DE1926841A1

DE1926841A1 - Bildbewegungs- und aenderungswandler sowie von diesen gesteuerte Systeme

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Publication number: DE1926841A1
Application number: DE19691926841
Authority: DE
Inventors: Bolsey Emil J
Original assignee: BOLSEY EMIL J
Current assignee: BOLSEY EMIL J
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-27
Publication date: 1970-05-27
Also published as: CA959563A; US3617016A; DE1926841C3; CH514200A; SE362155B; DE1926841B2; NL6908041A; GB1273161A

Description

DR. MÜLLER-BOR^ DIPL.-ΙΝΘ. GRALFS 1 9 2 6 8 Λ

DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL ' ' ^

PATENTANWÄLTE

27. Mat 1969

B 638

Emil J. Bolsey New York, N.Y./USA, 16O Concqrd Avenue White Plains

Bildbewegungs- und -änderungswandler sowie von diesen gesteuerte Systeme

Es wird ein System zur Erzeugung von Signalen geschaffen, die Änderungen in vielfach abgetasteten Bildern anzeigen« Das gleiche Objekt kann in aufeinanderfolgenden Intervallen oder mehrere Objekte können gleichzeitig abgetastet werden. Früher wurden Signale, die typisch für das^abgetastete Bild sind, gespeichert und dann mit Signalen einer nachfolgenden Abtastung verglichen· Wenn eine gleichzeitige Abtastung von Objekten auftritt, erfolgt die Signalvergleichung sofort. In beiden Fällen werden Signale in Abhängigkeit von Änderungen in den abgetasteten Bildern

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erzeugt j die Signale werden für eine eingestellte Schaltung oder zur Datenausgabe verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft automatische Vorrichtungen zum Vergleich von räumlichen und zeitlichen Energieschemen, die von einem oder mehreren strahlenden oder reflektierenden Körpern empfangen werden. Beim Ermitteln und Messen besonderer Änderungen in diesen Schemen, die z.B. eine Folge von relativen Verschiebun- ψ gen sein können, erzeugen die Vorrichtungen gemäss der Erfindung Ausgangssignale, die die Art und die Grosse dieser Änderungen anzeigen* Die Ausgangssignale können Servoeinrichtungen steuern, die dann diesen Änderungen entgegenwirken oder sie können einfach von geeigneten Instrumenten angezeigt werden, was von dem beabsichtigten Anwendungsfall abhängt.

Obwohl Systeme dieser Art bisher zur Verfügung standen, erfordern solche bisher bekannten Vorrichtungen gewöhnlich relativ komplizierte, aufwendige und teuere elektronische Rechenanlagen. Ausserdem arbeiten die bekannk ten Systeme nur mit bestimmten besonderen Energieschemen genau und zuverlässig und sind somit in der Anwendung begrenzt. Allgemein sind die bekannten Systeme sehr langsam oder sie sprechen nur auf die Zeit-Änderungsgeschwindigkeit an und zeigen somit eine Positionsabdrift an. Schliesslich erfordern die bekann-, ten Vorrichtungen gewöhnlich ein aktives System, das zur Erzeugung von unerwünschter Strahlungsenergie führt.

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Demgemäss besteht eines der Ziele der vorliegenden Erfindung darin, Vorrichtungen zu schaffen, die von vornherein frei von einer oder mehreren der zuvor erwähnten Schwierigkeiten sind und die daher für eine Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten geeignet sind.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Vorrichtungen zu schaffen, die spezielle elektrische Signale in Abhängigkeit von Änderungen erzeugen, die in Energiescheinen auftreten, wie z.B. in optisch erzeugten Bildern.

Anhand eines Ausführungsbeispiels gemäss der Erfindung wird ein System zur automatischen Erzeugung einer genauen Bildbewegungskompensation in Verbindung mit einer photografischen Kamera, die von einem sich bewegenden Fahrzeug getragen wird, geschaffen . In diesem Anwendungsfall steuert die Erfindung die Kompensationsbewegungen der Kamera oder von Bauteilen dieser, um während der Belichtung die relativen Verschiebungen in erheblichem Masse zu vermindern oder sogar zu beseitigen, die zwischen dem Film und dem Bild eines ausgewählten Teiles des Objektes wegen der Bewegungen des Fahrzeugs aufzutreten neigen, wie es für den Erhalt von Bildern erforderlich ist, die frei von Bewegungsunschärfen sind. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung erreicht dies automatisch durch Vergleich der von dem Objekt in der Filmebene der Kamera zu aufeinanderfolgenden Zeiten erzeugten Bilder und durch Aussendung geeigneter Steuersignale zu einer Üblichen Servoeinrichtung, die z.B. den Film mit dem Bild während der

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Belichtung vereohitbt, um im wesentlichen die relativ«, Unscharfe erzeugende Bewegung zu beseitigen. Bei anderen Ausführungebeispielen kann die Servoeinrichtung entweder interne Spiegel oder die Objektivlinse verschieben oder sie kann externe Spiegel ohne die gesamte Kamera um eine Drehachse in Drehung versetzen, um eine Bildbewegungskompensation zu bewirken.

In anderen Anwendungsfällen der vorliegenden Erfindung kann ein automatischer Bildvergleich von notwendigerweise gleichzeitig oder nicht gleichzeitig auftretenden Bildern erzielt werden. Dieser kann verwendet werden, um die Bilder des gleichen Objektes zu identifizieren oder um Unterschiede zwischen diesen zu kontrollieren, wie z.B. Änderungen in der Ausfluchtung, der Orientierung,der Grosse oder anderen Eigenschaften der Bilder. Bei einem Aueführungsbeispiel der Erfindung erlaubt solch ein Vergleich ein genaues Zielen bzw. Justieren von verschiedenen optischen Systemen auf das gleiche Ziel. Die Erfindung kann auch auf die genaue Navigation eines Flugzeuges angewendet werden, wobei im Flug erhalten· Bilder automatisch mit zuvor erhaltenen Bildern von Teilen des gewünschten Bodenweges verglichen werden, um sehr genaue "Standortbestimmungen·· der Flugzeugposition zu verschiedenen Zeiten während des Fluges zu erzeugen.

Bin weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die sich selbst vollkommen automatisch auf «in ausgewähltes Ziel unab-

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hängig von der relativen Bewegung zwischen der Vorrich tung und dem Ziel gerichtet hält.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der eine Vorrichtung sich selbst in Bezug auf ein ausgewähltes Ziel oder umgekehrt orientiert, unabhängig von Ungenauigkeiten der Befestigungskonstruktion, die die Vorrichtung trägt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, bei der eine Vorrichtung entweder aufgrund einer im Augenblick des Zielens von einer Bedienungsperson erhaltenen Information oder aufgrund einer vorher erhaltenen und aufgezeichneten Information gerichtet werden kann.

Ziel der Erfindung ist es auch, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die zunächst in Beziehung auf ein Normal arbeitet und die in der Lage ist, automatisch ein zweites Normal zu erzeugen, in Bezug auf das sie arbeitet, wenn das erste Normal keinen genauen Betrieb mehr erzeugt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zu schaffen, bei dem ein erheblicher Betrag an Nichtübereinstimmung der Grosse zwischen zwei Schemen nur geringen Einfluss hat; das System gemäss der Erfindung arbeitet sogar mit einem Eingangssignal, das nicht vollkommen mit einem bestimmten Bezugssignal übereinstimmt.

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Viele andere Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann von selbst, der auch leicht erkennt, dass die Vorrichtungen gemäss der Erfindung so angepasst werden können, dass sie z.B. mit Infrarot- oder Ultraviolettenergie, mit Radiowellen oder sogar mit Schallwellen arbeiten, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Es ist daher ein Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung, dass eine Abtasteinrichtung, die an die Art de* verwendeten Wellen angepasst ist und die wenigstens eine Öffnung enthält, wenigstens zwei zusammenhängende Energiesehernen abtastet und räumliche Änderungen der Energieflussdichte innerhalb der Schemen in zeitliche Änderungen des in die Öffnung eintretenden Flusses umwandelt.

Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform dieser Erfindung besteht darin, dass eine Energieflussmesseinrichtung zusammen mit einer Verstärker-, Filter— und Schalteinrichtung vorhanden ist, um wenigstens zwei, den Energieβehernen «ntsprechende Signale zu erzeugen, dass diese Einrichtungen weiterhin die Signal« vergleichen« um (a) eine erste Folge von Impulsen zu erzeugen, die tine positive Polarität besitzen, wenn die ersten Signale die Polarität vor den zweiten ändern, und negativ« Polarität, wenn die zweiten Signale ihr« Polarität vor den ersten ändern, und (b) eine zw«lt« Folg« von Impulsen mit fester Polarität, w«nn die Signal« sich unterscheiden·

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Noch ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform dieser Erfindung besteht darin, dass eine Generatoreinrichtung wenigstens ein Steuersignal erzeugt, das im Verhältnis zu einer entsprechenden Geschwindigkeitskomponente einer Abtastöffnung schwankt.

Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform dieser Erfindung besteht darin, dass eine synchrone Messeinrichtung eine erste Impulsfolge mit einem Steuersignal kombiniert, um wenigstens eine weitere Impulsfolge zu erzeugen, die charakteristisch mit den Positionsunterschieden in bildabhängigen EnergieSchemen verbunden sind, die in dsr Richtung einer Geechwindigkeitskomponente der Bewegung auftreten.

In den Figuren 1 bis Zk der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigtt

Fig. 1 schematisch ein mögliches Lenksystem gemäss der vorliegenden Erfindung!

Fig. 2 eine Ziel- und Trackanordnung, die mit der Einrichtung der Fig. 1 zusammenwirkt;

Fig. 3 eine teilweise perspektivische Darstellung

einer Einheit, die die Abtast- und Steuerbauteile einer Ausführungsform der Erfindung darstellt)

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Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild, das die elektronische Schaltanordnung einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Detailblockschaltbild der Bauteile des Systems der Erfindung, die in einem Geschoss und in einem Flugzeug eingebaut sind, von dem das Geschoss abgeschossen wird;

ψ Fig· 6 ein Blockschaltbild des Verstärkungsreglers eines Photomultipliers unter Verwendung einer regelbaren Hochspannungsquelle des Systeme der Erfindung ι

Fig. 7 eine graphische Darstellung zweier typischer Signale des Systems der Erfindung}

Fig. 8 eine Frontansicht eines rasterartigen Abtasters gemäss der Erfindung;

Fig. 9 einen Schnitt durch die Konstruktion der Fig. 8 längs der Linie 9-9 der Fig. 8 in Richtung der Pfeile;

Fig.10 eine Antennenabtastanordnung;

Fig.11 eine vereinfachte Ansicht einer Abtastanordnung gemäss der Erfindung, aus der die möglichen Wege erläuternder optischer Strahlen hervorgehen;

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Fig. 12 eine Einzelheit einer Drehöffnung der Vorrichtung der Fig. 11, in der Symbole und Koordinaten definiert werden, die bei der Beschreibung des Systems verwendet werden;

Fig. 13 ein Funktionsblockschaltbild einer möglichen Anordnung des elektronischen Teils des Systems 5

Fig. 14 Impulsfolgen, die an verschiedenen Stellen des Systems auftreten;

Fig. 15 einen möglichen Anwendungsfall der Erfindung auf die automatische Steuerung des Feddwinkels einer Objektivlinse;

Fig. 16 eine perspektivische schematische Darstellung in auseinandergezogener Anordnung einer Einrichtung zur automatischen Steuerung einer Linse mit veränderbarer Brennweite und einer Blendenseheibe;

Fig» 17 ein Blockschaltbild einer weiteren elektronischen Anordnung eines Teils des Systems in Fig. 13I

Fig. 18 eine schematische Darstellung des Abtastvorgangs unter Verwendung eines quadratischen Abtastschemas ;

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Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Bodentrackvorgänge und die Umschaltung von einem abgetasteten Feld zu dem nächsten Feld während des Fluges eines Flugzeuges 5

Fig. 20 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Systems der Erfindung, das auf das Bodentracken angewandt ist;

ψ Fig. 21 einen Anwendungsfall der Erfindung auf einen

automatischen V/H-Sensor der Art, die für die Steuerung der Bildbewegungskompensation in Luftbildkameras verwendet wird;

Fig. 22 eine Abtastanordnung, die zum Bodentracken geeignet ist;

Fig. 23 die Art, in der eine Satellitenkamera mit dem

System der Erfindung kombiniert werden kann und

Fig. 2k einen Anwendungsfal1 der Erfindung, die Faseroptiken verwendet, um Licht von den Linsen und

der Abtastöffnung zu übertragen.

Der grundlegende Lösungsweg der Erfindung kann anhand einer Beschreibung der Anwendung des Systems auf die automatische Lenkung eines Luft-Bodengeschosses erläutert werden.

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Das Sehfeld der Vorrichtung kann die Form eines Ringes aufweisen, der auf das ausgewählt* Ziel zentriert ist. In Fig. 1 wird dieser Ring kontinuierlich durch das Äquivalent einer sich drehenden Radialöffnung abgetastet, das ein sich schnell drehendes Prisma 10, eine feste Öffnung 12 und eine Objektivlinse enthält. Diese Anordnung ist viel einfacher als alle elektronischen Abtastanordnungen, führt zu keinen Linear!täte- bzw. RücklaufProblemen und lässt eine grosso Freiheit hinsichtlich der Wahl der spektralen Empfindlichkeit des Photodetektors 16 zu. Ausserdem ist sie zu 100 % der Zeit aktiv, was ©ins Information mit maxAaler Geschwindigkeit liefert. Da die Öffnung 12 als eine optische Sehfeldblende wirkt, ist keine andere solche Feldblende erforderlich. Dies beseitigt die Öffnungemodulation, 4h. die Erzeugung von ungewollten Signalen infolge der Abtastung einer gesonderten Sehfeldblende durch die Öffnung 12. Dieses Sohnelldrehabtastsystem zerlegt das Bild des Zielumgebungsgeländes. Das Bild wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das die Helligkeit des Geländes in Abhängigkeit mit der Zeit über jede Abtastung darstellt. Da das Bild wiederholt abgetastet wird, kann die elektrische Spannung, die irgendeine Abtastung darstellt, mit der, die irgendeine andere Abtastung darstellt, verglichen werden.

Da das wiederholt von dem gleichen Gesichtswinkel aus betraohtete Signal ein identisches elektrisches Signal bei jeder Abtastung ergibt, erzeugt der Vergleich der Abtastungen für ein Geschoss, das direkt das Ziel an-

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steuert, kein wesentlich·· Fehlersignal· ¥·ηη eich jedoch der Gesichtswinkel ändert, stimmen die Bilder nicht mehr genau überein und ein Vergleich der entsprechenden Abtastungen erzeugt ein Fehlersignal·

Zu, ausgewählten Zeiten wird wahrend der Bewegung eines Fahrzeuges, das die Vorrichtung der Erfindung trägt, das Videοabtastauegangssignal, das an dem Ausgang des Verstärkers i6A erscheint und das von dem photoelektrisehen Detektor 16 abgeleitet isi, in einem Magnetspeichergerät 17 gespeichert! dadurch können aufeinanderfolgende Abtastungen mit der gespeicherten verglichen werden· Die aufgezeichnete Abtastung kann auch periodisch gelöscht und eine Neuabtastung unmittelbar aufgezeichnet werden·

Vu die weitere Behandlung der Videosignale, die sich von einer ersten und einer nachfolgenden Abtastung ergeben, BU erleichtern, werden sie in Binäreignale umgewandelt· Diese Umwandlung wird durch Triggerung zweier bist abiler Multivibrator en bzw. Flipflops 14 und 15 von den dlfferentierteh Videosignalen erhalten· Dl·· wird dadurch erreicht, dass das «rate Videosignal von dem Speichergerät 17 zu einem Differentierkreis 17A Und das swelte Videosignal von einem Verstärker 16A zu ■"' einem Differentierkreie 16b gegeben wird. Die Ausgangesignal· der Flipflops bestehen aus zwei Folgen von Impulsen mit konstanter Amplitude und veränderlicher Breite und Zeltlage.

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Diese beiden Impulsfolgen werden mit V₁(t) und V₂(t) bezeichnet, wobei V. die binäre Umwandlung der aufgezeichneten Abtastung und V₂ die binäre Umwandlung irgendeiner nachfolgenden Abtastung ist·

Die Binärkodierung von V.. und V₂ ermöglicht es, dass diese zweisdiskrete Werte besitzen· Der Aufbau des Kreises ist so» dass diese Werte in der Amplitude gleich, jedoch im Vorzeichen verschieden sind. Damit ist V₁(t) = i a und V₂(t) ■ + a.

Der Grad der Korrelation zwischen V₁ und V₂ wird als nächstes durch eine Multiplikation in einem symmetrischen Modulator M₁ (Fig· 2) erhalten, dessen Ausgangs-

2 signal ¥„ » jf ka ist, wobei k eine Konstante ist* Wenn in dem Sehfeld zwischen den beiden Abtastungen keine Änderung aufgetreten ist, dann ist V₁ = V_p und das Ausgangssignal des Modulators V„ ist ka , d.h. ein. reines Gleichstromsignal. Tatsächlich erzeugt das stets vorhandene Systemrauschen einige zufällige Signale umgekehrter Polarität. V_ zeigt jedoch keine irgendwelche bestimmte Periodisität. Die Modulatoren M₂ und M~, die das Signal V„ mischen, was mit in Phase befindlichen und mit um 90° phasenverschobenen Signalen mit der Abtastfrequenz geschieht, erzeugen kein Gesaratsignal. Die in Phase befindlichen und die um 90° phasenverschobenen Signale, die auf die Modulatoren M₂ und M„ gegeben werden, werden von Weohselstromquellen S₁ und S, abgeleitet, die die Wicklungen W. und W₂ eines Synchron

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■οtors S speisen, der dazu dient, das Prisma 10 in der gewitnsohten Abtastgeschwindigkeit zu drehen· Die Intermodulation der Signale S₁ und S₂ mit V- in den Modulatoren Μ» und M„ bringt einen allgemein als Synchrondetektion bekannten Vorgang mit sich·

; Sine geringe Änderung des Sehfeldes» die zwischen den ! Abtastungen auftritt, ruft allgemein einen Unterschied . zwischen V„ und V₁ hervor· V_ enthält dann wesentlich ™ negative Fehlersignale. Der Charakter dieser Fehlersignale hängt direkt von der Art der Bewegung ab, die die Änderung des Sehfeldes veranlasst« Venn die Bewegung eine einfache fortschreitende Bewegung auf der optischen Achse ist, tritt wiederum in V_ keine Periodizität auf und kein Gesamtausgangssignal erscheint bei Μ« und M_.

