DE1623509C

DE1623509C - Measuring arrangement for determining the distance

Info

Publication number: DE1623509C
Application number: DE19671623509
Authority: DE
Inventors: Ramon Great Baddow Essex Botton (Großbritannien)
Original assignee: The Marconi International Manne Co Ltd , Chelmsford, Essex (Großbritannien)
Priority date: 1966-07-04
Filing date: 1967-07-04
Publication date: 1973-08-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, bestehend aus Fernsehkamera und Fernsehwiedergabegerät, das an die Kamera angeschlossen ist, wobei die Fernsehkamera in einer bekannten Höhe in bezug auf ein Objekt unter einem bekannten Neigungswinkel steht.The invention relates to an arrangement consisting of a television camera and television playback device that is connected to the camera, the television camera at a known height with respect to a Object is at a known tilt angle.

Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt in der Entfernungsbestimmung und Richtung 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 Richtung von Objekten in bestimmten industriellen Prozessen oder bei der Unterwasserforschung, sowie in anderen Fällen, wo übliche Direktsichtverfahren zur Entfernungs- und Richtungsbestimmung aus dem einen oder anderen Grund unpraktisch oder ungeeignet sind.The main field of application of the invention lies in determining the distance and direction of objects for the purpose of controlling ships in confined spaces, for example in the dock or when mooring, but it is obvious that the invention is not limited to this particular application, but can also be used in other cases, for example to determine the distance and direction of objects in certain industrial processes or in underwater research, as well in other cases, where the usual direct vision methods for determining distance and direction are used are impractical or unsuitable for one reason or another.

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 auf Grund der sich vor der Brücke befindenden großen Schiffslänge die Sicht nach vorne versperrt wird. Tanker mit einer Länge von etwa 300 m 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.The construction of long ships, in particular large tankers, with their aft navigation bridges leads to difficult problems with the ship's control when berthing, when approaching the dock and in the implementation of similar maneuvers carried out because the command officer on the basis of himself the long length of the ship in front of the bridge blocks the view to the front. Tanker with a Lengths of about 300 m are becoming more and more common, and it is therefore understood that with such Ship, the bridge of which is located aft, a very considerable distance in front of the ship to the command officer is obscured by the ship itself.

