FR2763147A1 - Method for refining images in polar co-ordinates acquired by a mobile radar system. - Google Patents
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Abstract
Description
1' Procédé et dispositif de recalage deiages eIn coordonnes polaires1 'Method and device for registering pictures in polar coordinates
acquises par un radar mobile La présente invention concerne un procédé de traitement de coordonnées polaires acquises par un radar ou sonar embarqué à bord The present invention relates to a method of processing polar coordinates acquired by a radar or sonar boarded on board.
d'un porteur mobile.a mobile carrier.
Un tel traitement est notamment nécessaire lorsque l'on souhaite effectuer des traitements de filtrage temporel à partir d'une pluralité d'images acquises successivement. Ce filtrage temporel résulte par exemple de techniques de moyennage d'images ou d'intégration d'images qui permettent d'améliorer la qualité de l'image par augmentation du contraste des échos fixes ou faiblement mobiles par rapport au bruit de fond. Un exemple d'un tel traitement d'intégration d'images est la suppression du clutter de mer (bruit radar produit par les vagues) que Such processing is particularly necessary when it is desired to perform temporal filtering processing from a plurality of images acquired successively. This temporal filtering results, for example, from image averaging or image integration techniques which make it possible to improve the image quality by increasing the contrast of the fixed or weakly mobile echoes with respect to the background noise. An example of such an image integration processing is the suppression of the sea clutter (radar noise produced by the waves) that
l'on peut décorréler au bout de quelques secondes. it can be decorrelated after a few seconds.
Lorsque le porteur est immobile, tous les points de mêmes coordonnées se correspondent d'une image à la suivante, et le traitement sur les When the carrier is stationary, all the points of the same coordinates correspond from one image to the next, and the treatment on the
:D images successives peut être exécuté sans difficulté. : D successive images can be executed without difficulty.
En revanche, lorsque le porteur est en mouvement les images d'une même scène obtenues au cours de balayages successifs le seront sous des angles et à des distances différents, et donc se posera le problème du recalage des points de la nouvelle image sur les points correspondants de On the other hand, when the wearer is in motion, the images of the same scene obtained during successive scans will be at different angles and at different distances, and thus the problem of the registration of the points of the new image on the points will arise. correspondents of
l'ancienne image.the old image.
Ce problème se pose avec une particulière acuité pour les avions volant à grande vitesse, lorsque l'on souhaite par exemple traiter des images délivrées par un radar panoramique ou un radar de pointe avant: pour de tels radars, si le balayage est par exemple effectué en une seconde et si l'appareil vole à une vitesse de Mach 1, il se sera déplacé, pendant ce temps, d'environ 300 mètres, valeur très supérieure à la résolution en distance du radar, qui est typiquement de l'ordre de 15 mètres environ This problem is particularly acute for planes flying at high speed, when it is desired, for example, to process images delivered by a panoramic radar or an advanced radar before: for such radars, if the scanning is for example carried out in one second and if the aircraft flies at a speed of Mach 1, it will have moved, during this time, about 300 meters, a value much higher than the resolution in distance of the radar, which is typically of the order of About 15 meters
(pour un échantillonnage toutes les 100 ns). (for sampling every 100 ns).
- Comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description, le - As will be explained in more detail later in the description, the
calcul des corrections géométriques à apporter se fait par modification des adresses dans la mémoire d'images, ces adresses correspondant respectivement aux valeurs des deux coordonnées polaires, c'est-à-dire la distance R et l'angle 0 (angle de gisement référencé par rapport au Nord géographique). Par ailleurs, l'image filtrée obtenue à partir de la pluralité d'images successives corrélées doit à son tour être référencée dans un repère mobile lié à la position instantanée, actuelle, du porteur, ce qui signifie que les corrections d'adressage devront également être appliquées pendant la calculation of the geometric corrections to be made is done by modifying the addresses in the image memory, these addresses respectively corresponding to the values of the two polar coordinates, that is to say the distance R and the angle 0 (reference angle referred to relative to the geographic North). Moreover, the filtered image obtained from the plurality of correlated successive images must in turn be referenced in a mobile coordinate system related to the current instantaneous position of the carrier, which means that the addressing corrections will also have to be made. to be applied during the
phase de lecture de la mémoire d'image. reading phase of the image memory.
Ces différentes opérations nécessitent, outre une mémoire d'images à accès aléatoire point à point, des temps de calcul inférieurs à la périodicité des quanta vidéo (les quanta de distance sont les cellules de résolution These different operations require, in addition to a point-to-point random access memory, computation times lower than the periodicity of the video quanta (the distance quanta are the resolution cells
temporelle - donc métrique - correspondant à la durée d'échantil- temporal - therefore metric - corresponding to the duration of sampling
lonnage du radar; une image peut ainsi être obtenue par exemple à partir de 1000 quanta angulaires ou récurrences de 1 ms chacune -soit 0,4 grade en résolution angulaire pour un radar panoramique-, chaque récurrence étant elle-même formée d'une série de 10000 quanta de radar calibration; an image can thus be obtained for example from 1000 angular quanta or recurrences of 1 ms each-or 0.4 grade in angular resolution for a panoramic radar, each recurrence being itself formed of a series of 10000 quanta of
distance de 100 ns chacun - soit 15 m en résolution métrique). distance of 100 ns each - ie 15 m in metric resolution).
Dans le cas général, le calcul des corrections géométriques nécessite, comme on le verra plus loin, une division et une extraction de racine carrée pour chaque quantum de distance, c'est-à-dire, dans l'exemple indiqué plus haut, une division et une extraction de racine carrée toutes In the general case, the calculation of the geometric corrections requires, as will be seen below, a division and a square root extraction for each quantum of distance, that is to say, in the example indicated above, a division and a square root extraction all
les 100 ns.the 100 ns.
Compte tenu de la technologie actuelle, il n'est pas possible d'effectuer l'une ou l'autre de ces opérations en un temps aussi court dans le cas d'une architecture série, ce qui exclut donc des corrections géométriques en temps réel (l'état de l'art en matière de circuits de calcul ne permet de Given the current technology, it is not possible to perform any of these operations in such a short time in the case of a serial architecture, which excludes geometric corrections in real time (The state of the art in calculation circuits does not allow
réaliser une division ou une extraction de racine qu'en ls au mieux). perform a root division or extraction only in ls at best).
Pour pouvoir réaliser ces opérations en temps réel, il serait nécessaire de prévoir une architecture parallèle très développée, ce qui aboutirait à des volumes de circuits très importants, incompatibles avec un matériel To be able to perform these operations in real time, it would be necessary to provide a highly developed parallel architecture, which would lead to very large circuit volumes, incompatible with a hardware
embarqué, notamment un matériel aéronautique. embedded, including aeronautical equipment.
L'un des buts de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif de traitement de coordonnées polaires permettant le recalage d'images acquises au cours de balayages successifs, à la fois en temps réel et avec des circuits très peu volumineux, en s'affranchissant de tout One of the aims of the present invention is to propose a method and a device for processing polar coordinates allowing the registration of images acquired during successive scans, both in real time and with very small circuits, in free from everything
calcul de division ou extraction de racines. division calculation or root extraction.
Comme on le verra plus loin, le procédé de la présente invention n'utilise que les trois opérations de base de l'électronique numérique (l'addition, la soustraction et la multiplication), qui peuvent être effectuées As will be seen below, the method of the present invention uses only the three basic operations of digital electronics (addition, subtraction and multiplication), which can be performed
en un temps très court.in a very short time.
L'utilisation du procédé de la présente invention permet donc d'augmenter de façon considérable la vitesse de traitement par rapport aux procédés classiques, autorisant parfaitement un calcul en temps réel avec des circuits de volume acceptable, du fait que l'on n'a pas besoin de The use of the method of the present invention therefore makes it possible to considerably increase the processing speed compared to conventional methods, perfectly allowing a real-time calculation with circuits of acceptable volume, since it is not possible to no need to
recourir à une architecture parallèle. use a parallel architecture.
