CA2174572A1 - Systeme pour determiner la position et l'angle de roulis d'un mobile - Google Patents
Systeme pour determiner la position et l'angle de roulis d'un mobileInfo
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- CA2174572A1 CA2174572A1 CA002174572A CA2174572A CA2174572A1 CA 2174572 A1 CA2174572 A1 CA 2174572A1 CA 002174572 A CA002174572 A CA 002174572A CA 2174572 A CA2174572 A CA 2174572A CA 2174572 A1 CA2174572 A1 CA 2174572A1
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- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
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- F41G7/305—Details for spin-stabilized missiles
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Abstract
- La présente invention concerne un système pour déterminer l'angle de roulis (?), ainsi que la position par rapport à un axe (OX), d'un mobile (2), ledit système (1) comportant un détecteur optique (3). - Selon l'invention, ledit système (1) comporte: . trois éléments optiques (8, 9, 10) montés sur ledit mobile (2) et susceptibles d'engendrer des éclats lumineux (7), deux desdits éléments (8, 9) étant montés de façon diamétralement opposée et le troisième élément (10) étant agence perpendiculairement à ces deux élé-ments; et . un calculateur (4) déterminant la position et l'angle de roulis du mobile (2) à partir de la position desdits éléments optiques dans une prise d'image.
Description
21~572 . ~
Système pour ~3~tPrmin~r la position et l'an~le de roulis d'uu mobile.
La présente invention concerne un système pour dét~rm~ n~r la position et l'angle de roulis d'un mobile.
Quoique non exclusivement, elle est particulièrement bien appropriée à la localisation et au guidage de missiles, 5 notamment des missiles entraînés en rotation.
Pour guider un missile animé d'un uv -nt de rotation autour de son axe longitudinal, par rapport à un axe de référence, par exemple la ligne de visée d'un système d'arme ayant lancé ledit missile, on actionne des dispositifs de 10 pilotage, par exemple des impulseurs latéraux à générateur de gaz, des intercepteurs de ~et ou des gouvernes, pendant des durées appropriées et à des instants détPrm~n~c, c'est-à-dire pour des positions détPrmln~ s desdits dispositifs de pilotage par rapport audit axe de référence.
lS Par conséquent, il est nécessaire, pour effectuer le guidage d'un tel missile, de connaître:
- d'une part, la position du missile par rapport audit axe de réf érence ; et - d'autre part, l'angle de roulis du mlssile, permettant de 20 déterminer la position desdits dispositifs de pilotage agencés à des endroits dét~rmi~n~ sur ledit missile.
Généralement, la détermination de la position et la détermi-nation de l'angle de roulis sont effectuées indép~nf~ t 1 ' une de 1 ' autre .
25 De nombreuses méthodes sont connues pour détF-rm~ner la position d'un mobile par rapport à un axe de référence, comme par exemple celle divulguée par le brevet FR-2 583 523 de la ~ -n~1~resse.
- ~17~72 . --La déterminatLon de l ' angle de roulis est généralement plus difficile à mettre en oeuvre et elle nécesfiite souvent des moyen~ auxiliaires coûteux.
De façon connue, l'angle de roulis peut être déterminé par 5 une mesure effectuée a bord du missile, par exemple une mesure inertlelle. Toutefois, une telle solution nécessite d ' embarquer un matériel coûteux, sophistiqué et généralement fragile .
C ' est pourquoi les mesures nécessaires à la détermination de 10 l'angle de roulis sont généralement effectuées a partir du sol, notamment pour des missiles à coût réduit.
A cet effet, une solution connue préconise d'agencer sur ledit missile un dispositif optique comportant un cata-dioptre et un polariseur et d' illuminer ce dispositif 15 optique à partir du sol. Le ray-)nn L réfléchi par ledit dispositif optique est ensuite détecté au sol et est traité
de manière à en extraire l ' angle de roulis dudit missile .
Toutefois, par cette méthode, subsiste une ambiguïté de 180 sur la valeur de l ' angle de roulis déterminé . Il est alors 20 nécessaire de prévoir des moyens supplémentaires pour lever cette indétermination, comme par exemple ceux proposés par les brevets euL~,~ée,ls EP-0 485 292 et EP-0 628 782, ce qui augmente d~vantage encore le coût de mise en oeuvre de cette solution .
25 La présente invention a pour ob~et de remédier a ces in-convénients. Elle concerne un systeme précis et à coût réduit permettant de dét~rm~n~r à la fois l'angle de roulis et la position par rapport a un axe de référence d'un mobile .
