FR2878615A1 - Systeme de simulation de tir ou de lancement de projectile a l'aide d'un objet ou lanceur specifique - Google Patents

Abstract

Ce système de simulation de tir ou de lancement d'objet utilise des modules ou bases électroniques équipées d'émetteurs électromagnétiques ou optiques qui transmettent des informations et une énergie à des positionneurs placés sur les acteurs ou les équipements de lancement qui sont équipés de capteurs d'angles utilisant des photo détecteurs qui mesurent l'énergie reçues des différentes sources. Le positionneur équipé de microprocesseur utilise alors l'ensemble de ces données afin d'en déduire la position de l'objet ou lanceur et les conditions initiales du lancement du projectile. Il en est déduit le résultat du tir ou lancement à partir des modèles informatiques disponibles. Les bases ou positionneurs peuvent être associés à des capteurs de paramètres physiques extérieurs ou reliés à un système informatique qui en gère les paramètres de simulation. Il peut s'agir d'un simulateur d'arme ou d'un simulateur de jeu de balles comme le golf ou le base-ball. Les précisions obtenues permettent une simulation réaliste du point d'impact, des grandeurs physiques associées comme la vitesse et l'accélération de l'acteur et de l'objet ainsi que des résultats obtenus. Ainsi les conditions de la simulation ne s'appliquent pas uniquement à la position lors du lancement mais aussi aux mouvements fait par l'acteur pendant celui-ci.

Description

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Le domaine de la présente invention est celui de la simulation temps réel et est relative à la détermination d'une trajectoire en temps réel lancé (ou quasi temps réel soit avec un délai de réaction inférieur au dixième de seconde) d'un projectile lancé avec un objet spécifique comme un club de golf ou une batte de base balle ou lancé avec des moyens électriques ou pyrotechniques par une arme qui dans la suite de la rédaction sera également appelée lanceur. Elle permet également de gérer les mouvements ou actions effectuées par les acteurs de la simulation avec une précision élevée, la simulation peut également tenir compte des caractéristiques d'utilisation ou opérationnelles mémorisées dans une base de donnée interne au système et des conditions extérieures influentes qui peuvent être mesurées par des capteurs extérieurs au système.

De très nombreuses méthodes ou principes sont utilisées afin de simuler les tirs ou le lancement de projectiles. La plupart font appel à une simulation par laser, des corrections étant ensuite effectuées selon le modèle intégré dans le calculateur. Pour des applications extérieures, il a été envisagé de positionner les armes par rapport à la verticale et au nord géographique. Les précisions obtenues ne sont pas ici comparables avec celle exigées lors d'une simulation du type stand de tir.

Pour ces dernières la solution la plus utilisée est de regarder l'impact laser lié à l'arme avec une caméra. Le pixel correspondant au spot lumineux du laser sur la cible permet de localiser l'impact avec une précision directement liée à la distance et au nombre de pixel, c'est le cas des simulations usuelles, telle que celles commercialisées par FATS aux Etats-Unis ou GAVAP en France. On a également utilisé des diodes afin de mesurer la position, la vitesse et l'accélération dans un swing de golf, l'utilisation de capteurs optiques est également mentionnée par le fabricant suédois SITEK dans sa documentation commerciale pour des capteurs PSD. Pour le même objectif de simulation il peut être utilisé des capteurs magnétiques apposés sur certains points caractéristiques du corps qui ont une influence sut le résultat, comme dans le brevet US n 6 793 585, les précisions obtenues sont naturellement moins bonnes qu'avec des solutions optiques.

Afin de réaliser la simulation et d'obtenir les positions des armes ou objets de réalisation du tir dans l'espace on peut classiquement utiliser différentes propriétés des sources lumineuses ou des caractéristiques temporelles de certains signaux (comme le balayage des écrans cathodiques pour la télévision). Il en est ainsi des systèmes utilisés pour les jeux vidéo fabriqué par Nitendo ou Sega Enterprises Ltd qui permettent de contrôler les actions des joueurs par la position d'un accessoire qui peut avoir différentes formes (arme à feu, joystick, volant, souris...) Certaines techniques utilisées sont basées sur le repérage des trames de balayage de l'écran et sont dépendantes de la nature de l'écran.

Par ailleurs les principes du positionnement sont connus depuis longtemps: trigonométrie, géométrie d'intersection de droite, de cercles ou de sphères par rapport à des positions établies de sources lumineuses, mesures d'angle (utilisation du sextant).

Les limitations de ces réalisations sont liées à la surface ou volume dans lequel peuvent être déployés ces systèmes et à la limitation du nombre d'objet que de tels systèmes peuvent suivre sans perte de précision. Les mesures de positionnement à partir de sources lumineuses avec des capteurs d'angles sont connues depuis le sextant, la navigation stellaire et ont été améliorées avec l'intégration de photo détecteurs de plus en plus sensibles. Le brevet HAMATSU n JP8264826 permet à cette société de réaliser le premier composant intégré qui réalise une mesure d'angle et de le commercialiser en indiquant son principe de fonctionnement qui est la mesure relative de l'énergie reçue par chaque partie du capteur. Cette réalisation a depuis été reprise et a été intégrée à de nombreux brevets pour des applications diverses qui n'ont du fait de l'existence des publications liées aux capteurs commercialisés par HAMAMATSU aucune activité inventive concernant la mesure de position à partir de capteurs d'angle ou de photo détecteurs comportant des masques. Le fait d'y associer un calculateur n'étant qu'une évolution logique de la façon de résoudre des équations afin de déterminer la position de droites ou de plans dans l'espace.

On peut ainsi citer le brevet US 6442416 qui utilise des sources lumineuses et récepteurs liés à des objets dont on cherche la position relative dans un espace confiné dont la principale application est une salle d'opération. Cette réalisation fait appel de plus à des capteurs CCD ou PSD qui présentent des inconvénients majeurs, en particulier cette réalisation nécessite des optiques de mise au point afin de focaliser précisément l'énergie qui vient de la source, cela induit donc un encombrement et une fragilité supplémentaire au dispositif ainsi réalisé.

2 2878615 Par ailleurs la méthode de mesure ici différente puisqu'elle repose sur la mesure de I'intensité du signal ou quantité d'énergie qui est focalisée en un espace localisé suffisamment petit du CCD ou PSD, le rapport signal sur bruit limite pour le PSD la précision obtenue, comme c'est le cas pour la taille du pixel du CCD. Dans le cas du capteur PSD la limitation vient du fait que l'on mesure en fait la variation de la résistance d'un film résistif associé à une photodiode. Ce calcul devient impossible si l'éclairement du récepteur est uniforme d'ou la nécessité d'une focalisation qui implique une perte de signal par diffusion ou diffraction dans les optiques et une nécessité d'adapter les optiques aux bandes de fréquence dans lesquelles on opère, ce qui n'est pas toujours possible pour les applications visées au titre de la présente invention. De plus la réalisation proposée est ici inadaptée à traiter les problèmes de la simulation qui impliquent d'équiper des objets mobiles dans un espace libre et de déterminer la position relative d'un axe de lancement ou de visée par rapport à ces objets, sans recours à un référentiel fixe..

