DE3018607A1 - Aircraft navigation system - uses simple correlation of surface images with several comparison images with different grey stale thresholds - Google Patents

Aircraft navigation system - uses simple correlation of surface images with several comparison images with different grey stale thresholds

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DE3018607A1 DE19803018607 DE3018607A DE3018607A1 DE 3018607 A1 DE3018607 A1 DE 3018607A1 DE 19803018607 DE19803018607 DE 19803018607 DE 3018607 A DE3018607 A DE 3018607A DE 3018607 A1 DE3018607 A1 DE 3018607A1
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Abstract

The aircraft navigation system has two memories for two-dimensionial reference and measured images of the earth's surface in digital form. The position of the aircraft w.r.t. the surface is determined by correlation of the reference and measurement images. A simple correlation procedure is used. For each individual reference image point only the information black or white is stored. Several comparison images are derived from the sensor output. The points of these images are also stored as black or white. The different comparison images have different grey scale threshold levels to distinguish between black and white points. At least one comparison image is correlated with the reference. The correlation function used is that for which the main to side lobe ratio is a maximum.

Description

Navigationsgerät für Flugkörper Missile navigation device

Stand der Technik Die Erfindung geht aufs von einem Navigationsgerät für Flugkörper wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Ein derartiges Navigationsgerät ist aus IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Band AES-15, Nr.1, Januar 1979, Seiten 11-19 bekannt.PRIOR ART The invention is based on a navigation device for missiles as specified in the preamble of claim 1. Such a navigation device is from IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Volume AES-15, No.1, January 1979, pages 11-19.

Zur-bordautonomen Navigation von Flugkörpern erfolgt ein Vergleich (Korrelation) von mitgeführten Referenzbildern mit während des Flugs aufgenommenen Sensorbildern. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung wächst mit der Anzahl der korrelierten Bildpunkte. Um die gesamte Grautoninformation eine5-- Bildpunktes zu speichern, sind mehrere Bit pro Bildpunkt notwendig. Dies hat zur Folge, daß der Rechenaufwand und die Rechenzeit sehr groß werden.A comparison is made for on-board autonomous navigation of missiles (Correlation) of reference images carried along with those recorded during the flight Sensor images. The accuracy of the position determination increases with the number of correlated pixels. To add a 5 pixel to the entire gray tone information several bits per pixel are necessary. This has the consequence that the Computing effort and computing time become very large.

Wenn man die Anzahl der Grautöne reduziert geht Information verloren.If you reduce the number of gray tones, information is lost.

Um weiterhin aus der Korrelationsfunktion die genaue Abweichung der räumlichen Lage des Orts des Sensorbildes von der Lage des Orts des Referenzbilds ermitteln-zu -können, müßten das Sensorbild und das Referenzbild unter gleichen Umweltbedingungen aufgenommen werden Dies ist jedoch nur sehr seiten der Fall.To continue from the correlation function the exact deviation of the spatial position of the location of the sensor image from the location of the location of the reference image To be able to determine, the sensor image and the reference image should be the same Environmental conditions are included, but this is only very rarely the case.

Aufgabe Es tst Aufgabe der Erfindung, ein Navigationsgerät für Flugkörper anzugeben, in dem auf einfache Weise eine Korrelation zwischen Referenz- und Sensorbild durchgeführt wird.Problem It is the object of the invention to provide a navigation device for missiles indicate in a simple way a correlation between reference and sensor image is carried out.

Lösung Die- Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu ent-.nehmen-.Solution The solution to this problem takes place with those specified in claim 1 Means. Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Vorteile Weil für jeden Bildpunkt nur noch eine Schwarz/Wei3-Information gespeichert wird, ist nur ein relativ geringer Speicheraufwand notwendig.Advantages Because there is only one black / white information item for each pixel is saved, only a relatively small amount of memory is required.

Es ist nicht notwendig, das Referenz- und das Sensorbild zu normalisieren.It is not necessary to normalize the reference and sensor images.

