DE2842684C2 - Device for recognizing and tracking a target - Google Patents
Device for recognizing and tracking a targetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.The invention relates to a device according to the features of the preamble of the main claim.
Zielverfolgungs- und Bildverarbeitungssysteme bestehen unten anderem aus einem stabilisierten Beobachtungsgerät zur Aufnahme von opto-elektronischen oder wärmestrahlungsempfindlichen Bildsensoren, einem eigentlichen Zielverfolgungs- bzw. Bildverarbeitungsrechner und einem Gerät zur Bilddarstellung (Monitor).Target tracking and image processing systems consist of, among other things, a stabilized observation device for recording opto-electronic or image sensors sensitive to thermal radiation, an actual target tracking or image processing computer and a device for image display (monitor).
Es sind Einrichtungen bekannt in denen über optische und/oder elektronische Hilfsmittel z. B. eine Zielmarke in ein Fernsehbild eingeblendet oder über einen Zielmarken-Projektor paraxial in den Strahlengang eines Direktsicht-Beobachtungsgerätes projiziert wird.There are known facilities in which optical and / or electronic aids such. B. a target mark faded into a television picture or paraxially into the beam path via a target mark projector a direct view observation device is projected.
Es sind Zielverfolgungssysteme, sogenannte Trakkingeinrichtungen, bekannt, die nach einem Kontrastverfolgungsprinzip arbeiten. Bei diesem Prinzip wird die vom Beobachtungsgerät erfaßte Szene in helle bzw. dunkle Gebiete eingeteilt dergestalt, daß beispielsweise alle Hellbereiche als Ziel, alle Dunkelbereiche als Hintergrund aufgefaß' werden (oder umgekehrt). Als Verfolgungsbezugspunkt kann der Flächenschwerpunkt einer als Ziel erkannten Hellfläche errechnet, in einer anderen Ausführungsart die Lage einer Hell-/Dunkelkante bestimmt werden (DE-OS 25 47 798). Bei einer Bewegung des Zieles wird ein Ablagesignal an ein Servosystem geliefert, das eine Verstellung des Beoba^htungsgerätes entsprechend dem Ablagesignal bewirkt. Bekannte Ausführungen solcher Zielverfolgungssysteme sind Suchköpfe mit Quadrantendetektoren oder bestimmte Fernsehverfolgungseinrichtungen. Allen diesen Geräten gemeinsam ist die Ausnutzug derTarget tracking systems, so-called tracking devices, are known which work according to a contrast tracking principle. With this principle, the The scene detected by the observation device is divided into light or dark areas in such a way that, for example all bright areas are regarded as the target, all dark areas as the background (or vice versa). as The center of gravity of a bright area recognized as a target can be calculated in a tracking reference point other embodiment, the position of a light / dark edge can be determined (DE-OS 25 47 798). At a Movement of the target, a storage signal is supplied to a servo system, which causes an adjustment of the observation device in accordance with the storage signal. Known designs of such target tracking systems are search heads with quadrant detectors or certain television tracking facilities. What all these devices have in common is the utilization of the
Information »Kontrast des Zieles gegen Hintergrund«, was z. B. dazu führt, daß ein Flugobjekt auf diese Weise leicht verfolgt werden kann, da es im allgemeinen dunkel vor hellem Hintergrund mit hohem Kontrast erscheint Dagegen versagt eine derartige Einrichtung, v/enn ein Ziel mit mittleren Grauwerten vor einem stark gegliederten Hintergrund verfolgt wsrden solL Es sind Zielverfolgungseinrichtungen bekannt, die einen Teil der Strukturinformation des verfolgten Zieles auswerten. Eine bekannte Einrichtung arbeitet nach einem optischen Verfahren, bei dem eine Orts-Fourierkomponente des Zieles auf ihre Phase gegenüber dem verschobenen Ziel zu einem späteren Zeitpunkt untersucht wird. Das Servosystem regelt das Beobachtungsgerät auf zeitlich konstante Phasenlage nach. Da jedoch keine echte Speicherung der Zielstruktur stattfindet, ist beispielsweise das Wiederauffinden eines einmal verlorenen Zieles unmöglich.Information »contrast of the target against the background«, what z. B. leads to a flying object in this way can be easily followed as it is generally dark against a light, high contrast background On the other hand, such a device fails if a target with medium gray values is in front of a strong one Outlined background should be tracked Target tracking devices known which evaluate part of the structural information of the target being pursued. A known device works according to an optical method in which a spatial Fourier component of the target on their phase compared to the postponed target at a later point in time is being investigated. The servo system adjusts the observation device to ensure that the phase position is constant over time. There However, no real storage of the target structure takes place, for example the retrieval of one once lost goal impossible.
