DK146986B - Maalfoelgningskorrelator - Google Patents

Description

146986

Den foreliggende opfindelse angår en målfølgningskor-relator af den i krav l’s indledning angivne art.

Ved korrelation kan man i overensstemmelse med en forudbestemt vurderingsregel opnå et mål for, hvor godt hukommelsernes indhold stemmer overens for forskellige relative forskydninger. En for korrelationen og dermed også for målfølgning væsentlig sag er, hvorledes opdateringen af den anden hukommelse, i det følgende benævnt, referencebilled-hukommelsen, sker. Ved kendte korrelationsfølgere sker opdateringen i løbet af en enkelt afsøgningscyklus eller periodisk, således at ny opdatering sker efter et vist antal cykler, eller når maksimalkorrelationen underskrider en forudbestemt værdi. Hvis der i udsnittet kortvarigt optræder et for følgningen uvedkommende billedelement, risikerer man ved den førstnævnte metode, at referencebilledhukom-melsen opdateres, netop når billedelementet optræder, hvilket kan umuliggøre følgningen. Ved den anden metode kan forekomst af billedelementet udløse opdatering af reference-billedhukommelsen. Dette indebærer i praksis følgning af det forstyrrende billedelement.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at anvise en korrelator med en opdatering af referencebilledet, hvorved ovennævnte ulemper undgås.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et blokskema for en målfølg-ningskorrelator, fig. 2 ligeledes i blokskemaform opbygningen af en videokorrelator, der indgår i fig. 1, og fig. 3 anskueliggør i form af et blokskema, hvorledes opdateringen sker ifølge opfindelsen, I fig. 1 er 1 en billedfølger, som på kendt måde kan bestå af et TV- eller IR-kamera med et i rummet afgrænset synsfelt. Følgeren 1 er monteret på en i vandret og lodret retning bevægelig platform 2 og er indrettet til 146986 2 cyklisk at kunne afsøge synsfeltet og at frembringe et videosignal, som i elektrisk form gengiver billedindholdet i synsfeltet. Over en til følgeren 1 forbundet video-korrelator 3 ledes videosignalet til en monitor (4), på hvis skærm (5)følgerene synsfelt afbildes. På videosignalet overlejres i videokorrelatoren 3 en markør, hvis placering på monitorskærmen 5 vises som et vindue 6 , og som af en operatør kan styres mod et manøvreorgan 7 til passende placering på skærmen. Også vinduets 6 størrelse kan afpasses og varieres med manøvreorganet 7# og vælges således at et objekts 8 afbildning 9 på skærmen 5 præcis får plads inden for lugen. Herved opnås at forstyrrelser fra objektets omgivelser vil indvirke så lidt som muligt, dvs., at uvedkommende baggrundskontraster afskærmes. Ved hjælp af manøvreorganet 7 kan operatøren også rette billedfølgningen 1 mod objektet 8 og få korrelationsfølgeren til at blive fastlåst til dette. Herved overføres indstillingssignaler fra manøvreorganet 7, over video.korre lat oren 3 til en platformselektronik 10, i hvilken indstillingssignalerne omsættes til styresignaler til indstilling af platformen 2 og derved billedfølgeren 1 i vandret og lodret retning. Efter fastlåsningen følger billedfølgeren 1 objektets 8 bevægelse, hvorved der af videosignalet ved hjælp af en korrelationsmetode, for hvilken der skal blive redegjort i forbindelse med fig, 2, dannes et fejlsignal, som i platformselektronikken 10 omsættes til styresignaler til indstilling af billedfølgeren 1, som beskrevet ovenfor i forbindelse med manøvreorganet 7.

