DE3418394A1 - Image recording and image processing methods and devices for airborne video cameras - Google Patents
Image recording and image processing methods and devices for airborne video camerasInfo
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Abstract
Description
Bildaufnahme- und Bildverarbeitungsverfahren sowie -vorrichtungen für in FluggerätenImage recording and image processing methods and devices for in aircraft mitgeführte Videokamerascarried video cameras
Die Erfindung betrifft ein Bildaufnahmeverfahren für in Fluggeräten mitgeführte Videokameras, die mit flächenhaft angeordneten, lichtempfindlichen Halbleiter-Bildsensoren ausgestattet sind, eine entsprechende Bildaufnahmevorrichtung, ein Bildverarbeitungsverfahren für die aufgenommenen Videobilder sowie eine entsprechende Bildverarbeitungsvorrichtung.The invention relates to an image recording method for video cameras carried in aircraft that use planar arranged, light-sensitive semiconductor image sensors are equipped, a corresponding image recording device, an image processing method for the recorded video images and a corresponding one Image processing device.
In modernen Flugkörpern sind Videokameras eingebaut, mit deren Hilfe das überflogene Terrain beobachtet wird, um mögliche Ziele, wie beispielsweise Panzer, ausmachen zu können. Die mit Hilfe der Videokameras aufgenommenen Bilder werden zu einer Lenkanlage bzw. Aus-Wertestation übertragen, etwa mit Hilfe eines mit dem Flugkörper verbundenen, während des Fluges sich abwickelnden, elektrisch leitenden Drahtes oder auch Lichtleiters, oder auf dem Funkwege. In der Lenkanlage werden die aufgenommenen Videobilder im allgemeinen auf einem Monitor sichtbar gemacht, und von dort aus werden auch Lenkkommandos an den Flugkörper rückübertragen. Taucht beispielsweise in dem im allgemeinen schräg nach vorn gerichteten Blickfeld der Videokamera des Flugkörpers ein Angriffsziel auf, so wird dieses auch auf dem Monitor sichtbar, so daß der Flugkörper mit Hilfe entsprechender Lenkkommandos in das Ziel gesteuert werden kann.Video cameras are built into modern missiles, with the help of which the terrain overflown is observed, to be able to identify possible targets, such as tanks. The ones recorded with the help of the video cameras Images are transmitted to a steering system or evaluation station, for example with the help of a Missile connected, during the flight unwinding, electrically conductive wire or also Light guide, or on the radio path. The recorded video images are generally recorded in the steering system made visible on a monitor, and from there steering commands are also transmitted back to the missile. Dives, for example, in the field of view of the missile's video camera, which is generally obliquely forward an attack target on, this is also visible on the monitor, so that the missile with the help corresponding steering commands can be controlled into the target.
Ein derartiges Flugkörper-Bildaufnahmesystem sollte so beschaffen sein, daß jederzeit einwandfreie, d.h.Such a missile image recording system should be designed in such a way that perfect, i.
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scharfe und zitterfreie Bilder geliefert werden, und zwar nach Möglichkeit bis in die Randbereiche des Bildformates hinein. In dieser Hinsicht waren die bisher verwendeten Systeme jedoch nicht befriedigend. Hier spielt einmal das Phänomen der Bildexplosion eine Rolle, und zum anderen die durch das Triebwerk sowie durch die ständigen Korrekturbewegungen der Flugkorperlenkanlage verursachten Vibrationen. Die Vibrationen führen dazu, daß aufeinanderfolgende Bilder beispielsweise bezüglich der Roll- oder Nickachse gegeneinander versetzt sind, so daß auf dem Monitor eine verwaschene Bildfolge entsteht. Unter Bildexplosion ist die Tatsache zu verstehen, daß nur der in der optischen Achse der Kamera liegende Bildteil relativ ruhig erscheint, während zum Bildrand hin die Bildelemente mit immer größerer scheinbarer Geschwindigkeit vorbeieilen. Dies hat zur Folge, daß die Bilder in den Randbereichen zunehmend verwaschen sind. Aus alledem ergibt sich als wünschenswert, Maßnahmen zu ergreifen, um die Bildqualität bei Flugkörper-Videokameras zu verbessern.sharp and tremor-free images are delivered, if possible up to the edge areas of the image format into it. In this regard, however, the systems previously used have not been satisfactory. here On the one hand the phenomenon of the image explosion plays a role, and on the other hand that caused by the engine and by the constant corrective movements of the missile steering system caused vibrations. The vibrations lead to that successive images are offset from one another, for example with respect to the roll or pitch axis, so that a blurred sequence of images appears on the monitor. The explosion of images means the fact that only the part of the image lying in the optical axis of the camera appears relatively calm, while for The picture elements rush past with ever greater apparent speed towards the edge of the picture. As a consequence, that the images are increasingly blurred in the edge areas. From all of this it follows that it is desirable Steps to be taken to improve image quality with missile video cameras to improve.
