DE1623509A1 - Messvorrichtung zur Entfernungsbestimmung und Peilung - Google Patents

Description

DR. MÜLLER-BORE DlPL.-lNQ. 6RALFS DR. MANITZ Θ

PATENTANWÄLTE

München, den 4,- Juli 1967 Fi/ßv - M 742

THE MARCONI INTEEUATIOEAL MAHIKE COKPAWY LIMITED

House, Westway, Chelmsford, Essex, England

Heßvorrichtung zur Entfernungsbestimmung und Peilung

Die Erfindung "betrifft eine Meßvorrichtung zur Entfernunga- ' bestimmung und zur Peilung. Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt in der Entfernungsbestimmung und Peilung von Objekten' zum Zweck der Steuerung von Schiffen in beengter Umgebung, beispielsweise im Dock oder beim Anlegen, ; aber es ist-offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf diese spezielle Anwendung beschränkt ist, sondern auch in anderen Fällen verwendet werden kann, beispielsweise zur !Feststellung der Entfernung und zur Peilung von Objekten in bestimmten industriellen Prozessen oder bei der Unterwasser for ßchung, sowie in' anderen Fällen, wo übliche Direkt- j sichtverfahren zur Entfernungsmessung und zur Peilung aus j dem einen oder anderen Grund unpraktisch oder ungeeignet sind. Obwohl somit der Anwendungsbereich der Erfindung wesentlich weiter ist, wird im folgenden lediglich der ; Fall der Erleichterung der Schiffs steuerung beschrieben. , .,v-

209S1S/0184 bad original

Der Bau langer Schiffe, insbesondere großer Tanker, mit; ihren achtern angebrachten Navigationsbrücken hat zu schwierigen Problemen der Schiffssteuerung beim Anlegen, beim Anlaufen des Docks und bei der Durchführung ähnlicher Manöver geführt, da dem Kommandooffizier, aufgrund der sich vor der Brücke befindenden großen Schiffslänge die Sicht nach vorne versperrt wird. Tanker mit einer Länge von etwa 300 m (1000 feet) werden immer gebräuchlicher, und es ■ ist daher einzusehen, daß bei einem derartigen Schiff, ,dessen Brücke achtern angeordnet ist, eine sehr beträchtliche Strecke vor dem Schiff dem Kommandooffizier durch das Schiff selbst verdeckt wird. Diesem Problem wurde in gewissem Maße durch die Anbringung einer Fernsehkamera auf dem vorderen Bug Rechnung getragen, wobei diese ,Kamera Bestandteil eines Betriebsfernsehkreisea ist, zu dem ein Fernj seh-Wiedergabegerät auf der Brücke gehört. Auf diese Weise" ι wird dem KommandoOffizier auf der Brücke ein Fernsehbild zur Verfügung gestellt, das den Bereich vor dem Schiff zeigt und unverdeckt ist. Dieses Hilfsmittel stellt jedoch nur eine Teillösung des Problems der Schiffasteuerung dar, da· es schwierig ist, das wiedergegebene Bild in der Weise zu interpretieren, daß daraus eine Information abgeleitet werj den könnte, wie sie für Schiffssteuerungszwecke tatsächlich gewünscht wird. Zusätzlich zu einem lediglich unverdeckten Bild der Vorderausaicht wird nämlich eine Einrichtung benötigt, die es gestattet, eine Entfernungsbestimmung und

18/0-1·* ■■■»«·*«·

Peilung eines "bestimmten Objekts_s z.B. einer Baiänlage, in dem Bild durchzuführen, Durch die Erfindung wird die Möglichkeit einer derartigen jEntfernungsbestiamioig und Peilung geschaffen* · -

