JPH0886851A - Image target distance measuring apparatus - Google Patents

Image target distance measuring apparatus

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Publication number
JPH0886851A
JPH0886851A JP22349494A JP22349494A JPH0886851A JP H0886851 A JPH0886851 A JP H0886851A JP 22349494 A JP22349494 A JP 22349494A JP 22349494 A JP22349494 A JP 22349494A JP H0886851 A JPH0886851 A JP H0886851A
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JP
Japan
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target
distance
image
data
distance measuring
Prior art date
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Pending
Application number
JP22349494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Uchiyama
裕之 内山
Takashi Kurokawa
孝 黒川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0886851A publication Critical patent/JPH0886851A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To obtain an image target distance measuring apparatus which is loaded onto an airplane, by which the distance between a target such as a fleet or the like and the airplane is measured and by which a distance measuring error can be corrected. CONSTITUTION: A part in which a temperature becomes highest on a target is measured by an infrared camera 14a, an image processing part 7 and a high- temperature position detection part 8a. It is used as a distance measuring point. In a distance computation part 11a, altitude data by an altimeter 6 is corrected by using altitude data on a target high-temperature part in a target data storage part 10a. The distance between an airplane and the target is computed on the basis of angle information on the distance measuring point and on the basis of a corrected altitude.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、航空機に搭載し艦船
等の目標との距離を測定する画像目標測距装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image target distance measuring device mounted on an aircraft for measuring a distance to a target such as a ship.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来の航空機用画像目標測距
装置の構成図で、図において、1bは視野内の目標を集
光結像する光学系、2bは光学系1bで集光結像された
光学像を画像信号に変換する撮像部、3は光学系1bと
撮像部2bからなるカメラ14bの視軸を動かすジンバ
ル部、4は視軸指向を制御し視軸の角度を検出するジン
バル制御・視軸角度検出部、5はカメラ14bを搭載し
ている航空機の慣性基準座標系に対する姿勢角、速度及
び加速度を検出する慣性航法装置、6はカメラ14bを
搭載している航空機の高度を検出する高度計、7は撮像
部2bから得られる画像信号を2値化し目標を抽出する
処理を行う画像処理部、15は画像処理部7で抽出した
目標画像の重心点を算出する重心位置算出部、9は抽出
した目標の慣性基準座標系の角度を算出する目標角度算
出部、11cは目標の角度と航空機の高度から航空機と
目標間の距離を算出する距離算出部、12は算出した距
離を表示する表示部、13はジンバル制御・視軸角度検
出部4に視軸を操作するための角度指令を入力する操作
部である。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a block diagram of a conventional aircraft image target range finder. In the figure, 1b is an optical system for converging and forming a target within a field of view, and 2b is an optical system 1b for converging and converging. An image pickup unit 3 for converting the formed optical image into an image signal, a gimbal unit 3 for moving the visual axis of the camera 14b including the optical system 1b and the image pickup unit 2b, and 4 for controlling the visual axis orientation to detect the angle of the visual axis. Gimbal control / visual axis angle detection unit, 5 is an inertial navigation device that detects the attitude angle, velocity, and acceleration with respect to the inertial reference coordinate system of the aircraft that has the camera 14b, and 6 is the altitude of the aircraft that has the camera 14b. An altimeter for detecting the position, 7 is an image processing unit for binarizing an image signal obtained from the image pickup unit 2b, and extracting a target, and 15 is a barycentric position calculation for calculating a barycentric point of the target image extracted by the image processing unit 7. Part 9 is the inertial group of the extracted target A target angle calculation unit that calculates the angle of the coordinate system, 11c is a distance calculation unit that calculates the distance between the aircraft and the target from the angle of the target and the altitude of the aircraft, 12 is a display unit that displays the calculated distance, and 13 is gimbal control. An operation unit for inputting an angle command for operating the visual axis to the visual axis angle detection unit 4.

【0003】次に図10を用いて動作について説明す
る。光学系1bより結像された光学像は撮像部2bによ
り画像信号として出力される。ここで、操縦者は目視で
目標を探知し測距したい目標方向に視軸を向けるため操
作部13により角度指令をジンバル制御・視軸角度検出
部4へ送る。ジンバル制御・視軸角度検出部4からの角
度制御信号によりジンバル部3は視軸を目標方向に向け
る。画像処理部7は、撮像部2bから得られる画像信号
を目標背景レベルを基準とするしきい値により2値化し
目標として抽出する。重心位置算出部15は抽出された
目標画像の重心点を算出し測距点とする。重心点の慣性
座標系での位置は、目標の重心点の画素と視軸との角度
差と航空機の姿勢角から慣性座標系の角度として目標角
度算出部9により算出される。距離算出部11cにおい
て目標の角度情報と高度計6により検出される高度から
“数1”または“数2”により航空機と目標との距離が
算出される。“数1”は地球の丸みを考慮している算出
式で、“数2”は地球の丸みを無視した場合の算出式で
ある。算出された距離は表示部12により表示され操縦
者に明示される。
Next, the operation will be described with reference to FIG. The optical image formed by the optical system 1b is output as an image signal by the imaging unit 2b. Here, the operator sends an angle command to the gimbal control / visual axis angle detection unit 4 by the operation unit 13 in order to visually detect the target and direct the visual axis in the target direction in which the distance measurement is desired. The gimbal unit 3 directs the visual axis toward the target direction by an angle control signal from the gimbal control / visual axis angle detection unit 4. The image processing unit 7 binarizes the image signal obtained from the image pickup unit 2b using a threshold value with the target background level as a reference, and extracts it as a target. The center-of-gravity position calculation unit 15 calculates the center-of-gravity point of the extracted target image and sets it as the distance measuring point. The position of the center of gravity in the inertial coordinate system is calculated by the target angle calculator 9 as an angle in the inertial coordinate system from the angle difference between the pixel of the target center of gravity and the visual axis and the attitude angle of the aircraft. In the distance calculation unit 11c, the distance between the aircraft and the target is calculated from the target angle information and the altitude detected by the altimeter 6 according to "Equation 1" or "Equation 2". "Equation 1" is a calculation formula that considers the roundness of the earth, and "Formula 2" is a calculation formula when the roundness of the earth is ignored. The calculated distance is displayed on the display unit 12 and is clearly shown to the operator.