A cet effet, selon l'invention, le procédé est caractérisé en ce que les coordonnées polaires dans le repère local sont déterminées de proche en proche et par approximations successives pour chaque quantum de distance en appliquant ou non, pour chaque quantum de distance, à chaque correction de distance ou de gisement un incrément prédéterminé de distance ou de gisement de manière à recaler la valeur de la correction précédente autour de la valeur théorique exacte de cette correction, la valeur initiale de la correction étant rendue égale, pour le premier quantum de distance, au déplacement du porteur projeté sur le plan horizontal et, pour le premier quantum de gisement, à l'angle For this purpose, according to the invention, the method is characterized in that the polar coordinates in the local coordinate system are determined step by step and by successive approximations for each quantum of distance by applying or not, for each quantum of distance, to each distance or bearing correction a predetermined increment of distance or bearing so as to readjust the value of the previous correction around the exact theoretical value of this correction, the initial value of the correction being made equal, for the first quantum of distance, to the movement of the wearer projected on the horizontal plane and, for the first quantum of deposit, to the angle
d'orientation du porteur par rapport au balayage. orientation of the wearer with respect to scanning.
On donnera plus loin le détail de l'algorithme de calcul complet We will give further details of the complete calculation algorithm
permettant de mettre en oeuvre ce procédé. to implement this method.
Par ailleurs, selon un certain nombre de modes de mise en oeuvre avantageux de ce procédé: - lorsque la direction actuelle de la récurrence du balayage en cours est proche de la direction de déplacement du porteur, on force systématiquement à zéro la correction d'angle de gisement; - le pas d'angle de gisement A@(n) est une quantité variable en fonction de l'angle d'orientation de la récurrence par rapport à la direction de déplacement du porteur et/ou du rang du quantum de distance considéré dans la récurrence; - on effectue une correction d'altitude et/ou de zone minimale non visualisée, en utilisant comme distance R projetée sur le plan horizontal R, pour chacun des calculs de correction de distance et d'angle de correction, la valeur préalablement calculée selon la relation R = [(Rr + Rm)2 - H2]1/2, Rm étant la distance minimale non visualisée, correspondant au premier quantum de la récurrence radar, Rr étant la distance radar visualisée, comprise entre le premier quantum de la récurrence radar et le quantum de distance en cours de traitement, et H étant l'altitude du porteur par rapport au plan de projection; - dans ce cas, la valeur de distance corrigée en fonction de l'altitude et/ou de la zone minimale non visualisée est effectué seulement à chaque nouvelle récurrence radar, de préférence par un développement limité au premier ordre; - on réactualise périodiquement ledit repère local de manière à le faire correspondre sensiblement au déplacement du porteur, afin que ce dernier se trouve toujours sensiblement au centre de la carte radar obtenue et mise à jour; - on effectue un filtrage par traitement d'images multiples sur p images consécutives référencées par rapport à un même repère et dans lequel, après acquisition de la Nième image de N images successives, on effectue ledit traitement sur les images N à (N-p+l), la référence commune étant l'image (N-p+l1), puis, après acquisition de la (N+1)ième image, on recale les (p-l) dernières images déjà acquises et la (N+ 1)ième image acquise sur l'image (N-p+2) constituant la nouvelle référence commune pour le Moreover, according to a certain number of advantageous embodiments of this method: when the current direction of the recurrence of the current scan is close to the direction of movement of the wearer, the angle correction is systematically set to zero deposit; the bearing angle step A (n) is a variable quantity as a function of the orientation angle of the recurrence with respect to the direction of movement of the carrier and / or the rank of the distance quantum considered in the recurrence; a correction of altitude and / or of minimum zone not visualized is carried out, using as projected distance R on the horizontal plane R, for each of the calculations of correction of distance and angle of correction, the value previously calculated according to the relation R = [(Rr + Rm) 2 - H2] 1/2, Rm being the minimum distance not displayed, corresponding to the first quantum of the radar recurrence, Rr being the visualized radar distance, between the first quantum of the radar recurrence and the distance quantum being processed, and H being the altitude of the carrier relative to the projection plane; in this case, the distance value corrected as a function of the altitude and / or the minimum zone not displayed is performed only at each new radar recurrence, preferably by a first-order limited development; periodically updating said local coordinate system so as to correspond substantially to the movement of the carrier, so that the latter is always substantially in the center of the radar map obtained and updated; a filtering is carried out by processing multiple images on p consecutive images referenced with respect to the same reference frame and in which, after acquisition of the Nth image of N successive images, said processing is carried out on the images N to (N-p + l), the common reference being the image (N-p + l1), then, after acquisition of the (N + 1) th image, we recalibrate the (pl) last images already acquired and the (N + 1) th image acquired on the image (N-p + 2) constituting the new common reference for the
traitement suivant.next treatment.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre The invention also relates to a device for the implementation
de ce procédé.of this process.
Selon l'invention, ce dispositif comprend essentiellement au moins un circuit de calcul des corrections d'adressage, au moins une mémoire comprenant au moins un plan mémoire susceptible de mémoriser l'image correspondant à un balayage complet, et un circuit de gestion de cette mémoire, recevant en entrée les coordonnées corrigées calculées par le circuit de calcul des corrections d'adressage, et appliquant en sortie à la mémoire des adresses d'écriture et de lecture modifiées en fonction des corrections calculées de distance et d'angle de gisement, les coordonnées correspondent à des adresses mémoire fonction du rang du quantum According to the invention, this device essentially comprises at least one circuit for calculating addressing corrections, at least one memory comprising at least one memory plane capable of storing the image corresponding to a complete scan, and a circuit for managing this correction. memory, receiving as input the corrected coordinates calculated by the circuit for calculating the addressing corrections, and outputting to the memory read and write addresses modified according to the calculated corrections of distance and bearing angle, the coordinates correspond to memory addresses according to the rank of the quantum
d'angle de gisement et du rang du quantum de distance. of angle of bearing and the rank of the distance quantum.