Im allgemeinsten SsIIb weist die erfindiangsgemä&e. zur Bestimmung iron zumindest der IS&tfernung eines eine JFernsehkamera auf, die derart angeordnet ist, da& sie den Bereich "erfaSt", isaflem sich das Objekt befindet, sowie ein !"ernsen-Wiedergabegerät., das zusammen ait der lamera in einem Betriebsfernsenkreis ;ang@ordaet und so ausgebildet ist, daß es den Bereicn in einem Bild wiedergibt, dessen JJonenab-· messtang einem vertikalen Bicktwinkel von vorgegebenem liiert entsprient, eine sick über das wiedergegebene Bild erstreckende und senkrecht sur Hohe diesea Bildes verlaufende Beigerlinie j die bezüglich des wiedürgegebenen Bildes entlang der Höhe manuell verschiebbar ist, Einrichtungen saum Schwenken

sowie
der Kamera im Azimut^ waA in Abhängigkeit von der relativen Bewegung entlang der .HÖhenrichtung zwischen der Zeigerlinie und dem wiedergegebenen Bild betätigte Einrichtungen zur Anzeige der Entfernung eines Objektes, das in dem Bild erscheint und in Übereinstimmung mit der Zeigerlinie an einen vorgegebenen Punkt ihrer Länge gebracht ist» ^

Vorzugsweise ist die Zeigerlinie in bezug auf das wiederge- · gebene Bild entlang der Höhenrichtung durch zwei Steuerungen

20981 5/Öl 84

manuell verschiebbar, wobei zumindest eine dieser Steuerungen eine manuelle Steuerung ist und auch Einrichtungen zur Anzeige der Entfernung betätigt und die zweite Steuerung eine zusätzliche Kompensationseinstellung gewährleistet, welche die relative Lage der Zeigerlinie bezüglich des wiedergegebenen Bildes für eine gegebene Einstellung der ersten Steuerung verändert. tk Vorzugsweise sind beide Steuerungen manuell betätigbar.

Die' Einrichtung zum Schwenken der Kamera im Azimut ist vorzugsweise mit einer Skala versehen, auf der direkt der Horizontalwinkel zwischen der Richtung, in die die Kamera "zeigt" und der Kursrichtung eines Gebildes (z.B. eines Schiffes), auf dem d^Le Kamera angebracht ist, ablesbar ist, wodurch der Ablesewert dieser Skala eine relative Peilung eines Objektes bezüglich der Kursrichtung darstellt, wenn in dem wiedergegebenen Bild ein derartiges Objekt in Koinzidenz mit einem bestimmten Punkt auf der Zeigerlinie gebracht wird.

Vorzugsweise sind auch Einrichtungen vorgesehen, um die

Kamera in Höhenrichtung zu schwenken, und diesen Einrichweiche tungen ist eine Skala zugeordnet, / Mittel zur Anzeige des in der Vertikalebene liegenden Winkels zwischen der Richtung, in die die Kamera zeigt, und einer Bezugshöhenrichtung.eines Gebildes (z.B. eines Schiffes), auf dem die Kamera angeordnet -ist, bezüglich der Horizontalen a^sl '^i:oii.-t.

20981B/0184 bad original

Vorzugsweise ist die Zeigerlinie eine elektronisch erzeugte Linie, die zu dem wiedergegebenen Bild gehört. Eine Einrich-

zur
tung ■£«* besonders vorteilhaften Erzeugung einer elektronisch gebildeten Zeigerlinie weist Mittel auf, um während jeder !"ernsehabtastzeile eine sägezahnförmige Spannungswellenform zu erzeugen, und ist mit Einrichtungen zur Erzeugung einer variablen Gleichspannung sowie mit Hitteln zur Aufhellung einer Abtastlinie des wiedergegebenen Bildes versehen, wenn die Sägezahnspannung gleich einem vorgegebenen Wert der variablen Gleichspannung ist.

Die variable Gleichspannung ist vorteilhafterweise die Summe zweier getrennt veränderlicher Gleichspannungskomponenten, von denen die eine durch eine erste Handsteuerung gesteuert ist, welche außerdem die Einrichtungen zur Entfernungsanzeige betätigt, und dia andere eine zusätzliche Eompensationsspannung liefert, welche die bei einer gegebenen Einstellung der ™ ersten Handsteuerung erhaltene Lage der aufgehellten Fernsehzeile in dem wiedergegebenen Bild verändert» Vorzugsweise werden die Sägezahn-Spannungswellenform und die variable Gleichspannung an die Eingänge eines Yergleichers angelegt, dessen bei gleichen Eingangsgrößen erhaltenes Ausgangssignal als Aufhellspannung der Wiedergaberöhre in der Bildwiedergabevorrichtung über ein Satter zugeführt wird, das durch IPernseh-Zeilenimpulse geschlossen und zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenimpulsea geöffnet wird, wodurch "boi Äuftreton des Aus-»

BADOFHGtNAi,........

gangssignals eine Fernsehzeile in dem wiedergegebenen Bild durch dieses Ausgangssignal aufgehellt wird, und zwar in einer Höhe, die durch die Gleichspannung festgelegt ist.

