JPH06105216A - 電子ジンバルシステム - Google Patents
電子ジンバルシステムInfo
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- JPH06105216A JPH06105216A JP5086448A JP8644893A JPH06105216A JP H06105216 A JPH06105216 A JP H06105216A JP 5086448 A JP5086448 A JP 5086448A JP 8644893 A JP8644893 A JP 8644893A JP H06105216 A JPH06105216 A JP H06105216A
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- sensor
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7864—T.V. type tracking systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
- H04N23/681—Motion detection
- H04N23/6812—Motion detection based on additional sensors, e.g. acceleration sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
- H04N23/682—Vibration or motion blur correction
- H04N23/683—Vibration or motion blur correction performed by a processor, e.g. controlling the readout of an image memory
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、機械的ジンバルシステムの機械的
複雑さを除去した小型でピッチ、ロール、ヨーの３つの
軸全てで動作可能な電子ジンバルシステムを得ることを
目的とする。 【構成】 センサからの連続的画像を安定化するために
値を有する各画素の情景の画素位置の表示を含む所望の
情景の入力信号を蓄積する入力フレーム蓄積装置12と、
システムに関連するセンサのオフセットを測定する慣性
センサシステム16と、入力信号を慣性座標システムと整
列するための変換手段14とを有し、変換手段は慣性セン
サ手段16からのオフセット信号を受信し、各画素位置を
ランダムにアクセスするように動作可能であることこと
を特徴とする。変換手段14はアドレス検索計算器であ
り、入力信号とオフセット信号を受信して入力信号を慣
性座標システムと整列させる。
複雑さを除去した小型でピッチ、ロール、ヨーの３つの
軸全てで動作可能な電子ジンバルシステムを得ることを
目的とする。 【構成】 センサからの連続的画像を安定化するために
値を有する各画素の情景の画素位置の表示を含む所望の
情景の入力信号を蓄積する入力フレーム蓄積装置12と、
システムに関連するセンサのオフセットを測定する慣性
センサシステム16と、入力信号を慣性座標システムと整
列するための変換手段14とを有し、変換手段は慣性セン
サ手段16からのオフセット信号を受信し、各画素位置を
ランダムにアクセスするように動作可能であることこと
を特徴とする。変換手段14はアドレス検索計算器であ
り、入力信号とオフセット信号を受信して入力信号を慣
性座標システムと整列させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ジンバルシステ
ム、特に画像センサからの画像を安定にするための画像
安定電子ジンバルシステムに関する。
ム、特に画像センサからの画像を安定にするための画像
安定電子ジンバルシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】目標のタ−ゲットを追跡するための画像
