JPS5932741B2 - Optical automatic target tracking device - Google Patents

Optical automatic target tracking device

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Publication number
JPS5932741B2
JPS5932741B2 JP54105011A JP10501179A JPS5932741B2 JP S5932741 B2 JPS5932741 B2 JP S5932741B2 JP 54105011 A JP54105011 A JP 54105011A JP 10501179 A JP10501179 A JP 10501179A JP S5932741 B2 JPS5932741 B2 JP S5932741B2
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JP
Japan
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signal
circuit
image
target
gate
Prior art date
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Application number
JP54105011A
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Japanese (ja)
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JPS5630379A (en
Inventor
富男 五十嵐
輝久 堀
栄吉 梅川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5630379A publication Critical patent/JPS5630379A/en
Publication of JPS5932741B2 publication Critical patent/JPS5932741B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • G01SRADIO 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-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
    • G01S3/782Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/785Systems 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
    • G01S3/786Systems 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
    • G01S3/7864T.V. type tracking systems

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、撮像機を用いて時刻を異にして得られる撮像
対象領域の画像を比較し、その比較出力から撮像機の撮
像方向を制御する光学目標自動追尾装置の改良に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an automatic optical target tracking device that compares images of an imaging target area obtained at different times using an imaging device, and controls the imaging direction of the imaging device from the comparison output. Regarding improvements.

このような自動追尾装置において、画像中の特定目標像
と背景像とのコントラスト差による画像信号のレベル差
を検出して目標像信号を抽出し、この信号の撮像画面上
における偏位を検出して誤差信号を生成し、この信号を
撮像機支持用の雲台へサーボ信号として送り、撮像画面
中に常に目標像が得られるように目標物の追尾を行う、
所謂ポイントトラッカ方式が使用されている。
In such an automatic tracking device, a target image signal is extracted by detecting the level difference in the image signal due to the contrast difference between a specific target image and a background image in the image, and the deviation of this signal on the imaging screen is detected. generates an error signal, sends this signal as a servo signal to the camera platform support, and tracks the target so that the target image is always visible on the imaging screen.
A so-called point tracker method is used.

しかし、このようなポイントトラッカ方式では、目標物
の外周縁部分あるいは目標物内の所定のコストラストの
得られる部分を追尾目標としているのみであるために、
目標物の移動につれて背景とのコントラストが低下した
り、その目標物内の部分が他の障害物により遮蔽された
りすることが多く、途中で自動追尾が不可能になる場合
が多い。
However, in this point tracker method, the tracking target is only the outer periphery of the target or a part of the target where a predetermined cost thrust can be obtained.
As the target moves, the contrast with the background often decreases, and parts of the target are often blocked by other obstacles, making automatic tracking impossible in many cases.

そこで、自動追尾を続行するには追尾装置に記憶回路等
を付加して目標物の存在した領域の撮像信号を一旦確保
し、その後再び目標物が現われたとき所定のコントラス
ト部分を再捕捉しなけれはならない。ところが、例えは
追尾装置を航空機に搭載した場合には、目標物との相対
位置関係が高速度で変化している関係から、部分的追尾
ずれも大きく、目標物の再捕捉は困難である。またこの
ような欠点を解消するためには、コンピユータ等を用い
た高価でかつ複雑な装置を付加することが必要になり、
短時間に目標の再捕捉再追尾をしようとするためには高
価な装置を必要とする欠点がある。また従来の装置では
ポイントトラツカにおいて1個所のコントラスト差に着
目していたので、真の目標物を画像中心に捕えることが
困難であつた。
Therefore, in order to continue automatic tracking, it is necessary to add a memory circuit or the like to the tracking device to temporarily secure the image signal of the area where the target was present, and then re-capture the predetermined contrast area when the target appears again. Must not be. However, when a tracking device is mounted on an aircraft, for example, the relative positional relationship with the target object changes at a high speed, so partial tracking deviations are large, making it difficult to re-acquire the target object. In addition, in order to eliminate these drawbacks, it is necessary to add expensive and complicated equipment such as computers.
There is a drawback that expensive equipment is required to re-acquire and re-track the target in a short period of time. Furthermore, since the conventional device focuses on the contrast difference at one location in the point tracker, it is difficult to capture the true target object at the center of the image.

