DE112015001069B4 - Device and method for the detection of a moving object using images in cooperation with spectrum from entire wavelength ranges - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld, ein Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende, ein Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufname und -spektrumbildung, ein Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, ein Spektrummessmodul für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht, ein Bildaufnamemodul für mittelwelliges Breit/Schmalband, ein Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht, ein Bilderaufnahmemodul im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, ein Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, ein Verarbeitungsmodul für Bild- und Spektrumintegrationssignale, ein Steuermodul und ein Servosystem umfasst, wobei- das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld über das Servosystem zur Positionseinstellung die Drehung steuert und durch Neigungsverstellung auf den Objektbereich ausrichtet, um das Licht des Objektbereichs auf das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende zu reflektieren,- das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende zum Durchlassen des Infrarotlichts auf das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung und gleichzeitig auch zum Reflektieren von sichtbarem Licht/ Ultraviolett/Nahinfrarotlicht auf das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich dient,- das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung zum Fokussieren des durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende durchgelassenen Infrarotlichts auf das Spektrummessmodul für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht, um eine Spektrummessung für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht zu ermöglichen, und gleichzeitig auch zum Fokussieren eines Teils des mittelwelligen Infrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul für mittelwelliges Breit/Schmalband dient, um eine Bildaufnahme im mittelwelligen Infrarotbereich zu verwirklichen,- das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich zum Fokussieren des durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende reflektierten Ultraviolettlichts auf das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, um eine Spektrummessung für Ultraviolettlicht zu ermöglichen, gleichzeitig auch zum Fokussieren von 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht, um eine Spektrummessung für sichtbares Licht/Nahinfrarotlicht durchzuführen, und zum Fokussieren des verbleibenden 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul im sichtbaren/ Nahinfrarotbereich dient, um eine Bildaufnahme im sichtbaren Bereich/Nahinfrarotbereich zu verwirkli chen,- das Verarbeitungsmodul für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen zum Empfang eines mittelwelligen Infrarotbilds, eines Sichtbilds/Nahinfrarotbilds dient, um ein Objekt in Echtzeit zu erfassen und zu verarbeiten, dessen Spektrumdaten von Ultraviolett, sichtbarem Licht und Infrarotlicht zu erfassen und schließlich Integrationsdaten zu verarbeiten und zu analysieren,- das Steuermodul basierend auf der Anforderung einer Aufgabe sowie des Ergebnisses der Verarbeitung und Analyse des Verarbeitungsmoduls für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen über das Servosystem das Suchen, Verfolgen und Ausrichten eines beweglichen Objekts bzw. einer dynamischen Erscheinung durch das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld steuert, um eine Verarbeitung optischer, mechanischer und elektrischer Informationen zu ermöglichen, wobei alle Module miteinander zusammenarbeiten.Device for the detection of a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges, characterized in that it comprises a telescopic sight for 2D scanning with a large field of view, a main optical system module with a common aperture, an optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation, an optical subsystem module for the formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near-infrared spectrum and image recording in the visible and near-infrared range, a spectrum measuring module for short-wave / medium-wave / long-wave infrared light, an image recording module for medium-wave wide / narrow band, a spectrum measuring module for visible light and near-infrared light, a visible and near-infrared image recording module in the red Spectrum measurement module for ultraviolet light, a processing module for image and spectrum integration signals, a control module and a servo system, wherein the telescopic sight for 2D scanning with a large The field of view controls the rotation via the servo system for position adjustment and aligns it with the object area by adjusting the inclination in order to reflect the light of the object area onto the main optical system module with a common aperture, - the main optical system module with a common aperture to let the infrared light through to the optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation and at the same time also serves to reflect visible light / ultraviolet / near infrared light onto the optical subsystem module for the formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near infrared spectrum and image recording in the visible and near infrared range, - the optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation for focusing the transmitted through the main optical system module with a common aperture Infrared light on the spectrum measurement module for short-wave / 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near-infrared light on the image acquisition module in the visible / near-infrared area ch serves to realize image recording in the visible / near-infrared range, - the processing module for image and spectrum integration information is used to receive a medium-wave infrared image, a visual image / near-infrared image is used to detect and process an object in real time whose spectrum data is ultraviolet , detect visible light and infrared light and finally process and analyze integration data, - the control module based on the request of a task as well as the result of the processing and analysis of the processing module for image and spectrum integration information through the servo system to search, track and align a moving one Object or a dynamic appearance through the riflescope for 2D scanning with a large field of view controls in order to enable processing of optical, mechanical and electrical information, with all modules working together.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft den Überlappungsbereich Ferndetektion und Bilderkennung, konkret eine Einrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen, welches bzw. welche zur Detektion, Verfolgung und Erkennung eines Objekts eingesetzt werden kann.The present invention relates to the overlap area remote detection and image recognition, specifically a device and a method for detecting a moving object using images in cooperation with a spectrum of entire wavelength ranges which can be used for the detection, tracking and recognition of an object.
Technischer HintergrundTechnical background
Bewegliche Objekte und Gegenstände dynamischer Änderung kommen in vielfältigen Arten vor, wie z.B. sich bewegende Fahrzeuge, Passanten und Tieren unter Raumtemperatur, sich mit hoher Geschwindigkeit bewegende Flugzeuge, Explosionen und Feuer unter hoher Temperatur, wobei variierende Lichtbedingung der Umgebung ferner zu unterschiedlichen Verteilungsbereichen und Merkmalen der Spektren solcher Gegenstände führt und keine Ferndetektionseinrichtung zur Detektion verschiedener beweglicher Objekte unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen sowohl in China als auch weltweit zur Verfügung steht.Moving objects and objects of dynamic change come in a variety of forms, such as moving vehicles, passers-by and animals below room temperature, aircraft moving at high speed, explosions and fires under high temperature, with varying light conditions of the surroundings also leading to different distribution areas and characteristics of the Leads spectra of such objects and no remote detection device for the detection of various moving objects using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges is available both in China and worldwide.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Zur Lösung des vorstehenden technischen Problems liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen bereitzustellen, die die Anforderungen zur gleichzeitigen Erfassung von Spektren unterschiedlicher beweglicher Objekte in gesamten Wellenlängenbereichen, also im Ultraviolett-, sichtbaren, Nahinfrarot-, kurzwelligen Infrarot-, mittelwelligen Infrarot- und langwelligen Infrarotbereich sowie von mittelwelligen Infrarotbildern, Sichtbildern und Nahinfrarotbildern erfüllt.To solve the above technical problem, the present invention is based on the object of providing a device for the detection of a moving object using images in cooperation with the spectrum of entire wavelength ranges that meet the requirements for the simultaneous detection of spectra of different moving objects in entire wavelength ranges, i.e. in the ultraviolet, visible, near-infrared, short-wave infrared, medium-wave infrared and long-wave infrared range as well as medium-wave infrared images, visual images and near-infrared images.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst in einem ersten Aspekt durch Bereitstellung einer Einrichtung zur Erfassung von Informationen eines Spektrums von gesamten Wellenlängenbereichen, die ein Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld, ein Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende, ein Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung, ein Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, ein Spektrummessmodul für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht, ein Bildaufnahmemodul für mittelwelliges Breit/Schmalband, ein Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht, ein Bildaufnahmemodul im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, ein Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, ein Verarbeitungsmodul für Bild- und Spektrumintegrationssignale, ein Steuermodul und ein Servosystem umfasst.According to the invention, the object is achieved in a first aspect by providing a device for acquiring information from a spectrum of entire wavelength ranges, which includes a telescopic sight for 2D scanning with a large field of view, a main optical system module with a common aperture, an optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation Optical subsystem module for formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near-infrared spectrum and image recording in the visible and near-infrared range, a spectrum measuring module for short-wave / medium-wave / long-wave infrared light, an image recording module for medium-wave wide / narrow band, a spectrum measuring module for visible light and near-infrared light and near infrared light, one image recording comprises an ultraviolet light spectrum measurement module, an image and spectrum integration signal processing module, a control module, and a servo system.