Um die Übersicht zu verbessern, ist es aus der Zeitschrift »Shipping World«, Juli 1963, S. 139, und aus der Hauszeitschrift der Firma Marconi »The Mariner«, August 1963, bekannt, eine Fernsehkamera auf dem Bug anzubringen, wobei diese Kamera Bestandteil eines Betriebsfernsehkreises ist, zu dem ein Fernseh-Wiedergabegerät auf der Brücke gehört. Auf diese Weise 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 Schiffssteuerung dar, da es schwierig ist, das wiedergegebene Bild in der Weise zu interpretieren, daß daraus eine Information abgeleitet werden könnte, wie sie für Schiffssteuerungszwecke tatsächlich gewünscht wird. Zusätzlich zu einem lediglich unverdeckten Bild der Vorderaussicht wird nämlich eine Einrichtung benötigt, die es gestattet, eine Entfernungs- und Richtungsbestimmung eines bestimmten Objekts, z. B. einer Kaianlage, in dem Bild durchzuführen.To improve the overview, it is from the magazine "Shipping World", July 1963, p. 139, and A television camera known from the Marconi company magazine "The Mariner", August 1963 to be installed on the bow, this camera being part of a company television circuit to which a TV playback device heard on the bridge. In this way, the command officer on the Bridge provided a television picture that shows the area in front of the ship and is uncovered. However, this tool represents only a partial solution to the problem of ship control, since it is difficult is to interpret the reproduced image in such a way that information is derived from it as it is actually desired for ship control purposes. In addition to one merely Uncovered image of the front view is namely required a device that allows a Determination of the distance and direction of a certain object, e.g. B. a quay, in the picture perform.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 300751 ein Fernrohr mit Fernübertragung auf einen Scheinwerfer zum Gebrauch auf Schiffen bekannt, bei welchem ein Servosystem dazu verwendet wird, den Scheinwerfer stets parallel zum Fernrohr auszurichten. Dabei ist das Fernrohr zur Ausschaltung der Schiffsschwankungen mit einem Kreiselapparat versehen und ist mittels einer elektrischen Gleichlaufsteuerung mit einem Scheinwerfer in der Art verbunden, daß die Achse des Scheinwerfers stets auf denselben Punkt selbsttätig eingestellt wird, auf welchen der Beobachter das Fernrohr richtet.Furthermore, from the German patent specification 300751 a telescope with remote transmission to one Headlamp for use on ships known in which a servo system is used to always align the headlight parallel to the telescope. The telescope is used to switch off the Ship swaying is provided with a gyroscope and is controlled by an electrical synchronization control connected to a headlight in such a way that the axis of the headlight is always on the same point is automatically set to which the observer directs the telescope.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 199 965 eine Vorrichtung zur Feststellung der mit einem Fernrohr anvisierten Punkte im Gelände auf einer Landkarte mit Hilfe eines entsprechend der Drehung des Fernrohres auf der Landkarte bewegten Zeigers bekannt. Das Fernrohr ist dabei so angeordnet, daß es um 360° gedreht werden kann. Zur Aufnahme einer beliebigen Landkarte ist eine Platte seitlich an das Fernrohr angebracht, und zwar derart, daß die Platte mit dem Fernrohr im Kreise gedreht werden kann und daß der um den Mittelpunkt der Kartentragplatte drehbare Zeiger durch ein Getriebe so mit dem Fernrohr verbunden ist, daß er stets um denselben Winkel und nach derselben Richtung wie das Fernrohr gedreht wird. Damit ist gewährleistet, daß die Blickrichtung des Fernrohres durch den Zeiger auf der Landkarte angegeben wird. Weiterhin ist aus der französischen Patentschrift 1416 757 eine Vorrichtung bekannt, welche dazu dient, die Bahn eines Flugkörpers zu verfolgen. Die Einrichtung verwendet Fernsehkameras, in welchen die Bildsignale jeder Fernsehkamera in einer Bahnverfolgungseinheit analysiert werden, um Richtungsfehler-Signale zu erzeugen. Sobald die Kamera auf eine Rakete oder einen anderen Flugkörper gerichtet ist, soll die Kamera dem Flugkörper automatisch folgen, und zwar auch dann, wenn dieser auf dem Bildschirm nicht mehr sichtbar ist.Furthermore, from the German patent specification 199 965 a device for determining the with a telescope sighted points in the area on a map with the help of a corresponding to the Rotation of the telescope known on the map moving pointer. The telescope is arranged in such a way that that it can be rotated 360 °. There is a plate to hold any map attached to the side of the telescope in such a way that the plate with the telescope rotated in a circle can be and that the pointer rotatable about the center of the card support plate by a gear is so connected to the telescope that it is always at the same angle and in the same direction how the telescope is rotated. This ensures that the viewing direction of the telescope indicated by the pointer on the map. Furthermore, from the French patent specification 1416 757 a device known which is used to track the path of a missile. the Facility uses television cameras in which the image signals from each television camera are in a tracking unit can be analyzed to generate directional error signals. Once the camera is on If a missile or other missile is aimed, the camera should automatically point the missile even if it is no longer visible on the screen.

Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 3 039 002 ein Bahnverfolgungssystem bekannt, in welchem ein Wellenkomparator Signale erzeugt, welche zur Steuerung der Richtung dienen, in welche die Kamera geschwenkt wird.Furthermore, from US Pat. No. 3,039,002, a path tracking system is known in which a Wave comparator generates signals that are used to control the direction in which the camera is pivoted.