On peut également citer le brevet n US 6 559 935 qui décrit un système permettant de déterminer les coordonnées d'un corps non déformable avec 5 degrés de liberté en utilisant deux sources de lumière diffuse, ou 6 avec trois sources, il utilise la détermination de l'axe d'émission des sources à partir de capteurs d'angle et revendique pour ce faire la réalisation d'un capteur d'angle selon l'invention précitée de HAMAMATSU et son utilisation telle que décrite dans les notices publicitaires et d'utilisation dudit capteur d'angle. L'utilisation d'un calculateur pour réaliser la détermination de position selon des signaux utilisant l'énergie sont également décrits ou utilisés par HAMAMATSU qui commercialise des capteurs délivrant un signal proportionnel à l'énergie ou au ratio d'énergie reçue par les deux parties du capteur séparées par un masque. Ces capteurs sont adaptés à l'infra-rouge comme la plupart des capteurs mais leur adaptation au visible est évidente bien que n'apportant rien aux modes de réalisation, les descriptions théoriques des possibilités de traitement électronique applicables j aux signaux sont biens'connues des hommes de métier. Par ailleurs le brevet US 6112416 est un cas particulier dé ce dernier brevet US 6442416 et par la même le rend non inventif pour une application générique.

La plupart des autres méthodes décrites sont seulement applicables à des objets rigides à I'aide de moyens optiques (US n 5 761 155 & 5 495 427 par exemple) ou combinés avec d'autres méthodes. Les systèmes les plus répandus ont utilisés des sources modulées, notamment infra-rouges (US 4 649 504, 5 059 789, 5452 516, 5 388 059, 5 717 201) dont certains utilisent des procédés basés sur une triangulation et un capteur de position. Les capteurs et les méthodes utilisés présentent cependant des limitations comme le fait d'utiliser un traitement numérique ou discret, c'est à dire analogique ou à variation continue des signaux, en particulier ceux qui utilisent un positionnement à partir de CCD déjà cités.

Des systèmes nécessitant deux sources de lnmière cohérente qui peuvent être synchronisées et de directions connues sont utilisées dans plusieurs brevets. Le brevet Ascension Technology (US 6 417 839) décrit l'utilisation simultanée de plusieurs sources cohérentes synchronisées.

Ces systèmes qui permettent d'obtenir une position en temps réel sans discontinuité de l'axe optique d'un casque virtuel nécessitent une motorisation de chaque source et n'utilisent pas la mesure de l'intensité émise par chaque source. Les limitations sont encore plus fortes sur les brevets précédents (US 4896 962, 5 574 479, 5 737 083, 5 767 960, 5 729 475, 5 884 239). Toutes ces inventions décrivent des méthodes ou systèmes applicables notamment à la simulation de tir mais sont limitées dans leur applications notamment sur des armes et pour une simulation ou les acteurs sont en mouvement dans un environnement compartimenté. Les problèmes principaux ne sont alors pas liés à la réalisation du positionnement mais à l'emplacement des capteurs et la reconnaissance dynamique des sources par le système.

La présente invention permet la réalisation d'un système de simulation qui détermine les coordonnées et l'orientation d'un objet, les conditions de lancement liées à I'environnement ou à l'auteur du geste, qu'il s'agisse d'une arme ou d'un objet qui est utilisé afin de réaliser un lancer. Il est constitué de bases liées à l'environnement de simulation et de positionneurs liés aux acteurs ou objets destinés à effectuer le lancement. Le positionnement est effectué à partir de capteurs d'angles du commerce et selon les éléments techniques fournis par le fabricant à partir de calculs trigonométriques. Les sources sont utilisées pour le positionnement de façon classique mais sont également porteuses d'information numérique, qui peut être leur identité, leur position, la position ou orientation angulaire de Ieur axe d'éclairement, les paramètres physiques mesurées au voisinage de la source ou paramètre extérieur communiqué par le système depuis la source vers le lanceur à positionner si ces paramètres extérieurs ont une influence sur la simulation. Les positions relatives des sources sont prédéterminées ou non et elles peuvent être mobiles ou déplacées pendant la simulation, leur orientation n'est pas nécessairement connue à priori. Les positionneurs réalisés déterminent la position des sources considérées comme ponctuelles, ils utilisent l'intensité reçue de chaque source en la caractérisant par l'information numérique reçue ainsi que par ses paramètres physiques et temporels, notamment son spectre et sa modulation. Les informations transmises par les sources équipant la base par la voie optique de positionnement peuvent être de nature à déterminer au moment de la mesure la position de l'axe optique de la source d'émission, le comportement de l'objet auquel sont liées les sources et ses paramètres physiques ainsi que la position relative ou absolue de ladite base dans un référentiel fixe obtenu par un autre système de positionnement local, par exemple par triangulation hertzienne à partir d'une multiplicité de points d'émission, ce dernier référentiel pouvant être lié à un objet de référence, au terrain ou à l'utilisateur.

Ce mode de réalisation de codage de la source, réalisé simultanément avec l'électronique de positionnement déjà connue est maintenant facilement réalisable compte tenu de la miniaturisation de l'électronique. Elle permet à la fois d'identifier les sources équipant une base, de positionner très précisément leur axe d'éclairement. Les bases peuvent être mobiles lors de la configuration de la simulation, il n'y a donc par nécessité comme avec des systèmes existants de constituer une infrastructure filaire d'où une limitation des investissements. Il est notamment possible d'équiper un bâtiment ou infrastructure dans lequel on peut effectuer une simulation en préalable à une action réelle, la simulation permet dans ce cas d'améliorer les dispositifs de préparation d'un évènement en identifiant les points faibles ou amélioration possibles sur un dispositif en jouant un certain nombre de scénarios vraisemblables.

La présente invention fait appel à l'utilisation des éléments suivants: Premièrement, au moins une base liée à la structure ou véhicule par rapport auquel la simulation est faite, cette base comporte au moins deux sources optiques fixes par rapport à une structure, objet ou être vivant dans la bande allant de 0,3 à 450 teraHertz, ces sources seront appelées dans la suite du texte sources lumineuses ou sources IR; lesdites sources selon l'invention sont réalisées pour illuminer les récepteurs ou leur environnement de déplacement potentiel avec des ondes cohérentes ou diffusantes, ladite source pouvant être considérée comme quasi ponctuelles par rapport aux distances et précisions demandées comme des diodes par exemples pour des distances allant jusqu'à quelques dizaines de mètres ou des sources de lumière cohérente pour une utilisation préférée pour des distances plus élevées, sont capables d'être modulées de façon analogiques, numériques ou caractérisées par leur spectre d'émission. Ce codage permet notamment d'identifier la source ou de transmettre sa position ou l'orientation de son axe optique au moment de la mesure, elle permet également de transmettre des paramètres physiques associés à la localisation de la base.

Ces sources peuvent être autonomes (énergie solaire, batteries...) ou raccordées à un réseau électrique; elles peuvent être autonomes pour la gestion des évènements et posséder une logique de fonctionnement dépendant de différents paramètres (temps, position de l'axe d'éclairement).

On considérera également comme source, des réflecteurs qui peuvent être balayés par une source non nécessairement ponctuelle. Ladite base comporte également une électronique qui peut accomplir des fonctions de traitement des signaux, de synchronisations et de modulation desdites sources.

Deuxièmement, au moins un positionneur équipé d'au moins deux capteurs d'angles réalisés à partir de photo détecteurs qui sont des capteurs directement commercialisés par des fabricants ou fournisseurs de composants électroniques. On rappelle que les capteurs d'angle sont en fait un ensemble constitué d'au moins deux détecteurs unitaires optiques non alignés par rapport à la source et dont la surface d'éclairement de chacun de ces détecteurs varie en fonction de la position de ladite source, que ce soit de part l'inclinaison du capteur ou du fait de l'ombre portée sur lesdits photo détecteurs de caches placés en protection du faisceau lumineux. L'énergie mesurée par chaque détecteur est alors fonction de la surface d'exposition, de l'attitude du capteur dans le faisceau et du rendement de conversion électrique ou sensibilité de chaque détecteur par rapport au spectre de la source. Au moins deux de ces capteurs sont liés au positionneur et dont on cherche l'orientation relative par rapport à celui qui est connu.