【0004】[0004]

【数1】 [Equation 1]

【0005】[0005]

【数2】 [Equation 2]

【0006】図11は、海上にある艦船に対する測距を
示した図である。航空機と艦船までの距離R2に対して
測距される距離はR1であり、測距中心である目標の重
心点の海面からの高さH2により測距誤差R3が発生す
る。
FIG. 11 is a diagram showing distance measurement for a ship at sea. The distance measured with respect to the distance R2 between the aircraft and the ship is R1, and the distance measurement error R3 occurs due to the height H2 of the target center of gravity, which is the distance measurement center, from the sea surface.

【0007】図12及び図13は、座標系を説明した図
である。図12において座標(XA,YA,ZA)は慣
性航法装置の取付位置を原点とし航空機の機軸を軸XA
とし航空機の鉛直方向を軸ZAとしそれぞれ直交する軸
を軸YAとする機体基準座標系を示す。座標(XO,Y
O,ZO)は慣性航法装置5の取付位置を原点とし重力
方向を軸ZOとし南北方向及び東西方向をそれぞれ軸X
O,軸YOとする慣性基準座標系を示し、また座標(X
C,YC,ZC)はカメラの視軸の方向を示すカメラの
基準座標系で機体基準座標系と平行であり、慣性航法装
置5は機体の姿勢角として慣性基準座標系に対する機体
基準座標系の回転角であるロール角、ピッチ角、ヨー角
を検出する。図13において、視軸を原点とするアジマ
ス角とエレベーション角で表される目標重心点の角度座
標(AZt,ELt)は機体の姿勢角を用いてカメラの
基準座標系から慣性基準座標系の角度座標(AZo,E
Lo)に座標変換される。この慣性基準座標系での目標
のエレベーション角ELoは“数1”及び“数2”の角
度θと同一であり、距離算出に使用される。
12 and 13 are views for explaining the coordinate system. In FIG. 12, the coordinates (XA, YA, ZA) are the origin of the mounting position of the inertial navigation device and the axis of the aircraft is the axis XA.
The airframe reference coordinate system in which the vertical direction of the aircraft is the axis ZA and the orthogonal axes are the axes YA is shown. Coordinates (XO, Y
O, ZO) has an origin at the mounting position of the inertial navigation device 5, the gravity direction is an axis ZO, and north-south direction and east-west direction are respectively axes X.
O indicates the inertial reference coordinate system with the axis YO, and the coordinates (X
C, YC, ZC) is a reference coordinate system of the camera which indicates the direction of the visual axis of the camera and is parallel to the aircraft reference coordinate system. The inertial navigation device 5 uses the aircraft reference coordinate system with respect to the inertial reference coordinate system as the attitude angle of the aircraft. The roll angle, pitch angle, and yaw angle that are the rotation angles are detected. In FIG. 13, the angular coordinates (AZt, ELt) of the target center-of-gravity point represented by the azimuth angle and the elevation angle with the visual axis as the origin are changed from the reference coordinate system of the camera to the inertial reference coordinate system using the attitude angle of the airframe. Angular coordinates (AZo, E
The coordinates are converted into Lo). The target elevation angle ELo in this inertial reference coordinate system is the same as the angle θ of “Equation 1” and “Equation 2” and is used for distance calculation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の画像目標測距装
置は以上のように構成されているので、目標の高さが高
度誤差となるため測距誤差が生じ、特に、航空機の高度
が低い場合に影響が大きいという問題があった。
Since the conventional image target range finder is constructed as described above, the range height error occurs because the height of the target becomes an altitude error, and in particular, the altitude of the aircraft is low. There was a problem that it had a great influence in some cases.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、艦船等の目標の高さにより生じ
る測距誤差を補正できる画像目標測距装置を得ることを
目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an image target distance measuring device capable of correcting a distance measuring error caused by the height of a target such as a ship.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明における画像目
標測距装置は、抽出した目標画像内の特定の部位を検出
する特定部位検出手段と、この特定部位検出手段により
検出した目標特定部位の高度検出手段のゼロ基準面から
の高さデータを記憶しているデータ記憶手段と、目標特
定部位の高さデータにより算出距離を補正する距離算出
手段を具備したものである。
An image target distance measuring apparatus according to the present invention comprises a specific part detecting means for detecting a specific part in an extracted target image, and an altitude of the target specific part detected by the specific part detecting means. The data storage means stores height data from the zero reference plane of the detection means, and the distance calculation means for correcting the calculated distance based on the height data of the target specific portion.