Die Schaltung zur Realisierung der Korrelation ist sehr einfach und die Korrelationen werden sehr schnell durchgeführt.The circuit for realizing the correlation is very simple and the correlations are carried out very quickly.

Die verwendeten Referenzbilder lassen sich zur Anpassung an die Flugrichtung und an die Flughöhe leicht drehen und linear verzerren.The reference images used can be adapted to the direction of flight and turn it slightly to the flight altitude and distort it linearly.

Die verwendeten Referenzbilder lassen sich synthetisch aus Karten und Satellitenbildern erzeugen, was bei der Verwendung von mehreren Graustufen pro Bildpunkt nicht möglich wäre.The reference images used can be synthesized from maps and generate satellite images, which is possible when using multiple shades of gray per Pixel would not be possible.

Beschreibung Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt: Fig.1 ein Blockschaltbild des Navigationsgeräts, Fig.2 Einzelheiten des Blockschaltbilds nach Fig.1, Fig.3 eine Darstellung der miteinander zu vergleichenden Bildpunkte, und Fig.4 weitere Einzelheiten des Blockschaltbilds nach Fig.1.Description The invention is illustrated by way of example with reference to the drawings explained in more detail. It shows: FIG. 1 a block diagram of the navigation device, FIG. 2 Details of the block diagram according to FIG. 1, FIG. 3 a representation of the one another pixels to be compared, and FIG. 4 further details of the block diagram according to Fig.1.

Das Navigationsgerät enthält einen Sensor 1, der von dem vom Flugkörper überflogenen Gelände Bilder aufnimmt. Als Sensor kann eine Kamera (Charge Coupled Device Kamera) mit Restlichtverstärker (Wellenlängenbereich von 800 mm bis 1,1m) verwendet werden. Das aufgenommene Bild wird in einzelne Bildpunkte, die zu Spalten und Zeilen angeordnet sind, aufgeteilt. Jeder Bildpunkt kann unterschiedliche Grautöne aufweisen.The navigation device contains a sensor 1 from that of the missile takes pictures over flown terrain. A camera (Charge Coupled Device camera) with residual light amplifier (wavelength range from 800 mm to 1.1 m) be used. The captured image is divided into individual pixels that form columns and rows are arranged, divided. Each pixel can have different shades of gray exhibit.

In einem Analog/Digital-Wandler 2 erfolgt eine Digitalisierung der einzelnen Bildpunkte. Die digitalen Werte werden in einem Sensorbildspeicher 3 gespeichert. Aus diesem Speicher 3 können die Bildpunkte des aufgenommenen Sensorbildes beliebig oft ausgelesen werden. Es ist die v6lle- Grauwertinformation vorhanden.The digitalization of the takes place in an analog / digital converter 2 individual pixels. The digital values are stored in a sensor image memory 3. From this memory 3, the pixels of the recorded sensor image can be read out as often as required. The full gray value information is available.

Dem Speicher 3 ist eine steuerbare Schwellwertschaltung 4 nachgeschaltet, die eine Dualisierung -der- einzelnen Bildpunkte durchführt. Unter Dualisierung-wird folgendes verstanden: es ist ein Schwellwert vorhanden, der einem bestimmten Grauton entspricht. Ist ein Bildpunkt dunkler als dieser Grauton, dann wird dieser Bildpunkt als "schwarz" weiterverarbeitet; ist er heller, dann wird er als "weiß" weiterverarbeitet. Anstelle von mehreren Grautönen ist jedem Bildpunkt nur noch die Information schwarz oder weiß zugeordnet. Das so gewonnene Bild wird als Vergleichs--bild bezeichnet Es ist leicht einzusehen, daß man abhängig von der Wahl des Schwellwerts unterschiedliche Vergleichsbilder erhält. Die Vergleichsbilder werden in einem Yergleichsbildspeicher 5 gespeichert.The memory 3 is followed by a controllable threshold value circuit 4, which carries out a dualization of the individual pixels. Under dualization-will understood the following: there is a threshold value, which is a certain shade of gray is equivalent to. If a pixel is darker than this shade of gray, then this pixel becomes processed as "black"; if it is lighter, it is processed further as "white". Instead of several shades of gray, only the information is black for each pixel or assigned white. The image obtained in this way is referred to as the comparison image It is easy to see that depending on the choice of the threshold value, different Receives comparison images. The comparison images are stored in a comparison image memory 5 saved.