Aus der DE-AS 2106 035 ist eine Einrichtung bekannt, bei der von der Struktur des Zieies abgeleitete binäre Schemata in einem digitalen Speicher zwecks Korrelation mit dem digitalisierten Sensorbild abgespeichert werden. Dieses Verfahren hat gegenüber dem optischen Verfahren den Vorteil der Speicherung von Zielstrukturinformationen. Schließlich sind nach DE-Patentanmeldung 25 04 536.7 Korrelationstracker bekannt, die die vollständige Struktur des Zieles (ein Bild), in einem digitalen Speicher zwecks späterer Korrelation mit dem digitalisierten Bild des Sensors, gespeichert haben.DE-AS 2106 035 is a device known to be derived from the structure of the target binary schemes are stored in a digital memory for the purpose of correlation with the digitized sensor image will. This method has the advantage over the optical method of storing Target structure information. Finally, according to DE patent application 25 04 536.7 Correlation tracker known that shows the complete structure of the target (one image), in a digital memory for later correlation with the digitized image of the sensor to have.
Nun ist es für Zielverfolgungseinrichtungen von erheblicher Bedeutung, den Zielspeicher bei sich stark verdrehenden, sich nähernden oder durch innere Strukturänderungen sich dauernd verwandelnden Zielen zu aktualisieren.Now it is very important for target trackers to keep the target memory strong twisting, approaching or constantly changing goals due to internal structural changes to update.
Der DE-AS 21 06 035 ist zu entnehmen, daß mit Hilfe dreier verschiedener Quantifizierpegel drei unterschiedliche binäre Zielschemata gewonnen werden. Aus diesen kann abgeleitet werden, ob durch Verschiebung der Quantifizierpegel ein repräsentativeres Schema des Zieles erstellt werden muß, wobei sich dann automatisch eine Anpassung von Rasterschema und aktuellem Bild ergibt.DE-AS 21 06 035 shows that three different quantification levels are used with the aid of three different quantification levels binary targeting schemes can be obtained. From these it can be deduced whether by displacement the quantification level a more representative scheme of the target must be created, which is then automatic an adaptation of the grid scheme and the current image results.
Wird nach DE-PA P 25 04 536.7 das komplette Bild des Zieles digital gespeichert, gibt es die Möglichkeit des 100%igen Auffrischen des Zielspeichers zur Anpassung an sich ändernde Zielaussichten.If, according to DE-PA P 25 04 536.7, the complete image of the target is digitally saved, there is the possibility 100% refreshing of the target memory to adapt to changing target prospects.
Weiterhin bat die praktische Erfahrung bei Zielverfolgungseinrichtungen gezeigt, daß sehr häufig das Ziel vollständig oder teilweise verdeckt sein kann. Aus diesem Grunde müssen Einrichtungen vorhanden sein, die diese Verdeckungszeiträume überbrücken. In großen Feuerleiteinrichtungen sind Bahndaten-Extrapolations-Schaltungen, sogenannte Prädiktionsrechner, bekannt.Furthermore asked the practical experience with target tracking facilities shown that very often the target can be completely or partially obscured. the end For this reason, facilities must be available to bridge these periods of coverage. In large fire control systems are path data extrapolation circuits, so-called prediction computers, known.
Ferner ist es bekannt, bei umfangreichen Feuerleitanlagen wichtige Systeminformationen über weitere Bildschirme zu geben, bzw. die üblichen Betriebsarten-Darstellungen (Anzeigelampen, Datendisplays usw.) zu benutzen.It is also known for extensive fire control systems to give important system information on other screens or the usual operating mode displays (Indicator lights, data displays, etc.).
