude H and the distance L between a target 12 and an aircraft constituted by an attack aircraft <B> 10 </ B> which follows a set trajectory in a plane containing the target is shown in fig. <B> 1. </ B> This situation exists when the pilot has identified a target and is heading towards it. The target may be immobile (in the case of a building) or mobile <B> at </ B> a very low speed compared to <B> at </ B> that of the aircraft, which exceeds <B> 100 </ B> m / sec. The distance and the height can in principle be deduced from successive measurements of the angle α between the trajectory, assumed rectilinear, of the target line of sight LDV and the elevation c of the trajectory. In an ideal case, two measurements at times t1 and tn make it possible to obtain <B> D </ B> and H <B> at </ B> the instant tn D = L al / sin (an-al) Fi = D (an-c) where L is the distance traveled between tl and tn.

En fait cette mesure simple ne donne pas une précision satisfaisante. L'avion ne maintient pas un cap parfaitement constant et des vibrations affectent les mesures dont chacune est entachée d'erreurs. Un filtrage statistique sur un nombre suffisant de mesures<B>à</B> des instants successifs avec poursuite de la cible permet d'écarter ces sources d'erreurs. In fact, this simple measure does not give a satisfactory precision. The aircraft does not maintain a perfectly constant course and vibrations affect the measurements, each of which is tainted by errors. Statistical filtering on a sufficient number of measures <B> to </ B> successive instants with pursuit of the target makes it possible to discard these sources of errors.

Pour cela l'invention utilise les informations fournies la centrale inertielle 14 de navigation de l'avion. Cette centrale inertielle 4 fournit en permanence les coordonnées x,<B>y</B> et z de l'avion dans un repère<B>'</B> au sol et ses angles d'orientation y,O et #.La centrale présente une dérive, mais elle est sans inconvénient du fait que le calcul ne fait intervenir que des differences sur un court laps de temps. L'avion porte également une caméra<B>16</B> munie de moyens de stabilisation gyroscopique dont la ligne de visée fait, avec les directions principales repère lié<B>à</B> l'avion porteur, des angles y(LDV/p), 0( LDV/p), et # (LDV/p). stabilisation généralement réalisée avec une optique de caméra fixée a l'avion et un miroir déflecteur<B>18</B> munie de moteurs 20 et 22 d'orientation en élévation et circulaire. De plus l'optique est généralement précédée d'un prisme dérotateur non représenté destiné<B>à</B> compenser les mouvements de roulis autour de l'axe de l'optique et également commandé par un moteur, facilitant vision du pilote. De telles caméras infra-rouge <B>à</B> visée stabilisée sont déja disponibles sur beaucoup d'avions de combat. Les angles y(LDV/p), 0( LDV/p), et # (LDV/p) sont donnés en permanence par des résolveurs, 21 et<B>23</B> de recopie de la position du miroir et du dérotateur éventuel. For this, the invention uses the information provided by the inertial navigation unit 14 of the aircraft. This inertial unit 4 continuously provides the coordinates x, <b> y </ B> and z of the aircraft in a ground reference mark <B> '</ B> and its orientation angles y, O and #. The plant presents a drift, but it is without inconvenience because the calculation involves only differences over a short period of time. The aircraft also carries a camera <B> 16 </ B> equipped with gyro stabilization means whose line of sight makes, with the principal directions reference linked <B> to </ B> the carrier aircraft, angles (LDV / p), 0 (LDV / p), and # (LDV / p). stabilization generally performed with camera optics attached to the aircraft and a deflector mirror <B> 18 </ B> provided with motors 20 and 22 of elevation and circular orientation. In addition the optics is generally preceded by a not shown derotator prism for compensating for roll movements around the axis of the optics and also controlled by a motor, facilitating vision of the driver. Such stabilized target infra-red infra-red cameras are already available on many combat aircraft. The angles y (LDV / p), 0 (LDV / p), and # (LDV / p) are given continuously by resolvers, 21 and <B> 23 </ B> of mirroring the position of the mirror and the possible derotator.