Dabei steuert das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld über das Servosystem zur Positionseinstellung die Drehung und richtet durch Neigungsverstellung auf den Objektbereich aus, um das Licht des Objektbereichs auf das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende zu reflektieren, wobei das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende das Infrarotlicht auf das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und - spektrumbildung durchlässt und gleichzeitig auch das sichtbare Licht/Ultraviolett/Nahinfrarotlicht auf das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich reflektiert, wobei das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung das durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende durchgelassene Infrarotlicht auf das Spektrummessmodul für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht zu ermöglichen, und gleichzeitig auch einen Teil des mittelwelligen Infrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul für mittelwelliges Breit/Schmalband fokussiert, um eine Bildaufnahme im mittelwelligen Infrarotbereich zu verwirklichen, wobei das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich das durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende reflektierte Ultraviolettlicht auf das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für Ultraviolettlicht zu ermöglichen, gleichzeitig auch 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht durchzuführen, und das verbleibende 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul im sichtbaren/Nahinfrarotbereich fokussiert, um eine Bildaufnahme im sichtbaren Bereich/Nahinfrarotbereich zu verwirklichen, wobei das Verarbeitungsmodul für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen vor allem zum Empfang eines mittelwelligen Infrarotbilds, eines Sichtbilds/Nahinfrarotbilds dient, um ein Objekt in Echtzeit zu erfassen und zu verarbeiten, dessen Spektrumdaten von Ultraviolett, sichtbarem Licht und Infrarotlicht zu erfassen und schließlich zu integrieren, zu verarbeiten und zu analysieren, wobei das Steuermodul basierend auf der Anforderung einer Aufgabe sowie des Ergebnisses der Verarbeitung und Analyse des Verarbeitungsmoduls für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen über das Servosystem das Suchen, Verfolgen und Ausrichten eines beweglichen Objekts bzw. einer dynamischen Erscheinung durch das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld steuert, um eine Verarbeitung optischer, mechanischer und elektrischer Informationen zu ermöglichen, wobei alle Module miteinander zusammenarbeiten.The riflescope for 2D scanning with a large field of view controls the rotation via the servo system for position adjustment and aligns it to the object area by adjusting the inclination in order to reflect the light from the object area onto the main optical system module with a common aperture, the main optical system module with a common aperture the infrared light to the optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation and at the same time also the visible light / ultraviolet / near infrared light to the optical subsystem module for formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near infrared spectrum and image recording in the visible and near infrared range reflects, whereby the optical subsystem module for infrared image recording and spectrum formation reflects the Main optical system module with a common aperture, let through infrared light focused on the spectrum measurement module for short-wave / medium-wave / long-wave infrared light in order to make a spectrum measurement for ku To enable rwo-wave / medium-wave / long-wave infrared light, and at the same time also focus a part of the medium-wave infrared light on the image recording module for medium-wave wide / narrow band in order to realize image recording in the medium-wave infrared range, with the optical subsystem module for the formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near-infrared spectrum and image recording In the visible and near-infrared range, the ultraviolet light reflected by the main optical system module with a common aperture is focused on the spectrum measurement module for ultraviolet light in order to enable spectrum measurement for ultraviolet light, at the same time 50% of the visible light / near-infrared light is also focused on the spectrum measurement module for visible light and near-infrared light, to perform spectrum measurement for visible light and near-infrared light, and focus the remaining 50% of the visible light / near-infrared light on the image pick-up module in the visible / near-infrared range to realize image pick-up in the visible / near-infrared range, with the processing module for image and spectrum integration information above all is used to receive a medium-wave infrared image, a visual image / near-infrared image, in order to record and process an object in real time, to record its spectrum data of ultraviolet, visible light and infrared light and finally to integrate, process and analyze, the control module based on the request for a task and the result of the processing and analysis of the processing module for image and spectrum integration information via the servo system, the search, tracking and alignment of a moving object or a dynamic appearance through there s riflescope for 2D scanning with a large field of view controls to enable processing of optical, mechanical and electrical information with all modules working together.
Hinsichtlich der Zusammensetzung umfasst die Stabilisierungsplattform des Zielfernrohrs für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld einen Außenrahmen (Fixierrahmen), einen Mittelrahmen und einen Innenrahmen, wobei der Innenrahmen ein FlachZielfernrohr aufweist. Der Innenrahmen ist durch den Außenrahmen über ein Lager abgestützt, während der Außenrahmen über ein Lager auf einem mit der Einrichtung fest verbundenen Grundträger abgestützt ist, wobei der Mittelrahmen sich zwischen dem Innenrahmen und dem Außenrahmen befindet und über ein Lager mit dem Innenrahmen und dem Außenrahmen verbunden ist. Bei der Gestaltung des Aufbaus soll das Prinzip der Symmetrie möglichst zur Geltung kommen, um unter Verwendung der Nutzlast ein Gleichgewicht zu erzielen, das Gegengewicht zu minimieren und somit die Drehträgheit des Systems zu verringern. Durch genaue Berechnung und gezielte Konstruktion des Gegengewichts ist es so zu gestalten, dass das theoretische Massenzentrum der Last auf eine Drehachse projiziert. Bei Montage und Inbetriebnahme wird durch angemessene Verteilung und geringes Gegengewicht erzielt, dass sich das tatsächliche Massenzentrum mit der Drehachse überschneidet, um somit ein exzentrisches Überlastmoment zu beseitigen, das durch Konstruktions- und Herstellungsfehler verursacht wird. Bei der Konstruktion der 2D-Abtastungseinheit der Einrichtung stellt es die Anforderung des Abtastungsbereichs (Azimut ±α°, Nickwinkel ±β°) sicher, dass der Reflexionslichtweg des Fernzielrohrs nicht blockiert wird.In terms of composition, the stabilizing platform of the rifle scope for 2D scanning with a large field of view includes an outer frame (fixing frame), a central frame, and an inner frame, the inner frame having a flat rifle scope. The inner frame is supported by the outer frame via a bearing, while the outer frame is supported via a bearing on a base support firmly connected to the device, the middle frame being located between the inner frame and the outer frame and connected to the inner frame and the outer frame via a bearing is. When designing the structure, the principle of symmetry should be used as much as possible in order to achieve a balance using the payload, to minimize the counterweight and thus to reduce the rotational inertia of the system. Through precise calculation and targeted construction of the counterweight, it must be designed in such a way that the theoretical center of mass of the load is projected onto an axis of rotation. During assembly and commissioning, appropriate distribution and a low counterweight ensure that the actual center of mass overlaps the axis of rotation, thus eliminating an eccentric overload torque caused by design and manufacturing errors. In the construction of the 2D scanning unit of the device, the requirement of the scanning range (azimuth ± α °, pitch angle ± β °) ensures that the reflection light path of the telescopic sight is not blocked.
Das Servosystem besteht aus einem Leitrechner, einer Stabilisierungsplattform, einem Drehmomentmotor für Innenrahmen, einem Drehmomentmotor für Außenrahmen, einem Rotationstransformator für Innen-/Außenrahmen, einem Leistungsverstärkungsmodul für Innen-/Außenrahmen, einem Servoregler und einem photoelektrischen Isolationsmodul.The servo system consists of a master computer, a stabilization platform, an inner frame torque motor, an outer frame torque motor, an inner / outer frame rotary transformer, an inner / outer frame power boost module, a servo controller and a photoelectric isolation module.
Bei dem Innenrahmen der Servoplattform des Servosystems handelt es sich um einen Nickrahmen, an dem ein Flachfernzielrohr, ein Rotationstransformator für Nickachse und ein Rotor eines Nickmoment-Motors angebracht sind, während der Außenrahmen einen Azimutrahmen darstellt und an der Außenrahmenachse ein Azimut-Rotationstransformator und ein Rotor eines Azimutmoment-Motors angebracht sind.The inner frame of the servo platform of the servo system is a pitch frame to which a flat telescopic sight, a rotary transformer for pitch axis and a rotor of a pitch motor are attached, while the outer frame represents an azimuth frame and an azimuth rotary transformer and a rotor are attached to the outer frame axis an azimuth torque motor are attached.