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Zielverfolgungseinrichtung zu schaffen, die auch für Bodenziele vor stark strukturiertem Hintergrund möglichst vielen Verfolgungssituationen gerecht wird und ein optimales Zusammenspiel zwischen Bediener und Gerät gewährleistet.This is where the invention comes in, which is based on the object of adding a target tracking device create as many pursuit situations as possible for ground targets against a strongly structured background and ensures optimal interaction between operator and device.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale.This problem is solved by the features specified in the characterizing part of the main claim.
Die Einrichtung nach der Erfindung weist Komponenten auf, dieThe device according to the invention has components that
a) intelligente Zielspeicher-Lernvcrgänge beinhalten,a) include intelligent target memory learning processes,
b) Zeiten der Zielverdeckung sicher überbrücken können undb) be able to safely bridge times of target obscuration and
c) möglichst viele systemspezifische und immer aktuelle Informationen anthropotechnisch günstig anbieten.c) as much system-specific and always up-to-date information as possible from an anthropotechnical point of view to offer.
Weiterbildungen des Erfindungsgedankens nach dem Hauptanspruch sind in den Unteransprüchen angegeben. Further developments of the inventive concept according to the main claim are given in the subclaims.
In der Praxis kann die Aktualisierung des Zielspeichers in der Weise geschehen, daß der Bediener bei beginnendem unruhigen Wandern des Trackfensters über das Ziel, ohne den Trackvorgang zu unterbrechen, von Hand eingreifen und einen Auffrischungsimpuls geben kann. Da der Korrelationstracker aber selbst durch Kontrollieren der Höhe des Maximums der Korrelationsfunktion eine Aussage über die Güte der Übereinstimmung zwischen momentaner Zielstruktur und dem gespeicherten Ziel machen kann, ist es nach der Erfindung möglich, eine Szenen- und situationsabhängige Übereinstimmungsgrenze zu definieren und bei ihrer Unterschreitung automatisch einen Auffrischungsimpuls zu geben. In practice, the target memory can be updated in such a way that the operator at beginning restless wandering of the track window over the target without interrupting the track process, can intervene by hand and give a refreshing impulse. Since the correlation tracker itself by controlling the height of the maximum of the correlation function a statement about the quality of the Can make correspondence between the current target structure and the saved target, it is after the invention possible to define a scene and situation-dependent match limit and at to automatically give a refreshing impulse when it falls below the limit.
Eine automatische Lernmethode anderer Art ist das kontinuierliche Lernen, bei dem von einem neuen Fernsehbild immer nur ein bestimmter (variierbarer) Prozentsatz der Helligkeitswerte des Zieles in den Zielspeicher aufgenommen und ein ebensolcher Prozentsatz daraus entfernt wird. Schließlich ist es auch denkbar, zu festen Zeiten einen bestimmten Prozentsatz, z.B. 100%, des neuesten TV-Bildes in den Zielspeicher aufzunehmen. Im Verlaufe eines längeren Trackvorganges, z. B. bei häufiger Zielverdeckung oder bei Einfangfehlern, kommt es vor, daß das zuvor zentral anvisierte Ziel nicht mehr in der Mitte des Memoryfensters steht, der Tracker also etwas anderes verfolgen möchte als der Bediener. In solchen Fällen wurde bisher bei Verfolgungssystemen mit Kontrasttrackern mit Hilfe eines ,Offsets« über den Richtgriff eine analoge Korrekturgröße dem Stabilisierungsregelkreis zugeführt, so daß zwar der Tracker beispielsweise aufgrund seiner Arbeitsweise die Mastspitze eines Schiffes sicher verfolgt, die Visierlinie aber auf einen verletzlicheren Teil des Schiffes zeigt. Diese manchmal als »Feinstrichten« bezeichnete Betriebsart beinhaltet eigene Driftfehler und ist z. B. bei Landzielen, wo meist Zielmitte und gewünschte Visierlinie gleich sind, wenig sinnvoll. Statt dessen ist es denkbar, während des Trackvorganges einen Strukturtracker durch Fenster- und damit Memorybereichsverschiebung innerhalb des Suchbereiches zu zwingen, andere Zielpartien abzuspeichern und wieder auf Objektmitte oder Mitte der durch Teilverdeckung verbliebenen Reststruktur zu geben. Diese Betriebsart wird »Nachrichten« genannt.Another type of automatic learning method is continuous learning, in which from a new one TV picture always