FR2969273A1 - Portable bi-spectral fire control system for launching surface to air missile toward aircraft, has camera detecting electromagnetic radiation with spectral band that is chosen so as to maximize contrast and/or signal to noise ratio - Google Patents

Abstract

The system (300) has a thermal camera (302) for detecting electromagnetic radiation in a scene, where the radiation comprises a spectral band in an infrared field. A complementary metal oxide semiconductor (CMOS) camera (303) detects the electromagnetic radiation having another spectral band i.e. complementary band, where the complementary band is chosen to maximize contrast and/or signal to noise ratio between aimed target and bottom of scene. The complementary band has wavelength corresponding to point of intersection between curves corresponding to sky spectrum and spectrum of clouds.

Description

CONDUITE DE TIR BI-SPECTRALE POUR PROJECTILE AUTOPROPULSE L'invention concerne une conduite de tir bi-spectrale pour projectile autopropulsé et s'applique notamment aux domaines des missiles surface-air. Les missiles surface-air sont des missiles lancés depuis le sol ou la mer ou encore depuis des hélicoptères et habituellement utilisés dans le but d'atteindre une cible aérienne. Ces missiles peuvent être classés en fonction de leur portée. A titre d'exemple, les missiles de très courte portée peuvent atteindre des cibles situés à une distance allant de 2 à 5 km. Ces derniers sont légers et de petite dimension et peuvent, par exemple, être tirés à l'épaule ou à partir d'un trépied de petite taille. Ils comprennent habituellement un autodirecteur, appelé aussi tête chercheuse, ledit autodirecteur permettant au missile de s'accrocher à une cible et de le diriger automatiquement sur la trajectoire de collision pour assurer soit l'impact sur la cible ou un passage à proximité par le travers de la cible. Dans d'autres variantes le missile peut utiliser d'autres moyens de guidage par exemple élaborés par le poste de tir et un moyen de communication entre le missile et le poste de tir ou des moyens de localisation du missile par rapport à un axe de visée. La visée et le lancement du missile sont habituellement contrôlés par au moins un opérateur humain. Pour cela, un dispositif appelé conduite de tir permet à l'opérateur de préparer et de déclencher le lancement du missile. Ce dispositif comprend des moyens de visée permettant l'accrochage de l'autodirecteur sur une cible sélectionnée par l'opérateur. Une fois l'autodirecteur accroché, l'opérateur peut tirer, c'est-à-dire déclencher le lancement du missile. The invention relates to a bi-spectral firing course for self-propelled projectile and applies in particular to the domains of surface-to-air missiles. Surface-to-air missiles are missiles launched from the ground or the sea or from helicopters and usually used for the purpose of reaching an air target. These missiles can be classified according to their range. For example, very short-range missiles can reach targets at a distance of 2 to 5 km. The latter are light and small and can, for example, be shot in the shoulder or from a small tripod. They usually include a homing device, also called a homing head, said homing device allowing the missile to cling to a target and automatically direct it into the collision course to ensure either the impact on the target or a nearby pathway of the target. In other variants, the missile may use other guiding means, for example developed by the firing station, and means of communication between the missile and the firing station, or means for locating the missile with respect to a line of sight. . Missile aiming and launch is usually controlled by at least one human operator. For this, a device called fire control allows the operator to prepare and trigger the launch of the missile. This device comprises sighting means for attaching the homing device to a target selected by the operator. Once the homing device hung, the operator can fire, that is to say trigger the launch of the missile.

Des dispositifs de conduite de tir pour missiles courte et très courte portée appartenant à l'état de la technique mettent en oeuvre des moyens de détection fonctionnant dans le domaine infrarouge, en utilisant par exemple une caméra thermique. Ces détecteurs fonctionnent habituellement en bande 2 infrarouge, c'est-à-dire qu'ils permettent de détecter un rayonnement électromagnétique pour des longueurs d'onde comprises entre 3.0 et 5.5 µm. Une cible telle qu'un aéronef dégage de la chaleur, en particulier à cause de son échauffement cinétique et de ses moyens de propulsion, comme par exemple ses réacteurs et ses gaz de combustion qui de plus rayonnent dans cette même bande spectrale du fait de l'émission du gaz carbonique chaud. Une caméra thermique fonctionnant dans le domaine infrarouge permet à l'opérateur de voir, par exemple sur un écran, une signature thermique de la cible ou une trace correspondant à sa propulsion et d'évaluer la présence de cibles à une portée déterminée par la sensibilité de sa camera et la signature de la cible et des fonds, que ce soit de jour ou de nuit. Une cible peut alors être sélectionnée par l'opérateur en positionnant, par exemple, ladite cible dans un réticule apparaissant dans un écran du dispositif de conduite de tir afin que l'autodirecteur du missile puisse s'y accrocher. Cependant, les équipements de conduite de tir se basant sur l'utilisation d'un détecteur infrarouge simple sont peu efficaces dans nombre de situations. Ainsi, lorsqu'un avion cible se dirige dans la direction de l'opérateur, c'est-à-dire lorsqu'il est en présentation cible secteur plein avant, la portée de détection d'un détecteur infrarouge bande 2 est réduite car la trace de propulsion est cachée par la structure de l'aéronef et n'est pas ou peu détectée par la caméra thermique. Short-range and very short-range missile-driving devices belonging to the state of the art employ detection means operating in the infrared range, for example using a thermal camera. These detectors usually operate in the infrared band 2, that is to say that they can detect electromagnetic radiation for wavelengths between 3.0 and 5.5 microns. A target such as an aircraft emits heat, in particular because of its kinetic heating and its propulsion means, such as for example its reactors and its combustion gases, which also radiate in the same spectral band due to the fact that emission of hot carbon dioxide. A thermal camera operating in the infrared range allows the operator to see, for example on a screen, a thermal signature of the target or a trace corresponding to its propulsion and to evaluate the presence of targets at a range determined by the sensitivity of his camera and the signature of the target and funds, whether day or night. A target can then be selected by the operator by positioning, for example, said target in a reticle appearing in a screen of the fire control device so that the missile seeker can hang on it. However, fire control equipment based on the use of a single infrared detector is not very effective in many situations. Thus, when a target aircraft is moving in the direction of the operator, that is to say when it is in full face forward target presentation, the detection range of a band 2 infrared detector is reduced because the propulsion trace is hidden by the structure of the aircraft and is not detected or detected by the thermal camera.

