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Die Erfindung betrifft ein Eil#k#mera-Photogrammetrie#System
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zur Übermittlung von Informationen über die position, Orientierung
und Geschwirjdigkeit eines Objekts im Weltraum und insbesondere ein System zur rchtz#itauswertung
eines Video-Signals, um die Bildebenen-Koordinaten von Target-Kontrastelementen
zu bestimmen.
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Gegenwärtig besteht Bedarf für ein präzises automatisches System zur
Übermittlung von Informationen über die Position und Orientierung eines Objekts
im Weltraum, bei welchem diese Information in Echtzeit für Verbindungs- und Koppelzwecke
verwendet werden kann. Dieses Erfordernis ist insbesondere in der Satellitentechnologie
wichtig, bei der ein in großer Entfernung betätigter Arm mit anderen Satellitenelementen
ankuppeln muß. Gegenwärtig werden diese Aufgaben durch direkten Handbetrieb von
einer menschlichen Bedienungskraft durchgeffihrt, die ihr eigenes Sehvermögen und
physisches Feedback- bzw. Rückkopplungssystem verwendet oder von Sensorsystemen
mit elektromagnetischen oder ähnlichen Techniken Gebrauch macht.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Einkamera-Photogrammetriesystems,
Figur 2 ein Blockdiagramm des Systems der Fig. 1, welches benötigte Datenverarbeitungseinrichtungen
zeigt, Figur 3 die Darstellung eines Abtastfeldes F, Figur 4 eine schematische Ansicht
der apparativen Implementierung bzw. Ausführung eines Gesamtsystems,
Figur
5 das Raster-Abtastverfahren zur Targetpunktidentifizierung, Figur 6 eine detailliertere
Blockdiagrarflmdarstellung der Echtzeitdaten Durchmusterung des Videosignals aus
der Abtastfunktion, Figur 7 eine detaillierte Veranschaulichung der Taktgebungssynchronisationssortierung
und der Komponenten der Videopegeldiskrimination nach Fig. 6, Figuren 8 und 9 Steuerlogik-Synchronisierungsdiagramme,
Figur 10 eine detaillierte Darstellung der Fenster-Diskriminationslogik von Fig.
6, Figur 11 die Recheneinheit von Fig. 6, Figur 12 eine detaillierte Darstellung
des Daten-Multiplexers und De-Multiplexers von Fig. 6, Figur 13 ein verallgemeinertes
Videosignal-Prozessor-Steuersignal-Flußdiagramm und Figur 14 ein verallgemeinertes
Videosignal-Prozessordaten-Flußdiagramm.
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Nach Fig. 1 wird zur Verbindung mit der Kopplungseinrichtung 12 eines
Satelliten 13 ein entfernter Manipulator- oder Bedienungsarm 10 benötigt, an dem
ein Effektor 11 befestigt ist und von ihm aus betrieben wird. Der Satellit besitzt
kleine Targetflächen 14, die durch Sonnenstrahlung 15 und/ oder eine künstliche
Quelle 16 auf dem Manipulatorarm beleuchtet sind. Das System besitzt eine Kamera
17 mit einer
Bildebene 18, die fortwährend eine Videoabtastung des
Satelliten, d.h. der Targetflächen, durchführt und einer Videosteuereinheit 19,
einem Video-Abtaster bzw. Durchmusterer 20, einer Schaltung 21 zur Bestimmung der
x--y-Koordinaten und einer Schaltung 22 ein Videosignal übermittelt, um die photogrammetrischen
Berechnungen zur Ermittlung von Information über die Position, Orientierung und
Geschwindig keit des Satelliten bezüglich des entfernten Manipulators zu liefern.
Ein Monitor 23 ist für eine menschliche Bedienungskraft ebenfalls vorgesehen. Figur
2 zeigt das System in schematischer Form mit der Bildkamera 17, die die erforderlichen
Filter 17a und Linsenkomponenten 17b sowie eine Bildebene 18 mit Vergleichs- bzw.
Bezugsmarkierungen 18a enthält.