Les moteurs 20 et 22 sont commandés par des boucles d'asservissement., Les boucles sont généralement prévues pour maintenir ligne de visée dans une orientation constante par rapport au sol pendant que avion vient sur zone de désignation d'objectif de façon<B>à</B> permettre au pilote d'avoir une vision de la zone en avant de lui (fonctionnement en FLIR) ou dans une zone latérale qu'il a sélectionnée. Pour permettre la mise en oeuvre de l'invention, il est souhaitable que les boucles puissent être commutées dans un état où elles maintiennent la ligne de visée LDV pointée sur une cible au sol qui a été désignée le pilote par pointage dans l'image ou par un autre moyen qu'un viseur casque. Pour cela les boucles sont associées<B>à</B> des moyens reconnaissance de forme qui comparent les structures dans l'image<B>à</B> une cible type, sélectionnée parmi des représentations de cible mémorisées<B>à</B> partir l'analyse de la cible indiquée par le pilote.<B>Il</B> est toutefois possible de conserver mode de stabilisation utilisé lors de l'approche, mais il oblige<B>à</B> tenir compte déplacements de la cible dans l'image pour évaluer les éléments de calcul de et H et de plus les déplacements ne doivent pas être tels que la cible sorte l'image. The motors 20 and 22 are controlled by servo loops. The loops are generally designed to maintain line of sight in a constant orientation relative to the ground while the aircraft is coming to the target designation area so as to <B> to </ B> allow the pilot to have a view of the area ahead of him (FLIR operation) or in a side area that he has selected. To allow the implementation of the invention, it is desirable that the loops can be switched to a state where they keep the line of sight LDV pointed at a target on the ground which has been designated the pilot by pointing in the image or by other means than a helmet sight. For this, the loops are associated <B> with </ B> form recognition means which compare the structures in the image <B> to </ B> a target type, selected from stored target representations <B> to </ B> however, it is possible to maintain the stabilization mode used during the approach, but it forces <B> to </ B> take account of the target's movements in the image to evaluate the calculation elements of and H and more displacements should not be such that the target exit the image.

Pour permettre la reconnaissance et la poursuite de la cible, le dispositif comporte des moyens 24 d'acquisition de l'image formée au plan focal de la caméra<B>16</B> et des moyens<B>26</B> de traitement de cette image, remplissant des fonctions de restauration, de segmentation et d'extraction de region, effectuant donc une sélection de l'information utile de l'image, c'est-à-dire la cible La segmentation consiste<B>à</B> regrouper les pixels ayant une texture comparable (disposition spatiale et radiance) pour extraire les différents objets de l'image (fond, cible, autres objets,<B>... )</B> par un filtrage linéaire. Cette segmentation est suivie d'une extraction de région par seuillages fournissant des positions<B> </B> candidates<B> .</B> Enfin la position candidate la plus proche de la position attendue ou prédite fournie sur une entrée<B>25</B> par un module de calcul et commande<B>32</B> est choisie comme représentation de la cible cette position fournie sur une sortie<B>27.</B> To enable recognition and tracking of the target, the device comprises means 24 for acquiring the image formed in the focal plane of the camera <B> 16 </ B> and means <B> 26 </ B> processing this image, performing functions of restoration, segmentation and extraction of region, thus making a selection of the useful information of the image, that is to say the target segmentation is <B> to group the pixels having a comparable texture (spatial arrangement and radiance) to extract the different objects of the image (background, target, other objects, <B> ...) </ B> by a linear filtering . This segmentation is followed by a thresholded region extraction providing candidate <B> </ B> positions. <B>. </ B> Finally, the candidate position closest to the expected or predicted position provided on an <B> entry > 25 </ B> by a calculation module and command <B> 32 </ B> is chosen as representation of the target this position supplied on an output <B> 27. </ B>

