JPH0522299U - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JPH0522299U
JPH0522299U JP7268191U JP7268191U JPH0522299U JP H0522299 U JPH0522299 U JP H0522299U JP 7268191 U JP7268191 U JP 7268191U JP 7268191 U JP7268191 U JP 7268191U JP H0522299 U JPH0522299 U JP H0522299U
Authority
JP
Japan
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unit
image
output
display
image pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP7268191U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
俊明 筒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP7268191U priority Critical patent/JPH0522299U/en
Publication of JPH0522299U publication Critical patent/JPH0522299U/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 航空機の翼に搭載された撮像部で取得した画
像を操縦席のHUDに表示する際の飛行中の外界と画像
のずれを解消する。 【構成】 慣性航法装置と姿勢検出器のそれぞれの姿勢
角信号の偏差の低周波数成分をカットするHPFを加
え、HPFの出力を使用して撮像部とHUDのLOS偏
差を打ち消すようジンバル回転部を駆動する。 【効果】 慣性航法装置、姿勢角検出器のオフセット誤
差、ドリフト誤差を除去して外界とHUDへの画像を正
しく重ねて表示できるので、操作者の視認性を向上させ
ることができる。
(57) [Summary] [Purpose] To eliminate the deviation between the image in the flight and the outside world when displaying the image acquired by the imaging unit mounted on the wing of an aircraft on the HUD in the cockpit. [Configuration] An HPF that cuts low-frequency components of the deviations of the attitude angle signals of the inertial navigation device and the attitude detector is added, and the gimbal rotation unit is used to cancel the LOS deviation between the imaging unit and the HUD using the output of the HPF. To drive. [Effect] Since the offset error and the drift error of the inertial navigation device and the attitude angle detector can be removed and the image on the outside and the HUD can be correctly displayed in superimposition, the visibility of the operator can be improved.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、航空機に搭載される撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup device mounted on an aircraft.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

図3は、従来の撮像装置の構成図の一例である。図において、1は航空機、2 は航空機1の翼に取付けられた撮像部、3は撮像部2から出力される画像信号、 4は画像信号3を表示するヘッドアップディスプレイ(以下HUDと略す)、5 は操作者、6は撮像部2の向いている視軸(以下LOSと略す)、7はHUD4 の視軸(以下LOSと略す)、8は航空機1の胴体に取付けられた慣性航法装置 (以下INSと略す)、9はINS8で検出した姿勢角信号、10は撮像部2の 翼への固定個所の姿勢を検出する姿勢検出器、11は姿勢検出器10から出力さ れる姿勢角信号、12は撮像部2のLOS6の方向を変えることのできるジンバ ル回転部、13は加減算部、14は演算出力、15はジンバル回転部12を駆動 する駆動部、16は駆動力である。 FIG. 3 is an example of a configuration diagram of a conventional imaging device. In the figure, 1 is an aircraft, 2 is an image pickup unit attached to a wing of the aircraft 1, 3 is an image signal output from the image pickup unit 2, 4 is a head-up display (hereinafter abbreviated as HUD) for displaying the image signal 3, Reference numeral 5 is an operator, 6 is a visual axis (hereinafter abbreviated as LOS) to which the imaging unit 2 is facing, 7 is a visual axis of the HUD 4 (hereinafter abbreviated as LOS), and 8 is an inertial navigation device attached to the fuselage of the aircraft 1. (Hereinafter abbreviated as INS), 9 is an attitude angle signal detected by INS 8, 10 is an attitude detector that detects the attitude of a fixed part of the imaging unit 2 on the wing, and 11 is an attitude angle signal output from the attitude detector 10. Reference numeral 12 is a gimbal rotation unit that can change the direction of the LOS 6 of the image pickup unit 2, 13 is an addition / subtraction unit, 14 is a calculation output, 15 is a drive unit that drives the gimbal rotation unit 12, and 16 is a driving force.

【0003】 図4は、従来の撮像装置の構成図の他の一例である。図において、1〜11、 13、14は図3と同一である。17は画像信号3の表示位置を移動させる画像 移動部、18は画像信号である。FIG. 4 is another example of a configuration diagram of a conventional image pickup apparatus. In the figure, 1 to 11, 13 and 14 are the same as in FIG. Reference numeral 17 is an image moving unit that moves the display position of the image signal 3, and 18 is an image signal.