In einem Referenzbildspeicher 7 ist das Referenzbild gespeichert und zwar ebenfalls i-n dualisierter Form. Es wird, wie die Vergleichsbilder, einem Korrelator 6 zugeführt. In ihm wird die Kreuzkorrelationsfunktion KKF zwischen Referenzbild und Vergleichsbild gebildet. Aus der Lage des Hauptzipfels der.Kreuzkorrelationsfunktion läßt sich in einer Auswerteeinrichtung 9 die Abweichung der räumlichen Lage des Orts des Vergleichsbildes vom Ort des Referenzbilds-ermitteln. Diese AbweichungXwiederum entspricht der Abweichung des Flugkörpers von seiner vorgeschriebenen Position in Flugrichtung und orthogonal hierzu. Es ist weiterhin ein Taktgenerator 10 vorgesehen, dessen Taktimpulse dem Vergleichsbildspeicher 5 und einer Steuereinric-htung 8, deren Aufgabe weiter unten näher erläutert wird, zugeführt werden Zur Erzeugung-des dualisierten Referenzbildes wird ein Schwellwert verwendet, der nur die signifikanten und gegenüber Witterungseinflüssen invarianten- Bildelemente extrahiert. Es ist möglich, vor der Speicherung des -Referenzbildes mit mehreren Schwellwerten Dualisierungen durchzuführen und die Autokorrelationsfunktionen der so erzeugten Referenzbilder zu bilden. Es wird dann dasjenige dualisierte Referenzbild im Speicher 7 gespeichert, bei dem das Verhältni-s von Haupt- zu Nebenzipfel der Autokorre<-ationsfunktion am größten ist.The reference image is stored in a reference image memory 7 and also i-n dualized form. Like the comparison images, it becomes a correlator 6 supplied. In it, the cross-correlation function KKF between the reference image and comparison image formed. From the position of the main tip of the cross-correlation function can be in an evaluation device 9, the deviation of the spatial position of the Determine the location of the comparison image from the location of the reference image. This deviation X in turn corresponds to the deviation of the missile from its prescribed position in Direction of flight and orthogonal to it. A clock generator 10 is also provided, whose clock pulses the comparison image memory 5 and a control unit 8, whose task is explained in more detail below, are supplied to the generation of the dualized reference image, a threshold value is used that only contains the significant and extracted image elements invariant to weather influences. It is possible, before storing the reference image with several threshold values dualizations perform and the autocorrelation functions of the reference images generated in this way to build. That dualized reference image is then stored in memory 7, where the ratio of the main to the secondary lobe of the autocorrection function is greatest.

Wie im Laufe der Beschreibung noch-ersichtlich wird, ist es von Vorteil, wenn im Navigationsgerät außer dem dualisierten Referenzbild der bei der Dualisierung des Referenzbild verwendete Schwellwert gespeichert wird.As will become apparent in the course of the description, it is advantageous to if in the navigation device, besides the dualized reference image, the dualized reference image the threshold value used for the reference image is saved.

Das dualisierte Referenzbild weist 64x64 Bildpunkte auf. Das dualisierte Vergleichsbild besteht aus 256x256 Bildpunkten.The dualized reference image has 64x64 pixels. The dualized The comparison image consists of 256x256 pixels.