センサを備えているタ−ゲット捜索画像システムは技術
的に知られている。慣性の画像安定は安定した座標フレ
−ムの画像デ−タの信号処理を許容するようにミサイル
または航空機のような移動するプラットフォ−ムに設け
られている画像センサを通常必要とする。ミサイルまた
は航空機が空気中を飛行するとき動揺等により生じる振
動のためにプラットフォ−ムは変動するので、一時期の
ビデオデ−タフレ−ムとしてセンサにより感知される情
景はビデオデ−タの連続的フレ−ムと整列せず、従って
画像に重大なひずみをもたらす。それ故画像安定を行う
ことにより目標のタ−ゲットはより高い画像解像度で効
率的に追跡される。
センサを備えているタ−ゲット捜索画像システムは技術
的に知られている。慣性の画像安定は安定した座標フレ
−ムの画像デ−タの信号処理を許容するようにミサイル
または航空機のような移動するプラットフォ−ムに設け
られている画像センサを通常必要とする。ミサイルまた
は航空機が空気中を飛行するとき動揺等により生じる振
動のためにプラットフォ−ムは変動するので、一時期の
ビデオデ−タフレ−ムとしてセンサにより感知される情
景はビデオデ−タの連続的フレ−ムと整列せず、従って
画像に重大なひずみをもたらす。それ故画像安定を行う
ことにより目標のタ−ゲットはより高い画像解像度で効
率的に追跡される。
【０００３】典型的に慣性の安定は過去において機械的
ジンバルにより専ら行われていた。機械的ジンバルは通
常、振動妨害と反対方向のトルクをセンサに供給し、従
ってその周辺でプラットフォ−ムが振動するときをセン
サの方向が一定に維持されることができるためのトルク
装置を含む種々の異なった支持構造の１つを有する。通
常、分離したジンバルが慣性座標フレ−ムのそれぞれロ
ール、ヨーおよびピッチ軸のために必要とされている。
知られているようにプラットフォ−ムのロール方向の安
定はセンサから捜索システムの他の素子への電気接続を
提供するためにスリップリング等が必要なために非常に
複雑である。
ジンバルにより専ら行われていた。機械的ジンバルは通
常、振動妨害と反対方向のトルクをセンサに供給し、従
ってその周辺でプラットフォ−ムが振動するときをセン
サの方向が一定に維持されることができるためのトルク
装置を含む種々の異なった支持構造の１つを有する。通
常、分離したジンバルが慣性座標フレ−ムのそれぞれロ
ール、ヨーおよびピッチ軸のために必要とされている。
知られているようにプラットフォ−ムのロール方向の安
定はセンサから捜索システムの他の素子への電気接続を
提供するためにスリップリング等が必要なために非常に
複雑である。
【０００４】１つの応用では慣性の安定以外の理由で画
像をロールする必要性が存在している。このような応用
の１つは航空機搭載の赤外線画像システム用にヘルメッ
トに設置されたディスプレイである。航空機のコックピ
ットに設けられているセンサは頭部の動作に対応した方
向を赤外線画像センサが示すようにオペレ−タの頭部の
動作を感知する。画像システムのこれらの小型化された
形態では機械的ロールジンバルは通常、オペレ−タの頭
部が横に揺れるときセンサをロールすることが必要であ
る。
像をロールする必要性が存在している。このような応用
の１つは航空機搭載の赤外線画像システム用にヘルメッ
トに設置されたディスプレイである。航空機のコックピ
ットに設けられているセンサは頭部の動作に対応した方
向を赤外線画像センサが示すようにオペレ−タの頭部の
動作を感知する。画像システムのこれらの小型化された
形態では機械的ロールジンバルは通常、オペレ−タの頭
部が横に揺れるときセンサをロールすることが必要であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】画像センサを備えてい
るタ−ゲット捜索システム等は物理的に小型であり、ま
たよりよい画像解像度に設計されており、機械的ジンバ
ルの安定システムの物理的な要求はより複雑で改良され
ているので生産コストが高価である。事実、タ−ゲット