only a certain (variable) percentage of the brightness values of the target in the Target memory is added and an equal percentage is removed from it. After all, it is too conceivable, a certain percentage, e.g. 100%, of the latest TV picture in the Record target memory. In the course of a longer track process, e.g. B. with frequent target concealment or In the case of capture errors, it can happen that the previously targeted target is no longer in the center of the memory window stands, so the tracker wants to track something different than the operator. In such cases so far in tracking systems with contrast trackers with the help of an "offset" via the directional handle, an analogue one Correction variable fed to the stabilization control loop, so that although the tracker, for example, due to his way of working safely follows the top of the mast of a ship, but the line of sight on a more vulnerable one Part of the ship shows. This operating mode, sometimes referred to as »fine alignment«, has its own drift errors and is z. B. for land targets, where mostly the target center and the desired line of sight are the same, not very useful. Instead of it is conceivable to use a structure tracker through window and thus during the track process To force memory area shift within the search area to save other target parts and to be given back to the middle of the object or the middle of the residual structure that has remained due to partial concealment. These The operating mode is called »Messages«.
Nach dem obengenannten Vorschlag sind Korrelationstracker bekannt, die auf Tastendruck des Bedieners eine gerade gesehene Zielansicht speichern und z. B. im darauffolgenden Fernsehbild eine Korrelation zwischen dieser gespeicherten Zielstruktur und der derzeit sichtbaren errechnen und daraus die Ablage des Zieles bestimmen. Ist der Kontrast des Sensorbildes sehr gering, wird eine Ansicht des Zieles abgespeichert, die ebenso verrauscht ist, wie das Originalbild, oder die kontrastreichere Information aus dem ZielhintergrundAccording to the above proposal, correlation trackers are known which, at the push of a button by the operator save a target view you have just seen and e. B. in the following television picture a correlation between Calculate this saved target structure and the currently visible one and from this the storage of the target determine. If the contrast of the sensor image is very low, a view of the target is saved is just as noisy as the original image or the higher-contrast information from the target background
enthält Das führt zu einem starken Abfall der Höhe des Korrelationsmaximums und damit zu instabilem Trackerverhalten. Da die zu verfolgenden Ziele jedoch im allgemeinen bekannt sind, beispielsweise ist ein im Anflug befindliches Jagdflugzeug ein dunkler Punkt vor grauem Hintergrund, ist es möglich, den Zielspeicher (PROM) mit einem solchen unverrauschten Erwartungsbild zu füllen und dieses mit der derzeitigen Zielansicht zu korrelieren.This leads to a sharp drop in the height of the correlation maximum and thus to an unstable one Tracker behavior. However, since the objectives to be pursued are generally known, for example an im Approaching fighter a dark point against a gray background, it is possible to save the target (PROM) to fill such a noisy expectation and this with the current one Correlate target view.
Da das Erwartungsbild in seiner Größe dem tatsächlichen Ziel angepaßt sein muß, ist es nun erforderlich, verschiedene Zielgrößen in PROMs abzuspeichern. Der Bediener könnte im einfachsten Fall von Hand ein passendes Zielformat eingeben, so wie er auch den Zieltyp (Panzer, Flugzeug, Schiff u.a.) auswählen müßte. Einfacher und zeitsparender ist es jedoch, eine automatische Auswahl der Erwartungsziele vorzusehen. Dazu bieten sich mehrere Lösungen an:Since the size of the expectation must be adapted to the actual goal, it is now It is necessary to save various target values in PROMs. In the simplest case, the operator could Enter a suitable target format by hand, as well as the target type (tank, aircraft, ship, etc.) would have to choose. However, it is simpler and more time-saving to automatically select the expected targets to be provided. There are several solutions to this:
Es können Meßergebnisse von Entfernungsmeßgeraten zur direkten Auswahl des PROMs benutzt werden (LEM, Radar usw.).Measurement results from distance measuring devices can be used can be used to directly select the PROM (LEM, Radar, etc.).
