DE3829300A1 - Method and device for scanning an object - Google Patents

Method and device for scanning an object

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DE3829300A1 DE19883829300 DE3829300A DE3829300A1 DE 3829300 A1 DE3829300 A1 DE 3829300A1 DE 19883829300 DE19883829300 DE 19883829300 DE 3829300 A DE3829300 A DE 3829300A DE 3829300 A1 DE3829300 A1 DE 3829300A1
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Abstract

The invention relates to a method and a device for scanning the terrain surface and other objects transversely to the direction of flying or movement of the scanner with a detector row arranged at right angles to the scanning direction, which row contains a number of individual detectors of the same size, the terrain or object strip to be scanned being subdivided into different distance ranges within which the elementary detector signals are in each case combined both within the detector row and within successive exposure periods by averaging in such a manner that the combined individual signals in each case form or cover an object pixel of approximately constant size independent of the scanning range, these object pixels always being normal (perpendicular) to the scanning beam and each scan generating a terrain or object strip with approximately equal object pixel size and constant object pixel number in width and length of the scanning strip. This method and this device eliminates the known defect of opto-mechanical scanners, the scanning strips of which exhibit a variable strip width in dependence on the scanning range. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abtastung der Geländeoberfläche und anderer Objekte quer zur Flug- bzw. Bewegungsrichtung mit einer quer zur Abtastrichtung angeordneten Detektor-Reihe, die mehrere, gleich große Einzeldetektoren enthält. Dieser Bedarf entsteht besonders für die militärische Aufklärung und für die Fernerkundung in zivilen Bereichen. Hierfür benützt man u. a. sogenannte mechanisch-optische Abtaster, deren Arbeitsprinzip allgemein bekannt ist (siehe z. B. Hofmann, O.: Bildgüte aktiver und passiver Abtaster, Bildmessung und Luftbildwesen 51, 1983, Heft 3, S. 103-117). Ein Detektor oder mehrere Detektoren, die in der Bildebene eines Objektives angeordnet sind, tasten das Gelände quer zur Flugrichtung zeilenweise ab. Die Abtastung erfolgt durch einen vor dem Objektiv angeordneten optischen Ablenkmechanismus, etwa einen Drehspiegel. Durch die Vorwärtsbewegung des Trägers reiht sich quer zur Flugrichtung Zeile an Zeile, so daß ein Gelände- bzw. Objektstreifen abgetastet wird.The invention relates to a method and a Ground surface scanning device and other objects transverse to the direction of flight or movement with one arranged transversely to the scanning direction Row of detectors, several, of equal size Contains individual detectors. This need arises especially for military reconnaissance and for the Remote sensing in civilian areas. For this you use u. a. so-called mechanical-optical scanner, their Working principle is generally known (see e.g. Hofmann, O .: Image quality of active and passive scanners, Image measurement and aerial photography 51, 1983, Issue 3, pp. 103-117). One or more detectors in are arranged in the image plane of a lens the terrain across the flight direction line by line. The Scanning takes place in front of the lens arranged optical deflection mechanism, such as a Rotating mirror. By the forward movement of the wearer lined up row by row transversely to the flight direction, so that a terrain or object strip is scanned.

Ein wesentliches Problem dieses Verfahrens, besonders beim Tiefflug bzw. großen Bildwinkeln, besteht darin, daß sich entlang einer Abtastlinie die Entfernung vom Abtaster zur Geländeoberfläche bzw. zum Objekt stark verändert und infolgedessen auch die von den Detektoren erfaßte Objektpunktgröße, sofern Brennweite und Detektor konstant bleiben. Es entstehen dadurch die bekannten Überdeckungen mit wachsendem Bildwinkel, da die von einem Detektor abgetasteten Geländestreifen mit wachsendem Bildwinkel immer breiter werden. A major problem with this process, especially when flying low or at large angles, consists of that the distance from Scanning to the surface of the site or to the object strongly changed and consequently also that of the detectors recorded object point size, provided focal length and detector remain constant. This creates the well-known Coverages with a growing angle of view, since those of terrain strip scanned with a detector growing angle of view become ever wider.  

Prinzipiell kann konstante Auflösung des Objektes bei wechselnder Objektentfernung durch eine Veränderung der Brennweite oder der Detektorgröße erreicht werden.In principle, constant resolution of the object can changing object distance by changing the Focal length or the detector size can be achieved.

Eine bekannte und von der Firma Texas Instruments realisierte Lösung (siehe J.-M. Kaltenbach "Spezielles Verfahren zur Vermeidung von Geometriefehlern bei IRLS", Carl-Cranz-Gesellschaft, 47. Jahrgang S. 1.08, Nov. 1986) besteht darin, den Detektor aus einzelnen Teil-Detektoren zusammenzusetzen und entsprechend der Entfernung die Signale der einzelnen Teilstücke abzurufen. Es handelt sich hierbei um einen speziellen Detektor, dessen Teilstücke verschiedene Formen und Größen aufweisen und der bei einer Abtastung nur jeweils die Abtastung einer Zeile in Abtastrichtung erlaubt.A well-known and from the company Texas Instruments realized solution (see J.-M. Kaltenbach "special Procedure to avoid geometry errors in IRLS ", Carl Cranz Society, 47th year p. 1.08, Nov. 1986) consists of individual detector Assemble part detectors and according to the Remove the signals from the individual sections retrieve. It is a special one Detector, the sections of which have different shapes and Have sizes and only in one scan allows the scanning of a line in the scanning direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben, mit denen über den gesamten Abtastbereich konstante Auflösung erreicht wird, das überflogene Objekt lückenlos abgetastet werden kann und das Gesamtsystem flexibel an unterschiedliche Parameter, z. B. die Flughöhe, angepaßt werden kann.The invention has for its object a method and a device of the type in question specify with which over the entire scanning range constant resolution is achieved, the overflown Object can be scanned seamlessly and that Overall system flexible to different parameters, e.g. B. the flight altitude, can be adjusted.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 5 gelöst.This object is achieved according to the invention by characterizing features of claims 1 to 5 solved.

Demgemäß werden die Signale einzelner Detektoren so zusammengefaßt, daß über den gesamten Abtastbereich Objektpixel annähernd konstanter, von der Abtastentfernung unabhängiger Größe gebildet werden. Accordingly, the signals from individual detectors become like this summarized that over the entire scanning range Object pixels approximately constant from that Independent-sized scanning distance can be formed.  

Die angegebene Lösung erlaubt mit einer Reihe gleich großer Detektoren gleichzeitig die Abtastung mehrerer, paralleler Abtastzeilen bei annähernd entfernungsunabhängiger Objektpunktgröße (Pixelgröße). Die gleichzeitige Abtastung in quer zur Flugrichtung liegenden parallelen Spuren ist besonders dann erforderlich, wenn bei großer Fluggeschwindigkeit große geometrische Auflösung, d. h., kleine Objektpixelgrößen, verlangt werden.The given solution allows with a number equal large detectors simultaneously scan several, parallel scan lines at approximately distance-independent object point size (pixel size). Simultaneous scanning across the flight direction lying parallel tracks is especially then required if large at high airspeed geometric resolution, d. i.e., small object pixel sizes, be requested.