Les capacités de détection d'un détecteur infrarouge bande 2 sont également pénalisées dans des situations de fonds nuageux diffusant la lumière solaire, en bordure de nuages, ou encore lorsque l'opérateur cherche à viser une cible en contre-jour dans le secteur solaire. La scène, c'est-à-dire la zone observée par l'opérateur, apporte alors un important bruit de paysage spatial et temporel en comparaison de l'amplitude de la signature thermique de la cible. The detection capabilities of a band 2 infrared detector are also penalized in situations of cloudy backgrounds scattering sunlight, at the edge of clouds, or when the operator seeks to target a backlit target in the solar sector. The scene, that is to say the area observed by the operator, then brings a significant spatial and temporal landscape noise in comparison with the amplitude of the thermal signature of the target.

Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. An object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.

A cet effet l'invention a pour objet une conduite de tir bi-spectrale pour lancer un projectile autopropulsé vers une cible, ladite conduite de tir comprenant des moyens pour détecter dans une scène le rayonnement électromagnétique dans une première bande spectrale comprise dans le domaine infrarouge. Elle comporte en outre des moyens pour détecter le rayonnement électromagnétique dans une seconde bande spectrale appelée bande complémentaire, cette bande spectrale étant choisie de manière à maximiser le contraste entre des cibles visées et le fond de la scène. Selon un aspect de l'invention, la bande complémentaire est choisie de manière à minimiser le contraste entre les nuages présents dans la scène et le fond. La bande complémentaire est comprise, par exemple, dans la bande allant de 275 nm à 500 nm. Selon un autre aspect de l'invention, la bande complémentaire de détection comprend une longueur d'onde Xc correspondant au point d'intersection entre deux courbes correspondant respectivement au spectre du ciel et au spectre des nuages. Par ailleurs, l'invention prévoit une caméra thermique utilisée pour la détection dans la première bande spectrale, ladite bande correspondant à la bande 2 infrarouge. For this purpose the invention relates to a dual-spectral firing line for launching a self-propelled projectile to a target, said firing line comprising means for detecting in a scene the electromagnetic radiation in a first spectral band included in the infrared range . It further comprises means for detecting the electromagnetic radiation in a second spectral band called complementary band, this spectral band being chosen so as to maximize the contrast between target targets and the background of the scene. According to one aspect of the invention, the complementary strip is chosen so as to minimize the contrast between the clouds present in the scene and the background. The complementary band is, for example, in the band from 275 nm to 500 nm. According to another aspect of the invention, the complementary detection band comprises a wavelength Xc corresponding to the point of intersection between two curves respectively corresponding to the sky spectrum and the cloud spectrum. Furthermore, the invention provides a thermal camera used for the detection in the first spectral band, said band corresponding to the infrared band 2.