更にまた、ポイントトラツカにおいて一旦目標を見失な
うと再度これを捕捉するには操作員による操作を必要と
し、実用上著しく不都合であつた。本発明は上記の事情
に鑑みてなされたもので、ポイントトラツカ回路による
目標検出系、エリアトラツカ回路による目標検出系を備
えておき、ポイントトラツカ回路による目標検出時には
この回路による目標追尾を行い、この回路による目標検
出不能時には自動的にエリアトラツカ回路による目標検
出に切換えられるとともにポイントトラツ力回路自身で
目標捕捉機能が働き再捕捉時には自動的にポイントトラ
ツカ回路による目標追尾が行われるようにした光学目標
自動追尾装置を提供するものである。以下図面を参照し
て本発明の一実施例を詳細に説明する。
Furthermore, once the point tracker loses sight of the target, it requires an operator to re-acquire it, which is extremely inconvenient in practice. The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a target detection system using a point tracker circuit and a target detection system using an area tracker circuit, and when a target is detected by the point tracker circuit, the target is tracked by this circuit. When the target cannot be detected by this circuit, the area tracker circuit automatically switches to target detection, and the point tracking circuit itself activates the target acquisition function, and when re-acquiring, the point tracker circuit automatically tracks the target. The present invention provides an automatic target tracking device. An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図において、1はテレビジヨン撮像管あるいはテレ
ビジヨン走査方式の撮像素子アレイなどを用いてなるテ
レビジヨン撮像機である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a television image pickup device using a television image pickup tube or a television scanning type image pickup element array.

この撮像機1により撮像対象領域を撮像して得られたテ
レビジヨン映像信号は、ポイントトラツカ回路2および
エリアトラツカ回路3に導かれる。上記各回路2,3で
得られる各サーボ制御用誤差信号出力は切換器4に導か
れる。この切換器4は、ポイントトラツカ回路2で目標
検出動作が行われている間はポイントトラツカ回路2か
らの誤差信号をサーボ制御用出力として選択して導出す
る。そして上記切換器4は、ポイントトラツカ回路2か
ら目標検出信号が得られなくなると、これを自動的にエ
リアトラツカ回路3からの誤差信号をサーボ制御用信号
として導出するように切換動作を行うものである。この
ようにして切換器4から導出されるサーボ制御料誤差信
号は駆動装置5に導かれ、ここで上記誤差信号人力が零
になるように雲台6を1駆動して撮像機1の撮像方向を
制御する。
A television video signal obtained by imaging a region to be imaged by the imaging device 1 is guided to a point tracker circuit 2 and an area tracker circuit 3. Each servo control error signal output obtained from each of the circuits 2 and 3 is led to a switch 4. This switch 4 selects and derives the error signal from the point tracker circuit 2 as an output for servo control while the point tracker circuit 2 is performing a target detection operation. The switch 4 performs a switching operation to automatically derive the error signal from the area tracker circuit 3 as a servo control signal when the target detection signal is no longer obtained from the point tracker circuit 2. be. The servo control error signal derived from the switch 4 in this way is guided to the drive device 5, where the pan head 6 is driven once so that the error signal manual force becomes zero, and the imaging direction of the imaging device 1 is adjusted. control.

なお撮像機1は、通常のテレビジヨン撮像装置に限らず
赤外線撮影あるいはレーザ光線利用の撮影による機器も
使用できる。
Note that the imaging device 1 is not limited to a normal television imaging device, but may also be a device that uses infrared photography or laser beams.

更にまた、本発明装置はポイントトラツカ回路2はそれ
自身が目標捜索機能(掃引モード)を持ち、エリアトラ
ツカ回路作動時に目標捜索を行い、再び目標を捕捉した
ときは切換信号によつて再びポイントトラツカ回路2か
らの誤差信号がサーボ制御用信号として切換器4から導
出されることを特徴とする。
Furthermore, in the device of the present invention, the point tracker circuit 2 itself has a target search function (sweep mode), performs a target search when the area tracker circuit is activated, and when the target is captured again, points tracker circuit 2 performs the target search again by a switching signal. It is characterized in that the error signal from the picker circuit 2 is derived from the switch 4 as a servo control signal.

