JPH02136775A - 画像追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、目標捜索・探知時の目標識別能力の向上を
図るための画像追尾装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

第７図は従来の乙の覆装置の構成の一例を示す図であっ
て、（１）は固定倍率光学系、（２）は赤外検出器、（
３）はプリアンプ、（４）はビデオ信号、（５）はＡ／
Ｄ変換器、（６）は多値ビデオ信号、（７）は二値化回
路、（８）は二値ビデオデータ、（９）は形状弁別処理
回路、α〔は目標データ、（ＩＤは位置計測回路、■は
誘導信号。

（１９はシンバル、（ロ）はジンバルサーボ回路である
。

第７図において、目標の赤外線像は固定倍率光学系（１
）により赤外検出器（２）の受光面上に結像され。

光電変換されたあと、ビデオ信号（４）がプリアンプ（
３）により増幅されて、Ａ／Ｄ変換器（５）で多値ビデ
オ信号（６）に変換される。多値ビデオ信号（６）は二
値化回路（７）により二値ビデオデータ（８）に変換さ
れ。

多値ビデオ信号（６）とともに形状弁別処理回路（９）
に入力されて、二値画像形状と輝度の情報に基づいた形
状弁別処理が施されろ。その結果抽出された目標をあら
れす目標データ叫は位置計測口＠０１）に入力され、あ
らかじめ決められた光学軸からの目標のずれが誘導信号
（至）として出力される。誘導信号（至）はまた、ジン
バルサーボ回路（２）に入力され。

固定倍率光学系（１）と赤外検出器（２）を搭載してい
るジンバル０式の光学軸が目標方向に一致するようジン
バル（１のを駆動することにより目標の追尾が実行され
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置はこのように構成されているが。

般に追尾角速度を確保しようとすると光学系の視野の大
きさをあまり小さくすることができず、その結果角度分
解能が悪くなって、目標を捜索・探知するべき距離にお
いて目標と目標でない物との形状弁別が極めて困難であ
るといっｔコ難点があった。

あるいは、視野を確保しつつ、赤外検出器の素子数を増
大することにより角度分解能を向上させることは可能で
はあるが、このようにすると処理すべき画素数が飛躍的
に増大し、結果２画像処理速度が低下するといった難点
があった。

この発明は、追尾時の所要視野を確保しつつ捜索・探知
時の角度分解能を向上させることにより。

捜索・探知時の目標識別能力を向上させることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、有意な目標を探知した場合に光学系の倍率
を拡大させ、微細に目標をＩｊＩｉｌｌＮする手段を用
いたものである。また、この発明の別の発明は、捜索時
においては画素を間引いた状態で粗く探知処理を行い、
探知後、目標を囲む近傍の画素を画素間引きを行わない
状態で詳細に識別処理を行う手段を用いたものである。

〔作　用〕

この発明は捜索・探知時に於て目標の形状を詳細に計測
することができ、目標識別能力の向上を図ることができ
ろ。

〔実施例〕

第１図はこの発明の１実施例の構成を示す図であって、
（１つは変倍光学系、（０は光学系駆動回路。

（１？）は有意目標判定回路、（酌は有意目標フラグで
ある。

第１図において、目標の赤外画像を撮像し、これの形状
識別処理を行った後、光学軸からの目標位置のずれを算
出する過程およびこのずれが零に収斂するようにジンバ
ルを駆動する過程は従来の発明と同様であるので説明を
省略する。

第１図においては、目標は視野を広・狭２種類に切り替
えることのできる変倍光学系（１つによって赤外検出器
（２）の受光面上に結像されろ。捜索・探知の初期にお
いては変倍光学系（１つは広視野の状態に設定されてあ
り、二値ビデオデータ（８）と多値ビデオ信号（６）と
を用い、過去のフィールドにおけるこれら情報との相関
性が有意目標判定回路（ので判定されろ。有意目標が得
られた場合には有意目標フラグ（ゆが光学系１ｇＫ動回
路（υに出力され、変倍光学系（１９は狭視舒に切り替
えられる。この状態においては形状弁別処理回路（９）
には高分解能の画像データである二値ビデオデータ（８
）が供給されることにな咋、捕捉すべき目標か否かの判
定を行うことが可能となる。捕捉すべき目標であった場
合、この目標に対してジンバル追尾が開始され、続いて
変倍光学系（１９はもとの広視野に切り替えられろ。

第２図は変倍光学系（１つの構成の１実施例を示す図で
あって、（Φは第１のレンズ、１２［Ｄは第２のレンズ
、　（２１）は結像点、　（２２）は鏡筒、　（２３）
は開口部。

