DE3127491A1

DE3127491A1 - Circuit arrangement for a correlator

Info

Publication number: DE3127491A1
Application number: DE19813127491
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Phys. 2803 Weyhe Hornfeld
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke 2800 Bremen GmbH; Vereinigte Flugtechnische Werke GmbH; Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-07-11
Filing date: 1981-07-11
Publication date: 1983-01-27

Abstract

In this circuit arrangement it is possible to compress 8-bit data words to 1 bit and to process them in a 1-bit correlator with stored and also source-encoded reference data by means of a source-encoding of the acquired actual data.

Description

Schaltungsanordnung für einen Korrelator Circuit arrangement for a correlator

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Korrelator zum Vergleich aktueller, mit einem Sensor erfaßter Istdaten mit gespeicherten Referenzdaten, insbesondere zur Navigation von Luftfahrzeugen und/oder zur Erfassung und Verfolgung von Objekten.The invention relates to a circuit arrangement for a Correlator for comparing current actual data recorded with a sensor with stored data Reference data, in particular for the navigation of aircraft and / or for recording and tracking of objects.

Bei Luftfahrzeugen werden seit einiger Zeit Navigationssysteme mit Korrelatoren eingesetzt, um die Genauigkeit bei der Positionsbestimmung und/ oder Zielverfolgung zu steigern. Korrelatoren sind Baustufen zur Durchführung von Ahnlichkeitsvergleichen von Signalen, so daß sich aus den Abweichungen und/oder Übereinstimmungen der Signal strukturen Positionsbestimmungen für Navigationssysteme ableiten lassen. Es ist bekannt, Korrelatoren in eindimensionalen (Höhenkorrelation) oder zweidimensionalen (Szenenkorrelation) Navigationssystemen zu benutzen, und zwar neben der Positionsbestimmung und Zielverfolgung auch zum Auffrischen der Daten einer Basisnavigationsanlage, zur Geschwindigkeitsmessung und zur Endpha senlenkung.Navigation systems have been used in aircraft for some time Correlators used to improve the accuracy of the position determination and / or Increase target tracking. Correlators are building stages for carrying out similarity comparisons of signals, so that it can be derived from the deviations and / or coincidences of the signal structure position determinations for navigation systems can be derived. It is known correlators in one-dimensional (height correlation) or two-dimensional (Scene correlation) to use navigation systems, in addition to the position determination and target tracking also for refreshing the data of a basic navigation system, for speed measurement and final phase steering.

Eine hinreichend sichere Aussage ueber ein Korrelationsergebnis aufgrund ahnlicher Signalteile erfordert Signale hoher Auflösung, z.B. 8 bit pro Wort und entsprechend dafür ausgelegte Korrelatoren. Solche multi-level (Viel-Pegel) Korrelatoren haben jedoch den Nachteil eines hohen schaltungstechnischen Aufwandes. Es sind daher auch schon "1 bit"-Korrelatoren vorgeschlagen worden, welche schaltungstechnisch einfach sind. "1 bit"-Korrelatoren haben jedoch den Nachteil, die Auflösung der Signale nicht zu be- rücksichtigen. Bei einem Szenenkorrelator wird z.B. das Bildsignal unterhalb einer festlegbaren Schwelle als schwarz und oberhalb als weiß bewertet, so daß die Genauigkeit eines solchen Korrelationsergehnisses häufig als unbefriedigend gilt.A sufficiently reliable statement about a correlation result based on Similar signal parts require high resolution signals, e.g. 8 bits per word and Correspondingly designed correlators. Such multi-level correlators however, they have the disadvantage of high circuit complexity. There are therefore "1 bit" correlators have also already been proposed, which in terms of circuitry are easy. However, "1 bit" correlators have the disadvantage that the resolution of the Signals not to be loaded take into account. In the case of a scene correlator, e.g. the image signal below a definable threshold as black and above rated as white, so that the accuracy of such a correlation result is often considered unsatisfactory.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für einen Korrelator vorzusehen, die mit wenig Aufwand in der Lage ist, Signale hoher Auflösung zu verarbeiten. Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die aktuell erfaßten Istdaten über einen Analog-Digital-Wandler einer Ouellkodierstufe zugeführt sind, deren Ausgang den mit quellkodierten Referenzdaten versorgten Korrelator ansteuert.The invention is therefore based on the object of a circuit arrangement for a correlator that is able to generate signals with little effort high resolution process. According to the invention, this object is achieved by that the currently recorded actual data via an analog-digital converter of a source coding stage are supplied, the output of which is supplied to the correlator with source-coded reference data drives.

Die erfindungsgemäße Maßnahme hat den Vorteil, daß durch die Ouellkodierung eine Datenkomprimierung etwa um den Faktor 8 erfolgt, so daß, bezogen auf das Gesamtsignal, eine ursprünglich 8 bit enthaltende Information nur mit 1 bit kodiert wird. Das quellkodierte Signal enthält somit die gesamte Information und bietet damit die Möglichkeit, eine multi-level Korrelation mit "1 bit"-Korrelatoren durchzuführen.The measure according to the invention has the advantage that the source coding data is compressed by a factor of about 8 so that, based on the total signal, an item of information originally containing 8 bits is encoded with only 1 bit. That source-coded signal thus contains the entire information and thus offers the Possibility of performing a multi-level correlation with "1 bit" correlators.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail.