即ち、ポイントトラツカ回路2は第2図のように構成さ
れる。
That is, the point tracker circuit 2 is constructed as shown in FIG.

第2図において、撮像機1からの第3図aに示すような
テレビジヨン撮像画出力信号は順次アナログデジタル(
!A))変換器21に導入され各テレビジヨン水平走査
ごとに第3図bに示すようなデジタル信号に変換されて
4個のトラツカ回路22,23,24,25に供給され
る。これら4個のトラツカ回路22,23,2425は
例えば第4図に示すように直交する2軸上の画像ゲート
Bl,B2,B3,B4にそれぞれ対応し、これらの画
像ゲートで目標像の4方向のエツジEl,E2,E3,
E4を検出して画像の中心Aをトラツクするものでいず
れも同じ回路構成から成つている。そこで、A/D変換
器21からの画像信号はトラツカ回路22のゲート回路
221に供給される。
In FIG. 2, the television image output signal as shown in FIG. 3a from the image pickup device 1 is sequentially analog-digital (
! A)) The signal is introduced into the converter 21, where it is converted into a digital signal as shown in FIG. These four tracker circuits 22, 23, and 2425 correspond to image gates Bl, B2, B3, and B4 on two orthogonal axes, respectively, as shown in FIG. Edges El, E2, E3,
They detect E4 and track the center A of the image, and both have the same circuit configuration. Therefore, the image signal from the A/D converter 21 is supplied to the gate circuit 221 of the tracker circuit 22.

このゲート回路221は、掃引信号発生回路224から
のゲート位置信号が示すゲート位置にゲート信号発生器
225で設定された所定幅のゲートを開くもので、例え
は第4図の画像ゲートB1に対応し撮像画出力信号中か
ら前記第4図のE1に相当する部分を抽出するものであ
る。この抽出信号はエツジ検出回路222に供給され、
例えば微分器によつて目標像の縁信号が取り出され第1
のアンド回路261に供給される。エツジ検出回路22
2の出力はまたレベル検出回路223に供給される。
This gate circuit 221 opens a gate of a predetermined width set by a gate signal generator 225 at a gate position indicated by a gate position signal from a sweep signal generation circuit 224, and corresponds to image gate B1 in FIG. 4, for example. A portion corresponding to E1 in FIG. 4 is extracted from the captured image output signal. This extracted signal is supplied to the edge detection circuit 222,
For example, the edge signal of the target image is extracted by a differentiator and the first
is supplied to the AND circuit 261. Edge detection circuit 22
The output of 2 is also supplied to a level detection circuit 223.

レベル検出回路223は、エツジ検出回路222の出力
レベルを検出し所定値以上のとき目標の縁信号と判定し
てエツジの位置情報例えは第4図の0を基準としたE1
の位置情報を掃引信号発生回路224に掃引制御信号と
して供給する。掃引信号発生回路224は、ゲート信号
発生器225からゲート幅を設定するゲート信号供給を
受けるとともにレベル検出回路223からエツジの位置
情報を表わす信号を受け、エツジの検出位置にゲートの
中心がくるようゲートを制御するゲート位置信号を前記
ゲート回路221に供給する。
The level detection circuit 223 detects the output level of the edge detection circuit 222, and when the output level is equal to or higher than a predetermined value, it is determined to be a target edge signal, and the edge position information is E1, which is based on 0 in FIG.
The position information is supplied to the sweep signal generation circuit 224 as a sweep control signal. The sweep signal generation circuit 224 receives a gate signal for setting the gate width from the gate signal generator 225, and also receives a signal representing edge position information from the level detection circuit 223, so that the sweep signal generation circuit 224 adjusts the gate so that the center of the gate is at the edge detection position. A gate position signal for controlling the gate is supplied to the gate circuit 221.