~ 21~4~72 A cet effet, ledit systeme comportant un detecteur optique disposé a poste fixe et susceptible de réaliser une prise d'image de l'environnement dudit axe de référence dans lequel ledit mobile est susceptible de se deplacer, est 5 remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comporte:
- trois éléments optiques montés sur ledit mobile et suscep-tibles d ' engendrer des éclats lumineux en direction dudit détecteur optique, un premier et un deuxième desdits éléments optiques formant une ligne de base étant montés lO de façon diamétralement opposée par rapport audit axe longitudinal et le troisieme élément optique étant agencé
sur une droite au moins sensiblement perp~n~ ul~1re à
cette ligne de base passant par ledit axe longitudinal;
et s - un calculateur relié audit détecteur optique et suscepti-ble de dé~f~rmin~r la position et l'angle de roulis dudit mobile a partir de la position desdits éléments optiques dans une prise d ' image réalisée par ledit détecteur optique captant lesdits éclats lumineux, ledit angle de 20 roulis correspondant a 1 ' angle entre ladite ligne de base et un axe d'un repere de référence déterminé, l'ambiguïté
de 180 sur- ledit angle de roulis étant levée par la position du troisieme élément optique, et la position dudit mobile par rapport audit axe de référence étant 25 obtenue a partir de la pro~ection de la position dudit troisième élément optique sur ladite ligne de base.
Ainsi, grace a l'invention, on peut dét~rmin~r simultané-ment, a partlr d'une seule prise d'image, la position par rapport audit axe de référence et l'angle de roulis dudit 30 mobile.
De plus, la mise en oeuvre de l'invention est peu coûteuse, puisque 1 ' essentiel des éléments du systeme conforme a l ' invention, excepté bien entendu les éléments optiques, existent dé~a sur un systeme de guidage de mobile, auquel le 35 systeme conforme a 1 ' invention est généralement associé.
~ 217~2 De façon avantageuse, lorsque ledit mobile comporte quatre ailettes uniformêment réparties sur sa périphérie, comme c ' est le cas pour de nombreux types de missiles, on agence les éléments optiques aux extrémités radialement externes 5 respectivement de trois desdites ailettes.
Un tel agencement permet d ' éloigner les éléments optiques le plus possible de 1 ' axe longitudinal du mobile et permet ainsi de protéger lesdits élements optiques, ainsi que les éclats lumineux engendrés, contre les perturbations que 10 pourrait engendrer une éventuelle fumee produite a 1 ' arriere dudit mobile a proximité de son axe longitudinal lors de la propulsion dudit mobile, comme c'est le cas pour CQrtains types de missiles.
Par ailleurs, selon 1 ' invention, les éléments optiques 15 utilises peuvent être realises avantageusement de differen-tes manieres.
Ainsi, dans un premier mode de realisation, lesdits élements optiques sont simplement des emetteurs d' eclats lumineux, par exemple des balises lumineuses, tandis que, dan~ un 20 second mode de realisation, le système conforme a 1 ' inven-tion comporte un generateur d'eclats lllm~n~llx monté a poste f ixe a proximité dudit detecteur optique et susceptible d ' émettre des éclats lumineux au moins dans 11 environnement dudit axe de référence, et lesdits éléments optiques sont 25 de8 réflecteur8 de lumiere susceptibles de réfléchlr les éclats lumineux reçus dudit générateur d I éclats lumineux .
Les figures du dessin annexé feront bien c ~ dl~ comment llinvention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé-rences identiques désignent des éléments semblables.
30 La figure 1 montre de façon schématique le systeme conforme à 1 ` invention associé a un mobile.
.... . ,,, , _ ~ ` 217~72 La figure 2 représente une prise d'image montrant le mobile et permettant d ' illustrer la mise en oeuvre de l ' invention .
Le systeme 1 conforme a l ' invention et représenté sur la figure 1 est destiné a dét~rm~n~r en continu l'angle de 5 roulis, ainsi ~ue la position par rapport a un axe de référence OX, d'un mobile 2, en l'occurrence d'un missile.
L ' axe de référence OX représente par exemple la ligne de visée d'un système d'arme non représenté, par exemple un système anti-char, équipé du système 1 conforme à 1 ' inven-10 tion et pointé sur une cible non représentée devant êtreatteinte par ledit missile 2.
Les données déterminées par le système 1 et fournies au système d ' arme peuvent notamment être utilisées pour élabo-rer des ordres de guidage destinés a gulder le missile 2 le 15 long dudit axe de référence OX.
Selon l ' invention, ledit systeme 1 comporte :
- un détecteur opti~ue 3 monté a poste f ixe, par exemple dans ledit système d ' arme - un calculateur 4 relié audit détecteur optique 3 par une 20 liaison 5;
- un générateur 6 d'éclats lumineux 7 monte à po9te fixe, à
proximite dudit detecteur opti~ue 3, par exemple également dans ledit système d' arme; et - trois éléments optiques 8, 9, 10 montés sur ledit missLle 25 2.
Lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 représentent des réflecteurs de lumiere qui sont agencés selon l'invention de manière particulière sur ledit missile 2, à savoir plus précisément:
30 - les elém~nts optiques 8 et 9 sont agencés de façon diamé-tralement opposée par rapport à l ' axe longltudinal L-L
. _ .. , _ . . . .... _ _ _ . .. .... . .. . .. . . . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ~ 21 7~57~
dudit missile 2 de forme cylindrique, lesdits éléments optiques 8 et 9 définissant une ligne de base LB représen-tée sur la figure 2 et précLsée ci-dessous; et - l ' élément optique 10 est agencé sur une perpendiculaire PE
à ladite ligne de base LB passant par ledit axe longitudi-nal L-L.
Lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 sont destines à reflé-chir, en direction du détecteur optique 3, les éclats lumineux 7 reçus dudit générateur 6.
Lorsque le missile 2 comporte quatre ailettes 11 uniformé-ment réparties sur sa périphérie, on agence de préférence lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 aux extrémités radiale-ment externes llA de trois desdites ailettes 11, tel que représenté sur la figure 1.
Ceci permet d ' éviter que de la fumée F, ou éventuellement une flamme, produite lors de la propulsion à l'arrière du missile 2, à proximité de l'axe L-L, ne perturbe lesdits éclats lumineux 7, avant et/ou après leur réflexion sur les éléments optiques 8, 9 et lO.
Lesdits éclats lumineux 7 émis par le générateur 6 et réf léchis par les éléments optiques 8, 9 et lO sont détectés par le détecteur optique 3.
A cet effet, ledit détecteur optique 3, qui représente par exemple une caméra visible ou infrarouge, comporte de façon
Système pour ~3~tPrmin~r la position et l'an~le de roulis d'uu mobile.
La présente invention concerne un système pour dét~rm~ n~r la position et l'angle de roulis d'un mobile.
Quoique non exclusivement, elle est particulièrement bien appropriée à la localisation et au guidage de missiles, 5 notamment des missiles entraînés en rotation.
Pour guider un missile animé d'un uv -nt de rotation autour de son axe longitudinal, par rapport à un axe de référence, par exemple la ligne de visée d'un système d'arme ayant lancé ledit missile, on actionne des dispositifs de 10 pilotage, par exemple des impulseurs latéraux à générateur de gaz, des intercepteurs de ~et ou des gouvernes, pendant des durées appropriées et à des instants détPrm~n~c, c'est-à-dire pour des positions détPrmln~ s desdits dispositifs de pilotage par rapport audit axe de référence.
lS Par conséquent, il est nécessaire, pour effectuer le guidage d'un tel missile, de connaître:
- d'une part, la position du missile par rapport audit axe de réf érence ; et - d'autre part, l'angle de roulis du mlssile, permettant de 20 déterminer la position desdits dispositifs de pilotage agencés à des endroits dét~rmi~n~ sur ledit missile.
Généralement, la détermination de la position et la détermi-nation de l'angle de roulis sont effectuées indép~nf~ t 1 ' une de 1 ' autre .
25 De nombreuses méthodes sont connues pour détF-rm~ner la position d'un mobile par rapport à un axe de référence, comme par exemple celle divulguée par le brevet FR-2 583 523 de la ~ -n~1~resse.
- ~17~72 . --La déterminatLon de l ' angle de roulis est généralement plus difficile à mettre en oeuvre et elle nécesfiite souvent des moyen~ auxiliaires coûteux.
De façon connue, l'angle de roulis peut être déterminé par 5 une mesure effectuée a bord du missile, par exemple une mesure inertlelle. Toutefois, une telle solution nécessite d ' embarquer un matériel coûteux, sophistiqué et généralement fragile .
C ' est pourquoi les mesures nécessaires à la détermination de 10 l'angle de roulis sont généralement effectuées a partir du sol, notamment pour des missiles à coût réduit.
A cet effet, une solution connue préconise d'agencer sur ledit missile un dispositif optique comportant un cata-dioptre et un polariseur et d' illuminer ce dispositif 15 optique à partir du sol. Le ray-)nn L réfléchi par ledit dispositif optique est ensuite détecté au sol et est traité
de manière à en extraire l ' angle de roulis dudit missile .
Toutefois, par cette méthode, subsiste une ambiguïté de 180 sur la valeur de l ' angle de roulis déterminé . Il est alors 20 nécessaire de prévoir des moyens supplémentaires pour lever cette indétermination, comme par exemple ceux proposés par les brevets euL~,~ée,ls EP-0 485 292 et EP-0 628 782, ce qui augmente d~vantage encore le coût de mise en oeuvre de cette solution .