Dans un mode de mise en oeuvre, les moyens de détection en bande complémentaire correspondent à une caméra de type CMOS. Selon un aspect de l'invention, le rayonnement électromagnétique détecté en bande infrarouge est capturé dans un premier flux vidéo et le rayonnement électromagnétique détecté en bande complémentaire est capturé dans un second flux vidéo. Les deux flux vidéo sont, par exemple, affichés simultanément sur un même écran. Les images en provenance des deux flux peuvent être fusionnées par sommation pondérée des composantes RVB des pixels composant 25 lesdites images. Selon un autre aspect de l'invention, les données associées au flux vidéo du domaine infrarouge apparaissent en rouge et les données associées au flux vidéo de la bande complémentaire en négatif apparaissent en bleu sur l'écran. 30 Dans un mode de réalisation, le premier flux vidéo est affiché sur un premier écran et le second flux vidéo est affiché sur un second écran. Un des deux flux vidéo est par exemple affiché sur un écran, un utilisateur de la conduite de tir pouvant sélectionner le flux vidéo à afficher. Dans un mode de réalisation, la conduite de tir comprend un 35 télémètre fonctionnant à 1.5 µm. In one embodiment, the complementary band detection means correspond to a CMOS type camera. According to one aspect of the invention, the electromagnetic radiation detected in the infrared band is captured in a first video stream and the electromagnetic radiation detected in the complementary band is captured in a second video stream. The two video streams are, for example, displayed simultaneously on the same screen. The images from the two streams may be merged by weighted summation of the RGB components of the pixels composing said images. According to another aspect of the invention, the data associated with the video stream of the infrared domain appear in red and the data associated with the video stream of the complementary band in negative appear in blue on the screen. In one embodiment, the first video stream is displayed on a first screen and the second video stream is displayed on a second screen. One of the two video streams is for example displayed on a screen, a user of the fire control can select the video stream to display. In one embodiment, the firing line comprises a range finder operating at 1.5 μm.

Dans un mode de réalisation, la conduite de tir comprend un pointeur laser. In one embodiment, the fire control includes a laser pointer.

L'invention a notamment comme avantage de permettre à l'opérateur, utilisant la conduite de tir, d'observer des images ayant un aspect très proche du visible. Ainsi, il est possible d'obtenir des images faciles à interpréter. Elles peuvent en outre constituer des images preuves. Cette vision à haute performance de jour comme de nuit permet de discerner des avions civils et leurs balises et ainsi d'éviter toute confusion avec des cibles ennemies alors que de telles confusions peuvent arriver lorsqu'une camera mono-spectrale fonctionnant en bande infrarouge est utilisée, celle-ci étant essentiellement sensible à la propulsion des aéronefs. De plus, l'invention aide à la détection et à la protection contre un dispositif infrarouge de contremesure au moment de la phase d'acquisition de la cible. The invention has the particular advantage of allowing the operator, using the fire control, to observe images having an appearance very close to the visible. Thus, it is possible to obtain images that are easy to interpret. They can also constitute proof images. This high-performance day and night vision makes it possible to discern civil aircraft and their markers and thus avoid any confusion with enemy targets whereas such confusions can occur when a mono-spectral camera operating in infrared band is used , the latter being essentially sensitive to the propulsion of aircraft. In addition, the invention assists in detecting and protecting against an infrared countermeasure device at the time of the acquisition phase of the target.

Avantageusement, après que le missile ait été tiré, l'opérateur a la capacité de voir le missile et la cible sans être saturé par le propulseur dudit missile. L'opérateur peut ainsi établir le compte-rendu de tir. De plus, pour un missile comprenant un autodirecteur bi-spectral ou multispectral infrarouge, visible ou encore ultraviolet, la conduite de tir selon l'invention peut délivrer une information sur la logique multispectrale du guidage de l'engin à adopter compte tenu de la scène, de la signature et du comportement de la cible. Advantageously, after the missile has been fired, the operator has the ability to see the missile and the target without being saturated by the thruster of said missile. The operator can thus establish the shooting report. In addition, for a missile comprising a bi-spectral or multispectral infrared, visible or ultraviolet autodirector, the firing line according to the invention can provide information on the multispectral logic of the guidance of the machine to be adopted taking into account the scene. , the signature and behavior of the target.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 25 à l'aide de la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif, faite en regard des dessins annexés parmi lesquels : Other features and advantages of the invention will become apparent with the aid of the description which follows, given by way of nonlimiting illustration, with reference to the appended drawings among which:

la figure 1 donne un exemple de missile surface-air sur trépied avant lancement ; la figure 2 illustre la manière dont peut être choisie la bande complémentaire utilisée dans le cadre de l'invention ; la figure 3 donne un exemple de moyen de visée pour la conduite de tir selon l'invention ; les figures 4a, 4b et 4c donnent des exemples d'écrans pouvant être utilisés par la conduite de tir selon l'invention. 30 35 La figure 1 donne un exemple de missile surface air sur trépied avant lancement. Le missile 100 est placé sur un trépied 101. Un opérateur 102 est en train de viser une cible à l'aide d'une conduite de tir 103 fixée au trépied 101. Le missile est doté d'un autodirecteur 104 dont l'asservissement de la ligne de visée s'accroche sur la cible visée par l'opérateur. Une fois que l'autodirecteur 104 est accroché, l'opérateur déclenche, s'il le décide, le tir du missile. Figure 1 gives an example of surface-to-air missile on tripod before launch; FIG. 2 illustrates how the complementary strip used in the context of the invention can be selected; FIG. 3 gives an example of sighting means for fire control according to the invention; FIGS. 4a, 4b and 4c give examples of screens that can be used by the firing line according to the invention. FIG. 1 gives an example of an air surface missile on a tripod before launching. The missile 100 is placed on a tripod 101. An operator 102 is aiming at a target using a firing line 103 attached to the tripod 101. The missile is provided with a homing device 104 whose servo-control the line of sight hangs on the target aimed by the operator. Once the autodirector 104 is hooked, the operator triggers, if he decides, the firing of the missile.