つまり、ゲート回路221.エツジ検出回路222、レ
ベル検出回路223および掃引信号発生回路224の閉
ループは、目標像の縁信号が検出されるときには追尾モ
ードとして機能し、ゲートの中心が常に縁信号の検出位
置にくるようゲート信号を制御する。一方、目標像の縁
信号が得られず目標を見失なつたときには前記ループは
開となつて自動的に掃引モードに切換わり、ゲート信号
に第4図矢印a方向への捜索掃引を行わせる。すなわち
、目標像の縁信号が得られないときはレベル検出回路2
23からエツジの位置情報が出力されない。この場合、
掃引信号発生回路224は自動的に追尾モードから掃引
モードに切換わり、掃引幅設定回路226で設定された
掃引幅(例えば第4図のa)だけゲートを繰返し掃引さ
せる。さて、掃引信号発生回路224の出力信号は、誤
差検出回路271にも供給され、同様に他のトラツカ回
路23(第4図の画像ゲートB2に対応)からも同じく
掃引信号発生回路出力のゲート位置信号が誤差検出器2
71に供給される。誤差検出回路271は、両掃引信号
発生回路からのゲート位置信号の和の一を算出して目標
像の中心位置を求め、1フレーム前(例えば1/30s
ec前)に求めた中心位置との差を検出して水平誤差信
号としてゲート回路281に供給する。また、前記第1
のアンド回路261の他方の入力としてはこれと対をな
す他のトラツカ回路23のエツジ検出回路出力信号が導
入され、いずれも縁信号が得られたときに第1のアンド
回路261出力信号がゲートオン信号として前記ゲート
回路281および第2のアンド回路262に供給される
In other words, the gate circuit 221. The closed loop of the edge detection circuit 222, level detection circuit 223, and sweep signal generation circuit 224 functions as a tracking mode when an edge signal of the target image is detected, and the gate signal is sent so that the center of the gate is always at the detection position of the edge signal. control. On the other hand, when the edge signal of the target image is not obtained and the target is lost, the loop is opened and automatically switches to the sweep mode, causing the gate signal to perform a search sweep in the direction of arrow a in Figure 4. . That is, when the edge signal of the target image cannot be obtained, the level detection circuit 2
23 does not output edge position information. in this case,
The sweep signal generation circuit 224 automatically switches from the tracking mode to the sweep mode, and repeatedly sweeps the gate by the sweep width set by the sweep width setting circuit 226 (for example, a in FIG. 4). Now, the output signal of the sweep signal generation circuit 224 is also supplied to the error detection circuit 271, and similarly, the gate position of the sweep signal generation circuit output is also supplied from another tracker circuit 23 (corresponding to image gate B2 in FIG. 4). The signal is error detector 2
71. The error detection circuit 271 calculates the sum of the gate position signals from both sweep signal generation circuits to find the center position of the target image, and calculates the center position of the target image one frame before (for example, 1/30 s
The difference from the center position determined before ec) is detected and supplied to the gate circuit 281 as a horizontal error signal. In addition, the first
The edge detection circuit output signal of another tracker circuit 23 paired with this AND circuit 261 is introduced as the other input of the AND circuit 261, and when an edge signal is obtained in either case, the output signal of the first AND circuit 261 turns on the gate. The signal is supplied to the gate circuit 281 and the second AND circuit 262 as a signal.

従つて、ゲート回路281は、対をなすトラツ力回路2
2,23が目標をとらえたときのみ水平誤差信号を導出
し、目標を見失つたときには水平誤差信号を出さないよ
うに制御される。
Therefore, the gate circuit 281 is connected to the paired trouble force circuit 2.
The horizontal error signal is derived only when the targets 2 and 23 capture the target, and the horizontal error signal is not output when the target is lost.