Der Einsatz von Bildaufnahmeröhren in Flugkörper-Videokameras ist aus verschiedenen Gründen mit Nachteilen verbunden. Hier ist vor allem das sogenannte Blooming zu nennen, d.h. die Erscheinung, daß nach einmaligem Abtasten des Targets durch den Elektronenstrahl das Ladungsbild nicht gelöscht ist, so daß bei dex* Aufnähme von schnell bewegten Objekten im Bild Fahnen auftreten. Alle Bildaufnahmeröhren zeigen dieses Blooming in mehr oder weniger ausgeprägtem Maße. Ein weiterer Nachteil der meisten Bildaufnahmeröhren besteht darin, daß die Lichtempfindlichkeit nicht mit Hilfe der Targetspannung geregelt werden kann. Eine derartige Regelungsmöglichkeit existiert lediglich beim Vidicon, bei welchem jedoch wiederum der Blooming-Effekt starkThe use of image pickup tubes in missile video cameras is disadvantageous for various reasons tied together. The so-called blooming should be mentioned here, i.e. the phenomenon that after a one-off Scanning the target with the electron beam, the charge image is not erased, so that with dex * Recording of fast moving objects in the picture flags occur. All image pick-up tubes show this Blooming to a greater or lesser extent. Another disadvantage of most image pickup tubes is in that the photosensitivity cannot be controlled with the aid of the target voltage. Such a one Control options exist only with the Vidicon, which in turn has a strong blooming effect
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ausgeprägt ist. Bei den meisten Bildaufnahmeröhren sind zur Regelung der Lichtempfindlichkeit besondere und aufwendige optische oder mechanische Regelungssysteme erforderlich. Die Regelbarkeit der Lichtempfindlichkeit ist jedoch ein entscheidendes Kriterium für die Bildqualität. is pronounced. Most image pick-up tubes have special and to regulate the light sensitivity complex optical or mechanical control systems are required. The controllability of the light sensitivity however, it is a decisive criterion for image quality.
Aus den genannten Gründen empfiehlt es sich, in Flugkörpern Videokameras zu verwenden, die nicht mit BiIdaufnahmeröhren, sondern mit flächenhaft angeordneten Halbleiter-Bildsensoren als lichtempfindliche Elemente ausgerüstet sind. Als solche Halbleiter-Bildsensoren können beispielsweise CCD-Sensoren, d.h. ladungsgekoppelte Sensorelemente, verwendet werden. Derartige Halbleiter-Bildsensoren weisen vor allem hinsichtlich des Blooming-Effektes wesentliche Vorteile gegenüber den Bildaufnahmeröhren auf. Hinzu kommt eine gute Empfindlichkeit, ein relativ geringer Energieverbrauch, eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit sowie der Wegfall von Fokussier- und Ablenkelementen, und in Verbindung damit eine hohe Vibrationsfestigkeit. Allerdings sind auch derartige Halbleiter-Bildsensoren nicht ohne weiteres in ihrer Lichtempfindlichkeit durch ein externes Signal regelbar.For the reasons mentioned, it is advisable to use video cameras in missiles that are not equipped with image recording tubes, but with semiconductor image sensors arranged over a large area as light-sensitive elements are equipped. As such semiconductor image sensors, for example, CCD sensors, i.e., charge-coupled sensors Sensor elements, are used. Such semiconductor image sensors have above all with regard to significant advantages over the blooming effect the image pickup tubes. In addition, there is good sensitivity, relatively low energy consumption, a high reaction speed as well as the elimination of focusing and deflection elements, and in connection with this high vibration resistance. However, such semiconductor image sensors are not straightforward either in their sensitivity to light by an external signal adjustable.