捜索システムのスペースの要求はロール方向の機械的ジ
ンバルを提供する能力を越えている。従ってこの問題を
解決する必要がある。
るタ−ゲット捜索システム等は物理的に小型であり、ま
たよりよい画像解像度に設計されており、機械的ジンバ
ルの安定システムの物理的な要求はより複雑で改良され
ているので生産コストが高価である。事実、タ−ゲット
捜索システムのスペースの要求はロール方向の機械的ジ
ンバルを提供する能力を越えている。従ってこの問題を
解決する必要がある。
【０００６】電子画像安定器は最近ビデオカメラの技術
において導入されている。１例ではビデオカムコ−ダは
画像安定を行うために振動タイプのジャイロスコ−プセ
ンサを含む自動画像安定システムを伴っている。文献
（C. M. Oshima他、“VHS Camcorder with Electronics
Image Stabilizer ”、IEEE Transactions on Consume
r Electronics 、35巻、No.4、1989年11月参照）。この
システムはピッチとヨー方向で動作可能であることが明
白であるが、ロール方向の妨害を補正することには応用
できない。さらに、このシステムはビデオデ−タのクロ
ックシ−ケンスを変更する方法を使用し、従って検出器
のタイミング信号へのアクセスを必要とする。その結果
これは遠隔位にカメラを設置する能力を限定する。従来
技術のジンバルシステムの機械的複雑性とスペース要求
の問題を避け、さらにピッチ、ロール、ヨーの３つの軸
全てで動作可能であるジンバルシステムが求められてい
る。それ故本発明の目的は、このようなジンバルシステ
ムを提供することである。
において導入されている。１例ではビデオカムコ−ダは
画像安定を行うために振動タイプのジャイロスコ−プセ
ンサを含む自動画像安定システムを伴っている。文献
（C. M. Oshima他、“VHS Camcorder with Electronics
Image Stabilizer ”、IEEE Transactions on Consume
r Electronics 、35巻、No.4、1989年11月参照）。この
システムはピッチとヨー方向で動作可能であることが明
白であるが、ロール方向の妨害を補正することには応用
できない。さらに、このシステムはビデオデ−タのクロ
ックシ−ケンスを変更する方法を使用し、従って検出器
のタイミング信号へのアクセスを必要とする。その結果
これは遠隔位にカメラを設置する能力を限定する。従来
技術のジンバルシステムの機械的複雑性とスペース要求
の問題を避け、さらにピッチ、ロール、ヨーの３つの軸
全てで動作可能であるジンバルシステムが求められてい
る。それ故本発明の目的は、このようなジンバルシステ
ムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は妨害振動を受け
るプラットフォ−ムに設けられている画像センサシステ
ムからの連続的なビデオ画像の画像安定用に単独または
機械的ジンバルと組み合わせて使用される電子ジンバル
システムを提供する。特に慣性センサはビデオ入力信号
が慣性座標システムに関して再配置されるように慣性座
標システムに関してプラットフォ−ムがどの程度妨害振
動を生じるかについての出力信号を提供するため画像シ
ステムの一部として組込まれている。
るプラットフォ−ムに設けられている画像センサシステ
ムからの連続的なビデオ画像の画像安定用に単独または
機械的ジンバルと組み合わせて使用される電子ジンバル
システムを提供する。特に慣性センサはビデオ入力信号
が慣性座標システムに関して再配置されるように慣性座
標システムに関してプラットフォ−ムがどの程度妨害振
動を生じるかについての出力信号を提供するため画像シ
ステムの一部として組込まれている。
【０００８】好ましい１実施例ではセンサにより感知さ
れる画像の画素位置を示すデジタル信号は入力フレ−ム
蓄積装置に供給される。蓄積装置は画像の２次元のアレ
イとしてデジタル信号をアドレス検索計算器に供給す
る。アドレス検索計算器は各画素位置の蓄積位置をラン