【0004】 次に動作について説明する。撮像部2は外界の画像を画像信号3に変換して出 力する。HUD4は画像信号3を受け、撮像部2でとらえた画像を表示する。H UD4は半透明のため、操作者5はHUD4を通して外界と撮像部2の画像を重 ね合わせて見ることになる。LOS6とLOS7は以下のようにして一致させる 。INS8は通常、操作者5及びHUD4と近い位置に設置されており、姿勢角 信号9はLOS7の姿勢角とみなせる。姿勢検出器10は撮像部2の翼への固定 個所の姿勢を検出し、姿勢角信号11を出力する。加減算部13で、姿勢角信号 9及び11から撮像部2の翼への固定個所に対するLOS7の相対角、つまりL OS6をLOS7に一致させるために必要なジンバル回転部12の回転角を演算 し、演算出力14として出力する。駆動部15では演算出力14を駆動力16に 変換し、ジンバル回転部12を駆動する。このためLOS6はLOS7に一致さ せることができる。Next, the operation will be described. The imaging unit 2 converts an image of the outside world into an image signal 3 and outputs it. The HUD 4 receives the image signal 3 and displays the image captured by the imaging unit 2. Since the HUD 4 is semi-transparent, the operator 5 sees the outside world and the image of the imaging unit 2 through the HUD 4 in an overlapping manner. LOS6 and LOS7 are matched as follows. The INS 8 is usually installed at a position close to the operator 5 and the HUD 4, and the attitude angle signal 9 can be regarded as the attitude angle of the LOS 7. The attitude detector 10 detects the attitude of the position where the imaging unit 2 is fixed to the wing, and outputs an attitude angle signal 11. The addition / subtraction unit 13 calculates the relative angle of the LOS 7 with respect to the position where the attitude angle signals 9 and 11 are fixed to the wing of the imaging unit 2, that is, the rotation angle of the gimbal rotation unit 12 required to match L OS6 with LOS7, It is output as the calculation output 14. The driving unit 15 converts the calculation output 14 into a driving force 16 and drives the gimbal rotating unit 12. Therefore, LOS6 can be matched with LOS7.

【0005】 図4の従来装置の動作を説明する。加減算部13で演算された演算出力14に 応じて画像移動部17で画像信号3のHUD4に対する表示位置を移動させ、画 像信号18として出力する。画像信号18をHUD4に表示することにより、L OS6をLOS7に一致させることができる。The operation of the conventional apparatus of FIG. 4 will be described. The image moving unit 17 moves the display position of the image signal 3 with respect to the HUD 4 according to the calculation output 14 calculated by the adder / subtractor 13 and outputs the image signal 18 as an image signal 18. By displaying the image signal 18 on the HUD 4, L OS6 can be matched with LOS 7.

【0006】 尚、図3、図4どちらの場合にも、演算出力14が零の場合には外界と画像が 正しく重なるように、LOS6とLOS7が一致するよう地上整備時に調整する 。In both cases of FIG. 3 and FIG. 4, when the calculation output 14 is zero, the LOS 6 and the LOS 7 are adjusted at the time of ground maintenance so that the image properly overlaps with the outside world.

【0007】[0007]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

従来の撮像装置は以上のように構成されているので、INS8及び姿勢検出器 10にオフセット誤差、ドリフト誤差があると、外界と画像がずれて表示され、 操作者の視認性を低下させるという問題点があった。 Since the conventional image pickup device is configured as described above, if the INS 8 and the attitude detector 10 have an offset error or a drift error, the image is displayed in a manner different from the outside world, which reduces the visibility of the operator. There was a point.

【0008】 この考案は上記のような課題を解消するためになされたもので、INS8及び 姿勢検出器10にオフセット誤差、ドリフト誤差があっても、外界と画像を正し く重ねて表示することのできる撮像装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. Even if the INS 8 and the attitude detector 10 have an offset error and a drift error, the external world and the image are properly displayed in a superimposed manner. An object of the present invention is to obtain an image pickup device capable of performing the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この考案に係る撮像装置は、低周波数成分をカットするハイパスフィルタを加 え、慣性航法装置と姿勢検出器のオフセット誤差、ドリフト誤差を除去しようと したものである。 The image pickup device according to the present invention is intended to remove an offset error and a drift error between the inertial navigation device and the attitude detector by adding a high-pass filter that cuts low frequency components.

【0010】[0010]

【作用】 この考案による撮像装置は、慣性航法装置出力と姿勢検出器出力の偏差の低周 波数成分をカットするため、両者にオフセット誤差、ドリフト誤差があっても除 去され、外界と画像を正しく重ねて表示することができる。The image pickup device according to the present invention cuts the low frequency component of the deviation between the output of the inertial navigation device and the output of the attitude detector, so that even if there is an offset error or a drift error in both, the external image and the image are removed. It can be displayed correctly on top of each other.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

実施例1. 図1はこの考案の一実施例を示すものである。1〜16は図3と同一である。 19は演算出力14の低周波数成分をカットするハイパスフィルタ(以下HPF と略す)、20はHPF19の演算出力である。 Example 1. FIG. 1 shows an embodiment of this invention. 1 to 16 are the same as in FIG. Reference numeral 19 is a high-pass filter (hereinafter abbreviated as HPF) that cuts low-frequency components of the calculation output 14, and 20 is a calculation output of the HPF 19.