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Die optische Geometrie wird an eine Schaltung 22 weitergegeben, die
mit einem Computer 23 on-line-verbunden ist.
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Operator-Steuer-/Bedienungseinrichtungen und Einrichtungen zur Entwicklung
und Konstruktion von Targetmerkmalen sind vorgesehen.
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Das oben für die Fig. 1 und 2 beschriebene System, bei dem die relative
Position von drei oder mehr bekannten Targetpunkten photogrammetrisch aufgelöst
wird, die von einer Videokamera erfaßt wird, ist bekannt und wird in einer Veröffentlichung
"A Single Camera Method for the 6-Degree of Freedom Sprung Mass Response of Ve#hicles
Redirected by Cable Barriere beschrieben, die von M.C. van Wijk und H.F.L. Pinkney
bei dem Seminar "The Society Qf#.Phot-optical Instrumentation Engineersfl am 20.
-# 22. November 1972 in Detroit/Michigan vorgetragen wurde. Ein spezielles Entfernungsmeßsystem
ist in der US-PS 3 653 769 beschrieben.
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Wird das Kameraverfahren angewendet, erfordert das Meßverfahren die
Benutzung einiger definierter Punkte (Targetpunkte). Obwohl der Rand einer geraden
Strichmarkierung in
Erwägung gezogen werden kann oder sollte, benutzt
gewöhnlich eine menschliche Bedienungskraft das geschätzte Zentrum dieser Markierung
Für jeden zweidimensionalen Umriß gibt es einen einzigen Punkt, der mathematisch
als Fläche zentrum definiert ist. Dieser Punkt ist, anders als die Randpunkte, bei
jeder Orientierung des Objekts invariant.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird das Flächenzentrum des Targetbildes
verwendet. Dies überwindet die Begrenzungen herkömmlicher Lösungswege bzw. Annäherungen,
bei denen Ränder (Impulsanstiegzeit) oder kleine helle Targets (Ein-Zwei-Bild-Punkte;
analog zum Rand) verwendet werden. Diese sind im günstigsten Fall auf eine +/Bildpunkt-Auflösung
begrenzt und im Betrieb nicht so zuverlässig wie die Bestimmung des Plächenzentrums
für ein Bild mit größerer Fläche.
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Im folgenden werden jetzt die mathematischen Grundlagen für das Verfahren
zur präzisen Lagebestimmung des Flächenzentrums anhand der Fig. 3 und 4 gegeben,
d.h. der analytische Ansatz und die Formulierung der statistischen Maße des Durchmusterungsverfahrens
werden gegeben: a) Es sei ein Rahmen F (vgl. Fig. 3) durch Xf und yf gegeben, wobei
o < Xf <nf O < Yf c und innerhalb dessen V5 = Vs (x,y).
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b) Innerhalb F wird R(x,y) definiert, wobei R(x,y) 1, wenn Vs >
Vref ii(x,y) = 0, wenn Vs z < Vref
c) F wird durch ganzzahlige
Substitution in die Punktmenge diskret aufgeteilt: Xf : 0 -> nf Yf : 0-so daß
die Menge F F allen so definierten Punkten, dann ist die Menge R E allen Punkten
innerhalb F, wobei - >Vref d) Es werden Teilmengen wi von F durch die Grenzen
xwi = nwi~ nwi + t nwi ywi = mwi, mwi + # mwi festgelegt. Dann ist R. die Teilmenge
von R innerhalb von wobei Ri = 1, wenn wenn Vs > Vrefi Ri = 1, wenn Vs > Vrefi
Ri = 0, wenn V5 < Vrefi e) Das statistische Maß von Ri in Wi ist durch die Momente
von Mi°, Mi1, Mi2 etc. bezüglich der Achsen Xwi = nwi und Ywi = m wi definiert:
f) Aus den Momentdaten erhält man: Fläche = Mi° = Anzahl der Punkte für Ri innerhalb
von w
Varianz bezüglich des Schwerpunkts:
Es ist möglich, eine festverdrahtete Schaltung durchzuführen; um Videosignale aus
z.B. einer Videokamera zu durchmustern, und dies ist in Fig. 4 gezeigt. Die x- und
y-Synchronisiersignale aus der Kamera werden dazu verwendet, um Takt- und Fenster-Einstellsignale