25 La présente invention a pour ob~et de remédier a ces in-convénients. Elle concerne un systeme précis et à coût réduit permettant de dét~rm~n~r à la fois l'angle de roulis et la position par rapport a un axe de référence d'un mobile .
~ 21~4~72 A cet effet, ledit systeme comportant un detecteur optique disposé a poste fixe et susceptible de réaliser une prise d'image de l'environnement dudit axe de référence dans lequel ledit mobile est susceptible de se deplacer, est 5 remarquable, selon l'invention, en ce qu'il comporte:
- trois éléments optiques montés sur ledit mobile et suscep-tibles d ' engendrer des éclats lumineux en direction dudit détecteur optique, un premier et un deuxième desdits éléments optiques formant une ligne de base étant montés lO de façon diamétralement opposée par rapport audit axe longitudinal et le troisieme élément optique étant agencé
sur une droite au moins sensiblement perp~n~ ul~1re à
cette ligne de base passant par ledit axe longitudinal;
et s - un calculateur relié audit détecteur optique et suscepti-ble de dé~f~rmin~r la position et l'angle de roulis dudit mobile a partir de la position desdits éléments optiques dans une prise d ' image réalisée par ledit détecteur optique captant lesdits éclats lumineux, ledit angle de 20 roulis correspondant a 1 ' angle entre ladite ligne de base et un axe d'un repere de référence déterminé, l'ambiguïté
de 180 sur- ledit angle de roulis étant levée par la position du troisieme élément optique, et la position dudit mobile par rapport audit axe de référence étant 25 obtenue a partir de la pro~ection de la position dudit troisième élément optique sur ladite ligne de base.
Ainsi, grace a l'invention, on peut dét~rmin~r simultané-ment, a partlr d'une seule prise d'image, la position par rapport audit axe de référence et l'angle de roulis dudit 30 mobile.
De plus, la mise en oeuvre de l'invention est peu coûteuse, puisque 1 ' essentiel des éléments du systeme conforme a l ' invention, excepté bien entendu les éléments optiques, existent dé~a sur un systeme de guidage de mobile, auquel le 35 systeme conforme a 1 ' invention est généralement associé.
~ 217~2 De façon avantageuse, lorsque ledit mobile comporte quatre ailettes uniformêment réparties sur sa périphérie, comme c ' est le cas pour de nombreux types de missiles, on agence les éléments optiques aux extrémités radialement externes 5 respectivement de trois desdites ailettes.
Un tel agencement permet d ' éloigner les éléments optiques le plus possible de 1 ' axe longitudinal du mobile et permet ainsi de protéger lesdits élements optiques, ainsi que les éclats lumineux engendrés, contre les perturbations que 10 pourrait engendrer une éventuelle fumee produite a 1 ' arriere dudit mobile a proximité de son axe longitudinal lors de la propulsion dudit mobile, comme c'est le cas pour CQrtains types de missiles.
Par ailleurs, selon 1 ' invention, les éléments optiques 15 utilises peuvent être realises avantageusement de differen-tes manieres.
Ainsi, dans un premier mode de realisation, lesdits élements optiques sont simplement des emetteurs d' eclats lumineux, par exemple des balises lumineuses, tandis que, dan~ un 20 second mode de realisation, le système conforme a 1 ' inven-tion comporte un generateur d'eclats lllm~n~llx monté a poste f ixe a proximité dudit detecteur optique et susceptible d ' émettre des éclats lumineux au moins dans 11 environnement dudit axe de référence, et lesdits éléments optiques sont 25 de8 réflecteur8 de lumiere susceptibles de réfléchlr les éclats lumineux reçus dudit générateur d I éclats lumineux .
Les figures du dessin annexé feront bien c ~ dl~ comment llinvention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé-rences identiques désignent des éléments semblables.
30 La figure 1 montre de façon schématique le systeme conforme à 1 ` invention associé a un mobile.
.... . ,,, , _ ~ ` 217~72 La figure 2 représente une prise d'image montrant le mobile et permettant d ' illustrer la mise en oeuvre de l ' invention .
Le systeme 1 conforme a l ' invention et représenté sur la figure 1 est destiné a dét~rm~n~r en continu l'angle de 5 roulis, ainsi ~ue la position par rapport a un axe de référence OX, d'un mobile 2, en l'occurrence d'un missile.
L ' axe de référence OX représente par exemple la ligne de visée d'un système d'arme non représenté, par exemple un système anti-char, équipé du système 1 conforme à 1 ' inven-10 tion et pointé sur une cible non représentée devant êtreatteinte par ledit missile 2.