Das dualisierte Referenzbild kann vor dem Einlesen in den Korrelator entsprechend dem Gierwinkel und der Flughöhe des Flugkörpers gedreht und/oder linear verzerrt werden. Dadurch erreicht man auf vorteilhafte Weise eine optimale Anpassung an das Vergleichsbild.The dualized reference image can be read into the correlator rotated and / or linearly according to the yaw angle and altitude of the missile be distorted. In this way, an optimal adaptation is achieved in an advantageous manner to the comparison picture.

Die Zahl der gespeicherten Referenz bilder hängt u.a. von der Länge der Flugstrecke und von der Drift des Inertialsystems, zu dessen Unterstützung das beschriebene Navigationsgerät verwendet wird, ab.The number of stored reference images depends, among other things, on the length the flight path and the drift of the inertial system that the navigation device described is used.

Zur Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion zwischen dualisiertem Referenzbild und einem dualisiertem Vergleichsbild wird das Referenzbi-ld schrittweise in Zeilen- und Spalten-Richtung über dem Vergleichsbild verschoben.To form the cross-correlation function between the dualized reference image and a dualized comparison image, the reference image is gradually displayed in line and column direction shifted over the comparison image.

Zur Vereinfachung wird angenommen, daß das Vergleichsbild aus den zu Spalten und Zeilen angeordneten Bildpunkten S11 S12 S13 S14 S21 S22 S23 S24 S31 S32 S33 S34 541 S42 S43 S44 und das Referenzbild aus den Bildpunkten R11 R12 R21 R22 besteht.For the sake of simplicity, it is assumed that the comparison image from the Image points arranged in columns and rows S11 S12 S13 S14 S21 S22 S23 S24 S31 S32 S33 S34 541 S42 S43 S44 and the reference image from the pixels R11 R12 R21 R22 exists.

Mit den oben dargestellten Bildpunkten sind zur Korrelation neun Einstellungen möglich und nötig.With the pixels shown above, there are nine settings for correlation possible and necessary.

1.. Referenzbild liegt auf S33 S34 S43 S44 2. Referenzbild liegt auf S32 S33 S42 S43 3. Referenzbild liegt auf S31 S32 S41 S42 4. Referenzbild liegt auf S23 S24 S33 S34 9. Referenzbild liegt auf S11 S12 S21 S22.1 .. Reference image is on S33 S34 S43 S44 2. Reference image is on S32 S33 S42 S43 3rd reference image is on S31 S32 S41 S42 4th reference image is on on S23 S24 S33 S34 9. Reference image is on S11 S12 S21 S22.

Bei jeder der neun EinstelTungen müssen die vier Bildpunkte des Referenzbilds mit denier Bildpunkten des Vergleichsbilds multipliziert und die Ergebnisse aufsummiert werden. Bei Einstellung "1" muß also Z - R11-S33+R12tS34+R21-543+R22jS44 berechnet werden. Da die Bildpunkte entweder schwarz oder weiß sind, beschränken sich die Multiplikationen auf eine EXKLUSIV-ODER-Verknüpfung.For each of the nine settings, the four pixels of the reference image must multiplied by the image points of the comparison image and the results added up will. With setting "1" Z - R11-S33 + R12tS34 + R21-543 + R22jS44 must be calculated will. Since the pixels are either black or white, they are limited Multiplication on an EXCLUSIVE OR link.

Der in Fig.2 dargestellte Korrelator enthält daher vier EXKLUSIV-ODER-Schaltungen 28, deren Ausgangssignale zur Summenbildung einem Operationsverstärker 27 zugeführt werden. Die zeitliche Folge der Ausgangssignale des Operationsverstärkers ist die Kreuzkorrelationsfunktion KKF.The correlator shown in FIG. 2 therefore contains four EXCLUSIVE-OR circuits 28, the output signals of which are fed to an operational amplifier 27 for summation will. The time sequence of the output signals of the operational amplifier is Cross-correlation function KKF.