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildaufnahmeverfahren der eingangs genannten Art sowie eine zu dessen Durchführung dienende Bildaufnahmevorrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, unter Verwendung von Videokameras mit flächenhaft angeordneten Halbleiter-Bildsensoren in Fluggeräten bzw. Flugkörpern jederzeit scharfe Bilder herzustellen, bei denen vor allem der nachteilige Einfluß der Bildexplosion so weit wie möglich verringert ist. Außerdem soll es durch zweckmäßige 5 Weiterbildung der Erfindung möglich sein, durchThe invention is based on the object of an image recording method of the type mentioned at the beginning and an image recording device serving to carry it out make it possible to use video cameras with areally arranged semiconductor image sensors to produce sharp images at any time in aircraft or missiles, especially the adverse influence of the image explosion is reduced as much as possible. It is also intended to be expedient 5 further development of the invention may be possible by
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Ausschaltung des Einflusses der Flugkörpervibrationen zitterfreie Bilder zu erzeugen.Elimination of the influence of the missile vibrations to generate tremor-free images.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bezüglich des Bildaufnahmeverfahrens dadurch gelöst, daß den Halbleiter-Bildsensoren ein elektronischer Bildverstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor vorgeschaltet wird, der gepulst betrieben wird, so daß die Halbleiter-Bildsensoren während einer Bildperiode jeweils nur kurzzeitig mit verstärkter Intensität belichtet werden.This object is achieved according to the invention with regard to the image recording method in that the semiconductor image sensors an electronic image intensifier with an adjustable gain factor is connected upstream, which is operated in a pulsed manner, so that the semiconductor image sensors only briefly during an image period exposed with increased intensity.
Eine Bildaufnahmevorrichtung zur Durchführung dieses Bildaufnahmeverfahrens ist gekennzeichnet durch einen den Halbleiter-Bildsensoren optisch direkt vorgeschalteb ten, im gepulsten Betrieb einsetzbaren elektronischen Bildverstärker mit variierbarer Verstärkung.An image recording device for performing this image recording method is characterized by a The semiconductor image sensors are optically directly upstream of the electronic ones that can be used in pulsed operation Image intensifier with variable gain.
Gemäß der Erfindung soll demnach dem Halbleiter-Bildsensorarray ein elektronischer Bildverstärker optisch vorgeschaltet sein, der im Pulsbetrieb einzusetzen ist, so daß er innerhalb einer Bildperiode nur für eine verhältnismäßig sehr kurze Zeit lichtdurchlässig ist. Gleichzeitig wird während dieser kurzen Belichtungszeit die durch das Objektiv einfallende Lichtintensität innerhalb des elektronischen Bildverstärkers erheblich verstärkt, wobei der Verstärkungsfaktor durch die Höhe der angelegten Spannung beliebig variierbar ist. Die erhebliche Verkürzung der Belichtungszeit gegenüber der gesamten Bildperiode, deren Dauer durch die Fernsehnorm bestimmt ist, wird daher durch die Verstärkung der Lichtintensität während der Belichtungszeit wettgemacht. Der elektronische Bildverstärker kann beispielsweise eine Mikrokanalplatte enthalten, in deren Mikrokanälen pro einfallendem Elektron je nach angelegter Spannung eine mehr oder weniger starke Elektronenkaskade erzeugt wird.According to the invention, an electronic image intensifier should be optical for the semiconductor image sensor array be connected upstream, which is to be used in pulse mode, so that it is only relatively for one frame period is translucent for a very short time. At the same time during this short exposure time the light intensity incident through the lens within the electronic image intensifier is considerable amplified, whereby the amplification factor can be varied as required by the level of the applied voltage. the Significant shortening of the exposure time compared to the entire picture period, the duration of which is due to the television standard is determined, is therefore offset by the increase in light intensity during the exposure time. Of the Electronic image intensifiers can contain, for example, a microchannel plate, in whose microchannels per incident electron a more or less strong electron cascade is generated depending on the applied voltage.