! Sine seitliche Verschiebung ruft jedoch das Äquivalent einer Modulation der Abtastgeschwindigkeit hervor. Wenn die Bildverschiebung und die Abtastung in der gleichen Richtung liegen, wird die relative Abtastgeschwindigkeit um einen Betrag vermindert, der von der Geschwin digkeit der seitlichen Bildverschiebung abhängt· Umgekehrt wird di· relative Abtastgeschwindigkeit erhöht, wenn die Bildverschiebung und die momentane Abtastrichtung entgegengesetzt sind· Es ist somit klar, dass die relative Abtastgeschwindigkeit einer sinusförmigen Phasenmodulation unterworfen wird. Dies wiederum veranlasst eine abwechselnde Spreizung und Bündelung des Signals V-* Dieser Effekt ist ein periodischer und tritt in der Abtastgeschwindigkeit auf· Seine Phase

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relativ zu den Abtastvorgang wird ganzlich von der Rieh* tung der Bildversohiebung bestimmt· Daher erzeugt der Ausgang -won M₂ und M~ nunmehr Glaichatronbewegungasignale einer Grosse und sines Vorzeichens, die unmittelbar auf die Komponenten der obigen Verschiebung in zwei orthogonalen Richtungen bezogen sind, die in Fig. 1 als vertikal und fiorizontal bezeichnet sind· Diese Signale können beispielsweise dazu verwendet werden« das Fahrzeug, das eine Vorrichtung gemüse der Erfindung trügt, zu eeinen Ziel zurUckzuateuern·

Die aus s era te Genauigkeit des Sensors wird lsi wesentlichen nur durch die Blldqualitüt (optische Auflösung) und das Syatemrauaohen begrenzt· Bei guter Sicht ist eine Genauigkeit von einem Bruchteil eines Grades anwendbar« Vn diese Fähigkeit auszuwerten, muss eine entsprechend genaue und stabil,« Zielvorrichtung zur Verfügung stehen· Ausaerdem sind Kittel erforderlich, um eine solche Zielvorrichtung auszurichten und sie in glelchaüsslg genauer Aus fluch tung mit dem optischen Gsschoeslenksystem zu halten. Jedoch kann man sich nicht auf die Einstellung verlassen, um die Gesohoaalenkung und die Flugseugzielsysteme elnsupegeln, da die mechanische Toleranz, die zwischen den Baupteinrichtungen des Geschosses, seiner Abschussvorrichtung und dem Flugzeug geschaffen wird, ebenso wie ihre statischen und dynamischen Ablenkungen zu Fluehtungafehlern führen, die viel zu gross sind, als dass sie toleriert werden konnten·

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Di· Vorrichtung gemttes der Erfindung schafft «ine vollkommene Lösung di···· Probleme« Seine Zielvorrichtung besitzt eine eingebaute elektronische Einetellfunktionsvorrichtung, die eine vollkommen automatische und genaue Fluchtung unmittelbar vor dem Geschossabechuss zulässt. Die Flugzeugzielvorriohtung (Flg. 2) let mit einer Abtast- und Seneoreinrichtung ausgerüstet« die mit der auf dem Fahrzeug montierten Lenkeinrichtung identisch ist und die die gleichen Bezugszeichen in Fig. 2 wie in Fig· 1 besitzt mit der Ausnahme» dass keine magnetische Aufzeichnung stattfindet« da das Bezugssignal V_', das dem Modulator M₁ zugeführt wird, von der auf dem Fahrzeug montierten Lenkeinrichtung abgeleitet wird* Wenn der Auslöseschalter betätigt wird, werden beide Abtaster in Betrieb genommen und synchronisiert· Das Ausgangs» signal Vg wird nun mit dem Ausgangesignal V_£· verglichen, das von dem Geschossensor erzeugt wird· Venn beide Einrichtungen auf das gleiche Objekt gerichtet ■lad, let V₂* mit V₂ identisch« Jeder optische Fluchtungsfehler zwischen den beiden Einrichtungen führt jedoch cu Unterschieden zwischen V„ und V₂*. Wendet t man den Signalerzeugungevorgang an, der vorher beschrieben wurde« erzeugt das Flugzeug zwei Positionssteuersignale. Zwei an der Zielvorrichtung angeordnete Drehmomenterzeuger 18 und 18A empfangen diese Signale und veranlassen automatisch, dass die Zielvorrichtung jede Fliehe der Lenkung, auf die die Lenkeinrichtung gerichtet ist, erfasst und ihr folgt. Die einzige Forderung besteht darin, dass, wenn irgendein ureprüngllefaer Fluohttwgsfehler vorhanden let, dieser innerhalb dee Erfaseungsberelchs dee Systems liegt.

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Die Beendigung des β1ektroniechen Einstellvorgangeβ dauert weniger als eine Sekunde von dem Moment der Auslösung an und; wird dem Piloten durch einJ>"Fertig^M-Signal angezeigt, der dann manövriert» wie es erforderlich ist, um sein Ziel zu verbessern, und das Geschoss abschiesst» In dem gleichen Augenblick sind die Speicher- und Fahrzeuglenkfunktionen aktiviert,

Lenkungs ge sieht s punkte, ι

Bin Geschosslenksystem gemäss der Erfindung ist in den Figuren 3 und k gezeigt· Bs besteht aus zwei Hauptsystemen ί der vom Geschoss getragenen Lenkung und der Flugzeug*ie!vorrichtung.

In Fig. 3, die die Systemachsen YA (Gierungeachse), RA (Rollachse) und PA (Neigungsachse) festlegt, ist der Abtastkopf gezeigt, der an der Spitze des Geschosses gelegen ist. Br betrachtet die Zielfläche durch eine transparente kugelförmige Fläche bzw· ein Fenster 61 in der Geschossspitze und wird von den YA- und PA-Kardanringen 62 und 63 gehalten, die beide auf die Mitte der Kurve der Geschossspitze, zentriert sind, um optische Störungen zu beseitigen.

Die Objektivlinse 64 ist reflektierend und besteht aus einem konkaven ringförmigen ersten Element und einem konvexen bzw. negativen zweiten Element. Diese Anordnung hat als charakteristische Merkmale eine gross· Öffnung, eine lange Brennweite (die für ein relativ enges Feld erfordernoh ist), keine chromatischen Aberrationen und ein sehr geringes Gewicht. Die Anordnung dr Bauteile in dem Gestell lässt den erforderlichen Grad an Kardanringbewegung ohne optische Vignettierung · zu.

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Dft* Linsensystem bildet di· Zielfläche auf der StirnflHch· der Abtastscheibe 65 ab,' di· in «in«r «ngtn, radialen Abta·töffnung gelegen ist» Der Lichtstrahl, der durch die Öffnung verläuft, wird durch den zentralen Teil der Scheibe von zwei Spiegeln 66, 67t die sich sehr schnell mit der Scheibenanordnung drehen, und von einem dritten festen Spiegel 69 auf die Photovervielfaeherkathode 68 reflektiert. Sine konische Licht- ! ablenkfläche, die axial vor der Scheibe angeordnet W ' ist, und ein zylindrischer Schirm, der den Photovervielfacher umgibt, werden verwendet, um Streulicht daran zu hindern, da.es es die Kathode 68 erreicht· Sin Minus-Blaufilter kann in dem Strahl der Kathode angeordnet werden, um die Fähigkeit des Systems zu verbessern, durch Nebel und Dunst durchzudringen.

Die verwendeten Geschwindigkeitsmesselemente sind Kreisel mit einem Freiheitsgrad, wie der Neigungs-'' kreisel 85 und der Gierungskreisel 86, die an der

Kardankonstruktion mit zueinander senkrechten Eingangeachsen befestigt sind. Die Ausrichtung der Kreiselbauteile ist nicht kritisch, jedoch wird die gesamte Ein heit während der Herstellung mit kleinen Korrektur- > gewichten im Gleichgewicht gehalten.

Nicht gezeigte Positionsmesswertgeber, die zwischen den Sätzen vqn Kardanringen angeordnet sind, liefern die erforderlichen Gierungs- und Neigungsfehlersignale, die eine Bewegung des Geschossrahmens gegenüber dem Gestell darstellen.

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Di· Abtaatacheibenaaordnung wird von eimesi kleinen Synchronmotor 70 über ein· Kupplung angetrieben· An ihr·* Umfang und an beiden Seiten ü»T- Ahtasteehsib·. befinden sich ziemt ringförmig® Hagnatschichten, auf denen die Besugsabtsetuagegi abweafes»lnd von den Jeweiligen AufzeiehnungsktSpfen aufgezeichnet werden, wie weiter" unten ±m einseinen erläutert wird· Die Rück·eitφ der Scheibe trägt eine asusilteliolte vorher aufgeselchnet« Spur für Synchronisiersignale» die insbesondere vor des Geschossabsehtiss zur genauen Synchronisierung der Drehung der an de« Geschoss angeordneten Scheibe Mit einer ähnlichen Abtastscheibe, die sich £m Flugzeug befindet, verwendet wird·

Der Flugseugxielvorrichtungaabtaatkopf (nicht geseigt) ist funktionsmässig d»e deschoeaabtaater gleich «it der Ausnahme_f dass er nicht von einea stabilisierten Gestell getragen wird und dass iköine magnetische Aufzeichnung von Abtastsignalen vorgesehen ist· Er enthält auch eine snsätsliohe Synchronislerservoeinriohtungt die seine Abtastscheibe der in de« Geschoss nachführt· Dieser Sensor ist noraalerweiae an der Flugseugsielvorrichtung angeordnet und genau damit ausgerichtet.

Die Abtaetvergleichskreise sind in Fora eines Blockschaltbildes in Fig. k gezeigt. Während des Zielxylkus 1st der Flugseugabtaster 71 in Betrieb. Das Ausgangssignal des Photovervielfaohers 72 1st «Ine sich Kndernde Spannung» die das Analogen der Licht-

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intensität während jeder Abtastung let· Die Spannung wird im Verstärker 72A verstärkt, Im Netzwerk 72B differehtiert und auf einen Flipflop-Oseillator 73 gegeben» um in ein Blnärsignal umgewandelt zu werden· Daa Ausgangssignal des Flipflop-Oszlllator* 73 besteht aus einet· folge von Impulsen nit konstanter Amplitude und veränderlicher Breite und Zeitlage. Diese Impulse werden durch die zentrale Schaltung des Geschosses zu der Magnetaufzeichnungsscheibe 52 in dem Geschosseneor gegeben» " . · - . ' - -'_ ._ -

Die Aufseiohnungsscheibe und die Flugsseugabtaetsoheibe enthalten beide vorher aufgezeichnete Gruppen von identischen Synchronisierirapulsen, die kontinuierlich in dem Plugseugzielvorrlchtungskopf verglichen werden, um ihn genau mit dem Gesohossabtaater bu synchronisieren« In dem Gesohosssy-etem steuern die gleichen Impulse zusätsuch einen Teil der Gierungs- und Neigungeelektroniken*

Öle Geechossziel- und Abschussfunktionen werden von dem Abschüsse teuergerät 53 gesteuert» das sich i.n dem Flug- *eug befindet* Dieses Gerät ist grundsätElich ein 6elektor₍ der die Geschosse in eine richtige Schussfolge bringt und der die Signale zum Zielen und zum Abschuss eines jeden Geschosses auslast· Seine Eingänge sind die voreingestellte Seihenfolge und der Abschussdruckknopf» Br ist elektrisch mit des Reihenfolges ehalt er in dem ausgewählten Geschoss und «it dem Flugseugeeneor verbunden· Die "Fertig"-, "Abschuss-¹¹ und f^>ehler"-Anseigeeinrichtungen fttr jedes Geschoss und die

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Systemleistungssteuer- und Anzeigeeinrichtungen befinden sich ebenfalls in diesem Gerät*

Sobald das Geschoss abgeschossen wird, wird der Ausgang der sich ändernden Spannung des Geschossensorphotovervielfaohers 51 in Betrieb genommen· Biese Spannung wird durch den Differentierkreis 74A und die Flipflopsohaltungen 74 in eine binäre Form umgewandelt und unmittelbar mit der aufgezeichneten Bezugsabtastung verglichen·

Bs ist zu beachten, dass während des Fluges das Bezugssignal von der Aufzeichnungseinrichtung 52 erhalten wird. Die ursprünglich gespeicherte Abtastung wird nicht von dem Geschossensor abgeleitet, sondern, wie in Fig.· 4 angegeben ist, von dem Sensor in dem Flugzeug· Dies beseitigt völlig Zielfehler infolge von Abweichungen zwischen den Abschuasrinnen und der Zielvorrichtung· Die Bezugsabtastung ist so genau auf das Ziel zentriert wie das Ziel des Piloten· Die Arbeitsweise der Funktionselemente des Systems, die als Modulator 75t Zeitverzögerungssensor 77» als Rauschspannungssensor und als Synchrondetektoren 76a und 76b dargestellt sind, wird in Verbindung mit dem detallierten Blockschaltbild der Fig* 5 erläutert.

Die Lösch- und WiederaufZeichnungssteuereinrichtung 82 (Fig. 4) wird verwendet, um neue Bezugsabtastungen zu erzeugen, wie sie während des Geschossfluges erforderlich» sind· Sie wird von dem Korrelationepegel getriggert, der als der Rausohabstand der in wechselseitige Beziehung gesetzten Abtastungen erscheint. .

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Wenn das Geschoss den Abstand zum Ziel ausreichend vermindert, hat, unterscheidet sich das abgetastete Feld wesentlich von der aufgezeichneten Abtastung· Die nicht in Beziehung stehende Information, die von den Abtastungen erzeugt wird, stellt Systemstörungen dar· Yenn der Rauschabetand einen vorbestimmten Pegel überschreitet, wird die Steuereinrichtung 82 in Betrieb genommen_o Eine neue Abtastung kann jedoch nur aufgezeichnet werden» wenn die Gestellfehlersignale unterhalb eines vorbestimmten Pegels liegen» Dies stellt sicher, dass die neue Bβzügeabtastung die gewünschte Systemgenauigkeit aufrechterhält»Die ursprüngliche Bezugsabtastung wird jedoch nicht gelöscht, bevor feststeht, dass die neue aufgezeichnete Bezugsabtastung ausreichend genau ist. Wenn die neue Abtastung kontrolliert und für genau befunden wird, schaltet das System elektronisch auf die neue Abtastung als ein Bezugssignal um und löscht die ursprüngliche Abtastung, wodurch diese Aufzeichnungsfläche ::;r.r Aufnahme eines noch späteren Bezugssignals freigemacht wird.

Das stabilisierte Gestell (Fig. 3) hält den optischen Sensor ohne Rücksicht auf Geschossbewegungen auf das Ziel gerichtet· Nicht gezeigte Winkelmesswertgeber stellen jede Geschossrahmenfehlausrichtung in Bezug auf das Gestell fest und erzeugen.KorrekturSteuersignale für die Neigung und Gierung. Diese Signale werden kann zu den Geschosssteuerflächen gegeben.Wenn die Fehler auf Null reduziert sind, verläuft die Fahrzeuglängsachse parallel zu der optischen Achse des Sensors, die als eine Sichtlinie auf das Ziel weist.

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Di· Servoachleife für irgendein· der drei Aohaan i»t in üblicher Vei·· ausgebildet. All· drei Nachlauf»ofal*if«n Bind gleich. Der optiaoh«Senaor wandalt die Bildpoaitionefehler in Spannungen uau Di· Senaorapannungan werden Mit den Auagangaalgnalen von Vendekreiaeln «ur Servodämpfung gealacht und auf die Varatllrker, die Gierunga- und Neieungadrehmosenterzeuger und den RoIlaervoatotor gegeben· In normalen Betrieb überateuern die Senaorapannungen dl» Kreiaelauagangaaignale. Sollten- dl· Sanaorauagangaapannungen noaentan aohwank*n, vie dlea infolge von Nebel oder Punat der Fall aein kann, aind die Yendekreiael beetrabt* daa Geateil in der richtigen Richtung «u hai tan· Der noratale optlaohe Nachlaufbetrieb wird wieder aufgenoaaien, wenn dan Zielgebiet wieder alchtbar iat.

Ea iat au beachten, daaa daa Syetee von Natur aua gegen all· aur Zeit bekannten elektronischen Gegenmaaanahaien iaatTin ist« da ea Radioaignale weder auaatrahlt noch eapfängt· Ba aprioht nur auf Licht an und ea wäre aua a er ge wOhnlich achwierig, Licht in der Art und deai Auamaaaa zu erseugen, wie ea erforderlich iat« uat daa Syataai xu beainflttaaen·

V«rauaaiohtlioh können hell· Laaipan (entWader aeitaiodullert oder nicht) ala Mittel vorgeachlagen werden, uat Pehlalele in alaniliaran. VI· in Fig. k gezeigt, iat daa Syataai deahalb nicht nur alt VeratKrkungareglerkreiaen 5IB and 72B auageetattet, aondern auch «it Aaiplltudenbegrenaerkreiaan in For· Flipflopa 73 und ?k, vm alle ungewöhnlich hellen Ziele auasuaondern· Dleae Teehnik

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stellt das Äquivalent von elektronischen "Sonnengläsern" dar, die gegen Blenden schützen· Jedes stetige Licht bzw. Lichter (ohne Rücksicht auf die Helligkeit), die in dem Sehfeld auftreten, und von ausreichender Dauer sind, um aufgezeichnet und nachfolgend abgetastet zu werden, würden nur das Bestreben haben, die Genauigkeit zu erhöhen, da sie Teil des gespeicherten Bezugssignals würden.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird eine Zielinformation in Form von Licht empfangen, wobei ein Bild in der Ebene des Abtastschlitzes beim Abtaster 9OA fokussiert wird, der sich 200 mal pro Sekunde dreht. Der Photovervielfacher 90 überträgt die optische Information in elektrische Signale, die von dem VideoVorverstärker 91 verstärkt werden. Dieser Verstärker ist nicht phasenumkehrend und galvanisch gekoppelt. Daher hängt der mittlere Gleichspannungspegel am Ausgang dieses Verstärkers von dem mittleren Ausgangssignal des Photovervielfachers ab. Eine Zunahme der Photovervielfacherbeleuchtung veranlasst den Gleichstrompegel am Ausgang des Vorverstärkers, negativer zu werden.