L'image traitée est affichée sur un écran<B>28</B> visible par le pilote ou sur un viseur tête haute. Les moyens de traitement peuvent être prévus, cours d'une période d'exploration, pour indiquer au pilote les emplacements susceptibles de constituer des cibles potentielles, décelés par comparaison avec des modèles stockés en mémoire<B>30,</B> sous forme de symboles ou de pixels en surbrillance indiquant le barycentre de l'emplacement. The processed image is displayed on a screen <B> 28 </ B> visible by the pilot or on a head-up display. The processing means may be provided, during an exploration period, to indicate to the pilot the locations likely to constitute potential targets, detected by comparison with models stored in memory <B> 30, </ B> in form Highlighted symbols or pixels indicating the center of gravity of the location.

Le dispositif comporte encore le module de calcul et de commande<B>32</B> incorporant les boucles de stabilisation de la caméra. Ce module de calcul peut être regardé comme ayant: <B>-</B> des moyens 34 de ralliement de la ligne de visée au cours d'une étape préliminaire, puis de stabilisation, <B>-</B> des moyens de poursuite<B>36</B> et <B>-</B> des moyens de calcul de<B>D</B> et H<B>38,</B> fournissant au système d'armes 40 les valeurs de<B>D</B> et H ainsi que des informations identifiant le cap<B>,</B> l'attitude et la vitesse de l'avion en vue de l'élaboration des données de largage (cap et incidence) et pouvant également fournir aux moyens<B>26,</B> lors de la poursuite de la cible, une prédiction des déplacements de la cible dans l'image. The device further includes the calculation and control module incorporating the stabilization loops of the camera. This calculation module can be regarded as having: means for rallying the line of sight during a preliminary stage, and then stabilizing, means - B / M of pursuit <B> 36 </ B> and <B> - </ B> of computing means of <B> D </ B> and H <B> 38, </ B> providing the weapon system 40 the values of <B> D </ B> and H as well as information identifying the heading <B>, attitude and speed of the aircraft for the development of the data of drop (cap and incidence) and can also provide the means <B> 26, </ B> during the pursuit of the target, a prediction of the movements of the target in the image.

Ces divers moyens peuvent être implémentés sous forme d'organes de calcul distincts ou sous forme de programmes mémorisés. Les données d'entrée du module de calcul et commande comportent des informations en provenance de la centrale 14 navigation inertielle de l'avion. Ces informations sont combinées avec une commande de visée 42, c'est <B>à</B> dire une indication sur l'orientation initiale de la ligne de visée par rapport<B>à</B> l'avion. Comme on le verra plus loin, l'effet des vibrations inévitables de l'avion est combattu par l'addition de signaux représentatifs élongations angulaires de faible amplitude, mais<B>à</B> haute fréquence. Ces signaux sont générés par des gyromètres<B>à</B> composants liés 44 montés sur l'avion<B>'</B> proximité immédiate de la caméra. Un circuit 46 combine ces informations et les fournit au module de calcul. These various means can be implemented in the form of separate computing devices or in the form of stored programs. The input data of the calculation and control module comprises information from the central 14 inertial navigation of the aircraft. This information is combined with a sighting control 42, it is an indication of the initial orientation of the line of sight relative to the aircraft. As will be seen below, the effect of the inevitable vibrations of the aircraft is fought by the addition of representative signals angular elongations of low amplitude, but <B> to </ B> high frequency. These signals are generated by linked components <44> gyrometers 44 mounted on the aircraft <B> '</ B> in close proximity to the camera. A circuit 46 combines this information and provides it to the calculation module.

La mise en #uvre du procédé peut être regardee comme comportant trois phases successives donnant lieu<B>à</B> des opérations différentes. The implementation of the process can be regarded as comprising three successive phases giving place <B> to </ B> different operations.