【0011】またこの発明は、赤外線光学系と赤外線撮
像部からなる赤外線カメラと、目標の高温部を検出する
高温位置検出部と、目標の高温部の高さデータを記憶し
ている目標データ記憶部と、目標の高温部の高さデータ
を用いて距離を算出する距離算出部から構成される。
Further, the present invention is an infrared camera comprising an infrared optical system and an infrared imaging section, a high temperature position detecting section for detecting a high temperature section of a target, and a target data storing section for storing height data of the high temperature section of the target. Section and a distance calculation section that calculates a distance using height data of a target high temperature section.

【0012】この発明は、目標画像の重心点を検出する
重心位置検出部と、目標の重心点の高さデータを記憶し
ている目標データ記憶部と、目標の重心点の高さデータ
を用いて距離を算出する距離算出部から構成される。
The present invention uses a barycentric position detecting section for detecting a barycentric point of a target image, a target data storing section for storing height data of the barycentric point of the target, and height data of the barycentric point of the target. And a distance calculation unit that calculates the distance.

【0013】またこの発明は、抽出した目標の画素数を
算出した距離から目標寸法を推定する目標寸法算出部
と、目標特定部位の高さデータと目標の寸法データを記
憶している目標データ記憶部と、推定した目標寸法と目
標データ記憶部のデータから求めた目標との高さデータ
を用いて距離を算出する距離算出部から構成される。
Further, according to the present invention, a target dimension calculating unit for estimating a target dimension from a distance obtained by calculating the extracted target pixel number, and target data storage for storing height data of a target specific portion and target dimension data are stored. And a distance calculation unit that calculates a distance using height data of the estimated target dimension and the target obtained from the data of the target data storage unit.

【0014】この発明は、特定部位検出手段により検出
する目標内の特定部位の数によりデータを分類した目標
データ記憶部と、特定部位検出手段により検出した目標
画像内の特定部位の数から目標データ記憶部の目標を選
択する目標判定部から構成される。
According to the present invention, the target data storage unit classifies the data according to the number of specific parts in the target detected by the specific part detecting means, and the target data from the number of specific parts in the target image detected by the specific part detecting means. It is composed of a target determination unit that selects a target of the storage unit.

【0015】また、この発明は抽出した目標画像の最下
点を測距点とする最下点検出部を具備したものである。
Further, the present invention is provided with a lowest point detecting section which uses the lowest point of the extracted target image as a distance measuring point.

【0016】[0016]

【作用】この発明において、抽出した目標画像内の特定
の部位を検出して測距点とし、測距点の目標の高さデー
タにより算出距離を補正することにより目標の高さによ
る測距誤差を低減する。
In the present invention, a specific area in the extracted target image is detected as a distance measuring point, and the calculated distance is corrected by the height data of the target at the distance measuring point to correct the distance measuring error due to the height of the target. To reduce.

【0017】また、目標画像の高温部が輝度レベルが高
くなる赤外線カメラにより撮像し、目標の高温部を検出
して測距点とし、保有している目標の高温部の高さデー
タにより算出距離を補正することにより目標の高さによ
る測距誤差を低減する。
Further, the high temperature portion of the target image is imaged by an infrared camera having a high brightness level, the target high temperature portion is detected and used as a distance measuring point, and the distance calculated by the height data of the target high temperature portion held. The distance measurement error due to the height of the target is reduced by correcting

【0018】目標の重心点を検出して測距点とし、保有
している目標の重心点の高さデータにより算出距離を補
正することにより目標の高さによる測距誤差を低減す
る。
By detecting the center of gravity of the target as a distance measuring point and correcting the calculated distance by the height data of the center of gravity of the target which is held, the distance measuring error due to the height of the target is reduced.

【0019】また、抽出した目標の画素数と算出した距
離から目標寸法を推定し、予め記憶している目標特定部
位の高さデータ及び目標寸法データから推定した目標寸
法と対応する高さデータを求め、その高さデータをフィ
ードバックさせて距離を逐次再計算することにより複数
の目標データから最適な高さデータを用いて測距誤差を
補正する。
Further, the target dimension is estimated from the extracted target pixel number and the calculated distance, and the height data corresponding to the target dimension estimated from the height data of the target specific portion and the target dimension data stored in advance is obtained. Then, the height data is fed back and the distance is sequentially recalculated to correct the distance measurement error using the optimum height data from the plurality of target data.

【0020】赤外線カメラにより撮像した目標画像から
複数の高温部を検出し、高温部の数で分類したデータか
ら適合したデータを選択することにより、複数の目標デ
ータから最適な高さデータを用いて測距誤差を補正す
る。
By detecting a plurality of high temperature parts from the target image taken by the infrared camera and selecting suitable data from the data classified by the number of high temperature parts, the optimum height data is used from the plurality of target data. Correct the distance measurement error.