Hinsichtlich der Konstruktion der Stabilisierungsplattform des Servosystems wird die Plattform unmittelbar durch einen Drehmomentmotor angetrieben, was zu einem einfacheren Aufbau der Plattform und einer wesentlich verringerten Dämpfung und Spalte aufgrund von Kraftübertragung an der Rahmenachse beiträgt, wobei die Messung mittels des Rotationstransformators berührungslos erfolgt und kein Reibungsmoment mit sich bringt, und wobei die Kabeldurchführung zwischen der Plattform und dem Maschinenkasten mittels einer Kabelrolle erfolgt, die das Drehmoment der Kabel wesentlich vermindert und zur Sicherstellung des Einstellprozesses beiträgt.With regard to the construction of the stabilization platform of the servo system, the platform is driven directly by a torque motor, which contributes to a simpler construction of the platform and significantly reduced damping and gaps due to power transmission on the frame axis, with the measurement using the rotary transformer taking place without contact and no frictional torque brings itself, and with the cable lead-through between the platform and the machine box by means of a cable reel, which significantly reduces the torque of the cable and contributes to ensuring the adjustment process.
Der Servoregler verwendet die Struktur der digitalen Signalverarbeitung (DSP) + Field Programmable Gate Array (FPGA). Dabei dient das FPGA vor allem zur Organisierung und Verwaltung der Zeitfolge und Kommunikation des Servosystems und ist außen mit dem Steuermodul und innen mit der DSP, einem Digital/Analog-Wandler (DAC), einem Analog/Digital-Wandler (ADC), einer Verarbeitungsschaltung für Signale des Rotationstransformators, usw. verbunden, wobei die DSP hauptsächlich zur Funktionsorganisierung des Stabilisierungs-Servosteuersystems, zum Korrektur-Algorithmus der Steuerung des Plattformrahmens, usw. dient.The servo controller uses the structure of digital signal processing (DSP) + Field Programmable Gate Array (FPGA). The FPGA is mainly used to organize and manage the timing and communication of the servo system and is external with the control module and internal with the DSP, a digital / analog converter (DAC), an analog / digital converter (ADC), a processing circuit for signals of the rotary transformer, etc., whereby the DSP is mainly used for the functional organization of the stabilization servo control system, for the correction algorithm of the control of the platform frame, etc.
In Abhängigkeit von einem Befehl des Leitrechners ermöglicht der Servoregler mittels digitaler Steuerung die Stabilisierung der Geschwindigkeit der Stabilisierungsplattform und des Positionskreises und erzeugt dabei einen Strombefehl für einen Antrieb, um eine digitale Steuerung des Azimutrahmens und des Nickrahmens zu verwirklichen. Zum Ausgleichen des großen Dynamikbereichs und der Anforderung an hohes Signal-Rausch-Verhältnis des Signals sind zwei Verstärkungsumschaltungen vor dem A/D-Wandlungsmodul und in dem Steueralgorithmus bei jedem Kanal vorgesehen, während andererseits bei geringer Störung ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis auf Kosten gewissen Dynamikbereichs gewährleistet wird, wobei das Steuermodul über eine RS422-Schnittstelle mit dem Servosteuersystem eine wechselseitige Kommunikation durchführt und zu jedem Zeitpunkt direkt auf den Speicherbereich des Servoreglers zugreifen, Befehle und Daten an den Servoregler geben und rechtzeitig die Statusinformation des Servosteuersystems erfassen kann.Depending on a command from the master computer, the servo controller enables the stabilization of the speed of the stabilization platform and the position circle by means of digital control and generates a current command for a drive in order to implement digital control of the azimuth frame and the pitch frame. To compensate for the large dynamic range and the requirement for a high signal-to-noise ratio of the signal, two gain switchovers are provided in front of the A / D conversion module and in the control algorithm for each channel, while on the other hand, a high signal-to-noise ratio at cost if there is little interference a certain dynamic range is guaranteed, with the control module via an RS422 Interface with the servo control system carries out two-way communication and can directly access the memory area of the servo drive at any time, give commands and data to the servo drive and record the status information of the servo control system in good time.
Zur Verringerung der Verformung des Flachfernzielrohres verwendet das Flachfernzielrohr ein Material mit geringer Verformung und leichtem Gewicht, wobei es nach Auftragen einer Reflexionsschicht einen hohen Reflexionsgrad für Ultraviolettlicht, sichtbares Licht, Nahinfrarotlicht, mittelwelliges und langwelliges Infrarotlicht aufweist.In order to reduce the deformation of the flat telescopic sight, the flat telescopic sight uses a material with little deformation and light weight, and after applying a reflective layer it has a high degree of reflection for ultraviolet light, visible light, near infrared light, medium wave and long wave infrared light.
Das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende verwendet ein Cassegrain-System mit einem Spektroskop und besteht aus einem Hauptspiegel (gekrümmter Reflektor), einem Nebenspiegel (Parabolreflektor) und einem Spektroskop für Ultraviolettlicht, sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht, um eine Spektrumaufnahme und Bildaufnahme mit Ultraviolettlicht, sichtbarem Licht, Nahinfrarotlicht, mittelwelligem Infrarotlicht und langwelligem Infrarotlicht sowie eine Energiekonzentration des Objekts zu ermöglichen. Das Spektroskop für Ultraviolettlicht, sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht wird zwischen dem Hauptreflektor und dem Nebenreflektor mit jeweils einem Winkel von 45 Grad dazu gestellt, wobei das Verhältnis abgedeckter Fläche des Hauptspiegels zu der des Nebenspiegels nicht größer als 1:3 beträgt, da unter Gewährleistung eines für die Bildaufnahme mittels des Haupt- und Nebenspiegels benötigten angemessenen Abstands ein geringes Verhältnis abgedeckter Fläche zu einem erhöhten Durchlassgrad für das Optiksystem beiträgt.The main optical system module with a common aperture uses a Cassegrain system with a spectroscope and consists of a main mirror (curved reflector), a secondary mirror (parabolic reflector) and a spectroscope for ultraviolet light, visible light and near infrared light to perform spectrum recording and image recording with ultraviolet light, visible light, To enable near-infrared light, medium-wave infrared light and long-wave infrared light as well as an energy concentration of the object. The spectroscope for ultraviolet light, visible light and near-infrared light is placed between the main reflector and the secondary reflector at an angle of 45 degrees, with the ratio of the covered area of the main mirror to that of the secondary mirror not being greater than 1: 3, since one is guaranteed for The image recording by means of the main and secondary mirror requires a reasonable distance, a low ratio of covered area contributes to an increased degree of transmission for the optical system.
Das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung besteht aus einer Breitbandspektrum-Relaislinse, einer Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe, einem (für mittelwelligen Bereich halb durchlässigen und halb reflektierenden) Spektrumbildungs-Spektroskop für kurz/mittel/langwelliges Infrarotlicht und einer Bildaufnahmelinsengruppe im mittelwelligen Infrarotbereich. Dabei fokussiert die Breitbandspektrum-Relaislinse das durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende durchgelassene Licht auf das Spektrumbildungs-Spektroskop für kurz/mittel/langwelliges Infrarotlicht, welches wiederum das Infrarotlicht auf die Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe reflektiert und gleichzeitig auch einen Teil des mittelwelligen Infrarotlichts auf die Bildaufnahmelinsengruppe im mittelwelligen Infrarotbereich durchlässt.The optical subsystem module for infrared imaging and spectrum formation consists of a broadband spectrum relay lens, an infrared spectrum formation lens group, a spectrum formation spectroscope (for medium wave range semi-transparent and semi-reflective) for short / medium / long wave infrared light and an imaging lens group in medium wave infrared range. The broadband spectrum relay lens focuses the light transmitted through the main optics system module with a common aperture onto the spectrum formation spectroscope for short / medium / long wave infrared light, which in turn reflects the infrared light onto the infrared spectrum formation lens group and at the same time also a part of the medium wave infrared light onto the image recording lens group in the medium-wave infrared range.
Die Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe weist eine variable Feldblende auf und ermöglicht in Abhängigkeit von einem Steuerbefehl eine Messung der Eigenschaften eines Infrarotspektrums für das Objekt oder den Hintergrund innerhalb unterschiedlicher Sichtfeldbereiche. Die Bildaufnahmelinsengruppe im mittelwelligen Infrarotbereich weist einen umschaltbaren Lichtfilter für mittelwelliges Schmalband/Breitband auf und kann in Abhängigkeit von einem Steuerbefehl eine Erfassung der Informationen eines Bildes im mittelwelligen Schmalband- und Breitbandbereich für das Objekt oder den Hintergrund innerhalb unterschiedlicher Sichtfeldbereiche verwirklichen.The infrared spectrum-forming lens group has a variable field diaphragm and, as a function of a control command, enables the properties of an infrared spectrum for the object or the background to be measured within different fields of view. The image recording lens group in the medium-wave infrared range has a switchable light filter for medium-wave narrowband / broadband and, depending on a control command, can capture the information of an image in the medium-wave narrowband and broadband range for the object or the background within different fields of view.