（２４）は入射光、　（２５）は回転軸である。

第２図において、第１のレンズ（１９）　、第２のレン
ズ（至）は各々長・短焦点レンズであり、互いに直交し
て鏡筒（２２）に固定されている。第２図（ａ）におい
ては短焦点レンズである第２のレンズ■が入射光（２４
）を受ける回転位置に設定されてあり、結像点（２１）
に対して入射光を集光する。第２図（ｂ）は前記の状態
が９０度矢印の方向に回転した状態を示しており、長焦
点レンズである第１のレンズ（＋３＞が入射光（２４）
を受ける回転位置に設定されている。

この場合においても、同一の結像点（２１）に入射光（
２４）が集光するよう、第１のレンズ（■は第２のレン
ズ■の場合よりやや前方に位置するよう、鏡筒（２２）
に固定されている。また図に示すように、鏡ＩＩ　（２
２）には各光束を通過させ得るように、開口部（２３）
が設けられている。

第３図は変倍光学系（１つの別の実施例の構成を示す図
であって、　（２６）は第３のレンズ、　（２７）は凹
レンズ、　（２８）はコリメート光である。

第３図においては、鏡筒（２２）には第３のレンズ（２
６）と凹レンズ（２７）とからなるコリメート光学系が
固定されており、第３図（ａ）は入射光（２４）が開口
部（２３）を素通りして第２のレンズ■に入射する状態
を示している。第３図（ｂ）は前記状態が矢印の方向に
９０度回転し、前記コリメート光学系が入射光（２４）
を受光する状態を示している。この状態においては入射
光（２４）は角度倍率の拡大されたコリメート光（２８
）に変換されて第２のレンズ（至）に入射することにな
り、高分解能光学系を構成することができる。第３図の
構成は第２図の構成に比べると若干複雑ではあるが、コ
リメート光学系を用いているために、鏡筒（２２）の並
進的な動きに対して像がずれないという特長がある。

第４図は従来型の固定倍率光学系（１）と、従来よりも
高画素数の赤外検出器（２）を用いて同様の機能を実現
する実施例の構成の一部を示す図であって。

（２９）は切り替え器、　　（３０）は画素間引き回路
、　（３１）は間引き後二値ビデオデータ、　（３２）
はゲート回路である。図において、切り替え器（２９）
は捜索・探知初期時においては接点ａ側に接続されてあ
り。

二値ビデオデータ（８）は画素間引き回路（３０）に供
給され２画素が間引かれた２間引き後二値ビデオデータ
（３１）が出力される。第５図（ａ）はこの状態におけ
る画素と目標との関係を示す図であって（３３）は画面
、　（３４）は目標、　（３５）は目標位置である。こ
の図では４画素が１画素に間引かれている例を示してお
り、この簡素な画素状態において有意目標判定回路（ｒ
？）は目標位置（３５）にある有意目標を判定・抽出す
る。乙の時、有意目標判定口ｆｉ＠（１？）からは有意
目標フラグ（■が出力され、切り替えＷＩ（２９）の接
点はｂ側に接続されろ。これにより、二値ビデオデータ
（８）はゲート回ｌ５（３２）に供給され、目標（３４
）を囲む画素の°みがゲートによる切り出しを受ける。

第５図（ｂ）ば　このゲートによる切り出しの様子を示
す図であって（３６）はゲートである。ゲー）　（３６
）で囲まれた画素は図に示すように詳細な状態で読みｔ
！シを受け、形状弁別処理回路（９）において形状デー
タ計測が行われて、目標データ叫が出力されろ。以上に
示す動作により、捜索・探知初期時においては簡素な画
素状態で目標探知を行い、探知後は有意目標を中心に少
ない情報量で詳細な形状弁別処理を行うことができる。

第６図は有意目標判定回路（ｒｉ′）の構成の１実施例
を示す図であって、　（３７）は重心点鼻出回１．　（
３８）は第１のレジスタ、　（３９）は第２のレジスタ
、　　（４０）は第１の再現性判定回路、　（４１）は
第２の再現性判定回路、　（４２）は前フイールド位置
データ、　（４３）ば現フイールド位置データ、　　（
４４）は前フイールド輝度データ、　（４５）は第１の
判定データ、　（４Ｂ）は第２の判定データ、　（４７
）は論理積回路である。