【0021】また、抽出した目標画像の最下点を測距点
とすることにより、目標の高さによる測距誤差を低減す
る。
Further, by setting the lowest point of the extracted target image as the distance measuring point, the distance measuring error due to the height of the target is reduced.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

実施例1.図1は、この発明の一実施例を示すブロック
図である。図において、3,4,5,6,7,9,1
2,13は従来の装置と同一のものである。1aは赤外
線を集光結像する赤外線光学系、2aは赤外線光学系1
aで集光結像された光学像を画像信号に変換する赤外線
撮像部、14aは赤外線カメラ、8aは抽出した目標画
像から目標内における高温部を検出する高温位置検出
部、10aは目標の高温部の高度計6のゼロ基準面から
の高さデータを記憶している目標データ記憶部であり、
高度計のゼロ基準面とは目標が艦船の場合は水面であ
る。11aは目標の高さデータにより高度計6の高度デ
ータを補正し距離を算出する距離算出部である。
Example 1. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 1
2 and 13 are the same as the conventional device. Reference numeral 1a is an infrared optical system for focusing and forming infrared rays, and 2a is an infrared optical system 1.
An infrared imaging unit that converts the optical image focused and formed by a into an image signal, 14a is an infrared camera, 8a is a high temperature position detection unit that detects a high temperature portion in the target from the extracted target image, and 10a is a high temperature of the target. Is a target data storage unit that stores height data from the zero reference plane of the altimeter 6 of the section,
The altimeter zero reference plane is the water surface if the target is a ship. Reference numeral 11a is a distance calculation unit that corrects the altitude data of the altimeter 6 based on the target height data and calculates the distance.

【0023】次に図1の動作について説明する。赤外線
光学系1aにより結像された光学像は赤外線撮像部2a
により画像信号として出力される。高温位置検出部8a
において、画像処理部7により抽出された目標画像内の
画像輝度レベルが最大値の画素を特定し高温部を検出す
る。目標を艦船とすると最も高温となる部分は煙突の先
端部であり、赤外線カメラ14aにより測距点になる画
素は煙突位置となる。測距点の慣性座標系での位置は、
測距点の画素と視軸との角度差と航空機の姿勢角から慣
性座標系の角度として目標角度算出部9により算出され
る。距離算出部11aにおいて、高度計6による高度デ
ータは目標データ記憶部10aの喫水から煙突までの高
さデータを用いて“数3”により補正し測距点の画素の
角度情報と補正された高度から“数1”または“数2”
により航空機と目標との距離が算出される。
Next, the operation of FIG. 1 will be described. The optical image formed by the infrared optical system 1a is an infrared imaging unit 2a.
Is output as an image signal. High temperature position detector 8a
At, the pixel having the maximum image brightness level in the target image extracted by the image processing unit 7 is specified and the high temperature portion is detected. When the target is a ship, the hottest part is the tip of the chimney, and the pixel that becomes the distance measuring point by the infrared camera 14a is the chimney position. The position of the focus point in the inertial coordinate system is
The target angle calculation unit 9 calculates the angle of the inertial coordinate system from the angle difference between the pixel at the distance measuring point and the visual axis and the attitude angle of the aircraft. In the distance calculation unit 11a, the altitude data obtained by the altimeter 6 is corrected by "Equation 3" using the height data from the draft to the chimney of the target data storage unit 10a, and is calculated from the angle information of the pixel at the distance measuring point and the corrected altitude. "Number 1" or "Number 2"
Calculates the distance between the aircraft and the target.

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】図2は実施例1による測距を示した例で、
航空機と煙突までの高度差で距離R2を算出することに
より測距誤差R3を除去できる。
FIG. 2 shows an example of distance measurement according to the first embodiment.
The distance measurement error R3 can be eliminated by calculating the distance R2 based on the altitude difference between the aircraft and the chimney.

【0026】実施例2.図3は、この発明の他の実施例
を示すブロック図で、1a,2a,3,4,5,6,
7,9,11a,12,13,14aは実施例1と同一
のものであり、15は従来と同じ重心点位置算出部であ
る。10bは目標の重心点の高度計6のゼロ基準面から
の高さデータを記憶している目標データ記憶部であり、
高度計のゼロ基準面とは目標が艦船の場合は水面であ
る。ここで14aは赤外線カメラでなく従来のカメラ1
4bでもよい。
Example 2. FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, which is 1a, 2a, 3, 4, 5, 6,
7, 9, 11a, 12, 13, and 14a are the same as those in the first embodiment, and 15 is the same center-of-gravity point position calculation unit as in the related art. Reference numeral 10b denotes a target data storage unit that stores height data from the zero reference plane of the altimeter 6 of the target center of gravity,
The altimeter zero reference plane is the water surface if the target is a ship. Here, 14a is not the infrared camera but the conventional camera 1
It may be 4b.

【0027】次に図3の動作について説明する。画像処
理部7により抽出された目標画像は重心位置算出部15
で重心点が算出され測距点となる。目標を艦船とする
と、目標データ記憶部10bに保有している喫水より上
部の船体体積の密度を一様として算出した重心点の喫水
からの高さデータを用いて、距離算出部11aにおいて
“数3”により高度を補正し、測距点の角度情報と補正
された高度から“数1”または“数2”により航空機と
目標との距離を算出し、目標の重心点の高さデータによ
り目標の高さによる測距誤差を低減できる。図4は測距
を示した例で、航空機と艦船の重心点までの高度差で距
離R2を算出することにより測距誤差R3を除去でき
る。
Next, the operation of FIG. 3 will be described. The target image extracted by the image processing unit 7 is the center of gravity position calculation unit 15.
The center-of-gravity point is calculated and becomes the distance measuring point. When the target is a ship, the distance calculation unit 11a uses the height data from the draft of the center of gravity calculated by making the density of the hull volume above the draft stored in the target data storage unit 10b uniform, The altitude is corrected by "3", the distance between the aircraft and the target is calculated by "Equation 1" or "Equation 2" from the angle information of the distance measuring point and the corrected altitude, and the target is calculated by the height data of the target center of gravity point. Distance measurement error due to the height of can be reduced. FIG. 4 shows an example of distance measurement. The distance measurement error R3 can be eliminated by calculating the distance R2 by the altitude difference between the center of gravity of the aircraft and the center of gravity of the ship.