Schließlich ist aus der Zeitschrift »Electronics«, April 22, 1960, S. 57 bis 59, ein Verfahren zur Registrierung der Fokussierungspunkte eines menschlichen Auges bekannt. Dieses bekannte Verfahren dient dazu, das von dem Augapfel reflektierte Licht einer Fernsehkamera zuzuführen, welche dazu verwendet wird, die jeweiligen Blickrichtungen des menschlichen Auges unter verschiedenen Bedingungen und Anforderungen zu erfassen.Finally, from the magazine "Electronics", April 22, 1960, pp. 57 to 59, a method for registration the focus points of a human eye known. This known method serves to supply the light reflected from the eyeball to a television camera which is used for this purpose becomes, the respective viewing directions of the human eye under different conditions and to record requirements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart zu ίο verbessern, daß zur Ermittlung des Objektabstandes keine Schätzung mehr erforderlich ist, sondern daß der gesuchte Objektabstand als echter Meßwert direkt ablesbar vorliegt.The invention is based on the object of providing an arrangement of the type mentioned at the beginning ίο improve that to determine the object distance an estimate is no longer required, but that the object distance sought is direct as a real measured value is present in a legible manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß auf dem Wiedergabe-Bildschirm eine horizontal verlaufende und vertikal über den Bildschirm manuell verschiebbare Zeigerlinie und eine mit der Verschiebeeinrichtung der Zeigerlinie gekoppelte Anzeigeeinrichtung vorhanden sind, derart, daß die Stellung der Zeigerlinie auf dem Bildschirm als Maß für die Entfernung des Objektes von der Fernsehkamera ablesbar ist.To solve this problem, the invention provides that on the playback screen a horizontal pointer line that runs vertically across the screen and one with the Displacement device of the pointer line coupled display device are present, such that the Position of the pointer line on the screen as a measure of the distance of the object from the television camera can be read.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous developments and preferred embodiments of the invention emerge from the Subclaims.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß es durch eine einfache und zuverlässige Anordnung gewährleistet ist, die Entfernung eines Objektes durch eine Fernsehkamera meßtechnisch mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen, ohne dabei auf die Unsicherheiten einer Schätzung an Hand eines Fernsehbildes angewiesen zu sein.A major advantage of the solution according to the invention is to be seen in the fact that it is by a simple and reliable arrangement is ensured, the removal of an object by a television camera to be determined by measurement with sufficient accuracy, without taking into account the uncertainties of a Estimation based on a television picture.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen An-Ordnung besteht darin, daß die Sicht nicht durch die Schiffsladung verdeckt werden kann.Another advantage of the inventive arrangement is that the view is not through the Ship cargo can be covered.

Außerdem wird das Manövrieren eines besonders großen Schiffes auf engstem Raum durch die erfindungsgemäße Anordnung stark erleichtert. Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an • Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigtIn addition, the maneuvering of a particularly large ship in a confined space by the invention Arrangement greatly facilitated. The invention is described below, for example, using the drawing; in this shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Meßprinzips und F i g. 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.Fig. 1 is a schematic representation of the invention Measuring principle and F i g. 2 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention.

In F i g. 1 ist ein Schiff 5 dargestellt, an dessem Vorderteil in der Nähe des Buges eine Fernsehkamera angebracht ist, die nach vorne und unten gerichtet ist. Der Winkel 0 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 WinkelL zwischen den durchgezogenen LinienLl, L2 stellt den vertikalen Winkel dar, der der Höhenabmessung (dem Abstand zwischen dem oberen und unteren Rand) eines Fernsehbildes entspricht, das auf einer Kathodenstrahl-Schirmbildröhre eines Fernseh-6b Wiedergabegeräts (in F i g. 1 nicht dargestellt) erzeugt wird, dessen Bilder den von der Kamera 1 zugeführten Signalen entsprechen. Wenn die Höhe der Kamera über der Wasserlinie bekannt ist, so kann die Entfernung eines auf dem Bild auftauchender! und vor der Kamera liegenden beliebigen Objektes trigonometrisch berechnet werden, da diese Entfernung von dieser Höhe und von dem Neigungswinkel der Kamera bezüglich des Objektes abhängt. Werden bei-In Fig. 1 shows a ship 5, on the front part of which, near the bow, a television camera is attached, which is directed forwards and downwards. The angle 0 between the dash-dotted lines 01, 02 represents, for example, the angle in the vertical plane that is swept over by the optical lens system of the camera, which is not shown separately, when it is pivoted downwards by a certain angle. The smaller angle L between the solid lines Ll, L 2 represents the vertical angle which corresponds to the height dimension (the distance between the upper and lower edge) of a television picture displayed on a cathode ray screen tube of a television display device (in FIG 1 not shown) is generated, the images of which correspond to the signals supplied by the camera 1. If the height of the camera above the waterline is known, the distance of one of them may appear in the picture! and any object lying in front of the camera can be calculated trigonometrically, since this distance depends on this height and on the angle of inclination of the camera with respect to the object. Become at-