以上は第4図における、水平ゲートBl,B2について
のポイントトラツカ回路系とその動作を説明したが、垂
直ゲートB3,B4についても同様であり、目標捕捉時
は誤差検出回路272から走査フレーム間の垂直誤差信
号がゲート回路282を介して導出され、前記ゲート回
路281出力とともに切換器4に供給される。
The above has explained the point tracker circuit system and its operation for the horizontal gates Bl and B2 in FIG. 4, but the same applies to the vertical gates B3 and B4. A vertical error signal is derived via the gate circuit 282 and supplied to the switch 4 together with the output of the gate circuit 281.

また第3のアンド回路263からはトラツカ回路24,
25においてともに目標像をとらえているときのみ出力
が導出され、第2のアンド回路262に供給される。従
つて第2のアンド回路262出力はこのポイントトラツ
カ回路2が目標を捕捉しているときのみ出力が検出信号
として導出され、目標を見失つたときには出力が導出さ
れないので、これを切換信号として切換器4に供給する
ものである。切換器4は、トラツカ回路22,23,2
4,25がともに目標像の縁信号を検出しているときに
は水平及び垂直誤差信号をサーボ信号として駆動装置5
に供給し、トラツカ回路22,23,24,25のうち
少なくともひとつが縁信号を検出しなくなつたときには
後述するエリアトラツカ回路3からの誤差信号をサーボ
信号として駆動装置5に供給する。駆動装置5は、誤差
信号入力が零になるように雲台6を駆動して撮像機1の
撮像方向を制御する。本発明では、駆動装置5へのサー
ボ信号がエリアトラツカ回路3からの誤差信号に切換わ
つた場合、それと同時に、ポイントトラツカ回路2が掃
引モードに切換わり画像ゲートを掃引させてポイントト
ラツカ回路2自身も目標捜索を行うよう動作することを
特徴とし、ポイントトラツカ回路2の各画像ゲートによ
り目標像の縁信号が検出されれば再び追尾モードに切換
わつて画像ゲートの中心が縁信号の検出位置にくるよう
制御されると同時に、サーボ信号もポイントトラツカ回
路2からの水平及び垂直誤差信号に切換えられる。
Further, from the third AND circuit 263, the tracker circuit 24,
In step 25, an output is derived only when both target images are captured, and is supplied to a second AND circuit 262. Therefore, the output of the second AND circuit 262 is derived as a detection signal only when the point tracker circuit 2 captures the target, and no output is derived when the target is lost, so this is used as the switching signal. It is supplied to the switching device 4. The switch 4 connects tracker circuits 22, 23, 2
4 and 25 are both detecting edge signals of the target image, the driving device 5 uses the horizontal and vertical error signals as servo signals.
When at least one of the tracker circuits 22, 23, 24, and 25 no longer detects an edge signal, an error signal from the area tracker circuit 3, which will be described later, is supplied to the drive device 5 as a servo signal. The driving device 5 controls the imaging direction of the imaging device 1 by driving the pan head 6 so that the input error signal becomes zero. In the present invention, when the servo signal to the drive device 5 is switched to the error signal from the area tracker circuit 3, at the same time, the point tracker circuit 2 switches to the sweep mode, sweeps the image gate, and sends the point tracker circuit 2 to the error signal. It also operates to search for the target, and when an edge signal of the target image is detected by each image gate of the point tracker circuit 2, it switches to tracking mode again and the center of the image gate detects the edge signal. At the same time, the servo signals are also switched to the horizontal and vertical error signals from the point tracker circuit 2.

次に前記エリアトラツカ回路3は例えば先願に係る特願
昭53−21800号に記載したようなエリアトラツカ
一方式検出装置を採用することができる。
Next, the area tracker circuit 3 can employ, for example, an area tracker one-type detection device as described in Japanese Patent Application No. 53-21800.

即ち、撮像機1からの映像画面から細長の交叉ゲート信
号により垂直方向の信号、水平方向の信号として個々に
取り出し、画面上の映像(目標として選定した撮像対象
領域の映像)が移動するときのビデオ信号の位相変化を
検出しこれを誤差信号として切換器4に供給するもので
ある。
That is, vertical signals and horizontal signals are individually extracted from the image screen from the image pickup device 1 using elongated cross gate signals, and the signals are detected when the image on the screen (the image of the imaging target area selected as the target) moves. It detects the phase change of the video signal and supplies it to the switch 4 as an error signal.