Le système de conduite de tir, selon l'invention, emploie un détecteur faible bruit et de grande dynamique fonctionnant dans une seconde bande de détection en complément d'un détecteur fonctionnant dans une première bande de détection, ladite première bande correspondant à la bande 2 infrarouge. La seconde bande de détection est appelée bande complémentaire dans la suite de la description et comprend des longueurs d'onde dans le domaine visible et le proche ultraviolet. The fire control system according to the invention employs a low-noise, high-dynamic detector operating in a second detection band in addition to a detector operating in a first detection band, said first band corresponding to band 2 infrared. The second detection band is called complementary band in the following description and includes wavelengths in the visible range and near ultraviolet.

La figure 2 illustre la manière dont peut être choisie la bande complémentaire utilisée dans le cadre de l'invention. FIG. 2 illustrates the manner in which the complementary strip used in the context of the invention may be chosen.

La bande complémentaire peut être choisie en prenant en compte deux critères. Un premier critère de choix de la bande complémentaire est de maximiser le contraste et le rapport signal sur bruit entre les cibles et le fond. La cible apparaissant soit en positif sur un fond brillant dans le cas où elle est blanche ou d'albédo élevé illuminé par le Soleil, soit en négatif en sombre sur fond brillant lorsque la cible est sombre ou principalement en contre jour du fait de la position relative du Soleil par exemple. Cette seconde situation sera le plus souvent rencontrée avec les menaces militaires de jour. Un second critère est de minimiser le contraste entre les nuages et le fond. Sur la figure 2 sont représentés un exemple de spectre du ciel 200 ainsi que le spectre des nuages 201 avec les longueurs d'onde exprimées en nm sur l'axe des abscisses. L'axe des ordonnées représente la luminance L. A titre de remarque, le spectre des nuages reproduit, en l'atténuant, le spectre du Soleil. La bande proche ultraviolet 202 comprend les longueurs d'ondes 35 allant de 200 nm à 380 nm. La sous-bande de lumière visible 203 allant de 380 à 482 nm comprend les longueurs d'onde associées aux couleurs violet, indigo et bleu. Les deux critères de contraste présentés ci-dessus sont considérés validés lorsque la bande complémentaire de détection est choisie de manière à ce qu'elle comprenne la longueur d'onde Xc correspondant au point d'intersection 205 entre les deux courbes de spectre 200, 201. Dans l'exemple de la figure, la longueur d'onde correspondant à ce point est égale à 395 nm. Ainsi, la bande complémentaire correspondant à la bande bleu/proche violet et comprenant les longueurs d'onde allant de 275 nm à 500 nm peut être avantageusement choisie. Les longueurs d'ondes inférieures à 275 nm ne sont pas pertinentes car elles correspondent à la bande d'absorption atmosphérique de l'ozone. Une bande plus étroite peut être choisie si celle-ci comprend la longueur d'onde Xc ou bien si celle-ci est proche de quelques dizaines de 15 nanomètres de l'une des extrémités de ladite bande. Avantageusement, la bande complémentaire peut être choisie en fonction des conditions d'observation. En effet, la valeur de Xc peut dépendre de facteurs météorologiques et des conditions de transmission atmosphérique. 20 La figure 3 donne un exemple de conduite de tir selon l'invention. La conduite de tir est usuellement solidaire du poste de tir. Dans une autre configuration possible, la conduite de tir est portée par un opérateur déporté du poste de tir comme l'illustre la figure 3. Dans cet exemple, la conduite de 25 tir est portative. Un opérateur 301 tient la conduite de tir portative 300 de manière à pourvoir appréhender les informations observées sur au moins un écran d'affichage. Cette conduite de tir comprend par exemple une caméra thermique 302 fonctionnant dans le domaine infrarouge et une caméra fonctionnant en bande complémentaire 303. A titre d'exemple, la conduite 30 peut également intégrer un télémètre fonctionnant à 1.5 µm de longueur d'onde 304 ainsi qu'un pointeur laser 305. La conduite de tir est dotée de moyens de contrôle d'orientation de la ligne de visée qui peut être transmis à l'autodirecteur du missile sur son poste de tir. Ce dernier est initialisé dans le même référentiel angulaire que celui de la conduite de tir. The complementary band can be chosen taking into account two criteria. A first criterion for choosing the complementary band is to maximize the contrast and the signal-to-noise ratio between the targets and the background. The target appearing in positive on a bright background in the case where it is white or high albedo illuminated by the Sun, or negative in dark on a bright background when the target is dark or mainly against the light due to the position relative of the Sun for example. This second situation will be most often encountered with the military daytime threats. A second criterion is to minimize the contrast between the clouds and the background. FIG. 2 shows an example of the sky spectrum 200 as well as the spectrum of the clouds 201 with the wavelengths expressed in nm on the abscissa axis. The axis of ordinates represents the luminance L. As a remark, the spectrum of the clouds reproduces, by attenuating it, the spectrum of the Sun. The near ultraviolet band 202 includes wavelengths ranging from 200 nm to 380 nm. The visible light subband 203 ranging from 380 to 482 nm comprises the wavelengths associated with the violet, indigo and blue colors. The two contrast criteria presented above are considered valid when the complementary detection band is chosen so that it comprises the wavelength Xc corresponding to the point of intersection 205 between the two spectrum curves 200, 201 In the example of the figure, the wavelength corresponding to this point is equal to 395 nm. Thus, the complementary band corresponding to the blue / near violet band and comprising the wavelengths ranging from 275 nm to 500 nm may advantageously be chosen. Wavelengths below 275 nm are irrelevant because they correspond to the atmospheric absorption band of ozone. A narrower band can be chosen if it comprises the wavelength Xc or if it is close to a few tens of 15 nanometers from one end of said band. Advantageously, the complementary strip may be chosen depending on the observation conditions. Indeed, the value of Xc can depend on meteorological factors and conditions of atmospheric transmission. FIG. 3 gives an example of fire control according to the invention. The firing line is usually attached to the firing point. In another possible configuration, the firing line is carried by a remote operator of the firing station as illustrated in FIG. 3. In this example, the firing line is portable. An operator 301 holds the portable fire control 300 so as to apprehend the information observed on at least one display screen. This firing line comprises, for example, a thermal camera 302 operating in the infrared range and a camera operating as a complementary strip 303. For example, line 30 may also include a range finder operating at 1.5 μm wavelength 304 as well as A laser pointer 305. The firing line is provided with means for controlling the orientation of the line of sight which can be transmitted to the missile seeker on its firing point. The latter is initialized in the same angular reference frame as that of the fire control.