Die Signalpegelsteuerschaltung 92, die getrennt in Fig. dargestellt ist, besitzt drei Funktionsteile. Der erste ist ein üblicher transistorisierter Hauptstromreg-ler, der das Eingangssignal des Blocks 150 wie von dem Gleichspannungepegel am Ausgang des Videovorverstärkers 91 bestimmt steuert. Venn dieser Gleichspannungepegel negativer wird, vermindert der Regler das Eingangssignal des Blocks 150. Der zweite Teil (im Block 150 enthalten)

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ist eia transistorisierter Oszillator üblicher Bauweise, der bei einer Frenquenz in der Grössenordnung von 100 KHz arbeitet, während der Teil drei (ebenfalls im Block enthalten) das Wechselstromausgangssignal des Oszillators in üblicher Weise gleichrichtet, indem er es in eine gefilterte Hochspannung Hr den Spannungsteiler des Photover— vielfachers umwandelt. Infolge der hohen Frequenz der Schwingung des Teils 2 ist es möglich, relativ kurze Zeitkonstanten im Teil 3 zu verwenden, die es erlauben, dass die Hochspannung und daher die Verstärkung des Photovervielfachers erheblich nicht nur mit Änderungen der durchschnittlichen Beleuchtung steigt und fällt, sondern auch mit den viel schnelleren Änderungen der Beleuchtung, die zyklisch während der Abtastung auftritt. Das Ergebnis ist eine allgemeine Abnahme der Amplitude der Signale, die von dem Vervielfacher in dem Durchlassbereich des Regulators und der Quelle der Hochspannung geliefert werden. Die Zeitkonstanten sind so gewählt, dass die Frequenzkomponenten von 1000Hz und weniger stark geschwächt werden, während eine geringe oder überhaupt keine Schwächung für Signalkomponenten von 5 KHz und darüber eintritt. Dies entspricht einer Hochpassfilterung, ermöglicht es aber auch, das System automatisch an einen Bereich von Lichtpegeln von einigen Dekaden ohne Überlastung des Vorverstärkers anzupassen.«

Die Videosignale, die von einem nahezu mit Höchstleistung arbeitenden Verstärker 93 weiterverstärkt werden (Fig. 5)» erreichen schliesslich die Schmitt-Triggerschaltung 9^· An dieser Stelle sind die Niederfreqüentensignale im

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wesentIichen eliminiert und die Hochfrequentensignale erheblich über 10 EHz sind auch geschwächt. Diese Schwächung in der Amplitude der Hochfrequentenanteile wird von der Signalverarbeitungsschaltung, die folgt, gefordert. Der Schmitt-Trigger 94, ^αβΓ funktionsmäsäig dem Flipflop 74 in Fig. 4 gleich ist, wandelt die analoge Information, die von dem aufbereiteten Videosignal getragen wird, in ein quantisiertes Zweipegelsignal um. Eine Umschaltung von einem Zustand des Schmitt-Triggers in den anderen tritt immer auf, wenn das Videosignal die Nullachse kreuzt. Nach dem Schmitt-Trigger 94 (Fig. 5) verzweigt sich der Signal weg in drei Richtungen. Zunächst erreicht das Signal den Eingang von Aufzeichnungsverstärkern 95 und 96, die abwechselnd in Betrieb sind. Eine Torschaltung, die später beschrieben wird, veranlasst, dass die Aufzeichnungsverstärker 95 und 96 abwechselnd in und ausser Betrieb sind. Während der Aufzeichnungsverstärker 95 in. Betrieb ist, läuft das Signal in den zugehörigen Aufzeichnungskopf der Dreispur-Magnettrommel 97t während der Leseverstärker 98 von den gleichen Torsignalen abgeschaltet wird.

Binärsignale, die von dem Schmitt-Trigger 94 erzeugt werden, die weiter von dem Aufzeichnungsverstärker 95 verstärkt werden, werden so auf eine der Spuren des Magnetspeichers 97 noch in binärer Form aufgezeichnet. Einige Zeit später wird der Aufzeichnungsverstärker 95 abgeschaltet, während der Leseverstärker 98 eingeschaltet wird und der Schmitt-Trigger 99, der das Aus-

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gangseignal des Ltstverstärkere 98 empfängt, erzeugt ein binäres Signal ähnlich den binären Signal, das ursprünglich von dem Schmitt-Trigger 94 erzeugt und auf der Magnetepur aufgezeichnet wurde.

Gleichzeitig kann der Schmitt-Trigger 94 exakt das gleiche binäre Signal erzeugen, das er zu der Zeit erzeugte, als die Aufzeichnung stattfand, oder er kann dies nicht tun. Wenn keine relative Verschiebung bzw. andere bedeutende Änderungen zwischen dem Tracker und seinem Zielgebiet aufgetreten sind, bleibt das Signal identisch. Wenn jedoch inzwischen irgendeine Verschiebung der Roll-, Gierungs- und Neigungsachse bzw. der Entfernung aufgetreten ist, ist das vom Schmitt-Trigger 94 gelieferte Signal nicht länger mit dem ursprünglitsli auST ö©£> Magmsttrommel zeichneten Signal

Ein Impulslaufseitvergleiela g%7is©iaosi dosa. v©n dem Magnetspeicher erzeugten Bezugssignal und d©m n©u eisskommenden Signal bestimmt die Art und den Betrag der Bewegung, die aufgetreten ist. Dies geschieht beispielsweise durch Multiplizierung der beiden Signale in den Oegentaktmodulatoren 100 und 101.

¥erzögerungseinrichtungen "502 und 103 sind zwischen den Schmitt-Trigger 99 und den Gegentaktmodulator 100 ebenso wie zwischen den Schmitt-Trigger 94 und den Gegentaktmodulator 1O1 eingefügt. Diese Verzögerungseinrichtungen fahren eine Zeltbasis in das System ein, die nicht nur

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notwendig ist, um die Grosse der Verschiebungen, sondern auch um ihre Richtung zu bestimmen»

Zur Erläuterung der Funktionsweise des Systems sei als Verschiebung eine Drehung um die optische (Roll-)Achse angenommen. Diese erzeugt eine fest Zeitdifferenz zwischen den Bezugs- und den ankommenden Signalen. Eine Drehung mit der Abtastbewegung verschiebt die ankommende Videoinformation auf der Zeitachse nach vorn, während eine Drehung entgegen der Abtastbewegung es verzögert.

Während das ankommende Signal so von der Rollbewegung des Systems beeinflusst wird, wird das aufgezeichnete Signal überhaupt nicht beeinflusst. Folglich würde das Ausgangesignal der beiden Gegentaktmodulatoren, in denen die Signale kreuzweise multipliziert werden, ohne die Verzögerungseinrichtungen 102 und 103 von einem Maximalwert als eine beliebige Funktion der Rollbewegung abnehmen. Diese Abnahme in der Amplitude wäre die gleiche ohne Rücksicht auf die Richtung der RoIlbewegung. Die Verzögerungseinrichtungen 102 und 103 erzeugen gleiche symmetrische Zeitunterschiede in den Signalen, die auf die Eingänge der Gegentaktmodulatoren 100 und 101 gegeben werden. Somit würde das Ausgangssignal des Gegentaktmodulators 100 bei einer Rollbewegung in einer Richtung beispielsweise zunehmen, während das Ausgangssignal des Gegentaktmodulators 101 abnehmen würde und umgekehrt. Da die Gegentaktmodulatoren 100 und 101 von der Gegentaktart sind, würde, wenn eines

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der Ausgangssignale des Gegentaktmodulators 100 zunimmt, sein zweites Ausgangssignal abnehmen· Dies erlaubt es, in der Schaltung 110a ein Signal von den Gegentaktmodulatoren 100 und 101 in der richtigen Phase zuzufügen. Nach der Mittelwertbildung ergibt sich die S-förmige, in Fig. 7 gezeigte Kurve, die dem Ausgangssignal eines .FM-Diskriminatofs gleicht.

Eine Absonderung von Gierungs- und Neigungssignalen erfordert eine weitere Verarbeitung. Da eine Gierung und eine Neigung sich zyklisch verändernde Zeitunterschiede erzeugen, rufen sie periodische Signale am Ausgang der Gegentaktmodulatoren 100 und 101 (Fig. 5) hervor. Die Frequenz dieser Signale ist die der Drehung der Abtastscheibe, nämlich in diesem Beispiel 200 Hz und ihre Phase hängt von der Grosse und der Richtung der Neigungsund Gierungsfehler ab, die in dem System vorhanden sind«

Um Gierungs- und Neigungssignale von den kombinierten Signalen, die am Ausgang der Gegentaktmodulatoren erscheinen, abzusondern, ist ein Zeitbezugssignal erforderlich. Zeitbezugssignale wurden während der Herstellung auf der dritten Spur der Magnettrommel des Speichers 97 aufgezeichnet. Der Leseverstärker IQk. empfängt das Zeitsignal und speist den Schmitt-Trigger

105 (ebenso wie den Multivibrator 13^- vor dem Abschuss, ■ um den Zielvorrichtungsabtaster zu synchronisieren). Dieser wiederum steuert monostabile Multivibratoren

106 und 107, die weiterhin monostabile Multivibratoren 108 und 109 triggern. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 108 ist eine 200 Hz-Rechteckwelle,

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das in Phase gebracht ist, um eine Restgleichspannung am Ausgang des Synchrondetektors 110 zu erzeugen, wenn Neigungssignale am Ausgang der Gegentaktmodulator 100 und 101 vorhanden sind. In gleicher Weise erzeugt der monostabile Multivibrator 109 eine 200 Hz-Rechteckwelle, die auf den Synchrondetektor 110' gegeben wird und die die erforderliche Phase besitzt, um nur Gierungssignale zu erfassen. Das heisst, die Synchrondetektoren 110 und 110· bewirken eine kreuzweise Multiplikation im wesentlichen in der gleichen Weise wie die Gegentaktmodulatoren und durch die kreuzweise Multiplikation des Fehlersignals mit gesonderten Bezugssignalen, die von der dritten Spur des Magnetspeichers erhalten werden, dienen die Synchrondetektoren zur Trennung und lassen die Übertragung von Signalen zu den Gierungs- und Neigungsdrehmomenterzeugern zu, die diese in der erforderlichen Weise in Betrieb setzen*

Die Rollsignale werden vom Filterkondensator 111' geglättet und zu einem Verstärker 111 geleitet, während die Gierungs- und Neigungssignale in gleicher Weise von nicht gezeigten anderen Kondensatoren geglättet und jeweils von Verstärkern 112 und 113 verstärkt werden.

Die Ausgangssignale der Verstärker 112, 113 und 111 besitzen den erforderlichen Gleichstrompegel und die Grosse, um die jeweiligen Gestellverstärker 114, 115 und 116 auszusteuern. Diese wiederum steuern die Drehmomenterzeuger 117» 118 und 119 in der Gierung, der Neigung bzw. dem Rollen. Die Drehmomenterzeuger steuern

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dle Kardanrahmen des Gestells, das die Geschossabtasteinrichtung trägt. Die Kardanrahmen werden gesteuert, um jede von dem System festgestellte winklige Abweichung auszugleichen« Da winklige Abweichungen konstant ausgeglichen werden, verfolgt das System stets sein ursprüngliches Ziel.

Es ist zu beachten, dass das System nur auf die Position und nicht auf die Winkelgeschwindigkeit anspricht. Somit ist es abdriftfrei. Die Genauigkeit des Nachlaufens bei einem Roll-, Gierungs- und Neigungsvorgang ohne eine Abstandsänderung wird nur durch Hie tote Zone der Servoeinrichtung und elektrisches Rauschen in dem System begrenzt.

Wenn das System als Geschosslenksystem verwendet wird, wird das System auf einem oisla bewegenden Pahraeug angeordnet, das sich eiss®m %±®1 näh®Tt_a Diese Situation führt eine susätzliche Versehiebung_s ©±a® Änderung der Entfernung, ein· Da das Sahfeld in d@r Winkellage konstant bleibt, wird das Videosignal, das von dem Photovervielfacher erzeugt und von den zugehörigen elektronischen Einrichtungen verarbeitet wird, fortschreitend geändert, wenn sich das Geschoss nähert. Ss ergibt sich eine fortschreitende Dekorrelation zwischen den ankommenden und den aufgezeichneten Signalen und eine Abnahme des Ausgangssignals der Gegentaktmodulatoren 100 und 101. Diese Änderung des Ausgangssignales, die durch die Verwendung einer radial langgestreckten Abtastöffnung verkleinert wird, ist im wesentlichen in beiden Gegentaktmodulatoren die gleiche und erzeugt daher Richteignale·' Ss vermindert nur die Grosse der

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Richtsignale, die durch Roll-, Gierungs- oder Neigungsabweichungen der Abtasteinrichtung erzeugt werden. Wenn das Geschoss sich nähert, wird daher die Verstärkung der Servoechleife fortschreitend vermindert.

Eine weitere Wirkung, die bei Änderungen der Entfernung auftritt, ist eine Abnahme des Rauschabstandes. Wenn sich dies unkontrolliert fortsetzen könnte, würde die Nachlaufqualitat in nicht annehmbarer Weise schlechter.

™ Dies wird durch eine automatische Bezugssignalaufzeichnungssteuerschaltung verhindert, die Gleichstrom-Differentialverstärker 120, 121, 122, 123, 124 und 125 enthält und eine zugehörige Triggersohaltung 126 und 127, die die Qualität der Korrelation durch Messung des Ausgangssignals der Gegentaktmodulatoren 100 und 101 feststellt. Wenn das Ausgangssignal dieser Gegentaktmodulatoren unter einen vorbestimmten Pegel fällt, der eine drohende Verschlechterung der Nachlaufgenauigkeit anzeigt, wird ein Zweierteiler 128 getriggert, der eine Umschaltung zwischen den die Bezugssignale liefernden Spuren verursacht. Wie oben erwähnt wurde, ist der

fe Aufzeichnungsverstärker 96, während der Aufzeichnungsverstärker 95 abgeschaltet ist und der Leseverstärker 9& ein Bezugssignal zu dem Schmitt-Trigger liefert, in Betrieb und zeichnet die zuletzt ankommenden Signale auf, die von dem Schmitt-Trigger 9k verarbeitet werden. Jedes zuvor aufgezeichnete Bezugssignal wird kontinuierlich gelöscht, während eine Neuaufzeichnung auf die Magnetschicht der Trommelanordnung aufgebracht wird. Auf diese Weise wird das von dem Scheitt-Trigger 9k verarbeitete Signal, wenn der Zweierteiler 128 seinen

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Zustand ändert, ein neues Bezugssignal und das Ausgangssignal der Gegentaktmodulatoren 100 und 101 erreicht wieder seinen normalen Korrelationspegel· Gleichzeitig wird der Rauschabstand wieder auf seinen ursprünglichen Wert gebracht und die ebenso die Empfindlichkeit des Systems für verschiedene Bewegungen.

Um eine ungefähre Nachlaufgenauigkeit sicherzustellen, wird eine erneute Bezugssignaleinführung momentan verhindert, wenn, übermässige Richtsignale am Ausgang der Gierungs- und Neigungsdetektoren 110· und 110 vorhanden sind· Tatsächlich würde das Vorhandensein von grossen Signalen an diesen Stellen anzeigen, dass die Abtastung nicht die richtige Orientierung in Bezug auf das Ziel hat. Eine erneute Aufzeichnung würde unter diesen Umständen veranlassen, dass ein momentaner Fehler zu einem ständigen Fehler wird. Diese erneute Aufzeichnungshinderungsfunktion wird von Differentialverstärkern 122, 123 und 125wie|folgt durchgeführt:

Ein Richtsignal, das an dem Ausgang der Synchrondetektoren 110 und 110' vorhanden ist, bewirkt eine Zunahme der Grosse des Signals, das auf den Schmitt-Trigger gegeben wird. Solch eine Zunahme wird von dem Schmitt-Trigger 126 als ein normales Korrelationssignal aufgefasst. Somit tritt noch nicht eine Triggerung des Schmitt-Triggers 126 auf und die erneute Aufzeichnung wird verzögert, bis kein wesentliches Fehlersignal in der Gierung bzw· Neigung auftritt· Dann schreitet die erneute Aufzeichnung automatisch fort· Wenn die Korrelation unter einen voreingestellten Pegel fällt, arbeitet

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der Schmitt-Trigger 126 und wird.von einem Impuls rückgestellt, der von einem monostabilen Multivibrator 127 erzeugt wird, der auch zeitweise den integrierenden Kondensator am Eingangsdifferentialverstärker 124 lädt. Ohne, eine ständige Korrelation bleibt dieser Kondensator nicht geladen und erlaubt es, dass der Schmitt-Trigger wieder arbeitet und den obigen Zyklus wiederholt. Jedesmal liefert der monostabile Multivibrator

^ 127 einen Ausgangsimpuls. Diese Impulse werden von dem frequenzempfindlichen Gleichrichter 129 gleichgerichtet, der ein Gleichstromausgangssignal erzeugt, das im wesentlichen der Frequenz proportional ist, bei der der Schmitt-Trigger 126 und der monostabile Multivibrator 127 getriggert werden. Wenn sie in schneller Folge getriggert werden, wie dies im Falle der Abwesenheit eines optischen Eingangssignals bzw. am Ende des Geschosslaufes der Fall ist, erscheint eine wesentliche Gleichstromspannung an dem Eingang des Schmitt-Triggers 130, die den letzteren triggert. Dieser wiederum erregt ein Relais, das die Umschaltung zur reinen Trägheitsführung mittels der drei Wendekreisel steuert, die von

W der Geschossabtasteinrichtung getragen werden. Diese Situation herrscht vor, bis wieder eine gute optische Information zur Verfügung steht, zu welcher Zeit ein Bezugssignal unmittelbar auf einer Spur aufgezeichnet wird, die gerade zum erneuten Aufzeichnen verwendet wird. Xn einem Bruchteil einer Sekunde später veranlasst die Triggerung des Schmitt-Triggers 126, dass diese Aufzeichnung ein Arbeitsbezugssignal wird, das die Korrelation und die optischen Lenkbedingungen wieder herstellt.

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Joder der magnetischen Trommelteile der Flugzeug- und Geschossabtaster liefert eine Magnetepur zum Zwecke der Synchronisierung und dee Zeitbezugssignale. Um das einfachste mögliche Synchronisiersignal zu verwenden, wird genau eine Hälfte der Synchronspur zuerst in der einen Richtung und dann in der anderen Richtung gesättigt· Nach der Signalverarbeitung bestehen die Synchronsignale, die zu der Synchronisiereinrichtung geliefert werden, aus einer Folge von positiven und negativen Impulsen, die um genau 180 getrennt sind.

Der Fehlerdetektor besteht aus zwei Flipflops 133 "\3k und einem Widerstandssummieraetzwerk 145» 146. Das Flipflop 134 wird von positiven Impulsen getriggert. Das Flipflop 133 wird von negativen Impulsen getriggert. Das kombinierte Ausgangssignal der Multivibratoren 133 und 134 besteht aus einer Folge von Xmpulsen, die einen Mittelwert besitzen, der von relativen Zeitlage der beiden Steuersignale abhängt, die jeweils von der Flugzeugabtaeteinrichtung und der Geschossabtasteinrichtung kommen. Diese Folge von Impulsen wird auf einen integrierenden Gleichstromverstärker 135 gegeben, der den grössten Anteil der Welligkeit aus dem Signal entfernt, das von den bistabilen Multivibratoren erzeugt wird, und der das Signal auf den phasenkorrigierenden Gleichstromverstärker 136 gibt.