【0012】 INS8、姿勢検出器10は通常、内部に角速度を検出するジャイロと直線加 速度を検出する加速度計を持つ。検出した直線加速度によって、水平面に対する 自己の傾斜を検出し、地球の自転を検出することによって自己の方位を割り出す 初期アライメントと呼ばれる動作を行う。初期アライメント完了後はジャイロに より検出した角速度を積算することにより、姿勢を演算し、姿勢角信号9又は1 1として出力している。The INS 8 and the attitude detector 10 usually have a gyro for detecting angular velocity and an accelerometer for detecting linear acceleration. The initial acceleration is used to detect the inclination of the self with respect to the horizontal plane based on the detected linear acceleration and to detect the orientation of the earth by detecting the rotation of the earth. After the completion of the initial alignment, the posture is calculated by accumulating the angular velocities detected by the gyro and output as the posture angle signal 9 or 11.

【0013】 内部のジャイロ、加速度計の持つ誤差により、初期アライメント時には真の傾 斜、方位にたいしてオフセット誤差を持ち初期アライメント完了後は積算誤差で あるドリフト誤差を生じる。この誤差は内部のジャイロ、加速度計に起因するも のであるため、INS8、姿勢検出器10に個別に発生し一致しない。よって、 INS8、姿勢検出器10両者の姿勢が同一であっても演算出力14は零となら ず、オフセット誤差、ドリフト誤差を持つ。Due to the error of the internal gyro and the accelerometer, there is an offset error with respect to the true inclination and azimuth at the time of initial alignment, and a drift error which is a cumulative error occurs after completion of the initial alignment. Since this error is caused by the internal gyro and accelerometer, it occurs individually in the INS 8 and the attitude detector 10, and does not match. Therefore, even if both the INS 8 and the attitude detector 10 have the same attitude, the calculation output 14 does not become zero and has an offset error and a drift error.

【0014】 オフセット誤差は時間によって変化しない直流成分でありドリフト誤差も時間 と共にゆっくりと変化する性質を持っている。よって、カットオフ周波数を適当 に選べば、HPF19を通すことにより演算出力14からオフセット誤差、ドリ フト誤差を除去した演算出力20を得ることができる。駆動部15の入力が零の 場合に、LOS6とLOS7が一致するよう地上整備時に調整してあるため、演 算出力20を駆動部15へ入力することにより、INS8及び姿勢検出器10に オフセット誤差、ドリフト誤差があっても、外界と画像を正しく重ねて表示する ことができる。The offset error is a DC component that does not change with time, and the drift error also has a property of slowly changing with time. Therefore, if the cutoff frequency is appropriately selected, the calculation output 20 can be obtained by removing the offset error and the drift error from the calculation output 14 by passing through the HPF 19. When the input of the driving unit 15 is zero, the LOS6 and LOS7 are adjusted during the ground maintenance so that they match. Therefore, by inputting the calculation force 20 to the driving unit 15, the offset error to the INS 8 and the attitude detector 10 is increased. Even if there is a drift error, it is possible to display the image correctly on the outside world.

【0015】 実施例2. 図2はこの考案の他の一実施例を示すものである。1〜11、13、14、1 7、18は図4と同一、19、20は図1と同一である。Example 2. FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. 1 to 11, 13, 14, 17 and 18 are the same as FIG. 4, and 19 and 20 are the same as FIG.

【0016】 演算出力20を画像移動部17に入力することにより、INS8及び姿勢検出 器10にオフセット誤差、ドリフト誤差があっても、外界と画像を正しく重ねて 表示することができる。By inputting the calculation output 20 to the image moving unit 17, even if the INS 8 and the attitude detector 10 have an offset error and a drift error, the external world and the image can be correctly superimposed and displayed.

【0017】 また、上記実施例ではHPFの場合について説明したが、低周波数成分、高周 波数成分両方をカットするバンドパスフィルタであってもよく、カットオフ周波 数を適当に選ぶことにより上記実施例と同様の効果を奏する。この場合、高周波 雑音も除去できる副次的効果を有する。Further, although the case of the HPF has been described in the above embodiment, a bandpass filter that cuts both the low frequency component and the high frequency component may be used, and the above implementation is performed by appropriately selecting the cutoff frequency. It has the same effect as the example. In this case, there is a side effect that high frequency noise can be removed.