Les données déterminées par le système 1 et fournies au système d ' arme peuvent notamment être utilisées pour élabo-rer des ordres de guidage destinés a gulder le missile 2 le 15 long dudit axe de référence OX.
Selon l ' invention, ledit systeme 1 comporte :
- un détecteur opti~ue 3 monté a poste f ixe, par exemple dans ledit système d ' arme - un calculateur 4 relié audit détecteur optique 3 par une 20 liaison 5;
- un générateur 6 d'éclats lumineux 7 monte à po9te fixe, à
proximite dudit detecteur opti~ue 3, par exemple également dans ledit système d' arme; et - trois éléments optiques 8, 9, 10 montés sur ledit missLle 25 2.
Lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 représentent des réflecteurs de lumiere qui sont agencés selon l'invention de manière particulière sur ledit missile 2, à savoir plus précisément:
30 - les elém~nts optiques 8 et 9 sont agencés de façon diamé-tralement opposée par rapport à l ' axe longltudinal L-L
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dudit missile 2 de forme cylindrique, lesdits éléments optiques 8 et 9 définissant une ligne de base LB représen-tée sur la figure 2 et précLsée ci-dessous; et - l ' élément optique 10 est agencé sur une perpendiculaire PE
à ladite ligne de base LB passant par ledit axe longitudi-nal L-L.
Lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 sont destines à reflé-chir, en direction du détecteur optique 3, les éclats lumineux 7 reçus dudit générateur 6.
Lorsque le missile 2 comporte quatre ailettes 11 uniformé-ment réparties sur sa périphérie, on agence de préférence lesdits éléments optiques 8, 9 et 10 aux extrémités radiale-ment externes llA de trois desdites ailettes 11, tel que représenté sur la figure 1.
Ceci permet d ' éviter que de la fumée F, ou éventuellement une flamme, produite lors de la propulsion à l'arrière du missile 2, à proximité de l'axe L-L, ne perturbe lesdits éclats lumineux 7, avant et/ou après leur réflexion sur les éléments optiques 8, 9 et lO.
Lesdits éclats lumineux 7 émis par le générateur 6 et réf léchis par les éléments optiques 8, 9 et lO sont détectés par le détecteur optique 3.
A cet effet, ledit détecteur optique 3, qui représente par exemple une caméra visible ou infrarouge, comporte de façon
2~ connue:
- une matrice plane 12 d ' éléments photosensibles 13, par exemple du type à transfert de charge, qui est perpendi-culaire à l ' axe de référence oX;
- une optique 14 susceptible de former sur ladite matrice 12 30 1' image de 1'envirl nr- L dudit axe de référence OX; et 217~72 - un moyen électronique 15 relié par une liaison 16 a ladite matrice 12 et susceptible de réaliser des prises d'image PI qudit environnement.
Dans un premier mode de réalisation non représenté, ledit 5 générateur 6 illumine en continu lesdits éléments optiques 8, 9 et 10, ce qui permet d'effectuer une prise d'image a tout instant, puisque les éléments optiques 8, 9 et 10 réf léchissent alors en continu la lumiere reçue .
Toutefois, de préférence, dans un second mode de réalisa-10 tion, on prévoit une synchronlsatLon entre la génération deséclats lllin7n~llx 7 par le générateur 6 et la prise d'image par 1 ' électronique 15 .
A cet effet, le système 1 comporte une unité de ~ -n~1P 17 qui est reliée par 1 ' intermédiaire de liaisons 18 et 19 L5 respectivement au générateur 6 et a 1 ' électronique 15 et qui commande simultanément ces derniers.
Ladite unité de ~ ndQ 17 peut en particulier:
- soit être actionnée par un utilisateur du systeme 1 conforme a l'invention, lorsque celui-ci souhaite connaî-20 tre la position et l'angle de roulis du missile 2;
- soit comporter une horloge qui actionne ladite unité de r nd~ 17 a intervalles de temps réguliers.
Les éclats lumineux 7 captés par le détecteur optique 3 sont susceptibles d'activer les élements photosensibles 13 de la 25 matrice 12, et donc de pouvoir être reperes sur une prise d ' image P I .
Selon 1 ' invention, le calculateur 4 détermine 1 ' angle de roulis et la position du missile 2, a partir de la position desdits élements optiques 8, 9 et 10 dans une telle prise 30 d'image PI, comme representé sur la figure 2.
