EP0152499B1

EP0152499B1 - Vorrichtung zur Sichtsimulation

Info

Publication number: EP0152499B1
Application number: EP84101640A
Authority: EP
Inventors: Thomas Hohmann
Original assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Current assignee: Honeywell Regelsysteme GmbH
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1988-12-07
Also published as: EP0152499A1; DE3475565D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sichtsimulation nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE-C2-3 133 866 ist es bekannt, die Bilder eines Geländes, eines Zieles und eines Visieres jeweils in Schnellzugriffsspeicher zu laden. Weitere Speicher können für die Speicherung einer Geschossleuchtspur und von Geschosseinschlageffekten vorgesehen sein. Ein Rechner lädt hierbei koordiniert im Fernseh-Bildtakt die Schnellzugriffsspeicher. Ein von dem Rechner gesteuerter Bildmultiplexer setzt Bildpunkt für Bildpunkt die verschiedenen Speicherinhalte im Fernseh-Bildtakt zusammen. Eine Prioritätssteuerung legt hierbei fest, ob das Ziel vor oder hinter dem Gelände bzw. einem in dem Gelände befindlichen Objekt darzustellen ist. Zu diesem Zweck ist nicht nur das Zielbild mit einer Entfernungsinformation versehen, sondern es muss auch jeder Bildpunkt des Geländespeichers neben einer seine Helligkeit vorgebenden Grauwertcodierung eine Entfernungscodierung aufweisen. Hierdurch steigt der Speicherbedarf für das digitale Geländebild erheblich an. Für eine einigermassen realistische Entfernungsunterscheidung zwischen nahe beieinander im Gelände liegenden Sichthindernissen muss man dem am wenigsten signifikanten Bit einen Wert von höchstens 50 Metern zuordnen. Dadurch benötigt man jedoch zur Darstellung eines üblicherweise benötigten Entfernungsbereiches zwischen 400 und etwa 4.000 Meter ca. 72 unterscheidbare Entfernungsstufen, zu deren Codierung mindestens 6 Bit benötigt werden. Da für die Helligkeitscodierung eines guten Schwarz/ Weiss-Bildes ebenfalls 6 Bit erforderlich sind, ergibtsich eine gesamte Speichertiefe pro Bildpunkt von 12 Bit. Schränkt man die Anzahl der die Entfernung bestimmenden Bits ein, so wird gleichzeitig die Freiheit der Zielkursverlegung stark beschränkt, was sich insbesondere bei mehreren dicht beieinanderliegenden Zielen sehr nachteilig auswirkt.
Aus der DE-A1-3 035 213 ist eine Vorrichtung zur Gewinnung und Wiedergabe von Geländebildern für Sichtsimulatoren bekannt, bei der neben einer Grauwertinformation in einem ersten Speicher eine Entfernungsinformation parallel in einem zweiten Speicher gespeichert ist. Auch diese Lösung führt zu einem unverhältnismässig grossen Speicherbedarf, wenn man die Entfernung einigermassen genau codieren will.
Zur Darstellung alphanumerischer Zeichen auf einem TV-Monitor ist es aus der EP-A2-0 031 011 bekannt, einen Bildwiederholspeicher, der eine grössere Speicherkapazität als die Speicherkapazität des Monitor-Bildschirms aufweist, mittels einer Zeilenadresstabelle zu adressieren. Die Anfangsadresse der Zeilenadresstabelle wird durch eine Hinweisadresse vorgegeben, zu der jeweils der Inhalt eines Zeilenzählers hinzuaddiert wird, so dass durch fortlaufende Adressen innerhalb der Zeilenadresstabelle ein gesamter Bildschirminhalt adressierbar ist. Mit einer solchen indirekten Adressierung lassen sich zwar Adressen variabel bilden; die Speicherkapazität des Bildspeichers wird aber hierdurch nicht beeinflusst.
Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese in der Weise zu verbessern, dass deren Speicheraufwand wesentlich verringert und andererseits eine sehr feinstufige Vorgabe der Entfernungszonen gestattet wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dem Unteranspruch entnehmbar.
Anstatt jeden Bildpunkt des Geländespeichers ausser mit einer codierten Helligkeit, d.h. mit einem Grauwert, zusätzlich noch mit einer codierten Entfernung zu versehen, wird erfindungsgemäss pro Bildpunkt lediglich eine Adresse vorgesehen, mit der eine Transformationstabelle adressiert wird, die ihrerseits sehr feinstufig, z. B. mit 16 Bit, eine Entfernungsinformation vorgibt. Im Extremfall kann diese Adresse durch lediglich 1 Bit vorgegeben sein; zweckmässigerweise werden jedoch 2 Bit als Adresse jeder Grauwertcodierung des Bildpunktes hinzugefügt.
Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1a bis 1c die Speicherinhalte von Geländespeicher und Zielspeicher sowie deren Kombination unter Beachtung der bekannten Prioritätsregel; und
Figur 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Figur 1a zeigt einen Ausschnitt aus dem digitalen Geländespeicher, wobei das Bild in zwei Bereiche A und B unterteilt ist. Der Bereich A kann beispielsweise durch einen Hügel vorgegeben sein, dem eine bestimmte endliche Entfernung zugeordnet ist, während der Bereich B beispielsweise durch den Himmel vorgegeben sein kann, dem die Entfernung unendlich zuzuordnen wäre.
Figur 1b zeigt die Silhouette eines sich in dem Gelände gemäss Figur 1a bewegenden Zieles, wobei das Ziel sich auf einem vorgegebenen Zielkurs bewegt, so dass sich seine Entfernung und möglicherweise auch seine Kontur fortlaufend verändern.
Figur 1c zeigt das aus beiden Speicherinhalten unter Beachtung der bekannten Prioritätsregel zusammengesetzte Bild. Für alle Bildpunkte, die durch das Ziel gemäss Figur 1 b besetzt sind, wird geprüft, ob die Zielentfernung kleiner als die Geländeentfernung ist und bejahendenfalls wird der Zielpunkt dargestellt. Ansonsten erfolgt eine Darstellung des Geländebildpunktes.
Figur 2 zeigt in einem Blockschaltbild eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausübung des an sich bekannten CSI-Verfahrens (CSI = Computer Synthesized Imagery) - siehe auch DE-C2-3 133 866. Ein Rechner 10 lädt hierbei jeweils zeitlich koordiniert im TV-Bildtakt die verschiedenen digitalen Schnellzugriffsspeicher, deren Inhalte ebenfalls rechnergesteuert in einem Bildmultiplexer 12 im TV-Bildtakt Bildpunkt für Bildpunkt zusammengeführt werden. Der Einfachheit halber ist nur ein Geländebildspeicher 14 und ein Zielbildspeicher 16 dargestellt. Weitere nicht dargestellte digitale Schnellzugriffsspeicher dienen der Speicherung von beispielsweise einer Geschossleuchtspur, eines Visierbildes und von Geschosseinschlageffekten.
Der Geländebildspeicher 14 weist pro Bildpunkt eine Wortlänge von 8 Bit auf. 6 Bit dienen hierbei der Codierung eines Grauwertes des jeweiligen Bildpunktes, d. h. seiner Helligkeit, und die beiden verbleibenden Bits geben vier Adressen (00, 01, 10, 11) vor, mit denen einzelne Teilflächen des Geländebilds markiert sind. Mit diesen Adressen wird eine Transformationstabelle 18 adressiert, die vier Wörter mit einer Länge von z. B. 16 Bit enthält, mit denen die Entfernungen verschiedener Teilflächen des Geländebildes hochgenau codiert sind. Die Transformationstabelle 18 ist von dem Rechner 10 in Abhängigkeit von dem darzustellenden Geländebildausschnitt nachladbar.
Grundsätzlich arbeitet die erfindungsgemässe Vorrichtung auch bei einer Erweiterung des Geländebildspeichers um ein Bit pro Bildpunkt, mit welchem Bit sich beispielsweise die in den Figuren 1a bis 1c dargestellte Situation berücksichtigen lässt. Zur Vermeidung von Konflikten bei mehreren Zielen und dicht beieinanderliegenden Sichthindernissen erscheint jedoch die vorstehend erwähnte Codierung der Geländebildpunkte mit zwei zusätzlichen Bits zweckmässig.
Im Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung setzt der Bildmultiplexer 12 die Helligkeitswerte der einzelnen digitalen Schnellzugriffsspeicher Bildpunkt für Bildpunkt zusammen, und zusätzlich wird über die Adresse eines jeden Bildpunktes in dem Geländebildspeicher 14 die Transformationstabelle 18 adressiert und die durch die 16 Bit dieser Tabelle genau codierte Entfernungsinformation dem Bildmultiplexer zugeführt. Diese genau vorgegebene Entfernung des Bildpunktes wird mit der von dem Rechner vorgegebenen Zielentfernung verglichen und je nachdem, ob die Zielentfernung grösser oder kleiner als die Geländeentfernung ist, wird der Zielbildpunkt oder der Geländebildpunkt beim Zusammensetzen des Bildes unterdrückt. Das durch den Bildmultiplexer 12 zusammengesetzte Bild gelangt nach entsprechender Digital/Analog-Umsetzung als zusammengesetztes Bild auf einem nicht dargestellten TV-Monitor zur Darstellung.