Es kann der Tracker selbst während des Such-und Einfangvorganges dasjenige PROM auswählen, das dem Hintergrund, entspricht. Größten praktischen lZinsatzbereich zeigt schließlich bei kontinuierlichem Lernen die Kontrolle der Höhe des Maximums der Korrelationsfunktion, die bei Unterschreiten einer vorgegebenen oder aus Systemparametern errechneten Schwelle die Prädiktion auslöst und das Lernen abschaltet.During the search and capture process, the tracker can select the PROM that corresponds to the background. Ultimately, the largest practical interest rate range shows with continuous Learning to control the level of the maximum of the correlation function, which occurs when the value falls below a predetermined threshold or threshold calculated from system parameters that triggers the prediction and the learning turns off.
Die selbsttätige Rückkehr aus der Prädiktion in die Lernbetriebsart geschieht wieder durch die Kontrolle dieser nun nach anderen Gesichtspunkten berechneten Schwelle, wenn das Maximum der Korrelationsfunktion diese Schwelle überschreitet.The automatic return from the prediction to the learning mode is done again by the control this threshold, which has now been calculated from a different point of view, if the maximum of the correlation function exceeds this threshold.
In den F i g. 1 und 2 sind die bisher bekannten Möglichkeiten einer Mensch-Maschine-Zusammenarbeit schematisch dargestellt.In the F i g. 1 and 2 are the previously known possibilities of human-machine cooperation shown schematically.
Nach F i g, 1 wird das Signal aus dem Bildsensor unmittelbar an den Monitor 2 gegeben und von Bediener beobachtet. F i g. 2 zeigt bereits eine Bildverarbeitung insofern, als von der Signalleitung zwischen Bildsensor 1 und Monitor 2 eine Signalweiterleitung an eine Zielverfolgungseinrichtung 3, Tracker oder ähnlichen, erfolgt, von der eine Servoeinrichtung beaufschlagt wird.According to FIG. 1, the signal from the image sensor is sent directly to the monitor 2 and from Operator observes. F i g. 2 already shows image processing insofar as from the signal line between Image sensor 1 and monitor 2 transmit signals to a target tracking device 3, tracker or similar, takes place, from which a servo device is acted upon.
Ein weiterer Schritt liegt gemäß der Erfindung darin,According to the invention, a further step is
die größte Übereinstimmung mit dem aktuellen 25 wie F i g. 3 zeigt, die Bildverarbeitung zwischen Sensor tthe closest match with the current 25 like F i g. 3 shows the image processing between sensor t
Ziel aufweist. Hier dient also die Höhe des Maximums der Korrelationsfunktion als Auswahlkritierium des PROM.Target. Here, the height of the maximum of the correlation function is used as a selection criterion of the PROM.
Während des Trackvorganges, z. B. bei der Annäherung des Zieles, wählt der Tracker beim Unterschreiten einer bestimmten Übereinstimmungsschwelle das PROM mit der nächstgrößeren Zielstruktur aus. Ist die Annäherung schon so weit fortgeschritten, daß diese spezielle Zielansicht nicht mehr existiert, so schaltet der Tracker auf Normalbetrieb, d.h. Einspeichern der aktuellen Zielansicht, um.During the track process, e.g. B. when approaching the target, the tracker selects when If the PROM falls below a certain match threshold, the next largest one Target structure. Is the approach so advanced that this particular target view is not more exists, the tracker switches to normal operation, i.e. saving the current one Target view to.