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spielsweise praktische Werte angenommen, so kann Richtmotor 5 gewährleistet. Die Motoren 4 und 5 der als effektiver vertikaler Aufnahmewinkel der sind jeweils von beliebigen geeigneten, von Hand beKamera zu bezeichnende Winkel, d. h. der Winkel in tätigbaren Höhenrichtungs- und Azimut-Steuereinder vertikalen Ebene, der der Höhenabmessung des heiten 6 und 7 gesteuert, die an sich bekannt sind und wiedergegebenen Bildes entspricht, 20° betragen, und 5 jeweils mit einem Anzeiger und einer Skalenanorddie Höhe der Kamera über der Wasserlinie kann etwa nung 8 oder 9 verbunden sind, um die Einstellung der 9 m sein. Ist die Kamera entsprechend F i g. 1 ange- Kamera in der Höhenrichtung oder im Azimut beordnet und derart nach unten geneigt, daß die Linie züglich des Schiffes anzuzeigen. Die Steuereinheiten 6 L 2 um 65° bezüglich der Vertikalen und die Linie L 3 und 7 und die Anzeiger 8 und 9 sind lediglich scheum 85° bezüglich der Vertikalen geneigt ist, so betra- io matisch dargestellt und können an irgendeinem gegen die Entfernungen der vor der Kamera liegenden eigneten Ort (normalerweise auf der Brücke) ange- und auf dem wiedergegebenen Bild an den unteren bracht und in irgendeiner geeigneten, bekannten Form und oberen Kanten erscheinenden Objekte jeweils ausgebildet sein.For example, assuming practical values, straightening motor 5 can be guaranteed. The motors 4 and 5 of the effective vertical recording angle of the are each controlled by any suitable angle that can be designated by hand camera, ie the angle in the height direction and azimuth control in the vertical plane that can be activated, the height dimension of the other 6 and 7 controlled by the are known and corresponds to the reproduced image, be 20 °, and 5 each with an indicator and a scale arrangement, the height of the camera above the waterline can be approximately 8 or 9 connected to the setting of 9 m. If the camera is shown in FIG. 1 arranged camera in the height direction or in the azimuth and inclined downwards so that the line is displayed on the ship. The control units 6 L 2 by 65 ° with respect to the vertical and the lines L 3 and 7 and the indicators 8 and 9 are only inclined at an angle of 85 ° with respect to the vertical Appropriate location (usually on the bridge) lying on the camera and brought to the lower part of the reproduced image and formed in any suitable, known shape and objects appearing upper edges.