Die Referenzbildpunkte sind in Schieberegistern 21, 22 und die Vergleichsbildpunkte in Schieberegistern 23, 24, 25 und 26 eingespeichert.The reference pixels are in shift registers 21, 22 and the comparison pixels stored in shift registers 23, 24, 25 and 26.

In der Fig.2 ist der Zustand dargestellt, bei dem das gesamte erste Vergleichsbild mit den Bildpunkten S in die Schieberegister eingespeichert ist. In jedem Schieberegister ist eine Bildpunktzeile enthalten.In Figure 2, the state is shown in which the entire first Comparison image with the image points S stored in the shift register is. A line of pixels is contained in each shift register.

In diesem Zustand sind die vier EXKLUSIV-ODER-Schaltungen 28 mit folgenden Speicherstellen der Schieberegister verbunden: Erste EXKLUSIV-ODER-Schaltung mit R11 und S33 Zweite EXKLUSIV-ODER-Schaltung mit R12 und S34 Dritte EXKLUSIV-ODER-Schaltung mit R21 und S43 Vierte EXKLUSIV-ODER-Schaltung mit R22 und S44.In this state, the four EXCLUSIVE-OR circuits 28 are as follows Storage locations of the shift registers connected: First EXCLUSIVE-OR circuit with R11 and S33 Second EXCLUSIVE-OR circuit with R12 and S34 Third EXCLUSIVE-OR circuit with R21 and S43 Fourth EXCLUSIVE-OR circuit with R22 and S44.

Bei dieser Einstellung hat das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 27 den Wert Z.With this setting, the output signal of the operational amplifier has 27 the value Z.

In der Fig.3 ist der jeweilige Inhalt des Vergleichsbildspeichers in Kästchen dargestellt. Die einzelnen Zeilen in den Kästchen geben den Inhalt der einzelnen Schieberegister 23 bis 26 an. Das Kästchen links oben gibt den Zustand an, bei dem gerade alle Bildpunkte S des ersten Vergleichsbilds eingespeichert sind. Dieser Speicherzustand ist auch bei der Fig.2 angenommen.The respective content of the comparison image memory is shown in FIG shown in boxes. The individual lines in the boxes indicate the content of the individual shift registers 23 to 26. The box at the top left indicates the state in which all image points S of the first comparison image are currently stored. This memory state is also assumed in FIG.

Mit jedem Schieberegistertakt wird der Schieberegisterinhalt um eine Stelle weitergeschoben, wodurch jeweils ein Bildpunkt des ersten Vergleichsbildes gelöscht wird und nach und nach die Bildpunkte T des zweiten Vergleichsbildes gespeichert werden. Die einzelnen Vergleichsbilder werden ohne Abstand hintereinander durch die Schieberegister hindurchgetaktet. Das Kästchen rechts unten gibt den Zustand an, bei dem nur noch das zweite Vergleichsbil-d in den Schieberegistern enthalten ist.The contents of the shift register are increased by one with each shift register cycle Position pushed further, whereby each pixel of the first comparison image is deleted and gradually the pixels T of the second comparison image are stored will. The individual comparison images are displayed one after the other without any spacing the shift register clocked through. The box at the bottom right indicates the state in which only the second comparison image is still contained in the shift registers is.

Mit dem Korrelator nach Fig.-2 werden- immer die Bildpunkte der Vergleichsbilder mit dem Referenzbild verglichen, die durch die kleinen Kästchen gekennzeichnet sind.With the correlator according to FIG. 2, the image points of the comparison images are always compared with the reference image, which are indicated by the small boxes.

