EP0054489A1 - Procédé de pointage du canon d'une arme à feu et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Procédé de pointage du canon d'une arme à feu et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé Download PDF

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EP0054489A1
EP0054489A1 EP81401982A EP81401982A EP0054489A1 EP 0054489 A1 EP0054489 A1 EP 0054489A1 EP 81401982 A EP81401982 A EP 81401982A EP 81401982 A EP81401982 A EP 81401982A EP 0054489 A1 EP0054489 A1 EP 0054489A1
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EP
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target
sight
line
ammunition
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EP81401982A
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Inventor
Yves Kocher
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D'OPTIQUE PRECISION ELECTRONIQUE ET MECANIQUE - SOPELEM Ste
Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
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D'OPTIQUE PRECISION ELECTRONIQUE ET MECANIQUE - SOPELEM Ste
Societe dOptique Precision Electronique et Mecanique SOPELEM SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/06—Aiming or laying means with rangefinder
    • F41G3/065—Structural association of sighting devices with laser telemeters

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for pointing the barrel of a firearm by means of an offset between the line of sight and the line of fire taking account in particular of the mobility of the target.
  • the mobility of the target is also a pointing parameter.
  • attempts have been made to take into account the transverse or lateral speed of the target. From the distance from the target evaluated by telemetry, the flight time of the munition is determined. The direction of sight remaining pointed at the target, the telescope is moved in rotation so as to measure the angular deviation in bearing traveled by the target in a period of time depending on the flight time of the ammunition. The average angular velocity can thus be determined. The axis of fire is pointed in front of the target relative to the direction of sight with, in bearing, an angular difference equal to the average angular speed of the target multiplied by the time of flight of the ammunition.
  • the known fire control devices do not take into account the radial speed of the target, that is to say the speed of the target in a direction joining the target to the weapon. As a result, there is a difference between the position of the target at the time when the telemetry measurement is carried out allowing the calculation of the increase and the effective position of the target at the time when the ammunition arrives at this measured position.
  • the present invention relates to a method and a device for pointing the barrel of a weapon making it possible in particular to take account of the radial speed of the target in order to adjust accordingly the angular offset of the line of fire with the line of sight. This correction is determined by two distance measurements only, which allows the use of a simple laser rangefinder.
  • the method according to the invention uses a laser and a telescopic sight equipped with a movable sight reticle capable of displacing the line of sight in elevation, and it is - essentially characterized by the fact that it consists in controlling the laser rangefinder so that it performs - two measurements of the distance from the target at two instants separated by a period of time, to be calculated , by means of these distance measurements and the time interval between these measurements, the radial speed of the target, to calculate the radial position of the target at the end of the flight time of the ammunition, to control the displacement of the aiming reticle to an increase value corresponding to the calculated distance from the target at an instant covering the duration of repointing of the line of sight on the target and the duration of flight of the ammunition and repoin the line of sight on target.
  • the method consists in moving the line of sight while remaining pointed at the target in order to measure the lateral speed of the target and in ordering the first telemetry measurement at the start of this tracking sequence and in ordering the second measurement from telemetry at the end of this chase sequence.
  • the method consists in determining the radial distance from the target continuously as a function of time.
  • the method consists in calculating the radial distance from the target at an instant covering a predetermined duration necessary for the repointing of the line of sight on the target and the duration of flight of the ammunition.
  • the device for implementing the method according to the invention comprises a laser rangefinder and a telescopic sight equipped with a movable aiming reticle capable of displacing the line of sight in elevation and it is essentially characterized in that it comprises means for controlling two laser telemetries separated by a period of time, means for calculating the average radial speed of the target, the radial distance from the target at the end of the flight time of the ammunition, the increase value corresponding to this calculated radial distance, means for controlling the movement of the sighting reticle as a function of this increase value.
  • the single figure is a schematic view of the pointing device according to the invention.
  • the pointing device represented by the appended figure comprises a laser scope and rangefinder assembly 1 mounted on a stand 61 by relation to which it can pivot around two orthogonal axes, one of which is substantially vertical.
  • the riflescope comprises, from front to rear, a porthole 12, a lens 13, a narrative 14, a reticle 15 and an eyepiece 16. These different components are centered on the optical axis 11 of the rifle which is moreover provided, in a manner known per se, with optical conveying and reflectors.