-.. ,. .. ....... . _____ __ _____ ~
2174~72 ~ ^
A cet effet, on determine sur ladite prise d'image PI un repère de re:Eérence OYZ def ini dans le plan de la matrice 12 et tel que:
- 1 ' axe OY correspond à la ligne de base LB passant par les elements optiques 8 et 9 sur une prise d'image du missile 2, lorsque ce dernier ne presente aucun roulis ; et - 1 ' axe OZ est perpendiculaire à l ' axe OY.
Par conséquent, selon l'invention, pour de~,~rm~n~r l'angle de roulis du missile 2, on determine sur la prise d'image PI
l'angle ~ entre ledit axe OY et la ligne de base LB définie par les eléments optiques 8 et 9. L'indétermination de 180 qui existe alors pour 1 ' angle de roulis est levee par la position de 1 ' element optique 10, par rapport à cette ligne de base LB.
On remarquera que, pour bien expliciter et illustrer la position desdits eléments optlques 8, 9 et 10, on a egale-ment représenté sur la figure 2, en trait continu, le corps du missile 2 vu de l'arrière et les ailettes 11, bien que ces éléments ne soient géneralement pas visibles sur une telle prise d'image, seuls les elements optiques 8, 9 et 10 apparaissant en réalité.
En outre, pour determiner la position du missile 2 par rapport à l'axe de reference OX qui est perpendiculaire au plan de la prise d' image PI et qui passe par le point O
Z5 represente, on determine la distance D entre ledit point O
et 1 ' axe longitudinal L-L du missile 2, indiqué par un point P sur la prise d ' image PI . Ledit point P correspond à la pro~ection de 1 ' element optique 10 sur la ligne de base LB
( suivant la perpendiculaire PE ) . La position dudit point P
dans le repère de reference OYZ indique donc la position recherchee du missile 2 par rapport à l ' axe de réference OX.
.
21~4~72 ., g Bien entendu, dans le cas où le plan formé par les trois détecteurs optiques 8, 9 et 10 sur le missile 2 est paral-lale au plan de la matrice 12 du détecteur optique 3, ce point P correspond au centre des éléments optiques 8 et 9, 5 tel que représenté.
Ainsi, grâce à l'invention, on peut dé~rm1n~r de maniere simple, efficace et simultanée la position et l'angle de roulis ~ du missile 2.
De plus, la mise en oeuvre de l'invention est peu coûteuse, 10 puisque l'essentiel des éléments du systeme 1 existent dé~a sur un systeme de guidage de missile auquel le systeme 1 est généralement associé. Ainsi, seuls les éléments optiques 8, g et 10, par exemple de simples miroirs, sont a monter de façon spécifique et sont perdus après la mise en oeuvre de 15 l ' invention.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, les éléments optiques sont des émetteurs individuels émettant des rayonnements susceptibles d ' être captés par le détecteur optique 3. Ces émetteurs peuvent émettre, soit en continu, 20 soit a des instants dét~rmin~. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de prévoir une synchronisation, par exemple du type radioélectrique, entre lesdits émetteurs et l'électro-nique 15 effectuant les prises d'image.
Comme indiqué préc~ - t, les donnees calculées par le 25 systeme 1 peuvent être utilisées pour guider le missile 2.
Ainsi, les éclats lumineux 7 servent non seulement a la localisation, mais encore à la t~l é~ nd~ du missile 2 a partir du poste de tir et de guidage 3, 4, 6, 17. Notamment, la présente invention est particulièrement bien adaptée pour 30 dét~rm~nf~r les ordres de guidage d'un missile entraîné en rotation et dont le guidage est mis en oeuvre par des dispositifs de pilotage non représentés, par exemple des .. . .... , . . . . . _ _ _ _ _ _ .
21~4~72 impulseurs latéraux a générateur de gaz ou des gouvernes, agencés a la périphérie du missile et activés pendant des durées appropriées, a des instants déterminés en fonction de la position et de 1 ' angle de rotation, c ' est-à-dire 1 ' angle 5 de roulis, du missile, donc en fonction des données détermi-nées par la présente invention.
- une matrice plane 12 d ' éléments photosensibles 13, par exemple du type à transfert de charge, qui est perpendi-culaire à l ' axe de référence oX;
- une optique 14 susceptible de former sur ladite matrice 12 30 1' image de 1'envirl nr- L dudit axe de référence OX; et 217~72 - un moyen électronique 15 relié par une liaison 16 a ladite matrice 12 et susceptible de réaliser des prises d'image PI qudit environnement.
Dans un premier mode de réalisation non représenté, ledit 5 générateur 6 illumine en continu lesdits éléments optiques 8, 9 et 10, ce qui permet d'effectuer une prise d'image a tout instant, puisque les éléments optiques 8, 9 et 10 réf léchissent alors en continu la lumiere reçue .