L'utilisation de la mesure analogique directe du rayonnement reçu par les capteurs, en limitant les traitements optiques en amont permet de réaliser des systèmes plus simples et robustes (moins de composants et sensibilité moindre à l'environnement). De plus, le rapport signal sur bruit et la dynamique sont meilleures avec cette réalisation qu'avec les réalisations qui font appel à des CCD ou capteurs PSD, elle sont comparables avec celles obtenues dans des réalisations qui font appel à des sources de lumière cohérente synchronisées et balayant l'espace, comme le produit Laserbird (marque déposée) de ASCENSION tech. dont le brevet est précité qui est utilisé dans des applications de réalité virtuelle. Il est toutefois possible de réaliser la présente invention avec des sources cohérentes tournantes et de réaliser le positionnement par triangulation directe de la lumière reçue en détectant le passage du laser. Cette méthode est cependant plus complexe à mettre en oeuvre et plus coûteuse à réaliser pour des applications pour lesquelles il n'y a pas de nécessité d'obtenir une précision absolue très élevée. Ledit positionneur est également constitué avec au moins un microprocesseur qui est utilisé pour traiter ou décoder le signal numérique ou analogique issu desdits capteurs d'angle.

Ledit positionneur comporte au moins un moyen de calcul des positions des sources au moment de leur émission ou modulation de signal dans un référentiel lié à une partie indéformable de l'un des objets, ce calcul peut éventuellement être réalisé sur le même microprocesseur que le décodage et le traitement des informations de la sources si la configuration de l'électronique et les capacités du microprocesseur utilisé le permettent. Le positionneur comporte également au moins une interface d'affichage ou transmission des résultats obtenus dans le microprocesseur intégré. Cette interface peut être une sortie filaire ou un émetteur électromagnétique intégré dans le positionneur, sa longueur d'onde est choisie en dehors des bandes utilisées par le système de simulation mais n'est soumis à aucune exigence particulière. i 4

On comprendra aisément que connaissant à un instant donné les positions relatives desdites sources, on est alors ramené dans des cas déjà connus dans l'état de l'art, et qu'il suffit alors d'appliquer des formules de trigonométrie courantes, telles que déjà utilisées pour obtenir des positions avec un sextant afin de déterminer les positions des capteurs ou sources lumineuses par rapport aux positions des capteurs ou sources du même système qui sont connues, les méthodes de calcul des positions ou orientation des droites ou objet dans un référentiel connu équipé de capteurs est clairement exposé dans le brevet US n 6642416 et les références qui y sont citées à ce sujet.

En théorie afm de déterminer l'attitude et la position d'un axe optique dans l'espace, avec ses six degrés de liberté il est nécessaire de disposer d'au moins quatre sources et deux capteurs d'angle. Cependant il est facile de lever l'incertitude de 180 théorique sur la position des sources compte tenu du fait que ce ne sont pas des sources omnidirectionnelle vraies, en particulier pour l'utilisation de diodes ou sources cohérentes elles émettent préférentiellement dans une direction ou secteur spatial. Dans ces conditions et en fait pour toutes les applications de la présente invention trois sources suffisent. Les sources additionnelles que l'on peut utiliser sont destinées en fait à améliorer la précision de mesure du système ou d'assurer la continuité de la simulation entre les différentes bases qui équipent la structure.

Pour des utilisations utilisant une application de la présente invention pour le positionnement d'un point sur une surface déjà définie, par exemple simulation de tir avec pointage laser associé à une arme et dirigée sur un écran plat, par le positionnement du point visé par le laser associé à l'arme sur un écran, l'utilisation de la seule source du laser associé à l'arme peut suffire.

On appelle ici capteur d'angle un élément unique dont l'énergie mesurée par ledit capteur est une fonction continue de son éclairement sur le spectre d'utilisation. Si un capteur ou composant commercialisé est composé de quatre éléments comme certaines fabrications de Hamamatsu par exemple, il s'agit bien ici de quatre capteurs individuels au sens du présent brevet. Cette association permet bien sur d'améliorer la précision, le rapport signal sur bruit de la mesure et d'obtenir avec un seul composant des mesures d'angles sur deux axes perpendiculaires. L'obtention des mêmes résultats peut par ailleurs être obtenu avec seulement trois capteurs individuels situés dans un plan.

L'utilisation d'algorithmes plus complexes et permettant le traitement temps réel de situations où les mouvements sont accompagnés de vibrations est bien sur souhaitable dans beaucoup d'applications, il tient au savoir faire de l'ingénieur ou technicien qui réalise un système de positionnement selon l'invention de choisir et de paramétrer les équations les mieux adaptées, que ce soit par modification du signal analogique (filtrage par exemple) avant traitement par le microprocesseur, ou par traitement numérique avant ou après le calcul de position, des algorithmes de prédiction ou statistiques pouvant être utilisés dans des situations pour lesquelles les conditions sont déjà identifiées.

Une réalisation préférée des inventeurs à partir des systèmes existants de simulation de tir par pointage d'un faisceau laser est de remplacer la caméra habituellement pointée vers l'image dans laquelle sont représentées les cibles par des capteurs d'angles. L'avantage de la présente invention apparaît alors immédiatement puisque la mesure analogique permet avec des traitements ou filtrage d'atteindre des précisions bien supérieures à celle des pixels du capteur CCD habituellement utilisé dans les simulateurs, et même de capteurs spéciaux beaucoup plus chers, on obtient ainsi une précision plus importante pour un coût de réalisation nettement inférieur.

Une version plus perfectionnée de l'invention consistera alors à équiper l'arme (ou simulacre) utilisée de deux ou trois capteurs afin d'acquérir en temps réel l'attitude de l'arme avant et jusqu'à l'instant du déclenchement du mécanisme de mise à feu. Cette réalisation est particulièrement importante au niveau pédagogique puisqu'elle permet de mettre en évidence et donc de corriger les défauts des élèves.

On peut également utiliser dans cette application le point lumineux ou électromagnétique (souvent infra -rouge) rétro diffusé par l'écran de projection de la scène comme une extrémité de l'axe du canon, le point d'impact réel est alors calculé par le microprocesseur en fonçtion du type de munition ùtilisée et d'autres paramètres annoncé≈qui sont extérieurs au système (force et direction du vent, altitudes respectives des positions tireur, cible...). On peut également s'en passer compte tenu de la position connue des cibles par rapport au bâtiment qui peut être considéré comme l'objet auquel est lié le référentiel.

Les sources lumineuses ou utilisées peuvent être des moyens réfléchissants, semiréfléchissants, diffusants selon diverses directions par rapport à la source primaire et conservant la nature et les caractéristiques de la source initiale: caractère ponctuel pour garantir la précision du système, codage et éventuellement maintien des caractéristiques spectrales qui peuvent éventuellement être volontairement modifiées dans certaines directions par l'usage de prismes.

On obtient ainsi une réalisation d'une simulation de tir selon l'invention avec un émetteur de lumière cohérente ou système de pointage laser fixé sur l'arme qui se réfléchit ou est rétro diffusé par un écran de projection. Il suffit alors d'avoir au moins deux capteurs d'angle situés dans un positionneur recevant l'énergie rétro diffusée par la surface de l'écran pour obtenir du système une mesure de la position de l'axe de visée très précis et donc du point d'impact (réel ou virtuel) d'un projectile tiré à partir d'un tel moyen. Une réalisation de ce type reste plus précise que l'utilisation d'une caméra CCD du commerce qui regarde l'écran et pour laquelle la définition est limitée par la taille du pixel.