für die Fenstersteuerlogik 28 zu liefern, und die Kameraausgangsspannungssignale
V5 aus der
Videosteuereinheit 19 werden einem Pegelkomparator 26
zugeführt, der durch eine Pegelsteuerung 26a eingestellt werden kann, um einer Recheneinheit
27 ein Ausgangssignal R zuzuführen, das entweder 1 oder 0 ist. Wird die geordnete
Form der Abtastung und die Oszillator-Grundfrequenz verwendet,die auch die ganzzahligen
Werte von Xf erzeugt, kann eine spezielle, festverdrahtete Recheneinheit, die auf
den Generator-Founen des arithmetischen Algorhythmus basiert, für R die Momentdaten
(Mi°,M1ix, M1iy, Mix, M2ixy, M2iy) On-Line während des Abtast-Durchmusterungs-Betriebs
bestimmen. Geeignete Multiplexer- und De Multiplexer-Busse 38 bzw. 39 stellen die
Verbindung zum Prozessor 40 und zur Anzeige- und Steuereinheit 23 her.
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Fig. 5 zeigt zwei Targetpunkte (Target 1, Target 2) in einem x-y-Abtastraster
mit der Lichtintensität der Targetflecken, wie sie auf der Kamera erscheint und
als Ausgangsvideosignal V (t) gegeben wird, welches in der Z-Richtung gezeigt ist.
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Es sind Fenster um die Targetpunkte mit Dimensionen Ex10, QY1O und
#x20, #y20 zu sehen; auf sie wird noch eingegangen.
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Ein Spannungspegel (Hintergrund-Spannung), d.h. der Rauschpegel und
der Referenzspannungspegel <Vref) sind gezeigt.
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Fig. 6 zeigt das funktionelle Basis-Flußdiagramm der Echtzeit-Daten-Durchmusterung
des Videosignals für zwei Target Flächen und die zugeordneten Fenster. Die Schaltung
kann erweitert werden, um mit mehreren Targetflächen über die Busse,d.h. mit Fenster-"n"-Logik
zu arbeiten.
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Nach Fig. 6 und auch nach den Fig. 7, 8, 9, 10 und 11 wird das Ausgangssignal
aus der Videokamera Vs (t) einem Analog-Komparator 26 zugeführt und.dort mit einer
festgesetzten Referenzspannung Vref verglichen, so daß ein Ausgangssignal gegeben
wird, wenn Vs (t) # Vref ist, und dieses wird den Recheneinheiten 27a und 27b zugeführt.
Horizontale und vertikale
Synchronisiersignale aus der Kamera
werden der Taktgebungs- bzw.-erzeugungs- und Synchronisierungs-Sortierlogikschaltung
29 zugeführt, deren Funktion es ist, Taktgebungs-Synchronisier-, Lösch- und Steuersignale
an weitere Datenverarbeitungsschaltungen zu übermitteln. Das Ausgangssignal dieser
Schaltung erscheint auf einem x-Positions-Bus und einem y-Positions-Bus, welche
parallele Datenleitungen sind, und auch auf einem x-Skala-Takt-Bus und einem y-Skala-Takt-Bus,
die Datenliitungen in Serie sind. Diese Schaltung besitzt eine Horizontalrand-Dekodierlogik
29a (Fig. 7), die ein Löschsignal (x CLR) liefert, das von der Vorderflanke des
Horizontal-Synchronisierungs-Impulses abgeleitet wird, um den x-Hebelarm-Zähler
30a (Fig. 11) und den x-Positionszähler 31a (Fig. 10) zu löschen, und ein Taktgebersignal
(y SCALE CLK) { das von der Rückflanke des horizontalen Synchronisierimpulses abgeleitet
ist, wird einem y-Zähler 31b (Fig. 10) zugeführt. Das Löschsignal wird einmal je
Linienabtastung der Kamera erzeugt. Die Schaltung 29 steuert auch einen torgesteuerten
Oszillator 29b, bei dem es sich um einen spannungsgesteuerten Oszillator handelt,
um ein x-Skala-Taktsignal (x SCxLE S zuleiten, welches in der Tat zeitzmit horizontalen
Synchronisierimpuls synchronisiert ist, welcher einem Tor 32a (Fig. 10)zugeführt
wird, und das Signal (1/2 x SCALE CLK) wird dem x-Positionszähler 31a (Fig 10) zugeführt.