Im Prinzip besteht das Verfahren in einem sog. "Resampling" eines Pixelrasters, d. h., die Umwandlung eines ungleichen Pixelrasters in ein anderes, regelmäßiges.In principle, the process consists of a so-called "Resampling" a pixel grid, i. that is, the conversion an uneven pixel grid into another, regular.

Bei der größten Abtastentfernung E max entspricht die sog. "elementare Objektpixel-Größe D" der geforderten "konstanten Standard-Objekt-Pixelgröße B". Proportional mit abnehmender Entfernung E wird die elementare Pixelgröße D kleiner, und die Standard-Pixelgröße B wird jeweils durch optimale Zusammenfassung (Resampling) elementarer Pixel D gebildet.At the largest scanning distance E max , the so-called "elementary object pixel size D " corresponds to the required "constant standard object pixel size B ". Proportionally as the distance E decreases, the elementary pixel size D becomes smaller, and the standard pixel size B is formed in each case by optimally combining (resampling) elementary pixels D.

Durch diese Zusammenfassung, d. h., die Mittelbildung mehrerer Elementarpixel D zu einem Standardpixel B, wird gleichzeitig das Signal-/Rauschverhältnis des Objekt-Standardpixels B verbessert.This summary, ie the averaging of a plurality of elementary pixels D to form a standard pixel B , at the same time improves the signal-to-noise ratio of the object standard pixel B.

Bei der Maximalentfernung E max entspricht, wie bereits ausgeführt, ein Elementarpixel D einem Standardpixel B, eine Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses ist daher innerhalb einer Abtastung nicht möglich. At the maximum distance E max , as already explained, an elementary pixel D corresponds to a standard pixel B , an improvement in the signal / noise ratio is therefore not possible within one scan.

Nun ist aber gerade bei der Maximalentfernung E max das Signal-/Rauschverhältnis am kritischsten und es besteht der Bedarf, dieses auch dort zu verbessern.Now, especially at the maximum distance E max, the signal / noise ratio is the most critical and there is a need to improve it there too.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die mit wachsender seitlicher Entfernung auftretende Überdeckung benachbarter Abtaststreifen ausgenutzt wird und die Signale mehrfach abgetasteter Geländepixel zusammengefaßt, d. h., integriert bzw. gemittelt werden.According to a preferred embodiment of the invention this goal is achieved in that with increasing overlap overlap neighboring scanning strips is used and the Multi-sampled terrain pixel signals summarized, d. that is, integrated or averaged.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further refinements of the invention result from the Sub-claims emerge.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:The invention is in exemplary embodiments based on the Drawing explained in more detail. In this represent:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Abtastung einer Geländeoberfläche von einem Flugzeug aus; Fig. 1 is a schematic representation of a conventional scanning a terrain surface from an aircraft;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Geländestreifens mit herkömmlicher bzw. erfindungsgemäßer Abtastung; Figure 2 is a schematic illustration of a strip of land with conventional or inventive sample.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abtastung eines Geländestreifens quer zur Flugrichtung eines Flugzeuges zur Erläuterung von für die Erfindung wichtigen Systemparametern; Fig. 3 is a schematic representation of a scan of a terrain strip transverse to the direction of flight of an aircraft for explaining important for the invention system parameters;

Fig. 4 einen Streifen der durch die Abtastung erzeugten Objektpixel; Figure 4 shows a strip of the object pixels generated by the scan;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Abtastbereiches, mit der die Erzeugung gleich großer Objektpixel erläutert wird; Figure 5 is a schematic representation of the scanning at which the creation of equally sized object pixel is explained.

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich wie in Fig. 3 zur Erläuterung der Erzeugung gleich großer Objektpixel; FIG. 6 shows a representation similar to that in FIG. 3 to explain the generation of object pixels of the same size; FIG.

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Abtasten einer Geländeoberfläche; Fig. 7 is a block diagram of a first embodiment of a device according to the invention for scanning a terrain surface;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Abtastbereichs zur Erläuterung eines Abtastverfahrens mit verbessertem Signal-/Rauschverhältnis; Figure 8 is a schematic representation of a scanning region for explaining a scanning method with improved signal / noise ratio.

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Abtasten einer Geländeoberfläche mit verbessertem Signal-/Rauschverhältnis; 9 is a block diagram of a second embodiment of a device according to the invention for scanning a terrain surface with improved signal / noise ratio.

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines in der Vorrichtung gemäß Fig. 9 verwendeten Integrationsprozessors. FIG. 10 shows a block diagram of an integration processor used in the device according to FIG. 9.

Bei einer herkömmlichen Abtastung eines Objektes, z. B. einer Geländeoberfläche von einem Flugzeug aus, zeigen die von einem Abtaster aufgenommenen Abtastbereiche eine in Fig. 2 mit AB bezeichnete Form. Die Abtastbereiche erstrecken sich senkrecht zur X-Achse, die parallel zur Flugrichtung liegt, in Y-Richtung und verbreitern sich mit zunehmender Entfernung von der X-Achse. Die von den einzelnen Detektoren eines im Flugzeug angeordneten Abtasters aufgenommenen Geländebereiche variieren somit in ihrer Größe in Abhängigkeit der jeweiligen Entfernung zwischen Abtaster und betrachtetem Geländebereich. Die Ausgangssignale der Einzeldetektoren werden gemäß der Erfindung so verarbeitet, daß der Abtastbereich, wie schraffiert angedeutet, ein Rechteck mit der Breite B n wird und innerhalb dieses Abtastbereiches konstante Auflösung erreicht wird, d. h., daß der Abtastbereich in Objektpixel mit jeweils gleicher Pixelgröße unterteilt wird.In a conventional scanning of an object, e.g. B. an off-road surface from an aircraft, the scanning areas recorded by a scanner show a shape labeled AB in FIG. 2. The scanning areas extend perpendicular to the X axis, which is parallel to the flight direction, in the Y direction and broaden with increasing distance from the X axis. The area areas recorded by the individual detectors of a scanner arranged in the aircraft thus vary in size depending on the respective distance between the scanner and the viewed area area. The output signals of the individual detectors are processed in accordance with the invention in such a way that the scanning area, as indicated by hatching, becomes a rectangle with the width B n and constant resolution is achieved within this scanning area, ie the scanning area is divided into object pixels each having the same pixel size.

Es wird somit gefordert, daß die Objekt-Pixelgrößen, die jeweils normal zum Abtaststrahl stehen, annähernd entfernungsunabhängig sind.It is thus required that the object pixel sizes, the are each normal to the scanning beam, approximately are independent of distance.

In der Bildebene des Abtasters sind rechtwinklig zur Abtastrichtung in einer Reihe nebeneinander eine Anzahl gleich großer Detektoren angeordnet. Das Abtaststrahlenbündel bewegt sich in einer Ebene, die normal zur Flugrichtung steht und etwa mit der Zeichenebene der Fig. 3 identisch ist.In the image plane of the scanner, a number of identically sized detectors are arranged in a row at right angles to the scanning direction. The scanning beam moves in a plane that is normal to the direction of flight and is approximately identical to the plane of the drawing in FIG. 3.