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Es können auch andere Typen von elektronischen Bildverstärkern verwendet werden, wobei es als durchgehendes Prinzip zu betrachten ist, daß die eingangsseitig vom Objektiv der Videokamera her einfallenden Photonen zu-Other types of electronic image intensifiers can also be used, with it being a continuous The principle to be considered is that the photons incident on the input side from the lens of the video camera
^ nächst auf eine Fotokathode treffen und dort eine entsprechende Anzahl von Elektronen freisetzen. Diese Elektronen werden dann durch eine angelegte Hochspannung auf hohe Energien beschleunigt und ggfs. in einer Mikrokanalplatte vermehrt, so daß sie in der Lage sind, entweder beim Auftreffen auf einen Lumineszenzschirm dort jeweils eine große Anzahl von Photonen auszulösen oder beim Auftreffen auf das fotoempfindliche Halbleitermaterial eines Bildsensors dort eine große Anzahl von Ladungsträgern anzuregen. Bei Verwendung eines Limines-5 zenzschirmes wird der ausgangsseitige Photonenstrom direkt dem auf den elektronischen Bildverstärker folgenden Sensorbauteil zugeführt. Wird die zur Verstärkung an den elektronischen Bildverstärker angelegte Spannung gepulst eingesetzt, so ist der Bildverstärker 0 nur während des kurzen Zeitraums dieser Spannungspulse lichtdurchlässig, ansonsten jedoch nicht.^ next hit a photocathode and there a corresponding one Release number of electrons. These electrons are then picked up by an applied high voltage high energies accelerated and possibly increased in a microchannel plate so that they are able to either when hitting a luminescent screen there to trigger a large number of photons in each case or when they strike the photosensitive semiconductor material an image sensor to excite a large number of charge carriers there. When using a Limines-5 The photon stream on the output side becomes directly the one following the electronic image intensifier Sensor component fed. Is applied to the electronic image intensifier for amplification When pulsed voltage is used, the image intensifier is only 0 during the short period of these voltage pulses translucent, but otherwise not.
Die Erfindung ermöglicht es wegen der sehr kurzen Belichtungszeit und der gleichzeitigen hohen Intensitätsverstärkung, jederzeit scharfe, ausreichend lichtstarke und hinsichtlich der Bildhelligkeit regelbare Einzelbilder zu erzeugen. Der mit der Anwendung von Halbleiter-Bildsensoren zunächst verbundene Nachteil der fehlenden Regelbarkeit der Lichtempfindlichkeit ist damit aufgehoben. The invention makes it possible because of the very short exposure time and the simultaneous high intensity gain, Sharp, sufficiently bright individual images that can be regulated in terms of image brightness at any time to create. The disadvantage associated with the use of semiconductor image sensors is the lack of This eliminates the ability to regulate the sensitivity to light.
Das erfindungsgemäße Bildaufnahmeverfahren kann zum Zwecke der Erzielung zitterfreier Bildfolgen durch ein Bildverarbeitungsverfahren ergänzt werden, welches sich dadurch auszeichnet, daß mit Hilfe von im FlugkörperThe image recording method according to the invention can be used for the purpose of achieving jitter-free image sequences by a Image processing methods are supplemented, which is characterized in that with the help of in the missile
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angebrachten Bewegungssensoren ständig Istdaten über die Flugkörperbewegungen gewonnen und zusammen mit den aus den aufgenommenen Bildern erzeugten Videodaten an eine Auswertestation übermittelt werden, daß dort ein Ver- :-, gleich der Istdaten mit entsprechenden Solldaten vorgenommen wird und die Bilder hinsichtlich ihrer gegenseitigen Lage und Orientierung so korrigiert werden, daß eine Abweichung der zum Aufnahmezeitpunkt des jeweiligen Bildes gehörenden Ist- von den entsprechenden Solldaten kompensiert wird.attached motion sensors constantly obtained actual data about the missile movements and together with the the recorded images generated video data are transmitted to an evaluation station that there is a : -, made equal to the actual data with the corresponding nominal data and the images are corrected with regard to their mutual position and orientation so that a deviation of the actual data belonging to the point in time when the respective image was taken from the corresponding nominal data is compensated.