Eine bevorzugte Ausfükmingsform der Erfindung, die an Bord von Schiffen angebracht wird, besteht aus einer Fernsehkamera,

^ die am Vorderteil des Schiffes angeordnet ist und nach vorne ™ sowie aus

und in eine nach unten geneigte Bichtung "blickt",/Einrichtungen zum Schwenken der Kamera im Azimut, einer Steuerung für diese Einrichtungen, einem Skalenanzeiger, der den Azimutwinkel zwischen der Azimutrichtung, in die die Kamera zeigt,

kurs
und demVogdel d® Schiffs/ angibt, zweiten Einrichtungen

zum Schwenken der Kamera in Höhenrichtung, einer Steuerung für diese zweiten Einrichtungen _t einer zweiten Skala zur Anzeige des Höhenwinkels zwischen der Richtung, in die die Kamera zeigt, und einem vorgegebenen "normalen" Längsschiff-™ Trimmungswinkel_s einem in Kurzschlußverfahren arbeitenden Fernsehsystems das die Kamera und ein synchron mit der Kamera betriebenes ^©rnseh~¥iedergabegerät umfaßt, Einrichtung en zum Trennen der Tailhildimpulse von dem Ausgangs signal der Kamera, Einsichtungen zur Erzeugung von Sägezalmspannungsverläufen aus den abgetrennten Teilbildimpulsan, wobei jeder Sägezahn im wesentlichen dinar Seilbildperiode entspricht, einem Komparator, dem als sine Eingangsgröße die SägasahnauslsnkungQa sugsführt sind_t eiasr manuell verändarlicJien &leichspazmimgsguelle₉ deren St©tj@rorgan außerdem ait einyP ' ■

in Entfernungen geeichten Skala zusammenwirkt, einer zweiten manuell veränderlichen Gleichspannungsquelle, deren Steuerorgan außerdem mit einer entsprechend dem vorderen Schiffstiefgang relativ zu einem vorgegebenen "normalen" vorderen Tiefgang geeichten Skala zusammenwirkt, Einrichtungen zum Anlegen der Summe der zwei veränderlichen Gleichspannungen an den zweiten Eingang des !Comparators, einem von dem Ausgangssignal dieses !Comparators gespeisten Gatter, Einrichtungen zum Trennen der Zeilenimpulse von den Ausgangssignalen der Kamera und zur Verwendung der getrennten Zeilenimpulse, um das Gatter bei Auftreten der Impulse zu schließen und zwischen den Impulsen zu öffnen, einer Signalmischvorrichtung, die mit den Ausgangs Signalen der Kamera gespeist ist und deren Ausgangssignale über das Gatter geführt sind, sowie Einrichtungen zur Speisung der Fernseh-¥iadergäbeeinrichtung mit den von dem Mischer gemischten Ausgangs signal en.

Weitere Einzelne it en. und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt?

Figur Λ eine erläuternde Darstellung, und

!Figur 2 ein .Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungs- . form der Erfindung.

BAD

09815/0184

In Figur 1 ist ein Schiff S dargestellt, an dessem Vorderteil in .der Nähe des Buges eine Fernsehkamera angebracht ist, die nach vorne und unten "gerichtet" ist. Der WinkelO zwischen den strichpunktierten Linien 01, 02 stellt "beispielsweise den Winkel in der Vertikalebene dar, der durch das nicht getrennt dargestellte optische Linsensystem der

£ Kamera überstrichen wird, wenn diese um einen bestimmten Winkel nach unten geschwenkt wird. Der kleinere Winkel L zwischen den durchgezogenen Linien L1, L2 stellt den vertikalen Winkel dar, der der Höhenabmessung (dem Abstand zwischen dem oberen und unteren Eand) eines Fernsehbildes entspricht , das auf einer Kathodenstrahl-Schirmbildröhre eines Fernseh-Wiedergabegeräts (in Figur 1 nicht dargestellt) er- : zeugt wird, dessen Bilder den von der Kamera 1 zugeführten