La première phase est constituée par le ralliement c'est<B>à</B> dire la désignation de la cible par le pilote, provoquant l'orientation de la ligne de visée vers la cible en dépit des mouvements angulaires de l'avion, par exemple pour prendre le cap de la cible, La seconde phase est la stabilisation, au cours laquelle le module de calcul et de commande stabilise la ligne de visée vers la cible en dépit des mouvements de l'avion<B>.</B> The first phase consists of rallying it is <B> to </ B> say the designation of the target by the pilot, causing the orientation of the line of sight towards the target despite the angular movements of the aircraft , for example to take the course of the target, The second phase is stabilization, during which the calculation and control module stabilizes the line of sight towards the target despite the movements of the aircraft <B>. </ B>

Enfin la troisième étape est la poursuite ou tracking <B> </B> au cours de laquelle le module<B>32</B> maintient la ligne de visée sur la cible<B>à</B> partir du déplacement relatif de la cible déterminé par les moyens traitement de l'image <B>26</B> et<B>à</B> partir des données provenant de la centrale inertielle (qui peut fournir soit des écarts angulaires, soit des vitesses de variation de écarts) et fournis par les gyromètres de détection des vibrations. Les modèles de cible mémorisés en <B>30</B> peuvent comporter des informations sur les vitesses potentielles permettant une prédiction facilitant la poursuite. Finally, the third step is the tracking where <B> 32 </ B> holds the line of sight on the target <B> to </ B> from the relative displacement of the target determined by the image processing means <B> 26 </ B> and <B> to </ B> from the data coming from the inertial unit (which can provide either angular deviations or variation of deviations) and provided by the vibration detection gyrometers. Target models stored in <B> 30 </ B> can include information on potential velocities for prediction to facilitate tracking.

Au cours de la phase de ralliement, la désignation d'objectif par le pilote est appliquée au module 34 qui fournit les angles d'identification de la cible par rapport<B>à</B> la ligne de visée courante. Pendant le ralliement<B>,</B> l'avion peut tourner autour de ses axes de roulis, de tangage et/ou de lacet. Une stabilisation est alors assuree Je module<B>32</B> utilise les données provenant de la centrale inertielle pour mettre en permanence<B>à</B> jour les consignes des angles y(LDV/p), 0( LDV/p), et (LDV/p) en vue de la commande des moteurs. Enfin les moyens de poursuite qui reçoivent les caractéristiques de la région d'intérêt provenant des moyens<B>26,</B> commandent les moteurs pour maintenir la ligne de visee alignée avec la cible en tenant compte des oscillations dues aux vibrations souvent pourront être modélisées. La prise en compte des vibrations permet plus de fournir une image stable au pilote. During the rallying phase, the objective designation by the pilot is applied to the module 34 which provides the identification angles of the target relative to the current line of sight. During rally <B>, </ B> the aircraft can rotate around its roll, pitch and / or yaw axes. A stabilization is then ensured I module <B> 32 </ B> uses the data coming from the inertial unit to permanently set <B> to </ B> the setpoints of the angles y (LDV / p), 0 (LDV) / p), and (LDV / p) for controlling the motors. Finally, the tracking means which receive the characteristics of the region of interest from the means <B> 26, </ B> control the motors to maintain the line of sight aligned with the target taking into account oscillations due to vibrations will often be able to to be modeled. Taking into account the vibrations allows more to provide a stable image to the pilot.

Les calculs de<B>D</B> et H peuvent s'effectuer seulement<B>à</B> partir de jeux de mesures successives de l'angle a et de la distance parcourue au cours de phase de poursuite si le trajet de l'avion est rectiligne et dans un plan contenant la cible. En pratique l'angle c notamment est susceptible de changer et la cible peut se déplacer. Les corrections nécessaires sont alors<B>à</B> effectuer dans espace 3D. Pour calculer de façon précise le position<B>à</B> l'instant tn, les résultats obtenus<B>à</B> partir de mesures successives effectuées<B>à</B> des instants tl, t2,...,tn corrigés pour tenir compte des modifications intervenues sont soumis<B>à</B> filtrage statistique qui sera généralement un filtre de Kalman étendu adapté<B>à</B> modèle de projection perspective 2D/3D si nécessaire. The calculations of <B> D </ B> and H can be performed only <B> from </ B> from successive measurement sets of the angle a and the distance traveled during the tracking phase if the The plane's flight path is straight and in a plane containing the target. In practice the angle c in particular is likely to change and the target can move. The necessary corrections are then <B> to </ B> perform in 3D space. To calculate precisely the position <B> at </ B> the time tn, the results obtained <B> at </ B> from successive measurements <B> at </ B> times tl, t2, ..., tn corrected to account for changes made are submitted to statistical filtering which will usually be an extended Kalman filter suitable for 2D / 3D perspective projection model if necessary .