On peut également citer l'exemple d'une réalisation comprenant une base équipée avec une source diffuse de Iumière polychromatique, celle-ci peut être pulsée ou réalisée sous forme d'un flash de forte puissance, des autocollants réfléchissants ou rétro diffusants peuvent être collés sur une partie dont on recherche un positionnement à un instant précis sans alourdissement ni électronique embarquée, le fait que les autocollants puissent jouer un rôle de filtre passe bande permet de travailler avec plusieurs sources secondaires de ce type sur un seul objet, comme par exemple la tête d'un club de golf; l'énergie rétrodiffusée par chaque autocollant est alors reçu par des photodétecteurs sensibles à la partie du spectre et traité par le positionneur pour en déduire en fonction de l'échantillonnage de la mesure, la position, la vitesse, l'accélération ou l'orientation de l'objet. Ces paramètres obtenus avant et pendant le choc mou permettent de déterminer les conditions initiales de lancement et de calculer une trajectoire virtuelle de ladite balle.

L'invention est particulièrement adaptée à l'utilisation pour la simulation de tir en zone compartimentée, par exemple un parcours de tir dans des bâtiments ou un combat dans des locaux.

C 2878615 Sa réalisation la plus simple qui peut être assimilée à un stand de tir virtuel comprend au moins une base par joueur, plusieurs bases peuvent être nécessaires si le joueur entre en mouvement pendant les séances de tir. Les bases peuvent être placées au sol, au plafond et/ou sur les murs latéraux selon les gestes et déplacements effectués par les tireurs. Au moins un positionneur peut être fixé sur chaque arme. Selon la version préférée des inventeurs I'électronique et les capteurs sont intégrés dans un faux chargeur qui peut utiliser des munitions à blanc ou à air comprimé et permettre un fonctionnement normal de l'arme. Les bases peuvent également être positionnées près des cibles et les récepteurs des positionneurs orientés vers l'avant, cette réalisation permet également de fonctionner avec l'impact d'un laser de simulation lié à l'arme et de mesurer avec le positionneur l'énergie rétro diffusée par l'écran.

Pour des réalisations du type parcours de tir ou combat qui nécessitent l'équipement de plusieurs pièces, les balises utilisent une interface pour communiquer et assurer une continuité de positionnement entre les bases. Des positionneurs spécifiques peuvent équiper les joueurs et comportent alors au moins trois récepteur sur chaque face du gilet spécifique et du casque portés par le joueur. Les bases qui dans ce cas sont gérées et paramétrées par un système de simulation. Les positionneurs des armes et des individus peuvent alors déterminer leur position par rapport aux bases. De plus le positionneur des gilets portés par les joueurs peut avoir la capacité de déterminer le point touché par un tir à courte distance. Les positionneurs peuvent dans ces conditions très confinées utiliser leur interface radio pour communiquer le résultat ou les conséquences du tir au système central, éventuellement en utilisant les bases comme relais.

Un exemple de réalisation de simulateur de golf est I'équipement de la tête du club par un positionnement précis d'un ou plusieurs autocollant rétro diffusant qui se comportent alors comme des sources secondaires, le≈sources primaires peuvent être comprises sur une ou plusieurs bases situées au dessus ou devant la tête du club. Afin de mémoriser l'ensemble du swing, il est possible d'équiper le manche du club en fixant sur celuici, ou en intégrant dans le manche un positionneur.

Pour analyser le mouvement du joueur, celui-ci peut être muni d'un positionneur disposant de récepteurs placé en certains points caractéristiques pour un swing de golf, par exemple les épaules, les coudes les genoux.

Tous ces exemples ne sont en aucune façon limitatifs de l'usage de l'invention dans d'autres domaines. Le système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide

d'un objet ou lanceur spécifique est constitué de: Premièrement, au moins une base solidaire d'une structure fixe ou d'un mobile. Cette structure peut être un meuble positionné dans le bâtiment où se déroule la simulation, une partie du bâtiment ou un mobile, comme par exemple un véhicule à partir duquel ou sur lequel on effectue une simulation de tir. Ladite base est constituée de: 1) au moins deux sources lumineuses, celles-ci peuvent être des sources diffusantes telles des diodes ou des sources cohérentes telles des sources lasers, lesdites sources primaires sont de faibles dimensions relativement à la distance au récepteur de façon à ce que l'angle selon Iaquelle on voit la source du récepteur soit très faible par rapport à l'angle entre les sources, typiquement les sources utilisées émettent des les fréquences comprises entre 0,3 et teraHertz un faisceau lumineux ou électromagnétique, l'utilisation de sources dans le visible ou l'ultra violet ne présente pas d'intérêt pour les applications de simulation du fait de l'utilisation de certains équipement à grossissement optique, l'utilisation des sources comprises entre 0,3 et 130 teraHertz présentent elles deux avantages, premièrement elles ne gênent pas l'utilisation des équipement de vision nocturne à infrarouge ou à intensification de lumière et elles permettent d'avoir des sources qui ne sont pas apparentes compte tenu de la propagation de ces ondes dans un milieu biologique ou organique, notamment derrière un lai de tissus.

2) une électronique de traitement des signaux et de modulation de ladite source est nécessaire pour moduler le signal des sources selon l'invention, cette modulation permet la communication d'une base de temps entre les différents éléments, bases et positionneurs ou d'autres informations; elle peut permettre également la fonction de synchronisation des sources.

Au moins deux sources lumineuses par base permettent d'assurer un positionnement et orientation avec 5 degrés de liberté, et au moins trois sources sont nécessaires comme il est connu dans l'état de l'art pour positionner et orienter avec 6 degré de liberté, à condition que Iesdites sources ne soient pas alignées.

La variation de l'énergie reçue d'une source par un capteur varie selon le milieu selon une fonction continue de la distance à la source multipliée par la tangente de l'angle mesuré.

Contrairement à des inventions ultérieures, la particularité du système est de travailler avec des sources dont les positions relatives et caractéristiques peuvent varier dans le temps, notamment leur éclairement, angle de diffusion ou orientation du faisceau.

Chaque type de source peut présenter des avantages, et il peut être intéressant dans certains cas de coupler des sources diffusantes dans les basses fréquences avec des sources cohérentes dans les hautes fréquences, permettant d'améliorer à la foi la précision absolue, la résolution et la portée du système ainsi constitué.

Comme il est, connu de l'homme du métier et décrit dans de nombreux brevets, l'utilisation de trois sources et de deux capteurs d'angle permet de déterminer tous les mouvements possibles d'un axe mécanique équipé de sources ou capteurs, selon ses six degrés de liberté dans l'espace. La nature desdites sources importe peu, elle peuvent posséder un spectre étroit centré sur une longueur d'onde ou présenter un spectre large, cohérente ou diffusantes selon les applications d'utilisation dudit système de mesure; la seule caractéristique importante selon l'invention pour toute réalisation de l'invention est le fait que la source puisse être considérée comme quasi ponctuelle par rapport aux capteurs d'angle recevant la lumière desdites sources, c'est-à-dire que pour chaque source, l'angle solide selon lequel est vu la source'à partir des limites des détecteurs reste petit vis-à-vis de l'angle vu du détecteur entre les différentes sources, garantissant un bon fonctionnement selon le fabricant desdits détecteurs. Il est donc possible selon les inventeurs de réaliser un tel système à partir d'une source de lumière cohérente, ou à partir d'un diode ou ampoule à filament ou diode pourvu que la distance soit suffisante entre les capteurs et les sources pour que l'angle solide d'émission des sources reste suffisamment petit, la valeur du ratio entre les deux angles conditionne directement à la précision du système en fonction de la sensibilité des capteurs. Pour des réalisations de simulation de tir avec des armes équipées de lunettes à intensification ou infra rouge, il sera nécessaire d'équiper les organes de filtre passe bande bien connus de l'homme de l'art.