Selon un certain nombre de caractéristiques avantageuses, considérées isolément ou en combinaison, de ce dispositif: 2D - la mémoire comprend une pluralité de plans mémoire susceptibles de mémoriser une pluralité correspondante d'images acquises au cours d'une série de balayages consécutifs, et il est prévu un circuit de filtrage permettant de réaliser un traitement d'images multiples sur ladite pluralité d'images consécutives; - la mémoire est une mémoire utilisable de manière à pouvoir, de façon alternée, lire les données puis les y retranscrire à de nouvelles adresses; --cette retranscription est effectuée avec décalage prédéterminé des adresses mémoire, de manière à réactualiser périodiquement ledit repère local de manière à le faire correspondre sensiblement au déplacement du porteur, afin que ce dernier se trouve toujours sensiblement au centre de la carte radar obtenue et mise à jour; - après acquisition de la Nième image de N images successives, on effectue ledit traitement d'images permettant le filtrage sur les images N à (N-p+1), la référence commune étant l'image (N-p+1), puis, après acquisition de la (N+1)ième image, on effectue ledit décalage prédéterminé des adresses mémoire de manière à recaler les (p-1) dernières images déjà acquises et la (N+1)ième image acquise sur l'image (N-p+2) constituant la nouvelle référence commune pour le traitement suivant; -la mémoire comporte deux zones symétriques formant ensemble une mémoire de type ping-pong, lesdites zones étant utilisées de façon alternée, de manière à pouvoir simultanément lire les données d'une zone et les transcrire dans l'autre; - dans ce dernier cas, il est très avantageusement prévu deux circuits, symétriques, de calcul des corrections d'adressage, et les données lues dans la zone ping ou la zone pong au rythme du calcul et de la délivrance des adresses corrigées par le premier des circuits de calcul sont d'une part envoyées vers le circuit de filtrage et d'autre part envoyées vers la zone pong ou la zone ping, respectivement, pour être inscrites, au rythme du calcul et de la délivrance des adresses corrigées par le second circuit de calcul, de façon alternée par rapport à l'inscription de l'image en cours, cette inscription de l'image en cours s'effectuant au rythme du calcul et de la délivrance des adresses corrigées par le premier circuit de calcul, et inversement lors du balayage suivant; -les circuits de calcul des corrections d'adressage comprennent des moyens de mémorisation permanente de valeurs tabulées; il est prévu en outre des moyens de comptage permettant de définir, en termes de rang de quantum de distance, la distance radar visualisée en fonction du cadencement de l'horloge radar vidéo, ainsi que des moyens pour combiner la distance radar visualisée ainsi définie à la distance minimum non visualisée et pour According to a number of advantageous features, considered alone or in combination, of this device: 2D - the memory comprises a plurality of memory planes capable of storing a corresponding plurality of images acquired during a series of consecutive scans, and there is provided a filter circuit for performing multiple image processing on said plurality of consecutive images; the memory is a memory that can be used in such a way that it can, alternately, read the data and then retranscribe them to new addresses; this retranscription is performed with a predetermined offset of the memory addresses, so as to reactualize periodically said local coordinate system so as to correspond substantially to the movement of the carrier, so that the latter is always substantially in the center of the radar map obtained and put up to date; after acquiring the Nth image of N successive images, performing said image processing for filtering on the images N to (N-p + 1), the common reference being the image (N-p + 1), then, after acquisition of the (N + 1) th image, said predetermined offset of the memory addresses is made so as to readjust the (p-1) last images already acquired and the (N + 1) th image acquired on the image (N-p + 2) constituting the new common reference for the next treatment; the memory comprises two symmetrical zones forming together a ping-pong memory, said zones being used alternately, so as to be able simultaneously to read the data of one zone and to transcribe them in the other; - In the latter case, it is very advantageously provided two circuits, symmetrical, calculating addressing corrections, and the data read in the ping zone or the pong zone at the rate of calculation and delivery addresses corrected by the first on the one hand, calculation circuits are sent to the filter circuit and on the other hand sent to the pong zone or the ping zone, respectively, to be entered, at the rate of calculation and delivery of the addresses corrected by the second calculation circuit, alternately with respect to the registration of the current image, this inscription of the current image taking place at the rate of calculation and delivery of addresses corrected by the first calculation circuit, and conversely on the next scan; the circuits for calculating the addressing corrections comprise means for permanently storing tabulated values; counting means are furthermore provided which make it possible to define, in terms of distance quantum rank, the radar distance displayed as a function of the clocking of the video radar clock, as well as means for combining the visualized radar distance thus defined with the minimum distance not visualized and for
appliquer le résultat aux circuits de calcul. apply the result to the calculation circuits.
D D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention Other features and advantages of the present invention
apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en will appear on reading the detailed description below, made in
référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue, projetée sur le plan horizontal, des différents repères utilisés montrant les valeurs de coordonnées et les différents paramètres acquis ou à calculer, - la figure 2 est une vue en élévation expliquant la manière dont est réalisée la correction en altitude et la correction de zone visualisée, - la figure 3 est une schéma par blocs du circuit permettant de mettre en oeuvre le procédé de la présente invention, - la figure 4 explicite la manière dont est gérée la mémoire d'images reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view, projected on the horizontal plane, of the various reference marks used showing the coordinate values and the various parameters acquired or to be calculated, FIG. 2 is an elevation view explaining the The manner in which the altitude correction and the area correction are displayed, FIG. 3 is a block diagram of the circuit making it possible to implement the method of the present invention; FIG. 4 explains the way in which the memory is managed; Image
ping-pong, avec introduction d'un repère local glissant. ping-pong, with introduction of a slippery local landmark.
ID Position du problème On va expliquer tout d'abord la manière dont se pose le problème auquel ID Position of the problem We will first explain how the problem is posed
s'attache l'invention, en référence à la figure 1. Attaches the invention, with reference to Figure 1.
A un instant donné, le porteur (le mobile) se trouve au point O et son radar balaye l'horizon ou une partie de l'horizon, chaque point A de la zone balayée étant représentée par ses coordonnées polaires, à savoir la distance OA et l'angle de gisement (Ox,OA), c'est-à-dire l'angle que forme At a given moment, the carrier (the mobile) is at the point O and his radar scans the horizon or a part of the horizon, each point A of the scanned zone being represented by its polar coordinates, namely the distance OA and the angle of bearing (Ox, OA), that is to say the angle that forms
le rayon OA par rapport au Nord géographique. the radius OA with respect to the geographic North.
Le porteur ayant effectué un déplacement (AX,AY), il se retrouve ensuite au point Om; AX et AY sont les distances projetées sur le plan horizontal, respectivement selon l'axe des zx et l'axe des y et, en première approximation, on supposera que le mobile et la zone balayée se trouvent dans un même plan (on indiquera ultérieurement la manière d'effectuer The wearer having made a displacement (AX, AY), he is then found at the point Om; AX and AY are the distances projected on the horizontal plane, respectively along the zx axis and the y axis and, as a first approximation, we will assume that the mobile and the scanned zone are in the same plane (we will indicate later how to perform
la correction d'altitude du porteur). the altitude correction of the wearer).
Le point A est alors vu par le porteur à une distance R et avec un angle Point A is then seen by the wearer at a distance R and with an angle
de gisement e.deposit e.
Le porteur s'étant déplacé de O à Om entre les deux balayages successifs, il s'agit donc de transformer les coordonnées (R,O) obtenues dans le repère mobile (Oxm,Oym) en coordonnées (R',o') correspondantes déterminées dans le repère (Ox,Oy) initial, indépendant du déplacement du mobile. Ce repère, que l'on appelera par la suite "repère local" sera en première hypothèse considéré comme un repère absolu, fixe par rapport au sol, mais l'on verra ultérieurement que ce repère local n'est pas nécessairement un repère absolu, et qu'il peut être constitué par un The carrier having moved from O to Om between the two successive sweeps, it is therefore a question of transforming the coordinates (R, O) obtained in the movable coordinate system (Oxm, Oym) into corresponding coordinates (R ', o'). determined in the reference (Ox, Oy) initial, independent of the movement of the mobile. This marker, which will be called "local coordinate system" will in the first case be considered as an absolute reference, fixed relative to the ground, but it will later be seen that this local coordinate system is not necessarily an absolute reference, and that it can be constituted by a
repère glissant, mobile de manière à suivre les déplacements du porteur. sliding marker, movable so as to follow the movements of the wearer.
En effectuant ainsi un recalage, sur un même repère local, d'une pluralité d'images obtenues au cours de balayages successifs, on pourra effectuer une opération, en elle-même connue, de moyennage ou intégration de ces différentes images pour en améliorer le contraste et de By thus performing a registration, on the same local coordinate system, of a plurality of images obtained during successive scans, it will be possible to carry out an operation, itself known, of averaging or integration of these different images to improve their performance. contrast and
2o diminuer le niveau de bruit.2o decrease the noise level.
Une telle opération suppose cependant que toutes les images soient rapportées à un même repère, à savoir le repère local (Ox,Oy), quelqu'ait pu être le déplacement du porteur au cours de l'acquisition des images successives. Pour déterminer les coordonnées recalées (R', o'), on considère le Such an operation assumes, however, that all the images are related to the same reference, namely the local coordinate system (Ox, Oy), whatever may have been the movement of the carrier during the acquisition of the successive images. To determine the recalibrated coordinates (R ', o'), we consider the
triangle OAOm.triangle OAOm.
Dans ce triangle, on a la relation suivante: R'2 = R2 + D2 + 2.R.D. cos(o"-e), avec: D = (Ax2 + Ay2)1/2 (distance parcourue projetée sur le plan horizontal), et: In this triangle, we have the following relation: R'2 = R2 + D2 + 2.R.D. cos (o "-e), with: D = (Ax2 + Ay2) 1/2 (projected distance traveled on the horizontal plane), and:
e" = arctg (&x/Ay) (angle de cap).e "= arctg (& x / Ay) (heading angle).