Signalen entsprechen. Wenn die Höhe der Kamera über der Was-' serlinie bekannt ist, so kann die "Entfernung eines auf dem

" Bild auftauchenden und vor der Kamera liegenden belüsbigen Objektes trigonometrisch berechnet werden, ca diese Entfernung von dieser Höhe und von dem Neigungswinkel der Kamera

bezüglich des Objektes abhängt. Werden beispielsweise praktische Werte angenommen, so kann der als effektiver vertikaler Annahmewinkel der Kamera zu bezeichnende Winkel, d.h. der Winkel in der vertikalen Ebene, der der Höhenabmessung des wiedergegebenen Bildes entspricht, 20° betragen, und die Höhe der Kamera über der Wasserlinie kann etwa 9 m (30 foot)

BAD ORipiAL .
209815/0184··

sein. Ist die Kamera entsprechend Figur 1 angeordnet und derart nach unten geneigt, daß die Linie 12 um 65° bezüglich· der Vertikalen und die Linie L3 um 85° "bezüglich der Vertikalen geneigt ist, so betragen die Entfernungen der vor der Kamera liegenden und auf dem wiedergegebenen Bild an den unteren und oberen Kanten erscheinenden Objekte jeweils 19,5 m (64- ft) (30 tg 65°) und 103 m (34-3- ft) (30 tg 85°)· Es ist des vreiteren offensichtlich, daß die Entfernung eines beliebigen Objektes, das sich vor der Kamera befindet und irgendwo zwischen.der Ober- und Unterkante des wiedergegebenen Bildes erscheint, in ähnlicher Weise trigonometrisch bestimmt warden kann, da diese Entfernung durch den Ausdruck H tg A gegeben ist, wobei H die Höhe der Kamera und A der Winkel in der Vertikal eben®, zwischen, der Vertikalen und einer Linie von der Kamera zn dem in 3?rag® kommenden Objekt ist» Pie genaue Bestimmungde# Sntfarming eines Objektes aus dem Ort seines Auftretens zwischen der ober©a .und der , unteren Kante das wiedergesehenen Bildes hängt selbstverständlich von Ö.QT in den Ausdruck H Ig A eingehenden tat~ sächlichen] Höhe H ab» d«h. die ladssimg des Vßrderßa (üiefgangs dea ßchiffes.beeinträchtigt g|ie Genauigkeit der Esxtfernungsbeptimmungp Pi© Genauigkeit der Entfernungsbestimmung wird ferner äxo?ßh dia ÜättgssQiiiifB-fljEinsnlage, -die bekannt ist J "beeintrjlis&tigt _? d«lic- duroli-diÄ Jsderung d©r ~^! Längsschiffs-frimmlage swisohösi de» Zuständen und "Reigens". SchlieBlich, ergibt sich ©in© weiij"03?e

BAD A

2098157

nauigkeit der Entfernungsmessung dadurch, daß die Entfernung eines Objektes, das auf einer Seite der direkten "Sichtlinie" der Kamera liegt, größer ist als die eines in der gleichen Horizontallinie des wiedergegebenen Bildes liegenden Objekts ie*, das direkt vor der Kamera liegt. Die im folgenden ■beschriebene und in Figur 2 dargestellte Ausführungsform ermöglicht eine direkte Bestimmung der Entfernung eines Objektes mit guter Genauigkeit', und zwar trotz der Änderungen des vorderen ÜJiafgaiigs und der .änderungen in der Längsschiff-,Trimmung, sow^e unabhängig davon, ob das Objekt direkt vor der Kamera. l±#gt 9 Si as θ Ausführungsffprm der Erfindung ge-

i ■ '

stattet auafc 44fr relative Peilung eines beliebigen zu messenden Objekt$@ i
dungsgamäße»

ä»m leig&egfgagabanen Bild. Da mit der erfinschuf^.1 und genau die Entfernung

und relativt-Jiage eines beliebigen Objektes in dem wiedergegebant» BiIs , u&tj$$ allen praktischen Bedingungen und sogar dan» |||$iSinait werden 3?ann, wenn daa Objekt für eyinen sich auf eiafli? acbJtä^m gelegenen Brücke befindenden Offizier nicht sichtbar ist, braucht der praktische Wert der Vorrichtung für di© iöhiffpsteueEung — beiapitlsweiee im Dock - ■ nicht bosQHde&a herausgestellt zu werden.