Die Größe der Einzeldetektoren und die Brennweite des Abtasters sind in der Regel so bemessen, daß bei der größten Objekt-Entfernung (quer zur Flugrichtung) die geforderte Objekt-Pixelgröße von einem Detektor und einer Belichtungsperiode gedeckt wird. Die Detektorbreite d bestimmt die "elementare Objekt-Pixelgröße" D x in Flugrichtung, die elementare Objekt-Pixelhöhe D y in Abtastrichtung wird durch die Belichtungsperiode Δ t bestimmt. In der Regel wählt man D x und D y gleich groß. Es bestehen die einfachen Beziehungen: The size of the individual detectors and the focal length of the scanner are usually dimensioned such that the required object pixel size is covered by a detector and an exposure period at the greatest object distance (transverse to the direction of flight). The detector width d determines the "elementary object pixel size" D x in the flight direction, the elementary object pixel height D y in the scanning direction is determined by the exposure period Δ t . As a rule, D x and D y are chosen to be the same size. There are simple relationships:

D y= · E · Δ t (2) D y = · E · Δ t (2)

Darin bedeutenMean in it

E=Objektpunkt-Entfernung
F=Brennweite
d=Detektorbreite
=Abtast-Winkelgeschwindigkeit
Δ t=Belichtungsperiode (Belichtungsintervall eines elementaren Detektorsignals
E = object point distance
F = focal length
d = detector width
= Scanning angular velocity
Δ t = exposure period (exposure interval of an elementary detector signal

Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, daß bei einer Abtastung (Scan) n parallele, gleich große und in ihrer Zahl stets konstante Objektpixel erzeugt und in einem Bildspeicher abgelegt werden, d. h., daß eine Abtastung einen quer zur Flugrichtung liegenden Bildstreifen konstanter Breite bildet. Die Breite B n dieses Streifens (im Objekt) istThe aim of the invention is that during a scan n parallel, equally large and always constant number of object pixels are generated and stored in an image memory, that is to say that a scan forms an image strip lying at right angles to the flight direction. The width B n of this strip (in the object) is

B n=n B x (3) B n = n B x (3)

wobei B x die gewünschte Breite des Objektpixels darstellt. where B x represents the desired width of the object pixel.

Auch in Abtastrichtung Y sollen, unabhängig vom momentanen Bildwinkel, d. h., von der Abtastentfernung, etwa konstante Objekt-Pixelgrößen B y gebildet werden.In the scanning direction Y , too, approximately constant object pixel sizes B y are to be formed, irrespective of the instantaneous image angle, that is to say of the scanning distance.

Bei einer Abtastung ändert sich die Objektentfernung ständig, und mit kürzer werdender Entfernung E schrumpft auch die Objekt-Pixelgröße gemäß (1) und (2).The object distance changes continuously during a scan, and the object pixel size according to (1) and (2) shrinks as the distance E becomes shorter.

Um diesen bekannten Effekt zu kompensieren, unterteilt man nun den gesamten Entfernungsbereich in mehrere Teilbereiche, innerhalb derer man jeweils Signale mehrerer benachbarter Detektoren und mehrere Belichtungsperioden so durch Mittelbildung zusammenfaßt, daß die zusammengefaßten elementaren Detektorsignale bzw. Belichtungsperioden jeweils optimal eine Fläche abdecken, die der vorgegebenen Objekt-Pixelgröße B x und B y entsprechen.In order to compensate for this known effect, the entire distance range is now subdivided into a number of sub-areas, within which signals from a number of adjacent detectors and a number of exposure periods are combined by averaging in such a way that the combined elementary detector signals or exposure periods each optimally cover an area that corresponds to the specified one Correspond to object pixel size B x and B y .

Anhand der Fig. 5 und 6 sei das an Beispielen deutlich gemacht. Dabei ist zu berücksichtigen, daß diese Abbildungen stark verzerrt sind. Die Entfernungen E in Y-Richtung sind im Verhältnis zu den Pixelausdehnungen D bzw. B sehr verkürzt dargestellt.With the help of FIGS. 5 and 6 this is made clear by means of examples. It should be noted that these images are very distorted. The distances E in the Y direction are shown very shortened in relation to the pixel dimensions D and B, respectively.

In Fig. 5 sei die Symmetrielinie der Abtastspur die Y-Achse. Die konstante Objekt-Pixelgröße ist B x. Es werden links (L) und rechts (R) dieser Y-Achse jeweils 4 Bodenpixel I, II, III, IV gebildet. Die Detektoren links (L) und rechts (R) sind mit 1, 2, 3, 4 . . . bezeichnet, die Entfernungsbereiche A, B, C, . . .In Fig. 5, the line of symmetry of the scanning track is the Y axis. The constant object pixel size is B x . 4 ground pixels I, II, III, IV are formed on the left (L) and right (R) of this Y axis. The detectors left (L) and right (R) are 1, 2, 3, 4. . . referred to, the distance areas A , B , C,. . .

Die Tabelle 1 gibt an, welche Detektorsignale innerhalb eines Entfernungsbereiches jeweils zusammengefaßt werden, um die Bodenpixelbreite B x zu erzeugen. Table 1 shows which detector signals are combined within a range in order to generate the ground pixel width B x .

Tabelle 1 Table 1

So werden z. B. im Entfernungsbereich E die Objektpixel B x der Reihe IV durch Zusammenfassung der Elementar-Pixel D x der Detektoren 6 und 7 erzeugt. In Fig. 5 ist dieser Bereich schraffiert.So z. B. in the distance range E, the object pixels B x of the row IV are generated by combining the elementary pixels D x of the detectors 6 and 7 . This area is hatched in FIG. 5.

In Abtastrichtung wird prinzipiell ebenso verfahren, auch hier werden die Signale aufeinanderfolgender Elementar-Belichtungsperioden Δ t bzw. Elementar-Winkelinkremente Δω= · Δ t zusammengefaßt und gemittelt, so daß auch in Y-Richtung über den gesamten Abtastbereich etwa gleich große Objektpixel B y gebildet werden, wobei zu beachten ist, daß diese Objektpixel B y jeweils senkrecht zum entsprechenden Abtaststrahl stehen. Die Fig. 6 erläutert diesen Vorgang, sie entspricht der Fig. 3. In principle, the same procedure is followed in the scanning direction, here too the signals of successive elementary exposure periods Δ t or elementary angle increments Δω = · Δ t are combined and averaged, so that object pixels B y of approximately the same size are also formed in the Y direction over the entire scanning range , it should be noted that these object pixels B y are each perpendicular to the corresponding scanning beam. FIG. 6 explains this process, it corresponds to FIG. 3.