Das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich besteht aus einer Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe, einem Flachreflektor, einem Ultraviolettspektroskop, einem halb-durchlässigen und halb-reflektierenden Spektroskop für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht, einer Bildaufnahmelinsengruppe im sichtbaren und Nahinfrarotbereich sowie einer Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht. Dabei reflektiert das Ultraviolettspektroskop das Ultraviolettlicht auf die Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe und lässt gleichzeitig auch das sichtbare Licht und Nahinfrarotlicht auf den Flachreflektor durch, welcher das durch das Ultraviolettspektroskop durchgelassene Licht auf das halb-durchlässige und halb-reflektierende Spektroskop für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht reflektiert, wobei das (halb-durchlässige und halb-reflektierende) Spektroskop für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht 50% des sichtbaren Lichts und Nahinfrarotlichts auf die Bildaufnahmelinsengruppe im sichtbaren und Nahinfrarotbereich durchlässt und gleichzeitig auch 50% des sichtbaren Lichts und Nahinfrarotlichts auf die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht reflektiert.The optical subsystem module for formation of visible spectrum / ultraviolet spectrum / near infrared spectrum and image acquisition in the visible and near infrared range consists of an ultraviolet spectrum formation reflector group, a flat reflector, an ultraviolet spectroscope, a semi-transparent and semi-reflective spectroscope for visible light and near infrared light in the visible and near infrared light group, an image pickup lens group Near-infrared range and a spectrum-forming lens group for visible light and near-infrared light. The ultraviolet spectroscope reflects the ultraviolet light onto the ultraviolet spectrum forming reflector group and at the same time also lets the visible light and near-infrared light through to the flat reflector, which reflects the light transmitted through the ultraviolet spectroscope onto the semi-transparent and semi-reflective spectroscope for visible light and near-infrared light, whereby the (semi-transparent and semi-reflective) spectroscope for visible light and near-infrared light transmits 50% of the visible light and near-infrared light to the image pickup lens group in the visible and near-infrared range and at the same time also reflects 50% of the visible light and near-infrared light to the spectrum-forming lens group for visible light and near-infrared light .
Die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht weist eine variable Feldblende auf und ermöglicht in Abhängigkeit von einem Steuerbefehl eine Messung der Eigenschaften eines Spektrums von sichtbarem Licht und Nahinfrarotlicht für das Objekt oder den Hintergrund innerhalb unterschiedlicher Sichtfeldbereiche.The spectrum-forming lens group for visible light and near-infrared light has a variable field diaphragm and enables, depending on a control command, a measurement of the properties of a spectrum of visible light and near-infrared light for the object or the background within different fields of view.
Die Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe dient zum Fokussieren des durch das Ultraviolettspektroskop reflektierten Lichts auf das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, um die Erfassung eines Ultraviolettspektrums zu ermöglichen, wobei die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht zum Fokussieren des durch das halb-durchlässige und halb-reflektierende Spektroskop für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht reflektierten Lichts auf das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht dient, um die Erfassung eines Spektrums von sichtbarem Licht und Nahinfrarotlicht zu verwirklichen, und wobei die Bildaufnahmelinsengruppe im sichtbaren und Nahinfrarotbereich zum Fokussieren des durch das halb-durchlässige und halb-reflektierende Spektroskop für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht durchgelassenen Lichts auf das Bildaufnahmemodul im sichtbaren und Nahinfrarotbereich dient, um eine Bildaufnahme zu ermöglichen.The ultraviolet spectrum forming reflector group is for focusing the light reflected by the ultraviolet spectroscope onto the spectrum measuring module for ultraviolet light to enable detection of an ultraviolet spectrum, and the spectrum forming lens group for visible light and near infrared light for focusing the light through the semi-infrared. Translucent and semi-reflective spectroscope for visible light and near-infrared light reflected light on the spectrum measuring module for visible light and near-infrared light is used to realize the detection of a spectrum of visible light and near-infrared light, and the image pickup lens group in the visible and near-infrared range for focusing the through the half -Transparent and semi-reflective spectroscope for visible light and near-infrared light, light transmitted to the image acquisition module in the visible and near-infrared range is used to enable image acquisition.
Die Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe, die Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe und die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht können in Abhängigkeit von der Beschränkung struktureller Anordnung der Einrichtung sowie der Abmessung jeweiliger Spektrummessmodule jeweils in Form einer Optiklinsengruppe-Kopplung und einer Lichtleitfaser-Kopplung mit einem Spektrummessmodul des jeweiligen Wellenbereichs gekoppelt werden.The infrared spectrum formation lens group, the ultraviolet spectrum formation reflector group and the spectrum formation lens group for visible light and near infrared light can, depending on the restriction of the structural arrangement of the device and the size of the respective spectrum measuring modules, each in the form of an optical lens group coupling and an optical fiber coupling with a spectrum measuring module of the respective wave range be coupled.
Bei dem vorgesehenen Wellenlängenbereich zur Bildaufnahme und Spektrumbildung handelt es sich um die gesamten Wellenlängenbereichen, welche Ultraviolettlicht, sichtbares Licht, Nahinfrarotlicht, mittelwelliges und langwelliges Infrarotlicht umfassen.The intended wavelength range for image recording and spectrum formation involves the entire wavelength ranges, which include ultraviolet light, visible light, near-infrared light, medium-wave and long-wave infrared light.
Das von dem Objekt eingestrahlte/gestreute Licht gesamter Wellenlängenbereiche wird durch ein Cassegrain-System mit einem Spektroskop konzentriert und viermal zerlegt. Bei der ersten Zerlegung werden Ultraviolettlicht, sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht reflektiert und Infrarotlicht durchgelassen. Bei der zweiten Zerlegung werden Ultraviolettlicht reflektiert und sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht durchgelassen. Bei der dritten Zerlegung werden sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht zu einem Verhältnis von 1:1 halb durchgelassen und halb reflektiert. Bei der vierten Zerlegung sind zwei Betriebsarten vorgesehen:
- Betriebsart 1: Hundertprozentige Reflexion kurzwelligen und langwelligen Infrarotlichts; halbes Durchlassen und halbe Reflexion vom Infrarotlicht mittelwelligen Schmalbands zu einem Verhältnis von 1:1.
- Betriebsart 2: Hundertprozentige Reflexion kurzwelligen und langwelligen Infrarotlichts; halbes Durchlassen und halbe Reflexion vom Infrarotlicht mittelwelligen Breitbands zu einem Verhältnis von 1:1.
- Operating mode 1: 100% reflection of short-wave and long-wave infrared light; half transmission and half reflection of infrared light of medium-wave narrow band at a ratio of 1: 1.
- Operating mode 2: 100% reflection of short-wave and long-wave infrared light; half transmission and half reflection of medium-wave broadband infrared light at a ratio of 1: 1.
Das Spektrumbildungswellenband umfasst 1) Breitband-Infrarotlicht, welches durch das Spektroskop bei der vierten Zerlegung reflektiert wird, 2) Ultraviolettlicht, welches durch das Spektroskop bei der zweiten Zerlegung reflektiert wird, und 3) sichtbares und Nahinfrarotlicht, welche durch das Spektroskop bei der dritten Zerlegung reflektiert werden.The spectrum formation waveband includes 1) broadband infrared light which is reflected by the spectroscope in the fourth decomposition, 2) ultraviolet light which is reflected by the spectroscope in the second decomposition, and 3) visible and near infrared light which is reflected by the spectroscope in the third decomposition be reflected.