ダムにアドレスするための手段を提供する。アドレス検
索計算器は慣性センサからも信号を受信し、この慣性セ
ンサは慣性座標システムに関してプラットフォ−ム位置
を決定する。アドレス検索計算器は、慣性センサからの
信号に応じて入力フレ−ム蓄積装置からの２次元入力フ
レ−ム画像の各画素位置を調節し、変更された画像を安
定した画像としてデジタルビデオ信号を出力する出力フ
レ−ム蓄積装置に供給する。アドレス検索計算器は画像
を再整列するため入力フレ−ム蓄積装置からの画像を垂
直および水平にオフセットした好ましい数の画素に調節
するか、或いは所望の安定出力を得るため画素の加重さ
れた和を平均するため補間アルゴリズムを供給すること
ができる。
れる画像の画素位置を示すデジタル信号は入力フレ−ム
蓄積装置に供給される。蓄積装置は画像の２次元のアレ
イとしてデジタル信号をアドレス検索計算器に供給す
る。アドレス検索計算器は各画素位置の蓄積位置をラン
ダムにアドレスするための手段を提供する。アドレス検
索計算器は慣性センサからも信号を受信し、この慣性セ
ンサは慣性座標システムに関してプラットフォ−ム位置
を決定する。アドレス検索計算器は、慣性センサからの
信号に応じて入力フレ−ム蓄積装置からの２次元入力フ
レ−ム画像の各画素位置を調節し、変更された画像を安
定した画像としてデジタルビデオ信号を出力する出力フ
レ−ム蓄積装置に供給する。アドレス検索計算器は画像
を再整列するため入力フレ−ム蓄積装置からの画像を垂
直および水平にオフセットした好ましい数の画素に調節
するか、或いは所望の安定出力を得るため画素の加重さ
れた和を平均するため補間アルゴリズムを供給すること
ができる。
【０００９】本発明の付加的な目的、利点、特徴は図面
を伴って後述の説明、添付の特許請求の範囲により明白
である。
を伴って後述の説明、添付の特許請求の範囲により明白
である。
【００１０】
【実施例】電子ジンバルシステムに関する好ましい実施
例の以下の説明は本質的に単なる例示であり、本発明ま
たはその応用または使用を限定するものではない。
例の以下の説明は本質的に単なる例示であり、本発明ま
たはその応用または使用を限定するものではない。
【００１１】図１を参照すると、本発明の好ましい１実
施例による電子ジンバルシステム10の概略的なブロック
図が示されている。１つの応用では電子ジンバルシステ
ム10はミサイルまたは航空機に備えられているタ−ゲッ
ト捜索システムの一部である。通常画像センサ（図示せ
ず）からのアナログビデオ信号を受信するアナログデジ
タルコンバ−タ（図示せず）から得られた特定の情景の
入力デジタルビデオ信号は入力フレ−ム蓄積装置12に供
給される。入力フレ−ム蓄積装置12は２次元のアレイの
値としてデジタルビデオ信号を蓄積し、ここで各値は画
素の強度を示し、または赤外線センサの場合、情景画像
の画素の温度を示す。従ってビデオデ−タのフレ−ムは
連続的に入力フレ−ム蓄積装置12に蓄積される。図２は
特定のｘ−ｙ慣性座標システムに関するビデオデ−タの
フレ−ムのいくつかの画素のグラフ的表示を与えてい
る。各方形はデジタル入力デ−タの値により示される画
素位置である。さらに多数の方形は後述する既知の処理
装置によりアドレス可能な座標軸に関する位置的値でラ
ベルを付けられている。
施例による電子ジンバルシステム10の概略的なブロック
図が示されている。１つの応用では電子ジンバルシステ
ム10はミサイルまたは航空機に備えられているタ−ゲッ
ト捜索システムの一部である。通常画像センサ（図示せ
ず）からのアナログビデオ信号を受信するアナログデジ
タルコンバ−タ（図示せず）から得られた特定の情景の
入力デジタルビデオ信号は入力フレ−ム蓄積装置12に供
給される。入力フレ−ム蓄積装置12は２次元のアレイの
値としてデジタルビデオ信号を蓄積し、ここで各値は画
素の強度を示し、または赤外線センサの場合、情景画像
の画素の温度を示す。従ってビデオデ−タのフレ−ムは
連続的に入力フレ−ム蓄積装置12に蓄積される。図２は
特定のｘ−ｙ慣性座標システムに関するビデオデ−タの
フレ−ムのいくつかの画素のグラフ的表示を与えてい