Aus der Fig.3 kann man entnehmen, daß sich die zum Vergleich notwendigen-neun Einstel.lungen automatisch ergeben, wenn die Schieberegister durchgetaktet werden. Hierbei -ergeben sich jedoch auch einige Vergleiche, die -n-ichtausgewertet werden dürfen. Diese kann man jedoch durch einen -einfachen- Algorithmus ausscheiden. Bei den unerwünschten Einstellungen enthalten in der Fig.3 die großen Kästchen keine kleinen Kästchen.From FIG. 3 it can be seen that the -nine Settings result automatically when the shift registers are clocked through. Here, however, there are also some comparisons that -n-are not evaluated to be allowed to. However, this can be eliminated by a -simple- algorithm. at The large boxes in FIG. 3 do not contain the undesired settings small box.

Es wird angenommen, daß das Vergleichsbild aus K#L und das Referenzbild aus k-l Bildpunkten besteht. It is assumed that the comparison image from K # L and the reference image consists of k-l pixels.

Zum Korrelieren eines k.l Referenzbiidsmit einem K,L Vergleichsbild müssen an den seriellen, taktsynchronen Vergleichsbildspeic.her 5 K#L Schiebetakte gegeben werden. Dabei entstehen K#L Einstellungen (Korrelationsmuster) am Korrelato-r. Das k, 1 Referenzbild kann innerhalb des K,L-Vergleichsbildes jedoch nur in (K-k+1)-(L-1+1) verschiedene Stellungen gebracht-werden. Das serielle Schieben des Vergleichsbildes durch den Vergleichsbildspeicher ergibt KL - (K-k+1)#(L-l+1)] unzulässige Korrelationsmuster, während denen die Kreuzkorrelationsfunktion nicht ausgewertet werden~darf. Die unzulässigen Korrelationsmuster lassen sich auf einfache Weise-durch das Abzählen~des Schiebetaktes für den Vergleichs--bildspeicher ausfindig machen. Das Zählen beginnt, wenn ein^Vergleichsbild -vollständig im Vergleichsbildspeicher steht. Dies ist in der Fig.3 beim Kästchen links oben der Fall.For correlating a k.l reference image with a K, L comparison image must be connected to the serial, isochronous comparison image memory 5 K # L shift clocks are given. This results in K # L settings (correlation patterns) at the correlator. However, the k, 1 reference image can only be used within the K, L comparison image in (K-k + 1) - (L-1 + 1) different positions can be brought. The serial shifting of the comparison image the comparison image memory results in KL - (K-k + 1) # (L-l + 1)] inadmissible correlation patterns, during which the cross-correlation function must not be evaluated ~. The inadmissible ones Correlation patterns can be easily identified by counting the shift clock for the comparison image memory. Counting starts when a ^ comparison picture - is completely in the comparison image memory. This is in Figure 3 at the box the case at the top left.

Die ersten (K-k+1) Schiebetakte liefern zulässige, dann folgen k-1 unzulässige -Korreiationsmuster (Zähler ZL - 1). Dies wiederholt sich bis ZL = (-L-1+1-). Ab dieser Zählerstellung gibt es bis einschließlich ZL = L nur noch unzulässige Muster.The first (K-k + 1) shift cycles deliver permissible, then k-1 follow impermissible correlation pattern (counter ZL - 1). This is repeated until ZL = (-L-1 + 1-). From this counter onwards, there are only impermissible ones up to and including ZL = L Template.

Die Steuerung für die Trennung zwischen zulässigen und unzulässigen Mustern wird anhand der-Fig.4 erläutert. Die Steuereinrichtung enthält zwei Zähler ZK, ZL und zwei Komparatoren 41, 42, die die Zählerstellungen mit den zwei Konstanten K-k und L-l vergleichen. Zähler ZK ist ein Modulo-K-Zähler. Nach jeweils K-Schiebetakten gibt er einen Zählimpuls an Zähler ZL ab. Beide Zähler werden auf 0 gesetzt, wenn in den Vergleichsbildspeicher ein Vergleichsbild vollständig eingespeichert ist.The control for the separation between permissible and impermissible Patterns is explained with the aid of FIG. The control device contains two counters ZK, ZL and two comparators 41, 42, the counter positions with the two constants Compare K-k and L-l. Counter ZK is on Modulo K counter. To it sends a counting pulse to counter ZL every K shift clocks. Both counters will set to 0 if a comparison image is complete in the comparison image memory is stored.