Un compromis sur la durée de la poursuite doit être trouvé entre la recherche la précision sur la localisation et les exigences opérationnelles. La précision d'autant meilleure que la différence an<B>-</B> al est plus élevée et les mesures sont nombreuses. Mais au fur et mesure du rapprochement et temps écoulé avant manceuvre d'évasion la vulnérabilité de l'avion augmente.A compromise on the duration of the pursuit must be found between search accuracy on location and operational requirements. The better the better the difference an <B> - </ B> al is higher and the measurements are numerous. But as the reconciliation and time elapsed before escape maneuver the vulnerability of the aircraft increases.

Dans des conditions d'approche données, la variation de l'erreur sur la localisation en fonction du temps écoulé<B>à</B> partir de la stabilisation a l'allure montrée en Fig. <B>3.</B> Sur cette figure la ligne EM indique l'erreur maximum admissible pour le type d'armement considéré,<B>ET</B> indique l'erreur considérée comme acceptable. Tmax indique la durée maximale de mesure jugee admissible pour des raisons de vulnérabilité, correspondant<B>à</B> un niveau d'erreur Em au dessous duquel il ne sera pas possible de descendre. Dans le cas illustré le système d'armes peut être prévu pour donner une consigne d'incidence pilote provoquer automatiquement le largage dès que la durée correspondant <B>à</B> l'erreur<B>ET</B> est atteinte. Dans d'autres cas, tels que celui schematisé par la ligne tirets, le largage devra intervenir dès que le temps Tmax atteint. Under given approach conditions, the variation of the location error as a function of the elapsed time <B> to </ B> from stabilization has the appearance shown in FIG. <B> 3. </ B> In this figure the line EM indicates the maximum permissible error for the type of weapon considered, <B> AND </ B> indicates the error considered as acceptable. Tmax indicates the maximum duration of measurement considered admissible for reasons of vulnerability, corresponding to a level of error Em below which it will not be possible to go down. In the illustrated case the weapon system can be provided to give a pilot incidence setpoint to automatically trigger the release as soon as the corresponding duration <B> to </ B> the error <B> AND </ B> is reached . In other cases, such as that schematized by the dashed line, the release will take place as soon as the time Tmax reaches.

Claims (1)