Deuxièmement, au moins un positionneur solidaire dudit lanceur ou dudit objet comprenant: a) au moins deux capteurs d'angle réalisés avec des photo détecteurs et fournissant un signal analogique qui soit une fonction continue de l'énergie reçue à leur surface dans la bande de fréquence adaptée desdites sources,dont on veut calculer la position et orientation: selon l'invention la précision de la mesure d'angle et donc la précision de la simulation n'est ainsi pas limitée par la taille des cellules constitutives d'un capteur dédié à la production d'un signal numérique ni par l'échantiIlonnage du signal dans le capteur. Ainsi si 1*tg (angle) peut être mesuré pour des valeurs beaucoup plus faibles que la dimension d'un pixel de capteur CCD.

Chaque capteur fournit donc des valeurs analogiques qui varient continûment dans toute la plage de mesure liée à la conception desdits capteurs, ces valeurs peuvent être traitées par des comparateurs analogiques ou directement converties en signal numérique et traitées par le microprocesseur ou calculateur. La précision dépendra donc à la foi de la qualité de la conversion analogique numérique réalisée et des traitements ou filtrages associés en fonction des conditions de réalisation de ladite mesure d'angle. On veillera notamment à sélectionner des capteurs dont les caractéristiques sont linéaires ou connues dans la plage de mesure et dont les caractéristiques restent stables dans la plage de fonctionnement dudit système. On appelle dans la rédaction capteur d'angle un produit commercial qui est typiquement constitué d'au moins un photo détecteur et d'au moins un cache ou masque. Les composants peuvent être intégrés pour délivrer le signal analogique proportionnel à l'angle d'éclairement ou seulement être constitué de photodiodes qui peuvent être constituées de plusieurs éléments, il est alors nécessaire de les équiper si elles ne le sont pas, avec des masques de différentes formes adaptées aux conditions d'utilisation du système. De préférence on choisira des capteurs adaptés à l'émission spectrale et présentant une réponse linéaire en fonction de l'inclinaison des sources, ce qui n'est pas le cas par exemple avec les sources munies de caches ronds par exemple.

De tels composants sont fabriqués notamment par HAMAMATSU, CENTRONIC, l'HALES, OSRAM, INFINEON. Dans certaines fabrications, des moyens de mesures auxiliaires sont intégrés par les fabricants comme la couche résistive pour certains des composants fabriquées par SITEK, HAMAMATSU et SHARP. Certains capteurs sont commercialisés avec une électronique de conversion intégrée et délivrent directement un signal analogique ou numérique fonction du rapport entre différentes parties du photo détecteurs ou du rapport entre plusieurs photo détecteurs.

b) au moins un moyen de traitement ou décodage du signal numérique ou analogique issu desdits capteurs d'angle, typiquement un microprocesseur dans lequel un programme spécifique est chargé et qui est équipé d'un mémoire, cela permet alors de calculer la position et l'orientation et d'en déduire la trajectoire virtuelle du projectile lancé, selon les informations obtenues par les sources notamment concernant les paramètres physiques locaux comme le vent par exemple, et les paramètres dynamiques du projectile lancé en fonction des conditions initiales mesurées de son lancement.

c) au moins un moyen de calcul des positions des sources au moment de leur émission ou modulation de signal dans un référentiel lié à une partie indéformable de l'un des objets, ce moyen de calcul pouvant être le même microprocesseur que celui qui effectue de décodage, ce mode de réalisation est préféré des inventeurs compte tenu des simplifications de conception électronique qu'il apporte.

d) au moins une interface d'affichage ou transmission des résultats est nécessaire soit: a. pour visualiser le résultat sous une forme simplifiée comme une diode validant un coup au but, b. pour afficher la distance ou les impacts stfr une cible virtuelle, c. pour transmettre par voie filaire électronique, optique ou hertzienne les informations et permettre par exemple à d'autres acteurs ou au système de gérer les résultats et les modifications du comportement des acteurs qui en découlent dans le cadre de la simulation; d. une source d'énergie est nécessaire pour garantir une liberté de mouvement et rendre la simulation plus réaliste, elle peut être obtenue classiquement par des batteries, des piles ou l'énergie solaire.

Selon une variante préférée des inventeurs dans la plupart des simulateurs d'armes ou de jeux de lancer de balle, le positionneur est équipé d'au moins deux capteurs d'angle dont les surfaces photo réceptrices sont situées dans des plans virtuels ou imaginaires ayant entre eux un angle d'au moins cinq degrés. Pour des valeurs inférieures, notamment en dessous du degré d'arc on pourra considérer que cela relève plus du défaut de fabrication que d'une conception réfléchie. Le cas le plus facile pour le calcul des équations programmées dans le système ou dans le positionneur est d'avoir des capteurs ayant des normales à leurs surfaces perpendiculaires les uns aux autres. La réalisation des positionneurs, et notamment le choix de l'emplacement des capteurs sur lesdits positionneurs est un compromis entre la simplicité des équations pour des capteurs perpendiculaires et la couverture ou éclairement des capteurs par les bases dans toutes les situations rencontrées par le joueur.

Selon une amélioration de l'invention permettant de couvrir une zone importante ou compartimentée, le système de simulation de tir est caractérisé par le fait qu'au moins une des sources desdites bases soit modulée de façon analogique ou numérique, ce qui permet d'utiliser le faisceau de la source à la foi comme un axe de positionnement et aussi d'identifier la source parmi une multiplicité ce qui donne un avantage important pour l'utilisation de ce système selon l'invention dans des ensembles de simulation à plusieurs acteurs, et évite un système synchrone qui gère toutes les bases en multiplexage; la modulation permet également de communiquer des informations contenant Ies caractéristiques desdites sources, ou les paramètres mesurés ou reçus par lesdites bases, qui peuvent être des paramètres physiques mesurés ou reçus par ces sources. Cette amélioration est nécessaire quand les utilisateurs sont amenés à simuler leur tir pendant une action mobile. La position de l'arme ou lanceur est alors établie à partir de la reconnaissance de la ou des bases par rapport auxquelles il se positionne et dont les positions sont connues. Le fait que l'utilisateur soit dans le champ d'une base n'est pas considéré comme un positionnement au sens de la présente invention, puisque déjà parfaitement connu comme précité dans l'état de l'art, mais comme un moyen de gérer les bases les mieux adaptées pour assurer un positionnement précis de l'arme au moment du tir. Cette amélioration permet de gérer notamment par lien radio entre les bases une surface importante sans discontinuité de couverture, y compris dans des endroits très compartimentés.

Une réalisation plus complète du système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique peut être réalisé en ajoutant au système précédent au moins un positionneur qui soit solidaire de l'utilisateur dudit lanceur ou objet. Ce positionneur individuel peut être constitué d'une caméra qui observe les faisceaux lumineux ou électromagnétique, ce qui permet à la foi de positionner l'utilisateur par rapport aux bases mais également en cas d'utilisation couplée d'anciens systèmes de simulation de tir par lasers, de préciser le point visé par le tireur adverse à l'aide de son système, assurant ainsi une compatibilité entre un mode de simulation ancien et les réalisations effectuées selon l'invention. Afin d'assurer une compatibilité avec les anciens systèmes, il faut que ledit positionneur soit également équipé d'une électronique de démodulation compatible avec ceux -ci.

Selon une version préférée des inventeurs, la réalisation du positionneur individuel peut également être effectuée avec des photo détecteurs placés sur les différents points particuliers et positionnés selon l'invention par rapport aux bases utilisées pour le positionnement de l'arme ou objet de lancement.