On en déduit: R' = [R2 + D2 + 2.R.D.cos(e"-e)]1/2, et: e' = e + arctg [D. sin(O"-O) / R+D.cos(o"-o)] Si, compte tenu de la technologie disponible, on pouvait effectuer le calcul de ces deux dernières expressions à un rythme supérieur au rythme des quanta de distance, on pourrait obtenir directement en temps We deduce: R '= [R2 + D2 + 2.RDcos (e "-e)] 1/2, and: e' = e + arctg [D. sin (O" -O) / R + D. cos (o "-o)] If, given the available technology, one could perform the calculation of these last two expressions at a rate higher than the rhythm of the quanta of distance, we could get directly in time
réel les coordonnées recalées (R',O'). real the recalibrated coordinates (R ', O').
Cependant, comme on l'a indiqué plus haut, l'état de l'art en circuits de calcul ne permet de réaliser ni une extraction de racine carrée ni une However, as mentioned above, the state of the art in computing circuits does not allow for square root extraction or
division en un temps aussi court.division in such a short time.
En effet, les opérations de base de l'électronique numérique sont Indeed, the basic operations of digital electronics are
l'addition, la soustraction et la multiplication. Toute autre opération - addition, subtraction and multiplication. Any other operation -
notamment la division ou l'extraction d'une racine carrée - doit être programmée en mettant en oeuvre un algorithme approprié, et l'exécution de tels algorithmes nécessite des temps de calcul importants, très supérieurs à la résolution temporelle correspondant à un quantum de especially the division or the extraction of a square root - must be programmed by implementing an appropriate algorithm, and the execution of such algorithms requires significant computation times, much higher than the temporal resolution corresponding to a quantum of
distance (de l'ordre de 100 à 300 ns). distance (of the order of 100 to 300 ns).
En revanche, les lignes trigonométriques peuvent être tabulées, et donc On the other hand, the trigonometric lines can be tabulated, and therefore
obtenues immédiatement.obtained immediately.
D La présente invention propose un procédé de calcul permettant de déterminer les quantités R' et e' précitées en s'affranchissant de toute division ou extraction de racine carrée, et permettant donc le recalage en The present invention proposes a calculation method making it possible to determine the quantities R 'and e' mentioned above by avoiding any division or extraction of square root, and thus allowing the registration of
temps réel d'images acquises d'un balayage au suivant. real-time images acquired from one scan to the next.
Principe de base de l'invention Le procédé de l'invention se fonde sur un certain nombre de remarques Basic Principle of the Invention The method of the invention is based on a number of remarks
préliminaires, que l'on va tout d'abord exposer. preliminary, that we will first expose.
Les coordonnées corrigées (R',o') étant données par les relations: R'= R + AR, et =e-Ae, les propriétés suivantes sont à remarquer: - pour chaque premier quantum de distance, la valeur de la correction en distance AR vaut AR(1) = D, c'est-à-dire qu'elle est indépendante de l'angle de gisement; elle pourra donc être déduite The corrected coordinates (R ', o') being given by the relations: R '= R + AR, and = e-Ae, the following properties are to be noticed: - for each first quantum of distance, the value of the correction in distance AR is AR (1) = D, that is to say that it is independent of the angle of bearing; it can therefore be deduced
directement.directly.
- de façon similaire, toujours pour chaque premier quantum de distance, la valeur de la correction en gisement Ao vaut Ae(1) = e-o", c'est-à- dire qu'elle est indépendante de la distance; elle pourra similarly, always for each first quantum of distance, the value of the deposit correction Ao is Ae (1) = e-o ", that is to say that it is independent of the distance;
donc, comme la correction en distance, être déduite directement. therefore, like distance correction, be deduced directly.
-pour les autres quanta de distance, les coordonnées corrigées peuvent être obtenues à partir des coordonnées du quantum précédent, en décrémentant AR (pour la correction en distance) et en incrémentant ou décrémentant Ao, suivant l'orientation du porteur (pour la correction angulaire d'angle de gisement). De la sorte, si l'on opère de proche en proche au lieu d'opérer globalement, les coordonnées corrigées pourront être directement déduites sans calcul complexe faisant intervenir de division ou -for the other quanta of distance, the corrected coordinates can be obtained from the coordinates of the previous quantum, by decrementing AR (for the distance correction) and by incrementing or decrementing Ao, according to the orientation of the wearer (for the angular correction angle of bearing). In this way, if we operate step by step instead of operating globally, the corrected coordinates can be directly deduced without complex calculation involving division or
d'extraction de racine carrée.Square root extraction.
Détail du procédé de l'invention Ces incrémentations et décrémentations et donc les coordonnées corrigées correspondantes à chaque quantum de distance - sont données Details of the process of the invention These increments and decrementations and therefore the corrected coordinates corresponding to each quantum of distance - are given
par application des algorithmes de calcul que l'on va donner maintenant. by applying the calculation algorithms that we will give now.
2D0 Correction en distance La coordonnée de distance R'(n) correspondant au nième quantum est donnée par la relation R'(n) = R(n) + AR(n), R(n) étant la coordonnée non corrigée pour le nième quantum et AR(n) étant la valeur de la correction en 2D0 Distance correction The distance coordinate R '(n) corresponding to the nth quantum is given by the relation R' (n) = R (n) + AR (n), R (n) being the uncorrected coordinate for the nth quantum and AR (n) being the value of the correction in
distance à apporter à cette coordonnée non corrigée. distance to this uncorrected coordinate.
On sait, comme on vient de le remarquer, que pour le premier quantum on a AR(1) = D (déplacement du porteur, projeté sur le plan horizontal); connaissant la valeur initiale, on peut donc déterminer, de proche en We know, as we have just noticed, that for the first quantum we have AR (1) = D (displacement of the carrier, projected on the horizontal plane); knowing the initial value, we can therefore determine, from
proche, les valeurs correspondant à tous les quanta vidéo. near, the values corresponding to all video quanta.
L'algorithme de calcul de AR(n) est le suivant: premier quantum: AR(1) = D second quantum: calcul de: A = R(2) + AR(1) et: B = R(2)2 + D2 + 2.R(2).D.cos (o"-eo), puis: si B < A AR(2) = AR(1)-K The algorithm for calculating AR (n) is as follows: first quantum: AR (1) = D second quantum: calculation of: A = R (2) + AR (1) and: B = R (2) 2 + D2 + 2.R (2) .D.cos (o "-eo), then: if B <A AR (2) = AR (1) -K
si B> A AR(2)=AR(1).if B> A AR (2) = AR (1).
(K étant une valeur donnée du décrément en distance, valeur qui est généralement constante, et choisie une fois pour toutes 495 en fonction notamment du pas d'échantillonnage, par exemple (K being a given value of the decrement in distance, which value is generally constant, and chosen once and for all 495 as a function, in particular, of the sampling interval, for example
une valeur de décrément de 1/4 de quantum). a decrement value of 1/4 quantum).
de la même façon, pour le nième quantum: calcul de: A = R(n) + AR(n-1) et: B = R(n)2 + D2 + 2.R(n).D.cos (o"-e), puis: si B< A AR(n) = AR(n-1)-K in the same way, for the nth quantum: calculating: A = R (n) + AR (n-1) and: B = R (n) 2 + D2 + 2.R (n) .D.cos (o "-e), then: if B <A AR (n) = AR (n-1) -K
si B> A = AR(n)=AR(n-1).if B> A = AR (n) = AR (n-1).
On constate, à condition d'avoir choisi pour K une valeur appropriée, We note, provided we have chosen for K an appropriate value,
que l'algorithme suit toujours la courbe théorique correspondante. that the algorithm always follows the corresponding theoretical curve.