Der Zweck dieses phasenkorrigierenden Verstärkers ist es, teilweise die Phasennacheilung zu kompensieren, die von dem Motor und dem integrierenden Verstärker in die Servoschleife eingeführt wurde. Es ist be-

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kannt, da·· ·· nötig ist, um di· g·wünschto Genauigkeit der Synchronisierung Ewitohtn d«r Flugzeugabtaateinriohtung und der Geachoaaabtaateinriohtung zu erhalten« •inen Servoveratärker vorzusehen, der eine aehr hohe Verstärkung besitzt,und dass eine Stabilität nur dadurch erzielt werden kann» daae der Frequenzgang- und Phasenkennlinien der gesamten Schleife sorgfältig ausgeglichen werden* In erster Linie iat der Veratärker 136 für diesen Ausgleich verantwortlich· Das Ausgangesignal des Verstärkers 136 speiet einen Leistüngsvertärker 137, der dan Signalpegel auf den anhebt, der für den Motor 138 erforderlich ist.

Das Sy·tee gemäss der Erfindung ist vollkommen flexibel und, an eine Vielzahl von Luft-Bodengeschossen und anderen Betriebsarten anpassbar. Bs kann auch mit einem photographisohen Bezugssignal verwendet werden} in dieser Betriebsart wird wenigstens eine Abtastung, die von einer Photograph!· des Zielgebietes erhalten wird, einige Zeit vor dem Abschuss in den Abtaster •ingebracht· Andererseits kann die Photographic selbst in de« Geschoss transportiert und abgetastet werden. Di··· Photographic wird dann zu einer Quelle von genauen Bezugaaignalen. Sobald das Zielgebiet in das Sehfeld des Abtasters kommt, tritt eine Korrelation auf Und das System erzeugt Gierunga- und Neigungs-•ignale, wie es zur richtigen Lenkung des Geschosses erforderlich ist« Di· Photograph!· sollte richtig orientiert sein, «inen geeigneten Massstab (nicht kritisch) besitzen und vorzugsweise aus der gleichen RiOhtung, aus der sich das Geschoss dem Ziel nähert,

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und unter ähnlichen Lichtverhältniseen aufgenommen sein, um sicherzustellen« dass eine ausreichende Korrelation auftritt.

In manchen taktischen Situationen kann es nicht durch« führbar sein, eine Photographic des Zieles einige Zeit vor dem Abschuss des Geschosses zu erhalten· Es dab eine Betriebsart möglich, wodurch keine Photograph!β erforderlich ist; das erforderliche Lenkbezugssignal wird elektronisch in den Geschosslenkabtaster gerade vor dem Abschuss oder sogar während seines Fluges durch drahtlose Übertragung eingebracht. Bei dieser Art trägt ein richtig ausgerüstetes Aufklärungsflugzeug eine Zielvorrichtung, die einen Abtastsensor ähnlich dem Geschossabtaster besitzt. Das Flugzeug ist weiterhin für eine Breitband-Audiobandbreitenübertragung ausgerüstet. Wenn es in das Zielgebiet fliegt, wird das Ziel mit der Zielvorrichtung aufgenommen und ein kurzes Signal, das so klein ist wie eine Abtastdauer und das die von der Zielvorrichtung erhaltene Information trägt, wird durch Funk zu dem Geschoss gesandt·

Nach der Demodulation wird dieses Signal magnetisch in dem Geschosslenksystem aufgezeichnet und zur Verwendung der AbSchlusslenkung bzw. der Zielflugphase verwendet»

\legen des grösseren Raumes, der verfügbar ist, ist es möglich, in dem Flugzeug eine Abtasteinrichtung vorzusehen, deren Optiken denen des Geschosses überlegen sind. Aueserdem können, während das Flugzeugablenksystem anfänglich auf das gleiche Ziel wie das System

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de· Geschosses gerichtet ist, deren Feldwinkel bis zu 30 <jL verschieden sein. Somit kann, wenn das Sehfeld des Flugzeugablenksystems dasjenige ist, das viel kleiner ist als das des Geschosses, dieses kleinere Sehfeld genau mit der Flugzeugeinrichtung abgetastet werden. Diese liefert ein genaues Bezugssignal zu dem Geschoss, das für einen wesentlich längeren Teil •eines Fluges verwendet werden kann, bevor ein neues fc ; Bezugssignal erforderlich ist, wodurch der Grad der Genauigkeit des Systems verbessert wird. Ausserdem ist es natürlich möglich, den Abtaster des Geschosses mit einem oder mehreren Bezugssignalen zu versehen, die z»B. von einer Photographie anstelle aufgrund des von dem Piloten auf das Ziel durchgeführten Zielvorganges eingeführt werden.

Während bei den oben beschriebenen-Ausführungsbeispielen der Träger für die Magnetaufzeichnungsspuren als an der Al: tust scheibe befestigt gezeigt wurde, ist dieae Anordnung nicht absolut wesentlich und statt dessen kann die Konstruktion, die die Magnetaufzeich-" nungsspuren trägt, von der Abtastscheibe getrennt sein und synchron von einer geeigneten Servosteuerung angetrieben werden·

Ausserdem ist es auch möglich, während' Magnetaufzeichnungespuren beschrieben und gezeigt wurden, die die Signale speichern, in bekannter Weise eine mehr "flüchtige" Anordnung, wie z.B. ein digitales Verschieberegister oder ein Verzögerungsleitungssystem zu verwenden, das jede Abtastung mit der nächstfolgenden Abtastung vergleichen würde. Auf diese Weise würde.

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da kein Bezugssignal vorhanden war·, alt d«ai «in· Anzahl von aufeinanderfolgenden Abtastungen verglichen wird» «in Vergleich von Abtastung Mit Abtastung Fehlersignale liefern, die nichts destoweniger für einige Zwecke ausreichen würden·

Während gezeigt wurde, dass verzögerte Bezugs- und ankommende Signale von den VerzÖgerungseinriohtungen 102 und 103 der Fig· 5 erzeugt werden, können in ähnlicher Weise in der Zeit versetzte Signale in bekannter Weise von eines Besugsaufzeiohnungskopf und von zwei Bezugewledergabeköpfen erzeugt werden, die gegeneinander versetzt sind und die an Jeder Seite des Aufzeichnungskopf es in der Entfernung angeordnet sind, die zur XrBeugung einer vorbestimmten Zeitverzögerung erforderlich ist·

Wenn das erhaltene Signal auere±@fe©ßd stark 1st, um

die Multiplikationswirkung eines Photovervlelfachers unnötig zu machen, kann eine Vakuum- oder gasgefüllt· t

oder eine Halbleiterphotozelle bzw« eine Kombination j

von mehreren Photodetektoren verwendet werden·

Während die öffnung der Abtästscheibe als sektorformig

gezeigt wurde, sind selbstverständlich auch andere

Formen möglich. Ausserdem kann die Abtastsoheibe ge-

wünsohtenfalla pneumatisch angetrieben werden, indem si· Turbinenschaufeln an ihrem Umfang besitzt, die einen Luftstrahl empfangen, dessen Druck ausreicht, um die Scheibe mit der gewünschten Geschwindigkeit in j

Drehung zu versetzen, die im Bereich von βββΐϋ/eek* J

liegen kann· ·

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Zusätslioh cu dr oben beschriebenen Verwendung kann da· System der Erfindung in einer automatischen Bombenziel-Vorrichtung verwendet werden» um die Geschwindigkeit de» Flugzeuges und seine Höhe zu dem Ziel in Beziehung Bu setzen, um den richtigen Augenblick zum Abwurf einer Bombe von dem Flugzeug zu bestimmen*

Das System gsmäes der Erfindung kann auch zum Abtasten eines Flugfeldes verwendet werden» während sich ein Flugzeug dem Flugfeld während der Landung nähert» um automatische Landesteuerungen für das Flugzeug zu liefern·

Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungβform einer · Abtastkonstruktion gemäss der vorliegenden Erfindung« Diese Abtastkonstruktion enthält ein Raster von empfindlichen Elementen 321· Die-Elemente 321 können z.B. in Form von photoelektriachen Segmenten ausgebildet sein, die aus Selenium- oder Cadmiumsulfid hergestellt •ein können. Xn dem Falle jedoch, in dem es erwünscht ist, mit anderen bilderzeugenden Quellen ale Lichtquellen zu arbeiten, ist es möglich, die Segmente 321 aus infrarot- usw. empfindlichen Materialien herzustellen· Die verschiedenen empfindlichen Segmente 321 werden von einer Platte 320 getragen, die die verschiedenen Segmente 321 voneinander isoliert} diese Platte 320 ist mit einer öffnung ausgebildet, durch die eine Welle 322 frei verläuft. Die Veil· 322 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit von einem geeigneten Synchronmotor od.dgl« in Drehung versetzt, ähnlich wie irgendeiner der oben beschriebenen Motoren«

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die die oben beschriebenen Abtastscheiben in Drehung versetzen. Das Ende 324 der Welle 322, das jenseits der Platte 320 gelegen ist, trägt eine Bürste 323, die sich während der Drehung der Welle 322 von einem Segment 321 zu dem nächsten auf einem Kreis bewegt. Die Schaltung wird von einem Schleifring 325 und den Leitern 326 und 326A, die in Fig. 9 gezeigt sind, vervollständigt, so dass die Bürste 323 sich von einem Segment zum anderen bewegt, wenn sich die Welle 322 dreht. Die Zeit, die von dem Zeitpunkt an verstreicht, in dem irgendein Segment von der Bürste 323 berührt wurde, bis zu dem nächsten Zeitpunkt» in deni das gleiche Segment von ar Bürste wieder berührt wird, entspricht der Zeit, die für eine Umdrehung der Welle 322 erforderlich ist; die Energie, die von dem besonderen Segment von dem Ziel empfangen wurde, wird auf dem Segment gespeichert und dann durch die Berührung mit der Bürste von dem Segment abgezogen· Auf dieae Weise dienen die verschiedenen Segmente 321 ebenfalls in Verbindung mit der Drehbürste 323 dazu, das Schema des Gebietes abzutasten, das das Ziel umgibt, und die Energie, die von den verschiedenen Segmenten 321 abgeleitet wird, wird direkt in ein elektrisches Signal umgewandelt, so dass es bei dieser Ausführungsform nicht notwendig ist, einen Photovervielfacher oder eine Abtastöffnung zu verwenden. In jeder anderen Beziehung arbeitet die Konstruktion der Pig» 8 und 9 in der oben beschriebenen Weise mit dem übrigen Teil der Schaltung zusammen, um die oben beschriebenen Ergebnisse hervorzurufen.

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Yenn es jedoch erforderlich 1st, dass das System unter Bedingungen stark schwankender Intensität der Eingangsstrahlung arbeitet, können bekannte Einrichtungen zur automatischen Steuerung der Intensität der die Segmente erreichenden Strahlung in Form eines automatischen Blendensteuerservosystems verwendet werden.

Es ist auch möglich, andere bekannte Mittel zum Zwecke _ der Schwächung der die Segmente 321 erreichenden Strah— ^ lung zu verwenden, sowie abgestufte oder neutrale Dichtefilter oder andere nicht neutrale Filter, Polarisationseinrichtungen von steuerbarer Orientierung zueinander u.dgl.

Andererseits kann die Amplitude der elektrischen Signale, die von bestimmten Photodetektoren erzeugt werden, durch j schwankende Spannungen gesteuert werden, die ihnen in einer zu der oben in Verbindung mit der Steuerung, der Verstärkung des Photovervielfachers beschriebenen analogen Art geliefert werden.

m Eine weitere bekannte Methode der Steuerung der Grosse der elektrischen Signale, die auf das System gemäss der Erfindung anwendbar ist, verwendet die nichtlinearen Kennlinien von Röhren, Halbleiterdioden und Transistoren· Diese Methoden sind dem Fachmann wohl bekannt und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist es auch möglich, das System gemäss der Erfindung mit Radiowellen zu verwenden, wobei eine Abtasteinrichtung aus mehreren Richtantennen

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besteht» di· auf Radiowellen ansprechen, di· von de« Ζ1·1 oder «Inest anderen Objekt, daa abgetastet wird« reflektiert warden· Die Antenne kann βοwohl stm Senden alp. auoh ■uua Xapfang der Radiowellen verwendet werden oder ee kann ein Teil der Anordnung empfangen» während der andere aendet· Öle verschiedenen Ringe der In Pig· IO geseiften Antenne werden in einer vorbestissrten Art und Reihenfolge erregt, uv «ine kreieföraiige Abtastung entweder durch Verwendung der Riohtwirkung der Sendeeleaente oder die der Bapfangaeleaente oder beider au schaffen«

Selbstverständlich kann das Systeai genäse der Erfindung in Hhnlicher Veise zur Verwendung mit akustischen Wallen entweder in der luft, iai Vaaeer oder in anderen Medien angepaaat werden· Z.B. kann das Syste· geaäas der Erfindung ao verwendet werden» um einen Torpedo, der von eine« Unterseeboot abgeschossen wird, su einen ausgewählten Ziel xu lenken·

Ünderungsdetektor

Fig· 11 zeigt einen Abtaster der Erfindung« der a*B· für den Vergleich von Bildern und für den Betrieb eilt elohtbareei Licht geeignet 1st· Rein konstruktive Teile sind der Deutlichkeit halber in der Figur weggelassen· Bi 1st xu erwähnen, daae der Abtaster deei in Fig. 3 ge se igt en sehr ähnlleh let· Eine Objektivlinse 20 profitiert ein Snergieaoheaia in Fora eines reellen Bildes des nicht ge» seigtea Objektes auf die Stlrnplatte 21 eines Drehgehäuses 22« Sine Öffnung 23, die vorzugsweise, jedoch nieht not»

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wendlgerweise radial verläuft und keilftiraig ausgebildet lit («Π« la eln«eln«n in Fig, 12 g«e«lgt ist), ist In der Stirnplatte 21 vorgesehen und lässt aufeinanderfolgende Teile des Liohtstroaes des Bildes durch ein übliches lichtkondensierendes optisches SyStea laufen, das Drehspiegel 2k und 25, einen festen Spiegel 26, Drehlinien 27^ £8 und 29 und «Ine feste Linse 20 enthält, und auf di« lichtempfindlich« Photokathode 31 eines Photovervlelfaohers 32 aufprallen·

Das Oehäuse 22 ist an den Vellenansatz 33 eines Slektro-BOtors 3k befestigt und wird mit einer relativ konstanten tfinkelgeechwindigkeit w in Drehung versetzt und veranlässt die Öffnung 23, einen ringförmigen Teil des Bildes wiederholt abzutasten.

JEwel Ubiieh« Magnet köpf« 35 und 36 sind sehr nah« an Hagnetaufseiohnungsspuren 37 und 38 üblicher Art angeordnet, die sich aa Uafang des Gehäuses 22 befinden. Während des Abtastvorganges liest der Kopf 36 auf der Spur 38 vorher *ufgezeichnete Steuersignale aus, während der Kepf 35 Videosignale aufzeichnen und später auslesen kann, die von dea Ausgang des Photovervielfaüheri 32 abgeleitet werden und die dea von der Photofcathed» 31 empfangenen Lichtstrahl entsprechen und, wie la einseinen in Fig. 13 g«e«igt ist, weiterverarbeitet ;

W«. 13 l»t »in Detailbloeksehaltbild, das «in« Anord- «*r *lektr*nlschen Bauteile '-»leer- Ausführungefer* Sjrsieeis g«aäss, der Erfindung seigt_#-

vielfaoher 32 wird von einer besonderen Quelle 114 gespeist, die Spannungen erzeugen kann, die von einigen 100 bis zu einigen 1000 V in Abhängigkeit von der Beleuchtung der Photokathode 31 reichen können» Eine änderung dieser Spannung erlaubt es, die Verstärkung des Photovervielfachers 32 einzustellen, um veränderliche .Lichtpegel über einen sehr beträchtlichen Bereich zu kompensieren, wie oben.erläutert wurde»

Das Ausgangssignal des Photovervielfaohere 32 wird von einem Videoverstärker 141 üblicher Konstruktion verstärkt und von einem Netzwerk 142 gefiltert, das aus einem differenzierenden Netzwerk bestehen kann, auf das ein Tiefpassfilter folgt, wodurch die Gleichstromkomponente eliminiert wird und die Hochfrequenzkomponenten begünstigt werden, die einen grosseren Teil der Nutzinformation tragen als die Niederfrequenzkomponenten, und wodurch die Durchlassbreit· entsprechend der Nutzbandbreite des Signals begrenzt wird»

Das Ausgangssignal des Netzwerks 142 wird von einem galvanisch gekoppelten Flipflop 143 quantisiert, das den Zustand ändert, wenn sein Eingangssignal die Polarität umkehrt und ein allgemein willkürliches Binärsignal V, der Amplitude +a erzeugt» Obwohl nicht notwendig, ist die Quantisierung der Signale in diesem . System vorteilhaft, da sie die Verwendung einer relativ einfachen, digitalen Schaltung zur KreuzmultiplÜEation von Signalen, um die gewünschte Information zu extrahieren, eher zulässt als die komplizierteren und empfindlicheren Vervielfacher»

ORIGINAL INSPECTED

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Zu einer gewählten Zeit T _ während des Betriebs der Vorrichtung wird der Schalter 144 betätigt, um den Kopf 35 momentan mit dem Ausgang des Aufzeichnungsverstärkers 145 zu verbinden, wodurch die Aufzeichnung von V₁ auf der Spur 37 veranlasst wird (s. Fig. 11)· Zu einer späteren Zeit T . wird der Schalter 144 in die gezeigte Stellung zurückgebracht und das Ausgangssignal des Kopfes 35t das von dem Leseverstärker 146 verstärkt wird, triggert das Flipflop 147, das ein weiteres Binärsignal V„ der Amplitude +a. erzeugt, während V₁ weiterhin vom Flipflop 143 erzeugt wird.