Naoh Figur 1 ist die Kamera 1 derart ski dem Schiff angebraoht, daß el® in HubeiratohtuBg, a.ii« w& ein· horizontale Achs® 2, oä®r im lalmut, d_oh₉ um ©ine vertikale Achse 3 bezüglich des Schiffes gasohiitÄkt werden kann« Das Einstellen

BAD ORIGINAl.
209.816/0114

der Höhenrichtung erfolgt, mittels eines Höhen-Richtmotors 4-, und die Azimuteinstellung wird durch einen Azimut-Richtmotor ge^tfähr leistet. Die Motoren 4 und 5 sind jeweils von beliebigen geeigneten, von Hand betätigbaren Höhenrichtungs- und Azimut-Steuereinheiten 6 und 7 gesteuert, die an sich bekannt sind und jeweils mit einem Anzeiger und einer ßkalenanordnung 8 oder 9 verbunden sind, um die Einstellung der Kamera in der ^ Höhenrichtung oder im Azimut bezüglich des Schiffes anzuzeigen. Die Steuereinheiten 6 und 7 und die Anzeiger 8 und 9 sind lediglich schematisch dargestellt und können an irgendeinem geeigneten Ort (normalerweise auf der Brücke) angebracht und in irgendeiner geeigneten, bekannten Form ausgebildet sein.

Eine Hauptimpulsquelle 10 steuert das Fernsehteilbild und die '

Zeilenimpulsgeneratoren 11 und 12 entsprecherei-der bekannten Fernsehübertragung im Kurzschlußverfahren (Betriebsfernsehen),

um ein gewünschtes Fernsehraster, beispielsweise ein inein- f " andergreifendes Raster, in der Kamera 1 zu erzeugen. Die Synchronismerungssignale von 11 und 12 für das CDeilbild und die Zeilen werden auch zur Erzeugung eines ähnlichen Rasters in einem synchron mit der Kamera 1 betriebenen JPernseli-Wiedergabegerät 13 verwendet. Die komplexe Wellenform des Fernsehausgangssignals von der Kamera 1 weist die bei der Fernseh- . übertragung im Kurzschlußverfahren übliche Form auf und wird einem Signalmischer oder Kombinator 14 einer beliebigen bekannten Bauart zugeführt. Die Teilbildimpulse in der Fernseh-

ÖAD ORIGINAL

20981 5

Wellenform von der Kamera 1 werden durch, eine bekannte Impulstrennvorrichtung 15 abgetrennt, wobei der Ausgang dieser Vorrichtung einen Sägezahngenerator 16 steuert. Dieser Generator ist von bekannter Bauart und kann beispielsweise, aus einem Miller-Kreis bestehen. Der Generator erzeugt einen linearen Sägezahn, der während des

^ Intervalls zwischen zwi Teilbildimpulsen von einem Minimalwert auf einen Maximalwert ansteigt. Dieser Sägezahn wird als eine Eingangsgröße an einen bekannten Vergleicher 17 angelegt. Die zweite Eingangsgröße des Vergleichers ist die Summe von zwei Spannungen, die von zwei von Hand einstellbaren Gleichspannungsquellen 18 und 19 geliefert werden, deren Einstellgriffe mit Anzeigern verbunden und Skalen 20 und 21 zugeordnet sind. Wenn die von der Sägezahnquelle 16 kommende Sägezahn-Eingangsspanming des Vergleichers 17 gleich groß wie. die zweite Eingangsgröße des Komparators

P wird, so gibt dieser an ein Gatter 22 ein Ausgangssignal ab. Die Zeilenimpulse in den AusgangsSignalen der Kamera werden durch eine Zeilenimpuls-Trennvorrichtung 23 abgetrennt und dem Gatter 22 zugeführt, um dieses während der Impulse zu schließen und zwischen den Impulsen zu öffnen. Die Anordnung des Komparators und des zeilengesteuerten Gatters 22 ist so getroffen, daß bei GleicHheit der zwei Eingangsgrößen des Komparators das Gatter 22 ein Signal, daß eine Fernseh-Abtastzeile lang ist, an den Mischer oder • . Kombinator 14 abgibt, wobei das Gatter 22 gewährleistet, daß