Von diesem Takt wird die halbe Rate verwendet, da bei anschließenden Zählern Beschränkungen
in der Betriebsgeschwindigkeit vorliegen. Die Schaltung 26 enthält auch eine Vertikalrand-Dekodier-
und Feldsortierlogik 29c. Diese erzeugt ein Schaltsignal (FIELD F/F), welches einem.y-Akkumulator
33b (Fig. 11) zugeführt.-wird, um ungerade und gerade Felder zu definieren und wird
aufgrund der verzahnten bzw. überlappenden Abtastbetriebsweise der Videokamera benötigt.
Diese Logik erzeugt auch einen Rahmenimpuls (FRAME), der während jedes geraden Feldes
aus dem
vertikalen Synchronisierimpuls abgeleitet wird, ein Löschsignal
(MOM ACC CLR), das von der Rückflanke des Rahmenimpulses in Synchronisation mlt
dem Rahmenimpuls erzeugt wird, welcher zum Löschen des Akkumulators 33a und 33b
(Fig. 11) und eines Flächenzählers 34 in der Recheneinheit (Fig 11), verwendet wird,
und ein Löschsignal (y CLR), das von der Vorderflanke des vertikalen Synchronisierimpulses
abgeleitet wird, der dem y-Positionszähler 31b (Fig. 10) und dem y-Hebelarmzähler
30b (Fig. 11) zugeführt wird.
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Während der Rahmenimpulsperiode werden alle Daten dem Rechner zugeführt
oder aus diesem fortgeführt, und das Löschsignal löscht alle Zähler und Akkumulatoren
als Vorbereitung für die Akkumulation von Daten für den nächsten Rahmen.
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Die Fig. 8 und 9 sind Steuerlogik-Synchronisationsdiagramme und zeigen
die Synchronisations- bzw. zeitlichen Verhältnisse der zahlreichen Steuersignale.
Fig. 8 zegt die Steuerungen, die mit der vertikalen Synchronisation zusammenhängen,
und die zeitliche Beziehung zwischen den FIELD F/F-, FRAME y-, CLEAR- und MOM ACC
CLR-Signalen. Fig. 9 zeigt die Steuerungen die mit der hori.zontalen Synchronisation
zusammenhängen und die zeitliche Beziehung zwischen den X CLR-, y SCHALE CLK-und
x SCAI£-CLR-Signalen.
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Die Fenster-Diskriminationslogik (28a und 28b in Fig. 6) wird in Fig.
10 im Detail gezeigt. Zweck dieser Logik ist es, die#Größe#und Position der Fenster,
die die Targetpunkte umschließen, anzupassen und einzustellen und geeignete Taktsignale
der Recheneinheit zuzuführen, die in Fig. 11 gezeigt ist. Die Schalter 35a und 35b
können von einem Operator eingestellt oder vom Computer gesteuert werden und stellen
die Verbindung mit derJZählern 36a und 36b her und setzen die Fenstergröße (Ax,
ty) fest (vgl. Fig. 5).