Correction en gisement La coordonnée en gisement (coordonnée angulaire) 0'(n) correspondant au nième quantum est donnée par la relation 0'(n) = 0(n) - A0(n), 0(n) étant la coordonnée non corrigée pour le nième quantum et AO(n) étant la valeur Bearing Correction The bearing coordinate (angular coordinate) 0 '(n) corresponding to the nth quantum is given by the relation 0' (n) = 0 (n) - A0 (n), where 0 (n) is the uncorrected coordinate for the nth quantum and AO (n) being the value
de la correction en gisement à apporter à cette coordonnée non corrigée. the deposit correction to be made to this uncorrected coordinate.
2D On sait, comme on l'a remarqué plus haut, que pour le premier quantum on a AO(1) = OPB (OPB = e-e" sur la figure 1 étant l'angle du porteur par rapport au balayage); connaissant la valeur initiale, on peut donc déterminer, de proche en proche, les valeurs correspondant à tous 2D It is known, as noted above, that for the first quantum we have AO (1) = OPB (OPB = ee "in Figure 1 being the angle of the carrier with respect to scanning) knowing the value initially, we can determine, step by step, the values corresponding to all
les quanta vidéo.the video quanta.
L'algorithme de calcul de Ao(n) est le suivant: premier quantum: Ae(1) = OPB 309. second quantum: calcul de: A = log( I tgAo(1) I) et: B = log( I D.sin(o"-o) I) - log( I R(2)+D.cos (o"-0)) (On notera que, pour pouvoir être obtenus immédiatement, les lignes trigonométriques et les logarithmes devront être tabulés - ce qui ne pose techniquement aucune difficulté particulière.) Trois cas sont alors envisageables: -si OPB = 0 ou 180 * A(2) = 0 -si OPB < 180 : si B< A AO(2)=Ao(1)-L si B> A = no(2)=Ao(1) -si OPB > 180 : si B< A Ae(2)=A(1)+L si B> A = Ae(2)=Ae(1) L étant une valeur donnée du décrément en gisement valeur qui peut être fixe mais qui, de préférence, est variable en fonction de l'orientation du balayage par rapport à la direction de déplacement du porteur et en fonction du rang du quantum considéré dans la récurrence, comme on l'expliquera plus en The algorithm for calculating Ao (n) is as follows: first quantum: Ae (1) = OPB 309. second quantum: computation of: A = log (I tgAo (1) I) and: B = log (I D .sin (o "-o) I) - log (IR (2) + D.cos (o" -0)) (It should be noted that, to be able to be obtained immediately, the trigonometric lines and the logarithms will have to be tabulated - this which poses no particular difficulty technically.) Three cases are then possible: -if OPB = 0 or 180 * A (2) = 0 -if OPB <180: if B <A AO (2) = Ao (1) -L if B> A = no (2) = Ao (1) -if OPB> 180: if B <A Ae (2) = A (1) + L if B> A = Ae (2) = Ae (1) L being a given value of the value-bearing decrement which can be fixed but which is preferably variable according to the orientation of the scanning with respect to the direction of movement of the carrier and depending on the rank of the quantum considered in the recurrence, as will be explained more in
détail dans la suite de la présente description. detail in the following description.
de la même façon, pour le nième quantum: a:)0 calculde: A = log( I tgAe(n-1) I) et: B = log( I D.sin(e"-e) I) - log( I R(n)+D. cos(o"-e) I), puis: --siOPB = 0 ou180 * AO(n)=0 - si OPB <180 : si B< A m Ao(n)=AO(n-1)-L si B> A As(n)=Ae(n- 1) -siOPB > 180 : si B< A = AO(n) = A(n-1) + L si B> A o A(n)=Ae(n-1) Perfectionnements et améliorations au procédé Correction en gisement aux limites Lorsque l'orientation de l'antenne radar (c'est-à-dire la direction actuelle de la récurrence du balayage en cours) est proche de la direction de déplacement du porteur, la correction en gisement devient négligeable de sorte que, pour simplifier le processus, on peut la forcer à zéro pour une certaine plage angulaire, par exemple pour un angle de balayage compris entre +5 et-5 grades de part et d'autre de la direction de in the same way, for the nth quantum: a:) 0 computation: A = log (I tgAe (n-1) I) and: B = log (I D.sin (e "-e) I) - log ( IR (n) + D. cos (o "-e) I), then: --siOPB = 0 or 180 * AO (n) = 0 - if OPB <180: if B <A m Ao (n) = AO ( n-1) -L if B> A As (n) = Ae (n-1) -siOPB> 180: if B <A = AO (n) = A (n-1) + L if B> A o A (n) = Ae (n-1) Process Improvements and Improvements Boundary Offset Correction When the orientation of the radar antenna (ie, the current direction of recurrence of the current scan) is close the direction of displacement of the carrier, the correction in the bearing becomes negligible so that, to simplify the process, it can force it to zero for a certain angular range, for example for a scanning angle between +5 and -5 grades on both sides of the direction of
déplacement du porteur.moving the carrier.
En revanche, lorsque la direction du balayage est en opposition de la direction de déplacement du porteur (c'est-à-dire lorsque l'on "regarde derrière soi"), la fonction calculée présente une discontinuité de part et d'autre de cette direction, puisque l'on passe du cas OPB < 180 cidessus On the other hand, when the direction of scanning is in opposition to the direction of movement of the wearer (that is to say, when "looking back"), the calculated function has a discontinuity on either side of this direction, since we go from the OPB case <180 above
au cas OPB > 180 de part et d'autre de cette direction. in case OPB> 180 on both sides of this direction.
Pour conserver un calcul satisfaisant malgré la dynamique importante, To preserve a satisfactory calculation despite the important dynamics,
on prévoit de préférence un pas d'angle de gisement (paramètre As(n) ci- a pitch angle step is preferably provided (parameter As (n)
dessus) qui varie quand on se rapproche de cette zone "difficile". above) which varies when one gets closer to this "difficult" area.
Par exemple, on peut choisir un pas d'angle de gisement As(n) de 1,25 For example, we can choose a pitch angle angle As (n) of 1.25
grade au lieu de 0,25 grade.grade instead of 0.25 grade.
On peut également n'appliquer cette valeur majorée que pour les quanta de distance ayant un certain rang dans la récurrence, par exemple seulement pour les 80 premiers quanta suivant le premier quantum de la récurrence. 2D Correction d'altitude et/ou de zone visualisée Une autre correction qui peut être nécessaire est celle due au fait que, notamment dans le cas d'un radar aéroporté, ce n'est pas la distance projetée qui est connue, mais la distance du radar en altitude à l'écho au sol, qui s'écarte d'autant plus de la distance projetée que l'altitude du It is also possible to apply this augmented value only for distance quanta having a certain rank in the recurrence, for example only for the first 80 quanta following the first quantum of the recurrence. 2D correction of altitude and / or visualized zone Another correction that may be necessary is that due to the fact that, especially in the case of an airborne radar, it is not the projected distance that is known, but the distance altitude radar echoing the ground, which deviates even more from the projected distance than the altitude of the
porteur au-dessus du plan horizontal contenant la cible est élevée. carrier above the horizontal plane containing the target is high.
Par ailleurs, la zone visualisée ne commence pas à la distance zéro, du fait qu'il existe toujours une distance minimale non visualisée au moins égale à la distance correspondant, dans le domaine temporel, à la durée Furthermore, the area displayed does not start at the zero distance, because there is always a minimum distance not displayed at least equal to the corresponding distance, in the time domain, to the duration
de l'impulsion radar (par exemple 300 m pour une impulsion de 2.ls). the radar pulse (for example 300 m for a pulse of 2.ls).