<B>REVENDICATIONS</B> <B>1.</B> Procédé de localisation d'objectifs terrestres fixes ou<B>à</B> deplacement lent par rapport<B>à</B> un aéronef, comprenant<B>-</B> <B>-</B> la désignation, par le pilote de l'aéronef porteur, d'un objectif sol, dans l'image fournie par une caméra munie de moyens de stabilisation,<B>..</B> <B>-</B> la poursuite de l'objectif par reconnaissance de forme dans l'image de la caméra, stabilisée de façon que sa ligne de visée reste pointée sur l'objectif, <B>-</B> une séquence d'opérations de mesure d'une part de l'angle d'élévation de la cible par rapport<B>à</B> l'aéronef, d'autre part de la position de l'aéronef et de son orientation, et <B>-</B> le calcul de la distance et de l'altitude relative au cours de la séquence, chaque calcul tenant compte de l'ensemble des opérations de mesure effectuées précédemment par un filtrage identique tel qu'un filtrage de Kalman. 2. Procedé suivant la revendication<B>1,</B> caractérisé en ce que durée de localisation limitée<B>à</B> une durée maximum déterminée (Tmax). <B>3.</B> Dispositif de localisation d'objectifs terrestres par aéronef comprenant, l'aéronef<B>(10) :</B> <B>-</B> une centrale de navigation inertielle (14) fournissant les mouvements de l'avion en translation et en orientation dans un repère lié<B>à</B> la terre, <B>-</B> une caméra fournissant une image du soi dans laquelle il est possible de désigner et poursuivre un objectif, et des moyens de reconnaissance de l'objectif désigné dans des images successives lors du déplacement de l'aéronef et des moyens de stabilisation de la ligne de visée de la caméra vers ledit objectif, et <B>-</B> des moyens de calcul de la distance entre l'aéronef et l'objectif et de l'altitude relative de l'aéronef par rapport<B>à</B> l'objectif<B>à</B> partir de jeux de valeurs successives l'angle d'élévation de la cible d'une part, de la position et de l'orientation l'aeronef d'autre part. 4. Dispositif suivant la revendication<B>3,</B> caractérisé en ce que les moyens de reconnaissance d'objectif comprennent des moyens<B>(26)</B> de traitement de l'image, remplissant des fonctions de restauration, de segmentation et d'extraction de région, par regroupement des pixels ayant une texture comparable pour extraire les différents objets de l'image par un filtrage non linéaire, extraction du fond, seuillages fournissant des positions candidates et choix de la position la plus proche d'un position prédite. <B>5,</B> Dispositif suivant la revendication<B>3</B> ou 4, caractérise en ce que les moyens stabilisation comprennent des gyromètres<B>à</B> composants liés (44) montés l'aéronef<B>à</B> proximité immédiate de la caméra et circuit (46) qui combine informations et les fournit<B>à</B> un module de ca-Icul. <B> CLAIMS </ B> <B> 1. </ B> Method of locating fixed terrestrial objectives or <B> to </ B> slow moving relative to <B> to </ B> an aircraft, comprising <B> - </ B> <B> - </ B> the designation by the pilot of the carrier aircraft of a ground objective in the image provided by a camera equipped with stabilization means <B > .. </ B> <B> - </ B> the pursuit of the objective by recognition of shape in the image of the camera, stabilized so that its line of sight remains pointed on the lens, <B > - </ B> a sequence of measurement operations on the one hand of the angle of elevation of the target relative to <B> to </ B> the aircraft, on the other hand of the position of the aircraft and its orientation, and <B> - </ B> the calculation of the distance and the relative altitude during the sequence, each calculation taking into account all the measurement operations performed previously by a filtering identical as a Kalman filter. 2. The method of claim 1, characterized in that the limited duration of localization <B> to </ B> a specified maximum duration (Tmax). <B> 3. </ B> Aircraft Land Object Locating Device Comprising Aircraft <B> (10): </ B> <B> - </ B> An Inertial Navigation Unit (14) providing the airplane's movements in translation and orientation in a bound landmark, a camera providing a self-image in which it is possible to designate and pursuing an objective, and means for recognizing the designated objective in successive images during the displacement of the aircraft and means for stabilizing the line of sight of the camera towards said objective, and <B> - </ B means for calculating the distance between the aircraft and the objective and the relative altitude of the aircraft in relation to the objective to depart from games successive values the elevation angle of the target on the one hand, the position and orientation of the aircraft on the other hand. 4. Device according to claim 3, characterized in that the objective recognition means comprise image processing means (B) (26) fulfilling the functions of FIG. restoration, segmentation and region extraction, by grouping pixels having a comparable texture to extract the different objects from the image by a nonlinear filtering, extraction of the background, thresholds providing candidate positions and choice of the position the most close to a predicted position. <B> 5, </ B> Device according to claim 3, wherein the stabilizing means comprise linked components aircraft <B> to </ B> immediate proximity to the camera and circuit (46) that combines information and provides <B> to </ B> a ca-Icul module.
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