る。各方形はデジタル入力デ−タの値により示される画
素位置である。さらに多数の方形は後述する既知の処理
装置によりアドレス可能な座標軸に関する位置的値でラ
ベルを付けられている。
【００１２】入力フレ−ム蓄積装置12からの出力信号は
ビデオデ−タのフレ−ムの各画素のアドレス位置を提供
するアドレス検索計算器14に供給される。アドレス検索
計算器14は適当なマイクロプロセッサまたはアドレス計
算を行う特殊な集積回路である。既知の応用可能な集積
回路はＴＲＷ社により製造され、画像再シ−ケンスサン
プラ、ＴＭＳ2301と呼ばれているものである。さらにア
ドレス検索計算器14には示されているように慣性センサ
16からのフレ−ムオフセット信号が供給される。慣性セ
ンサ16は当業者によく知られているジャイロスコ−プの
ような応用可能な慣性センサでよい。ジャイロスコ−プ
慣性センサは質量の回転軸に関して（プラットフォ−ム
の振動により生じるような）外部トルクにより質量が歳
差運動される程度を示す信号を与えるための適切な検出
回路を有する回転質量を含む。アドレス検索計算器14か
らの出力は安定されるデジタルビデオ出力信号の連続的
フレ−ムを蓄積する出力フレ−ム蓄積装置に供給され
る。出力フレ−ム蓄積装置18からの出力は技術で知られ
ているように次の画像処理装置に供給される。
ビデオデ−タのフレ−ムの各画素のアドレス位置を提供
するアドレス検索計算器14に供給される。アドレス検索
計算器14は適当なマイクロプロセッサまたはアドレス計
算を行う特殊な集積回路である。既知の応用可能な集積
回路はＴＲＷ社により製造され、画像再シ−ケンスサン
プラ、ＴＭＳ2301と呼ばれているものである。さらにア
ドレス検索計算器14には示されているように慣性センサ
16からのフレ−ムオフセット信号が供給される。慣性セ
ンサ16は当業者によく知られているジャイロスコ−プの
ような応用可能な慣性センサでよい。ジャイロスコ−プ
慣性センサは質量の回転軸に関して（プラットフォ−ム
の振動により生じるような）外部トルクにより質量が歳
差運動される程度を示す信号を与えるための適切な検出
回路を有する回転質量を含む。アドレス検索計算器14か
らの出力は安定されるデジタルビデオ出力信号の連続的
フレ−ムを蓄積する出力フレ−ム蓄積装置に供給され
る。出力フレ−ム蓄積装置18からの出力は技術で知られ
ているように次の画像処理装置に供給される。
【００１３】動作において、入力フレ−ム蓄積装置12は
慣性センサ16により測定された慣性オフセットがビデオ
入力信号の異なった画素の位置を共通の慣性座標システ
ムと整列するように変更するために使用されるように２
次元入力デジタルビデオ信号を慣性センサ16からのオフ
セット信号と共にアドレス検索計算器14に供給する。入
力信号は既に機械的安定処理を受けている。アドレス検
索計算器14は入力フレ−ム蓄積装置12の画像デ−タが慣
性的に安定した位置に再蓄積されるように入力信号の画
素オフセットを算出するために数学変換アルゴリズムを
使用する。
慣性センサ16により測定された慣性オフセットがビデオ
入力信号の異なった画素の位置を共通の慣性座標システ
ムと整列するように変更するために使用されるように２
次元入力デジタルビデオ信号を慣性センサ16からのオフ
セット信号と共にアドレス検索計算器14に供給する。入
力信号は既に機械的安定処理を受けている。アドレス検
索計算器14は入力フレ−ム蓄積装置12の画像デ−タが慣
性的に安定した位置に再蓄積されるように入力信号の画
素オフセットを算出するために数学変換アルゴリズムを
使用する。
【００１４】例えば、入力フレ−ム蓄積装置12中の画像
が図２の画素表示のデ−タ点（ａ，ｂ）により示されて
いるように慣性センサ16により上方向に垂直に2.6 画
素、平行に右方向に1.2 画素だけ慣性標準（座標フレ−
ムの（ｘ，ｙ位置））から転移していると感知されるも
のと仮定する。最も簡単な変換では、アドレス検索計算
器14は入力信号の各画素位置の垂直アドレスから垂直方
向の３つの画素位置（整数に近似させた2.6 ）を引算