Das elementare, einer Abtast- bzw. Taktperiode Δ t entsprechende Winkelinkrement ist Δω= · Δ t, wobei   die Abtastgeschwindigkeit darstellt; Δω ist zumindest für eine Abtastung konstant. Für die größte Abtastentfernung E max entspricht ein Objektpixel B y einem Elementarpixel D y=E max · Δω. Je kürzer die Entfernungen werden, desto mehr Winkelinkremente Δω entfallen auf ein Objektpixel; in der Fig. 6 sind es beispielsweise bei der gezeichneten Entfernung E drei Elementpixel D y bzw. drei Winkelinkremente Δω, die zu einem Objektpixel B y zusammengefaßt sind.The elementary angular increment corresponding to a sampling or clock period Δ t is Δω = · Δ t , the sampling speed representing; Δω is constant for at least one scan. For the greatest scanning distance E max , an object pixel B y corresponds to an elementary pixel D y = E max · Δω . The shorter the distances, the more angular increments Δω are associated with an object pixel; in FIG. 6, there are, for example, in the drawn distance E three pixel element D y and three angular increments Δω, which are combined into one object pixel B y.

Es lassen sich nun auch hier Winkelbereiche ω A′, l B′ . . . bzw. Entfernungsbereiche A′, B′ usw. (in Fig. 6 nicht dargestellt) bestimmen, innerhalb derer eine gleichbleibende Zahl von Abtastsignalen (die jeweils einem Takt bzw. Winkelinkrement entsprechen) zusammengefaßt und gemittelt werden.Angular ranges can now also be found hereω A′,l B'. . . or distance rangesA′,B′ Etc. (inFig. 6 not shown) determine within which a constant number of scanning signals (each correspond to a cycle or angular increment) be summarized and averaged.

Diese Bereiche können, aber müssen nicht identisch sein mit den Pixel-Bereichen A, B, C . . . in X-Richtung. Da sich die Entfernungen bei einem Abtastzyklus kontinuierlich ändern, die Pixelzahlen jedoch nur in vollen Pixelzahlen, entstehen in den Grenzbereichen gewisse Ungenauigkeiten, wie sie bei einem Resampling-Prozeß stets mehr oder weniger auftreten und analog hierzu auch aus der Fig. 5 ersichtlich sind.These areas can, but need not be, identical to the pixel areas A , B , C. . . in the X direction. Since the distances change continuously during a sampling cycle, but the number of pixels only in full number of pixels, certain inaccuracies arise in the border areas, which always occur more or less during a resampling process and can also be seen analogously to this in FIG. 5.

Legt man beispielsweise eine derartige Abtastvorrichtung, wie bereits oben erwähnt, so aus, daß für die größte abzutastende Entfernung bzw. den größten Bildwinkel die elementaren Objekt-Pixelgrößen D x und D y den gewünschten, über den gesamten Abtastbereich annähernd konstanten, zusammengesetzten Objekt-Pixelgrößen B x und B y entsprechen, dann müssen für die kürzeste Entfernung E min zur Bildung eines Objektpixels B x gemäß der Gleichung (1) jeweilsIf, for example, such a scanning device is designed, as already mentioned above, for the largest distance to be scanned or the largest image angle, the elementary object pixel sizes D x and D y are the desired composite object pixel sizes that are approximately constant over the entire scanning area B x and B y correspond, then for the shortest distance E min to form an object pixel B x according to equation (1)

Detektorsignale und gemäß Gl. (2)Detector signals and according to Eq. (2)

Belichtungsperioden zusammengefaßt werden.Exposure periods are summarized.

Dementsprechend muß die Detektorreihe mindestensAccordingly, the row of detectors must be at least

r=m x · n (6) r = m · x n (6)

Einzeldetektoren enthalten, wenn in sämtlichen Entfernungsbereichen die Objektpixel B jeweils vollständig durch Elementarpixel D abgedeckt sein sollen.Contain individual detectors if the object pixels B are to be completely covered by elementary pixels D in all distance ranges.

Die Entfernungsbereichsgrenzen A, B, C . . . bzw. A′, B′, C′ . . . können, aber müssen nicht, identisch sein. The range limits A , B , C. . . or A ', B ', C '. . . can, but need not, be identical.

Die Gesamtzahl S′ aller Objektpixel in Abtastrichtung ergibt sich aus der Summe der Objektpixelzahlen in den einzelnen BereichenThe total number S 'of all object pixels in the scanning direction results from the sum of the object pixel numbers in the individual areas

p A+p B+p C . . .=S′ (7) p A+p B+p C. . . . =S ′      (7)

Ein Abtaststreifen enthält somit die konstante Anzahl vonA scan strip thus contains the constant number of

n · S′ (8) n · S '(8)

Objektpixeln (siehe Fig. 4).Object pixels (see Fig. 4).

Die Entfernungsbereiche A, B, C . . . bzw. A′, B′, C′ . . . und die Objektpixelteilsummen p A, p B, p C . . . sind in der Regel unterschiedlich groß, sie hängen vom Bildwinkel und der Flughöhe ab.The distance rangesA,B,C. . . . respectively.A′,B′,C.'. . . and partial object pixel sumsp A,p B,p C. . . . are usually different sizes, they depend on Angle of view and the flight altitude.

Der von dem Abtaster erzeugte Gesamtbildstreifen setzt sich aus den lückenlos aufeinanderfolgenden, quer zur Flugrichtung liegenden Teilbildstreifen zusammen. Um diese lückenlose und überlappungsfreie Teilstreifenfolge zu erreichen, muß folgende Bedingung erfüllt sein:The overall image strip generated by the scanner sets from the seamlessly consecutive, across Partial strips lying in the direction of flight together. Around this gapless and overlap-free partial stripe sequence the following condition must be met:

v=F A · B n (9) v = F A · B n (9)

wobei
v [m/s]=Fluggeschwindigkeit
F A [l/s]=Abtastfrequenz
B n [m]=Teilstreifenbreite
darstellen.
in which
v [m / s] = airspeed
F A [l / s] = sampling frequency
B n [m] = partial strip width
represent.

Das vorgeschlagene Funktionsprinzip läßt sich an optisch-mechanischen Abtastern der unterschiedlichsten Bauarten realisieren. Hierzu ist nur eine Detektorreihe mit gleich großen Einzeldetektoren quer zur Flugrichtung in der Bildebene des Abtast-Objektivs anzuordnen (siehe Gl. 6).The proposed principle of operation can be started optical-mechanical scanners of the most varied Realize designs. There is only one row of detectors for this with individual detectors of the same size perpendicular to the direction of flight to be arranged in the image plane of the scanning lens (see Eq. 6).

Die Parameter des Abtasters
Brennweite F
Detektorelementgröße d
Detektorzahl r
Zahl der Abtast-Spuren n
Abtastgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit)
Belichtungsperiode Δ t
Entfernungsbereiche A, B, C . . . A′, B′, C′ usw.
ergeben sich aus den Flugparametern (Flughöhe h, Fluggeschwindigkeit v), dem Bildwinkel quer zur Flugrichtung und der geforderten Objekt-Pixelgröße B.
The parameters of the scanner
Focal length F
Detector element size d
Number of detectors r
Number of scan tracks n
Scanning speed (angular speed)
Exposure period Δ t
Distance ranges A , B , C. . . A ′, B ′, C ′ etc.
result from the flight parameters (flight height h , flight speed v) , the image angle transverse to the flight direction and the required object pixel size B.