I fig. 2 er med dobbeltpile vist en billedinforma-tionsstrøm. Pra en i fig. 2 ikke vist billedfølger når informationen en analog/digital omsætter 11. Penne omsætter er indrettet til at omsætte billedfølgerens analoge videosignal, hvis amplitude gengiver kontrasten i hvert punkt inden for følgerens 1 synsfelt. En til det tidligere nævnte udsnit af billedfølgerens synsfelt svarende del af det digitale signal indlæses under hver afsøgningscyklus i en hukommelse 12, hvilken i det følgende benævnes realtidshukommelsen. Baggrunden for dette er, at den informatiom, som lagres i 146986 3 realtidshukommelsen i sand tid, svarer til billedindholdét i det afsøgte område. Fra realtidshukommelsen 12 går bil-ledinformationsstrømmen dels over en opdateringsport 13 til en hukommelse 14» hvilken er den tidligere nævnte refe-rensebilledhukommelse, dels til et korrelationsberegnings-' kredsløb 15, som også får billedinformation fra reference-billedhukommelsen 14. Betegnelsen refereneebilledhukommel-sen skyldes hukommelsens funktion, at udgøre en reference ved korrelation. Billedinformationsstrømmen styres af en styremekanisme 16 i afhængighed af resultatet af korrelationskred smålingen, som skal beskrives i det følgende.

Som tidligere nævnt kan billedfølgeren 1 fastlåses på objektet ved hjælp af manøvreorganet 7. Herved kopieres under en afsøgningscyklus indholdet i realtidshukommelsen 12 over til referencebilledhukommelsen 14. For hver afsøgnings-cyklus, dvs, for hvert til realtidshukommelsen 12 indlæst billede sker der i korrelationsberegningskredsløbet 15 en sammenligning mellem indholdet i de to hukommelser, hvorved disse successivt placeres i forskellige indbyrdes stillinger i forhold til hinanden. Sammenligningen kan ske efter en passende kendt korrelationsmetode, ved hjælp af hvilken der beregnes et godhedstal for hver relative position af billedinformationen i de to hukommelser 12,14. Ben relative position, i hvilken størst godhedstal opnås, lejres i en hukommelse 17. I afhængighed af den relative position, ved hvilken maksimaloverensstemmelse opnås, styres via styreorganet 16 billedinformationsstrømmen, dvs. korrelationsberegningen og opdateringen af refereneehukommelsen 14. Styreorganet 16 har også til opgave på signaler fra manøvreorganet at administrere udlægning af vinduet 6 og frembringelse af fejlsignalerne til platformselektronikken 10.

Opdateringen af referenceinformationshukommelsen 14 forklares ved henvisning til fig. 3, hvor som i fig. 2 dob-beltpile illustrerer billedinformationsstrømmen.

I fig. 3, som først og fremmest viser, hvorledes adressering af realtidshukommelsen 12 og referencebilled- 146986 4 hukommelsen 14 samt opdateringen af sidstnævnte hukommelse sker, er 18 en referenceheregner,ved hjælp af hvilken delelementer i hukommelsen 12,14 over adressekorrektionskredsløb 19 henholdsvis 20 adresseres sekventielt, således at disse gennemløbes række for række til samtlige delelementer er gennemløbet. Adressekorrektionskredsløbene 19,20 styres af hukommelsen 17 med hensyn til den relative forskydning mellem hukommelsernes indhold,ved hvilken der opnås det største godhedstal, således som tidligere beskrevet. Amplitudeværdierne i de derved adresserede delelementer i de respektive hukommelser læses over en til en amplitudelogik 21 eller vejekreds, i hvilken amplitudeværdierne i sammenhørende positioner kombineres med hinanden og ifølge et for hver kombination af amplitudeværdier gældende kriterium angives, med hvilken amplitudeværdi den adresserede position i referencebilledhukommelsen 14 skal opdateres. Et sådant kriterium kan eksempelvis være, at der ved hurtig eller store kontrastændringer, dvs. store amplitudeforskelle mellem indholdet i de adresserede delelementer dannes en middelværdi, ved hjælp af hvilken delelementet i referencebilledhukommelsen opdateres. Dette er ensbetydende med en vis filtrering, som forhindrer følgning af et i synsfeltet pludselig opstående billedelement. Hvis amplitudeværdierne i to sammenhørende positioner er ens, sker der naturligvis opdatering med denne værdi, dvs, delelementet i referencebilledhukommelsen får uforandret indhold.