し、入力信号の各画素位置の水平アドレスから水平方向
の１画素位置（整数に近似させた1.2 ）を引算すること
により入力フレ−ム蓄積装置12に蓄積されたとき入力画
像からオフセットされる出力画像を提供する。アドレス
検索計算器14はこの出力を出力フレ−ム蓄積装置18に供
給する。従って画像の各感知された不整列の画素位置に
最も近接した画素位置は適切な位置として選択される。
感知されたオフセットは（この例で示されているよう
に）正確な画素位置と対応しないので入力画像デ−タが
存在しない出力フレ−ム蓄積装置18の一部が存在する。
それは入力および出力画像が完全に重複しないからであ
る。反対に使用されない入力フレ−ム蓄積装置12の一部
が存在する。
が図２の画素表示のデ−タ点（ａ，ｂ）により示されて
いるように慣性センサ16により上方向に垂直に2.6 画
素、平行に右方向に1.2 画素だけ慣性標準（座標フレ−
ムの（ｘ，ｙ位置））から転移していると感知されるも
のと仮定する。最も簡単な変換では、アドレス検索計算
器14は入力信号の各画素位置の垂直アドレスから垂直方
向の３つの画素位置（整数に近似させた2.6 ）を引算
し、入力信号の各画素位置の水平アドレスから水平方向
の１画素位置（整数に近似させた1.2 ）を引算すること
により入力フレ−ム蓄積装置12に蓄積されたとき入力画
像からオフセットされる出力画像を提供する。アドレス
検索計算器14はこの出力を出力フレ−ム蓄積装置18に供
給する。従って画像の各感知された不整列の画素位置に
最も近接した画素位置は適切な位置として選択される。
感知されたオフセットは（この例で示されているよう
に）正確な画素位置と対応しないので入力画像デ−タが
存在しない出力フレ−ム蓄積装置18の一部が存在する。
それは入力および出力画像が完全に重複しないからであ
る。反対に使用されない入力フレ−ム蓄積装置12の一部
が存在する。
【００１５】不適合な整列のために最も近接した画素位
置を選択する処理が少量の画像劣化をもたらすので代り
の方法が考えられる。代りの例では各入力画素位置にお
いて加重された画素値が入力画像中の変換された画素ア
ドレスに近接した複数の画素から計算される。この技術
は技術的に知られており、通常「再サンプリング」と呼
ばれている。通常再サンプリング技術は線形加重を行う
ため主要な画素位置に最も近い４つの画素位置を使用す
る。
置を選択する処理が少量の画像劣化をもたらすので代り
の方法が考えられる。代りの例では各入力画素位置にお
いて加重された画素値が入力画像中の変換された画素ア
ドレスに近接した複数の画素から計算される。この技術
は技術的に知られており、通常「再サンプリング」と呼
ばれている。通常再サンプリング技術は線形加重を行う
ため主要な画素位置に最も近い４つの画素位置を使用す
る。
【００１６】線形加重の処理は「双線形補間」により達
成される。双線形補間で使用される典型的に知られてい
る式は以下のように説明できる。
成される。双線形補間で使用される典型的に知られてい
る式は以下のように説明できる。
【００１７】 Ｐ（ｘ＋ａ，ｙ＋ｂ）＝（１−ａ）（１−ｂ）Ｐ（ｘｙ）＋ （１−ａ）ｂＰ（ｘ，ｙ＋１）＋ ａ（１−ｂ）Ｐ（ｘ＋１，ｙ）＋ ａｂＰ（ｘ＋１，ｙ＋１） ここでｘとｙは画素位置表示であり、ａとｂはｘ、ｙ座
標の主要画素の空間的位置の分数部分でありＰは画素強
度表示である。慣性センサ16がプラットフォ−ムオフセ
ットを測定すると、入力蓄積装置12からの各画素位置は
前述の加重式の変換を受ける。この加重処理の効果は合
計処理において距離が近いほど接近した４つの画素を高
く加重し、距離が離れるほど近接した４つの画素を低く
加重する。
標の主要画素の空間的位置の分数部分でありＰは画素強
度表示である。慣性センサ16がプラットフォ−ムオフセ
ットを測定すると、入力蓄積装置12からの各画素位置は
前述の加重式の変換を受ける。この加重処理の効果は合
計処理において距離が近いほど接近した４つの画素を高
く加重し、距離が離れるほど近接した４つの画素を低く
加重する。
【００１８】例えば、画素が丁度Ｐ（ｘ、ｙ）に中心を