19,3 m (30 · tg 65°) und 103 m (30 · tg 85°). Es ist Eine Hauptimpulsquelle 10 steuert das Fernsehteildes weiteren offensichtlich, daß die Entfernung eines 15 bild und die Zeilenimpulsgeneratoren 11 und 12 entbeliebigen Objektes, das sich vor der Kamera befindet sprechend der bekannten Fernsehübertragung im und irgendwo zwischen der Ober- und Unterkante des Kurzschlußverfahren (Betriebsfernsehen), um ein gewiedergegebenen Bildes erscheint, in ähnlicher Weise wünschtes Fernsehraster, beispielsweise ein ineintrigonometrisch bestimmt werden kann, da diese Ent- andergreifendes Raster, in der Kamera 1 zu erzeugen, fernung durch den Ausdruck H · tg A gegeben ist, 20 Die Synchronisierungssignale von 11 und 12 für das wobei H die Höhe der Kamera und A der Winkel in Teilbild und die Zeilen werden auch zur Erzeugung der Vertikalebene zwischen der Vertikalen und einer eines ähnlichen Rasters in einem synchron mit der Linie von der Kamera zu dem in Frage kommenden Kamera 1 betriebenen Fernseh-Wiedergabegerät 13 Objekt ist. Die genaue Bestimmung der Entfernung verwendet. Das Fernsehausgangssignal der Kamera 1 eines Objektes aus dem Ort seines Auftretens 25 weist die bei der Fernsehübertragung im Kurzschlußzwischen der oberen und der unteren Kante des wie- verfahren übliche Form auf und wird einem Signaldergegebenen Bildes hängt selbstverständlich von der mischer 14 bekannter Bauart zugeführt. Die Teilbildin den Ausdruck H ■ tg A eingehenden tatsächlichen impulse im Ausgangssignal der Kamera 1 werden Höhe H ab, d. h., die Änderung des vorderen Tief- durch eine bekannte Impulstrennvorrichtung 15 abgangs des Schiffes beeinträchtigt die Genauigkeit der 30 getrennt, wobei die Ausgangsspannung dieser VorEntfernungsbestimmung. Die Genauigkeit der Ent- richtung einen Sägezahngenerator 16 steuert. Dieser femungsbestimmung wird ferner durch die Längs- Generator ist von bekannter Bauart und kann beischiffs-Trimmlage, die bekannt ist, beeinträchtigt, spielsweise aus einem Miller-Kreis bestehen. Der d. h. durch die Änderung der Längsschiffs-Trimmlage Generator erzeugt eine lineare Sägezahnspannung, die zwischen den Zuständen des »Anhebens« und »Nei- 35 während des Intervalls zwischen zwei Teilbildimpulgens«. Schließlich ergibt sich eine weitere Ungenau- sen von einem Minimalwert auf einen Maximalwert igkeit der Entfernungsmessung dadurch, daß die ansteigt. Diese Sägezahnspannung wird als eine Ein-Entfemung eines Objektes, das auf einer Seite der gangsgröße an einen bekannten Vergleicher 17 angedirekten »Sichtlinie« der Kamera liegt, größer ist als legt. Die zweite Eingangsgröße des Vergleichers ist die eines in der gleichen Horizontallinie des wieder- 40 die Summe von zwei Spannungen, die von zwei von gegebenen Bildes liegenden Objekts, das direkt vor Hand einstellbare Verschiebeeinrichtungen (Gleichder Kamera liegt. Die im folgenden beschriebene und Spannungsquellen) 18 und 19 geliefert werden, deren in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform ermöglicht Einstellorgane mit Anzeigern verbunden und Skalen eine direkte Bestimmung der Entfernung eines Ob- 20 und 21 zugeordnet sind. Wenn die vom Sägezahnjektes mit guter Genauigkeit, und zwar trotz der 45 generator 16 kommende Sägezahn-Eingangsspannung Änderungen des vorderen Tiefgangs und der des Vergleichers 17 gleich groß wie die zweite EinÄnderungen in der Längsschiff-Trimmung, sowie un- gangsgröße des Vergleichers wird, so gibt dieser an abhängig davon, ob das Objekt direkt vor der Kamera ein Gatter 22 ein Ausgangssignal ab. Die Zeilenliegt. Diese Ausführungsform der Erfindung gestattet impulse in den Ausgangssignalen der Kamera 1 werauch die relative Peilung eines beliebigen zu messen- 50 den durch eine Zeilenimpuls-Trennvorrichtung 23 abden Objektes in dem wiedergegebenen Bild. Da mit getrennt und dem Gatter 22 zugeführt, um dieses der erfindungsgemäßen Vorrichtung schnell und während der Impulse zu schließen und zwischen den genau die Entfernung und relative Lage eines belie- Impulsen zu öffnen. Die Anordnung des Vergleichers bigen Objektes in dem wiedergegebenen Bild unter und des zeilengesteuerten Gatters 22 ist so getroffen, allen praktischen Bedingungen und sogar dann be- 55 daß bei Gleichheit der zwei Eingangsgrößen des Verstimmt werden kann, wenn das Objekt für einen sich gleichers das Gatter 22 ein Signal, das eine Fernsehauf einer achtern gelegenen Brücke befindenden Abtastzeile lang ist, an den Mischer 14 abgibt, wobei Offizier nicht sichtbar ist, braucht der praktische das Gatter 22 gewährleistet, daß das abgegebene Si-Wert der Vorrichtung für die Schiffssteuerung — bei- gnal der festgelegten Dauer einer Zeile entspricht, spielsweise im Dock — nicht besonders herausgestellt 60 Der Mischer 14 faßt die Signale von der Kamera! zu werden. und vom Gatter 22 zusammen und führt die resultie-Nach F i g. 1 ist die Kamera 1 derart auf dem rende Größe einer Wiedergabevorrichtung 13 zu, auf Schiff angebracht, daß sie in Höhenrichtung, d. h. um deren Bildröhre der von der Kamera aufgenommene eine horizontale Achse 2, oder im Azimut, d. h. um Bereich mit einer sich quer über das Bild erstreckeneine vertikale Achse 3, bezüglich des Schiffes ge- 65 den, aufgehellten Horizontallinie X (auf Grund des schwenkt werden kann. Das Einstellen der Höhen- von dem Gatter 22 abgegegebenen Signals) erscheint, richtung