Ifølge opfindelsens primære kendetegn skal opdateringen ske tilfældigt eller efter en forudbestemt valgregel, således at hukommelsen under hver afsøgningscyklus kun bliver delvis opdateret, og dette i positioner som er spredt over hukommelsens areal. Dette opnås ved, at den efter nævnte kriterium angivne amplitudeværdi ledes til det adresserede delelement i referencebilledhukommelsen 14 over en port 22, som er styret af en generator 23 for primtal eller tilfældige tal. Ved primtalsgenerering fungerer styringen således, at porten 22 åbner for p’te af de ved hjælp af 146986 5 adresseringsberegnereli 18 adresserede delelement, idet p er et primtal, hvis værdi vælges under hensyn til den ønskede opdateringshastighed. Skulle p sættes til værdien 1, er dette ensbetydende med, at hele referencebilledhukommelsen 14 opdateres under en enkelt afsøgningseyklus, som beskrevet ovenfor. Primtallet p er derfor mindst lig med 3. Ved generering af tilfældige tal åbner porten 22, når adresse-beregneren 18 har nået s delelementet, hvor s er et tilfældigt tal, eksempelvis fra en tabel. Por hver gang porten 22 åbner, dannes et nyt tilfældigt tal. Opdateringshastigheden varieres her, ved at man vælger forskellige middelværdier for tabellen.

Det er indlysende, at korrelatoren kan modificeres på mange måder inden for opfindelsens rammer. Eksempelvis kan til følgning af et objekt benyttes videosignaler fra en radarstation. Endvidere kan opdateringen ske efter en anden valgregel, eksempelvis efter et fast mønster, som successivt flyttes over hukommelsen.

Claims (3)

146386 Patentkrav. 1* Målfølgningskorrelator omfattende en 'billedfølger (1), som har et afgrænset synsfelt (6), og som er indrettet til cyklisk at afsøge dette og i en forudbestemt form at frembringe et synsfeltet gengivende videosignal og en videokorrelator (3) med to adresserbare hukommelser (12,14), af hvilke den ene (12) har til opgave i digital form for hver afsøgningscyklus at lagre et udsnit af synsfeltet, og af hvilke den anden hukommelse (14) er indrettet til at blive opdateret med indholdet i den første hukommelse, hvilken videokorrelator er indrettet til, når billedfølgeren er rettet således, at et objekt (8) falder inden for udsnittet, at danne et til billedfølgerens retning mod objektet kontrollerende fejlsignal, som svarer til en forskydning af udsnittet i den førstnævnte hukommelse i forhold til udsnittet i den anden hukommelse, for hvilken maksimal overensstemmelse opnås mellem hukommelsernes indhold, hvorved opdateringen sker ved den nævnte relative forskydning, kendetegnet ved, at videokorrelatoren (3) har organer (21,22), som er indrettet til for opdateringen af den anden hukommelse (14) tilfældigt eller ifølge en forudbestemt valgregel at vælge adresser til positioner i denne, så at den anden hukommelse (14) ved hver afsøgningscyklus kun bliver opdateret delvis og i positioner, som er spredt over hukommelsens areal,

2. Korrelator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at videokorrelatoren (3) er indrettet til at vælge adresserne til hukommelsespositionerne for opdateringen, således at der af i en bestemt rækkefølge frembragte adresser udvælges hver p:te adresse, hvor p er et primtal.

3, Korrelator ifølge krav 1, kendetegnet ved, at videokorrelatoren (3) er indrettet til ved opdateringen af hver valgt position i den anden hukommelse (14) at aflæse indholdet i denne og i samhørende position i den første hukommelse (12) til at kombinere indholdet i