Den Entfernungsbereichen sind jeweils die entsprechenden Drehwinkelbereiche Δω A, Δω B, Δω C bzw. Δω A′, Δω B′, Δω C′ zugeordnet (siehe Fig. 3). Sie lassen sich bei konstanter Drehgeschwindigkeit des Abtasters aus der Drehzeit für diese Winkel t A, t B, t C . . . bzw. t A′, t B′, t C′ . . . in bezug auf eine Referenzmarke (Index) ermitteln. Diese Referenzmarke kann in Abhängigkeit von der Rollage des Trägers variabel sein und jeweils die Lotlinie definieren. Für genauere Messungen können diese Drehwinkel von einem mit der Drehachse des Abtasters gekoppelten Winkelstellungsgeber abgegriffen werden.The distance ranges are the corresponding ones Angle of rotation rangesΔω A,Δω B,Δω C. respectively.Δω A′,Δω B′,Δω C.′ assigned (seeFig. 3). You let yourself be constant rotational speed of the scanner from the Rotation time for these anglest A,t B,t C. . . . respectively.t A′,t B′, t C.'. . . in relation to a reference mark (index) determine. This reference mark can depend on the rollage of the wearer can be variable and each Define plumb line. For more accurate measurements, these can be Angle of rotation of one with the axis of rotation of the scanner coupled angular position transmitter can be tapped.

Die Detektorsignalverarbeitung und die Gesamtfunktion des Abtasters ist aus der Fig. 7 ersichtlich.The detector signal processing and the overall function of the scanner can be seen from FIG. 7.

Die analogen, elementaren Detektorsignale von mehreren, in einer Zeile senkrecht zur Abtastrichtung angeordneten Detektoren 1 werden von einem A/D-Wandler 2, digitalisiert und in einem ersten Speicher 3 abgelegt. Jedes Detektorsignal wird durch eine Zahl, z. B. eine Binärzahl mit 8 Stellen (8 bit) dargestellt und entspricht einem Elementar-Pixel. Ein von einem Programm-Modul 8 gesteuerter erster Prozessor 4 entnimmt dem Speicher 3 die elementaren Detektorsignale einer Belichtungsperiode und faßt sie in Abhängigkeit von den Entfernungsbereichen A, B, C . . . usw. jeweils zu einem Objekt-Pixel zusammen. Jedes dieser zusammengesetzten n Pixel entspricht einer Objektpixelbreite B x.The analog, elementary detector signals from a plurality of detectors 1 arranged in a line perpendicular to the scanning direction are digitized by an A / D converter 2 and stored in a first memory 3 . Each detector signal is represented by a number, e.g. B. represents a binary number with 8 digits (8 bits) and corresponds to an elementary pixel. A first processor 4, controlled by a program module 8, takes the elementary detector signals of an exposure period from the memory 3 and detects them as a function of the distance ranges A , B , C. . . etc. together to form an object pixel. Each of these composite n pixels corresponds to an object pixel width B x .

Diese n Pixel werden einem zweiten Speicher 5 zugeführt, der die Pixel mehrerer Belichtungsperioden aufnehmen kann. Ein zweiter, ebenfalls vom Programm-Modul 8 gesteuerter Prozessor 9 faßt innerhalb jeder der n Pixelfolgen mehrere Belichtungsperioden in Abhängigkeit von den Entfernungsbereichen A′, B′, C′ . . . zusammen und führt sie einem dritten Speicher 10 zu, der jeweils die Pixel eines Abtaststreifens aufnimmt. Die Y-Ausdehnung jedes zusammengesetzten Pixels entspricht nunmehr der Objekt-Pixelgröße B y. Aus dem Speicher 10 können nunmehr die Pixel ausgelesen und in einem Massenspeicher 11, z. B. auf einem Magnetband, abgelegt werden.These n pixels are fed to a second memory 5 , which can hold the pixels of several exposure periods. A second processor 9 , also controlled by the program module 8, takes several exposure periods within each of the n pixel sequences depending on the distance ranges A ', B ', C '. . . together and feeds them to a third memory 10 , each of which stores the pixels of a scanning strip. The Y dimension of each composite pixel now corresponds to the object pixel size B y . The pixels can now be read out of the memory 10 and stored in a mass memory 11 , e.g. B. on a magnetic tape.

Der Programm-Modul 8 wird von der Winkelstellung des Abtasters bzw. von einem mit ihm verbundenen Winkelstellungsgeber 6 gesteuert, um jeweils die entsprechenden Entfernungsbereiche detektieren zu können.The program module 8 is controlled by the angular position of the scanner or by an angular position transmitter 6 connected to it, in order to be able to detect the corresponding distance ranges in each case.

Die optimalen Entfernungsmeßbereiche und Pixel-Kombinationen sind u. a. von der Flughöhe h über Grund abhängig. Man legt darher für beliebig gestufte Höhenbereiche die optimalen Entfernungsbereiche und Pixel-Kombinationen in Tabellen fest und speichert diese im Programm-Modul 8, der von einem Höhenmesser 7 gesteuert ist.The optimal range and pixel combinations depend, among other things, on the flight height h above ground. The optimal distance ranges and pixel combinations are defined in tables for arbitrarily graded height ranges and these are stored in the program module 8 , which is controlled by an altimeter 7 .

Über diesen Programm-Modul 8 läßt sich auch die Objektpixelauflösung B x, B y verändern, d. h., daß sich verschiedene Objekt-Pixelauflösungen einstellen bzw. programmieren lassen.The object pixel resolution B x , B y can also be changed via this program module 8 , that is to say that different object pixel resolutions can be set or programmed.

Dieses Verfahren und diese Vorrichtung weisen folgende Vorzüge auf:This method and device have the following Benefits on:

  • 1. Die normal zum Abtaststrahl stehenden Objektpixel sind unabhängig von der Entfernung nahezu gleich groß. 1. The object pixels that are normal to the scanning beam are almost the same regardless of the distance large.  
  • 2. Ein Abtaststreifen kann eine oder mehrere parallele Pixelreihen n enthalten.2. A scan stripe can contain one or more parallel rows of pixels n .
  • 3. Jeder Abtaststreifen enthält in X- und Y-Richtung stets eine konstante Zahl von Objektpixeln, und die Streifenbreite B ist konstant.3. Each scanning strip always contains a constant number of object pixels in the X and Y directions, and the strip width B is constant.
  • 4. Die Abtaststreifen können sich daher bei einer auf die Fluggeschwindigkeit abgestimmten Abtastgeschwindigkeit lückenlos und überdeckungsfrei aneinander anschließen.4. The scanning strips can therefore be on one the flight speed matched Scanning speed without gaps and Connect to each other without overlap.
  • 5. Als Detektoren können handelsübliche Detektorzeilen, auch integrierte Detektoren (z. B. TDI- oder Sprite-Detektoren) benutzt werden. Die Zahl der Einzeldetektoren wird praktisch in der Größenordnung von 20 bis 200 liegen, das hängt von den jeweiligen Anforderungen ab.5. As detectors can be commercially available Detector rows, also integrated detectors (e.g. TDI or sprite detectors) can be used. The Number of individual detectors is practically in the Range from 20 to 200, that depends the respective requirements.
  • 6. Das Verfahren ist sehr flexibel. Durch entsprechende Programmierung kann die Objekt-Pixelgröße verändert und nahezu unabhängig von der Flughöhe gemacht werden. Diese Anpassung kann während des Fluges automatisch erfolgen.6. The process is very flexible. By the corresponding programming can be done Object pixel size changed and almost independent be made from the altitude. This adjustment can be done automatically during the flight.