erfolgt mittels eines Höhen-Richtmotors 4, Durch Einstellen der Verschiebeeinrichtung 18 kann und die Azimuteinstellung wird durch einen Azimut- die Lage der Zeile X quer über das Bild vom oberen19.3 m (30 tg 65 °) and 103 m (30 tg 85 °). It is a main pulse source 10 controls the television part further obviously that the removal of a 15 picture and the line pulse generators 11 and 12 any object that is in front of the camera speaking of the known television transmission in and somewhere between the top and bottom of the short-circuit process (company television) In order to produce a reproduced image, a similar desired television grid, for example an intrigonometrically, can be determined, since this interdependent grid to generate in the camera 1, distance is given by the expression H · tg A , 20 The synchronization signals of 11 and 12 for where H is the height of the camera and A is the angle in the partial image and the lines are also operated to generate the vertical plane between the vertical and one of a similar grid in synchronism with the line from the camera to the camera 1 in question Television playback device 13 is an object. The exact determination of the distance used. The television output signal of the camera 1 of an object from the place of its occurrence 25 has the form usual in television transmission in the short circuit between the upper and the lower edge of the method and is of course fed to a signal of the image given by the mixer 14 of known design. The partial image in the expression H tg A incoming actual impulses in the output signal of the camera 1 are height H ab, ie the change in the forward depth by a known pulse separator 15 from the ship affects the accuracy of the 30 separated, whereby the output voltage of this preliminary distance determination. The accuracy of the payment is controlled by a sawtooth generator 16. This distance determination is also made by the longitudinal generator is of a known type and can affect the trim position of the ship, which is known, for example, consist of a Miller circle. The generator, that is, by changing the trim position fore and aft, generates a linear sawtooth voltage between the states of "raise" and "lower during the interval between two field pulses". Finally, there is a further inaccuracy from a minimum value to a maximum value of the distance measurement due to the fact that it increases. This sawtooth voltage is greater than an in-distance of an object, which is located on one side of the input variable directly "line of sight" of the camera to a known comparator 17. The second input variable of the comparator is the one in the same horizontal line of the 40 the sum of two voltages, those of two objects lying in front of the given image, the adjustable displacement devices (same as the camera. The voltage sources described below) 18 and 19 are supplied, whose in F i g. The embodiment shown in FIG. 2 enables setting elements connected to indicators and scales for a direct determination of the distance of an ob- 20 and 21 are assigned. If the sawtooth input voltage coming from the sawtooth object with good accuracy, in spite of the generator 16, changes in the forward draft and that of the comparator 17 is the same as the second change in the fore-aft trim, as well as the input variable of the comparator, there are this on depending on whether the object is directly in front of the camera a gate 22 from an output signal. The line lies. This embodiment of the invention allows pulses in the output signals of the camera 1 as well as the relative bearing of any given object to be measured by a line pulse separator 23 in the displayed image. Since with separated and fed to the gate 22 in order to close the device according to the invention quickly and during the impulses and to open precisely the distance and relative position of any impulses between them. The arrangement of the comparator below the object in the displayed image and of the line-controlled gate 22 is made in such a way that all practical conditions and even then 55 can be detuned if the object is identical to the gate 22 if the two input variables are equal a signal which is a long scan line on a television on a bridge located aft is emitted to the mixer 14, the officer not being visible, the practical need the gate 22 ensures that the emitted Si value of the device for the ship control - at- signal corresponds to the specified duration of a line, for example in the dock - not particularly emphasized 60 The mixer 14 captures the signals from the camera! to become. and from gate 22 together and leads the resultant to F i g. 1, the camera 1 is so on the rende size of a playback device 13 to, mounted on the ship that it is in the height direction, ie around the picture tube of a horizontal axis 2 recorded by the camera, or in azimuth, ie around an area with a transversely across The image extends a vertical axis 3, with respect to the ship, the brightened horizontal line X (due to which it is possible to pivot. The setting of the height signal output by the gate 22) appears, direction is carried out by means of a height straightening motor 4, through Adjusting the displacement device 18 can and the azimuth setting is by an azimuth the position of the line X across the image from the top