【0028】実施例3.図5は、この発明の他の実施例
を示すブロック図で、1a,2a,3,4,5,6,
7,8a,9,12,13は実施例1と同一のものであ
る。10cは目標高温部の高度計6のゼロ基準面からの
高さデータと目標の長さデータからなる目標データを予
め記憶している目標データ記憶部、11bは目標の高さ
データにより高度計6の高度データを補正して距離を算
出し算出距離をフィードバックさせる距離算出部、16
は目標の画素数と距離から目標の長さを算出する目標寸
法算出部である。目標を艦船とすると高度計6のゼロ基
準面は水面であり、艦船の大きさを示す長さデータと目
標の高温部分である煙突部の高さデータは1対1で対応
して目標データ記憶部で記憶される。
Example 3. FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, which is 1a, 2a, 3, 4, 5, 6,
7, 8a, 9, 12, and 13 are the same as those in the first embodiment. Reference numeral 10c is a target data storage unit that prestores target data including height data from the zero reference surface of the altimeter 6 of the target high temperature portion and target length data, and 11b is the altitude of the altimeter 6 based on the target height data. A distance calculator that corrects data, calculates a distance, and feeds back the calculated distance.
Is a target dimension calculation unit that calculates the target length from the target number of pixels and the distance. If the target is a ship, the zero reference plane of the altimeter 6 is the water surface, and the length data indicating the size of the ship and the height data of the chimney part, which is the high temperature part of the target, correspond in a one-to-one correspondence. Remembered in.

【0029】次に図5の動作について説明する。目標寸
法算出部16は距離算出部11bからの距離と画像処理
部7からの目標の画素数から“数4”により目標の長さ
を算出する。算出した目標の長さと対応する目標高温部
8aの高さデータを目標データ記憶部10cから距離算
出部11bへ出力する。距離算出部11bにおいて、出
力された高さデータを用いて“数3”により高度を補正
し、測距点の角度情報と補正された高度から“数1”ま
たは“数2”により航空機と目標との距離の算出を繰り
返し実施し、1回前の算出距離と新たな算出距離との差
が設定の範囲になった時点で距離を表示部12に表示す
ることで最適な高さデータを用いて測距誤差を補正でき
る。
Next, the operation of FIG. 5 will be described. The target dimension calculation unit 16 calculates the target length from the distance from the distance calculation unit 11b and the target number of pixels from the image processing unit 7 according to "Equation 4". The height data of the target high temperature portion 8a corresponding to the calculated target length is output from the target data storage unit 10c to the distance calculation unit 11b. In the distance calculation unit 11b, the altitude is corrected by "Equation 3" using the output height data, and the aircraft and the target are determined by "Equation 1" or "Equation 2" from the angle information of the distance measuring point and the corrected altitude. The optimum height data is used by repeatedly calculating the distance between and and displaying the distance on the display unit 12 when the difference between the previous calculated distance and the new calculated distance is within the set range. The distance measurement error can be corrected.

【0030】[0030]

【数4】 [Equation 4]

【0031】図6は実施例3による目標データ記憶部1
0cと距離算出部11bによる繰り返し演算を説明した
図である。目標を艦船とすると目標データ記憶部10c
には艦船の長さに対する煙突部の高さデータが記憶され
ている。初期値として煙突部高さ0[m]として距離R
Oを算出し、その距離から求めた艦船の長さをL1とす
る。長さL1に対応する煙突部の高さデータh1を目標
データ記憶部10cから求め距離R2を距離算出部で算
出する。距離R2を用いて目標寸法算出部で艦船の長さ
L2を算出し、繰り返す。距離算出部11bにおいてN
回目の距離RNとN−1回目の距離RN−1の差が設定
範囲以内になれば距離算出の繰り返し演算を終了する。
FIG. 6 shows a target data storage unit 1 according to the third embodiment.
It is a figure explaining the repeated calculation by 0c and the distance calculation part 11b. If the target is a ship, the target data storage unit 10c
The height data of the chimney portion with respect to the length of the ship is stored in. As the initial value, the stack height is 0 [m] and the distance is R
O is calculated, and the length of the ship obtained from the distance is L1. The height data h1 of the chimney portion corresponding to the length L1 is obtained from the target data storage unit 10c, and the distance R2 is calculated by the distance calculation unit. The target dimension calculator calculates the length L2 of the ship using the distance R2 and repeats. N in the distance calculation unit 11b
If the difference between the distance RN for the first time and the distance RN-1 for the (N-1) th time falls within the set range, the iterative calculation of the distance calculation ends.