La conduite de tir 300 a des capacités de détection à la fois en bande infrarouge et dans la bande complémentaire. Dans cet exemple, deux détecteurs distincts 302, 303 sont employés, mais il est aussi possible d'utiliser un unique détecteur ayant des capacités de détection dans les deux bandes. La caméra permettant la détection en bande complémentaire est, par exemple, une camera de type CMOS, c'est-à-dire comprenant une matrice de capteurs reposant sur les technologies des fonderies CMOS. The fire control 300 has detection capabilities both in the infrared band and in the complementary band. In this example, two separate detectors 302, 303 are employed, but it is also possible to use a single detector having detection capabilities in both bands. The camera for detection in complementary band is, for example, a CMOS type of camera, that is to say comprising a matrix of sensors based on CMOS foundry technologies.

Les figures 4a, 4b et 4c donnent des exemples d'écrans pouvant être utilisés par la conduite de tir selon l'invention. L'exemple de la figure 4a présente un écran unique 400 sur lequel sont affichés les flux vidéo correspondant aux bandes infrarouge et complémentaire. Dans cet exemple apparaissent des informations contenues dans le flux vidéo infrarouge comme la trace de propulsion 404 d'un aéronef ainsi que des nuages 401, 402. L'affichage du flux vidéo associé à la bande complémentaire permet de voir en plus précisément la forme 403 de l'aéronef. Dans ce cas, l'affichage résulte de la fusion d'images en provenance des deux flux. Cette fusion est réalisée par exemple par soustraction ou somme des images en noir et blanc ou utilisées pour constituer les composantes RVB des pixels couleurs composant lesdites images, une pondération pouvant être avantageusement utilisée. A titre d'exemple, cette fusion peut être réalisée de manière à ce qu'apparaisse sur l'écran 400 en rouge les donnés associées au flux vidéo du domaine infrarouge et en bleu pour les données associées au flux vidéo négatif, par exemple, de la bande complémentaire. L'exemple de la figure 4b montre deux écrans adjacents 405, 406. Un premier écran 405 affiche le flux vidéo correspondant à la détection en bande infrarouge. On y voit la trace de propulsion 404 ainsi que les nuages 401, 402 présents dans la scène. Un second écran 406 affiche le flux vidéo correspondant à la détection en bande complémentaire. L'opérateur peut y voir la forme 404 de l'aéronef. L'exemple de la figure 4c représente un écran unique 407 sur 35 lequel un unique flux vidéo peut être affiché. L'opérateur a la possibilité d'afficher soit le flux vidéo correspondant à la détection en infrarouge, soit le flux vidéo correspondant à la détection en bande complémentaire. Dans cet exemple, le flux vidéo en bande infrarouge est sélectionné par l'opérateur. Un indicateur 408 lui indique quel est le flux sélectionné. II peut basculer vers l'affichage du second flux si besoin, par exemple lorsqu'il ressent le besoin de vérifier l'une des observations et d'affiner son interprétation de la situation. Le choix d'une bande complémentaire appropriée en utilisant les critères exposés précédemment a pour effet de maximiser les bilans de portée en détection sur l'enveloppe de l'aéronef visé. Pour ce qui concerne le flux vidéo correspondant à la bande complémentaire, l'enveloppe de l'aéronef visé apparaît sombre sur des fonds brillants la plupart du temps. Avantageusement, cette situation est amplifiée lorsque l'opérateur vise dans le secteur solaire, ce qui correspond dans la réalité à des scénarios classiques d'attaque avec le Soleil placé au dos de l'aéronef. Avantageusement, si une cible largue des leurres infrarouge, la voie de détection en bande complémentaire permet très simplement de faire la discrimination entre la signature de la cible et celles des leurres qui sont ambiguës dans le domaine de la bande 2 infrarouge. En outre la signature des leurres Infrarouge peut être saturante pour une camera fonctionnant en bande 2 infrarouge mais est simplement vue comme une source brillante et non saturante par une caméra fonctionnant en bande complémentaire du fait de la température de l'objet et de sa signature spectrale. De plus, la bande complémentaire permet pour une pupille donnée d'une caméra CMOS, d'avoir une résolution spatiale à la diffraction dix fois supérieure à celle obtenue en bande 2 infrarouge. Il est ainsi possible d'accéder à des informations géométriques sur la cible ou sur sa cinématique avec une précision nettement supérieure à celle obtenue à l'aide de conduites de tir existantes basées sur une détection infrarouge uniquement. Figures 4a, 4b and 4c give examples of screens that can be used by the fire