Jedem Einzelbild werden gemäß diesem Bildverarbeitungsverfahren demnach zum AufnahmeZeitpunkt gemessene Bewegungsdaten des Fluggerätes zugeordnet. Bei Abweichung 5 dieser gemessenen Daten von den vorgegebenen Solldaten werden die an die Auswertestation übermittelten Einzelbilder dort dann so verschoben und/oder gedreht, als hätte das Fluggerät jederzeit seine Sollflugbahn, auch ohne Vibrationen, beibehalten, so daß eine zitterfreie Bildfolge resultiert. Äußerst empfindliche und schnell reagierende Bewegungssensoren stehen zur Verfügung, wobei beispielsweise Beschleunigungsaufnehmer auf induktiver Basis oder unter Verwendung von Piezokristallen infrage kommen. So können auftretende Beschleunigungen in allen drei Achsrichtungen gemessen und verwertet werden.According to this image processing method, movement data measured at the point in time of the recording are recorded for each individual image assigned to the aircraft. If 5 of these measured data deviate from the specified target data the individual images transmitted to the evaluation station are then shifted and / or rotated there as the aircraft would have maintained its target trajectory at all times, even without vibrations, so that a tremor-free Sequence of images results. Extremely sensitive and quickly reacting motion sensors are available, whereby For example, accelerometers on an inductive basis or using piezo crystals come into question. Accelerations can be measured and evaluated in all three axis directions will.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Bildverarbeitungsverfahrens ist im wesentlichen gekennzeichnet durch im Fluggerät angeordnete Bewegungssensoren zur ständig wiederholten Ermittlung der Istdaten für die Bewegungen des Fluggerätes, eine die Istdaten und dieA device for carrying out said image processing method is essentially characterized by movement sensors arranged in the aircraft constantly repeated determination of the actual data for the movements of the aircraft, one the actual data and the
Videodaten vom Fluggerät zur Auswertestation übermittelnde übertragungseinrichtung sowie eine in der Auswertestation vorhandene Vergleichseinheit zum Vergleich der 5 empfangenen Istdaten mit denTransmission device transmitting video data from the aircraft to the evaluation station and one in the evaluation station existing comparison unit for comparing the 5 actual data received with the
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Solldaten und einen in Abhängigkeit von der Soll-Ist-Datenabweichung die Bildkorrektur bewirkenden Koordinatenkorrekturrechner. Target data and one depending on the target / actual data deviation the coordinate correction computer effecting the image correction.
Das genannte Bildverarbeitungsverfahren kann dann zur Anwendung kommen, wenn im Fluggerät keine oder nicht ausreichende Vorkehrungen getroffen sind, um die Videokamera von unerwünschten Eigenbewegungen des Fluggerätes, etwa Vibrationen, zu entkoppeln. Sind derartige Einrichtungen im Flugkörper vorhanden und in ausreichendem Maße wirksam, so kann auf die Anwendung des erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsverfahrens bzw. die entsprechende Vorrichtung verzichtet werden. Andererseits wird es durch diesen Teil der Erfindung ermöglicht, auf die u.U. aufwendigen Einrichtungen im Flugkörper zu verzichten, die die mechanische Entkopplung der Videokamera von den Störbewegungen des Flugkörpers zu bewirken haben. Damit verbleiben an apparativem Aufwand im Flugkörper lediglich die Bewegungssensoren.The image processing method mentioned can then be used when there is none or not in the aircraft Adequate precautions have been taken to protect the video camera from undesired movements of the aircraft, about vibrations, to decouple. Are such facilities in the missile available and sufficient? Measures effective, so can on the application of the image processing method according to the invention or the corresponding device can be dispensed with. On the other hand, this part of the invention enables to dispense with the possibly complex devices in the missile, which the mechanical decoupling the video camera from the interfering movements of the missile. This leaves the equipment The only effort in the missile is the motion sensors.