In dem beiliegenden Blockschaltbild ist mit 1 eine Datenouelle, z B. ein Bildsensor bezeichnet, deren analoge Daten zur Digitalisierung direkt einem Analoo-Digltal-Wandler 2 zugeführt sind. Die mit einer Auflösung von bis zu 8 bit pro Bildelement digitalisierten Istdaten gelangen danach zu einer Quellkodierstufe 3, in welcher eine Datenkomprimierung, z.B. nach dem Differenz-Puls-CodeModulationsverfahren erfolgt. Aus einem Datenwort von 8 bit wird daher ein "1 bit#'-Datenwort, da das Ouellkodierverfahren eine Datenkomprimierung um einen Faktor von rund 8 bewirkt. Das Ausgangssignal der Ouellkodierstufe 3 wird einerseits einem "1 bit"-Korrelator 4 zugeführt und kann andererseits einer Sendeeinheit zur Übertragung zu einer Bodenstation zugeleitet werden (storfeste Datenübertragung.In the accompanying block diagram, 1 is a data source, e.g. B. denotes an image sensor whose analog data for digitization directly to one Analoo-Digltal converter 2 are supplied. Those with a resolution of up to 8 bit Actual data digitized per picture element is then sent to a source coding stage 3, in which a data compression, e.g. according to the differential pulse code modulation method he follows. A data word of 8 bits therefore becomes a "1 bit # '" data word, since the Source coding process causes data to be compressed by a factor of around 8. The output signal of the source coding stage 3 is on the one hand a "1 bit" correlator 4 and can, on the other hand, be a transmission unit for transmission to a ground station be forwarded (stable data transmission.

Zur Korrelation der erfaßten Istdaten sind dem Korrelator 4 gleichzeitig Referenzdaten zugeführt, und zwar von einem Speicher 5. Diese Referenzdaten sind dabei ebenfalls nach dem gleichen Quellkodierungsverfahren auf 1 bit komprimiert und gelangen zum Korrelator 4 über eine Bilddatenaufbereitungsstufe 6.The correlator 4 is simultaneously used for correlating the recorded actual data Reference data supplied, from a memory 5. These reference data are also compressed to 1 bit using the same source coding method and arrive at the correlator 4 via an image data processing stage 6.

Das erfindungsgemäße Korrelationssystem kann auf verschiedene Weisen benutzt werden. Bei einem Einsatz zur Zielverfolgung entspricht der Betrieb einem üblichen "8 bit"-Korrelationssystem mit dem Unterschied, daß durch die Ouellkodierung kodierte Referenzdaten (Zielbild) mit kodierten aktuellen Daten (aktuelles Bild) bei Wahrung einer 8 bit Auflõsung in einem "1 bit"-Korrelator korreliert werden. Im Betrieb zum Auffrischen von Navigationsdaten, zur Zielfindung oder zur Endphasenlenkung werden dagegen die aktuellen Daten mit Referenzdaten korreliert, die aus einer Aufklärungsmissiön stammen und nach Quellkodierung im Speicher 5 für den Einsatz gespeichert sind.The correlation system according to the invention can be used in various ways to be used. When used for target tracking, the operation corresponds to a usual "8 bit" correlation system with the difference that by the source coding Coded reference data (target image) with coded current data (current image) be correlated in a "1 bit" correlator while maintaining an 8-bit resolution. In operation for refreshing navigation data, for finding a destination or for final phase guidance on the other hand, the current data are correlated with reference data resulting from an educational mission originate and are stored after source coding in memory 5 for use.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann daher für alle denkbaren Korrelationseinsätze benutzt werden, wobei sich noch der Vorteil ergibt, daß häufig eine geeignete Quellkodierstufe an Bord eines Luftfahrzeuges zur Verfügung steht und daher ohne Zusatzaufwand hierfür benutzt werden kann. Bei einem Szenenkorrelator kann daher eine hohe Grauwertauflösung, z.B. 8 bit, mit "1 bit"-Korrelatoren verarbeitet werden, wodurch sich bei geringem schaltungstechnischem Aufwand eine hohe Korrelationsgeschwindigkeit und -genauigkeit erzielen läßt.The circuit arrangement according to the invention can therefore be conceivable for all Correlation inserts are used, with the advantage that often a suitable source coding level is available on board an aircraft and can therefore be used for this without additional effort. With a scene correlator can therefore process a high gray value resolution, e.g. 8 bit, with "1 bit" correlators which results in a high correlation speed with little circuit complexity and accuracy can be achieved.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Circuit arrangement for a correlator PATENT CLAIMS Circuit arrangement for a correlator to compare current actual data recorded with a sensor with stored reference data, in particular for the navigation of aircraft and / or for the detection and tracking of objects, characterized in that the currently recorded actual data via an analog-to-digital converter (2) of a source coding stage (3) are supplied, the output of which is supplied with source-coded reference data Correlator (4) controls.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the recorded actual data after digitization via a data compression used source coding stage (3) of an existing data transmission path are.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t that the correlator (4) is a scene correlator / target tracker and an image sensor (#) is used as the sensor.

4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that g It is evident that the correlator (4) is designed as a 1-bit "correlator is.

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized It is noted that the source coding is based on the method of differential pulse code modulation he follows.