【0018】[0018]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上のように、この考案によれば慣性航法装置出力と姿勢検出器出力の偏差の 低周波数成分をカットするHPFを加えたので、両者にオフセット誤差、ドリフ ト誤差があっても除去して外界と画像を正しく重ねられ、視認性が向上する。 As described above, according to the present invention, since the HPF that cuts the low frequency component of the deviation between the output of the inertial navigation system and the output of the attitude detector is added, even if there are offset error and drift error in both, they are removed and the external environment is removed. The images are correctly overlaid and the visibility is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この考案の実施例1を示す撮像装置の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image pickup apparatus showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この考案の実施例2を示す撮像装置の構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram of an image pickup apparatus showing a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の撮像装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional imaging device.

【図4】他の従来の撮像装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of another conventional imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 航空機 2 撮像部 3 画像信号 4 ヘッドアップディスプレイ 5 操作者 6 視軸 7 視軸 8 慣性航法装置 9 姿勢角信号 10 姿勢検出器 11 姿勢角信号 12 ジンバル回転部 13 加減算部 14 演算出力 15 駆動部 16 駆動力 17 画像移動部 18 画像信号 19 ハイパスフィルタ 20 演算出力 1 Aircraft 2 Imaging Unit 3 Image Signal 4 Head-Up Display 5 Operator 6 Sight Axis 7 Sight Axis 8 Inertial Navigation Device 9 Attitude Angle Signal 10 Attitude Detector 11 Attitude Angle Signal 12 Gimbal Rotating Unit 13 Addition / Subtraction Unit 14 Calculation Output 15 Driving Unit 16 Driving force 17 Image moving part 18 Image signal 19 High pass filter 20 Calculation output

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 航空機の翼に取りつけられたジンバル回
転部と、上記ジンバル回転部により視軸方向を変えるこ
とのできる撮像部と、上記撮像部で取得した画像を表示
し、かつ操作者が外界を見通せるヘッドアップディスプ
レイと、上記撮像部の翼への固定個所の姿勢角を検出す
る姿勢検出器と、上記ヘッドアップディスプレイの視軸
の姿勢角を検出する慣性航法装置と、上記姿勢検出器と
慣性航法装置の出力から撮像部とヘッドアップディスプ
レイの視軸の偏差を打ち消すジンバル回転部の回転角を
算出する加減算部と、上記加減算部の出力の低周波数成
分を除去するハイパスフィルタと、上記ハイパスフィル
タの出力をジンバル回転部の駆動力に変換する駆動部と
を備えた撮像装置。
1. A gimbal rotating unit attached to a wing of an aircraft, an image capturing unit capable of changing a visual axis direction by the gimbal rotating unit, an image acquired by the image capturing unit is displayed, and an operator operates an external environment. A head-up display that can see through, an attitude detector that detects the attitude angle of a fixed part of the imaging unit to the wing, an inertial navigation device that detects the attitude angle of the visual axis of the head-up display, and the attitude detector. An adder-subtractor that calculates the rotation angle of the gimbal rotating unit that cancels the deviation of the visual axis of the image pickup unit and the head-up display from the output of the inertial navigation device, a high-pass filter that removes low-frequency components of the output of the adder-subtractor, and the high-pass filter. An image pickup apparatus comprising: a drive unit that converts the output of the filter into the drive force of the gimbal rotation unit.
【請求項2】 航空機の翼に取付けられた撮像部と、上
記撮像部で取得した画像の表示位置を移動させる画像移
動部と上記画像移動部の出力する画像信号を表示し、か
つ操作者が外界を見通せるヘッドアップディスプレイ
と、上記撮像部の姿勢角を検出する姿勢検出器と、上記
ヘッドアップディスプレイの視軸の姿勢角を検出する慣
性航法装置と、上記姿勢検出器と慣性航法装置の出力か
ら撮像部とヘッドアップディスプレイの視軸の偏差を打
ち消す画像移動部での画像移動量を算出する加減算部
と、上記加減算部の出力の低周波数成分を除去するハイ
パスフィルタとを備えた撮像装置。
2. An image pickup unit attached to a wing of an aircraft, an image moving unit for moving a display position of an image acquired by the image pickup unit, and an image signal output from the image moving unit are displayed by an operator. Head-up display that can see the outside world, attitude detector that detects the attitude angle of the image pickup unit, inertial navigation device that detects the attitude angle of the visual axis of the head-up display, and output of the attitude detector and inertial navigation device An image pickup apparatus including: an addition / subtraction unit that calculates an image movement amount in an image movement unit that cancels a deviation between the image pickup unit and the visual axis of the head-up display; and a high-pass filter that removes a low-frequency component of the output of the addition / subtraction unit.
JP7268191U 1991-09-10 1991-09-10 Imaging device Pending JPH0522299U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018095235A (en) * 2016-11-01 2018-06-21 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Com Flight control system with low-frequency instrument landing system localizer anomaly detection and method of use thereof

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