即ち、交叉ゲート信号の一方のみの信号処理回路を表わ
した第5図において、撮像機1からのビデオ信号は、ア
ナログゲート回路31に供給され、ここでモニタ画面上
の水平ビデオ信号を得る。
That is, in FIG. 5, which shows a signal processing circuit for only one of the cross gate signals, the video signal from the image pickup device 1 is supplied to the analog gate circuit 31, where a horizontal video signal on the monitor screen is obtained.

アナログゲ゛一ト回路31の出力はアナログ的画パター
ンを遂次デジタル化するアナログデジタル変換器32に
供給される。アナログデジタル(!A))変換器32は
平滑回路321、第1の遅延回路322および比較器3
23から構成される。
The output of the analog gate circuit 31 is supplied to an analog-to-digital converter 32 which successively digitizes the analog picture pattern. The analog-to-digital (!A) converter 32 includes a smoothing circuit 321, a first delay circuit 322, and a comparator 3.
Consists of 23.

アナログゲート回路31からのビデオ信号出力は分岐さ
れ、そのうちの一方はA/D変換器32を構成する平滑
回路321に供給され平滑された信号を導出し、比較器
323に供給する。他方、アナログゲート回路31から
の分岐された他のビデオ信号は遅延回路322に供給さ
れ、平滑回路321経路の信号と時間遅延の一致がとれ
るように遅延時間の補償を受けたのち前記比較器323
に供給される。
The video signal output from the analog gate circuit 31 is branched, one of which is supplied to a smoothing circuit 321 constituting the A/D converter 32 to derive a smoothed signal and supplied to a comparator 323. On the other hand, the other video signal branched from the analog gate circuit 31 is supplied to the delay circuit 322, and after receiving compensation for the delay time so that the time delay matches the signal on the smoothing circuit 321 path, the signal is sent to the comparator 323.
supplied to

この比較器323では、平滑回路321からの信号と、
同じく遅延回路322からの信号との振幅レベルが比較
され、遅延回路322からの出力振幅が大きい場合のみ
レベル「1]を、その他はレベル「0」の2値パルス信
号を導出する。A/D変換器32からこのよのにして得
られた2値パルス符号出力は1水平走査で得られた画像
信号のうちの所定領域(エリア)にある信号のデジタル
出力であり所定領域の画像パターンである。
In this comparator 323, the signal from the smoothing circuit 321 and
Similarly, the amplitude level is compared with the signal from the delay circuit 322, and only when the output amplitude from the delay circuit 322 is large, a level "1" is derived, otherwise a binary pulse signal is derived with a level "0". The binary pulse code output thus obtained from the A/D converter 32 is a digital output of a signal in a predetermined region (area) of the image signal obtained in one horizontal scan, and is an image of the predetermined region. It's a pattern.

この画像パターンは、電子スイツチ33に供給される。
電子スイツチ33は、A/D変換器32の出力信号を撮
像機1で得られたフレーム画像に応じて、選択的に第1
の記憶回路341および第2の記憶回路342に切換え
供給する。
This image pattern is supplied to the electronic switch 33.
The electronic switch 33 selectively switches the output signal of the A/D converter 32 to the first one according to the frame image obtained by the imaging device 1.
The signal is switched and supplied to the memory circuit 341 and the second memory circuit 342.

例えばまず基準となる画像パターンが第1の記憶回路3
41に記憶され、撮像機1から1フレーム毎に引続いて
順次得られる最新の画像パターンが次々と第2の記憶回
路342に更新的に記憶される。
For example, first, the reference image pattern is stored in the first memory circuit 3.
41, and the latest image patterns successively obtained frame by frame from the image pickup device 1 are successively stored in the second storage circuit 342 in an updated manner.