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Wie Fig. 6 zeigt, sind die Fenster-Diskriminationslogik und die Recheneinheiten
mit den Multiplexer- und Demultiplexer-Bussen 38 und 39 verbunden, die mit dem Computer
40 verbinden. Der Computer liefert x-Positlons- und y-Positions-Daten für die Fensterpositionslogik,
die in den selbsthaltenden x-Positionsschaltern 41a und y-Positionsschaltern 41b
festgehalten werden und im x-Komparator 42a und y-Komparator 42b mit der Zählung
im x-Positions-Zähler 31a und y-Positionszähler 31b verglichen werden. Wenn die
Eingangssignale zum x-Komparator oder die Eingangssignale zum y-Komparator gleich
sind, wird ein Impuls den Flip-Flops 43a und 43b zugeführt, deren Ausgangssignale
dazu verwendet werden, UND-Tore 44a bzw. 44b anzusteuern, bzw. zu betätigen, denen.
auch x-Skala-Takt- bzw.
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y-Skala-Takt-Eingangssignale zugeführt werden. Die Flip-Flops betätigen
bzw. steuern auch die und Ay-Zähler 36a bzw.
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36b an, so daß diese durch die x- und y-Taktimpulse auf Null herabgesetzt
werden, ~wenn ein Signal zum Schalten der Flip-Flops zurückgeschickt wird. Der Flip-Flop
43a führt ein x-Betätigungssignal dem Gatter 32a zu, dem auch ein y-Skala-Takt-Eingangsimpuls
und ein y-Betätigungs-Eingangssignal aus dem Flip-Flop 43b zugeführt wird, und dies
erzeugt ein x-Hebelarm-Taktsignal, welches der Recheneinheit zugeführt wird.
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Der Flip-Flop 43b erzeugt ein y-Betätigungssignal, welches dem Tor
32b zusammen mit einem y-Skala-Takteinganassigna1 zugeführt wird, um ein y-Hebelarm-Taktsign&l
zu erzeugen, das der Recheneinheit zugeführt wird.
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Fig. 11 und der untere Teil von Fig. 9 zeigen die Recheneinheit im
Detail. Die x- und y-Hebelarm-Taktimpulse werden einem x-Hebelarmzähler 30a und
y-Hebelarmzähler 30b zugeführt.
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Die Zählungen aus diesen Zählern werden in Akkumulatoren 33a und 33b
zusammen mit dem Eingangssignal V5 > Vref = Ri(t) aus dem Analogkomparator 26
(Fig. 7) eingeführt, nachdem diese, durch das UND-Gatter 46 gelangt sind. Tatsächlich
summieren
die Akkumulatoren die Hebelarme (die Anzahl der Bildpunkte von den Rändern, z.B.
x10 und Ylo von Target 1 der Fig. 5) auf, die eine Spannung aufweisen, die den festgelegten
Pegel überschreitet. In einem Flächenzähler 34 wird eine direkte Zählung dieser
Punkte erhalten. Das Puls-Synchronisierungsdiagramm der Fig. 9 zeigt ein Beispiel
dafür, wie die Berechnung hinsichtlich der Abtastlinien 4 und 6 erreicht wird. Die
Surrrnierung der Flächenza~hler (A) und der x- und y-Hebelarmzähier (Mxt ) ergibt
für die Linien 4 und 6: i A = 4 + 5 = 9 ZM = 22 +30 = 52 TM - 16 +30 = 46 y Dies
würde für den gesamten Abtastzyklus fortgesetzt.
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Die Daten aus der Recheneinheit (AREA (Ai), x MOMENT (Mxi), y MOMENT
(Myi) werden zum Computer 40 über die Multiplexer-und#De-M#ultiplexer-Busse 38 und
39 (vgl. Fig. 6) übersandt.
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In Fig.12 werden sie mehr im Detail gezeigt; dort sind Multiplexer-Leitungen
für zwei Targets (window 1 mux 47a und window 2 mux 48b) dargestellt, die in den
Hauptmultiplexer (master mux) 48 führen, der die Kapazität für mehrere Targets besitzt,und
dann über den Leitungstreiber 49 zum Computer führen. Rückkehrdaten aus dem Computer
werden dem De-Multiplexer-Bus (demux) 50 über den Leitungsaufnehmer 51 zugeführt.
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Steuersignale zum bzw. aus dem Computer werden über Multiplexer-und
De-Multiplexer-Steuerungszentren 52 und 53 zahlreichen Komponenten übermittelt.