  • the objective 13 is movable in a direction perpendicular to the vertical axis of rotation of the telescope-rangefinder assembly and perpendicular to the optical axis 11.
  • the sighting reticle 15 can be moved in a direction perpendicular to the direction of movement of the objective 13 and perpendicular to the optical axis 11. It is provided with a line of sight perpendicular to the direction of its movement.
  • the reticle 15 cooperates with the reticle 14 defining a vertical line of sight and provided with a simbleautage mark defining the reference line of sight which is parallel to the axis of the barrel.
  • the movement of the objective 13 deflects the line of sight in field.
  • the movement of the aiming reticle 15 deflects the line of sight in elevation.
  • the movement of the target reticle5 is controlled by a position control comprising a motor 21 which linearly displaces this reticle by means of a known mechanism transforming the rotary movement of the motor shaft into linear movement.
  • This motor 21 is coupled in rotation to a potentiometer or servo encoder 22.
  • the motor control signal 21 comes from the output of an amplifier 24 receiving on the one hand the signal coming from the potentiometer 22 and on the other hand share a control signal.
  • the displacement in bearing of the objective 13 is controlled by a position control comprising a motor 31 which linearly displaces this objective by means of a mechanism transforming the rotary movement of the motor shaft into linear movement.
  • This motor 31 is rotatably coupled to a potentiometer or servo encoder 32.
  • the motor control signal comes from the output of an amplifier 34 receiving on the one hand the signal from potentiometer 32 and a control signal.
  • the telescope is associated with a laser rangefinder whose laser material is glass and which does not include a cooling system.
  • This laser does not work by close pulses and is distinguished in this from the cadence laser. It comprises a laser emitter emitting the beam sebn a direction 41 parallel to the reference sighting direction and on the other hand a laser receiver receiving the laser beam in a direc tion 51 parallel to the direction of emission 41.
  • the laser receiver comprises, in a known manner, an optic 52-53 centered on the axis 51 and focusing the beam backscattered by the target on a photosensitive reception sensor 54 constituted by example by a photo-diode,
  • the rotation of the telescope-rangefinder-barrel assembly around the vertical axis of the stand 61 is identified by a position encoder 62 called "lateral tachymetry". This position encoder is of the incremental type.
  • the control signals to the position servos of the objective 13 and of the reticle 15 are supplied by the control and calculation unit 7.
  • This unit controls the laser generator (arming and triggering of the laser emission) and receives the signal. of the laser receiver allowing the acquisition of the distance data. It controls the display of the distance on a display module. It receives the signal from the lateral tachometer encoder 62 and the signals from other sensors. Depending on the measured distance from the target, it deduces the flight time of the ammunition from the firing table that has been stored. The integration of the pulses from the encoder 62 is carried out for a time equal to the flight time of the ammunition. This makes it possible to calculate the angular offset in bearing due to the lateral speed of the target.
  • the duration of repointing the line of sight on the target can be a predetermined value corresponding to an average value of the time necessary for a shooter to perform this operation.
  • the signal applied to the rise servo has then a determined value invariable in time.
  • the signal applied to the rising servo can also vary continuously over time.
  • the radial distance is then continuously calculated and the rise signal determined by the firing table varies continuously with the distance itself varying continuously as a function of time.
  • the control and calculation unit 7 comprises a microprocessor 76, a memory RAM77 and a memory RCM 78. It controls the laser generator by an interface circuit 72. It receives the signal from the sensor 54 of the laser receiver by a circuit d interface 73. It controls the servo in position of the lens 13 by a digital analog converter 71 and controls the servo in position of the reticle 15 by a digital analog converter 74. It receives the signal from the position encoder 62 by a interface circuit 75.
  • control unit 7 instead of being produced from a microprocessor-based microcomputer could be produced by an automation and analog calculation system.

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Abstract

Le procédé s'effectue à l'aide d'un télémètre à laser et d'une lunette de visée équipée d'un réticule mobile de visée (15) susceptible de déplacer la ligne de visée en site et il est caractérisé par le fait qu'il consiste à commander le télémètre laser pour qu'il effectue deux mesures de distance de la cible séparées par un laps de temps, à calculer, au moyen de ces mesures de distance et de l'intervalle de temps compris entre ces deux mesures, la vitesse radiale de la cible, à calculer la position de la cible à la fin du vol de la munition, à commander le déplacement du réticule de visée à une valeur de hausse correspondant à la distance calculée de la cible à l'instant couvrant la durée de repointage de la ligne de visée sur la cible et la durée de vol de la munition et à repointer la ligne de visée sur la cible.

Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif permettant le pointage du canon d'une arme à feu au moyen d'un décalage entre la ligne de visée et la ligne de tir tenant compte notamment de la mobilité de la cible.
  • Lors du pointage du canon d'une arme à feu, on introduit entre la direction de la ligne de visée et la direction de la ligne de tir, un décalage angulaire, en site et en gisement, qui tient compte de certains paramètres : distance entre l'arme et la cible, vitesse initiale de la munition, pression atmosphérique et température extérieure, vent latéral.
  • La mobilité de la cible est aussi un paramètre de pointage. Dans certains dispositifs de conduite de tir tels que celui décrit dans le brevet français 2.384.227 de 1s demanderesse, on a cherché à prendre en compte la vitesse transversale ou latérale de la cible. A partir de la distance de la cible évaluée par télémètrie, on détermine le termine le temps de vol de la munition. La direction de visée restant pointée sur la cible, la lunette est déplacée en rotation de manière à mesurer l'écart angulaire en gisement parcouru par la cible dans un laps de temps dépendant du temps de vol de la munition. La vitesse angulaire moyenne peut ainsi être déterminée. L'axe de tir est pointé en avant de la cible par rapport à la direction de visée avec, en gisement, un écart angulaire égal à la vitesse angulaire moyenne de la cible multipliée par le temps de vol de la munition.
  • Les dispositifs de conduite de tir connus ne tiennent pas compte de la vitesse radiale de la cible c'est à dire de la vitesse de la cible selon une direction joignant la cible à l'arme. De ce fait, il y a un écart entre la position de la cible au moment où est effectuée la mesure de télémétrie permettant le calcul de la hausse et la position effective de la cible au moment où la munition arrive sur cette position mesurée.
  • La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de pointage du canon d'une arme permettant de tenir compte notamment de la vitesse radiale de la cible pour régler en conséquence le décalage angulaire de la ligne de tir avec la ligne de visée. Cette correction est déterminée par deux mesures de distance seulement ce qui permet d'utiliser un télémètre à laser simple.
  • Le procédé selon l'invention utilise un laser et une lunette de visée équipée d'un réticule mobile de visée susceptible de déplacer la ligne de visée en site, et il est - essentiellement caractérisé par le fait qu'il consiste à commander le télémètre laser pour qu'il effectue- deux mesures de la distance de la cible à deux instants séparés par un laps de temps, à calculer, au moyen de ces mesures de distance et de l'intervalle de temps compris entre ces mesures, la vitesse radiale de la cible, à calculer la position radiale de la cible à la fin de la durée de vol de la munition, à commander le déplacement du réticule de visée à une valeur de hausse correspondant à la distance calculée de la cible à un instant couvrant la durée de repointage de la ligne de visée sur la cible et la durée de vol de la munition et à repointer la ligne de visée sur la cible.
  • Selon une caractéristique, le procédé consiste à déplacer la ligne de visée en restant pointé sur la cible pour mesurer la vitesse latérale de-la cible et à commander la première mesure de télémètrie au début de cette séquence de poursuite et à commander la deuxième mesure de télémètrie à la fin de cette séquence de poursuite.
  • Selon une autre caractéristique, le procédé consiste à déterminer la distance radiale de la cible en continu en fonction du temps.
  • Selon une autre caractéristique, le procédé consiste à calculer la distance radiale de la cible à un instant couvrant une durée prédéterminée nécessaire pour le repointage de la ligne de visée sur la cible et la durée de vol de la munition.
  • Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte un télémètre laser et une lunette de visée équipée d'un réticule de visée mobile susceptible de déplacer la ligne de visée en site et il est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens pour commander deux télémètries laser séparées par un laps de temps, des moyens pour calculer la vitesse radiale moyenne de la cible, la distance radiale de la cible à la fin de la durée de vol de la munition, la valeur de hausse correspondant à cette distance radiale calculée, des moyens pour commander le déplacement du réticule de visée en fonction de cette valeur de hausse.
  • L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par le dessin annexé.
  • La figure unique est une vue schématique du dispositif de pointage conforme à l'invention.