Claims

1. Vorrichtung zur Sichtsimulation mit verschiedenen Digitalspeichern zur Speicherung eines Geländebildes (14), eines Zielbildes (16), einer Leuchtspur usw., einem Rechner (10) zum Laden der Speicher und zur Steuerung der jeweiligen Bildauswahl, wobei dem Ziel und bestimmten Bereichen des Geländebildes neben einer Grauwertinformation jeweils eine Entfernungsinformation zugeordnet ist, um bei vorhandenem Zielbildpunkt festzustellen, ob dieses Ziel jeweils vor dem Hintergrund (A) oder verdeckt durch diesen darzustellen ist, und mit einem Bildmultiplexer (12) zur Zusammensetzung des auf einem TV-Monitor darstellbaren Bildes, dadurch gekennzeichnet, dass der Geländebildspeicher (14) pro Bildpunkt neben der Grauwertcodierung eine codierte Adresse aufweist, mit welcher jeweils eine die Entfernungsinformation speichernde Transformationstabelle (18) adressierbar ist und dass die Transformationstabelle (18) als Schreib/Lese-Speicher ausgebildet und in Abhängigkeit von dem darzustellenden Geländebildausschnitt mit unterschiedlichen Entfernungswerten nachladbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Adresse des Geländebildspeichers (14) zwei Bit umfasst und die Transformationstabelle (18) die Entfernungen in vier Worten speichert.