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Fig, 13 zeigt ein verallgemeinertes (für eine i-te Targetfläche) Videosignal-Prozessor-Steuersignal-Flußdiagramm
und ähnelt Fig. 6, obwohl diese nur ein Zwei-Target-Flächen-System zeigt. Wie zuvor
führt die Video-Steuereinheit (VCU) 19 der Schaltung 29 Synchronisationssignale
zu, um die
Synchronisations- und Steuersignale (xCLR, #rCLR, MOM
ACC CLR, x-SCALE (Xf, 1/2 Xf); y-SCALE (yf), und FIELD F/F) zu erzeugen.
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Aus diesen leiten die Fenstersteuereinheiten 60a und 60b, die als
xi - WINDOW POS/SIZE CONTROL und yi-WINDOW POS SIZE CONTROL bezeichnet werden, Betätigungssignale
xe(i) und ye(i) ab, die der Signal-Torsteuerungs-Schaitung 61 zusammen mit x-SCALE
(xf) und y-SCALE (yf)-Signalen zugeführt werden. Die VCU liefert ein Mehrfachkomponenten-Videosignal,
das hier als VA, VB, Vc gezeigt ist. Eine Wählschaltung <Vi SELEC.T) 62 wählt
aus diesen das für das i-te Fenster Logikmodul geeignete Signal aus. Dieses Signal
wird in der Durchmusterungs- bzw. Abtastsignal -Torsteuerung pegeldiskriminiert,
welche ein Ausgangssignal Ri (xi) zusammen mit dem x-Hebelarm (xi)- und y-Hebelarm
(yi)-Signalen an die Recheneinheit abgibt. Beim vorliegenden System wird ein einfacher
Vergleich des Video-Signals V5 gegen einen Referenzpegel Vref durchgeführt, aber
es kann auch ein dynamischer Referenzpegel erzeugt werden, der unter Computersteuerung
über zahlreiche Pegel hinwegvariiert wird, z.B. zwischen 10 % und 90 %, was eine
Form der Computersteuerung für den Pegeloperator (Li) ist, der liefert Ri(t) = Li
(V.(t). Die Recheneinheit, die hier 1 1 gezeigt ist, wird in eine xi#Moment#Recheneinheit
63a und Moment-Recheneinheit 63b aufgeteilt, die zusammen mit dem Flächenzähler
64 die hereinkommenden Signale verarbeiten und dem Computer die notwendigen Ausgangssignale
liefern (nicht gezeigt).
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Fig. 14 veranschaulicht ein vollständig verallgemeinertes Video-Signal-Prozessor-Daten-Flußdiagramm
für ein Vier-Target-Flächen-Systern mit Recheneinheiten 63, Fenster-Steuerungs schaltungen
60, Flächenzählern 64 und Steuersignal-Generatoren 29, die über Multiplexer 48 und
De-Nultiplexer 50 in einen bi-direktionalen Bus 65 zum Computer oder von diesem
weg arbeiten.
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Der verwendete Computer kann eine handelsüblich ghältliche Einheit
sein und liefert die Steuerung, die Einstellung der Fenster und die Lösung der Task-Anwendungen.
Wenn beispielsweise drei oder mehr Targetpunkte durch die Video-Kamera abgetastet
werden, kann das System eine photogrammetrische Lösung für die Position und Orientierung
eines Objektes relativ zur Kamera liefern.
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Da yi auf einer Linie konstant ist, kann die Gleichung aus dem obigen
mathematischen Grundiagenteil>Abschnitt f) neu geschrieben werden:
Die in Klammern stehenden Reihenausdrücke stehen für die Summe längs einer Zeile,
und die Summierung für alle Zeilen kann durchgeführt werden, indem man vorzugsweise
einen Mikroprozessor und weniger ein Gesamt-hard-ware-System verwendet, wie es im
in Fig. 9 veranschaulichten Beispiel gezeigt ist.