  • Le dispositif de pointage représenté par la figure annexée comporte un ensemble lunette-télémètre à laser 1 monté sur un pied 61 par rapport auquel il peut pivoter autour dedeux axes orthogonaux dont un est sensiblement vertical.
  • La lunette de visée comprend, de l'avant vers l'arrière, un hublot 12, un objectif 13, un récitule 14, un réticule 15 et un oculaire 16. Ces différents composants sont centrés sur l'axe optique 11 de la lunette qui est pourvue par ailleurs, de manière connue en soi, d'un véhiculage optique et de réflecteurs. L'objectif 13 est mobile selon une direction perpendiculaire à l'axe vertical de rotation de l'ensemble lunette-télémètre et perpendiculaire à l'axe optique 11. Le réticule de visée 15 peut être déplacé selon une direction perpendiculaire à la direction de déplacement de l'objectif 13 et perpendiculaire à l'axe optique 11. Il est pourvu d'un trait de visée perpendiculaire à la direction de son déplacement. Le réticule 15 coopère avec le réticule 14 définissant un trait de visée vertical et pourvu d'un repère de simbleautage définissant la ligne de visée de référence qui est parallèle à l'axe du canon. Le déplacement de l'objectif 13 dévie la ligne de visée en gisement. Le déplacement du réticule de visée 15 dévie la ligne de visée en site.
  • Le déplacement du réticule de viséel5 est contrôlé par un asservissement de position comprenant un moteur 21 qui déplace linéairement ce réticule par l'intermédiaire d'un mécanisme connu transformant le mouvement rotatif de l'arbre moteur en mouvement linéaire. Ce moteur 21 est accouplé en rotation à un potentiomètre ou codeur d'asservissement 22. Le signal de commande du moteur 21 provient de la sortie d'un amplificateur 24 recevant en entrée d'une part le signal venant du potentiomètre 22 et d'autre part un signal de commande.
  • Le déplacement en gisement de l'objectif 13est contrôlé par un asservissement de position comportant un mcteur 31 qui déplace linéairement cet objectif par l'intermédiaire d'un mécanisme transformant le mouvement rotatif de l'arbre moteur en mouvement linéaire. Ce moteur 31 est accouplé en rotation à un potentiomètre ou codeur d'asservissement 32. Le signal de commande du moteur provient de la sortie d'un amplificateur 34 recevant en entrée d'une part le signal du potentiomètre 32 et un signal de commande.
  • La lunette est associée à un télémètre à laser dont le matériau laser est en verre et qui ne comporte pas de système de refroidissement. Ce laser ne fonctionne pas par impulsions rapprochées et se distingue en cela du laser cadence . Il comporte un émetteur laser émettant le faisceau sebn une direction 41 parallèle à la direction de visée de référence et d'autre part d'un récepteur laser recevant le faisceau laser selon une direction 51 parallèle à la direction d'émission 41. Le récepteur laser comporte, de manière connue, une optique 52-53 centrée sur l'axe 51 et focalisant le faisceau rétro-diffusé par la cible sur un capteur de réception photosensible 54 constitué par exemple par une photo-diode,
  • La rotation de l'ensemble lunette-télémètre-canon autour de l'axe vertical du pied 61, est repérée par un codeur de position 62 dit de "tachymétrie latérale". Ce codeur de position est de type incrémental.
  • Les signaux de commande aux asservissements de position de l'objectif 13 et du réticule 15 sont fournis par l'ensemble de commande et de calcul 7. Cet ensemble pilote le générateur laser (armement et déclenchement de l'émission laser) et reçoit le signal du récepteur laser permettant l'acquisition de la donnée distance. Il commande la visualisation de la distance sur un module d'affichage. Il reçoit le signal du codeur de tachymétrie latérale 62 et les signaux d'autres capteurs. En fonction de la distance mesurée de la cible, il déduit la durée de vol de la munition d'après la table de tir qui a été mise en mémoire. L'intégration des impulsions du codeur 62 est effectuée pendant un temps égal au temps de vol de la munition. Ceci permet de calculer le décalage angulaire en gisement dû à la vitesse latérale de la cible. A la fin de la séquence de "tachymétrie latérale", l'ensemble 7 commande une seconde émission laser du générateur laser ce qui fournit une seconde mesure de la distance de la cible à l'instant correspondant à cette fin de séquence. L'ensemble 7 calcule la vitesse radiale moyenne de la cible et peut déterminer la distance radiale de la cible à tout instant. En effet la distance radiale D est liée au temps t par la relation simple Dt = Dto + v(t - to), le temps to de référence correspondant à la première ou seconde mesure de télémètrie, v étant la vitesse radiale moyenne, cette vitesse étant supposée constante.