【0032】実施例4.図7は、この発明の他の実施例
を示すブロック図で、1a〜7,9,11b,12,1
3,14a,16は実施例3と同一のものである。8b
は抽出した目標画像から目標内における複数の高温部を
検出できる高温位置検出部、10cは目標の高温部の個
数で分類した目標高温部の高度計6のゼロ基準面からの
高さデータと目標の長さデータを予め記憶している目標
データ記憶部、17は高温位置検出部8bにより検出し
た高温部の個数により目標データを判別する目標判別部
である。目標を艦船とすると高度計6のゼロ基準面は水
面であり、高温部となる煙突の個数により長さデータと
高さデータが異なる艦船の種類を分けることができる。
Example 4. FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, which is 1a to 7, 9, 11b, 12, 1.
3, 14a and 16 are the same as those in the third embodiment. 8b
Is a high-temperature position detection unit capable of detecting a plurality of high-temperature parts in the target from the extracted target image, and 10c is height data from the zero reference plane of the altimeter 6 of the target high-temperature part classified by the number of target high-temperature parts and the target data. A target data storage unit for storing length data in advance, 17 is a target discriminating unit for discriminating the target data according to the number of high temperature portions detected by the high temperature position detecting unit 8b. When the target is a ship, the zero reference plane of the altimeter 6 is the water surface, and it is possible to divide the types of ships having different length data and height data depending on the number of chimneys that are high temperature parts.

【0033】次に図7の動作について説明する。高温位
置検出部8bにおいて、画像処理部7により抽出された
目標画像内の最大輝度レベルを基に設定したしきい値を
越える部位を抽出することで高温部を検出する。目標を
艦船とすると、煙突が2本ある艦船の場合は高温位置検
出部8bにより検出した高温部の個数は2個となる。目
標判定部17は目標データ記憶部10cに高温部の個数
データを供給し、目標データ記憶部10cは煙突の個数
で分けられた目標の長さ及び高さデータを選択し実施例
3と同様に目標の高さデータから高度を補正し距離を算
出することで、目標データ記憶部から最適な高さデータ
を用いて測距誤差を補正できる。
Next, the operation of FIG. 7 will be described. The high-temperature position detecting unit 8b detects a high-temperature portion by extracting a portion exceeding a threshold value set based on the maximum brightness level in the target image extracted by the image processing unit 7. When the target is a ship, in the case of a ship having two chimneys, the number of high temperature parts detected by the high temperature position detecting part 8b is two. The target determination unit 17 supplies the target data storage unit 10c with the number data of high temperature parts, and the target data storage unit 10c selects the target length and height data divided by the number of chimneys, and the same as in the third embodiment. By correcting the altitude from the target height data and calculating the distance, the distance measurement error can be corrected using the optimum height data from the target data storage unit.

【0034】実施例5.図8は、この発明の他の実施例
を示すブロック図で、1a,2a,3,4,5,6,
7,9,11a,12,13,14a,15は実施例2
と同一のものであり、18は抽出された目標画像の慣性
座標での最下点の画素を検出する最下点検出部である。
ここで14aは赤外線カメラでなく従来のカメラ14b
でもよい。
Example 5. FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 1a, 2a, 3, 4, 5, 6,
7, 9, 11a, 12, 13, 14a and 15 are the second embodiment
The reference numeral 18 denotes the lowest point detection unit for detecting the pixel at the lowest point in the inertial coordinates of the extracted target image.
Here, 14a is not an infrared camera but a conventional camera 14b.
But it is okay.

【0035】図8の動作について説明する。最下点検出
部18は抽出した目標画素を慣性座標系に座標変換し重
心位置算出部15で求めた目標重心点から慣性座標系の
エレベーション角上で最下点になる画素を求め測距点と
する。この測距点の慣性基準座標系でのエレベーション
角度を目標角度算出部9で求め、高度データを用いて距
離算出部11cで距離を算出する。目標を艦船とすると
求めた測距点は重心点から鉛直にのばした線と喫水線と
の交点となり目標の高さの誤差を含まずに測距できる。
図9は測距点となる撮像画面上の目標艦船の最下点と、
最下点に対する測距を示した図である。
The operation of FIG. 8 will be described. The lowest point detection unit 18 transforms the extracted target pixel into an inertial coordinate system, finds the pixel that is the lowest point on the elevation angle of the inertial coordinate system from the target center of gravity point obtained by the center of gravity position calculation unit 15, and measures the distance. It is a point. The elevation angle of the distance measuring point in the inertia reference coordinate system is obtained by the target angle calculation unit 9, and the distance calculation unit 11c calculates the distance using the altitude data. When the target is a ship, the distance-measuring point obtained is the intersection of the line extending vertically from the center of gravity and the waterline, and distance measurement can be performed without the error of the target height.
Figure 9 shows the lowest point of the target ship on the imaging screen, which is the focus detection point.
It is a figure showing distance measurement to the lowest point.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のようにこの発明における画像目標
測距装置においては、抽出した目標画像内の特定の部位
を検出して測距点とし、測距点の目標の高さデータによ
り算出距離を補正することにより目標の高さによる測距
誤差を低減することができる。
As described above, in the image target distance measuring device according to the present invention, a specific portion in the extracted target image is detected as a distance measuring point, and the distance calculated by the target height data of the distance measuring point is calculated. It is possible to reduce the distance measurement error due to the height of the target by correcting.

【0037】また、目標画像の高温部が輝度レベルが高
くなる赤外線カメラにより撮像し、目標の高温部を検出
して測距点とし、保有している目標の高温部の高さデー
タにより算出距離を補正することにより艦船等を測距す
る時の目標の高さによる測距誤差を低減するものであ
る。
Further, the high temperature portion of the target image is imaged by an infrared camera having a high brightness level, the high temperature portion of the target is detected and used as a distance measuring point, and the distance calculated by the height data of the high temperature portion of the target held. By correcting the distance, the distance measurement error due to the target height when measuring the distance of a ship or the like is reduced.