Les différents paramètres qui entrent en jeu sont illustrés sur la figure 2, o le point A correspond à la cible et le point O' à la position du porteur: R est la distance projetée sur le plan horizontal (c'est-à-dire la valeur que l'on souhaite déterminer), Rm est la distance minimale non visualisée (distance correspondant au premier quantum de la récurrence radar), Rr est la distance radar visualisée (distance comprise entre le premier quantum de la récurrence radar et le quantum de distance en The various parameters that come into play are illustrated in FIG. 2, where the point A corresponds to the target and the point O 'to the position of the carrier: R is the projected distance on the horizontal plane (that is to say the value that one wishes to determine), Rm is the minimum distance not visualized (distance corresponding to the first quantum of the radar recurrence), Rr is the visualized radar distance (distance between the first quantum of the radar recurrence and the quantum of distance in
cours de traitement) et H est l'altitude du porteur. course of treatment) and H is the altitude of the wearer.
Dans ce cas, la valeur de R dans les calculs de AR et Ae précédemment exposés est donnée par la relation: R = [(Rr + Rm)2 H2]ln Dans une application radar, l'altitude H du porteur étant faible devant la distance radar/cible (Rr + Rm), un développement limité au premier ordre est généralement suffisant pour le calcul de R. Il vient alors: R = (Rr + Rm) - [H2/2 (Rr + Rm)] On s'affranchit ainsi de l'extraction de la racine carrée (la valeur de In this case, the value of R in the calculations of AR and Ae previously exposed is given by the relation: R = [(Rr + Rm) 2 H2] ln In a radar application, the altitude H of the carrier being low in front of the Radar distance / target (Rr + Rm), a first-order limited expansion is generally sufficient for the calculation of R. It then comes: R = (Rr + Rm) - [H2 / 2 (Rr + Rm)] One s' thus frees from the extraction of the square root (the value of
[H2/2 (Rr + Rm)] peut en outre être tabulée). [H2 / 2 (Rr + Rm)] may further be tabulated).
Utilisation d'un repère glissant Jusqu'à présent, on a supposé que le repère local (Ox,Oy) était un repère Using a sliding marker So far, it has been assumed that the local coordinate system (Ox, Oy) was a reference
fixe par rapport au sol.fixed relative to the ground.
Néanmoins, le traitement et l'utilisation des images recalées étant effectué à bord du porteur et non au sol, il est souhaitable de réactualiser périodiquement ce repère local de manière à le faire correspondre Nevertheless, since the processing and use of the imaged images is carried out on the carrier and not on the ground, it is desirable to periodically update this local coordinate system so as to match it.
sensiblement au déplacement du porteur, afin que ce dernier se trouve D toujours sensiblement au centre de la carte radar obtenue et mise à jour. substantially to the movement of the carrier, so that the latter is always D substantially in the center of the radar map obtained and updated.
Supposons par exemple que l'on a déjà acquis dix images successives et Suppose for example that we have already acquired ten successive images and
que l'on opère le moyennage sur dix images consécutives. that we operate the averaging on ten consecutive images.
Dans ce cas, après l'acquisition de l'image n 10 on effectuera le moyennage sur les images n 1 à 10, la référence commune étant l'image n 1. De la même façon, après l'acquisition de l'image n 11, on effectuera le moyennage sur les images n 2 à 11, la référence commune étant maintenant l'image n 2, et non plus l'image n 1 comme précédemment, In this case, after the acquisition of the image n 10 will be carried out the averaging on the images n 1 to 10, the common reference being the image n 1. In the same way, after the acquisition of the image n 11, the averaging will be carried out on the images n 2 to 11, the common reference being now the image n 2, and no longer the image n 1 as previously,
et ainsi de suite après l'acquisition de chaque image ultérieure. and so on after the acquisition of each subsequent image.
De la sorte, durant la mémorisation de l'image n 11 - qui devra être référencée sur l'image n 2 et non plus sur l'image n 1 -, il faudra simultanément transcrire les images n 2 à 10 - qui étaient jusqu'à présent référencées par rapport à l'image n 1 - pour les recaler sur la In this way, during the storage of the image n 11 - which will have to be referenced on the image n 2 and not on the image n 1 -, it will be necessary to simultaneously transcribe the images n 2 to 10 - which were until now referenced with respect to the image n 1 - to reset them on the
nouvelle référence, c'est-à-dire celle de l'image n 2. new reference, that is to say that of the image n 2.
En pratique, cette opération se traduit par un double calcul de correction d'adressage (correction de distance et de gisement d'une part, recalage du repère local d'autre part) et par l'utilisation d'une double mémoire In practice, this operation results in a dual address correction calculation (distance and field correction on the one hand, local reference registration on the other hand) and the use of a double memory
d'images, dont on décrira en détail la structure et l'utilisation cidessous. images, the structure and use of which will be described in detail below.
Description des circuits permettant la mise en oeuvre Description of the circuits allowing the implementation
du procéde de linventionof the process of the invention
On va maintenant donner la description d'un exemple de réalisation We will now give the description of an exemplary embodiment
d'un circuit permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la présente of a circuit for implementing the method according to the present
invention que l'on vient de décrire. invention that has just been described.
Configuration générale du circuitGeneral configuration of the circuit
Le synoptique général de ce circuit est illustré à la figure 3. The general synoptic of this circuit is illustrated in FIG.
Il comprend essentiellement deux circuits de calcul des corrections d'adressage 10 et 10' identiques, avec un circuit de comptage 20 permettant de définir, en termes de rang de quantum de distance, la distance radar visualisée Rr en fonction du cadencement de l'horloge It essentially comprises two circuits for calculating the addressing corrections 10 and 10 'which are identical, with a counting circuit 20 making it possible to define, in terms of rank of distance quantum, the displayed radar distance Rr as a function of the timing of the clock.
radar vidéo, cette information étant combinée à la distance minimum non visualisée Rm (qui est une valeur constante) dans un additionneur 21 pour15 l'appliquer aux circuits de calcul 10 et 10'. video radar, this information being combined with the minimum unviewed distance Rm (which is a constant value) in an adder 21 to apply it to the computing circuits 10 and 10 '.
Les circuits 10 et 10' sont des circuits de type classique en eux-mêmes, et on n'en décrira donc pas en détail la structure interne. The circuits 10 and 10 'are circuits of conventional type in themselves, and therefore the internal structure will not be described in detail.
On peut employer par exemple des circuits de calcul sur 16 bits en virgule fixe, circuits en technologie TTL comprenant des multiplieurs It is possible to use, for example, 16-bit fixed-point calculation circuits, TTL technology circuits comprising multipliers
rapides, par exemple des multiplieurs 16 bits/50 ns. Les valeurs tabuléesseront mémorisées par exemple dans des PROMs ou EPROMs comprises dans ces circuits 10 et 10'. fast, e.g. 16 bit / 50 ns multipliers. The tabulated values will be stored for example in PROMs or EPROMs included in these circuits 10 and 10 '.