Datas ce mode de réalisation, ledit positionneur est constitué de: e) au moins trois capteurs d'angle réalisés avec des photo détecteurs et fournissant un signal analogique qui soit une fonction continue de l'énergie reçue à leur surface dans la bande de fréquence adaptée desdites sources, f) au moins un moyen de traitement ou décodage du signal numérique ou analogique issu desdits capteurs d'angle, g) au moins un moyen de calcul des positions des sources au moment de leur émission ou modulation de signal dans un référentiel lié à une partie indéformable de l'un des objets, h) au moins une interface d'affichage ou transmission des résultats, i) une source d'énergie.

Ce mode de réalisation permet alors par des moyens appropriés d'enregistrer le comportement du lanceur ou tireur avant, pendant et après le lancement et d'en tirer des enseignements sur les améliorations de la séquence de tir ou de lancement.

Selon une réalisation adaptée à des usages spécifiques, par exemple la simulation de tir sur le terrain en extérieur ou une simulation de golf avec balle réelle, au moins une base ou positionneur est équipé de capteurs de mesure de paramètres physiques, il peut s'agir notamment d'un anémomètre pour les tirs en extérieur ou d'un accéléromètre placé au contact de la tête du club pour un simulateur de golf. La connaissance des paramètres physiques locaux permet d'affiner la déterminations des conditions initiales de lancement des projectiles et donc d'améliorer la simulation.

Selon une variante préférée des inventeurs, notamment pour des applications de simulation en milieu compartimenté, les bases sont équipées d'une liaison entre elles. Il peut s'agir d'un moyen filaire si l'ambiance électromagnétique l'exige ou d'une liaison hertzienne préférable pour les cas les plus courants de part sa facilité d'installation et de configuration en réseau. Cette variante permet de gérer l'activité des bases par rapport aux utilisateurs et d'éviter une rupture du positionnement des armes ou acteurs quand ceux ci changent rapidement de position ou de compartiments.

Selon une version préférée de l'invention bien adaptée aux simulations de tir sur le terrain, le système de positionnement est caractérisé en ce qu'il dispose d'une interface bidirectionnelle avec l'extérieur du système; qui peut être situé selon le mode de réalisation sur n'importe lequel des objets ou acteurs du système et lui permettent notamment: d'assurer la gestion d'une simulation distribuée comprenant une multiplicité d'acteurs et d'acquérir en temps réel des conditions ou paramètres extérieurs, en particulier les conditions de température, vent, pression, inclinaison par rapport à la verticale, champ magnétique.

4o- 2878615 Selon une autre variante de l'invention qui est également dédiée à son intégration dans un système de simulation, les sources de chaque base peuvent transmettre par modulation du signal transmis pendant la simulation vers les positionneurs individuels ou placés sur les amies des informations issues d'un système centralisé, notamment concernant le déroulement ou le paramétrage de la simulation, portée visibilité, règles d'attrition. D'autres informations sont nécessaires au fonctionnement réaliste du positionneur comme les caractéristiques de l'arme ou des munitions utilisées, la capacité d'une arme vis à vis d'une cible potentielle ou les caractéristiques de la cible potentielle dans la simulation (ennemie, neutre, amie) ainsi que sa capacité d'arrêt ou vulnérabilité locale aux différents projectiles.

Selon une amélioration de l'invention, le système est caractérisé en ce que le positionneur qui équipe les utilisateurs puisse également réaliser la détermination du point d'impact sur l'utilisateur d'un tir simulé par une source lumineuse à impulsions codées, cette avantage est particulièrement intéressant quand on utilise simultanément des systèmes déjà existants et utilisant des impulsions laser codées. En général le défaut de ces systèmes est un champ d'éclairement trop restreint à faible portée ce qui entraîne des impacts invisibles au milieu de deux capteurs et un champ trop important à forte distance. Le couplage d'un simulateur selon l'invention à un simulateur laser permet alors de gérer le passage à courte portée en précisant le point d'impact virtuel Un autre mode de présentation de cette amélioration de précision est la correction de la mesure d'impact en détermination de point touché en fonction des paramètres connus du positionneur ou de ceux qui lui ont été transmis, il peut également à partir de la détermination du point touché et du type de projectile déterminer l'attrition du porteur utilisateur, signaler l'attrition par une interface adaptée ou transmettre son état vers un système centralisé par l'intermédiaire d'une base proche utilisée comme relais.

Selon une autre variante d'une réalisation selon l'invention, on peut équiper les bases de détecteurs ou capteurs d'angle et de l'électronique associée à leur exploitation, il est alors possible pour une base de n'être activée que lorsqu'elle reçoit un faisceau lumineux ou électromagnétique qui peut provenir par exemple d'un arbitre ou manager de la simulation, il peut y avoir ainsi des paramétrages directs par cette liaison ou réception par la base d'informations venant par exemple d'une forme évoluée du positionneur personnel. Les avantages sont ici nombreux pour arbitrer les cas litigieux ou les utilisateurs ne sont pas satisfaits du résultat donné par le système.

Selon une réalisation préférée des inventeurs pour la miniaturisation des dispositifs constitutifs, les sources lumineuses peuvent être caractérisées, outre le fait qu'elles puissent être codées, de par leurs caractéristiques spectrales. Cette différentiation peut être combinée avec le codage intrinsèque qui peut être porté par chaque faisceau.

Une réalisation particulière de l'invention dans ce dernier cas est l'utilisation d'une source poly chromatique, qui peut être pulsée comme un flash par exemple et éventuellement codée ou modulée en particulier afin de permettre l'identification de la source et ses caractéristiques. Cette réalisation est particulièrement adaptée pour saisir une position à un instant de passage ou de contact donné, comme par exemple la position de la tête du club de golf au moment où il touche la balle. Naturellement, la constitution intrinsèque du système qui équipe le club et éventuellement le joueur permet également d'obtenir la vitesse et l'accélération, le déclenchement du flash'peut être basé sur ces calculs de position et accélération ou sur la détection d'un front de monté donné par un capteur de choc ou accéléromètre situé dans ou fixé sur le club. Cette réalisation nécessite la présence d'une électronique supplémentaire spécifique adaptée pour le déclenchement de l'impulsion, le traitement des signaux ou leur modulation. Le dispositif d'éclairement sera plutôt du type lampe à décharge et capable de délivrer une forte énergie en peu de temps.

Selon une adaptation de l'invention, ces dites sources peuvent être en particulier constituées d'éléments réfléchissant ou diffusants selon un mode de réalisation particulier que l'on nomme source secondaire, agissant comme des filtres passe bande; tout en réfléchissant les ondes incidentes dans un angle solide privilégié, elles permettant aussi de différencier Ies signaux issus de chacune des sources secondaires du fait de leurs caractéristiques spectrales, la source primaire pouvant être monochromatique. Une réalisation selon l'invention permet alors à é partir d'une source monochromatique à large spectre, de position connue ou inconnue et de trois sources secondaires de position relative connue à l'instant de l'éclairement par la source unique, d'établir la position et l'attitude d'un objet ou partie équipé de ces dites sources secondaires dans un référentiel connu lié à au moins deux capteurs d'angle. Un tel système ne peut fonctionner que si la part de l'énergie renvoyée vers les photodétecteurs dans la large bande de fréquence reste significative et autorise la démodulation dans de bonnes conditions. Selon une réalisation particulière et préférée dans les réalisations comprenant un grand nombre de joueurs, les positionneurs et en particulier les positionneurs personnels sont équipés d'au moins une source, celle-ci n'a pas nécessairement une fonction de positionnement mais peut être utilisé par le positionneur notamment pour signaler un état ou le communiquer par voie optique.