Beim Entfernen des Zieles würde zunächst im
Normalbetrieb gearbeitet und erst bei Unterschreiten einer Übereinstimmungsschwelle oder einer 40 außerdem Signale aus einem Fenstergenerator 10,
Kontrastschwelle auf das im PROM abgelegte einem Zeichengenerator 11 und einem digitalenWhen removing the target, the
Normal operation worked and only when falling below a correspondence threshold or a 40 also signals from a window generator 10, contrast threshold to a character generator 11 stored in the PROM and a digital one
und den Monitor einzuschalten. In diesem Fall korrespondieren alle Systemkomponenten miteinander und dem Bediener über die ins Bild eingeblendeten Zwischenbilder und Symbole aus der Bildverarbeitung. Schließlich ist in Fig.4 die Trackeinrichtung 3 aus F i g. 3 in ihren wesentlichen Bauelementen dargestellt Die zentrale Betriebsartensteuerung wird von der Bedienkonsole am Monitor 2 und Servo 4 beeinflußt und steuert den Trackvorgang. Im wesentlichen wird das analoge Sensorsignal im ADC 6 in ein digitales Signal umgeformt und der eigentlichen Bildverarbeitung 7 zugeführt Das Ausgangssignal wird in einem DAC 8 in ein analoges Signal umgeformt und einem Mischverstärker 9 zugeführt In diesem Mischverstärker gehenand turn on the monitor. In this case, all system components correspond to one another and the operator via the intermediate images and symbols from the image processing that are superimposed on the image. Finally, the track device 3 from FIG. 4 is shown in FIG. 3 shown in their essential components The central operating mode control is influenced by the control panel on monitor 2 and servo 4 controls the track process. The analog sensor signal is essentially converted into a digital signal in the ADC 6 transformed and fed to the actual image processing 7. The output signal is in a DAC 8 in an analog signal is converted and fed to a mixer 9. Go into this mixer
Punktziel übergegangen.Point target passed over.
Weit schwieriger liegt der Fall bei Panzern. Hier kann von keiner konstanten Struktur ausgegangen werden, weil Turm- und Waffenstellungen variabel sind. Das Erwartungsbild könnte etwa aus zwei verschieden großen aufeinanderliegenden dunklen Rechtecken vor hellem Hintergrund bestehen. Als mathematischer Vorteil bliebe die Elimination des gut strukturierten Hintergrundes aus der abgespeicherten ZielansichtThe case is far more difficult with tanks. Here can a constant structure cannot be assumed because the turret and weapon positions are variable. That The expected image could consist of two dark rectangles of different sizes lying one on top of the other consist of light background. The elimination of the well-structured would remain as a mathematical advantage Background from the saved target view
Das Problem der Zielverdeckung kann unter Verwendung eines Prädiktionsrechners nur dann bewältigt werden, wenn der Tracker selbst in der Lage ist, zu unterscheiden, ob eine echte Zielverdeckung vorliegt oder sich nur um eine Ansichtsänderung durch Verdrehung handelt Im ersten Fall übergibt der Tracker vorübergehend die Verantwortung dem Prädiktionsrechner, im zweiten Fall wird das Erlernen der neuen Zielansicht angeregtThe target occlusion problem can be found under Use of a predictive calculator can only be managed if the tracker is capable of doing this by itself is to distinguish whether there is a real target occlusion or just a change of view Twist acts In the first case, the tracker temporarily transfers responsibility to the prediction computer, in the second case the learning of the new target view is stimulated
Hier wird an Bildverarbeitungsverfahren gedacht, in denen z. B. untersucht wird, ob in Teilen des Zielbildes das Maximum der Korrelationsfunktion stark absinkt, während in anderen Teilen des Bildes die Zielstruktur noch gut vorhanden ist In weiteren Ausgestaltungen wird kontrolliert, ob eine Verdeckung gerade mit der inversen Ist-Geschwindigkeit des Beobachtungsgerätes über das Ziel läuft, was stehenden Störobjekten, wie Testbild-Generator 12 ein. Aus dem Mischverstärker 9 gelangt das bearbeitete Sensorbild in den Monitor 2 der BedieneinheitImage processing methods are thought of here, in which z. B. is examined whether in parts of the target image the maximum of the correlation function drops sharply, while in other parts of the picture the target structure is still well present. In further refinements it is checked whether an occlusion is in progress with the inverse actual speed of the observation device runs over the target, what standing interfering objects, like Test pattern generator 12 a. From the mixer 9, the processed sensor image arrives in the monitor 2 of the Control unit