Venn V₁ und V„ das gleiche Objekt darstellen, jedoch kleine Verschiebungen oder geringe Änderungen zwischen T _ und T . aufgetreten sind, unterscheiden sie sich nicht erheblich· Dies ist durch die beiden ersten Kurven der Fig· 14 dargestellt, die typische Signale zeigt, die einem Teil des Abtastzyklus entsprechen. Einige Fälle sind darin erläutert: Die Durchgänge von V-, die bei t = c, K = g und t = ν auftreten, eilen gegenüber den entsprechenden Durchgängen von V_ nach, die jeweils bei t = b, t = f und t = u liegen. Die Durchgänge voi* V₁ und V„, die bei t = j auftreten, sind gleichzeitig und der Übergang V₁, der bei t = 1 auftritt, eilt voraus. Zusätzlich sind zwei Durchgänge von V₁ gezeigt, die jeweils bei t β ρ und t = r auftreten, die keine entsprechende Durchgänge in V₂ besitzen«

ORIGINAL INSPECTED 009822/0244

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Di· dritten und vierten lurvto dir Fi|, %k seifen *wai weitere Slfnale V₁* und V_f<_t die Jewell· *it Vj und V_ft ■it Ausnahme alner ftittn und flaichen Zeltvereoferunf, di· von VarsBferunfaleitungen 148 und 1*»9 (Pi§, 13) bawirkt werden» identisch sind·

XIn Signal,da· ein· Amplitude ±a beaitst und der HalTt· der Differenz von V₁ und V^* fielen litt, wird von eine* Dlfferentialveratltrktr 151 ar*auft und in «Ina Polga von poaitivan Iapulaan V. τοη das aiaiohriohtar 153 uefawandelt, während ein ähnliohe« Eifnal, da· der Hälfte dar Oiffaranx τοη V_£ und V^* fi«ioh lat« an den Auefanf daa Differentialveretärkere 15t eraoheint und in eine Po If a iron nefativen Iapulaan V^ iron da· Ql*iohriohtar uefewandalt wird· Dia Braita dar Xapulaa in V. lit

dar Varsttfarunf flaioh₍ dta von dar Laitunf 1^9 bewirkt wird «usüflioh Jadar VorailUnf von V_? fef#nUber V₂ oder abBÜflioh Jeder Haoheilunf, ja nsa®hd#äe_t wie diea der Pail aain kann· In flaiohar Vaia» iat die Breite dar Iatpulaa in V^ flaioh dar duroh dia Leitung 15 t bawirktan« absttflieh Jader Vorallunf von V^ fafanttbar V_ß edar BueUflioh jeder Maoheilunf, J* naohde«, wie die» der Pali aein kann· Daher bee tent V- ■ V₃ * V^_t da« MAaaohluaa 39 xur VarHifunf atant* au* J^f«l*an# iUla «ine Braita basitkan, die der Zeltdiffarenc awl·eHan ant- -: apr*akenien Planken - vpn V_t j»*i^

»efatlva_; »elarittt* wann ^

•lea «ι d*· Ι^^^βα^ΐΗΪρ.^:*-*^^Jf^

-40-

Xmpulae ρ - q und r - ·, dia aina dar LeitungaverzBgerung entapreohende Breite, jedoch entgegengeaetzte Polarität besitzen und die den Flanken ainea fehlerhaften bzw· unkorreliert en Xmpulaea ρ - r von V₁ entaprioht* Ba iat zu eehen, daas V₅ den ttrad dar Nicht-Übereinatianung zwischen den Null-Durchgängen von V₁ und Vλ und zwischen ihren Polaritäten durch entsprechende Xmpulae angibt·

Da dia Impulse ρ - q und r - a von entgegengesetzter Polarität aind, aind aia beatrabt, aich durch Mittelwartabildung gegenaeitig aufzuhaben. Daher iat daa Ausgangeeignal daa Tiefpassfilters ko ein Gleichstromsignal V«, daa am Anschluss 41 verfügbar iat und daa aina Grosse beaitzt, die im weβentliehen von dem Durchachnittawert der Zeitdifferenz swiachen entsprechenden Impulsflanken in V₁ und V₂ beatlmmt wird.

Via gezeigt wurde, beateht daa Signal, daa am Anschluss 39 verfügbar iat, aus ainar Folge von positiven und negativen Impulsen mit fester Amplitude, von denen jeder aina Dauer beaitzt, die jeweils der Zeitdifferenz <Δ t zwischen entaprechenden Flanken der Xmpulae der ankommenden (V₁) und der Bezüge- (v_)folgen gleich let und die aina Polarität beaitzen, die von dem algebraischen Vorzeichen von Δ t bestimmt wird. Es ist leicht zu eraehen» data dieaaa Signal vollkommen dem Signal an dar Verbindungaachaltung 11Oa dar Fig. 5 analog iat, obwohl darin eine unterechiedliche Anordnung gezeigt Iat·

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Bezugnehmend auf Fig. 12 ist ein Punkt P des Bildes, der abgetastet wird, bei T *, innerhalb der Öffnung an der Winkelkoordinate A gezeigt. Bei T_su, hat eine kleine relative Bildverschiebung PP eine Koordinatenänderung Δ A veranlasst, die durch die Gleichung*

B + 1 I >\y cos A - Λ χ sin

gegeben ist, wobei ^ y und Λ x Komponenten der Translation jeweils in den y- und x-Richtungen sind und B eine Drehkomponente der Bildverschiebung ist, die zwischen den Zeitpunkten T -. und T , auftritt. Diese Komponenten sind über das abgetastete Gebiet gleich.

Da A = wt ist, tritt eine veränderliche Zeitdifferenz während des Abtastzyklus auf, die durch

sin wt)

At =	ΛΑ	= B	+ 1	— I	&y cos	wt -
	W	W	R	W
gegeben	ist.

Wenn der Abfall des Signals, das von dem Photovervielfacher 32 erzeugt wird, sich im Vorzeichen N male pro Abtastung ändert, kehrt die Polarität des Signals an dem Ausgang des Netzwerkes 142, das dem Vorzeichen des Abfalles an seinem Eingang folgen will, ebenfalls N mal pro Abtastung um und das Signal am Anschluss 39 enthält

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2N-Impulee der Amplitude a, von denen jeder eine durch die obige Gleichung gegebene Dauer besitzt. Der Gleichstrom- bzw. Mittelwert des Signals, das an dem Ausgang 41 des Tiefpassfilters 40 erhalten wird, ists

*2

S 2/Na/B = 2 (konstaxt) B,

da die Ausdrücke A x sin wt und A, y cos wt, die einen Null-Mittelwert besitzen, zu dem obigen Ausgangssignal keinen Beitrag leisten· Die Spannung V_x, ist vollkommen der Spannung analog, die an dem Eingang des Rollverstärkers 111 in Fig. 5 vorhanden ist«

Wieder auf Fig. 13 Bezug nehmend, erzeugt der Kopf 36» der mit der Spur 38 und dem Verstärker 155 zusammen-

> arbeitet, ein vorher aufgezeichnetes dxa =-R sin A, dt proportionales Signal, das eines der Eingangssignale des Synchrondetektors I56 ist, das andere ist V_. Xn gleicher Weise liefert der Phasenschieber 157 ein weiteres, dya = R cos A proportionales Steuersignal

dt
zu dem Synchrondetektor 158. Zwei Tiefpassfilter 159 und 160 folgen den Detektoren 156 und 158, um ^x und ώ. y proportionale Signale V und V zu liefern, die

χ y

jeweils an den Anschlüssen hZ und 43 verfügbar sind.

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-51-

Di* Spannungen V und V sind gänzlich den Spannungen

dl· Jewell« an den Eingängen der Verstärker 112 und 113 der Fig· 5 erscheinen.

Mathematisch können die Vorgänge der Detektoren 156 Und 158 und der Filter 159 und 16O wiedergegeben werden durchι

V*i

R sin wt ■ / Na 1 Ζχχ « (konstant) Δ χ \2irJ

unds

^fc2*

R COS Wt m

(»J

(konstant) A

Die Yellenfora der Steuersignale, die al· ·1η·· der BIngangsBlgnale der Sjrnohrondetektoren 156 und 158 verwendet Werdent kann von Amr Sinusfora abweichen. Insbesondere können auch Rechteckwellen verwendet werden, die die Verwendung «lner *±ntm.dhmvn Sohaltung erlauben «umI die »ine Erhöhung der Aaplltude von Υ_χ und V hervorrufen»

ORIGINAL INSPECTED

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Wie gezeigt wurde, wird die Synchrondetektion verwendet, tue zwei Signale, die jeweils den Verschiebungskomponenten Δ χ und Δ Y proportional sind, zu extrahieren. Bei diesem Beispiel ist keine Synchrondetektion erforderlich,

üb V_n zu erhalten, da bei der bei diesem Beispiel gezeigö

ten ringförmigen Abtastung dA = w eine Konstante ist.

dt Die Synchrondetektion wäre jedoch erforderlich, wenn w eine Funktion der Zeit «Sre, wie dies z.B. bei einer wechselnden Abtastung der Fall wäre.

Die Signale an den Anschlüssen hZ und 43 können Fremdkomponenten infolge von Rauschen oder Fehlimpulsen in V.« oder V- enthalten, wie den Impuls, der in V₁ von t β ρ bis t = r (Flg. i4). gezeigt ist· Wie jedoch oben beschrieben wurde, ergeben solche Fehler- und Rausch- !«puls· in V- zwei nahe beieinander liegende gleiche Impulse entgegengesetzter Polarität, die sich gegenseitig durch Mittelwertbildung in den Tiefpassfiltern 4O, 159 und ΐ6θ aufzuheben bestrebt sind. Diese Form der Störbeseitigung, die die Genauigkeit der verschiedenen Ausgangesignale erhöht, ist ein Merkmal der Vorrichtungen geaäss der Erfindung. Es ist mit der Verwendung der Verzögerungsleitungen 1%3 und 149 (Fig. 13) verbunden bzw. mit deren äquivalent, das bei der gezeigten Art der Anordnung die Begrenzung der Länge der Störinptilse in V_ zulässt und aus β er dem zusätzliche, umgekehrte Störimpulse erzeugt, um den ersten entgegenzuwirken. Als Ergebnis dieses Merkmales ist es möglich, einen überraschend gross en Betrag an Nichtübereinstimmung zwischen der ankommenden Abtastung und der Bezugs-

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abtastung zu haben_f ohne die Genauigkeit des Systems wesentlich zu beeinträchtigen.

Durch Gleichrichten von V- und Glätten der sich ergebenden Impulse liefern der Gleichrichter i6i und das Tiefpassfilter 162 ein weiteres Signal, das am Anschluss 44 verfügbar ist und das eine Amplitude besitzt, die den Grad der Ungleichheit bzw« den Mangel an Zeitkoinzidenz zwischen den Null-Durchgängen der Signale V₁ und V₂ angibt. Wenn die Signale identisch wären, würde kein Signal am Anschluss 44 vorhanden sein. Beim anderen Extrem dagegen, wenn V₁ und V„ vollkommen unabhängig und willkürlich wären, würde eine Spannung gleich a/2 am Anschluss 44 erscheinen. Für Zwischengrade der Ungleichheit werden kleinere Spannungen erzeugt, die von dem Grad der Nichtübereinstimmung von V₁ und V„ abhängen. Das Signal am Anschluss 44 kann somit verwendet werden, um Änderungen anzuzeigen, die in dem Objektbild auftreten, die nicht auf die relative Bewegung zurückzu- , führen sind. Z.B. ruft der Eintritt eines neuen Objektes in das Sehfeld eine unmittelbare Zunahme des Signals am Anschluss 44hervor und seine Lage in dem Feld wird durch Impulse wie ρ - q und r - s in V_ angegeben. Umgekehrt zeigt das Nichtvorhandensein einer grossen Spannung am Anschluss 44 an, dass die Signale V₁ und V₂ eng miteinander übereinstimmen und dass das zur Zeit t' _ abge—

ref

tastete Objekt vergleichbar ist mit dem zur Zeit t abgetasteten oder das gleiche wie dieses ist. Dieses Merkmal des Systems ist für Anwendungsfälle zur Schemaerkennung braucBfbar. Andererseits kann der Schemaver-

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.54. 192684 t

gleich auch gleichzeitig statt aufeinanderfolgend durch Verwendung von zwei (oder mehr) synchronisierten Abtastern durchgeführt werden, um die zwei Schema abzutasten und V₁ und V„ zu erzeugen und so weiterhin die Notwendigkeit zu beseitigen, das Bezugssignal V„ aufzuzeichnen und wiederzugeben. Diese Betriebsart ist gänzlich der analog, bei der z.B. der Flugzeugzielvorrichtungsabtaster der Fig. 2 mit dem Abtaster der Fig. 1 zus ammenarb extet.

Damit das Signal am Anschluss 44 (Fig. 13) in erster Linie Unterschiede in den Schemen wiedergibt, die die Signale V und V„ erhöhten, ist es sehr wünschenswert, zuerst die Unterschiede in der relativen Lage (und in der Grosse, wie im einzelnen unten beschrieben wird) der Bilder durch Aufheben der jeweiligen Signale zu beseitigen, die an den Anschlüssen 41, 42 und 43 erscheinen. Dies kann z.B. durch manuelle Repositionierung des einen oder des anderen Schemas oder automatisch mit üblichen Servoantriebseinrichtungen erreicht werden, wobei die Signale, die beseitigt werden sollen, fc als Eingangssignale verwendet werden.

Es gibt auch zahlreiche Schemavergleichsanwendungsfälle in der Meteorologie, in denen es notwendig ist, genau die Lage von bestimmten vorher ausgewählten Schemen zwischen anderen Schemen oder in Bezug auf ein Koordinatensystem oder -gebilde zu messen. Solche Messungen können mit grosser Genauigkeit durch Verwendung der Vorrichtung gemäss der Erfindung und des eben beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden· Ein Beispiels eines

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solchen Anwendungsfalles 1st dl· genaue Feststellung entsprechender Bildteile In sich überlappenden Stereophoto graphien, wie dies bei der Lufttriangulation getan wird. In diesem Anwendungβfall kann ein ausgewählter Bildteil einer ersten Photographic verwendet werden, um ein aufgezeichnetes Bezugssignal zu erzeugen, das später mit Signalen, die von dem entsprechenden Teil einer zweiten Photographic in Beziehung gesetzt werden,

In einem weiteren Anwendungsfall kann ein Werkstück, an dem ein oder mehrere Arbeltsgänge an genau bestimmten Stellen durchgeführt werden sollen, mit grosser Genauigkeit durch Vergleich von Schemen auf dem Werkstück mit vorher aufgezeichneten Bezugssignalen angeordnet werden·

Der Fachmann erkennt, dass viele Abwandlungen der Konstruktion der oben beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Z#B. können nicht ringförmige Abtast-8ehernen verwendet werden und sind in bestimmten Anwendungsfällen bevorzugt. Z.B. können sich ausdehnende oder zusammenziehende Spiralabtastungen in Anwendungsfällen verwendet werden, die erhebliche fortschreitende Änderungen*in der Bildgröese mit sich bringen, wie dies eine Folge der Verminderung oder Erhöhung der Entfernung zwischen der Vorrichtung geulss der Erfindung und seinem Objekt sein kann. Andererseits kann in solchen Anwendungsfällen der Feldwinkel durch fortschreitende Änderung der Brennweite einer Qummiobjektivlinse geändert werden, um eine Spiralabtastung bei dem Objekt als vielmehr in der

Bildebene zu erzeugen. Die Geschwindigkeit, mit der der Feldwinkel geändert wird, kann von dem System selbst gesteuert werden, um solche Entfernungsänderungen auszugleichen und das Signal, das am Anschluss 44 (Fig. 13) erscheint, auf oder nahe dem minimalen Wert zu halten. Einrichtungen, die der Anordnung der Fig. 13 hinzugefügt werden können, um eine solche automatische Steuerung zu erhalten, sind in Fig. 15 gezeigt. So speist ein Niederfrequenz-Wechsels tronigenerator 163 einen Eingang des % Gleichetromdifferentialservoverstärkers i64,der veranlasst, dass der Gleichstrommotor 165 abwechselnd um einen geringen Betrag in jeder Richtung dreht. Ein Brennweitensteuerzahnkranz 166 des Gummiobjektivs 20a, der mit der Motorwelle 167 gekuppelt ist, führt deshalb eine gleiche alternierende Bewegung aus und veranlasst eine periodische Änderung um einen relativ geringen Betrag bzw. eine Zitterbewegung der Objektivbrennweite und da&er des Feldwinkels und der Grosse des Bildes, das auf die Stirnplatte 21a projiziert wird. Die Frequenz einer solchen Zitterbewegung kann etwa 2 Hz betragen.

Venn das bei T . abgetastete Gebiet im wesentlichen das " gleiche ist wie das bei T _ abgetastete, jedoch in der Grosse um einen geringen Betrag verschieden ist, enthält das "Ungleichheits"-Signal am Ausgangsanschluss 44a des Blocks 168, der die in Fig. 13 im einzelnen gezeigten elektronischen Bauteile darstellt, die zur Erzeugung eines solchen Ungleichhaitssignales erforderlich sind, eine Vechselatromkomponente mit einer Zitterfrequenz. Diese Komponente ist entweder mit dem Ausgangssignal des

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Generators 163 in Phase oder gegenphasig zu diesem, je nachdem, welches abgetastete Gebiet grosser ist· Deshalb ist am Ausgang des Synchrondetektors I69 ein Gleichstromsignal vorhanden, von dem von dem Tiefpassfilter 170 ein Mittelwert gebildet wird und das auf den zweiten Eingang des Servoverstärkers l64 gegeben wird, wodurch der Motor zu einer Drehung vornehmlich in der Richtung veranlasst wird, die erforderlich ist, um eine vollkommene Übereinstimmung der Gebiete und einen Ausgleich der Servoschleife zu bewirken.

Während die oben beschriebene Konstruktion durch Änderung der Brennweite des Objektivs 20a im Verhältnis, zur Entfernung zum Objekt arbeitet, kann andererseits die radiale Lage der Abtastöffnung 23a für ein entferntes Objekt auf einen kleinen Radius gesetzt werden und der Radius kann vergrössert werden, wenn sich das Objekt nähert oder umgekehrt. Es kann dann angezeigt sein, die winklige Grosse der Öffnung aufrechtzuerhalten und sie mit einer Lichtsteuereinrichtung zu versehen, wie z.B. einem abgestuften neutralen Dichtefilter, das in der Nähe des Zentrums eine höhere Lichtdurchlässigkeit und in der Nähe des Randes der Stirnplatte 21 eine geringere Durchlässigkeit besitzt. Dies hält eine im wesentlichen konstante Lichtübertragung durch das System ohne Rücksicht auf lineare Änderungen der Abmessungen der Öffnung 4a aufrecht. Solch ein Filter kann auch mit festen Öffnungen bei Erhöhung der tolerierbaren Grössenänderungen verwendet werden. Es ist auch möglich, die beiden Methoden, wie unten gezeigt wird, zu kombinieren, um den Einstellbereich der Vorrichtung stark zu erhöhen.

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Bei der Ausführungsform der schematisch in der auseinandergezogenen Ansicht der Fig. 16 gezeigten Konstruktion befindet sich vor der Abtastscheibe 34o, die eine radial langgestreckte Öffnung 349 besitzt, eine Blendenscheibe 3^7, an der ein spiralförmiger Schlitz 348 ausgebildet ist. Während des Betriebes dreht sich die Blendenscheibe 347 mit der benachbarten Abtastscheibe 340 mit Ausnahm· einer geringen Schwing- bzw. Zitterbewegung gegenüber der Abtastscheibe, wie oben anhand der Fig. P erläutert wurde. Der Schlitz 349 der Abtastscheibe 34O erstreckt sich quer zu dem Schlitz348 der Blendenscheibe 347. In Abhängigkeit von der Winkelstellung der Blendenscheibe 347 gegenüber der Abtastscheibe 34O empfängt daher ein Teil des Schlitzes 349» der näher an oder weiter entfernt von der optischen Achse ist, das Licht, das zu dem Photovervielfacher übertragen wird.