control according to the invention. The example of FIG. 4a presents a single screen 400 on which the video streams corresponding to the infrared and complementary bands are displayed. In this example appear information contained in the infrared video stream as the propulsion trace 404 of an aircraft as well as clouds 401, 402. The display of the video stream associated with the complementary strip makes it possible to see in more precisely the form 403 of the aircraft. In this case, the display results from the merging of images from both streams. This fusion is carried out for example by subtraction or sum of the black and white images or used to constitute the RGB components of the color pixels composing said images, a weighting being advantageously used. By way of example, this fusion can be carried out so that on the screen 400 appears in red the data associated with the video stream of the infrared domain and in blue for the data associated with the negative video stream, for example, of the complementary band. The example of FIG. 4b shows two adjacent screens 405, 406. A first screen 405 displays the video stream corresponding to the infrared band detection. It shows the propulsion trace 404 and the clouds 401, 402 present in the scene. A second screen 406 displays the video stream corresponding to the detection in complementary band. The operator can see the form 404 of the aircraft. The example of Figure 4c represents a single screen 407 on which a single video stream may be displayed. The operator has the possibility to display either the video stream corresponding to the infrared detection, or the video stream corresponding to the detection in complementary band. In this example, the infrared band video stream is selected by the operator. A flag 408 tells him which stream is selected. He can switch to the display of the second stream if necessary, for example when he feels the need to check one of the observations and refine his interpretation of the situation. The choice of an appropriate complementary band using the criteria set out above has the effect of maximizing the detection range reports on the envelope of the targeted aircraft. As for the video stream corresponding to the complementary band, the envelope of the target aircraft appears dark on bright backgrounds most of the time. Advantageously, this situation is amplified when the operator aims in the solar sector, which corresponds in reality to classic scenarios of attack with the Sun placed on the back of the aircraft. Advantageously, if a target drops infra-red lures, the complementary strip detection channel makes it possible very simply to discriminate between the signature of the target and those of the decoys which are ambiguous in the field of the infrared band 2. In addition, the signature of the infrared decoys can be saturating for a camera operating in the infrared band 2 but is simply seen as a bright and unsaturated source by a camera operating in a complementary band because of the temperature of the object and its spectral signature. . In addition, the complementary strip makes it possible for a given pupil of a CMOS camera to have a diffraction spatial resolution ten times greater than that obtained in the infrared band 2. It is thus possible to access geometric information on the target or its kinematics with a precision much higher than that obtained using existing fire lines based on infrared detection only.

En outre, les nouvelles générations de détecteurs CMOS présentent des pixels de taille réduite, par exemple de 6.5µm ou moins, ce qui permet de réaliser des caméras avec des optiques de longueurs focales réduites et à grande ouverture numérique. De plus, l'utilisation de matrices CMOS de grande taille, par exemple de 2160 par 2560 pixels, associées à des pixels de petite taille permet de répondre au besoin de couverture angulaire nécessaire à la détection. La précision de résolution permet en outre d'éviter l'utilisation d'un zoom optique ou du moins d'en limiter la dynamique de focale. Ceci permet ainsi d'obtenir une conduite de tir moins coûteuse et plus compacte. In addition, the new generations of CMOS detectors have pixels of reduced size, for example of 6.5 μm or less, which makes it possible to produce cameras with optics of short focal lengths and high numerical aperture. In addition, the use of large CMOS matrices, for example 2160 by 2560 pixels, associated with small pixels can meet the need for angular coverage necessary for detection. The resolution precision also makes it possible to avoid the use of an optical zoom or at least to limit the zoom dynamics. This makes it possible to obtain a less expensive and more compact firing line.