Anhand der Fig. 8 bis 10 wird ein erweitertes Abtastverfahren erläutert, mit dem das Signal-/Rauschverhältnis insbesondere für große Abtastentfernungen E verbessert werden kann.An extended scanning method is explained with the aid of FIGS . 8 to 10, with which the signal / noise ratio can be improved, in particular for large scanning distances E.

Ein Abtaststreifen der Breite B n = n · B x besteht jeweils aus n (im Beispiel n=2) Zeilen der Standardpixelbreite B x, d. h., A scanning strip with the width B n = n · B x consists of n (in the example n = 2) lines of the standard pixel width B x , ie

B n=2 · B x (1) B n = 2 x B x (1)

Bei der Minimalentfernung E min sind M Elementarpixel D x (im Beispiel M=8) zu n=2 Standardpixeln B x zusammengefaßt. Bei der Maximalentfernung ist D max=B x. Die Abtastbreite sämtlicher M Detektoren ist demzufolge für E max At the minimum distance E min , M elementary pixels D x (in the example M = 8) are combined to n = 2 standard pixels B x . At the maximum distance, D max = B x . The scanning width of all M detectors is therefore for E max

B M=M · B x=M · D max (2) B M = M * W x = M * D max (2)

Während sich für E min die Abtaststreifen lückenlos und überdeckungsfrei aneinanderreihen, überdecken sich mit wachsender Entfernung die sich trapezförmig ausweitenden Nachbarstreifen. Es werden daher jetzt bei einer Streifenabtastung nicht nur die Standardpixel b s, m, die im Streifenbereich B n liegen, gebildet (in Fig. 8 m=4,5), sondern soweit möglich und es das Signal-/Rauschverhältnis erfordert, ab einer bestimmten Entfernung, z. B. E mit, bis zur Maximalentfernung E max auch die nach beiden Seiten überlappenden Standardpixel b s, m (m=1 . . . M) bis zu einer maximalen Streifenbreite B M= M · B x.While for E min the scanning strips are lined up without gaps and without overlap, the trapezoidal neighboring strips overlap with increasing distance. It is therefore not only the standard pixels b s , m which lie in the stripe area B n that are formed in a stripe scanning (in FIG. 8 m = 4.5), but as far as possible and requires the signal / noise ratio, from one certain distance, e.g. B. E with , up to the maximum distance E max also the standard pixels b s , m (m = 1 ... M) overlapping on both sides up to a maximum strip width B M = M · B x .

Bei den in Fig. 8 dargestellten Verhältnissen entsteht bei der Maximalentfernung E max eine r=4fache Überdeckung bzw. Abtastung jedes Geländepixels (z. B. G s,7 und G s,8, wobei s=f (E max) mit f als Funktionszeichen). In the relationships shown in FIG. 8, the maximum distance E max results in an r = 4-fold coverage or scanning of each terrain pixel (e.g. G s, 7 and G s , 8 , where s = f (E max ) with f as Function characters).

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist bei der Entfernung E mit die Überdeckung benachbarter Streifen geringer, für diese Entfernung können z. B. die Pixel jbs,1, jbs,2, jbs,7, jbs,8 nicht gebildet werden, und es ist nur eine doppelte Integration möglich. Es werden in diesem Fall nur die Pixel jbs,5+ j+1bs,3 bzw. jbs,6+ j+1bs,4 addiert. Der Reduktionsfaktor ist hier 1/r=½, er ist entfernungsabhängig, die Geländepixel G s,5 und G s,6 (s= f (E mit)) werden nur doppelt abgetastet.How outFig. 8 can be seen in the removalE With  the coverage of adjacent strips is less, for this distance can e.g. B. the pixels jbs, 1, jbs, 2nd, jbs, 7, jbs, 8 not be formed and it is only one double integration possible. In this case only the pixels jbs, 5+ j + 1bs, 3 respectively. jbs, 6+ j + 1bs, 4  added. The reduction factor here is 1 /r= ½, he is depending on distance, the terrain pixelsG s, 5 andG s, 6 (see= f (E With)) are only scanned twice.

Aus der Fig. 8 entnimmt man, daß sich die Pixel j-1bs,m einer Abtastung j-1 jeweils den um n verschobenen Pixeln jbs,m der nächsten Abtastung überlagern.From theFig. 8 one can see that the pixels j-1bs, m  one scanj-1 each aroundn shifted pixels jbs, m overlay the next scan.

Zur Realisierung dieses Verfahrens sind daher die korrespondierenden Pixel benachbarter Abtaststreifen zweckmäßig digital zu speichern und sukzessiv zu integrieren.To implement this method are therefore the corresponding pixels of adjacent scan strips expedient to store digitally and gradually integrate.

Fig. 10 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel eines Integrationsprozessors P₃ für diesen Integrationsprozeß, wobei die Verhältnisse der Fig. 8 zugrunde liegen. Die Fig. 10 demonstriert lediglich das Arbeitsprinzip. Fig. 10 shows a basic embodiment of an integration processor P ₃ for this integration process, the relationships of Fig. 8 are based. FIG. 10 demonstrates only the working principle.

In Fig. 9 ist das Blockschaltbild des Gesamtsystems dargestellt, wobei die Einzelkomponenten, soweit sie denen in Fig. 7 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. FIG. 9 shows the block diagram of the overall system, the individual components, insofar as they correspond to those in FIG. 7, being provided with the same reference symbols.