Unzulässige Korrelationsmuster treten auf, wenn ZK SK-k oder ZL zu L-l ist. Um die weitere Verarbeitung unzulässiger Muster zu verhindern, werden die Ausgangssignale der Komparatoren 41, 42 einer ODER-Schaltung 43 zugeführt, die, wenn ein Ausgangssignal vorhanden ist, die Weiterleitung des Korrelationsproduktsvom Korrelator 6 zur Auswerteeinrichtung 9 sperrt.Inadmissible correlation patterns occur when ZK SK-k or ZL L-l is. In order to prevent further processing of impermissible samples, the Output signals of the comparators 41, 42 are fed to an OR circuit 43 which, if there is an output, passing the correlation product from the Correlator 6 to evaluation device 9 blocks.

Liegt bei einem zulässigen Korrelationsmuster ein Maximum in der Kreuzkorrelationsfunktion vor, dann stellen ZK und ZL gleichzeitig die Verschiebungskoordinaten des Referenzbilds in Zeilen- und Spaltenrichtung (und somit in Flugrichtung und orthogonal hierzu) dar. -zK gibt an,- um wieviel Bildpunkte das Referenzbild in Zeilenrichtung, zL um wieviel das Referenzbild in Spaltenrichtung verschoben ist.If there is a permissible correlation pattern, there is a maximum in the cross-correlation function then ZK and ZL simultaneously represent the shift coordinates of the reference image in row and column direction (and thus in flight direction and orthogonal to it) represents. -zK indicates - by how many pixels the reference image in the line direction, zL by how much the reference image is shifted in the column direction.

Die Verschiebungskoordinaten, d.h. die erwähnte Abweichung, lassen sich auf vorteilhafte Weise dann besonders genau ermitteln, wenn die Kreuzkorrelationsfunktion desjenigen Vergieichsbilds ausgewertet wird, bei der das Verhältsnis von Haupt- zu Nebenzipfeln am größten ist.Leave the shift coordinates, i.e. the mentioned deviation are then determined particularly precisely in an advantageous manner when the cross-correlation function that comparison image is evaluated in which the relationship between main to side lobes is greatest.

Dieses Vergleichsbild erhält man besonders schnell, wenn man- von Schwellwerten ausgeht, die im Bereich des Schwellwerts, der zur Erzeugung des Referenzbilds verwendet wurde,liegen LeerseiteThis comparison image is obtained particularly quickly if one is from Threshold values that are in the range of the threshold value that is used to generate the reference image was used Blank page

Claims (4)