Un autre avantage lié à l'utilisation d'une caméra de type CMOS est qu'elle comprend habituellement une fonction lecture de la région d'intérêt, ladite région correspondant à un sous ensemble de pixels de la matrice de capteurs. Cette fonction permet de faire fonctionner la matrice CMOS en modes veille et détection sur l'ensemble de la matrice jusqu'à des fréquences image de 100Hz, puis de passer en mode poursuite à très haute cadence, avec un échantillonnage d'image à des cadences supérieures à 100 Hz par exemple, en limitant la lecture de la matrice à une fenêtre asservie sur les détections des trames antérieures. En d'autres termes, il est possible de passer rapidement d'une observation grand champ à une observation précise haute cadence de la région d'intérêt. Ceci permet notamment la mise en oeuvre d'un mode d'acquisition multi-cibles. Par la fusion avec l'image de la voie infrarouge ou par la décision de l'opérateur, le choix de la cible retenue permet de passer dans un mode poursuite mono-cible. La mesure de la position et de la vitesse angulaire de la cible peut être faite avec une haute précision en se basant sur la cellule , c'est-à-dire sur l'enveloppe de l'aéronef et non plus sur sa trace de propulsion et en réduisant la latence de calcul. Ces informations peuvent être délivrées à l'autodirecteur. Cette mesure est nécessaire pour régler le dépointage de l'axe 25 missile sur l'axe visée de l'autodirecteur et pour ensuite tirer ledit missile sur sa trajectoire de collision avec la cible. Grâce à la sensibilité des matrices CMOS 4T, c'est-à-dire des matrices avec des pixels actifs à quatre transistors, les avantages cités ci- dessus peuvent être obtenus pour des niveaux de nuit 1, 2, 3 correspondant 30 aux niveaux de nuits avec pleine Lune, quartier de Lune et Lune avec nuages. Pour des niveaux de nuit 4 et 5, c'est-à-dire des niveaux correspondant à une nuit stellaire avec ou sans nuages, les fonctions d'anti- leurrage sont accessibles ainsi que l'éventuelle détection de balises équipant la cible. Il faut noter que par nuit de niveau 4 a priori la bande IR2 est très 35 bien adaptée pour faire la détection. Enfin en condition de nuit de niveau 5 ici encore la bande IR 2 peut être bien adaptée si elle n'est pas pénalisée par une dégradation de la transmission atmosphérique. En conséquence il peut être avantageux de nuit de visualiser en positif les images de la bande complémentaire pour lever les ambiguïtés sur la cible pour la discriminer de leurres infrarouges ou détecter ses balises. Le choix de la bande spectrale complémentaire est à optimiser en fonction de la transmission atmosphérique et des scénarios dimensionnant les géométries de visées entre le poste de tir et la ou les cibles. Ces aspects ont un impact sur l'application des critères de sélection de la bande ~o complémentaire décrits précédemment dans la description. Another advantage of using a CMOS-type camera is that it usually comprises a read function of the region of interest, said region corresponding to a subset of pixels of the sensor array. This function allows the CMOS matrix to be operated in standby and detection modes over the entire array up to 100Hz frame rates, and then to go into very high-speed tracking mode, with image sampling at frame rates. above 100 Hz for example, limiting the reading of the matrix to a slave window on detections of previous frames. In other words, it is possible to move quickly from a wide-field observation to an accurate high-speed observation of the region of interest. This allows in particular the implementation of a multi-target acquisition mode. By merging with the image of the infrared channel or by the decision of the operator, the choice of the selected target makes it possible to switch to a single-target tracking mode. The measurement of the position and the angular velocity of the target can be made with a high precision based on the cell, that is to say on the envelope of the aircraft and not on its trace of propulsion. and reducing the calculation latency. This information can be delivered to the seeker. This measurement is necessary to adjust the misalignment of the missile axis on the target axis of the homing device and then to pull the said missile on its collision course with the target. Due to the sensitivity of the CMOS 4T matrices, that is, arrays with four-transistor active pixels, the above-mentioned advantages can be obtained for night levels 1, 2, 3 corresponding to nights with full Moon, Moon and Moon district with clouds. For night levels 4 and 5, that is to say levels corresponding to a stellar night with or without clouds, the anti-deception functions are accessible as well as the possible detection of beacons equipping the target. It should be noted that per night of level 4 a priori IR2 band is very well suited to do the detection. Finally in level 5 night condition here again the IR band 2 can be well adapted if it is not penalized by a degradation of the atmospheric transmission. As a result, it may be advantageous at night to display the images of the complementary band in positive order in order to remove the ambiguities on the target in order to discriminate it from infrared decoys or to detect its beacons. The choice of the complementary spectral band is to be optimized according to the atmospheric transmission and the scenarios dimensioning the target geometries between the firing station and the target (s). These aspects have an impact on the application of the selection criteria of the additional ~ o band described previously in the description.