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Die Ausführung dieses Verfahrens, mit der Abtastung on-line, ist in
Fig. 13 für die i-te-Fenster gezeigt. Hier wird die Diskrimination von Punkten Xf,
yf in der Fensteröffnung durch die Signale XEi, YEi gesteuert, wobei gilt: Ist XEi
= 1 und y## = 1, dann ist der Punkt ein Teil der Punktmenge der Fensteröffnung i.
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Wenn XEi = O oder Ygi = 0, dann gehört der Punkt nicht zur Menge der
Punkte der Fensteröffnung i.
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Innerhalb des Abtast- bzw. Durchmusterungssignal-Vorsteuerungsmoduls
dient dieser Test für die Konjunktion von xE = 1, YEi =1 für zwei Funktionen: 1)
Er liefert die Basis für die Erzeugung der entsprechenden x1-, Yi-Steursignale für
die Punkte Xf, Yf im Fenster.
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2) Er liefert die Durchmusterungs- oder Abtaststeuerung für die Umwandlung
des pegeldiskriminierten Videosignals Ri(t) im Ein-Steuersignal Ri(xi, Yi), das
als Ri(Xi) dargestellt ist, da Yj während der Abtastzeile konstant ist.
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Diese xi-, Ri Ri(xi)-Signale wandern dann zu den Recheneinheitmoduln,
wo die Werte A1, MXi, Myi abgeleitet werden.
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Das Steuersignal F/F bezeichnet das ungerade oder gerade Feld des
Rahmens und wird entsprechend der y-Moment-Recheneinheit zugeführt.
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Die Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Erzielung von Sn-Line-Daten,
die zur Bestimmung des Zentrums einer Fläche oder des Schwerpunkts einer geometrischen
Fläche von unbestimmter Form nützlich sind, welche in einem größeren x-y-Abtastfeld
liegt und deren Existenz durch eine pegeldiskriminierte Amplitude oder Intensität
oder einen in der Z-Dimension meßbaren Parameter angezeigt ist: Das x-y-Feld wird
in einem bekannten Rastermuster abgetastet, und man erhält eine Reihe von diskreten
Ausgangsspannungsimpulsen, die mit elementaren x-y-Punkten im Abtastfeld zusammenhängen
und eine Amplitude besitzen, die mit der Amplitude oder Intensität der Parameter
zusammenhängen; eine Reihe von diskreten Taktimpulsen, die mit elementaren x-y-Punkten
im
Abtastfeld zusammenhängen, wird erzeugt; es wird eine Reihe von x- und y-Synchronisationsi:npulsen
erhalten, die aus dem x-y-Abtastfeld kommen und mit diesem im Zusammenhang stehen;
im Zusammenhang mit den Taktimpulsen und den x- und y-Synchronisationsimpulsen wird
ein kleineres x-y-Abtastfeld in der Form eines rechtwinkligen Fensters um die geometrische
Fläche im größeren x-y-Abtastfeld eingerichtet bzw. erzeugt, dessen Ränder als x-y-Koordinaten
der Fenster bekannt sind; aus der Reihe von diskreten Taktimpulsen werden jene Impulse
identifiziert, die mit oben erhaltenen Impulsen zusammenfallen, die eine Amplitude
oberhalb eines festgelegten Spannungspegels besitzen und in die Grenzen des kleineren#x-y-Abtastfeldes
fallen, um Abtast-#Durchmusterungspunktflächen in der geometrischen Fläche zu definieren;
es wird eine gesamte Zählung der Anzahl von oben identifizierten Impulsen durchgeführt,
die Anzahl der elementaren x-y-Punkte, die jeder der oben identifizierten Impulse
vom Rand des Fensters in der x- und in der y-Richtung entfernt liegt, wird gezählt,
um x-Hebelarmzänlungen und y-Hebelarmzählungen zu liefern, und die x-Hebelarmzählungen.
und die y-Hebelarmzählungen werden aufsummiert, die Zählungen werden mit der aus
obigen Zulieferdaten erhaltenen Zählung zusammengenommen, um das Flächenzentrum
oder andere mathematischen Funktionen der geometrischen Fläche zu berechnen.
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