【0038】また、目標の重心点を検出して測距点と
し、保有している目標の重心点の高さデータにより算出
距離を補正することにより目標に高温部がない場合でも
目標の高さによる測距誤差を低減することができる。
Further, even if the target does not have a high temperature portion, the height of the target can be corrected by detecting the center of gravity of the target as a distance measuring point and correcting the calculated distance based on the height data of the center of gravity of the target held. It is possible to reduce the distance measurement error due to.

【0039】また、抽出した目標の画素数と算出した距
離から目標寸法を推定し、目標特定部位の高さデータと
目標の寸法データのデータベースから求めた高さデータ
をフィードバックさせて距離を逐次再計算することによ
り複数の目標データを有するデータベースから最適な高
さデータを用いて測距誤差を補正できる。
Further, the target dimension is estimated from the extracted target pixel number and the calculated distance, and the height data of the target specific portion and the height data obtained from the database of the target dimension data are fed back to successively recalculate the distance. By calculating, the distance measurement error can be corrected by using the optimum height data from the database having a plurality of target data.

【0040】また、赤外線カメラにより撮像した目標画
像から複数の高温部を検出し、高温部の数で分類したデ
ータベースから適合したデータを選択することにより、
複数の目標データを有するデータベースから最適な高さ
データを用いて測距誤差を補正できる。
Further, by detecting a plurality of high temperature parts from the target image picked up by the infrared camera and selecting suitable data from the database classified by the number of high temperature parts,
The distance measurement error can be corrected using the optimum height data from the database having a plurality of target data.

【0041】また、抽出した目標画像の最下点を測距点
とすることにより、目標の高さによる測距誤差を低減す
ることができる。
Further, by setting the lowest point of the extracted target image as the distance measuring point, the distance measuring error due to the height of the target can be reduced.

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

【図1】 この発明の実施例1による画像目標測距装置
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an image target distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1に示す画像目標測距装置
の測距例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of distance measurement of the image target distance measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例2による画像目標測距装置
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an image target distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例2に示す画像目標測距装置
の測距例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of distance measurement of an image target distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施例3による画像目標測距装置
を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an image target distance measuring device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施例3による繰り返し演算を説
明した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a repetitive calculation according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施例4による画像目標測距装置
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an image target distance measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施例5による画像目標測距装置
を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an image target distance measuring device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施例5による画像目標測距装置
の測距例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of distance measurement of an image target distance measuring device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】 従来の画像目標測距装置を示すブロック図
である。
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional image target distance measuring device.

【図11】 従来の画像目標測距装置の測距例を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of distance measurement of a conventional image target distance measuring device.

【図12】 航空機の座標系を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a coordinate system of an aircraft.