Das Bildaufnahmewellenband umfasst 1) mittelwelliges Infrarotlicht, welches durch das Spektroskop bei der vierten Zerlegung halb durchgelassen wird, und 2) sichtbares und Nahinfrarotlicht, welche durch das Spektroskop bei der dritten Zerlegung halb durchgelassen werden.The imaging waveband includes 1) medium infrared light which is half transmitted by the spectroscope in the fourth decomposition, and 2) visible and near infrared light which is half transmitted by the spectroscope in the third decomposition.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Zusammenarbeit des Ablaufs automatischer Überprüfung, Verfolgung und Erkennung des Bildes eines beweglichen Objekts und einer dynamischen Erscheinung mit dem Ablauf der Spektrummessung für das bewegliche Objekt/die dynamische Erscheinung und verwirklicht somit die Beobachtung des Bildes und des Spektrums von gesamten Wellenlängenbereichen für dynamische Änderung des bewegliche Objekts und einer Außenszene.The present invention enables the process of automatic inspection, tracking and recognition of the image of a moving object and a dynamic appearance to cooperate with the process of spectrum measurement for the moving object / dynamic appearance, thus realizing the observation of the image and the spectrum of entire wavelength ranges for dynamic change of the moving object and an outside scene.
Bei der vorliegenden Erfindung werden eine gemeinsame Optikachse für gesamte Wellenlängenbereiche, ein gemeinsamer Lichtweg für Bildaufnahme im mittelwelligen Infrarotbereich und Infrarot-Spektrummessung und ein gemeinsamer Lichtweg für Bildaufnahme im sichtbaren und Nahinfrarotbereich und Spektrummessung für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht verwendet, um eine echtzeitige Beobachtung des Bildes und des Spektrums von gesamten Wellenlängenbereichen für dynamische Änderung unterschiedlicher beweglicher Objekte und Außenszenen zu ermöglichen, wobei zudem auch die Vorteile kurze Reaktionszeit und hohe Erkennungseffizienz verwirklicht werden.In the present invention, a common optical axis for entire wavelength ranges, a common light path for image recording in the medium-wave infrared range and infrared spectrum measurement and a common light path for image recording in the visible and near-infrared range and spectrum measurement for visible light and near-infrared light are used to allow real-time observation of the image and of the spectrum of entire wavelength ranges for dynamic change of different moving objects and outdoor scenes, whereby the advantages of short response time and high detection efficiency are also realized.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine integrierte Bild- und Spektrumdetektionsanlage für Bildaufnahme im mittelwelligen Infrarotbereich und Bildaufnahme im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, um ein interessantes Objekt zu überprüfen und zu erkennen, Informationen von einem Spektrum in gesamten Wellenlängenbereichen und einem Bild des beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung zu erhalten und somit die Beobachtung des Bildes und des Spektrums von gesamten Wellenlängenbereichen für dynamische Änderung des beweglichen Objekts und der Außenszene zu verwirklichen.The present invention uses an integrated image and spectrum detection system for image acquisition in the medium-wave infrared range and image acquisition in the visible and near-infrared range in order to check and recognize an object of interest, information from a spectrum in entire wavelength ranges and an image of the moving object and the subject of dynamic change and thus to realize the observation of the image and the spectrum of entire wavelength ranges for dynamic change of the moving object and the outside scene.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch kleine Abmessung, hohen Integrationsgrad, einfache und flexible Verwendung aus und kann eine koordinierte Beobachtung des Spektrums von gesamten Wellenlängenbereichen für dynamische Änderung eines beweglichen Objekts und einer Außenszene und zudem auch eine intelligente Erkennung und Verfolgung in gesamten Wellenlängenbereichen für unterschiedliche Objekte ermöglichen. Somit findet die Erfindung breite Anwendung im Bereich der Volkswirtschaft und Staatssicherheit.The present invention is characterized by small dimensions, a high degree of integration, simple and flexible use and can provide a coordinated observation of the spectrum of entire wavelength ranges for dynamic change of a moving object and an outside scene and also intelligent detection and tracking in entire wavelength ranges for different objects enable. Thus, the invention finds wide application in the field of national economy and state security.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen bereitgestellt, welches folgende Schritte umfasst:
- (1) Suchen nach einem Sichtfeld durch ein Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld;
- (2) Erfassen und Verfolgen eines beweglichen Objekts und eines Gegenstands dynamischer Änderung mittels einer mittelwelligen Infrarotbildaufnahme, um eine Sequenz von mittelwelligen Infrarotbildern des interessanten beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung zu erhalten, und gleichzeitiges Erfassen und Verfolgen des beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung mittels einer Bildaufnahme im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, um eine Sequenz von sichtbaren Bildern und Nahinfrarotbildern des interessanten beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung zu erhalten;
- (3) Erfassen der Geschwindigkeits- und Forminformation aus der Bildersequenz durch ein Objektüberprüfungsmodul, um den Satz verfolgter beweglicher Objekte festzulegen,
- (4) Feststellen, ob es sich dabei um ein flächiges oder punktförmiges Objekt handelt, und Verschieben der Bildaufnahme-Optikachse durch das Abtastungs-Zielfernrohr in das Zentrum des Objekts, wenn dies der Fall ist, wobei zunächst ein Merkmalspunkt und eine Merkmalsstelle entnommen und die Bildaufnahme-Optikachse durch das Abtastungs-Zielfernrohr in das Zentrum des Merkmalspunkts und der Merkmalsstelle des Objekts verschoben wird, wenn es sich dabei um ein flächiges Objekt handelt,
- (5) Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Infrarotspektrums durch das Spektrummessmodul für Infrarotlicht, Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Ultraviolettspektrums durch das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Spektrums sichtbaren Lichts und Nahinfrarotspektrums durch das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht und Bilden eines Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvektors des erfassten Objekts anhand der in Schritt (3) erfassten Form- und Geschwindigkeitsinformation des Objekts;
- (6) Aufruf einer Merkmalsbibliothek für Ultraviolettspektrum, einer Merkmalsbibliothek für Spektrum sichtbaren Lichts und Nahinfrarotspektrum, einer Merkmalsbibliothek für kurz/mittel/langwelliges Infrarotspektrum sowie einer Merkmalsbibliothek für Geschwindigkeit und Form des Objekts, um eine Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvorlage zu bilden;
- (7) Aufruf eines Erkennungsmoduls, um einen in Echtzeit erfassten Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvektor mit der Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvorlage zu vergleichen und eine Objektart auszugeben,
- (8) Aufzeichnen des mittelwelligen Infrarotbildes, des sichtbaren und Nahinfrarotbildes, des Merkmals der Form und Geschwindigkeit des Objekts sowie der Information des Spektrummerkmals über das gesamte Wellenband und Anzeigen des Ergebnisses der Objektverfolgung und des Zeit-Raum-Spektrummerkmals.