置くと、ａ＝ｂ＝０でＰのみが合計で使用される。
置くと、ａ＝ｂ＝０でＰのみが合計で使用される。
【００１９】前述の電子ジンバルシステムは単独または
機械的ジンバルシステムと組合わせて使用されることが
できる。機械的ジンバルシステムと組み合わせて使用す
るとき機械的ジンバルシステムは通常粗調節を行い、電
子ジンバルシステムは適切な微同調調節を行う。単一の
軸に多数のジンバルを含むジンバル構造は典型的に内部
ジンバル構造と外部ジンバル構造を使用し、内部ジンバ
ル構造は非常に高度の安定のために適切な微同調調節を
行う。このようなシステムでは前述したように内部機械
的ジンバル構造を電子ジンバルシステムに置換すること
が提案されている。
機械的ジンバルシステムと組合わせて使用されることが
できる。機械的ジンバルシステムと組み合わせて使用す
るとき機械的ジンバルシステムは通常粗調節を行い、電
子ジンバルシステムは適切な微同調調節を行う。単一の
軸に多数のジンバルを含むジンバル構造は典型的に内部
ジンバル構造と外部ジンバル構造を使用し、内部ジンバ
ル構造は非常に高度の安定のために適切な微同調調節を
行う。このようなシステムでは前述したように内部機械
的ジンバル構造を電子ジンバルシステムに置換すること
が提案されている。
【００２０】前述の説明は本発明の単なる実施例を説明
し、記載した。当業者はこのような説明、添付の図面、
請求の範囲から請求項で限定されている本発明の技術的
範囲から逸脱することなく種々の変形、応用が行われる
ものと容易に理解するであろう。
し、記載した。当業者はこのような説明、添付の図面、
請求の範囲から請求項で限定されている本発明の技術的
範囲から逸脱することなく種々の変形、応用が行われる
ものと容易に理解するであろう。
【図１】本発明の好ましい１実施例の電子ジンバルシス
テムの概略的なブロック図。
テムの概略的なブロック図。
【図２】予め定められた座標フレ−ムに整列した画像画
像の表示の説明図。
像の表示の説明図。
Claims (18)
- 【請求項１】 センサからの連続的画像を安定化する電
子ジンバルシステムにおいて、 値を有する各画素の情景の画素位置の表示を含む所望の
情景の入力信号を提供する手段と、 １度以上の自由度の慣性座標システムに関連するセンサ
のオフセットを測定するための慣性センサシステムと、 入力信号を慣性座標システムと整列するための変換手段
とを有し、前記変換手段は慣性センサ手段からのオフセ
ット信号を受信し、各画素位置をランダムにアクセスす
るように動作可能であることを特徴とする電子ジンバル
システム。 - 【請求項２】 入力信号の受信し、画素位置の２次元ア
レイとしてそれを蓄積するための入力フレ−ム蓄積手段
を備え、この入力フレ−ム蓄積手段は変換手段へ画素値
のアレイを出力するように動作可能である請求項１記載
の電子ジンバルシステム。 - 【請求項３】 変換手段により出力された画素位置の安
定されたアレイを蓄積するための出力フレ−ム蓄積手段
を具備している請求項１記載の電子ジンバルシステム。 - 【請求項４】 慣性センサ手段がジャイロスコ−プであ
り、このジャイロスコ−プはセンサの妨害振動力を表示
するオフセット信号を提供する請求項１記載の電子ジン
バルシステム。 - 【請求項５】 変換手段は入力信号とオフセット信号を
受信して入力信号を慣性座標システムと整列するアドレ
ス検索計算器であり、前記アドレス検索計算器は入力信
号の各画素位置をランダムにアドレスするように動作可
能である請求項１記載の電子ジンバルシステム。 - 【請求項６】 変換手段が各画素位置をランダムにアド
レスするように動作可能であり、変換手段は各アドレス
可能な画素位置に対する予め定められた画素位置を選択
的に加重し、アドレス可能な画素位置の値として画素値
の加重合計を提供する双線形補間を使用する請求項１記
載の電子ジンバルシステム。 - 【請求項７】 変換手段が慣性座標システムの安定され
た画素位置に関連する測定されたオフセットの量に応じ
て距離が近いほど近接した画素を高く選択的に加重する