Claims (10)

REVENDICATIONS1- Conduite de tir pour lancer un projectile autopropulsé vers une cible (403), ladite conduite de tir comprenant des moyens (302) pour détecter dans une scène le rayonnement électromagnétique dans une première bande spectrale comprise dans le domaine infrarouge, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens (303) pour détecter le rayonnement électromagnétique dans une seconde bande spectrale appelée bande complémentaire, cette bande spectrale étant choisie de manière à maximiser le contraste et ou le rapport signal sur bruit entre des cibles visées et le fond de la scène. CLAIMS 1- A firing line for launching a self-propelled projectile to a target (403), said firing line comprising means (302) for detecting in a scene the electromagnetic radiation in a first spectral band in the infrared range, characterized in that it further comprises means (303) for detecting the electromagnetic radiation in a second spectral band called the complementary band, this spectral band being chosen so as to maximize the contrast and or the signal-to-noise ratio between target targets and the background of the scene. 2- Conduite de tir selon la revendication 1 dans laquelle la bande complémentaire est choisie de manière à minimiser le contraste entre les nuages présents dans la scène et le fond. 2- firing line according to claim 1 wherein the complementary strip is chosen so as to minimize the contrast between the clouds present in the scene and the bottom. 3- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la bande complémentaire est comprise dans la bande allant de 275 nm à 500 nm. 3- firing line according to one of the preceding claims wherein the complementary strip is in the band from 275 nm to 500 nm. 4- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la bande complémentaire de détection comprend une longueur d'onde ? correspondant au point d'intersection (205) entre deux courbes correspondant respectivement au spectre du ciel (200) et au spectre des nuages (201). 4- firing line according to one of the preceding claims wherein the complementary detection strip comprises a wavelength? corresponding to the point of intersection (205) between two curves respectively corresponding to the sky spectrum (200) and the cloud spectrum (201). 5- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes dans laquelle une caméra thermique (302) est utilisée pour la détection dans la première bande spectrale, ladite bande correspondant à la bande 2 infrarouge. 5- firing line according to one of the preceding claims wherein a thermal camera (302) is used for detection in the first spectral band, said band corresponding to the infrared band 2. 6- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les moyens de détection en bande complémentaire correspondent à une caméra de type CMOS (303).35 6- firing line according to one of the preceding claims wherein the complementary band detection means correspond to a CMOS type camera (303) .35 7- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le rayonnement électromagnétique détecté en bande infrarouge est capturé dans un premier flux vidéo et le rayonnement électromagnétique détecté en bande complémentaire est capturé dans un second flux vidéo. 7. A firing line according to one of the preceding claims wherein the electromagnetic radiation detected in the infrared band is captured in a first video stream and the electromagnetic radiation detected as a complementary band is captured in a second video stream. 8- Conduite de tir selon la revendication 7 dans laquelle les deux flux vidéo sont affichés simultanément sur un même écran (400). 8. A firing line according to claim 7 wherein the two video streams are displayed simultaneously on the same screen (400). 9- Conduite de tir selon la revendication 8 dans laquelle les images en provenance des deux flux sont fusionnées par sommation pondérée des composantes RVB des pixels composant lesdites images. 9. A firing line according to claim 8 wherein the images from the two streams are merged by weighted summation of the RGB components of the pixels composing said images. 10- Conduite de tir selon l'une des revendications 8 ou 9 dans laquelle les données associées au flux vidéo du domaine infrarouge apparaissent en rouge et les données associées au flux vidéo de la bande complémentaire en négatif apparaissent en bleu sur l'écran (400). Il- Conduite de tir selon la revendication 7 dans laquelle le premier flux vidéo est affiché sur un premier écran (405) et le second flux vidéo est affiché sur un second écran (406). 12- Conduite de tir selon la revendication 7 dans laquelle un des deux flux vidéo est affiché sur un écran (407), un utilisateur de la conduite de tir pouvant sélectionner le flux vidéo à afficher. 13- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes comprenant un télémètre à 1.5 pm (304). 14- Conduite de tir selon l'une des revendications précédentes comprenant un pointeur laser (305). 10- Fire control according to one of claims 8 or 9 wherein the data associated with the video stream of the infrared range appear in red and the data associated with the video stream of the complementary band in negative appear in blue on the screen (400 ). The fire control of claim 7 wherein the first video stream is displayed on a first screen (405) and the second video stream is displayed on a second screen (406). 12- A firing line according to claim 7 wherein one of the two video streams is displayed on a screen (407), a user of the fire control can select the video stream to be displayed. 13- firing line according to one of the preceding claims comprising a 1.5 pm rangefinder (304). 14. A firing line according to one of the preceding claims comprising a laser pointer (305).