Toutefois, de préférence, dans un second mode de réalisa-10 tion, on prévoit une synchronlsatLon entre la génération deséclats lllin7n~llx 7 par le générateur 6 et la prise d'image par 1 ' électronique 15 .
A cet effet, le système 1 comporte une unité de ~ -n~1P 17 qui est reliée par 1 ' intermédiaire de liaisons 18 et 19 L5 respectivement au générateur 6 et a 1 ' électronique 15 et qui commande simultanément ces derniers.
Ladite unité de ~ ndQ 17 peut en particulier:
- soit être actionnée par un utilisateur du systeme 1 conforme a l'invention, lorsque celui-ci souhaite connaî-20 tre la position et l'angle de roulis du missile 2;
- soit comporter une horloge qui actionne ladite unité de r nd~ 17 a intervalles de temps réguliers.
Les éclats lumineux 7 captés par le détecteur optique 3 sont susceptibles d'activer les élements photosensibles 13 de la 25 matrice 12, et donc de pouvoir être reperes sur une prise d ' image P I .
Selon 1 ' invention, le calculateur 4 détermine 1 ' angle de roulis et la position du missile 2, a partir de la position desdits élements optiques 8, 9 et 10 dans une telle prise 30 d'image PI, comme representé sur la figure 2.
-.. ,. .. ....... . _____ __ _____ ~
2174~72 ~ ^
A cet effet, on determine sur ladite prise d'image PI un repère de re:Eérence OYZ def ini dans le plan de la matrice 12 et tel que:
- 1 ' axe OY correspond à la ligne de base LB passant par les elements optiques 8 et 9 sur une prise d'image du missile 2, lorsque ce dernier ne presente aucun roulis ; et - 1 ' axe OZ est perpendiculaire à l ' axe OY.
Par conséquent, selon l'invention, pour de~,~rm~n~r l'angle de roulis du missile 2, on determine sur la prise d'image PI
l'angle ~ entre ledit axe OY et la ligne de base LB définie par les eléments optiques 8 et 9. L'indétermination de 180 qui existe alors pour 1 ' angle de roulis est levee par la position de 1 ' element optique 10, par rapport à cette ligne de base LB.
On remarquera que, pour bien expliciter et illustrer la position desdits eléments optlques 8, 9 et 10, on a egale-ment représenté sur la figure 2, en trait continu, le corps du missile 2 vu de l'arrière et les ailettes 11, bien que ces éléments ne soient géneralement pas visibles sur une telle prise d'image, seuls les elements optiques 8, 9 et 10 apparaissant en réalité.
En outre, pour determiner la position du missile 2 par rapport à l'axe de reference OX qui est perpendiculaire au plan de la prise d' image PI et qui passe par le point O
Z5 represente, on determine la distance D entre ledit point O
et 1 ' axe longitudinal L-L du missile 2, indiqué par un point P sur la prise d ' image PI . Ledit point P correspond à la pro~ection de 1 ' element optique 10 sur la ligne de base LB
( suivant la perpendiculaire PE ) . La position dudit point P
dans le repère de reference OYZ indique donc la position recherchee du missile 2 par rapport à l ' axe de réference OX.
.
21~4~72 ., g Bien entendu, dans le cas où le plan formé par les trois détecteurs optiques 8, 9 et 10 sur le missile 2 est paral-lale au plan de la matrice 12 du détecteur optique 3, ce point P correspond au centre des éléments optiques 8 et 9, 5 tel que représenté.
Ainsi, grâce à l'invention, on peut dé~rm1n~r de maniere simple, efficace et simultanée la position et l'angle de roulis ~ du missile 2.
De plus, la mise en oeuvre de l'invention est peu coûteuse, 10 puisque l'essentiel des éléments du systeme 1 existent dé~a sur un systeme de guidage de missile auquel le systeme 1 est généralement associé. Ainsi, seuls les éléments optiques 8, g et 10, par exemple de simples miroirs, sont a monter de façon spécifique et sont perdus après la mise en oeuvre de 15 l ' invention.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, les éléments optiques sont des émetteurs individuels émettant des rayonnements susceptibles d ' être captés par le détecteur optique 3. Ces émetteurs peuvent émettre, soit en continu, 20 soit a des instants dét~rmin~. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de prévoir une synchronisation, par exemple du type radioélectrique, entre lesdits émetteurs et l'électro-nique 15 effectuant les prises d'image.
Comme indiqué préc~ - t, les donnees calculées par le 25 systeme 1 peuvent être utilisées pour guider le missile 2.