Es ist zu erkennen, dass das Zielbild, wenn sich der Abtaster z.B. einem Ziel nähert, das Bestreben hat, anzuwachsen und daher Objekte, die in einer Abtastung "gesehen¹¹ werden, sich später über den Kreis der Abk tastung hinausbewegen. Dies kann vermieden werden, wenn entweder die Brennweite der Gummilinse 335 vermindert oder wenn die Scheibe 347 in der richtigen Richtung gegenüber der Abtastscheibe 340 gedreht wird, sb dass der Teil des Schlitzes 349, der von dem Schlitz 3^8 bedeckt wird, sich in einer grösseren Entfernung von der optischen Achse befindet. Dies erhöht den Durchmesser des Kreises der Abtastung in dem genauen Mass, in dem die Bildgrtfsse erhöht wird, wenn sich das System dem Ziel nähert. Die Gummilinse 335 arbeitet selbstverstand-

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Iioh nur in bestimmten Grenzen und das gleiohe gilt für die Blendenseheibe 3^7» Wenn jedoch diese beiden Vorrichtungen in der gleichen Konstruktion kombiniert und wie gezeigt angetrieben werden, erhöht eine der Vorriohtungen die Betriebsgrenzen der anderen Vorrichtung und auf diese Weise wird der Bereich, über den das System zum Beispiel in dem Sehfeld bestimmte Objekte in einem früher abgetasteten Gebiet halten kann, erheblich vergrössert. Natürlich erlaubt die gleiohe Anordnung auch die Beseitigung von Grossenunterschieden in zusammenpassenden Sohemen. In Fig. 16 ist der Servomotor 3Oa analog dem Motor I65 der Fig. 5 und kann daher in gleicher Weise von dem Ausgangssignal des Verstärkers I65 angetrieben werden. Während in Fig. 16 die Scheibe 340 direkt von dem Motor 3*H angetrieben wird, wird die Blende 3U7 über das Differential kk$ angetrieben und führt zusätzliche Winkelbewegungen aus, die von dem Motor 3^3A Über ein Untersetzungsgetriebe 3U3B und das Differential kh$ bewirkt werden. Ein Potentiometer oder ein anderer Winkelmesewertgeber kann von dem Motor 3^3A angetrieben werden, um eine relative oder absolute Fernanzeige der Objektgrösse oder -differenz zu liefern.

In Anwendungefällen zur Sohemaerkennung ist es oft erwünscht, mehrere aufgezeichnete Bezugssignale V_ zu verwenden, von denen jedes z.B. einem unterschiedlichen Geslohtswinkel eines zu erkennenden Schemas entspricht. Zu diesem Zweck können mehrere Magnetköpfe (nicht gezeigt) anstelle eines einzigen Kopfes 35 (Fig. 11), eine entsprechende Any**»* von Aufzeichnung spuren, wie die

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-6ο-

Spur 37 ^an dem Gehäuse 22 und eine entsprechende Anzahl von elektronischen Bauteilen wie die in Fig. 13 gezeigten vorgesehen werden, tue einen gleichzeitigen Vergleich des von dem Flipflop i43 erzeugten Signals mit allen aufgezeichneten Bezugssignalen zu ermöglichen.

Unter Bezugnahm· auf die Figuren 13 und 14 ist zu erwähnen, dass das Signal V₅ proportional ist zu V₃V¹ -V₁₁V* , wobei V* und V« die verzögerten Gegenstücke von V₁ und V₂ sind· Ein identisches Signal V- kann daher auch am Anschluss 39a von zwei 4-Quadrantvervielfachern 171, 172 und einem Verstärker 173 (Fig. 17) anstelle der Verstärker 151 und 152 und der Gleichrichter 153 und 15^ erzeugt werden, wie in Fig. 13 gezeigtist.

Die kombinierten Ausgangseignale der Vervielfacher 171 und 172, die in den Widerständen 174 und 175 addiert und von dem Tiefpassfilter 176 gefiltertwerden, erscheinen am Anschluss 45 als ein Signal, das eine mittlere Amplitude besitzt, die den Grad der Übereinstimmung bzw. t den Korrelationspegel zwischen V₁ und V₂ angibt. Das letztere Signal ist ein "Übereinstimmungs"-Signal und kann daher in der gleichen allgemeinen Weise wie das "NichtÜbereinstimmungs"-Signal verwendet werden, das am Anschluss 36 (Fig. 13) zur Verfügung steht, um anzuzeigen, ob richtig in Beziehung gesetzte Signale verfügbar sind. Während jedoch das "Übereinstimmungs"-Signal bei Vorhandensein von sogar kleinen Unterschieden zwischen V₁ und V₂ stark, erhöht wird, wird das •'Übereine timmungs"-Signal von solchen Differenzen bzw. von kleinen Verschiebungen wenig beeinflusst und nimmt im

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wesentlichen nur ab, wenn die Differenzen bzw. Verschiebungen so sind, dass nur eine partielle Korrelation zwischen V₁ und V₂ existiert, wie anhand der Korrelationspegelkurve der Fig. 7 gesehen werden kann.

Verschiedene andere Arten von "Übereinstimmüngs"- oder "Nichtübereinstimmungs"-Signalen können leicht durch auf verschiedene Arten erfolgende Kombination der vier verfügbaren Korrelatoreingangssignale V₁, V„, V' und V· erhalten werden. .Z.B. könnten V₁ und V_ in einem Vervielfacher, wie 172 (Fig. 17) kreuzweise multipliziert werden, um ein Signal zu erzeugen, das nach Mittelwertbildung und Glättung nicht das Merkmal des abgeflachten Daches des Korrelationspegelsignals aufweisen würde, das graphisch in Fig. 7 dargestellt ist. Umgekehrt könnte ein "Nichtübereinstimmungs"-Signal, das auf Verschiebungen nicht ansprechen würde, klarerweise dadurch erhalten werden, dass alle vier Korrelatoreingangssignale zu einem bipolaren logischen Oder-Gatter gegeben werden und das logische Gatterausgangssignal umgekehrt würde.

Für manche Zwecke kann eine nicht kreisförmige Abtastung vorzuziehen sein. Eine Vielzahl von sich wiederholenden Abtastschemen verschiedener Formen kann einfach-durch Kombination der vorher beschriebenen sich drehenden, radiale-n langgestreckten Öffnungen mit festen Öffnungen bzw. Blenden, die vor oder hinter diesen gelegen sind, erhalten werden. Z.B.lie Art eine feste, lichtundurchlässige Blende, die vier gerade Schlitze 46, 47» 48 und 49 besitzt und die wie in Fig. 18 ange-ordnet sind, in

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Verbindung mit der sich drehenden Öffnung 23c ein quadratisches abgetastetes Gebiet. Die Signale, die von der Spur 38 abgeleitet und den Synchrondetektoren 156 und 1j)8 (Fig. 13) zugeführt werden, sollten die Art des ausgewählten Abtastschemas wiedergeben, indem sie den linearen Geschwindigkeitskomponenten proportional sind. In dem obigen Beispiel können symmetrische Rechteckimpulse verwendet werden, die jeweils synchron mit den horizontalen und vertikalen linearen Teilen der Abtastung sind. Solche Impulse erreichen in einem ausreichenden Mass näherungsweise die diskontinuierlichen 1 und 1

cos2 wt

cos (wt + "^2")

Funktionen, die den linearen Geschwindigkeitskomponenten der Abtastöffnung in den x- und y-Richtungen entsprechen und liefern daher eine nahezu konstante Bewegungsempfindlichkeit über das abgetastete Gebiet.

V/H Sensoren

Bei der Luftbildaufnahme ist es notwendig, die Grosse des Geschwindigkeits/Höhen-Verhältnisses (v/h) zu kennen, um ψ eine genaue Bildbewegungskompensation zu liefern und Unscharfen zu beseitigen, die sxch von der relativen Bewegung des Flugzeuges gegenüber dem Boden ergeben. Die Nachlaufeinrichtung gemäss der Erfindung kann so zur Luftbildaufnahme oder zu Navigationszwecken od.dgl. verwendet werden, indem, wie in Fig. I9 gezeigt ist, aufeinanderfolgende Gebiete des Bodens getrackt werden. Alle Abtastungen können nicht auf die gleiche ursprünglich aufgezeichnete Abtastung bezogen werden, und, da das Gebietsrelief und die Änderung der Perspektive infolge

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-63-

einee sich bewegenden Aussichtspunktes und auch wegen geometrischer Störungen» die von Änderungen des relativen Winkels (von a bis b) zwischen der Systemachse · und der Vertikalen oder von Störungen in der Linse herrühren können» muss die Zeitperiode, über die aufeinanderfolgende Abtastungen mit der ursprünglich aufgezeichneten Abtastung verglichen werden können, entsprechend den Grenzstellungen A und B der Systemachse beschränkt werden· Ein neues aufgezeichnetes Bezugssignal wird periodisch erhalten, nachdem die Systemachse in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht wurde, und leitet jedesmal einen Nachlaufzyklus ein, wenn dies auftritt. Dies ist in Fig. 19 dargestellt. Venn das Flugzeug die Position II erreicht, wird der nächste Nachlaufzyklua gestartet, wobei die Achse des Systems von der Xndβteilung 3 zu der Ausgangsstellung A¹ zurückgestellt wurde. Diese Schritt- und -wiederhol-Folge dauert an, an und wird auto· matisch so lange durchgeführt» wie eine V/H«>Be Stimmung bzw. ein Bodengleichlaufvorgang gewünscht wird.

Fig. 90 zeigt schematisch in einem vereinfachten Blockschaltbild die Bodennachlauf- bzw. Bodenkursschaltkreise, die eine Abtastvergleichsanordnung enthalten, die gänzlich der in Fig. 5 gezeigten analog ist und daher hier nur kurz besenrieben wird. Das Ausgangβsignal des Photovervielfachers 221 1st ein schwankendes Spannungssignal, das die Lichtintensität während einer jeden Abtastung wiedergibt. Diese Spannung wird von einem Photovervielfacherverstärker 222 verstärkt, von einem Kondensator und einem Widerstand 224 differentiert und zu einem

DO982 2/024U

-6k-

bistabilen Multivibrator 225 gegeben und in sin binäres Signal umgewandelt. Das Ausgangssignal des Multivibrators 225 besteht aus der vorher beschriebenen Folg© von Impulsen von konstanter Amplitude und veränderlicher Breite und Zeitlage. Diese Impulse, die von einem zeichnungsverβtärker 227 weiterverstärkt werden, über «inen Aufzeichnungs-Leeesehalter 229 zu der Magnet·= speichereinrichtung 228 geleitet.

Nachdem die Ursprungs- bzw. Bezwgsafotasitamg Speichereinrichtung gespeichert t«arde_B xfi^d d©r Sefealtor 229 automatisch in die "Lese"-Steilung geteacMt speist darai das Besugssignal in elio Vesipa einrichtung 230 ein»

Da® Auegajsgasignal Y^ des ¥erzögorasjgsQQms©SO 230» "das VerzögerungsIeitillages" und GegesitalrfeaoehaXatojrGn QSItMLIt₁ wie in Verbindung mit Pig_o 5 - beseSiriöboja. ^iHSJaTdQ₉ wiicd auf Synchrondetektor«n231 und 23^ -gogsbesa-p anisaissiaQH. ssait in Phase befindlichen «ad uia 90' pfeas©2a.v©z"seSaobQ2aQS2 Bq=

<iie von der Speiciierelsa^ielitiisig Äßtigt· werden, wie oben erläutert wtirdo

Y^hZ, .:?slgnale in dem V/H-Plns~Neigungs=Kanal" land in dem H-Plus-Roll-Kanal- erzeugte
des Gierungskanals gegeben.

—Plus—Roll—Kanal- erzeugt» V xv±Td. auch auf üon

Ein Aus gang s signal in irgendeinem- der oLrei Kanäle? das von den integrierenden Servoverstärkern 233 s, 234 und 235 verstärkt wird, die jeweils Servomotoren 236, 237 «nd 238 antreiben, veranlasst eine entsprechende Betätigung

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der optischen Kompensationseinrichtung 239» cLL« gleichzeitig von Messwertgebern 240, 241 und 242 abgefühlt wird.

Die paarweisen Dioden, die in die Eingangsleitungen der integrierenden Verstärker 233, 234 und 235 anstelle der üblicherweise verwendeten Widerstände eingefügt sind, erzeugen eine gewünschte nichtlineare Charakteristik. In eingeschwungenem Zustand und während die Motoren 236, 237 ^und 238 eine geringe Leistung benötigen, erscheinen nur kleine Signale an dem Ausgang der Verstärker, die die Dioden veranlassen, relativ als Hochohm-Widerstände zu arbeiten. Unter diesen Umständen ist die Integratorzeitkonstante gross, die Servobandbreite klein und die Systemstabilität hoch. Diese Faktoren führen zu einem sehr glatten und genauen Systembetrieb. Wenn sich jedoch die Umstände wie beim Start ändern, treten relativ grosse Signale an dem Eingang der Verstärker auf und die Dioden arbeiten als Niedrigohm-Widerstände. Die Integratorzeitkonstante ist dann klein und lässt ein viel schnelleres Ansprechen der Servoeinrichtungen auf die sich ändernden Umstände zu als dies mit Festohm-Widerständen möglich wäre.

Ein Signal, das den Grad der Korrelation anzeigt, wird ebenfalls von dem Verzögerungssensor 23O abgeleitet und tritt auf der Leitung 23OA auf. Dieses Signal ist eine Anzeige der Genauigkeit, mit der der Gleichlauf unter den vorherrschenden Zuständen von Gebietskontrast, Beleuchtung und Dunst oder Wolkendecke bewirkt wird, und kann verwendet werden, um externe Kameras der v/H-Sensoren oder anderer Einrichtungen, die von einem ent-

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sprechenden optischen Eingangssignal zu ihrer Korrekturbewegung abhängen, einzuschalten.

Das Signal auf der Leitung 23OA steuert ausserdem die Speicherung in den integrierenden Verstärkern 233» 23^ und 235 der Momentanwerte der Winkelgeschwindigkeit in den Vorwärts-, Quer- und Vertikalrichtungen, die von dem V/H-Sensor bestimmt wird. Sollte der Grad der Korrelation unter einen vorher festgesetzten minimalen annehm- W baren Pegel fallen, dann werden die Winkelgeschwindigkeitswerte nicht gespeichert und die vorher gespeicherte Information wird von dem System verwendet, um die optische Stabilisierung in Betrieb zu halten.

Einrichtungen sind vorgesehen, um einen automatischen Betrieb des V/H-Sensors bei jeder Gebietshelligkeit über dem Schwellwert zu erlauben. Eine automatische Verstärkungssteuereinrichtung 226 wird von dem Ausgangssignal des Photovervielfacherverstärkers 222 in genau der gleichen Weise gesteuert wie beispielsweise die Signalpegelsteuereinrichtung 92 (Fig. 5) von dem Vorfc verstärker 91· Der Photovervielfacher 221, sein Verstürker 222 und die automatische Verstärkungssteuereinrichtung 226 bilden so eine elektrische Servoschleife, die bestrebt ist, den Pegel der Signale, die auf den bistabilen Multivibrator 225 gegeben werden, zu stabilisieren. Als Nebenprodukt wird ein nützliches Belichtungssteuersignal von der automatischen Verstärkungssteuereinrichtung 226 erhalten, das sich logarithmisch mit der Helligkeit ändert und das von Kameras und anderen Einrichtungen verwendet werden kann, wenn dies gewünscht wird.

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Fig. 21 zeigt schematise}! eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäsa der Erfindung in Form eines automatiaciien Geschwindigkeits/Mähen-Sensors$ der eine Vorrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Bestimmung des ¥/&°¥«rhältnisses iet* Der Abtaster besteht aus den glöiekosu, 1Slaia®nt©si wie ύ®τ ±n Fig· 11 gozeigtöo HnebeooasslOEO "feffsito·?; ©iss. M©t©s> 3%b ©la Drehgehäuse SEb ans ®&a© Sti^mgilatto SIb 1st sit einsr Öffnung 23& v^seiisessa nand ©isa ©pfeä.o@&oo Bya'&am h®B&®fa.fc ans Lins®sa ß ( gg)₀

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ORfGfNAt INSPECTED 009822/02ÄA

in Richtung des mit L.O.F. bezeichneten Pfeiles (Fluglinie) bewegt, dreht sich der Exzenter 271 infolge der Wirkung eines Servoantriebe, der später beschrieben wird und veranlasst eine fortschreitende Drehung in der Richtung der Sichtlinie von der Linie 274- zu der Linie 27k*, so dass exakt das gleiche Gebiet 273 kontinuierlich während der Translation der Linsenstellungen von 20b nach 20b* abgetastet wird.

Zur Erläuterung des Obigen ist die Orientierung der Systemachse bzw. der Sichtlinie, die der Stellung 20b* entspricht, als Linie 275 gezeichnet, die parallel zur Linie 274* verläuft» Man sollte sich daran erinnern, dass sioh das Flugzeug ebenfalls in der Richtung des mit L.O.F. bezeichneten Pfeiles vorwärtsbewegt hat und den tatsächlichen Schnittpunkt des Bodens mit der Sichtlinie 27k (der zu 2?4⁽ läuft) veranlasst, fest zu bleiben, vorausgesetzt, dass die Winkelgeschwindigkeit der Drehung genau dem V/H-Verhältnis gleich ist. Das heisst, die Translation der Objektivlinse von 20b nach 20b' gleicht tatsächlich die Vorwärtsbewegung des FIugzeuge aus und lässt es zu, dass die Vorrichtung ein festes Gebiet auf dem Boden trackt (die nur perspektivischen Änderungen unterworfen ist, die von Änderungen des Aussichtspunktes herrühren), vorausgesetzt, dass ihre Bewegung die Gleichung erfüllts

V/H * V_Ltnse/Effektive Brennweite.

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Um einen genauen Gleichlauf aufrechtzuerhalten, wird eine geschlossene Servoschleife verwendet, die den Block 276, der die elektronischen Bauteile darstellt, die genauer in dem Blockschaltbild der Pig« I3 gezeigt sind und die zur Erzeugung von Richtsignalen am Anschluss 42 der Fig. I3 erforderlich sind, oder sein Äquivalent 42b der Fig. 21 umfasst. Die Schleife enthält auch einen Schaltverstärker 278, der für die Widerstände 279 und 280 eine Niederimpedanzquelle darstellt, sowie den Servoverstärker 281, den Antriebsmotor 282 und einen elektronischen Integrator, der eine Zeitkonstante bis zu einigen Minuten besitzt und den Widerstand 279» den Gegentaktverstärker 283 und den Kondensator 284 umfasst, sowie den Tachometergenerator 285» der eine Spannung liefert, die proportional seiner Drehgeschwindigkeit ist, undjweiterhin Verbindungswiderstände 280, 286 und 287. Der Motor trägt an seiner Ausgangswelle einen Zapfen 288 und treibt über das Zwischenzahnrad 289 das Zahnrad 290 und den Zapfen 291 an der Welle des Generators 285 an. Das Zahnrad 29O ist an dem Exzenter 271 mit üblichen Mitteln (nicht gezeigt) befestigt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist wie folgt 1 Die Objektivlinse befindet sich in der Stellung 20b, der Schalter 144 (Fig. I3) wird momentan betätigt, um ein Bezugsaufζeichnungssignal zu erhalten und der Schalter 277 ist geschlossen. Eine Verschiebung des Flugzeugs in Richtung des Pfeiles L.O.F. bewirkt zunächst, dass das auf die Stirnplatte 21b projizierte Bild sich in der gleichen Richtung bewegt, was ein Signal am An-

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schluss 42b erscheinen lässt. Nach Verstärkung durch die Verstärker 278 und 281 treibt dieses Signal den Motor 282 im Gegenuhrzeigersinn an. Dieser wiederum veranlasst eine Gegenuhrzeigersinndrehung des Exzenters 271 und des Generators 285» dessen Ausgangssignal auf den Verstärker 281 mit einer Polarität gegeben wird, die der des Signals entgegengesetzt ist, das von dem Verstärker 278 erzeugt wird. Gleichzeitig erreicht das Ausgangssignal des Ver-

^ stärkers 278 den Integrator 279, 283, 284, der veranlasst, dass der Kondensator 284 von dem phasenumkehrenden Ausgang des Verstärkers 283 eine elektrische Ladung annimmt, und dass weiterhin ein Signal von seinem nichtumkehrenden Ausgang über den Widerstand 286 zu dem Eingang des Verstärkers 281 läuft. Das Eingangssignal des Verstärkers 281 umfasst somit drei Signale, nämlich ein erstes, das der Verschiebung des Bildes auf der Stirnplatte 21b gegenüber der Bildposition proportional ist, an der das Bezugsaufzeichnungssignal erhalten wurde, ein weiteres Signal, das der Geschwindigkeit der Drehung des Generators 285 proportional ist, wobei die Geschwindigkeit genau proportional der Geschwindigkeit der linearen Ver-

ψ Schiebung der Linse 20b mittels einer geeigneten Wahl des Profils des Exzenters 271 gemacht wird, und ein drittes Signal, das proportional dem Zeitintegral der Bildverschiebung ist. Durch Verwendung dieser drei Signale wird eine gewünschte Servoschleifen-Charakteristik erhalten, die die hohe Verstärkung, die für einen genauen Gleichlauf der Bewegung des Bildes erforderlich ist, das auf die Stirnplatte 21b projiziert wird, mit dem Dämpfungsgrad kombiniert, der für einen stabilen Betrieb erforderlich ist.

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Nachdem die Objektivlinse die Endstellung 20b¹ erreicht, muss der Gleichlauf des Bildes unterbrochen werden und die Linse in ihre Ausgangsstellung 20b zurückgebracht werden. Während der Rückwärtsbewegung wird der Schalter 277 geöffnet, um jedes Signal am Anschluss 42b daran zu hindern» die Verstärker 281 und 283 zu erreichen. Der Motor 282 dreht sich jedoch weiter mit der Gleichlaufgeschwindigkeit infolge der Spannung, die noch von dem Verstärker 283 geliefert wird, der von der von dem Generator 285 erzeugten Spannung nahezu symmetriert wird. Nachdem die Objektivlinse die Stellung 20b erreicht, wird ein neues Bezugsaufzeichnungssignal erhalten und der Schalter 277' wird geschlossen, um den Bildgleichlauf wieder aufzunehmen, wie oben beschrieben wurde·

Im Betrieb gleicht die Bewegung der Linse 20b genau die Verschiebungen des Bildes auf der Stirnplatte 21b aus, die infolge der Vorwärtsbewegung des Plugzeuges aufzutreten bestrebt sind, und die Geschwindigkeit der Linsentranslation entspricht dann genau der Gleichung!

^VLinse " Effektive Brennweite χ V/H.

Daher 1st die Spannung, die am Anschluss 292 auftritt, selbst genau dem Verhältnis V/H proportional und kann dazu verwendet werden, eine genaue Bildbewegungskompensation in Kameras oder anderen Einrichtungen zu erzeugen.

Unter üblichen Plugbedingungen verursachen Seitenwindkoaponenten, die auf das Flugzeug einwirken, eine relativ langsame seitliche Bewegung, genannt Abdrift, die sich in

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einer Bildverechiebung in der Richtung niederschlägt, die senkrecht κα der durch die Linsenverschiebung» die in Fig* 21 gezeigt ist, kompensierten senkrecht ist« Das Blockschaltbild der Fig. 13 zeigt eine Anordnung eur Erzeugung eines Signals an dem Anschluss 43 infolge einer solchen seitlichen Bewegung· Xs ist daher einfach, einen V/H-Sensor, wie er In Fig· 21 gezeigt ist, mit einer Seitengleichlaufschleife zu versehen, um das Verhältnis iron Abdriftgeschwindigkeit zu Höhe zu messen, wenn dies gewünscht werden sollte. Sine Servoschleife, die allgemein der in Fig· 21 gezeigten gleich ist, die jedoch zur SrBeugung einer normalerweise viel langsameren und unabhängigen seitlichen Bewegung der Linse 20b ausgebildet lit» könnte vorgesehen werden, wenn dies nötig sein sollte*

Die Vorrichtung gemass der Erfindung kann auch die Wirkung von Flugzeugdrehungen um eine vertikale Achse, die als (Heran bekannt sind und die während des Oleichlauf Vorgangs auftreten» «essen und kompensieren· Zu diesem Zweck würde das Signal am Anschluss 4i (Fig. 13) als ein Eingangssignal lu einem noch weiteren Servoantrieb verwendet _H werdenι der ausgebildet ist, um z.B. das gesamte System entgegen der Gierung in Drehung zu versetzen· Die Erfahrung hat Jedoch gezeigt, dass dies im allgemeinen nicht erforderlich ist.

Die Kompensation von Bi ldver Schiebung en, die von der Flugzeugbewegung herrühren, kann in den Vorrichtungen genäse der Erfindung mit einer Vielfalt von anderen bekannten optischen Einrichtungen erreicht werden, da sie der BiIdbewegungskompensation in Luftbildkameras gänzlich analog

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ist. Z.B. können zwei (oder mehr) servogesteuerte.linear verschiebbare Spiegel, die zwischen der Linse und dem Abtaster angeordnet sind, oder wenigstens ein schwenkbarer Spiegel, der vor der Linse angeordnet ist, oder ein Schwenkgestell, das das ganze System trägt, verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen·

Wenn niedrige Werte von V/H in Betracht gezogen werden, wird eine optische Kompensation z.B. durch eine Translation der Linse senkrecht zur optischen Achse in zwei zueinander senkrechten Richtungen leicht erhalten, um die Vorwärts- und Seitenbildbewegungen (einschliesslich der Neigungβ- und Rollwirkung) auszugleichen, und wenn nötig, kann die Gierung durch eine Drehung des Abtasters um die optische Achse in dem System beseitigt werden« S* gibt viele Antriebe, die in der Lage sind, die zwei Linsentranslationen zu liefern} z.B. liefert ein Doppelspindelantrieb eine hohe Genauigkeit» Die Geschwindigkeitsuntersetzung, dl© von den Spindeln geliefert wird, eignet sich gut dazu, mittels elektrischer Messwertgeber genau die Verschiebungen zu bestimmen, die der Linse aufgeprägt werden. Entweder können Tachometergeneratoren für analoge Geschwindigkeitsausgangssignale oder digital* Positionskodiereinriohtungen zum digitalen Auslesen al« Messwertgeber verwendet werden· ;

Die Verwendbarkeit eines Spindelantriebe ist Jedoch auf niedrige Werte von V/h begrenzt (weniger als 1 Radiant pro Sekunde) durch die Forderung, dass der Linsentragmechanisnus in seine Ausgangsstellung in einer relativ

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kurzen Zeit zurückgebracht werden muss. Vmxxn dies ein merklicher Teil der Gesamtzeit -wird, tritt die Neigung zu Genauigkeitsverlusten infolge intermittierender Abtastung auf* Um eine erheblich schnellere Rückkehr bzw· einen Rücklauf zu schaffen« kann eine optische Kompensation mittels eines Schwenkspiegel vorgesehen werden, wie in Pig· 22 gezeigt ist· Die Flugrichtung verläuft normalerweise parallel zu der optischen Achse des Abtasters· Die Kompensation der Vorwärtsgeschwindigkeit und der Neigung wird durch Drehung des Spiegels 210 um seine Achse mit einer Geschwindigkeit erhalten» die der Hälfte des V/H-Vertes gleich ist. Die Kompensation der seitlichen Geschwindigkeit und des Rollens wird durch eine Drehung des gesamten Abtasters und der Spiegelanordnung um die Abtasterachse erreicht, während die Gierungskompensation durch eine ähnliche Drehung nur um den Abtaster ohne eine Schwenkbewegung des Spiegels erreicht wird. Bezugnehmend auf Fig. 22 ist au β «Ixen _s dass der Abtaster für eine Drehbewegung um die optische Achse von dem Gestell 199* getragen wird. Bin Zaknrad 212 ist koaxial an dem Abtaster befestigt und kämmt mit dem Zahnrad 211, das von dem Gierungβ-servoantrieb und dem Messwertgeber 199 angetrieben wird, der von dem Rahmen getragen wird, der für eine Drehbewegung von: dem Gestell 199* gehalten wird. Der gesamte Rahmen trägt ein Zahnrad 215, das mit dem Zapfen 214 kämmt, der νφη dem seitlichen V/H- und dem Ro11servoantrieb und dem Messwertgeber 213 angetrieben wird.

Da* Lieht erreicht das Objektiv 193, nachdem es von einem kippbaren Spiegel 210 reflektiert wurde, der an den Zapfen 194 befestigt ist, der drehbar ma eine zu

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d«r opt lachen Achse senkrechte Aohse gelagert let. Bin Hebel 195 lat an daai Zapfen 19*» befestigt und trägt ein· Exxanterrolle, dl· an einem Exzenter 197 angraift, und «in· Feder 196 treibt dan Habal 195 und dan Spiegel 27O in einer Drehrjtahtung an, dl· dl· Sxzenterrolle in Berührung mit das Exzenter hält· Diaaar Exzenter 197 wird von da« V/H- und Neigungsaerroantrieb und dan Messwertgeber 198 «nc·trlaban. Dl· Antrlaba 198, 199 und 213 arbeiten automatisch, um da· von daa Abta·tar in der oben erläuterten VeIaa empfangene Bild su atabi» llalaren. Die Kompensation Mittel· eine· Sohwankapiagala wird auf relativ kleine Winkel durch die geoaetriachen Störungen begrenstt die dea Keainua de» Vinkala dar · reflektierten optlachen Aohaa in Besug auf ihre zentrale Lage proportional sind. Au· di···* Grund atua· dl· Aaplltuda der Schwingbewegung de· Spiegel· auf 5 oder 10° begfenxt werden«

Sollteader V/H-Stanr tür Steuerung einer Kaaiera ver- \ wendet werden» die iai weaentlichen die gleiche Orientierung besitzt, konnten die optischen Stabiliaierungabauteile de· V/H-Seneor vorteilhaft mechanisch oder opti·oh auseinandergesogen werden* um gleichzeitig die gleiche Punktion für die Kamera auasuführen» und kannten körperlieh in der Kamerakonstruktion angeordnet werden* Bin I hoher Grad an Χ·Η·0·-Genauigkeit könnte so gaachaffan werden, während die Notwendigkeit für Messwertgeber und BUgehörige Servoeinrichtungen baaaitlgt wurde. Bei dieser Betriebsart ersetzt das optische Stabllisierungsaratam funktlonsmässig eine stabilisierte Plattform. Flg. 23 selgt eine Kamera, die sur Verwendung an Bord eine·

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Satelliten angepasst ist, bei der die I.M.C.-Funktion mechanisch mit der eines integralen V/H-Sensore 260 gemäss der Erfindung für einen vollautomatischen Betrieb gekoppelt ist.

Der Satellit ist auf seinem Umlauf fünf unterschiedlichen Bewegungen relativ zu der Erde oder einem anderen Himmelskörper unterworfen! Zwei Drehungen treten um die Mitte der Erde aufj dies sind jeweils die Umlaufbewegung und die relative Verschiebung senkrecht zu der Ebene der Umlaufbahn, die von der Drehung des Himmelskörpers erzeugt wird, wenn diese auftritt· Da der Radius des Himmelskörpers im allgemeinen sehr gross ist in Bezug auf die bedeutenden Abmessungen des Sehfeldes, können diese beiden Bewegungen als Translationsbewegungen für photοgraphische Zwecke angesehen werden· Ausserdem beschreibt der Satellit drei Schwingbewegungen um sein Schwerkraftzentrum, nämlich eine Neigungs-, Roll- und Gierbewegung.

Wenn irgendeine oder alle dieser Bewegungen unkompensiert gelassen werden, würden sie eine ausserordentliche BiId-Verschlechterung infolge der Bewegungsverzerrung zu verursachen suchen. Während es in der Luftphotographie üblich ist, die Wirkungen der Neigungs-, Roll- und Gierbewegungen durch Kreiselstabilisierung zu beseitigen, im Hinblick auf die vergleichsweise geringe Amplitude und die niedrige Frequenz der Schwingungen des Satelliten, ist es z.B. für den V/H-Sensor möglich, die kombinierte Wirkung der Vorwärtsgeschwindigkeit und der Neigung absufühlen und sie durch Bewegungen der Linsen 261 und 262 su kompensieren und dadurch eine gyroskopisehe Rollstabilisierung zu umgehen. .

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Diβ seitliche Bildgeschwindigkeit wird von der Antriebseinrichtung 257 beseitigt, die die Kamera 255 (und den V/H-Sensor, den sie trägt) um Schwenkachsen 258 und 257B in Richtung des mittleren Bodenkurses richtet· Die Rollbewegung wird optisch durch eine Sterngleichlaufeinrichtung ermittelt und durch eine Kameradrehung um die Schwenkachse 258 mittels der Antriebseinrichtung 256 kompensiert (während die Antriebseinrichtung 257 sich um ihren Befestigungspunkt 257C) diJBht) .

Indem man die ausgezeichnete Gierungsempfindlichkeit des V/H-Sensors gemäss der Erfindung ausnützt, werden Gierungssignale auch zu der Antriebseinrichtung 257 geleitet, um die Kamerarichtung, wie oben erläutert wurde, zu ändern und so die Gierungsschwingungen auszugleichen.

Das sich ergebende System ist ±m Vergleich zu den üblichen gyroskopisch gesteuerten, servobetätigten wesantlich einfacher, da die Kamera nur innerhalb des Satelliten in einer Weise gelagert werden muss, um zwei unabhängige Kompensationsdrehbewegungen um die Gierungs- und Rollachsen zu erzeugen, wobei eine optische Stabilisierung um die Neigungsachse und in der Vorwärtsrichtung vorgesehen ist.

Wie in Fig. 23 zu sehen ist, ist die Kamera eine vollständige und integrierte Einheit, die in dem Fahrzeug mittels seiner vertikalen Schwenkachsen gelagert ist, während Gierungs- und Rollservoantriebseinrichtungen, die an dem Fahrzeugrahmen mittels der Gelenke 257C und 256c befestigt sind, ihre Lage steuern.

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Das System gemäss der Erfindung, das so den Kern eines Satellitensteuersystems bilden kann, besitzt ferner die Fähigkeit, ein Schema eines vorher ausgewählten Himmelskörpers zu erkennen und zu verfolgen, um die Fluglage des Satelliten, insbesondere in Bezug auf die Rollachse, aber auch auf die Gierungs- und Neigungsachse zu bestimmen bzw. zu steuern·

Wenn die optische Kompensation des v/H-Sensors gleichzeitig für Kamera-I.M.C.-Zwecke verwendet wird, sollte die Kamerarückführung allgemein gleichzeitig mit dem V/H-Sensor-rücklauf stattfinden. Zu diesem Zweck kann ein Impuls von dem V/H-Sensor am Beginn des Rücklaufes erzeugt werden, um den Kamerarücklauf einzuleiten«

Wenn eine Kamera in Verbindung mit dem System gemäss der Erfindung verwendet wird, ist es selbstverständlich nicht erforderlich, stets eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Kamera und dem System vorzusehen. Statt dessen können Messwertgeber verwendet werden, um entfernt eine Kamera zu steuern, die vollkommen von dem System gemäss der Erfindung getrennt ist. Solche Steuerungen können nicht nur für X.M.C. und für die Orientierung der Kamera, sondern auch zur Steuerung der Belichtungszeit, wie oben gezeigt wurde, und des Filmtransportes der Kamera verwendet werden.

Während in photographischen Anwendungsfällen die Fehler, die festgestellt werden, zur Steuerung von Drehmomenterzeugern oder anderen Antriebseinrichtungen verwendet,

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werden, let ee much möglich, diese Fehler einfach auf Messinstrumenten z.B. für Navigationsswecke anzuzeigen oder sie auf Streifenblattschrelbern aufzuzeichnen, so dass die Fehler graphisch dargestellt und später beurteilt werden können·

Während die Abtastung oben als von mechanischen Einrichtungen erzeugt gezeigt wurde, ist es offensichtlich, dass ein ähnlich brauchbares Ergebnis statisch durch elektrische Einrichtungen erzeugt werden kann, z.B. kann eine Bildwandlerröhre verwendet werden, in der ein Elektronenstrahl, der abgelenkt* oder gespeichert wird, wie dies bei elektrostatischen oder elektromagnetischen Einrichtungen erforderlich ist, ein Bild abtastet oder erzeugt, das analysiert bzw. zerlegt wird.

In Verbindung mit den oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Abtasteinrichtungen sollte beachtet werden, dass es auch möglich ist, auf das Ziel einen Strahl in Form eines relativ dünnen Streifens von Strahlen gerichtet werden kann, die von dem Ziel reflektiert werden, um von dem System gemüse der Erfindung empfangen zu werden, webei das System selektiv für die Energie in solchen Strahlen empfindlich ist. Z.B. kann die in Fig· 1 dargestellte Velle dadurch erzeugt werden, dass sie von einer Energiequelle auegesandt wird, wie z.B. einem optischen Haser, der einen reflektierbaren Strahl erzeugt, der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, um im wesentlichen einen Hohlkegel zu beschreiben, dessen Basis bei dem Ziel liegt· Selbstverständlich kann bei einer solchen Anordnung in manchen

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Fällen «in· geschlitzt« Abtastscheibe bzw. ihr Äquivalent an dem Detektor unnötig sein und statt dessen kann das System einfach die gesamte Strahlung erfassen, die durch Reflexion von dem sich drehenden Keil empfangen wird, der auf das Zielgebiet gerichtet wurde«

Ausβer den in den Figuren 1, 2, 3 und 11 gezeigten Anordnungen sind viele unterschiedliche Anordnungen in der Lage, zu dem Photodetektor den Lichtflueβ zu übertragen» der von der Linse projiziert wird und der durch die Abtastöffnung des Abtasters gemäsa der Erfindung läuft. Fig. Zk zeigt eine Ausführungsform, bei der ein profiliertes Faseroptikbündel 295 die oben erwähnte Lichtleitfunktion durchführt.

Der Abtastantriebsmotor 34d ist mit einer rohrförmigen Welle 33d versehen, durch die der Lichtflueβ mittels der Linse 2Od projiziert und durch die Abtastöffnung 23d verlaufend gelenkt wird· Die Lenkung wird mittels des Bündels 295 erreicht, das sich von der Abtastöffnung (die von dem Bündel selbst oder von einem gesonderten Öffnungeteil gebildet wird) bis in die Nähe der Photokathode 31d des Photovervielfachers 32d erstreckt· Das Bündel ist an dem Drehgehäuse 22d mittels eines Klebstoffes 296 befestigt, der den gesamten nicht verwendeten Raust in der Stirnaus nehmung des Gehäuses 22d ausfüllen kann· Die Aussenflache des Gehäuses 22d kann weiterhin Magnetepuren 37d und 38d tragen, die mit Magnetköpfen (nicht gezeigt) in der oben beschriebenen Art zusaasten arbeiten können.

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Die eben beschriebene Anordnung überträgt Licht sehr wirksam, und ist noch mechanisch und optisch einfach und billig.

Bei dem System gemäss der Erfindung werden die Richtungsbzw· Fehlersignale von stetigen oder zyklischen Änderungen in der mittleren Amplitude der Korrelationssignale erhalten, die von Änderungen der relativen Lage der Bilder herrühren. Somit müssen die Änderungen in der Lage, die zugelassen werden können, in solchen Grenzen bleiben, diss eine ausreichende Korrelation aufrechterhalten wird. In bestimmten Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, momentane Änderungen in der Lage über die normalen Grenzen des Systems hinaus zuzulassen. Wenn die Genauigkeit in gleichem Mass von Bedeutung ist, ist es möglich, ein oder mehrere Systems gemäss der Erfindung zu kombinieren, d.h. gleichzeitig zu verwenden, wobei eines der Systeme so entworfen ist, dass es grössere Grenzen zulässt, während wenigstens ein anderes so entworfen ist, dass ©s eine hohe Genauigkeit erzeugt, das jedoch so begrenzt ist, dass es in engeren Grenzen arbeitet. Die Rieht* bzw.

Fehlersignale, die von den Systemen erzeugt werden, (

werden dann kombiniert und zu den richtigen Gestelldrehmomenter zeugern, Ausgangsmessinstrumenten oder jeder anderen Vorrichtung gesandt, wie dies gewünscht werden kann.

Die Bewegungsgrenzen, in denen das System gemäss der Erfindung richtig arbeiten kann, werden von Faktoren, wie der optischen Länge der Linse, bestimmt, die zusammen mit den Abmessungen der Abtastöffnung den optischen Feldwinkel

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bestimmen, sowie dem Frequenzgang des Videoteils der Schaltung, dem Betrag der Zeitverzögerung, die von solchen Schaltungen, wie 102 und 103 (^Fig· 5) eingeführt werden, ebenso wie dem gesamten Rauschabstand, der meist von der Qualität des abgetasteten Bildes abhängt.

Uin weitere Betriebsgrenzen mit der Genaufekeit eines eng begrenzten Systems zu verbinden, ist es jedoch nicht immer nötig, die optischen Teile des Systems oder die mechanischen Abtastelemente oder die gesamte elektronische Schaltung, die dem Phot©vervielfacher folgt, bis zu und einschliessiich der Drehmomentverstärker zu verdoppeln. In manchen Fällen ist es möglich, einen einzigen Abtaster und einen einzigen Photovervielfacher zu verwenden, und die Videosignale zu zwei getrennten elektronischen Verarbextungsexnrichtungen Zi" senden, von denen eine für enge Grenzen und daher für liefe.® Genauigkeit entworfen ist, wenn die andere für breiter© Grenzen, jedoch nicht für den gleichen Grad an Genauigkeit entworfen ist.

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Claims

AnsprUche

Lenksystem, gekennzeichnet durch, eine Abtasteinrichtung zu» Abtasten eine· ausgewählten Gebietes, die zyklfeb arbeitet, tub wenigstens eine Abtastung zu erzeugen, die ein gegebenes Videoschema besitzt, eine photoelektrische Einrichtung, die mit der Abtasteinrichtung zusammenarbeitet, um das Videoschema in elektrisch· Signale umzuwandeln, die jeweils die Analoga der Videosohemen sind, eine quantisierende Einrichtung, die mit der photoelektrischen Einrichtung zusammenarbeitet, um dadurch die erzeugten elektrischen Signale in Binärsignal· umzuwandeln, •ine Verzögerungseinrichtung, die mit der quantisierenden Einrichtung zusammenarbeitet, um ein verzögert·· Binarsignal zu liefern, eine Quelle eines Bezugsbinarsignals, eine Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung des Bezugsbinärsignal·, «in Paar Kreuzmultiplikationseinrichtungen, die mit der Quell·, dar quantislerenden Einrichtung und beiden Verzögerungseinrichtungen zur Kreazmultiplikation «in·· verzögerten Binärsignals der quantisierenden Einrichtung mit einem nichtverzögerten Binärsignal der Quelle und zur Xreuzmultiplikation eines nichtverzögerten Binärsignals der quantisierenden Einrichtung mit «inem verzögerten Signal der Quelle zusammenarbeiten, eine Einrichtung, die mit dem Paar Kreuzmultiplikationseinriohtungen Zusammenarbeit·t, um die Differenz zwischen dem Paar areuzmultiplikationen festzustellen, ein· Quelle eine·

ORIGINAL INSPECTED

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zweiten Bezugssignals, das multipliziert mit den Kreuzmultiplikationen zur Unterscheidung zwischen Gierungs-, Neigungs- und Ro11fehlern fähig ist, und eine Einrichtung zur Korrektur der Lage der Abtasteinrichtung entsprechend den bestimmten Fehlern.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Differentieren und Filtern der elektrischen Signale, die von der photοelektrischen Einrichtung erzeugt werden, um die Gleichstromkomponente auszuscheiden und die Niederfrequenzkomponenten zu schwächen.

3. Lenksystem, gekennzeichnet durch einen Träger, ein . Paar Aufzeichnungsspuren, die von dem Träger getragen werden, wobei eine der Spuren ein Bezugssignal trägt, eine Einrichtung, die mit der anderen der Aufzeichnungespur zusammenarbeitet, um auf der letzteren ein ankommendes Signal aufzuzeichnen und gleichzeitig jedes zuvor aufgezeichnete Signal auf dieser anderen Spur zu löschen, eine Korrelations einrichtung, die mit dem ankommenden Signal und dem Bezugssignal zusammenarbeitet, um dieses Signal in Beziehung zu setzen und zu bestimmen, wenn ein neues Bezugssignal erforderlich ist, und eine Torsteuereinrichtung, die von der Korrelations einrichtung aktiviert wird und mit den Spuren zusammenarbeitet, um ein ankommendes Signal auf der anderen Spur zurückzuhalten und das Löschen und Aufzeichnen auf der einen Spur zu beginnen, wenn die Korrelationseinrichtung die Notwendigkeit für ein neues Bezugssignal bestimmt, so dass die SpurarJkb-

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wechselnd arbeiten, um ein Bezugssignal zu führen und ankommende Signale zu empfangen*

4. System nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine, zusätzliche Aufzeichnungsspur zum Empfang entsprechend zusätzlicher Bezugssignale.

5· Vorrichtung zur Erfassung von Änderungen, die in einem Bild auftreten, das von einem Strahlungsenergieschema gebildet wird, inldem Bildkomponenten in kontrastierenden Energiepegeln verteilt sind, gekennzeichnet durch

(a) eine Einrichtung mit einem Wandler, der auf die Strahlungsenergie anspricht, um einen vorbestimmten Teil des Bildes während einer ersten Periode zur Erzeugung eines ersten elektrischen Signals abzutasten, das im wesentlichen ein ununterbrochenes Spannungsanälogon ist, das für den abgetasteten Teil in der Periode typisch ist, und um den Teil während einer späteren Periode zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Signals abzutasten, das ein im wesentlichen ununterbrochenes Spannungsanälogon ist, das für den abgetasteten Teil in der späteren Periode typisch ist,

(b) eine Einrichtung zur Aufzeichnung des ersten Signals während der ersten Periode und zur Wiedergabe der Aufzeichnung während der späteren Periode, um ein Bezugssignal zu liefern, und

(c) eine Einrichtung zur Messung des Grades der Korrelation zwischen dem Bezugssignal und dem zweiten Signal, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das eine Funktion der Änderungen ist, die in dertvTeil des

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Bildes zwischen den Perioden auftritt und das von den Fehlerkomponenten in den drei Koordinaten gebildet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, dass das Bild optisch und die Energie aus Licht gebildet werden·

7· Vorrichtung nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, dass die Energie eine Infrarotstrahlungsenergie ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsmesseinrichtung eine Einrichtung enthält, die auf analoge und digitale Signale anspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 51 gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur automatischen Steuerung des Feldwinkels, unter dem die Abtasteinrichtung das Bild sieht, um das Fehlersignal zu vermindern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler enthält*

(a) ein Objektiv, um ein Bild eines Objektes auf die Brennebene des Objektivs zu richten,

(b) eine Drehscheibe, die in der Brennebene angeordnet ist und die eine Drehachse besitzt, die das Bild wenigstens schneidet und die eine Öffnung besitzt, die von der Drehachse entfernt ist, wodurch im Laufe der Drehung ein ringförmiger Teil des Bildes von der Öffnung abgetastet wird und

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(C) eine strahlungsenergieempfindliche Einrichtung, die an der dem Objektiv gegenüberliegenden Seite der Scheibe angeordnet 1st, um Strahlungsenergie von dem abgetasteten Ringteil aufzufangen und die in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das ein ununterbrochenes Spannungsanalogon von diesem ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung von einem langgestreckten radialen

Schlitz in der Scheibe gebildet wird. '

12. Vorrichtung nach Anspruch 1-1, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Schlitz eine keilförmige Form be«- sitzt»

13· Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen der Breite des radialen Schlitzes.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Blendenscheibe, die koaxial mit der Abtastscheibe und drehbar mit dieser angeordnet ist, und an der ein j spiralförmiger Schlitz ausgebildet ist, von dem sich ein Teil über den radialen Schlitz erstreckt, so dass durch winklige Verschiebung der Blendenscheibe und der Abtastscheibe ein ausgewählter Teil des radialen Schlitzes aufgedeckt ist, um Strahlungsenergie von dem Objektiv durchzulassen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv einstellbar ist und dass eine Einrichtung zur automatischen Einstellung des Objektivs

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vorhanden ist, um die in dem abgetasteten Bild dargestellten Objekte während relativ grosser Änderungen der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Objektiv auf im wesentlichen der gleichen Grosse zu halten.

i6« Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einstellung der Winkelbeziehung zwischen der Biendenscheibe und der Abtastscheibe während einer Änderung der Entfernung zwischen einem Objekt und dem Objektiv, um in dem abgetasteten Ringteil die gleichen Objekte während einer relativ grossen Änderung der Entfernung zwischen dem Objekt und dem Objektiv zu halten.

17· Vorrichtung zur Erfassung von Änderungen, die in einem Bild auftreten, das von einem Strahlungsenergieschema gebildet wird, in dem Bildkomponenten in kontrastierenden Energiepegeln verteilt sind, gekennzeichnet durch

(a) eine Einrichtung mit einem Wandler, der auf die Energie anspricht, um einen vorbestimmten Teil des Bildes während einer ersten Periode zur Erzeugung eines ersten elektrischen Signals abzutasten, das ein im wesentlichen nicht unterbrochenes Spannungsanalogon des abgetasteten Teiles in der Periode ist, und-um den Teil während einer späteren Periode zur' Erzeugung des zweiten Signals abzutasten, der ein im wesentlichen nicht unterbrochenes Spannungsanalogon des Teils in der späteren Per^iode ist,

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(b) eine Einrichtung, um die ersten und zweiten Signale zu quantisieren und erste und zweite Folgen "sron Impulsen mit veränderlicher Breite und einem Abstand zu erzeugen, der eine Funktion der Analogwerte der Signale ist,

(C) eine Einrichtung zum Aufzeichnen der ersten Folge von Impulsen während der ersten Periode und zur Wiedergabe der Aufzeichnung während der zweiten Periode, um eine Bezugsfolge von Impulsen zu liefern, und

(d) eine Einrichtung zur Messung des Grades der Korrelation zwischen der Bezugsfolge und der zweiten Folge, um eine Folge von Fehlerimpulsen zu erzeugen, die die Änderungen darstellen, die in dem zweiten Teil des Bildes zwischen der Periode auftreten, und die von Fehlerkomponenten in den drei Koordinaten gebildet wird.

18. Kamerasystem, das gegenüber einem gesehenen Gebiet relativen Verschiebungen unterliegt, gekennzeichnet durch

(a) eine optische Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes des Gebietes, das sich mit den Verschiebungen ändert,

(b) eine Einrichtung mit einer Photozelle, um einen Teil des Bildes während einer ersten Periode zur Erzeugung eines· ersten Videosignals abzutasten^ das für den Teil typisch ist, und um den Teil des Bildes während wenigstens einer späteren Periode zur Erzeugung eines zweiten Videosignals abzutasten, das für den Teil während der späteren Periode typisch ist,

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(C) eine Einrichtung, um die ersten und zweiten Videosignale zu quantisieren und erste und zweite Folgen von Impulsen veränderlicher Breite und mit einem Abstand zu erzeugen, der eine Funktion der Signale ist,

(O) eine Einrichtung zur Aufzeichnung der ersten Folge während der ersten Periode und zur Wiedergabe der Aufzeichnung während der zweiten Periode, um eine Bezugsfolge von Impulsen zu liefern, und

(e) eine Einrichtung zum Vergleichen der Bezugsfolge und der zweiten Folge zur Erzeugung einer Folge von Fehlersignalen, die das Ausmass und die Richtung der Verschiebung darstellen, die zwischen den ersten und zweiten Perioden in den drei Koordinaten auftreten.

19· Kamerasystem nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die auf die Fehlerfolge anspricht, um die Lage des Bildes zu verschieben und eine Bildbewegungskompensation zu bewirken»

20. Kamerasystem mit einer Vorrichtung zur Bildbewegungskompensation, gekennzeichnet durch eine optische Vorrichtung zur Erzeugung eines Bildes eines Gebietes, welches Bild sich mit der Bewegung des Kamerasystems ändert, einen Abtaster mit einer Photozelle, um zyklisch einen ringförmigen Teil des Bildes abzutasten und während eines Zyklus ein erstes Videosignal zu erzeugen, das ein Analogon des Teiles ist, wie er in dem Zyklus erscheint, und um während eines

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folgenden Zyklus ein zweites Videobild zu erzeugen, das ein AnaIogoη des Teils ist, wie er in dem folgenden Zyklus erscheint,

(c) eine Einrichtung, um die ersten und zweiten Signale zur Erzeugung erster und zweiter Folgen von Impulsen mit sich ändernder Breite und einem Abstand zu erzeugen, der eine Funktion der Signale ist,

(d) eine Vorrichtung, die betriebsmässig mit dem Abtaster gekoppelt ist und die eine kreisförmige f Magnetaufzeichnungsspur enthält, um die erste Folge gleichzeitig mit· der Abtastung während des ersten Zyklus aufzuzeichnen und die Aufzeichnung während der nächsten Folge wiederzugeben, um eine erste Bezugsfolge zu erzeugen,

(E) eine Schaltung zur Messung des Grades der Korrelation zwischen der Bezugsfolge und der zweiten Folge, um eine Folge von Fehlerimpulsen zu erzeugen, die das Ausmaas und die Richtung der Bewegung darstellen, die zwischen den beiden Zyklen auftritt, und

(f) einen Servomechanismus, der auf die Fehlerfolge anspricht und der mit dem Kamerasystem gekoppelt ist, um eine Bildbewegungskompensation zu bewirken.

21. Lenksystem zur Lenkung eines Fahrzeugs gegen ein ausgewähltes Ziel, gekennzeichnet durch

(Α) eine Einrichtung, die zyklisch ein Gebiet abtastet, das das Ziel einschliesst, um während eines gewählten Zyklus ein erstes elektrisches Signal zu erzeugen, das im wesentlichen eine nicht unterbrochene,- analoge Spannung ist, die typisch für

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das Bild des Zieles zu dieser Zeit ist, und um während wenigstens eines folgenden Zyklus ein zweites elektrisches Signal zu erzeugen, das eine im wesentlichen ununterbrochene analoge Spannung ist, die typisch für das Bild des Zieles zu einer späteren Zeit ist,

(Β) eine Einrichtung zur Aufzeichnung des ersten Signales und zur Wiedergabe der Aufzeichnung während eines folgenden Zyklus, um ein Bezugssignal zu erzeugen,

(c) eine Einrichtung zur Messung des Grades der Korrelation zwischen dem Bezugssignal und dem zweiten elektrischen Signal, um ein Steuersignal zu erzeugen, das Neigungs-, Gierungs- und Rollr komponenten enthält, die von der LageverSchiebung des Zieles relativ zu dem Fahrzeug in dem Intervall zwischen dem ersten Zyklus und dem folgenden Zyklus abhängt, und

(d) eine Steuereinrichtung, die in dem Fahrzeug angeordnet ist, und die auf die Komponenten des Steuersignals anspricht, um das Fahrzeug auf das Ziel gerichtet zu halten.

22. Lenksystem nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bestimmung des Grades der Korrelation zwischen dem Bezugssignal und dem zweiten Signal, um eine davon abhängige Steuergrösse zu erzeugen, und eine Einrichtung, die von dieser Steuergrösse betätigt wird, wenn ein gegebenes Bezugssignal nicht langer einen gegebenen Grad an Korrelation liefert, um ein neues Bezugssignal zu erzeugen.

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23o Lenksystem nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine Kardanrahmenkonstruktion, zum Tragen, der Abtasteinrichtung und der Steuereinrichtung, die auf Signale anspricht, die von der Abtasteinrichtung abgeleitet werden, um die Kardanrahmenkonstruktion auf das Ziel gerichtet zu halten, und durch eine Einrichtung, die mit der Steuereinrichtung zusammenwirkt, um dieselbe zeitweise ausser Betrieb zu setzen, wenn ein Verlust von Signalen auftritt.

24. Lenksystem nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, dass die Kardanrahmenkonstruktion auch eine Kreiseleinrichtung trägt, und dass weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, um die Kreiseleinrichtung in Betrieb zu setzen, wenn die Steuereinrichtung ausser Betrieb gesetzt ist, wobei die Kreiseleinrichtung im Betrieb die Abtasteinrichtung in der Richtung hält, die sie unmittelbar vor dem Verlust von Signalen hatte.

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