Prinzipiell spielen sich für die Pixelreihe einer Entfernungsstufe s eines Streifen-Abtastzyklus j folgende Vorgänge ab: In principle, the following processes take place for the pixel row of a distance step s of a stripe scanning cycle j :

  • a) Übertragung der Pixel jbs,m (m=1 bis M) einer Pixelreihe s eines Abtaststreifens j in ein Pixelregister 21.a) Transfer of the pixels jbs, m (m= 1 toM) one Row of pixelss of a scanning stripj in a Pixel register21st.
  • b) Übertragung der vor-integrierten Pixel j-1 s,m (m=n+1 bis M) aus dem Integrationsspeicher 13 in ein Speicherregister 22.b) Transfer of the pre-integrated pixels j-1 s, m  (m=n+1 toM) from the integration memory 13 into a memory register22.
  • c) Addition korrespondierender Pixel der Register 21 und 22 in einem Addierer 23 derart, daß jeweils die Pixel jbs,m des Eingangsregisters 21 zu den Pixeln j-1 s,m+n des Speicherregisters 22 addiert werden, so daß die neuen integrierten Pixel j s,m (m=1bis M) in einem Integrationsregister 24 entstehen.c) Addition of corresponding pixels in the register 21st and22 in an adder23 such that the pixels each jbs, m of the input register21st  to the pixels j-1 s, m + n of the memory register22  be added so that the new integrated pixel j s, m (m= 1bisM) in one Integration register24th arise.
  • d) Auslesen der Pixel j s,1 bis j s,n aus dem Integrationsregister 24 und Multiplikation mit Hilfe eines Multiplizierers 25 mit dem Reduktionsfaktor 1/r, wobei r die Zahl der Integrationen darstellt (r ist entfernungsabhängig) und Übernahme der endgültigen, reduzierten Pixel j ,m (m=1 bis n) in ein Zwischenregister 27.d) reading the pixels j s, 1 to j s, n from the Integration register24th and multiplication with Using a multiplier25th with the Reduction factor 1 /r, in whichr the number of Integrations(r is distance-dependent) and takeover of the final, reduced pixels j , m (m= 1 to n) into an intermediate register27th.
  • e) Zwischenspeicherung der integrierten Pixel j s,m (m=n+1 bis M) in dem Integrationsspeicher 13.e) intermediate storage of the integrated pixels j s, m  (m=n+1 toM) in the integration memory13.

Der Integrationsspeicher 13 ist im Prinzip einer Matrix mit S Zeilen für jede Entfernungsstufe s und M-n Spalten aufgebaut; vgl. Fig. 9. The integration memory 13 is constructed in principle of a matrix with S rows for each distance level s and M - n columns; see. Fig. 9.

Bei dem vorliegenden Beispiel findet eine 4fache Integration statt, sofern sämtliche m Pixel-Plätze besetzt sind. So ergeben sich beispielsweise die SignaleIn the present example, a fourfold integration takes place, provided that all m pixel spaces are occupied. For example, the signals result

j ,1 und ,2 für die Geländepixel j ,1 and, 2nd for the terrain pixels

G s,7 und G s,8 aus folgenden Integrationen: G s, 7 and G s, 8 from the following integrations:

G s,7: j ,1=¼ (₁b s,7+₂b s,5+₃b s,3+₄b s,1) G s, 7: j ,1= ¼ (₁b s, 7+ ₂b s, 5+ ₃b s, 3+ ₄b s, 1)

G s,8: j ,2=¼ (₁b s,8+₂b s,6+₃b s,4+₄b s,2) G s, 8: j , 2nd= ¼ (₁b s, 8+ ₂b s, 6+ ₃b s, 4+ ₄b s, 2nd)

Dieses Verfahren kann auch für einen geringeren Integrationsgrad modifiziert werden, was einfach durch Verminderung der zu bildenden Pixelzahl M geschehen kann.This method can also be modified for a lower degree of integration, which can be done simply by reducing the number of pixels M to be formed.

Die Fig. 9 zeigt in einem Prinzip-Funktionsbild die Arbeitsweise in Zusammenhang mit dem oben zu Fig. 7 dargestellten Funktionsablauf. FIG. 9 shows the principle of operation in connection with the functional sequence shown above for FIG. 7.

Für Entfernungsbereiche, die eine Integration benachbarter Abtaststreifen erforderlich macht, werden in der oben beschriebenen Weise über die Speicher 3 und 5 und die Prozessoren 4 und 9 jeweils für einen Entfernungsschritt s die Pixelsignale jbs,m (m=1 bis M) gebildet und über den Speicher 10 in das Eingangsregister 21 des Integrationsprozessors 12 eingelesen. Gleichzeitig werden aus dem Integrationsspeicher 13 die bereits vor-integrierten Pixel j-1 s,m (m=n+1 bis M) in das Speicherregister 22 eingelesen. Nach Addition, Reduktion und Auslesen der endgültigen integrierten Pixel j ,m (m=1 bis n) in den Zwischenspeicher 27 wird der Inhalt des Integrationsregisters 24 in den Integrationsspeicher 13 abgespeichert. For distance ranges that require integration adjacent scanning strips are required in the manner described above via the memory3rd and 5 and the processors4th and9 each for one Removal steps the pixel signals jbs, m (m= 1 to M) formed and about the store10th in the Input register21st of the integration processor12th  read. At the same time, the Integration memory13 those already pre-integrated pixel j-1 s, m (m=n+1 toM) into the storage register 22 read. After adding, reducing and reading out the final integrated pixels j , m (m= 1 ton) in the cache27th the content of the Integration register24th in the integration memory13  saved.  

Der Integrationsspeicher 13 muß daher S Zeilen und (M-n) Spalten haben, wobei jeder Platz einen integrierten Signalwert s,m enthält.The integration memory13 must thereforeS Lines and(M-n)  Have columns, each place an integrated Signal value s, m contains.

Claims (10)

1. Verfahren zur Abtastung eines Objektes, z. B. einer Geländeoberfläche quer zur Flug- bzw. Bewegungsrichtung eines Abtasters mit einer rechtwinklig zur Abtastrichtung angeordneten Detektor-Reihe, die mehrere, gleich große Einzeldetektoren enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der abzutastende Gelände- bzw. Objektstreifen in verschiedene Entfernungsbereiche unterteilt wird, innerhalb derer die Signale einzelner Detektoren (elementare Detektorsignale) sowohl innerhalb der Detektor-Reihe als auch aufeinanderfolgender Belichtungsperioden jeweils so durch Mittelbildung zusammengefaßt sind, daß diese zusammengefaßten Einzelsignale jeweils ein Objektpixel annähernd konstanter, von der Abtastentfernung unabhängiger Größe bilden, wobei diese Objektpixel stets senkrecht zum Abtaststrahl stehen und jede Abtastung einen Gelände- bzw. Objektstreifen annähernd gleicher Objektpixel-Größe sowie konstanter Objektpixel-Zahl in Breite und Länge des Abtaststreifens erzeugt. 1. Method for scanning an object, e.g. B. a terrain surface transverse to the flight or movement direction of a scanner with a perpendicular to the scanning direction arranged detector row, which contains several equal detectors, characterized in that the terrain or object strip to be scanned is divided into different distance ranges within which the signals of individual detectors (elementary detector signals) are combined both by means of averaging both within the row of detectors and successive exposure periods such that these combined individual signals each form an object pixel of approximately constant size independent of the scanning distance, these object pixels always being perpendicular to the scanning beam and each scan generates a terrain or object strip of approximately the same object pixel size and a constant number of object pixels in the width and length of the scan strip. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zusammenfassung der Detektorsignale einer Abtastung eine oder mehrere Reihen gleich großer paralleler Objektpixel-Reihen gebildet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that that by combining the detector signals one or more rows equal to one scan large parallel rows of object pixels are formed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch in den Überdeckungsgebieten benachbarter Abtaststreifen für jeden Abtaststreifen (j) ein regelmäßiges Pixelraster gleich großer Standard-Objektpixel (B) gebildet wird und zwecks Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses die Pixelsignale (b) der Standardpixel (B) benachbarter Streifen, die gleiche Geländepixel (G) abdecken, integriert werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that also in the coverage areas of adjacent scan strips for each scan strip ( j) a regular pixel grid of the same size standard object pixels (B) is formed and for the purpose of improving the signal-to-noise ratio the pixel signals (b ) the standard pixels (B) of adjacent strips, which cover the same terrain pixels (G) , are integrated. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) die innerhalb eines Abtaststreifens j gebildeten Standardpixelsignale ( jbs,m; m=1 bis M) einer Entfernungsstufe (s), die maximal bis zu M Pixel enthalten kann, aus einem Zwischenregister (10) in das Eingangsregister (21) eines Integrationsprozessors (12) eingelesen werden,
  • b) die vor-integrierten Pixel ( j-1 b s,m ; m=n+1 bis M) der vorausgehenden Abtastung (j-1) aus einem Integrationsspeicher (13) in ein Speicher-Register (22) des Integrationsprozessors (12) eingelesen werden,
  • c) die Pixel ( jbs,m) des Eingangsregisters (21) mit den um n Pixel versetzten Pixeln ( j-1 b s,m; m=n+1 bis M) des Speicher-Registers (22) über einen Addierer (23) addiert werden, so daß die neuen integrierten Pixel ( jbs,m; m=1 bis M) in einem Integrationsregister (24) des Integrationsprozessors (12) entstehen,
  • d) die Pixel ( jbs,m; m=1 bis n) aus dem Integrationsregister (24) ausgelesen und durch Multiplikation über einen Multiplizierer (25) mit dem Reduktionsfaktor 1/r die endgültigen Pixel ( jbs,m; m=1 bis n) erzeugt und in einem Zwischenregister (27) abgelegt werden, wobei r die Zahl der Integrationen darstellt, die von einem Steuerrechner (26) an den Multiplizierer geliefert werden,
  • e) die Pixel ( jbs,m; m=n+1 bis M) aus dem Integrationsregister (24) in den Integrationsspeicher (13) übernommen werden,
4. The method according to claim 3, characterized in that
  • a) within a scanning strip j standard pixel signals formed (j b s, m; m = 1 to M) of a removal stage (s) which may maximally contain up to M pixel, from an intermediate register (10) in the input register (21) of a Integration processor ( 12 ) are read in,
  • b) the pre-integrated pixels ( j-1 b s, m ; m = n +1 to M) of the preceding scan (j -1) from an integration memory ( 13 ) into a memory register ( 22 ) of the integration processor ( 12 ) are read in,
  • c) the pixels( jbs, m) of the input register (21st) With the umn Pixels offset pixels( j-1 b s, m;m=n+1 toM) of the memory register (22) about one Adder (23) are added so that the new integrated pixels( jbs, m;m= 1 toM) in one Integration register (24th) of Integration processor (12th) arise
  • d) the pixels ( j b s, m ; m = 1 to n) are read out of the integration register ( 24 ) and the final pixels ( j b s, m ; m. ) are multiplied by a multiplier ( 25 ) with the reduction factor 1 / r = 1 to n) are generated and stored in an intermediate register ( 27 ), where r represents the number of integrations that are supplied by a control computer ( 26 ) to the multiplier,
  • e) the pixels ( j b s, m ; m = n +1 to M) are taken from the integration register ( 24 ) into the integration memory ( 13 ),
und daß sich für jede Entfernungsstufe (s) und für jede Abtastung (j) diese Vorgänge a) bis e) wiederholen.and that for each distance step (s) and for each scan (j) these processes a) to e) are repeated. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
  • a) einen ersten Speicher (3) zum Abspeichern der Signale der einzelnen Detektoren (1) innerhalb einer Belichtungsperiode
  • b) einen ersten Prozessor (4) zum Zusammenfassen der Signale der Einzeldetektoren (1) in Gruppen;
  • c) einen zweiten Speicher (5) zum Ablegen der den Gruppen entsprechenden Signale aufeinanderfolgender Belichtungsperioden;
  • d) einen zweiten Prozessor (9) zum Zusammenfassen einzelner Gruppen an zumindest einer Belichtungsperiode zum Erzeugen von Objektpixeln und
  • e) einen Massenspeicher (11) zum Ablegen der Objektpixel.
5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized by
  • a) a first memory ( 3 ) for storing the signals of the individual detectors ( 1 ) within an exposure period
  • b) a first processor ( 4 ) for combining the signals of the individual detectors ( 1 ) in groups;
  • c) a second memory ( 5 ) for storing the signals corresponding to the groups of successive exposure periods;
  • d) a second processor ( 9 ) for combining individual groups on at least one exposure period for generating object pixels and
  • e) a mass storage device ( 11 ) for storing the object pixels.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmodul (8) zur Steuerung der Prozessoren (4, 9) vorgesehen ist, der mit einem Winkelstellungsgeber (86) des Abtasters und einem Höhenmesser (7) verbunden ist, daraus die entfernungs- und höhenabhängigen Detektorsignal-Kombinationen bildet und die Prozessoren (4, 9, 12) aufgrund dieser Signal-Kombinationen steuert.6. The device according to claim 5, characterized in that a program module ( 8 ) for controlling the processors ( 4 , 9 ) is provided, which is connected to an angular position transmitter ( 86 ) of the scanner and an altimeter ( 7 ), from which the distance and forms height-dependent detector signal combinations and controls the processors ( 4 , 9 , 12 ) based on these signal combinations. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelstellungsgeber (6) stets den auf die Lotlinie zwischen Abtaster und Objekt bezogenen Abtastwinkel liefert.7. The device according to claim 6, characterized in that the angular position transmitter ( 6 ) always provides the scanning angle related to the plumb line between the scanner and the object. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integrationsregister (13) vorhanden ist, in dem die integrierten Pixelwerte ( jbs,m) matrixförmig gespeichert sind, wobei der Speicher (13) (M-n) Spalten und S Zeilen (S=Zahl der Entfernungsstufen) aufweist. 8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that an integration register ( 13 ) is present in which the integrated pixel values ( j b s, m ) are stored in a matrix, the memory ( 13 ) (M - n) Columns and S rows (S = number of distance levels). 9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplikation der integrierten und aus dem Integrationsregister (13) ausgelesenen Pixel (b) durch einen Multiplizierer (25) erfolgt, dessen Multiplikationsfaktor (1/r) entfernungsabhängig durch einen Steuerrechner (26) gesteuert wird.9. The method and device according to claim 8, characterized in that the multiplication of the integrated and from the integration register ( 13 ) read pixels (b) by a multiplier ( 25 ), the multiplication factor (1 / r) is dependent on the distance by a control computer ( 26 ) is controlled.
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