- (1) searching for a field of view through a scope for 2D scanning with a large field of view;
- (2) Detecting and tracking a moving object and an object of dynamic change by means of medium-wave infrared imaging to obtain a sequence of medium-wave infrared images of the moving object and the object of dynamic change of interest, and simultaneously detecting and tracking the moving object and the object of dynamic change by means of visible and near-infrared image pick-up to obtain a sequence of visible and near-infrared images of the moving object of interest and the subject of dynamic change;
- (3) Acquiring the speed and shape information from the sequence of images by an object inspection module to determine the set of tracked moving objects,
- (4) Determine whether it is a flat or point-shaped object, and moving the image pickup optical axis through the scanning telescopic sight into the center of the object, if this is the case, with a feature point and a feature point removed and the The image recording optical axis is shifted through the scanning telescopic sight into the center of the feature point and the feature point of the object, if this is a flat object,
- (5) measuring the feature data of the moving object in terms of its infrared spectrum by the spectrum measuring module for infrared light, measuring the feature data of the moving object in terms of its ultraviolet spectrum by the spectrum measuring module for ultraviolet light, measuring the feature data of the moving object in terms of its visible light spectrum and near infrared spectrum by the spectrum measuring module for visible light and near-infrared light and forming a time-space spectral feature vector of the detected object on the basis of the shape and speed information of the object detected in step (3);
- (6) Calling up a feature library for the ultraviolet spectrum, a feature library for the spectrum of visible light and near-infrared spectrum, a feature library for short / medium / long-wave infrared spectrum and a feature library for the speed and shape of the object in order to form a time-space spectrum feature template;
- (7) Calling a recognition module in order to compare a time-space-spectrum feature vector recorded in real time with the time-space-spectrum feature template and to output an object type,
- (8) Record the medium-wave infrared image, the visible and near-infrared image, the feature of the shape and speed of the object and the information of the spectrum feature over the entire waveband and display the result of the object tracking and the time-space spectrum feature.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen verwendet, mit dem sich verschiedene Strukturen oder Substanzen anhand der Spektrummerkmale der jeweiligen Bestandteile eines Objekts voneinander unterscheiden lassen, wobei das räumliche 2D-Bild und zeitliche Änderungssequenz des Gegenstands zu verstärkter Fähigkeit der Ferndetektion und -erkennung des Gegenstands beiträgt.In the present invention, a method for the detection of a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges is used, with which different structures or substances can be distinguished from one another on the basis of the spectrum features of the respective components of an object, the spatial 2D image and temporal change sequence of the object contributes to enhanced ability of remote detection and recognition of the object.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Detektionsverfahren unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen bereit, bei dem für ein bewegliches Objekt (z.B. Flugzeug, Fahrzeug, flächiges Objekt, punktförmiges Objekt, usw.) und eine dynamische Erscheinung (z.B. Feuer, Vulkanausbruch, Explosion, usw.) ein Verfahren zur Integration der mittels einer mittelwelligen Infrarotbildaufnahme und einer Bildaufnahme im sichtbaren und Nahinfrarotbereich erfassten Zeit-Raummerkmale mit den Informationen des Spektrums für Ultraviolettlicht, sichtbares Licht, Nahinfrarotlicht und breitwelliges Infrarotlicht eingesetzt wird, um eine umfassendere, genauere und stabilere Erfassung, Verfolgung und Erkennung des beweglichen Objekts zu ermöglichen.The present invention provides a detection method using images in cooperation with a spectrum of entire wavelength ranges in which a moving object (e.g. aircraft, vehicle, flat object, point-like object, etc.) and a dynamic phenomenon (e.g. fire, volcanic eruption, Explosion, etc.) a method for integrating the time-space features recorded by means of a medium-wave infrared image recording and an image recording in the visible and near-infrared range with the information of the spectrum for ultraviolet light, visible light, near-infrared light and wide-wave infrared light is used in order to achieve a more comprehensive, more precise and more stable To enable detection, tracking and detection of the moving object.
FigurenlisteFigure list
Es zeigen
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1 die Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer strukturellen schematischen Darstellung, -
2 die optische Anordnung der Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, -
3(a) die Stabilisierungsplattform des Zielfernrohrs für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld in der Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer zweidimensionalen strukturellen schematischen Darstellung, -
3(b) die Stabilisierungsplattform des Zielfernrohrs für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld in der Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer dreidimensionalen strukturellen schematischen Darstellung, -
4 das Servosystem in der Einrichtung zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung, -
5 das Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Detektion eines beweglichen Objekts unter Verwendung von Bildern in Zusammenarbeit mit Spektrum von gesamten Wellenlängenbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung und -
6 die interessanten Bereiche, Merkmalspunkte und Merkmalsstellen der Objekte und Szenen dynamischer Änderung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung.
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1 the device for the detection of a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges according to the present invention in a structural schematic representation, -
2 the optical arrangement of the device for the detection of a moving object using images in cooperation with the spectrum of entire wavelength ranges according to an embodiment of the present invention, -
3 (a) the stabilization platform of the riflescope for 2D scanning with a large field of view in the device for detecting a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges according to the present invention in a two-dimensional structural schematic representation, -
3 (b) the stabilization platform of the riflescope for 2D scanning with a large field of view in the device for detecting a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges according to the present invention in a three-dimensional structural schematic representation, -
4th the servo system in the device for the detection of a moving object using images in cooperation with the spectrum of entire wavelength ranges according to the present invention in a schematic representation, -
5 the flowchart of the method for the detection of a moving object using images in cooperation with spectrum of entire wavelength ranges according to the present invention and -
6th the areas of interest, feature points and feature locations of the objects and scenes of dynamic change according to the present exemplary embodiment of the invention in a schematic representation.
Konkrete AusführungsformenConcrete embodiments
Zum besseren Verständnis der Aufgabe, technischen Ausgestaltungen sowie Vorteile der Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen konkreten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erläuterung anstatt zur Beschränkung der Erfindung dienen. Zudem lassen sich die in nachfolgend beschriebenen einzelnen Ausführungsformen der Erfindung betroffenen technischen Merkmale miteinander kombinieren, soweit keine Widersprüche zueinander vorliegen.For a better understanding of the task, technical refinements and advantages of the invention, the present invention will be discussed in more detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It goes without saying that the specific exemplary embodiments described here serve only to explain rather than to restrict the invention. In addition, the technical features involved in the individual embodiments of the invention described below can be combined with one another, provided that there are no contradictions to one another.
Wie
Dabei steuert das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld über das Servosystem zur Positionseinstellung die Drehung und richtet durch Neigungsverstellung auf den Objektbereich aus, um das Licht des Objektbereichs auf das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende zu reflektieren, wobei das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende das Infrarotlicht auf das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und - spektrumbildung durchlässt und gleichzeitig auch das sichtbare Licht/Ultraviolett/Nahinfrarotlicht auf das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich reflektiert, wobei das Optikuntersystemmodul für Infrarotbildaufnahme und -spektrumbildung das durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende durchgelassene Infrarotlicht auf das Spektrummessmodul für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für kurzwelliges/mittelwelliges/langwelliges Infrarotlicht zu ermöglichen, und gleichzeitig auch einen Teil des mittelwelligen Infrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul für mittelwelliges Breit/Schmalband fokussiert, um eine Bildaufnahme im mittelwelligen Infrarotbereich zu verwirklichen, wobei das Optikuntersystemmodul für Bildung von sichtbarem Spektrum/ Ultraviolettspektrum/Nahinfrarotspektrum und Bildaufname im sichtbaren und Nahinfrarotbereich das durch das Hauptoptiksystemmodul mit gemeinsamer Blende reflektierte Ultraviolettlicht auf das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für Ultraviolettlicht zu ermöglichen, gleichzeitig auch 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht fokussiert, um eine Spektrummessung für sichtbares Licht/Nahinfrarotlicht durchzuführen, und das verbleibende 50% des sichtbaren Lichts/Nahinfrarotlichts auf das Bildaufnahmemodul im sichtbaren/Nahinfrarotbereich fokussiert, um eine Bildaufnahme im sichtbaren Bereich/Nahinfrarotbereich zu verwirklichen, wobei das Verarbeitungsmodul für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen vor allem zum Empfang eines mittelwelligen Infrarotbilds, eines Sichtbilds/Nahinfrarotbilds dient, um ein Objekt in Echtzeit zu erfassen und zu verarbeiten, dessen Spektrumdaten von Ultraviolett, sichtbarem Licht und Infrarotlicht zu erfassen und schließlich Integrationsdaten zu verarbeiten und zu analysieren, wobei das Steuermodul basierend auf der Anforderung einer Aufgabe sowie des Ergebnisses der Verarbeitung und Analyse des Verarbeitungsmoduls für Bild- und Spektrumintegrationsinformationen über das Servosystem das Suchen, Verfolgen und Ausrichten eines beweglichen Objekts bzw. einer dynamischen Erscheinung durch das Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld (
Ferner ist vorgesehen, dass, wie sich aus
Ferner ist vorgesehen, dass, wie
Ferner ist vorgesehen, dass es sich bei dem Innenrahmen der Servoplattform des Servosystems um einen Nickrahmen handelt, an dem ein Flachfernzielrohr, ein Rotationstransformator für Nickachse und ein Rotor eines Nickmoment-Motors angebracht sind, während der Außenrahmen einen Azimutrahmen darstellt und an der Außenrahmenachse ein Azimut-Rotationstransformator und ein Rotor eines Azimutmoment-Motors angebracht sind.It is also provided that the inner frame of the servo platform of the servo system is a pitching frame on which a flat telescopic sight, a rotary transformer for the pitching axis and a rotor of a pitching torque motor are attached, while the outer frame represents an azimuth frame and an azimuth is attached to the outer frame axis -Rotation transformer and a rotor of an azimuth torque motor are attached.