Une réalisation préférée des inventeurs pour la fabrication d'un positionneur pour aime automatique ou semi-automatique est d'intégrer l'électronique dans le chargeur de l'arme, les capteurs d'angle ou photo détecteurs sont alors placés soit en dessous dans une partie spécifique soit sur les parties latérales du chargeur en face de trous adaptés réalisés dans ledit chargeur. Ce mode de réalisation permet de conserver une capacité de tir égale en allongeant le chargeur, ou une sensation de prise en main identique en réduisant le nombre de coups. Pour une utilisation en simulation avec des personnes, l'utilisation de balles à air comprimées ou balles à blanc est possible comme dans un chargeur normal.

Dans certaines réalisations particulières selon l'invention, le positionneur individuel est équipé de capteurs de paramètres physiques locaux, notamment par exemple un capteur de son ou de choc qui lui permet de détecter le départ du coup et de déterminer la position effective au moment du tir ou du lancement. a

Dans une autre version préférée des inventeurs, le positionneur individuel peut être équipé de sources électromagnétiques primaires, c'est-à-dire un émetteur ou secondaires, on entend ici comme source secondaire un réflecteur ou moyen rétro diffusant, cette configuration présente des avantages importants dans certaines longueurs d'onde qui ne sont pas utilisées par les appareils d'intensification ou dit infra rouges, notamment la bande 0,3 à 130 teraHertz., ces longueurs d'onde peuvent traverser avec une perte acceptable certains tissus et donc les capteurs ou sources peuvent rester protégées dans un gilet imperméable.

Selon une réalisation de l'invention adaptée pour compléter ou améliorer par exemple des systèmes de simulation à base de laser, l'objet de Iancement ou arme à positionner est équipé d'une source électromagnétique ou lumineuse unique colinéaire avec l'axe de visé. Ce mode de réalisation de l'invention permet de travailler avec des moyens de simulation anciens utilisant une simulation laser du tir pour des amies à tir tendu. En fonction de la simulation envisagée et du type d'objet ou arme utilisé, il peut s'agir de la visée, de l'axe de la tête, ou de la direction de lancement du système d'arme. La source peut être codée numériquement sur un signal continu ou travailler par train d'impulsion lors du déclenchement du positionnement. Cette source peut alors servir de source primaire, le positionnement d'effectuant soit directement sur la source par un positionneur qui calcule l'énergie respective reçue par chaque capteur d'angle ou photo détecteur, soit sur la source secondaire générée par la réflexion ou rétro diffusion de la source par un écran ou étiquette rétro diffusante.

La figure 1 présente une vue générale d'un dispositif de simulation de tir pour arme de poing (1) réalisé selon l'invention, la zone (7) représentée est le sol sur lequel une base (3) est posée, une autre base (3) est située verticalement, par exemple fixée sur un mur ou sur une cible mobile.

Le positionneur (5) est ici fixé sous l'arme et possède une multiplicité de capteurs d'angle ou photo détecteurs (2) qui mesurent l'énergie reçue des sources lumineuses (4) des bases (3). Les angles d'éclairement efficace pour le système des sources (4) sont ici représentés par les angles solides de révolution (S2I et 02) qui couvrent au moins deux détecteurs ou capteurs d'angle.

La position de l'axe de visée (6) et l'orientation de l'arme (1) peut donc être déduit selon l'invention par le positionneur et transmis à un afficheur ou un système extérieur par liaison sans fil. Sur le dessin les sources lumineuses sont constituées chacune de 9 points qui représentent des diodes LED et qui permettent de part leur orientation légèrement différente de couvrir des angles solides d'éclairement plus importants.

La figure 2 représente une vue détaillée en coupe partielle d'un chargeur (8) d'arme individuelle automatique ou semi-automatique équipé d'un positionneur (5) dont l'électronique est intégrée dans le corps du chargeur et les capteurs ou photo détecteurs (2) orientés pour recevoir l'énergie des sources lumineuses dans des directions privilégiées, ici représentées par les normales à leur surface (10) orientées dans des directions latérales sur les deux côtés et vers l'avant et le bas.

Le chargeur peut néanmoins recevoir des munitions (9) réelles, à air comprimé ou à blanc qui permettent un fonctionnement normal de l'arme notamment par la présence d'un ressort (15) qui est classiquement utilisé pour faire monter lesdites munitions. Le fait d'utiliser simultanément des tirs réels et la simulation permet en effet d'ajuster la temporisation de déclenchement du tir simulé de façon fine, une microseconde d'écart pouvant dans certains cas produire un écart sur cible significatif.

La figure 3 représente un positionneur (5) tel qu'il peut être intégré dans un chargeur pour arme, ou dans un chargeur accolé simulant un chargeur de rechange. Il comprend une plaque électronique sur laquelle sont situés différents composants dont notamment un microprocesseur (14) capable de traiter les signaux, une capacité mémoire (13) nécessaire pour le paramétrage du simulateur et utilisable pour mémoriser les actions ou tirs effectués, un composant de gestion du protocole sans fil (12) permettant de communiquer avec un afficheur ou un système de simulation centralisée. En fonction des caractéristiques des capteurs, des composants d'adaptation ou de conversion analogique numérique peuvent être nécessaires.

Une alimentation par pile (11) est ici représentée afin de donner une complète autonomie a9 tireur qui peut utiliser cc positionneur sur sa propre arme sans adaptation ni réglage de celle-ci.

La figure 4 représente l'application de l'invention pour réaliser un simulateur de golf qui peut être utilisé avec de vraies balles afin de déterminer précisément quel est le comportement réel et la trajectoire dela balle ainsi frappée compte tenu des conditions simulées, par exemple de vent ou du club utilisé.

Sur ladite figure sont représentées deux bases (31 et 32) , qui sont placées dans une position fixe, au plafond, au sol ou en position latérale sur un support quelconque de façon à ce que les angles d'éclairement efficace desdites bases (S21 et f22) couvrent l'espace tridimensionnel dans lequel les capteurs(2) se déplacent pendant le swing.

Il peut également être utilisé dans la description de cette même figure pour enregistrer le swing du joueur et ainsi lui permet de visualiser ses défauts ou erreurs techniques. Dans ce but le joueur peut porter un gilet spécifique (22) équipé de capteurs ou photo détecteurs (21) qui se comporte comme un positionneur individuel et peut être équipé d'une interface avec le système de simulation ou un PC qui prend en charge le traitement des données ou l'affichage des résultats.

Le club (40) est équipé d'un positionneur (5) qui comporte comme pour un simulateur d'arme des photo détecteurs ou capteurs (2) qui sont sur la figure situés à niveau du manche. Il peut également être équipé d'une ou plusieurs étiquettes rétro diffusantes placées sur la tête du club(23) et qui permettent de connaître la position de ladite tête au moment de l'impact.

En particulier l'utilisation d'une base spécifique(33), émettant une lumière poly chromatique pulsée, comme un flash par exemple permet par l'utilisation des sources secondaires ainsi formés par les étiquettes rétro diffusantes, chacune possédant un spectre d'absorption différent permet d'obtenir la position exacte de la tête du club(23) lors du contact avec la balle. Dans une version plus sophistiquée il est possible d'adapter sur le club un moyen de mesure de l'accélération ou du choc dans la tête du club, ce qui permet d'accéder à une finesse de simulation plus importante.

Une autre amélioration décrite dans cette figure est l'équipement de la balle (24) lancée avec au moins une étiquette rétro diffusante(25) qui peut être de petite taille; ce qui permet d'obtenir une position relative précise entre la tête du club et la balle automatique avant chaque geste. La base (33) possède alors des sources qui éclairent un angle solide (S23) qui permette de couvrir la zone d'impact club - balle.