BAD

2098 1 B/01 84

623509

das abgegebene Signal der festgelegten Dauer einer Zeile entspricht. Der Kombinator oder Mischer 14- faßt die Signale von 'der Kamera 1 und von dem Gatter 22 zusammen und führt die resultierende Größe einer WiedergabeVorrichtung 13 zu, auf deren Bildröhre' der von der Kamera aufgenommene Bereich mit einer sich quer über das Bild erstreckenden, aufgehellten Horizontallinie X (aufgrund des von dem Gatter 22 abge- μ gebenen Signals) erscheint. Durch Einstellung der Quelle 18 kann die Lage der Zeile X quer über das Bild vom oberen zum unteren Hand bewegt werden. Durch Einstellung der Quelle 19 ist es möglich, die Lage dieser.Zeile in dem Bild sowohl nach oben als auch nach unten um einen geringen zusätzlichen Betrag zu verschieben. Es kann eine vertikale Linie (nicht dargestellt), die als Azimutzeiger dient, vorgesehen sein, die quer über die Bildröhrenfläche der Wiedergabeeinrichtung 13 verläuft und in der Mitte angeordnet ist. Die Skala 2.0 ist derart geeicht, daß die Entfernung direkt abgeben werden kanu, und durch geeignete Wahl des Inderungsgesetzes der Quelle 18 kann eine lineare oder nahezu lineare Skala erhalten werden. Die Skala 8 ist derart geeicht, daß die Winkel der Längsschiff-Trimmung oberhalb und unterhalb eines "normalen" Trimmungswinkels direkt abgelesen werden können. Die. Eichung der Skala 21 gewährleistet, daß der vordere Tiefgang des Schiffes oberhalb und unterhalb eines "normalen" Tiefganges direkt abgelesen werden kann. Schließlich ist die Skala 9 derart geeicht, daß es möglich ist, dis Azimut-

209 81 B/0 184

Richtwinkel der Kamera backbordseitig und steuerbords ei big von der Kursrichtung des Schiffes direkt abzulesen.

Zur Feststellung des Abstandes und zur Peilung eines auf dem wiedergegebenen Bild erscheinenden beliebigen Objekts wird vom KommandoOffizier, der die Steuereinheiten 8 und 19 gemäß der Längsschiff-Trimmimg und dem vorderen Tiefgang des Schiffes bereits eingestellt hat, die Einheit 18 so lange geregelt, bis die Linie X durch das Bild des

wird fraglichen Objekts geht und die Steuereinheit 7/so lange eingestellt, bis dieses Bild des Gegenstandes in der Hitbe des Bildes unter dem vertikalen Azimutzeiger (nicht dargestellt) erscheint. Die Skala 20 gibt dann die Entfernung

des Objektes und die Skala 9 die Peilung relativ zum Schiffskurs

an.

ψ In der dargestellten Ausführungsform werden die Steuerungen 6 und 19 von Hand betätigt. Diese Anordnung wird in der Praxis bevorzigj;. Es ist jedoch offensichtlich, daß unter Inkaufnahme einer erhöhten Komplexität und eines erhöhten Aufwandes beide Steuerungen auch automatisch ausgeführt xirerden können. Es wäre möglich, eine automatische Einstellung der die vordere Tiefgangänderung kompensierenden Steuerung 19 durch Verwendung eines geeignet angebrachten und auf den vorderen Tiefgang ansprechenden Manometers zu erreichen. Eine ähnliche automatische Einstellung der die

ÖAD

209815/0184

— Ί 5 —

Trinmiungs änderung kompensierenden Steuerung 6 könnte mittels eines geeigneten Längsneigungsmessers erhalten werden, der auf die Längsschiff-Trimmung anspricht. Da jedoch der Kommandooffizier normalerweise den vorderen Tiefgang und

werden die Längsschiff-Trimmung genau, kennt, vHfe*4 die erhöhte Komplexität und die erhöhten Kosten einer automatischen Kompensation dieser Variablen nicht für lohnend erachtet.