請求項６記載の電子ジンバルシステム。 - 【請求項８】 慣性センサ手段が少なくとも３つの事実
上直交する自由度でオフセットを測定するように動作可
能であり、変換手段は少なくとも３度の自由度のそれぞ
れの出力信号を整列するように動作可能である請求項１
記載の電子ジンバルシステム。 - 【請求項９】 ジンバルシステムが機械的ジンバルシス
テムを伴って使用される請求項１記載の電子ジンバルシ
ステム。 - 【請求項１０】 センサからの一連の画像を安定化する
方法において、 所望の情景の入力信号の値を有する各画素表示を提供
し、 少なくとも１度の自由度で慣性座標システムに関するセ
ンサのオフセットを測定し、 入力信号の画素表示が測定されたオフセットにより決定
された量に各画素値を調節することにより慣性座標シス
テムと整列するように変換する段階からなり、変換段階
は画素表示の各画素位置をランダムにアクセスすること
が可能な段階を含むセンサからの一連の画像を安定化す
る方法。 - 【請求項１１】 入力信号を画素位置の２次元アレイと
して蓄積し、画素位置の２次元アレイを変換手段に出力
するために入力信号を入力フレ−ム蓄積装置に供給する
段階を含む請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 画素位置の整列したフレ−ムを蓄積す
るために変換された信号を出力フレ−ム蓄積装置に供給
する段階を含む請求項１０記載の方法。 - 【請求項１３】 センサのオフセットを測定する段階
が、ジャイロスコ−プによりセンサのオフセットを測定
する段階を含み、前記ジャイロスコ−プはセンサの妨害
振動力を表すオフセット信号を提供する請求項１０記載
の方法。 - 【請求項１４】 入力信号の変換段階が入力信号の画素
表示の位置をランダムにアドレスするように入力信号を
アドレス検索計算器に供給する段階を含む請求項１０記
載の方法。 - 【請求項１５】 入力信号の変換段階が各画素位置の加
重された画素値の合計を提供するために双線形補間を入
力信号に適用する段階を含む請求項１０記載の方法。 - 【請求項１６】 双線形補間を適用する段階が、慣性座
標システムの安定された画素位置に関して測定されたオ
フセットの量に応じて距離が近いほど近接した画素を高
く選択的に加重する請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 画素表示を行い、オフセットを測定
し、画素表示の変換を行う安定化段階が機械的ジンバル
システムを使用するシステム中に含まれている請求項１
０記載の方法。 - 【請求項１８】 オフセット測定段階が少なくとも３度
の自由度でのオフセットの測定を含み、変換段階が各自
由度に対して画素位置を変換する請求項１０記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US07/867,653 US5438361A (en) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | Electronic gimbal system for electronically aligning video frames from a video sensor subject to disturbances |
| US867653 | 1992-04-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06105216A true JPH06105216A (ja) | 1994-04-15 |
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| JP (1) | JPH06105216A (ja) |
| AU (1) | AU655721B2 (ja) |
| CA (1) | CA2093160C (ja) |
| IL (1) | IL105093A (ja) |
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