  • L'ensemble 7 élabore la consigne de hausse relative à la distance radiale prévue à l'instant correspondant à la fin de vol de la munition et calcule le décalage, en gisement, résultant de la mesure de tachymétrie latérale. Il fournit les signaux relatifs à ces valeurs calculées aux asservissements de hausse et de tachymétrie latérale contrôlant respectivement les déplacements du réticule 15 et de l'objectif 13. Le temps t à la fin du vol de la munition couvre la durée de calcul et de mise en position des réticules, la durée de repointage de la ligne de visée sur la cible qui est une opération commandée par le tireur, la durée de vol de la munition.
  • La durée de repointage de la ligne de visée sur la cible peut être une valeur prédéterminée correspondant à une valeur moyenne du temps nécessaire pour qu'un tireur effectue cette opération.
  • Le signal appliqué à l'asservissement de hausse a lors une valeur déterminée invariable dans le temps.
  • Le signal appliqué à l'asservissement de hausse peut aussi varier de façon continue avec le temps. La distance radiale est alors calculée en permanence et le signal de hausse déterminé par la table de tir varie en continu avec la distance variant elle-même en continu en fonction du temps.
  • L'ensemble 7 de commande et de calcul comprend un microprocesseur 76, une mémoire RAM77 et une mémoire RCM 78. Il commande le générateur laser par un circuit d'interface 72. Il reçoit le signal du capteur 54 du récepteur laser par un circuit d'interface 73. Il pilote l'asservissement en position de l'objectif 13 par un convertisseur numérique analogique 71 et pilote l'asservissement en position du réticule 15 par un convertisseur numérique analogique 74. Il reçoit le signal du codeur de position 62 par un circuit d'interface 75.
  • Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer des variantes et perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. Ainsi l'ensemble de commande 7 au lieu d'être réalisé à partir d'un micro-calculateur à microprocesseur pourrait être réalisé par un système d'automatisme et de calcul analogique.

Claims (5)

1.- Procédé de pointage du canon d'une arme à feu à l'aide d'un télémètre à laser et d'une lunette de visée équipée d'un réticule mobile de visée (15) susceptible de déplacer la ligne de visée en site, caractérisé par le fait qu'il consiste à commander le télémètre laser pour qu'il effectue deuxuesures de distance de la cible séparées par un laps de temps, à calculer, au moyen de ces mesures de distance et de l'intervalle de temps compris entre ces deux mesures, la vitesse radiale de la cible, à calculer la position de la cible à la fin du vol de la munition, à commander le déplacement du réticule de visée à une valeur de hausse correspondant à la distance calculée de la cible à l'instant couvrant la durée de repointage de la ligne de visée sur la cible et la durée de vol de la munition et à repointer la ligne de visée sur la cible.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à déplacer la ligne de visée en restant pointé sur la cible pour mesurer la vitesse latérale de la cible et à commander la première mesure de télémètrie au début de cette séquence de poursuite et à commander la deuxième mesure de télémètrie à la fin de cette séquence de poursuite.
3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à déterminer la distance radiale de la cible en continu en fonction du temps.
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il consiste à calculer la distance radiale de la cible à un instant couvrant une durée prédéterminée nécessaire pour le repointage de la ligne de visée sur la cible et la durée de vol de la munition.
5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un télémètre71aser et une lunette de visée équipée d'un réticule mobile de visée (15) susceptible de déplacer la ligne de visée en site, caractérisé par le fait que le télémètre est équipé d'un laser à verre et qu'il comporte des moyens pour commander deux télémètries laser séparées par un laps de temps, des moyens (7) pour calculer la vitesse radiale moyenne de la cible à un instant couvrant la durée de vol de la munition et la durée de repointage de la ligne de visée sur la ci-" ble et pour calculer la valeur de hausse correspondant à cette distance radiale calculée et des moyens (7-21-22-24) pour commander le déplacement du réticule de visée (15) en fonction de cette valeur de hausse.
EP81401982A 1980-12-12 1981-12-11 Procédé de pointage du canon d'une arme à feu et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé Withdrawn EP0054489A1 (fr)

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