In der beschriebenen Ausfihrungsform wird die Linie X, die einen Zeiger zur Entfernungsbestimmung darstellt, elektronisch erzeugt. Sie könnte jedoch auch durch einen mechanisch bewegbaren, horizontalen Linienzeiger ersetzt werden, der mittels eines äußerndem ein Anzeigegerät zur Entfernungsablesung betätigenden Handgriffes gesteuert wird. Die dargestellte Ausführungsform wird jedoch bevorzugt verwendet, da durch die elektronische Erzeugung der Zeigerlinie Änderungen in den Abmessungen des Abtast-Zeilenrasters in der Teilbild-Ablenkrichtung keine Fehler erzeugen, während bei Verwendung eines von dem Haster unabhängigen Zeigers Vorsorge getroffen werden muß, daß zur Vermeidung von Fehlern bei der Entfernungsbestimmung ein konstantes, vorgegebenes Raster gewährleistet ist. In der Praxis stellt dies ein schwieriges und kostspieliges Unterfangen dar.

- Patentansprüche BAD ORIGINAL

Claims (10)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung von zumindest der Entfernung eines Objektes mit einer Fernsehkamera, die derart angeordnet ist, daß sie den Bereich erfaßt, in dem sich das Objekt befindet, sowie einem Fernseh-Wiedergabegerät, das zusammen mit der Kamera in einem geschlossenen Fernsehkreis angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Wiedergabegerätes,

• daß es den Bereich in einem Bild wiedergibt, dessen Höhenabmessung einem vertikalen Sichtwinkel von vorgegebenem Wert entspricht, eine sich über das wiedergegebene Bild erstreckende und senkrecht zur Höhe dieses Bildes ver-. . laufende Zeigerlinie, die bezüglich des wiedergegebenen Bildes entlang der Höhe manuell verschiebbar ist, Einrichtungen zum Schwenken der Kamera im Azimut, sowie in Abhängigkeit von der relativen Bewegung entlang der Höhenrichtung zwischen der Zeigerlinie und dem wiedergegebenen Bild betätigte Einrichtungen zur Anzeige der Entfernung eines Objektes, das in dem Bild erscheint und mit der Zeigerlinie, an einen vorgegebenen Punkt ihrer Länge in Übereinstimmung gebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerlinie in bezug auf das

BAD ORiGINAL

209815/0184

wiedergegebene Bild entlang der Höhenrichtung durch zwei Steuerungen manuell verschiebbar ist, wobei zu-. mindest eine dieser Steuerungen eine manuelle Steuerung ist und auch Einrichtungen zur Anzeige der Entfernung betätigt und die zweite Steuerung eine zusätzliche Kompensationseinstellung gewährleistet, welche die relative Lage der Zeigerlinie bezüglich des wiedergegebenen Bildes für eine gegebene Einstellung der ersten Steuerung verändert.

3. "Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerungen manuell betätigbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Einrichtung zum Söhwenken der Kamera im Azimut mit einer Skala versehen ist, auf der direkt der Horizontalwinkel zwischen der Richtung, in die die Kamera zeigt, und der Kursrichtung eines die Kamera tragenden Gebildes ablesbar ist, wodurch der Ablesewert dieser Skala eine relative Peilung eines Objektes bezüglich der Kursrichtung darstellt, wenn in dem wiedergegebenen Bild ein derartiges Objekt in Koinzidenz mit einem bestimmten Punkt auf der Zeigerlinie gebracht wird. , , ...

BAOORIGINAt

20981 5/WSr^si.^

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Kamera in Höhenrichtung zu schwenken, und daß diesen Einrichtungen eine Skala zur Anzeige des in der Vertikalebene liegenden Winkels zwischen der Richtung, in die die Kamera zeigt, und.einer Bezugsrichtung eines die Kamera tragenden Gebildes, bezogen auf die Horizontale, zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigerlinie eine elektronisch erzeugte Linie ist, die zu' dem wiedergegebenen Bild gehört.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ e i c hnet, daß die Einrichtung aur Erzeugung einer elektronisch gebildeten Zeigerlinie Mittel, aufweist, um während jeder Fernsehabtastzeile eine sägezahnförmige Spannungswellenform zu erzeugen, und daß Einrichtungen zur Erzeugung einer variablen Gleichspannung sowie Mittel vorgesehen sind, um eine Abtastlinie des wiedergegebenen Bildes aufzuhellen, wenn die Sägezahnspannung gleich einem vorgegebenen Wert der variablen GleichspannungjLst.