Die Bildkorrektur hinsichtlich der Störbewegungen erfolgt dann auf elektronischem Wege vorwiegend in der Auswertestation bzw. der Lenklage.The image correction with regard to the disturbing movements is then carried out electronically, predominantly in the Evaluation station or the steering position.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den 5 Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous further developments of the invention can be found in the 5 subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Abbildung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild sowohl einer im Flugkörper angeordneten Bildaufnahmevorrichtung als auch einer zugehörigen, in der Auswertestation bzw. der Lenkanlage vorhandenen Bildverarbeitungsvorrichtung.In the following the invention is explained in more detail with reference to the figure in an exemplary embodiment. the The single figure shows a block diagram of both an image recording device arranged in the missile and also an associated image processing device present in the evaluation station or the steering system.
Ein Fluggerät bzw. Flugkörper 11 ist durch eine ge-5 strichelte Umrandung symbolisiert. Der Flugkörper führtAn aircraft or missile 11 is indicated by a ge-5 dashed border symbolizes. The missile leads
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eine Videokamera 3 mit, die als wesentliche Teile ein Objektiv 27, einen elektronischen Bildverstärker 2 sowie einen nachgeschalteten Baustein aufweist, der ein Array aus flächenhaft angeordneten Halbleiter-Bildsensoren 1 enthält. Weiterhin dargestellt sind ein Fernsehnormgenerator 4, ein Impulsgenerator 5, eine Signalverknüpfungseinheit 7, ein Verstärker 8 sowie ein Datenmodulator 6. Der elektronische Bildverstärker weist eingangsseitig eine Fotokathode auf, der eine aus gebündelten Lichtleitern bestehende Faserplatte vorgeschaltet sein kann. Die vom Objektiv her einfallenden Photonen gelangen durch die im wesentlichen parallel zur optischen Achse orientierten Lichtleiter auf die Fotokathode und setzen dort Elektronen frei. Diese werden in 5 einer nachfolgenden Vakuumzone durch eine angelegte Hochspannung beschleunigt, wobei die Hochspannung von dem Impulsgenerator 5 geliefert wird. Anschließend treffen die so auf hohe Energien beschleunigte Elektronen, ggfs. nach Durchlaufen einer abbildenden, elektronenoptischen Vorrichtung, entweder auf einen ausgangsseitigen Lumineszenzschirm mit nachgeordneten flächenhaften Halbleiter-Bildsensoren 1, vorzugsweise CCD-Sensoren, oder direkt auf diese. Die vom Impulsgenerator gelieferte Hochspannung tritt nur in Form kurzzeitiger Impulse auf, deren Dauer etwa im Bereich von Mikrosekunden oder wenigen Millisekunden liegt. Demgegenüber beträgt die Dauer einer Bildperiode beispielsweise 40 msec, entsprechend einer gebräuchlichen Fernsehnorm. Während dieser Zeit bleibt die bei CCD-Sensoren als Ladungsverteilung gespeicherte Bildinformation ohne wesentliche Degenerationserscheinungen erhalten und kann wie üblich ausgelesen werden.a video camera 3 with the essential parts of a lens 27, an electronic image intensifier 2 and has a downstream module which has an array of semiconductor image sensors 1 arranged over a large area contains. Also shown are a television standard generator 4, a pulse generator 5, and a signal combination unit 7, an amplifier 8 and a data modulator 6. The electronic image intensifier has on the input side a photocathode, which is preceded by a fiber board consisting of bundled light guides can be. The incident photons from the lens pass through the essentially parallel to the Optical axis oriented light guides on the photocathode and release electrons there. These are in 5 a subsequent vacuum zone is accelerated by an applied high voltage, the high voltage of the pulse generator 5 is supplied. Then hit the electrons accelerated to high energies, possibly. After passing through an imaging, electron-optical device, either on a output-side luminescent screen with subsequent planar semiconductor image sensors 1, preferably CCD sensors, or directly onto them. The high voltage supplied by the pulse generator only appears in form short-term pulses, the duration of which is in the range of microseconds or a few milliseconds. In contrast, the duration of an image period is 40 msec, for example, corresponding to a conventional one Television standard. During this time, the image information stored as charge distribution in CCD sensors remains obtained without significant signs of degeneration and can be read out as usual.