Patentansprüche 1. Naviyationsgerät für Flugkörper, das einen ersten Speicher enthält, in dem mindestens ein Bild eines Teils der Erdoberfläche, über den der Flugweg des Flugkörpers führt, als zweidimensionales ReFerenzbild digitalisiert gespeichert ist, von dem beim ungefähren Erreichen dieses Teils der Erdoberfläche mittels Sensoren ein Bild aufgenommen wird, das vorübergehend in einem zweiten Speicher gespeichert und mit dem Referenzbild korreliert wird, und bei dem aus der bei diesem Vergleich erhaltenen Korrelationsfunktion die Lageabweichung des Orts, an dem von den Sensoren das Bild aufgenommen wurde, von dem dem Referenzbild zugeordneten Ort ermittelt wird, da du r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß für einzelne Bildpunkte des Referenzbildes in dem ersten Speicher (7) jeweils nur die Information schwarz oder weiß gespeichert ist, daß aus dem von dem Sensor (1) aufgSnommenen Bild mehrere Vergleichsbilder gewonnen werden, für deren Bildpunkte in dem zweiten Speicher (5) nur die Information schwarz oder weiß gespeichert wird, wobei sich die einzelnen Vergleichsbilder dadurch unterscheiden, daß als Entscheidungskriterium, ob ein Bildpunkt schwarz oder weiß ist, unterschiedliche Grautonschwellwerte verwendet werden, daß mindestens einige der Vergleichsbilder mit dem Referenzbild korreliert werden, und daß zur Bestimmung der Abweichung diejenige Korrelationsfunktion verwendet wird, bei der das Verhältnis von Haupt- zu Nebenzipfei am größten ist. Claims 1. Naviyationsgerät for missiles, which has a first Contains memory in which at least one image of a part of the earth's surface, over the flight path of the missile is digitized as a two-dimensional reference image is stored, of which when approximately reaching this part of the earth's surface an image is recorded by means of sensors, which is temporarily stored in a second memory is stored and correlated with the reference image, and in which from the in this Comparison obtained correlation function the positional deviation of the location where from the image was recorded by the sensors from the location assigned to the reference image it is determined, since you do not know, that for individual pixels of the reference image in the first memory (7) only the information black or white is stored that from the image recorded by the sensor (1) several Comparison images are obtained for whose pixels in the second memory (5) only the information is stored in black or white, whereby the individual Differentiate comparison images in that the decision criterion is whether a pixel is black or white, different gray tone thresholds are used that at least some of the comparison images are correlated with the reference image, and that the correlation function is used to determine the deviation, in which the ratio of main to side lobes is greatest. 2. Navigationsgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die bei der Erzeugung der Vergleichsbilder verwendeten Grautonschwellwerte (4) im Bereich des mittleren Grautons des Referenzbilds liegen.2. Navigation device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z E i c h n e t that the gray tone threshold values used in the generation of the comparison images (4) lie in the area of the middle gray tone of the reference image. 3. Navigationsgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Referenzbild einen kleineren Teil der Erdoberfläche als die Vergleichsbilder zeigt, daß die Schwarz/Weiß-Informationen der Bildpunkte des Referenzbildes in einem ersten Schieberegister (Fig.1,7; Fig.2,2i,22), das an jedem Speicherplatz eine Anzapfung aufweist, gespeichert sind, daß die Schwarz/Weiß-Informationen der Bildpunkte der Vergleichsbilder spalten- oder zeilenweise durch mindestens ein weiteres Schieberegister (23, 24, 25, 26) durchgetaktet werden, daß das weitere Schieberegister gleich viel Anzapfungen wie das erste Schieberegister aufweist, da(3 zur Bildung der Korrelationsfunktionen von Referenzbild und Vergleichsbildern jeweils die Anzapfungen der einander entsprechenden Bildpunkte von Referenzbild und einem Teil eines Vergleichsbildes einer EXKLUSIV-ODER-Schaltung (28) zugeführt werden und die Ausgangssignale dieser EXKLUSIV-ODER-Schaltungen aufsummiert (27) werden.3. Navigation device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i n e t that the reference image covers a smaller part of the earth's surface than that Comparison images shows that the black / white information of the pixels of the reference image in a first shift register (Fig.1,7; Fig.2,2i, 22), which is at each storage location has a tap, that the black / white information of the Image points of the comparison images in columns or lines by at least one other Shift register (23, 24, 25, 26) are clocked through that the further shift register has the same number of taps as the first shift register, since (3 to form of the correlation functions of the reference image and comparison images, the taps in each case of the corresponding pixels of the reference image and part of a comparison image an EXCLUSIVE-OR circuit (28) and the output signals of this EXCLUSIVE-OR circuits are summed up (27). 4. Navigationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß außer dem Referenzbild auch der bei der Erzeugung des Referenzbildes verwendete Schwellwert gespeichert wird.4. Navigation device according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h e k e n n n n e i n e t that, in addition to the reference image, also the one during the creation the threshold value used for the reference image is stored.
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