20981 57 0184

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die variable Gleichspannung die Summe zweier getrennt veränderlicher Gleichspannungskomponenten ist, von denen· die eine durch eine erste Handsteuerung gesteuert isf, welche außerdem die Einrichtungen zur Entfernungsanzeige "betätigt, und die andere eine zusätzliche !Compensationsspannung liefert, — welche die "bei einer gegebenen Einstellung der ersten Handsteuerung erhaltene lage der aufgehellten Fernsehzeile in dem wiedergegebenen Bild verändert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahn-Spannungswellenform und die variable Gleichspannung an die Eingänge eines Vergleichers angelegt sind, dessen ,bei gleichen Eingangsgrößen erhaltenes Ausgangssignal als Aufhellspannung der Wiedergaberöhre in der Bildwiedergabevorrichtung über I ein Gatter zugeführt wird, das durch lernseh-Zeilenimpulse geschlossen und zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenimpulsen geöffnet wird, wodurch bei Auftreten des Ausgangssignals eine Fernsehzeile in dem wiedergegebenen Bild durch dieses Ausgangssignal aufgehellt wird, und zwar in einer Höhe, die durch die Gleichspannung festgelegt ist.

209 815/018 4

10. Bordeigene Steuerkufe für Schiffe, gekennzeichnet durch eine Fernsehkamera, die am Vorderteil des Schiffes angeordnet ist und nach vorne und nach unten geneigt gerichtet ist, Einrichtungen zum Schwenken der Kamera-im Azimut, eine Steuerung für diese Einrichtungen, einen Skalenanzoiger, der den Azimutwinkel zwischen der Azimutrichtung, in die die Kamera zeigt, und dem Schiffskurs angibt, zweite Einrichtungen zum Schwenken der Kamera in Höhenrichtung, eine Steuerung für diese zweite Einrichtungen, eine zweite Skala zur Anzeige des Höhenwinkels zwischen der Richtung,, in die die Kamera zeigt, und einen vorgegebenen "normalen". Längsschiff-Triimmngswinkel, ein im geschlossenen Kreis arbeitendes Fernsehsystem, das die Kamera und ein synchron mit der Kamera betriebenes Fernseh-Wiedergabegerät umfaßt, Einrichtungen zum Trennen der Teilbildimpulse von dem Ausgangssignal der Kamera, Einrichtungen zur Erzeugung von Sägezahnspannungsverläu-.fen aus den abgetrennten Teilbildimpulsen, xrobei jeder Sägezahn im wesentlichen einer Teilbildperiode entspricht , einen Komparator, dem als eine Eingangsgröße die Sägezahnauslenkungen zugeführt sind, eine manuell einstellbare Gleichspannungsquelle, derenSteuerorgan außerdem mit einer in Entfernungen geeichten Skala zusammenwirkt, eine zweite manuell veränderliche Gleichspannungsquelle, deren Steuerorgan außerdem mit einer

BADORfGINAL 209815/0184

entsprechend dem vorderen Schiffstiefgang relativ·zu einem vorgegebenen "normalen" vorderen Tiefgang ge- - eichten Skala zusammenwirkt, Einrichtungen zum Anlegen der Summe der zxfei veränderlichen Gleichspannungen an den zweiten Eingang des Komparators, ein von dem Ausgangssignal dieses Komparators gespeistes Gatter, Einrichtungen zum Trennen der Zeilenimpulse von den AusgangsSignalen der Kamera und zur Verwendung der getrennten Zeilenimpulse, um das Gatter bei Auftreten der Impulse zu schließen und zwischen den Impulsen zu öffnen, eine Signalmischvorrichtung, die mit den Ausgangssignalen der Kamera gespeist ist und deren Ausgangssignale über das Gatter geführt sindj, souie Einrichtungen zur Speisung der IPernseh-Wiedergabeeinrichtung mit den von dem Mischer gemischten Ausgangssignalen.

209815/0184

Leerseite