Ces calculs sur 16 bits permettront d'obtenir sans difficulté une résolution finale de 11 bits utiles, correspondant à une résolution angulaire de 0,25 grade, valeur en pratique largement suffisante. Les coordonnées corrigées calculées par les circuits 10 et 10' sont appliquées à un circuit 30 de gestion de deux mémoires identiques 40 et '. En pratique, ces coordonnées correspondent à des adresses mémoire fonction du rang du quantum d'angle de gisement et du rang du quantum de distance. Les mémoires 40 et 40' forment ensemble une mémoire de type dit "ping-pong", c'est-à-dire une mémoire comprenant des zones semblables (zone "ping" et zone "pong") utilisées de façon alternée, de manière à pouvoir simultanément lire les données d'une zone et les transcrire dans l'autre, cette transcription étant éventuellement effectuée avec un décalage prédéterminé des adresses mémoire. Une telle configuration de mémoire est également connue sous les termes de "mémoire paire/impaire" ou "mémoire alternative". Chacune des mémoires 40 ou 40' est constituée d'une pluralité de plans mémoire, chaque plan mémoire correspondant à une carte radar acquise au cours d'un balayage complet. On verra que, si l'on veut effectuer un traitement de moyennage d'images sur N images, il est nécessaire que chacune des mémoires 40 et ' comprenne au moins N+1 plans mémoire, pour pouvoir contenir à la fois la carte radar en cours d'acquisition et les N cartes radar précédement acquises sur lesquelles est effectué simultanément le traitement de moyennage; on peut utiliser par exemple à cet effet, pour chacune des mémoires 40,40', une série de dix mémoires correspondant chacune à un plan mémoire, le moyennage étant alors effectué sur neuf images; chacune de ces mémoires peut être par exemple constituée par These 16-bit calculations will make it possible to easily obtain a final resolution of 11 useful bits, corresponding to an angular resolution of 0.25 grade, a value which is in practice largely sufficient. The corrected coordinates calculated by the circuits 10 and 10 'are applied to a circuit 30 for managing two identical memories 40 and'. In practice, these coordinates correspond to memory addresses depending on the rank of the quantum of bearing angle and the rank of the distance quantum. The memories 40 and 40 'together form a so-called "ping-pong" type memory, that is to say a memory comprising similar zones ("ping" zone and "pong" zone) used alternately, in such a way to be able simultaneously to read the data of one zone and to transcribe them in the other, this transcription possibly being carried out with a predetermined offset of the memory addresses. Such memory configuration is also known as "even / odd memory" or "alternate memory". Each of the memories 40 or 40 'consists of a plurality of memory planes, each memory plane corresponding to a radar map acquired during a complete scan. It will be seen that, if it is desired to carry out image averaging processing on N images, it is necessary for each of the memories 40 and 'to comprise at least N + 1 memory planes, in order to be able to contain both the radar map in acquisition price and the N radar maps previously acquired on which the averaging process is carried out simultaneously; for example, for this purpose, for each of the memories 40, 40 ', a series of ten memories each corresponding to a memory plane can be used, the averaging then being performed on nine images; each of these memories can be for example constituted by
des RAMs statiques ou dynamiques rapides. fast static or dynamic RAMs.
Calcul des corrections d'adressage Comme indiqué plus haut, les circuits de calcul 10 et 10' forment deux Calculation of addressing corrections As indicated above, the calculation circuits 10 and 10 'form two
voies a et b identiques, seules les variables d'entrée ne sont pas les mêmes. paths a and b identical, only the input variables are not the same.
Dans le cas de la voie a (circuit 10), on calcule R'a et O'a par application des algorithmes indiqués plus haut en fonction: -d'une part de la distance projetée correspondante au déplacement D du porteur entre l'instant actuel et le début d'acquisition de la Nième image, et - d'autre part, de la différence de cap calculée en fonction de la distance projetée correspondant au déplacement de l'avion entre In the case of the channel a (circuit 10), R'a and O'a are calculated by applying the algorithms indicated above as a function of: on the one hand, the projected distance corresponding to the displacement D of the carrier between the instant current and the start of acquisition of the Nth image, and - on the other hand, the difference of course calculated according to the projected distance corresponding to the displacement of the aircraft between
l'instant actuel et le début d'acquisition de la Nième image. the current moment and the beginning of acquisition of the Nth image.
En ce qui concerne le premier point, D est donné par la relation suivante: D = [(Ax-AxN)2 + (Ay-AyN)2]l/2 Ax étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des x, correspondant à l'instant actuel, AxN étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des x correspondant au début d'acquisition de la Nième image (N étant le nombre d'images à moyenner), Ay étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des y, correspondant à l'instant actuel, et AyN étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des y With regard to the first point, D is given by the following relation: D = [(Ax-AxN) 2 + (Ay-AyN) 2] 1/2 Ax being the distance projected on the horizontal plane along the axis of x, corresponding to the current instant, AxN being the distance projected on the horizontal plane along the x-axis corresponding to the beginning of acquisition of the Nth image (N being the number of images to be averaged), Ay being the distance Projected on the horizontal plane along the y-axis, corresponding to the current time, and AyN being the distance projected on the horizontal plane along the y-axis
correspondant au début d'acquisition de la Nième image. corresponding to the beginning of acquisition of the Nth image.
En ce qui concerne le second point précité, le paramètre e" est donné par la relation suivante: 0" = Arctg [(Ay-AyN) / (Ax-AxN)] Dans le cas du circuit 10' (voie b), les calculs sont identiques, seule change l'image de référence, qui n'est plus la Nième image, mais la With regard to the second aforementioned point, the parameter e "is given by the following relation: 0" = Arctg [(Ay-AyN) / (Ax-AxN)] In the case of the circuit 10 '(channel b), the calculations are identical, only changes the reference image, which is no longer the Nth image, but the
(N-)ième image.(N-) th picture.
Les paramètres sont alors les suivants d = [(Ax-AxN-1)2 + (Ay-AyN1)211/2, et O" = Arctg [(Ay-AyN-1) / (Ax-AxN-1)] Ax étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des x, correspondant à l'instant actuel, AXN-1 étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des x correspondant au début d'acquisition de la (N-1)i Me image, Ay étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des y, correspondant à l'instant actuel, et AyN-1 étant la distance projetée sur le plan horizontal selon l'axe des The parameters are then as follows d = [(Ax-AxN-1) 2 + (Ay-AyN1) 211/2, and O "= Arctg [(Ay-AyN-1) / (Ax-AxN-1)] Ax being the distance projected on the horizontal plane along the x-axis, corresponding to the current instant, AXN-1 being the distance projected on the horizontal plane along the x-axis corresponding to the beginning of acquisition of the (N- 1) i Me image, Ay being the distance projected on the horizontal plane along the y-axis, corresponding to the current moment, and AyN-1 being the projected distance on the horizontal plane along the axis of the
y correspondant au début d'acquisition de la (N-)ième image. y corresponding to the beginning of acquisition of the (N-) th image.
On notera que, bien que les calculs de D et d fassent intervenir une extraction de racine, ceci n'est pas gênant car ce calcul peut être effectué au rythme des récurrences radar - c'est à dire toutes les 1 ms environ, It should be noted that, although the calculations of D and d involve a root extraction, this is not a problem since this calculation can be performed at the rhythm of the radar recurrences - that is to say every 1 ms or so,
2 durée largement suffisante - et non au rythme des quanta vidéo. 2 enough time - not the rhythm of video quanta.
Ce calcul, de même que ceux des paramètres en entrée faisant intervenir des lignes trigonométriques (à savoir D.cos(e"-o), D.sin(e"-e), d.cos(o"O) et d.sin(e"-O)) peuvent être effectués de façon classique par exemple par un microcalculateur, les valeurs calculées étant appliquées en entrée aux circuit 10 et 10' de l'invention qui, eux, calculeront les adresses corrigées R'a,o'a et R'b,e'b au rythme des quanta vidéo selon le This calculation, like those of the input parameters involving trigonometric lines (namely D.cos (e "-o), Dsin (e" -e), d.cos (o "O) and d. sin (e "-O)) can be carried out conventionally, for example by a microcomputer, the calculated values being input to the circuits 10 and 10 'of the invention, which in turn will calculate the corrected addresses R'a, o 'a and R'b, eb to the rhythm of quanta video according to the
procédé précédement exposé.previously discussed process.
Gestion de la mémoire d'imagesManagement of the image memory
On va maintenant décrire la manière dont est gérée la mémoire ping- We will now describe how the ping memory is managed.
pong pour permettre l'introduction d'un repère glissant de la manière pong to allow the introduction of a sliding landmark in the way
indiquée précédemment.previously indicated.
Une telle architecture est nécessaire pour effectuer la transcription des (N-i) images précédentes, référencées sur la Nième image précédente, en images référencées sur la (N-1)ième image précédente. Cette transcription est effectuée en même temps de l'inscription de l'image en cours Such an architecture is necessary to transcribe the (N-i) preceding images, referenced on the Nth preceding image, in images referenced on the (N-1) th previous image. This transcription is made at the same time as the inscription of the current image
d'acquisition référencée, quant à elle, sur la (N-1)ième image précédente. referenced acquisition, meanwhile, on the (N-1) th previous image.