Das vom Tracker abgespeicherte oder durch Bildverarbeitung umgewandelte Bild des Zielgebietes kann an einer außerhalb des Zentrums des Bildes liegenden Stelle, nach erforderlicher Rückwandlung (digital/analog), wieder dargestellt werden. DiesesThe image of the target area saved by the tracker or converted by image processing can be at a location outside the center of the image, after the necessary reconversion (digital / analog), can be displayed again. This
so Verfahren bietet die Möglichkeit einer Selbstkontrolle, ob der Bediener im richtigen Moment auf Zielverfolgung geschaltet hat, d, h= ob er die Mitte des Zieles oder mehr den Hintergrund verfolgt Ferner zeigt sich innerhalb des »Memory-Fensters«, ob alle mathematisehen Operationen, die während des Bildverarbeitungsvorganges durchgeführt werden, fehlerfrei sind, oder ob zuviel Information verlorengeht Schließlich ist im Memory-Fenster ersichtlich, ob und wie oft ein etwa eingeschalteter Lernvorgang durchgeführt wird und ob sich der Tracker nicht vom Zie! herunter auf den Hintergrund lerntSo the procedure offers the possibility of a self-control, whether the operator is at the right moment on target tracking has switched, d, h = whether he is the center of the target or more the background follows The "memory window" also shows whether everyone is seeing math Operations that are carried out during the image processing process are error-free, or whether Too much information is lost Finally, you can see in the memory window whether and how often a activated learning process is carried out and whether the tracker is not off the target! down on the Background learns
F i g. 5 zeigt eine mögliche Anordung des Memory-Fensters im Fernsehbild. Darin ist 13 das vom Bediener
über das Ziel zu schiebende Trackfenster und 14 das Memoryfenster mit dem im Zielspeicher befindlichen
Zielbild oder seine durch Bildverarbeitung umgewandelte Struktur.
Bei besonderen Ausgestaltungen der Erfindung kannF i g. 5 shows one possible arrangement of the memory window in the television picture. 13 is the track window to be pushed by the operator over the target and 14 is the memory window with the target image located in the target memory or its structure converted by image processing.
In the case of special embodiments of the invention,
es zu folgender Problematik kommen:
Zwischen einem direkt auf den Monitor geschriebenen analogen Bild und seinem die Bildverarbeitung durchlaufenden
Pendant gibt es notwendigerweise eine Zeitverzögerung von einigen Bildpunkten. Ein im
analogen Bild zentral anvisierter Bildpunkt erscheint verschoben im Memoryfenster. Man kann nun eine
Abhilfe schaffen, indem man das analoge Bild vor der Darstellung durch analoge Verzögerungsleitungen
laufen läßt, um kongruente Bilder zu erzeugen. Dies ist
aber immer mit einem Verlust an Bildqualität verbunden. the following problems arise:
There is necessarily a time delay of a few pixels between an analog image written directly on the monitor and its counterpart going through image processing. A pixel that is centrally targeted in the analog image appears shifted in the memory window. A remedy can now be provided by running the analog image through analog delay lines prior to display in order to generate congruent images. However, this is always associated with a loss of image quality.
Nach der Erfindung kann dieses Problem umgangen werden, wenn dem Beobachter nur das digitale oder irgendwie bild verarbeitende Bild am Monitor geliefert wird. Ebenso dient diese Darstellung einer guten Prüfbarkeit a) der gesamten Bildverarbeitung und b) durch Verwendung von z. B. digitalen Prüfbild-Generatoren des Trackers oder des Bildverarbeitungsgerätes.According to the invention, this problem can be circumvented if the observer only the digital or somehow image processing image is delivered to the monitor. This representation also serves as a good one Verifiability a) of the entire image processing and b) by using z. B. digital test pattern generators the tracker or the image processing device.