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Jt in 18.Oft. 19 Jt in 18.Oft. 19th
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Die ausgelesenen Bildsignale werden einem nachgeschalteten Verstärker 8 zugeführt und gelangen von dort zu einer Signalverknüpfungseinheit 7. In dieser werden die vom Fernsehnormgenerator 4 erzeugten Synchronisiersignale hinzugefügt, so daß am Ausgang der Signalverknüpfungseinheit 7 genormte Videosignale zur Verfügung stehen. Der Fernsehnormgenerator 4 sorgt auch dafür, daß die Spannungspulse des Impulsgenerators mit der Auslesefrequenz synchronisiert sind. Die von der Signalverknüpfungseinheit 7 abgegebenen Videosignale gelangen zu einem Datenmodulator 6, welcher zur Codierung in einer für die Bildübertragung günstigen Weise dient, und an dessen Ausgang z.B. digitalisierte Videodaten zur Übertragung zur Verfügung stehen.The image signals read out are fed to a downstream amplifier 8 and arrive from there a signal linking unit 7. In this, the synchronization signals generated by the television standard generator 4 are added so that standardized video signals are available at the output of the signal combination unit 7 stand. The television standard generator 4 also ensures that the voltage pulses of the pulse generator with are synchronized with the readout frequency. The one from the Signal combination unit 7 output video signals arrive at a data modulator 6, which is used for coding in a manner that is favorable for image transmission and at the output of which e.g. digitized video data are available for transmission.
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Die Ubertragungsstrecke vom Flugkörper zu einer am Boden befindlichen Lenkanlage bzw. Auswertestation 10 ist durch eine gestrichelt dargestellte übertragungseinrichtung 12 symbolisiert. Diese Übertragungseinrichtung 12 enthält sowohl im Flugkörper 11 als auch in der Auswertestation 10 angeordnete Komponenten, wie Sende- und Empfangseinrichtungen, sowie ggfs. elektrische oder Lichtleiterkabel zur leitungsgebundenen Übermittlung der vom Datenmodulator 6 stammenden Video-The transmission path from the missile to a steering system or evaluation station 10 located on the ground is symbolized by a transmission device 12 shown in dashed lines. This transmission facility 12 contains both in the missile 11 and in the evaluation station 10 arranged components such as Transmitting and receiving devices, as well as, if necessary, electrical or fiber optic cables for wired Transmission of the video coming from the data modulator 6
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Falls im Flugkörper 11 die Videokamera 3 nicht von den Störbewegungen entkoppelt ist, werden der Übertragungseinrichtung 12 noch Istdaten zugeleitet, die von Bewegungssensoren 9 stammen, welche Meßwerte für die Bewegungen des Flugkörpers 11 liefern.If in the missile 11, the video camera 3 is not of the Interfering movements is decoupled, the transmission device 12 is still fed actual data from Movement sensors 9 originate which supply measured values for the movements of the missile 11.
Die für die Erfindung wesentlichen Vorrichtungsteile in der Auswertestation 10 sind eine Vergleichseinrichtung 13, ein Koordinatenkorrekturrechner 14, einThe device parts essential for the invention in the evaluation station 10 are a comparison device 13, a coordinate correction calculator 14
MMcroMMcro *° AX-* ° AX- 18.06.198406/18/1984
MBBMBB . Ιό E1/hl . Ιό E1 / hl
Patentabteilung i 054g 'Patent department i 054g '