図において、二値ビデオデータ（８）は重心点鼻出回路
（３７）に供給されて重心点位置が算出され、第１のレ
ジスタ（３８）に入力されるとともに現フイールド位置
データ（４３）として第１の再現性判定回路（４０）に
入力される。第１の再現性判定口１ｍ　（４０）にはま
た、第１のレジスタ（３８）から前フイールド位置デー
タ（４２）が入力され２両入力の位置データが定められ
ｔコ距離の範囲で一致するとみなされる場合に位置の再
現性があると判定されて第１の判定データ（４５）は有
意となる。また、多値ビデオ信号（６）は現フィールド
における輝度データとして第２の再現性判定口Ｒ１（４
１）に入力されるとともに第２のレジスタ（３９）に入
力され、第２のレジスタ（３９）からは前フイールド輝
度データ（４４）が第２の再現性判定回路（４１）のも
う一つの入力として与えられろ。第２の再現性判定回路
（４１）は両輝度データ間の差異が定められた範囲内で
あれば第２の判定データ（４６）を有意として出力する
。論理積回路（４７）は第１の判定データ（４５）と第
２の判定データ（４６）との論理積を演算するので、こ
の出力から有意目標フラグ（殻を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、目標捜索中ば目
標空間をおおまかに捜索し、探知が得られると目標の周
辺を詳細に観測し、形状を計測することにより形状判定
を行うことができるので。

視野角を小さくする乙となく、また処理速度を低下させ
ることなく口振弁別性能を向上させることができ１画像
識別追尾装置の性能向上に著しく貢献することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の構成を示す図。 第２図ば変倍光学系の構成の１実施例を示す図。 第３図ば変倍光学系ζ別の実施例の構成を示す図。 第４図は従来型の固定倍率光学系と、従来よりも高画素
数の赤外検出器を用いて同様の機能を実現する別の実施
例の構成の１部を示す図、第５図は画素と目標との関係
を示す図、第６図は有意目標判定回路構成の１実施例を
示す図、第７図は従来のこの種装置の構成の一例を示す
図であって、（１）は固定倍率光学系、（２）は赤外検
出器、（３）はプリアンプ、（４）はビデオ信号、（５
）はＡ／Ｄ変換器、（６）は多値ビデオ信号、（７）は
二値化回路、（８）は二値ビデオデータ、（９）は形状
弁別処理回路、００１は目標データ、０１）は位置計測
回路、（のは３導信号、（）■はジンバル、　（）Ｉｔ
）はジンバルサーボ回路、（１つは変倍光学系。 （０は光学系駆動回路、　（１７）は有意目標判定回路
、（殻は有意目標フラグ、（６）は第１のレンズ、（至
）は第２のレンズ、　（２］）は結像点、　（２２）は
鏡筒、　（２３）は開口部、　（２４）は入射光、　（
２５）は回転軸、　（２Ｂ）は第３のレンズ、　（２７
）は凹レンズ、　　（２ｇ）はコリメート光。 （２９）は切り替え器、　（３０）は画素間引き回路、
　（３１）は間引き後二値ビデオデータ、　（３２）は
ゲート回路。 （３７）は重心点鼻出回路、　（３８１は第１のレジス
タ。 （３９）は第２のレジスタ、　（４０）は第１の再現性
判定回路、　（４］１は第２の再現性判定回路、　（４
２）は前フイールド位置データ、　（４３）は現フイー
ルド位置データ、　（４４）は前フイールド輝度データ
、　（４５）は第１の判定データ、　（４６）は第２の
判定データ、　（４７）は論理積回路である。 なお２図中、同一あるいは相当する部分には同一符号が
付して示しである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）目標画像を撮像する手段と、前記目標画像から目
   標位置を計測する手段と、前記目標位置計測結果を用い
   て、前記目標画像を撮像する手段を搭載しているジンバ
   ルを所定の方向に指向させる手段とを有する画像追尾装
   置において、変倍光学系と、撮像素子を有する撮像手段
   と、前記撮像素子が出力するビデオ信号をＡ／Ｄ変換し
   、多値ビデオ信号を得る手段と、前記多値ビデオ信号か
   ら二値ビデオ信号を得る手段と、前記多値ビデオ信号と
   二値ビデオ信号とを用いて有意目標を判定する手段と、
   前記有意目標判定結果を用いて前記変倍光学系の倍率を
   切り替える手段とを備えたことを特徴とする画像追尾装
   置。
2. （２）目標画像を撮像する手段と、前記目標画像から目
   標位置を計測する手段と、前記目標位置計測結果を用い
   て、前記目標画像を撮像する手段を搭載しているジンバ
   ルを所定の方向に指向させる手段とを有する画像追尾装
   置において、撮像素子と、前記撮像素子が出力するビデ
   オ信号をＡ／Ｄ変換し、多値ビデオ信号を得る手段と、
   前記多値ビデオ信号から二値ビデオ信号を得る手段と、
   前記二値ビデオ信号を受け、捜索初期時においては前記
   二値ビデオ信号の画素を間引くとともに、前記多値ビデ
   オ信号と、画素間引き後の二値ビデオ信号とを用いて有
   意目標を判定する手段と、前記有意目標判定結果を用い
   て前記二値ビデオ信号画像のうち、目標およびその周辺
   画素のみをゲートで切り出す手段と、前記ゲート切り出
   し画像について形状識別処理を行う手段とを備えたこと
   を特徴とする画像追尾装置。