zum unteren Rand bewegt werden. Durch Einstellen der Verschiebeeinrichtung 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 20 ist derart geeicht, daß die Entfernung direkt abgelesen werden kann, und durch geeignete Wahl des Änderungsgesetzes der Verschiebeeinrichtung 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, die Azimut-Richtwinkel der Kamera backbordseitig und steuerbordseitig von der Kursrichtung des Schiffes direkt abzulesen.moved to the bottom. By adjusting the displacement device 19, it is possible to change the position this line in the picture both up and down by a small additional amount shift. A vertical line (not shown) that serves as an azimuth pointer can be provided, which runs across the picture tube surface of the display device 13 and is arranged in the center is. The scale 20 is calibrated so that the distance can be read directly, and by suitable means Choice of the law of change of the displacement device 18 can be a linear or nearly linear scale can be obtained. The scale 8 is calibrated so that the angle of the fore and aft trim above and can be read directly below a "normal" trim angle. The calibration of the scale 21 ensures that the forward draft of the ship is above and below a "normal" draft can be read directly. Finally, the scale 9 is calibrated in such a way that it is possible to use the azimuth directional angle the camera on the port side and starboard side of the course direction of the ship directly read off.

Zur Feststellung des Abstandes und zur Peilung eines auf dem wiedergegebenen Bild erscheinenden beliebigen Objekts wird vom Kommandooffizier, der die Steuereinheiten 8 und die Verschiebbeeinrichtung 19 gemäß der Längsschiff-Trimmung und dem vorderen Tiefgang des Schiffes bereits eingestellt hat, die Verschiebeeinrichtung 18 so lange geregelt, bis die Linie X durch das Bild des fraglichen Objekts geht, und die Steuereinheit 7 wird so lange eingestellt, bis dieses Bild des Gegenstandes in der Mitte 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.To determine the distance and to locate any object appearing on the displayed image, the command officer, who has already set the control units 8 and the displacement device 19 according to the fore-and-aft trim and the forward draft of the ship, regulates the displacement device 18 until the line X goes through the image of the object in question, and the control unit 7 is adjusted until this image of the object appears in the center of the image under the vertical azimuth pointer (not shown). The scale 20 then indicates the distance of the object and the scale 9 indicates the bearing relative to the ship's course.