Demodulator 15 sowie im allgemeinen ein Monitor 22. Durch eine Flugbahnsteuerungseinrichtung 29, welche beispielsweise von der am Monitor 22 den Flug des Flugkörpers 11 überwachenden Person betätigt wird, werden der Vergleichseinheit 13 Solldaten für die gewünschten Flugkörperbewegungen zugeführt. Diese Vergleichseinheit 13 erhält gleichzeitig die über die Übertragungseinrichtung 12 einlaufenden entsprechenden Istdaten der Flugkörperbewegung und bestimmt die Abweichungen von den Solldaten. Von der Übertragungseinrichtung 12 werden dem Demodulator 15 Videodaten gemäß der Aufeinanderfolge der aufgenommenen Bilder zugeführt. Im Demodulator 15 werden diese Daten in Bildpunktintensitäten und Bildpunktkoordinaten aufgespalten. Die BiIdpunktintensitätsdaten werden vom Datenausgang 20 des Demodulators 15 dem Dateneingang 21 des Monitors 22 zugeführt. Zwischen die Adreßausgänge 16, 17 des Demodulators 15 sowie die Bildpunktadreßeingänge 23, 24 des Monitors 22 ist der Koordinatenkorrekturrechner 14 eingeschaltet, dessen Dateneingänge 18, 19 die den x- bzw. y-Bildkoordinaten entsprechenden Daten von den zugeordneten Adreßausgängen 16, 17 des Demodulators 15 erhalten. Die von der Vergleichseinrichtung 13 bereitgestellten, den Soll-Istwertabweichungen entsprechenden Daten werden dem Koordinatenkorrekturrechner 14 über weitere Eingänge 30, 31, 32 zugeführt. Der Koordinatenkorrekturrechner 14 korrigiert nach Maßgabe der SoIl-Istwertdifferenzen die übermittelten Bildpunktkoordinaten in der Weise, daß an seinen Datenausgängen 25, evtl. aufgetretene Lage- und Flugbahnstörungen des Flugkörpers 11 korrigiert sind, d.h. die zur Bildstabilisierung auf dem Monitor 22 erforderlichen Bildpunktkoordinatentransformationen (Translationen und Rotationen) entsprechend den festgestellten Ist-Soll-Wertabweichungen der Flugkörperbewegung durchgeführtDemodulator 15 and generally a monitor 22. By a trajectory control device 29, which is operated, for example, by the person monitoring the flight of the missile 11 on the monitor 22 the comparison unit 13 is supplied with nominal data for the desired missile movements. This comparison unit 13 simultaneously receives the corresponding actual data arriving via the transmission device 12 the missile movement and determines the deviations from the target data. From the transmission device 12 become video data to the demodulator 15 in accordance with the sequence of the recorded images supplied. In the demodulator 15 these data are converted into pixel intensities and split up pixel coordinates. The image point intensity data are sent from the data output 20 of the demodulator 15 to the data input 21 of the monitor 22 fed. Between the address outputs 16, 17 of the demodulator 15 and the pixel address inputs 23, 24 of the monitor 22, the coordinate correction computer 14 is switched on, the data inputs 18, 19 of which the Data corresponding to x or y image coordinates from the assigned address outputs 16, 17 of the demodulator 15 obtain. The provided by the comparison device 13, The data corresponding to the target / actual value deviations are sent to the coordinate correction computer 14 via further inputs 30, 31, 32 are supplied. The coordinate correction computer 14 corrects in accordance with the target actual value differences the transmitted pixel coordinates in such a way that at its data outputs 25, Any positional and trajectory disturbances of the missile 11 that have occurred are corrected, i.e. those for image stabilization on the monitor 22 required pixel coordinate transformations (translations and Rotations) according to the determined actual-target value deviations the missile movement performed
MBBMBB
PatentabteilungPatent department
18.06.1984 El/hl06/18/1984 el / hl
95499549
sind. Die so korrigierten Daten für die Bildpunktkoordinaten gelangen an die Bildpunktadreßeingänge 23, 24 des Monitors 22, mit der Folge, daß dieser eine korrigierte, zitterfreie und aus scharfen Einzelbildern bestehende Bildfolge erzeugt.are. The data corrected in this way for the pixel coordinates arrive at the pixel address inputs 23, 24 of the monitor 22, with the result that this is a corrected, jitter-free and sharp individual images existing image sequence generated.
10 15 20 25 30 3510 15 20 25 30 35
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SIEBECKER, H., WEDEL, N.: Nachtsichtgeräte beim Heer, Teil II: Bildverstärkergeräte für passive Nachtsicht. In: Jahrbuch der Wehrtechnik, Folge 6, Verlag Wehr und Wissen, Darmstadt 1971, S. 64-72 |
SIEMENS-Prospekt: SIECON-System zur störsicheren Nachrichtenübertragung und Navigation, Bestell-Nr. A 42040-S35-A1-1-29, 1976 |
Also Published As
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