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Pour ces utilisations nécessitant un lumière pulsée, il est nécessaire d'ajouter un positionneur spécifique (50) adapté aux différentes bandes de fréquences renvoyées par les étiquettes, les capteurs d'angle ou photo détecteurs (2) pouvant dans ce cas être équipés de filtres spécifiques.

Ces modes de réalisation ne sauraient être limitatifs des possibilités de l'invention, et s'appliquent notamment pour d'autres sujets, dans la nature du type d'arme, du jeu simulé ou du lanceur utilisé ou de son utilisation pour la capture de gestes ou mouvements. Pour des utilisations du simulateur à des fins d'enseignement il est préféré selon l'invention d'intégrer une gestion du système dans un ordinateur (26) qui est en liaison hertzienne avec les bases ou positionneur et permet un affichage pour le professeur sur écran (27), ou une projection du vol, trajectoir ou de la zone d'arrivée de la balle sur grand écran, la balle réelle étant elle arrêtée par un filet.

Claims (2)

1. Revendications

   Revendication 1 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique constitué de: i) Au moins une base solidaire d'une structure fixe ou d'un mobile comprenant: 1) au moins deux sources lumineuses qui sont de faibles dimensions relativement à la distance au récepteur, émettant un faisceau lumineux ou électromagnétique dans les fréquences comprises entre 0,3 et 450 teraHertz, 2) une électronique permettant au moins l'une des fonctions de synchronisation desdites sources, ou de traitement des signaux de ladite source.
2. ii) Au moins un positionneur solidaire dudit lanceur ou dudit objet comprenant: a) au moins deux capteurs d'angle réalisés avec des photo détecteurs et fournissant un signal analogique qui soit une fonction continue de l'énergie reçue sur la totalité de leur surface dans la bande de fréquence adaptée desdites sources, b) au moins un moyen de traitement du signal issu desdits capteurs d'angle, c) au moins un moyen de calcul des positions des sources au moment de leur émission dans un référentiel lié à une partie indéformable de l'un des objets, d) au moins une interface d'affichage ou transmission des résultats e) une source d'énergie.

   Revendication 2 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le positionneur soit équipé d'au moins deux capteurs d'angle ou photo détecteurs dont les surfaces photo réceptrices soient situées dans des plans virtuels ou imaginaires ayant entre eux un angle d'au moins cinq degrés.

   Revendication 3 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1 et éventuellement 2, caractérisé en ce qu'il comprenne: a. au moins une base dont au moins une source lumineuse est modulée et son rayonnement lumineux ou électromagnétique porteur d'informations qui peuvent comprendre I'identifiant de la source, les caractéristiques desdites sources, ou les paramètres mesurés ou reçus par ladite base.

   b. Au moins un positionneur solidaire dudit lanceur équipé d'une électronique de démodulation du rayonnement reçu.

   Revendication 4 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1,2 et 3, caractérisé en ce qu'il est comprenne au moins un positionneur individuel solidaire d'un point remarquable de l'utilisateur dudit lanceur ou objet.

   Revendication 5 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit positionneur individuel solidaire de l'utilisateur est constitué de: a) au moins trois capteurs d'angle réalisés avec des photo détecteurs et fournissant un signal analogique qui soit une fonction continue de l'énergie reçue à leur surface dans la bande de fréquence adaptée desdites sources, b) au moins un moyen de traitement ou décodage du signal numérique ou analogique issu desdits capteurs d'angle, c) au moins un moyen de calcul des positions des sources au moment de leur émission ou modulation de signal dans un référentiel lié à une partie indéformable de l'un des objets, d) au moins une interface d'affichage, synchronisation ou transmission des résultats, e) une source d'énergie.

   À5 2878615 Revendication 6 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'au moins une base ou un positionneur soit équipé de capteurs de paramètres physiques locaux ou caractéristiques de la structure, de l'objet, du joueur ou de son environnement auquel ledit positionneur ou base est lié.

   Revendication 7 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'au moins deux bases soient équipées d'une interface ou moyen de communication bidirectionnel entre elles qui leur permettent d'échanger des informations en temps réel.

   Revendication 8 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique lié à un objet ou mobile selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une interface ou moyen de communication bidirectionnel avec ledit objet ou mobile ou avec un système extérieur de gestion d'une simulation globale comportant une multiplicité d'acteurs ou objets.

   Revendication 9 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1, 8 et l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une desdites sources de chaque base transmet par modulation de son signal vers lesdits positionneurs qu'elle illumine les informations concernant: i) le déroulement ou le paramétrage de la simulation, ii)les caractéristiques de l'objet lié au positionneur ou son comportement, iii) le caractère neutre, ennemie ou amical des cibles potentielles iv) la capacité d'arrêt des différentes cibles potentielles ou leur vulnérabilité locale aux différents projectiles.

   Revendication 10 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le positionneur qui équipe les utilisateurs puisse également réaliser l'une quelconque des opérations suivantes: i) déterminer le point d'impact sur l'utilisateur d'un tir simulé par une source lumineuse à impulsions codées, ii)corriger la mesure d'impact en détermination de point touché en fonction des paramètres connus du positionneur ou qui lui ont été transmis par ses interfaces ou par l'impulsion codée, iii) déterminer l'attrition du porteur utilisateur, iv) signaler l'attrition par une interface adaptée.

   Revendication 11 Système de simulation de tir ou de Iancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une base soit équipée d'au moins un détecteur ou capteur adapté en fréquence ou en réponse spectrale à au moins une des sources primaire ou secondaire.

   Revendication 12 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 11, caractérisé en ce qu'il utilise des bases équipées d'une multiplicité de sources possédant des caractéristiques spectrales différentes et des positionneurs comportant des récepteurs spécifiques de ces différentes caractéristiques spectrales.

   Revendication 13 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce qu'elle comprend également une électronique supplémentaire constituée de: À C - 2878615 i) au moins une source lumineuse polychromatique pulsée ou modulée qui peut être porteuse d'informations contenant l'identification ou les caractéristiques de ladite source, 2) une électronique de traitement des signaux et de modulation ou déclenchement d'impulsion de ladite source.

   Revendication 14 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé par l'utilisation d'au moins une source secondaire, également ponctuelle et constituée par plusieurs réflecteurs ou diffuseurs agissant comme des filtres passe bande pour réfléchir ou diffuser dans un angle solide privilégié et avec des caractéristiques spectrales spécifiques une partie significative de l'énergie et la modulation reçue d'une source à large bande de fréquence.

   Revendication 15 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que les positionneurs soient équipés d'au moins une source.

   Revendication 16 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon la revendication I et l'une quelconque des revendications 2 à I5, caractérisé en ce que le positionneur est intégré dans un chargeur modifié capable d'accueillir des munitions à blanc ou des munitions à gaz comprimé.

   Revendication 17 ' Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 16, caractérisé en ce qu'au moins un positionneur individuel lié à un utilisateur ou un positionneur sur lanceur soit équipée de capteurs de paramètres physiques locaux.

   Revendication 18 Système de simulation de tir ou de lancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 17, caractérisé en ce qu'au moins un positionneur individuel lié à un utilisateur soit équipée d'au moins d'un réflecteur, moyen rétrodiffusant ou source électromagnétique dans la bande de fréquence 0,3 à 130 teraHertz.

   Revendication 19 Système de simulation de tir ou de Iancement de projectile à l'aide d'un objet ou lanceur spécifique selon les revendications 1 et l'une quelconque des revendications 2 à 18, caractérisé en ce qu'au moins une source lumineuse ou électromagnétique équipe l'objet ou arme en étant colinéaire à I'axe du canon ou axe principal du lanceur.