In der dargestellten Ausführungsform werden die Steuerungen 6 und 19 von Hand betätigt. Diese Anordnung wird in der Praxis bevorzugt. Es ist jedoch offensichtlich, daß unter Inkaufnahme einer erhöhten Komplexität und eines erhöhten Aufwandes beide Steuerungen auch automatisch ausgeführt werden 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 Trimmungsänderung 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 die Längsschiff-Trimmung genau kennt, werden die erhöhte Komplexität und die erhöhten Kosten einer automatischen Kompensation dieser Variablen nicht für lohnend erachtet.In the embodiment shown, the controls 6 and 19 are operated by hand. This arrangement is preferred in practice. It is obvious, however, that if you accept an increased Complexity and increased effort, both controls can also be carried out automatically be able. It would be possible to have an automatic adjustment to compensate for the change in forward draft Control 19 by using a suitably mounted and on the forward draft to achieve an appealing pressure gauge. A similar automatic adjustment of the trim change compensating control 6 could be obtained by means of a suitable inclinometer responsive to the fore and aft trim. However, since the command officer usually has the knows the forward draft and the fore and aft trim exactly, the increased complexity and the The increased cost of automatic compensation for these variables is not considered worthwhile.

In der beschriebenen Ausführungsform 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 außerdem 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 Raster 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.In the embodiment described, the line X, which represents a pointer for determining the distance, is generated electronically. However, it could also be replaced by a mechanically movable, horizontal line pointer which is controlled by means of a handle which also actuates a display device for distance reading. The embodiment shown is preferably used, however, since changes in the dimensions of the scanning line raster in the field deflection direction do not produce errors due to the electronic generation of the pointer line, while when using a pointer independent of the raster, care must be taken to avoid Errors in determining the distance a constant, predetermined grid is guaranteed. In practice, this is a difficult and costly undertaking.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Arrangement consisting of television camera and television playback device which is connected to the camera, wherein the television camera is at a known height with respect to an object at a known angle of inclination, characterized in that on the playback screen (13) a horizontally extending and a pointer line (X ) which can be manually displaced vertically over the screen (13) and a display device (20) coupled to the displacing device (18) of the pointer line (Z) are provided in such a way that the position of the pointer line (X) on the screen is a measure for the distance of the object from the television camera (1) can be read.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the pointer line (X) by two displacement devices (18,19) is displaceable, of which at least one (18) is a manual displacement device, and that on the second displacement device (19) the The height of the television camera (1) is adjustable with respect to the object.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the displacement device (19) can be operated manually.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a device (3, 5, 7, 9) for pivoting the camera (1) in azimuth with a scale (9) is provided on which the horizontal angle between the direction in which the camera (1) is pointing and the course direction of a movable carrier (S) of the camera (1) can be read.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized by means (2, 4) to pivot the camera (1) in the height direction, which a scale (8) for displaying the angle lying in the vertical plane between the direction in which shows the camera and is assigned to a reference axis of a carrier (S) of the camera (1).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pointer line (X) is an electronically superimposed line in the reproduced image (13).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the device (14, 15, 16, 17, 22, 23) for generating an electronically formed pointer line (X) has a circuit (16) to a sawtooth voltage during each television scan line generate, a circuit (18, 19) for generating a variable DC voltage and a circuit (22) has to brighten a scan line (X) of the displayed image when the sawtooth voltage is equal to a predetermined value of the variable DC voltage.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that that the variable DC voltage is the sum of two separately variable DC voltage components is, of which one is adjustable by a first hand control, which also has the devices (18) for distance display actuated and the other component a compensation voltage for the height of the television camera (1) with respect to the object supplies.

9. Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the sawtooth voltage waveform and the variable DC voltage is applied to the inputs of a comparator (17) whose output signal is the clearing voltage of the display tube for the same input variables in the image display device (13) via a gate (22) which is fed by Television line pulses closed and opened between successive line pulses is, whereby when the output signal occurs, a television line in the reproduced Image is brightened, to a level that is determined by the DC voltage.

10. Arrangement according to one of claims 1 to 9 as on-board control aid for ships, characterized in that the television camera (1) is arranged on the bow (S) and is inclined forward, that a first scale (9) is present, which the Azimuth angle between the azimuth direction of the camera (1) and the ship's course indicates that a second scale (8) is available for displaying the elevation angle between the direction in which the camera (1) is pointing and a given "normal" fore-and-aft direction of the ship and that the second manually variable DC voltage source supplies an electrical voltage proportional to the draft of the bow.