Zu Prüfzwecken (Dokumentation) oder zur Warnung des Bedieners vor unerwarteten Reaktionen des Systems ist es oft von großem Nutzen, weitere Informationen in das Sensorbild einzuschreiben. Wenn beispielsweise das Zielverfolgungssystem manuell einem Ziel nachgeführt wird, könnte der Fensterrand schwarz gestanzt werden, bei sicherer automatischer Zielverfolgung aber automatisch weiß geschaltet werden. Jedes Flackern kann als betriebssystemspezifische Warnung gemeint sein.For test purposes (documentation) or to warn the operator of unexpected reactions from the Systems, it is often of great use to write further information in the sensor image. if For example, if the target tracking system is manually tracking a target, the window border could be punched black, but automatically switched to white with safe automatic target tracking will. Each flicker can be meant as an operating system-specific warning.
F i g. 6 zeigt eine Blockdarstellung aller besprochenen Möglichkeiten, wie ein Zielspeicher 16 in einer normalen Zielverfolgungseinrichtung 15, die links von der gestrichelten Linie dargestellt ist, aktualisiert werden kann.F i g. 6 shows a block diagram of all the possibilities discussed, such as a target memory 16 in a normal target tracking device 15, which is shown to the left of the dashed line, updated can be.
Die Einrichtung 15 ist beispielsweise in der DE-PA P 25 04 356.7 vorgeschlagen worden. Hierzu wird das im Status-quo-Register 17 befindliche aktuelle Bild des Zieles mit einer Zielansicht im Zielspeicher 16 dem Korrektor 18 zugeführt, das Maximum der Korrelationsfunktion in Block 19 bestimmt und dann zur weiteren Bildverarbeitung und Verfolgung in den Block 20 weitergegeben.The device 15 has been proposed, for example, in DE-PA P 25 04 356.7. For this purpose, the Status quo register 17 located current image of the target with a target view in the target memory 16 Corrector 18 supplied, the maximum of the correlation function determined in block 19 and then to further image processing and tracking are passed on to block 20.
Der Speicher 16 wird über Leitungen 21 mit einem Speicher 22 für ältere Zielansichten (RAM) sowie mit einem Speicher 23 für feste Zielansichten (PROM) verbunden. Eine Steuerlogik 24 für das sinnvolle Zusammenwirken des Status-quo-Registers 17 und dem Zielspeicher 16, während eine Lernlogik 25 die Entscheidung bringt, welche Zielansicht mit dem Register 17 korreläcrt und in welcher zeitlichen Reihenfolge und zu welchem Prozentsatz der Zielspeicher 16 aufgefrischt werden soll (lernen). Die Entscheidungskriterien liefern die Sensoren 26 bis 29. In größeren Feuerleitanlagen stehen der Lernlogik 25 ferner Systeminformationen aus dem Laserentfernungsmesser (LEM) und Radar 30 zur Verfügung. Ferner hat der Bediener 31 immer die Möglichkeit, durch manuellen Eingriff falsche Lernvorgänge zu unterbrechen oder in geeigneten Augenblicken sinnvolle Lernvorgänge von Hand auszulösen. Auch kann unter Umständen durch einen direkten Eingriff über die Leitung 32 im Korrelator 18 der Suchbereich im Fernsehbild vergrößert werden. Schließlich ist es denkbar und oft von praktischem Nutzen, wenn der Bediener nach eigener Erfahrung eine Prädiktion von Hand auslöst und erst dann wieder den normalen Trackvorgang freigibt, wenn das Ziel vom Tracker sicher erkannt werden kann.The memory 16 is connected via lines 21 with a memory 22 for older target views (RAM) as well as with a fixed target view memory (PROM) 23. A control logic 24 for the sensible Interaction of the status quo register 17 and the target memory 16, while a learning logic 25 the Makes decision which target view correlates with the register 17 and in which time The order and the percentage of the target memory 16 to be refreshed (learn). The decision criteria are provided by sensors 26 to 29. In larger fire control systems there are learning logic 25 system information from the laser range finder (LEM) and radar 30 is also available. Furthermore has the operator 31 always has the option of interrupting incorrect learning processes by manual intervention or to initiate meaningful learning processes by hand at suitable moments. Also can under Under certain circumstances, the search area in the TV picture can be enlarged. After all, it is conceivable and often of practical use if the Based on their own experience, the operator triggers a prediction by hand and only then does the normal one again Enables tracking process when the target can be safely recognized by the tracker.
Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings
Claims (14)
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8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |