DE2502245B2 - Einrichtung zur universellen verfolgung eines von einem beobachtungsgeraet erfassten zieles - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur universellen Verfolgung eines von einem Beobachtungsgerät erfaßten Zieles, bestehend aus einem Bildsensor, insbesondere einer konventionellen Fernseh-Kamera, einem Gerät zur Bildauswertung zwecks Ermittlung der Ablage von bewegten Objekten im Bildfeld des Sensors relativ zu einem sensorfesten Bezugssystem, vorzugsweise dessen Visierlinie, sowie einem Stellantrieb, der die ermittelten Ablagesignale in Azimuth und/oder Elevation zur Nachführung des Sensors derart verarbeitet, daß die Ablagesignale zu Null geregelt werden.

Es sind Einrichtungen allgemein bekannt, mit deren Hilfe es möglich ist, einen bewegten, elektromagnetische Strahlung (Licht, Warne), aussendenden oder reflektierenden Gegenstand mit einem für die entsprechende Strahlung empfindlichen Gerät zu beobachten und automatisch seine Lage zu verfolgen. Bei diesen Einrichtungen wird die von ihren Sensoren aufgenommene Bildinformation zur Ableitung von Nachführsignalen ausgewertet.

Es sind speziell nach dem Kontrastprinzip arbeitende Zielverfolgungssysteme bekannt, bei denen eine Szene in helle bzw. dunkle Gebiete eingeteilt und z. B. der Flächenschwerpunkt einer als Ziel erkannten Hell- oder Dunkelfläche errechnet wird. Ferner kann die Lage einer Hell-Dunkel-Kante bestimmt werden.

Bei einer Bewegung des Zieles wird ein Ablagesignal an ein Servosystem geliefert, das eine Verstellung des Beobachtungssystems entsprechend dem Ablagesignal bewirkt

Weiterhin sind eine Reihe Verfahren bekannt oder vorgeschlagen, die bezüglich ganz bestimmter Eigenschaften des Zieles empfindlich sind, etwa seiner Farbe, seiner Bewegung, seiner Kontur oder Helligkeits-Struktur (Muster). So arbeitet eine bekannte Einrichtung nach einem Ortsfilterungsverfahren, bei dem eine Orts-Fourierkomponente des Zieles auf ihre Phase gegenüber dem verschobenen Bild untersucht wird. Das Servosystem regelt das Beobachtungsgerät auf die Phase »NULL« nach. Da jedoch nicht die komplette Zielstruktur eingelagert wird, ist das Wiederauffinden eines einmal verlorenen Zieles ohne externen Eingriff unmöglich.

Eine weitere wichtige Randbedingung bei Verfolgungssituationen ist die Umgebung des Zieles. MIe zufälligen Störungen, wie Regen, Änderung der Beleuchtungsverhältnisse, vorübergehende Abdeckungen oder Teilabdeckungen sind ebenso zu berücksichtigen, wie ein stark strukturierter Hintergrund bei einem kontrastarmen Ziel die Verfolgungssituation erschweren wird. Wird die Verfolgungssituation jedoch sehr komplex, daß beispielsweise ein Fußgänger im Straßenverkehr verfolgt werden soll, versagen alle b sher bekannten Methoden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur universellen Verfolgung eines von einem Beobachtungsgerät erfaßten Zieles zu schaffen, mit der eine beträchtliche Steigerung der Leistungsfähigkeit der bisher bekannten Verfolgungssysteme erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daE das Gerät zur Bildauswertung einen Bildspeicher, zwei oder mehrere nach unterschiedlichen Verfahren arbeitende und bewertete Ablagesignale liefernde Bildauswertungseinrichtungen, eine zentrale Bewertungseinheit und eine Bahnextrapolationseinheil aufweist, daß jede Bildauswertungseinrichtung ihre der Ablage des Zieles vom Zentrum des Szenenbildes in Azimuth und/oder Elevation entsprechenden Ablage- und Bewertungssignale der Bewertungseinheit zugeführt und daß die Bewertungseinheit unter Zuhilfenahme der Ergebnisse der Bahnextrapolationseinheit die resultierenden, dem Stellantrieb des Beobachtungsgerätes zuzuführenden Ablagesignale in Azimuth und/oder Elevation ermittelt.

Die Bewertungseinheit hat außerdem die Aufgabe, eine gegenseitige Ergänzung der verschiedenen Bildauswertungseinrichtungen zu ermöglichen, einmal z. B. in dem Sinne, daß schnelle aber ungenaue Resultate des einen Kanals als Grobwerte an einen langsameren aber genaueren Kanal geleitet werden, zum anderen daß sie die i. a. verschiedenen Ergebnisse der einzelnen Kanäle vergleicht, gewichtet, Prioritäten setzt und weiterhin unter Heranziehung einer Bahnextrapolationseinheit unsinnige Ergebnisse verwirft oder kleinere Zeiträume, während derer das Ziel vorübergehend unsichtbar ist, überbrückt

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß mindestens eine der Bildauswertungseinrichtungen nach einem Bildkorrelationsverfahren arbeitet und daß die Bewertungseinheit in Abhängigkeit von letzterer einen Speicher speist, dessen Ausgangssignale einer oder mehreren Bildauswertungseinrichtungen zugeführt werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der

Ausnutzung und Kombination der Vorteile jeder einzelnen Bildauswertungseinrichtung, ohne daß deren ^Nachteile zum Tragen kommen. So kann eine schnelle /aber ungenaue Einrichtung zur Vorauswahl (Grobeinweisung) für ein langsameres aber präzises Verfahren herangezogen werden. Auch ist eine geeignete Zusammenstellung sich gegenseitig ergänzender Einrichtungen möglich, so daß möglichst für alle Verfolgungssituatioiien ein passendes Verfahren — bzw. eine passende Kombination — zur Verfügung steht Weiterhin ist eine Steigerung der Zuverlässigkeit durch Redundanz gegeben, da die Rechenergebnisse verschiedener Einrichtungen verglichen, bewertet und damit zufällige Störungen sowie unsichere Werte ausgeschlossen werden können. Eine optimale Anpassung an gegebene Anforderungen für spezielle Anwendungsbereiche durch entsprechende Auswahl ütr Einrichtungen und Auslegung der Auswerteeinheit ist sichergestellt

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt. Das von einem nicht gezeichneten Beobachtungsgerät ausgesandte, dem momentanen Bild des Zieles entsprechende Signal B (x) wird über einen Bildspeicher 1 den Eingangen von beispielsweise sechs nach verschiedenen Prinzipien arbeitenden Bildauswertungseinrichtungen 2 bis 7 zugeführt. Diese Einrichtungen arbeiten reihenfolgemäßig nach dem Kontrast-, Ortsfilterungs-, Korrelations-, Kontur-, Bewegungs- und Hintergrundprinzip und führen ihre der Ablage des Zieles vom Zentrum des Szenenbildes in X- und V-Richtung entsprechenden Stellsignale einer Bewertungseinheit 8 zu. Die Bewertungseinheit 8 koordiniert die Analysierabläufe der Baugruppen 2 bis 7, ermittelt unter Berücksichtigung einer Bahnextrapolationseinheit 9 aus den verschiedenen Resultaten der Bildauswertungseinrichtungen ein wahrscheinlichstes Ergebnis als Ablagesignal. Weiterhin überwacht die Bewertungseinheit 8 die zu Beginn des Verfolgungsvorgangs in den Vergleichsbildspeicher 10 eingelagerte Ansicht des Zieles in bezug auf Änderungen in der momentanen Ansicht des Zieles aufgrund der Ergebnisse der nach dem Korrelationsprinzip arbeitenden Bildauswertungseinrichtung 4, um gegebenenfalls eine Anpassung des Inhalts vom Vergleichsbildspeicher 10 an die momentane Ansicht zu gewährleisten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   -,„ . 1. Einrichtung zur universellen Verfolgung einps »"von einem Beobachtungsgerät erfaßten Zieles bestehend aus einem Bildsensor, insbesondere einer "^konventionellen Fernseh-Kamera, einem Gerät zur •Bildauswertung zwecks Ermittlung der Ablage von /^bewegten Objekten im Bildfeld des Sensors relativ "'■ zu einem sensorfesten Bezugssystem, vorzugsweise ••dessen Visierlinie, sowie einem Stellantrieb, der die ermittelten Ablagesignale in Azimuth und/oder Elevation zur Nachführung des Sensors derart vera^rbeitet, daß die Ablagesignale zu Null geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zur Bildauswertung einen Bildspeicher (1), , zwei oder mehrere nach unterschiedlichen Verfahren arbeitende und bewertete Ablagesignale liefernde Bildauswertungseinrichtungen (2 bis 7), eine zentrale Bewertungseinheit (8) und eine Bahnextrapolationseinheit (9) aufweist daß jede Bildauswertungseinrichtung (2 bis 7) ihre der Ablage des Zieles vom Zentrum des Szenenbildes in Azimuth und/oder Elevation entsprechenden Ablage- und zugehörigen Bewertungssignale der Bewertungseinheit (8) zuführt und daß die Bewertungseinheit (8) unter Zuhilfenahme der Ergebnisse der Bahnextrapolationseinheit (9) die resultierenden, dem Stellantrieb des Beobachtungsgerätes zuzuführenden Ablagesignale in Azimuth und/odtr Elevation ermittelt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Bildauswertungseinrichtungen (2 bis 7) nach einem Bildkorrelationsverfahren arbeitet und daß die Bewertungseinheit (8) in Abhängigkeit von letzterer einen Speicher (10) speist, dessen Ausgangssignale einer oder mehreren Bildauswertungseinrichtungen (2 bis 7) zugeführt werden.