Les données lues dans la zone ping ou la zone pong au rythme du calcul et de la délivrance des adresses R'a et O'a sont d'une part envoyées vers le circuit de filtrage vidéo 50 (qui effectue, de manière en elle- même connue, l'opération de moyennage des N images ainsi lues), et d'autre part envoyées vers la zone pong ou la zone ping, respectivement, pour être inscrites, au rythme des adresses R'b et O'b, de façon alternée par rapport à l'inscription de l'image en cours, qui s'effectue au rythme du calcul et de la délivrance des adresses R'a, O'a - et inversement lors du balayage suivant. Un exemple simplifié d'une telle gestion ping-pong est donné sur la figure 4, o l'on a représenté schématiquement les dix plans mémoire, numérotés de 1 à 10, de la zone ping (à gauche de la figure) et les dix plans mémoire homologues de la zone pong (à droite de la figure), avec The data read in the ping zone or the pong zone at the rhythm of the calculation and delivery of the addresses R'a and O'a are on the one hand sent to the video filtering circuit 50 (which performs, in a manner in itself, even known, the operation of averaging the N images thus read), and secondly sent to the pong zone or ping zone, respectively, to be registered, at the rhythm of the addresses R'b and O'b, so alternating with the registration of the current image, which is carried out at the rhythm of the calculation and delivery addresses R'a, O'a - and vice versa during the next scan. A simplified example of such ping-pong management is given in FIG. 4, which shows diagrammatically the ten memory planes, numbered from 1 to 10, of the ping zone (on the left of the figure) and the ten memory maps homologous to the pong zone (on the right of the figure), with
l'évolution au cours du temps du contenu de ces plans mémoire. the evolution over time of the content of these memory plans.
Le contenu des plans mémoire a été désigné par un chiffre 1, 2, 3,... The content of the memory plans has been designated by a number 1, 2, 3, ...
correspondant aux cartes vidéo successivement acquises, et ces chiffres ont été affectés d'un indice (de 1 à 5 sur l'exemple) permettant de les suivre au cours des étapes successives, chaque incrémentation d'un indice correspondant à l'achèvement de l'acquisition d'une nouvelle carte vidéo (le contenu de l'information correspondant n'est pas modifié au corresponding to video cards successively acquired, and these figures have been assigned an index (from 1 to 5 on the example) to follow them in successive steps, each incrementation of an index corresponding to the completion of the acquisition of a new video card (the content of the corresponding information is not changed at
cours du temps, mais seulement son adressage). course of time, but only its addressing).
Comme indiqué plus haut, chacune des zones ping et pong comportant As indicated above, each of the ping and pong zones comprising
dix plans mémoire, on pourra effectuer le moyennage sur N = 9 images. ten memory planes, we can perform the averaging on N = 9 images.
La succession des différentes phases est la suivante: - étape 1: supposons tout d'abord que l'on soit en présence de neuf images 11 à 91 antérieurement acquises et mémorisées aux adresses des plans mémoire 2 à 10, correspondant à un référencement par The succession of the different phases is as follows: Step 1: Let us suppose first of all that we are in the presence of nine images 11 to 91 previously acquired and stored at the addresses of the memory planes 2 to 10, corresponding to a referencing by
rapport à l'image n 1.compared to image n 1.
- étape 2: on transcrit aux mêmes positions les huit images 21 à 91 de la zone ping vers la zone pong, ces images de la zone pong étant step 2: the eight images 21 to 91 are transcribed at the same positions from the ping zone to the pong zone, these images of the pong zone being
maintenant désignées 22 à 92.now designated 22 to 92.
Simultanément, on acquiert une nouvelle image, l'image 102, qui sera inscrite dans la zone pong au rang suivant celui de l'image 92, c'est-àdire en fait dans le plan mémoire n 1 puisque l'image 92 se Simultaneously, a new image is acquired, the image 102, which will be inscribed in the pong zone at the rank following that of the image 92, that is to say in the memory plane n1 since the image 92 is
trouvait à la dernière adresse (plan mémoire n 10) de la zone pong. found at the last address (memory map # 10) of the pong zone.
Enfin, on force à zéro l'image correspondant au plan mémoire n 2, qui n'a pas été inscrit, de manière à effacer automatiquement Finally, the image corresponding to the memory plane n 2, which has not been registered, is forced to zero so as to cancel automatically
l'image précédente qui aurait pu se trouver à cet endroit. the previous image that could have been there.
On a ainsi achevé le cycle d'écriture dans la zone pong. Thus, the writing cycle in the pong zone has been completed.
On peut alors effectuer le calcul de moyennage sur l'ensemble des images se trouvant dans la zone pong (cycle de lecture), c'est-à-dire en fait sur les neuf images 22 à 102, puisque le contenu du plan We can then perform the averaging calculation on all the images in the pong zone (reading cycle), that is to say on the nine images 22 to 102, since the content of the plan
mémoire n 2 a été effacé et ne joue aucun rôle dans le moyennage. Memory No. 2 has been erased and plays no role in averaging.
- étape 3: on répète les deux cycles d'écriture/lecture de l'étape step 3: repeat the two write / read cycles of the step
précédente, mais dans la zone ping. previous, but in the ping zone.
Ainsi, on transcrit aux mêmes positions les huit images 32 à 102 de la zone pong vers la zone ping, ces images de la zone ping étant Thus, the eight images 32 to 102 of the pong zone are transcribed at the same positions to the ping zone, these images of the ping zone being
maintenant désignées 33 à 103.now designated 33 to 103.
Simultanément, on acquiert une nouvelle image, l'image 113, qui sera inscrite dans la zone ping au rang suivant celui de l'image 103, At the same time, a new image is acquired, the image 113, which will be inscribed in the ping zone at the rank following that of the image 103,
c'est-à-dire dans le plan mémoire n0 2. that is to say in the memory plane n0 2.
Enfin, on force à zéro l'image correspondant au plan mémoire n 3. Finally, the image corresponding to the memory plane n 3 is forced to zero.
On effectue le calcul de moyennage sur l'ensemble des images se trouvant dans la zone ping, c'est-à-dire en fait sur les neuf images 33 The averaging calculation is performed on all the images in the ping zone, that is, in fact on the nine images 33
à 113.at 113.
Les étapes suivantes se répètent identiquement de manière à recaler la The following steps are repeated identically so as to reset the
référence de calcul à chaque nouvelle acquisition d'une image complète. calculation reference for each new acquisition of a complete image.
2D2D
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8810266A FR2763147A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method for refining images in polar co-ordinates acquired by a mobile radar system. |
IT8967584A IT8967584A0 (en) | 1988-07-29 | 1989-07-13 | PROCEDURE AND DEVICE FOR REPOSITIONING IMAGES IN POLAR COORDINATES ACQUIRED BY A MOBILE RADAR OR SONAR |
GBGB8917161.5A GB8917161D0 (en) | 1988-07-29 | 1989-07-27 | Method and device for realignment of images in polar coordinates acquired by a moving radar |
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FR8810266A FR2763147A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method for refining images in polar co-ordinates acquired by a mobile radar system. |
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Family Applications (1)
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FR8810266A Withdrawn FR2763147A1 (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Method for refining images in polar co-ordinates acquired by a mobile radar system. |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021069329A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Thales | Method and device for estimating the status of a maneuvering target by a mobile radar |
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- 1989-07-27 GB GBGB8917161.5A patent/GB8917161D0/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021069329A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | Thales | Method and device for estimating the status of a maneuvering target by a mobile radar |
FR3101954A1 (en) * | 2019-10-10 | 2021-04-16 | Thales | METHOD AND DEVICE FOR ESTIMATING THE STATE OF A MANEUVERING TARGET BY MOBILE RADAR |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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IT8967584A0 (en) | 1989-07-13 |
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