Ferner ist vorgesehen, dass hinsichtlich der Konstruktion der Stabilisierungsplattform des Servosystems die Plattform unmittelbar durch einen Drehmomentmotor angetrieben wird, was zu einem einfacheren Aufbau der Plattform und einer wesentlich verringerten Dämpfung und Spalte aufgrund von Kraftübertragung an der Rahmenachse beiträgt, wobei die Messung mittels des Rotationstransformators berührungslos erfolgt und kein Reibungsmoment mit sich bringt, und wobei die Kabeldurchführung zwischen der Plattform und dem Maschinenkasten mittels einer Kabelrolle erfolgt, die das Drehmoment der Kabel wesentlich vermindert und zur Sicherstellung des Einstellprozesses beiträgt.It is also provided that, with regard to the construction of the stabilization platform of the servo system, the platform is driven directly by a torque motor, which contributes to a simpler construction of the platform and significantly reduced damping and gaps due to the transmission of force on the frame axis, the measurement using the rotary transformer without contact takes place and brings no frictional torque with it, and wherein the cable lead-through between the platform and the machine box takes place by means of a cable reel, which significantly reduces the torque of the cable and contributes to ensuring the adjustment process.
Ferner ist vorgesehen, dass der Servoregler die Struktur der digitalen Signalverarbeitung (DSP) + Field Programmable Gate Array (FPGA) verwendet. Dabei dient das FPGA vor allem zur Organisierung und Verwaltung der Zeitfolge und Kommunikation des Servosystems und ist außen mit dem Steuermodul und innen mit der DSP, einem Digital/Analog-Wandler (DAC), einem Analog/Digital-Wandler (ADC), einer Verarbeitungsschaltung für Signale des Rotationstransformators, usw. verbunden, wobei die DSP hauptsächlich zur Stabilisierung der Funktionsorganisierung von Servosteuersystem, zum Korrektur-Algorithmus der Steuerung des Plattformrahmens, usw. dient.It is also provided that the servo controller uses the structure of digital signal processing (DSP) + Field Programmable Gate Array (FPGA). The FPGA is mainly used to organize and manage the timing and communication of the servo system and is external with the control module and internal with the DSP, a digital / analog converter (DAC), an analog / digital converter (ADC), a processing circuit for signals of the rotary transformer, etc., whereby the DSP is mainly used to stabilize the functional organization of the servo control system, for the correction algorithm of the control of the platform frame, etc.
Ferner ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von einem Befehl des Steuermoduls der Servoregler mittels digitaler Steuerung die Stabilisierung der Geschwindigkeit der Stabilisierungsplattform und des Positionskreises ermöglicht und dabei einen Strombefehl für einen Antrieb erzeugt, um eine digitale Steuerung des Azimutrahmens und des Nickrahmens zu verwirklichen. Zum Ausgleichen des großen Dynamikbereichs und der Anforderung an hohes Signal-Rausch-Verhältnis des Signals sind zwei Verstärkungsumschaltungen vor dem A/D-Wandlungsmodul und in dem Steueralgorithmus bei jedem Kanal vorgesehen, während andererseits bei geringer Störung ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis auf Kosten gewissen Dynamikbereichs gewährleistet wird, wobei das Steuermodul über eine RS422-Schnittstelle mit dem Servosteuersystem eine wechselseitige Kommunikation durchführt und zu jedem Zeitpunkt direkt auf den Speicherbereich des Servoreglers zugreifen, Befehle und Daten an den Servoregler geben und rechtzeitig die Statusinformation des Servosteuersystems erfassen kann.It is also provided that, depending on a command from the control module, the servo controller enables the speed of the stabilization platform and the position circle to be stabilized by means of digital control and thereby generates a current command for a drive in order to implement digital control of the azimuth frame and the pitch frame. To compensate for the large dynamic range and the requirement for a high signal-to-noise ratio of the signal, two gain switchovers are provided in front of the A / D conversion module and in the control algorithm for each channel, while on the other hand, a high signal-to-noise ratio at cost if there is little interference A certain dynamic range is guaranteed, whereby the control module carries out two-way communication with the servo control system via an RS422 interface and accesses the memory area of the servo drive directly at any time and sends commands and data to the servo drive and can timely acquire the status information of the servo control system.
Ferner ist vorgesehen, dass zur Verringerung der Verformung des Flachfernzielrohres das Flachfernzielrohr ein Material (z.B. K9-Glas) mit geringer Verformung und leichtem Gewicht verwendet, wobei nach Auftragen einer Reflexionsschicht es einen hohen Reflexionsgrad für Ultraviolettlicht, sichtbares Licht, Nahinfrarotlicht, mittelwelliges und langwelliges Infrarotlicht aufweist.It is also provided that, to reduce the deformation of the flat telescopic sight, the flat telescopic sight uses a material (e.g. K9 glass) with low deformation and light weight, whereby after applying a reflective layer it has a high degree of reflection for ultraviolet light, visible light, near infrared light, medium-wave and long-wave infrared light having.
Ferner ist vorgesehen, dass, wie sich aus
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Ferner ist vorgesehen, dass, wie sich aus
Ferner ist vorgesehen, dass, wie sich aus
Ferner ist vorgesehen, dass, wie sich aus
Ferner ist vorgesehen, dass die Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe aus zwei Ultraviolett-Reflektoren besteht und einen optischen Durchlassgrad von 0,5 aufweist, wobei die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht aus sieben Linsen besteht und einen optischen Durchlassgrad von 0,5 aufweist, wobei die Bildaufnahmelinsengruppe im sichtbaren und Nahinfrarotbereich aus fünf Linsen besteht und einen optischen Durchlassgrad von 0,5 aufweist, wobei die Bildaufnahmelinsengruppe im mittelwelligen Infrarotbereich aus einer Linsengruppe innerhalb des Spektrumbereichs für Bildaufnahme und einer Linsengruppe außerhalb des Spektrumbereichs für Bildaufnahme besteht, die jeweils einen Durchlassgrad von 0,2 bzw. 0,3 aufweisen, wobei die Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe aus fünf Linsen besteht und einen Durchlassgrad von 0,4 aufweist.It is further provided that the ultraviolet spectrum formation reflector group consists of two ultraviolet reflectors and has an optical transmittance of 0.5, the spectrum-forming lens group for visible light and near infrared light consists of seven lenses and has an optical transmittance of 0.5, the image pickup lens group consists of five lenses in the visible and near-infrared range and has an optical transmittance of 0.5, with the image recording lens group in the medium-wave infrared range consisting of a lens group within the spectrum range for image recording and a lens group outside the spectrum range for image recording, each with a transmittance of 0.2 and 0.3, respectively, wherein the infrared spectrum forming lens group consists of five lenses and has a transmittance of 0.4.
Ferner ist vorgesehen, dass die Infrarot-Spektrumbildungslinsengruppe, die Ultraviolettspektrumbildungs-Reflektorgruppe und die Spektrumbildungslinsengruppe für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht in Abhängigkeit von der Beschränkung struktureller Anordnung der Einrichtung sowie der Abmessung jeweiliger Spektrummessmodule jeweils in Form einer Optiklinsengruppe-Kopplung und einer Lichtleitfaser-Kopplung mit einem Spektrummessmodul des jeweiligen Wellenbereichs gekoppelt werden können.Furthermore, it is provided that the infrared spectrum formation lens group, the ultraviolet spectrum formation reflector group and the spectrum formation lens group for visible light and near infrared light depending on the restriction of the structural arrangement of the device and the dimensions of the respective spectrum measurement modules in the form of an optical lens group coupling and an optical fiber coupling with a Spectrum measurement module of the respective waveband can be coupled.
Ferner ist vorgesehen, dass es sich bei dem vorgesehenen Wellenlängenbereich zur Bildaufnahme und Spektrumbildung um die gesamten Wellenlängenbereiche handelt, welche Ultraviolettlicht, sichtbares Licht, Nahinfrarotlicht, mittelwelliges und langwelliges Infrarotlicht umfassen.It is further provided that the intended wavelength range for image recording and spectrum formation is the entire wavelength ranges which include ultraviolet light, visible light, near-infrared light, medium-wave and long-wave infrared light.