【図13】 画像目標測距装置の座標系と慣性基準座標
系との関係を示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the coordinate system of the image target distance measuring device and the inertia reference coordinate system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 赤外線光学系、1b 光学系、2a 赤外線撮像
部、2b 撮像部、3ジンバル部、4 ジンバル制御・
視軸角度検出部、5 慣性航法装置、6 高度計、7
画像処理部、8a 高温位置検出部、8b 高温位置検
出部、9 目標角度算出部、10a 目標データ記憶
部、10b 目標データ記憶部、10c目標データ記憶
部、11a 距離算出部、11b 距離算出部、11c
距離算出部、12 表示部、13 操作部、14a
赤外線カメラ、14b カメラ、15 重心位置算出
部、16 目標寸法算出部、17 目標判定部、18
最下点検出部、19 カメラの視軸、20 ロール角、
21 ヨー角、22 ピッチ角、23 航空機、24
原点。
1a infrared optical system, 1b optical system, 2a infrared imaging section, 2b imaging section, 3 gimbal section, 4 gimbal control
Visual axis angle detector, 5 inertial navigation system, 6 altimeter, 7
Image processing unit, 8a high temperature position detection unit, 8b high temperature position detection unit, 9 target angle calculation unit, 10a target data storage unit, 10b target data storage unit, 10c target data storage unit, 11a distance calculation unit, 11b distance calculation unit, 11c
Distance calculation unit, 12 display unit, 13 operation unit, 14a
Infrared camera, 14b camera, 15 barycentric position calculating unit, 16 target dimension calculating unit, 17 target determining unit, 18
Lowest point detector, 19 camera visual axis, 20 roll angle,
21 yaw angle, 22 pitch angle, 23 aircraft, 24
origin.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像手段と、上記撮像手段の撮像部から
得られる画像から目標抽出を行う画像処理手段と、上記
撮像手段を搭載している航空機の慣性基準座標系に対す
る姿勢角を検出する慣性航法装置と、上記撮像手段を搭
載している航空機の高度を検出する高度検出手段と、上
記画像処理手段により抽出した目標の慣性基準座標系の
角度を算出する目標角度算出手段と、目標の角度と航空
機の高度から航空機と目標間の距離を算出する距離算出
手段と、算出した距離を表示する表示手段とを備えた画
像目標測距装置において、上記画像処理手段により抽出
した目標画像内の特定の部位を検出する特定部位検出手
段と、上記特定部位検出手段により検出した目標特定部
位の高度検出手段のゼロ基準面からの高さデータを記憶
しているデータ記憶手段と、上記目標特定部位の高さデ
ータにより算出距離を補正する距離算出手段を具備した
ことを特徴とする画像目標測距装置。
1. An image pickup means, an image processing means for extracting a target from an image obtained from an image pickup section of the image pickup means, and an inertia for detecting an attitude angle of an aircraft equipped with the image pickup means with respect to an inertial reference coordinate system. Navigation device, altitude detecting means for detecting the altitude of an aircraft equipped with the image capturing means, target angle calculating means for calculating the angle of the target inertial reference coordinate system extracted by the image processing means, and target angle In the image target range finder including a distance calculating means for calculating the distance between the aircraft and the target from the altitude of the aircraft and a display means for displaying the calculated distance, identification in the target image extracted by the image processing means is specified. Data storage for storing height data from the zero reference plane of the altitude detection means of the target specific portion detected by the specific portion detection means An image target distance measuring device comprising: means and distance calculating means for correcting the calculated distance based on the height data of the target specific portion.
【請求項2】 赤外線光学系と赤外線撮像部とからなる
撮像手段と、抽出した目標撮像から目標内における高温
部を検出する高温位置検出部からなる特定部位検出手段
と、目標の高温部の高さデータを予め記憶している目標
データ記憶部からなるデータ記憶手段と、目標の高温部
の高さデータを用いて距離を算出する距離算出部からな
る距離算出手段から構成されることを特徴とする請求項
1記載の画像目標測距装置。
2. An image pickup unit including an infrared optical system and an infrared image pickup unit, a specific portion detection unit including a high temperature position detection unit that detects a high temperature portion in the target from the extracted target image pickup, and a height of the target high temperature portion. Data storage unit that stores a target data storage unit in advance, and a distance calculation unit that includes a distance calculation unit that calculates a distance using the target height data of the high temperature portion. The image target distance measuring device according to claim 1.
【請求項3】 抽出した目標画像の重心点を検出する重
心位置検出部からなる特定部位検出手段と、目標の重心
点の高さデータを記憶している目標データ記憶部からな
るデータ記憶手段と、目標の重心点の高さデータを用い
て距離を算出する距離算出部からなる距離算出手段から
構成されることを特徴とする請求項1記載の画像目標測
距装置。
3. A specific part detecting means comprising a barycentric position detecting section for detecting a barycentric point of the extracted target image, and a data storing means comprising a target data storing section for storing height data of the target barycentric point. The image target distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the image target distance measuring apparatus comprises a distance calculating unit including a distance calculating unit that calculates a distance using height data of a target center of gravity point.
【請求項4】 抽出した目標画像の画素数と算出した距
離から目標寸法を推定する目標寸法算出部と、目標特定
部位の高さデータとその高さデータに対応する目標の寸
法データを予め記憶している目標データ記憶部からなる
データ記憶手段と、推定した目標寸法と目標データ記憶
部から求めた目標特定部位の高さデータを用いて距離を
算出する距離算出部を具備したことを特徴とする請求項
2記載の画像目標測距装置。
4. A target size calculation unit that estimates a target size from the number of pixels of the extracted target image and the calculated distance, height data of a target specific portion, and target size data corresponding to the height data are stored in advance. And a distance calculation unit that calculates a distance using the estimated target size and the height data of the target specific portion obtained from the target data storage unit. The image target distance measuring device according to claim 2.
【請求項5】 特定部位検出手段により検出する目標内
の特定部位の数により高さデータを分類した目標データ
記憶部と、特定部位検出手段により検出した目標画像内
の特定部位の数から目標データ記憶部の目標を選択する
目標判定部を具備したことを特徴とする請求項4記載の
画像目標測距装置。
5. A target data storage unit in which height data is classified according to the number of specific sites in a target detected by the specific site detection unit, and target data based on the number of specific sites in the target image detected by the specific site detection unit. The image target distance measuring apparatus according to claim 4, further comprising a target determination unit that selects a target of the storage unit.
【請求項6】 撮像手段と、上記撮像手段から得られる
画像から目標抽出を行う画像処理手段と、上記撮像手段
を搭載している航空機の慣性基準座標系に対する姿勢角
を検出する慣性航法装置と、上記撮像手段を搭載してい
る航空機の高度を検出する高度検出手段と、上記画像手
段により抽出した目標の慣性基準座標系の角度を算出す
る目標角度算出手段と、目標の角度と航空機の高度から
航空機と目標間の距離を算出する距離算出手段と、算出
した距離を表示する表示手段とを備えた画像目標測距装
置において、上記画像処理手段により抽出した目標画像
の最下点を測距点とする最下点検出部を具備したことを
特徴とする画像目標測距装置。
6. An image pickup means, an image processing means for extracting a target from an image obtained from the image pickup means, and an inertial navigation system for detecting an attitude angle of an aircraft equipped with the image pickup means with respect to an inertial reference coordinate system. , Altitude detecting means for detecting the altitude of an aircraft equipped with the image pickup means, target angle calculating means for calculating an angle of the inertial reference coordinate system of the target extracted by the image means, target angle and altitude of the aircraft In an image target distance measuring device provided with a distance calculating means for calculating the distance between the aircraft and the target and a displaying means for displaying the calculated distance, the lowest point of the target image extracted by the image processing means is measured. An image target distance measuring device comprising a lowest point detection unit for setting points.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8277310B2 (en) 2008-05-22 2012-10-02 Universal Entertainment Corporation Medium position determination apparatus
JP2013234946A (en) * 2012-05-10 2013-11-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd Target position identification device, target position identification system and target position identification method

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