Ainsi, les éclats lumineux 7 servent non seulement a la localisation, mais encore à la t~l é~ nd~ du missile 2 a partir du poste de tir et de guidage 3, 4, 6, 17. Notamment, la présente invention est particulièrement bien adaptée pour 30 dét~rm~nf~r les ordres de guidage d'un missile entraîné en rotation et dont le guidage est mis en oeuvre par des dispositifs de pilotage non représentés, par exemple des .. . .... , . . . . . _ _ _ _ _ _ .
21~4~72 impulseurs latéraux a générateur de gaz ou des gouvernes, agencés a la périphérie du missile et activés pendant des durées appropriées, a des instants déterminés en fonction de la position et de 1 ' angle de rotation, c ' est-à-dire 1 ' angle 5 de roulis, du missile, donc en fonction des données détermi-nées par la présente invention.
Claims (4)
Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme suit:
1. Système pour déterminer l'angle de roulis (?), ainsi que la position par rapport à un axe de référence (OX), d'un mobile (2) présentant un axe longitudinal (L-L), ledit système (1) comportant un détecteur optique (3) disposé à
poste fixe et susceptible de réaliser une prise d'image (PI) de l'environnement dudit axe de référence (OX) dans lequel ledit mobile (2) est susceptible de se déplacer, caractérisé en ce qu'il comporte:
- trois éléments optiques (8, 9,10) montés sur ledit mobile (2) et susceptibles d'engendrer des éclats lumineux (7) en direction dudit détecteur optique (3), un premier et un deuxième desdits éléments optiques (8, 9) formant une ligne de base (LB) étant montés de façon diamétralement opposée par rapport audit axe longitudinal (L-L) et le troisième élément optique (10) étant agencé sur une droite au moins sensiblement perpendiculaire (PE) à cette ligne de base (LB) passant par ledit axe longitudinal; et - un calculateur (4) relié audit détecteur optique (3) et susceptible de déterminer la position et l'angle de roulis (?) dudit mobile (2) à partir de la position desdits éléments optiques (8, 9, 10) dans une prise d'image (PI) réalisée par ledit détecteur optique (3) captant lesdits éclats lumineux (7), ledit angle de roulis (?) correspon-dant à l'angle entre ladite ligne de base (LB) et un axe (OY) d'un repère de référence déterminé (OYZ), l'ambiguïté
de 180° sur ledit angle de roulis étant levée par la position dudit troisième élément optique (10), et la position dudit mobile (2) par rapport audit axe de réfé-rence (OX) étant obtenue à partir de la projection de la position dudit troisième élément optique (10) sur ladite ligne de base (LB).
poste fixe et susceptible de réaliser une prise d'image (PI) de l'environnement dudit axe de référence (OX) dans lequel ledit mobile (2) est susceptible de se déplacer, caractérisé en ce qu'il comporte:
- trois éléments optiques (8, 9,10) montés sur ledit mobile (2) et susceptibles d'engendrer des éclats lumineux (7) en direction dudit détecteur optique (3), un premier et un deuxième desdits éléments optiques (8, 9) formant une ligne de base (LB) étant montés de façon diamétralement opposée par rapport audit axe longitudinal (L-L) et le troisième élément optique (10) étant agencé sur une droite au moins sensiblement perpendiculaire (PE) à cette ligne de base (LB) passant par ledit axe longitudinal; et - un calculateur (4) relié audit détecteur optique (3) et susceptible de déterminer la position et l'angle de roulis (?) dudit mobile (2) à partir de la position desdits éléments optiques (8, 9, 10) dans une prise d'image (PI) réalisée par ledit détecteur optique (3) captant lesdits éclats lumineux (7), ledit angle de roulis (?) correspon-dant à l'angle entre ladite ligne de base (LB) et un axe (OY) d'un repère de référence déterminé (OYZ), l'ambiguïté
de 180° sur ledit angle de roulis étant levée par la position dudit troisième élément optique (10), et la position dudit mobile (2) par rapport audit axe de réfé-rence (OX) étant obtenue à partir de la projection de la position dudit troisième élément optique (10) sur ladite ligne de base (LB).
2. Système selon la revendication 1, ledit mobile (2) comportant quatre ailettes (11) uniformément réparties sur sa périphérie, caractérisé en ce que lesdits éléments optiques (8, 9, 10) sont agencés aux extrémités radialement externes (11A) respectivement de trois desdites ailettes (11).
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits éléments optiques sont des émetteurs d'éclats lumineux .
4. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur (6) d'éclats lumineux (7) monté a poste fixe a proximité dudit détecteur optique (3) et susceptible d'émettre des éclats lumineux (7) au moins dans l'environnement dudit axe de référence (OX), et en ce que lesdits éléments optiques (8, 9, 10) sont des réflecteurs de lumière susceptibles de réfléchir les éclats lumineux (7) reçus dudit générateur (6).
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