Ferner ist vorgesehen, dass das von dem Objekt eingestrahlte/gestreute Licht gesamter Wellenlängenbereiche durch ein Cassegrain-System mit einem Spektroskop konzentriert und viermal zerlegt wird. Bei der ersten Zerlegung werden Ultraviolettlicht, sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht reflektiert und Infrarotlicht durchgelassen. Bei der zweiten Zerlegung werden Ultraviolettlicht reflektiert und sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht durchgelassen. Bei der dritten Zerlegung werden sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht zu einem Verhältnis von 1: 1 halb durchgelassen und halb reflektiert. Bei der vierten Zerlegung sind zwei Betriebsarten vorgesehen:
- Betriebsart 1: Hundertprozentige Reflexion kurzwelligen und langwelligen Infrarotlichts; halbes Durchlassen und halbe Reflexion vom Infrarotlicht mittelwelligen Schmalbands zu einem Verhältnis von 1:1.
- Betriebsart 2: Hundertprozentige Reflexion kurzwelligen und langwelligen Infrarotlichts; halbes Durchlassen und halbe Reflexion vom Infrarotlicht mittelwelligen Breitbands zu einem Verhältnis von 1:1.
- Operating mode 1: 100% reflection of short-wave and long-wave infrared light; half transmission and half reflection of the infrared light of medium-wave narrow band at a ratio of 1: 1.
- Operating mode 2: 100% reflection of short-wave and long-wave infrared light; half transmission and half reflection of medium-wave broadband infrared light at a ratio of 1: 1.
Das Spektrumbildungswellenband umfasst 1) Breitband-Infrarotlicht, welches durch das Spektroskop bei der vierten Zerlegung reflektiert wird, 2) Ultraviolettlicht, welches durch das Spektroskop bei der zweiten Zerlegung reflektiert wird, und 3) sichtbares und Nahinfrarotlicht, welche durch das Spektroskop bei der dritten Zerlegung reflektiert werden.The spectrum formation waveband includes 1) broadband infrared light which is reflected by the spectroscope in the fourth decomposition, 2) ultraviolet light which is reflected by the spectroscope in the second decomposition, and 3) visible and near infrared light which is reflected by the spectroscope in the third decomposition be reflected.
Das Bildaufnahmewellenband umfasst 1) mittelwelliges Infrarotlicht, welches durch das Spektroskop bei der vierten Zerlegung halb durchgelassen wird, und 2) sichtbares und Nahinfrarotlicht, welche durch das Spektroskop bei der dritten Zerlegung halb durchgelassen werden.The imaging waveband includes 1) medium infrared light which is half transmitted by the spectroscope in the fourth decomposition, and 2) visible and near infrared light which is half transmitted by the spectroscope in the third decomposition.
Ferner ist vorgesehen, dass, wie
- (1) Suchen nach einem Sichtfeld durch ein Zielfernrohr für 2D-Abtastung mit einem großen Sichtfeld;
- (2) Erfassen und Verfolgen eines beweglichen Objekts und eines Gegenstands dynamischer Änderung mittels einer mittelwelligen Infrarotbildaufnahme, um eine Sequenz von mittelwelligen Infrarotbildern des interessanten beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung zu erhalten, und gleichzeitiges Erfassen und Verfolgen des beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung mittels einer Bildaufnahme im sichtbaren und Nahinfrarotbereich, um eine Sequenz von sichtbaren Bildern und Nahinfrarotbildern des interessanten beweglichen Objekts und des Gegenstands dynamischer Änderung zu erhalten;
- (3) Erfassen der Geschwindigkeits- und Forminformation aus der Bildersequenz durch ein Objektüberprüfungsmodul, um den Satz verfolgter beweglicher Objekte festzulegen,
- (4) Feststellen, ob es sich dabei um ein flächiges oder punktförmiges Objekt handelt, und Verschieben der Bildaufnahme-Optikachse durch das Abtastungs-Zielfernrohr in das Zentrum des Objekts, wenn dies der Fall ist, wobei zunächst ein Merkmalspunkt und eine Merkmalsstelle entnommen und die Bildaufnahme-Optikachse durch das Abtastungs-Zielfernrohr in das Zentrum des Merkmalspunkts und der Merkmalsstelle des Objekts verschoben wird, wenn es sich dabei um ein flächiges Objekt handelt,
- (5) Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Infrarotspektrums durch das Spektrummessmodul für Infrarotlicht, Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Ultraviolettspektrums durch das Spektrummessmodul für Ultraviolettlicht, Messen der Merkmalsdaten des beweglichen Objekts hinsichtlich dessen Spektrums sichtbaren Lichts und Nahinfrarotspektrums durch das Spektrummessmodul für sichtbares Licht und Nahinfrarotlicht und Bilden eines Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvektors des erfassten Objekts anhand der in Schritt (3) erfassten Form- und Geschwindigkeitsinformation des Objekts;
- (6) Aufruf einer Merkmalsbibliothek für Ultraviolettspektrum, einer Merkmalsbibliothek für Spektrum sichtbaren Lichts und Nahinfrarotspektrum, einer Merkmalsbibliothek für kurz/mittel/langwelliges Infrarotspektrum sowie einer Merkmalsbibliothek für Geschwindigkeit und Form des Objekts, um eine Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvorlage zu bilden;
- (7) Aufruf eines Erkennungsmoduls, um einen in Echtzeit erfassten Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvektor mit der Zeit-Raum-Spektrummerkmalsvorlage zu vergleichen und eine Objektart auszugeben,
- (8) Aufzeichnen des mittelwelligen Infrarotbildes, des sichtbaren und Nahinfrarotbildes, des Merkmals der Form und Geschwindigkeit des Objekts sowie der Information des Spektrummerkmals über das gesamte Wellenband und Anzeigen des Ergebnisses der Objektverfolgung und des Zeit-Raum-Spektrummerkmals.
- (1) searching for a field of view through a scope for 2D scanning with a large field of view;
- (2) Detecting and tracking a moving object and an object of dynamic change by means of medium-wave infrared imaging to obtain a sequence of medium-wave infrared images of the moving object and the object of dynamic change of interest, and simultaneously detecting and tracking the moving object and the object of dynamic change by means of visible and near-infrared image pick-up to obtain a sequence of visible and near-infrared images of the moving object of interest and the subject of dynamic change;
- (3) Acquiring the speed and shape information from the sequence of images by an object inspection module to determine the set of tracked moving objects,
- (4) Determine whether it is a flat or point-shaped object, and moving the image pickup optical axis through the scanning telescopic sight into the center of the object, if this is the case, with a feature point and a feature point removed and the The image recording optical axis is shifted through the scanning telescopic sight into the center of the feature point and the feature point of the object, if this is a flat object,
- (5) measuring the feature data of the moving object in terms of its infrared spectrum by the spectrum measuring module for infrared light, measuring the feature data of the moving object in terms of its ultraviolet spectrum by the spectrum measuring module for ultraviolet light, measuring the feature data of the moving object in terms of its visible light spectrum and near infrared spectrum by the spectrum measuring module for visible light and near-infrared light and forming a time-space spectral feature vector of the detected object on the basis of the shape and speed information of the object detected in step (3);
- (6) Calling up a feature library for the ultraviolet spectrum, a feature library for the spectrum of visible light and near-infrared spectrum, a feature library for short / medium / long-wave infrared spectrum and a feature library for the speed and shape of the object in order to form a time-space spectrum feature template;
- (7) Calling a recognition module in order to compare a time-space-spectrum feature vector recorded in real time with the time-space-spectrum feature template and to output an object type,
- (8) Record the medium-wave infrared image, the visible and near-infrared image, the feature of the shape and speed of the object and the information of the spectrum feature over the entire waveband and display the result of the object tracking and the time-space spectrum feature.
Wie sich aus
Es versteht sich für Fachleute auf diesem Gebiet, dass bisher lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, die die Erfindung keineswegs einschränken, wobei jegliche Abänderungen, gleichwertige Substitutionen und Verbesserungen im Rahmen der Grundideen und Prinzipien der Erfindung von dem Schutzumfang der Erfindung umfasst sind.It is understood for those skilled in the art that only preferred exemplary embodiments of the present invention have been described so far, which in no way limit the invention, wherein any modifications, equivalent substitutions and improvements within the scope of the basic ideas and principles of the invention are encompassed by the scope of protection of the invention.
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