そして、第1の記憶回路341で記憶された基準の画像
パターンと第2の記憶回路342で記憶された最新の画
像パターンとの位置ずれが1フレームの時間内に検知器
36で検出されエリアトラツカ回路の誤差信号として出
力される。
Then, the positional deviation between the reference image pattern stored in the first storage circuit 341 and the latest image pattern stored in the second storage circuit 342 is detected by the detector 36 within one frame time, and the area tracker circuit is output as an error signal.

すなわち、第2の記憶回路342の出力は第2の遅延回
路35を介して遅延時間を任意に設定して検知器36を
構成する加算器361に供給される。加算器361は前
記第1の記憶回路341並びに第2の遅延回路35から
デジタルの画像パターンを導入して、両者のデジタル信
号の一致(AND)をとるとともに、一致信号の累積加
算信号を導出する。
That is, the output of the second storage circuit 342 is supplied via the second delay circuit 35 to an adder 361 that sets a delay time arbitrarily and constitutes the detector 36 . The adder 361 introduces digital image patterns from the first storage circuit 341 and the second delay circuit 35, performs a match (AND) of both digital signals, and derives a cumulative addition signal of the match signals. .

例えば第1の記憶回路341で記憶された基準の画像パ
ターンが000111とし、第2の記憶回路342で記
憶された比較画像パターンが111000の場合、比較
画像パターンを3ステツプに対応する時間だけ遅延させ
て000111として加算器361に供給すれば一致信
号の累積加算値は3で最大となる。
For example, if the reference image pattern stored in the first storage circuit 341 is 000111 and the comparison image pattern stored in the second storage circuit 342 is 111000, the comparison image pattern is delayed by a time corresponding to 3 steps. If the match signal is supplied to the adder 361 as 000111, the cumulative addition value of the match signal becomes 3, which is the maximum.

したがつて、累積加算値の最大値を検出したとき比較さ
れる両信号は一致しており、このときの遅延量が基準画
像パターンと比較画像パターンとのずれに対応している
。いま、第2の遅延回路35が前の遅延出力に対して微
少時間(単位ステツプに対応する時間)だけ順次遅延さ
せた信号を導出し加算器361に供給するから、第1の
記憶回路341からの信号とのずれの程度に応じた振幅
レベル情報が誤差検出器362に供給される。そこで、
誤差検出器362は、振幅レベルの最大値を検出し、そ
の検出時点における第2の遅延回路35の遅延量に対応
する信号を誤差信号として出力するよう構成される。つ
まり、誤差検出器362には、第2の遅延回路35から
遅延量を表わす時間差信号が例えば加算器361を介し
て供給されており、最大振幅レベル情報が得られたとき
、そのときの比較画像パターンの遅延量である時間差信
号を出力する。この時間差信号はとりも直さず第1およ
び第2の記憶回路341,342に記憶された画パター
ンのずれ、つまり変位量に対応する。誤差検出器362
から変位量つまり誤差信号が検出されこれが切換器4に
供給されると同時に最大振幅レベルが基準値以下になつ
たとき第1の記憶回路341に記憶された画像情報を更
新すべく電子スイツチ33にスイツチ切換制御信号が供
給される。なお、上記第5図は特に撮像機の方向制御を
水平方向にのみ制御する構成を説明したが、垂直方向の
制御系もアナログゲート回路31の構成に垂直方向のも
のを付加し、以後の信号処理系も併設するようにすれば
画面上において上下左右への追尾も容易に実現できる。
以上のような、エリアトラツカ回路3は、画像パターン
をデジタル信号に変換し、第1の撮像パターンと第2、
第3の撮像パターンとを遂次位相差を検出するように比
較し、この比較結果を利用して撮像機1の撮像方向を制
御するようにしたので、ポイントトラツカ回路2に比べ
て目標像を含む撮像領域を確保し得る確率は大きい。
Therefore, both signals compared when the maximum value of the cumulative addition value is detected match, and the amount of delay at this time corresponds to the deviation between the reference image pattern and the comparison image pattern. Now, the second delay circuit 35 derives a signal that is sequentially delayed by a minute time (time corresponding to a unit step) with respect to the previous delayed output and supplies it to the adder 361. Amplitude level information corresponding to the degree of deviation from the signal is supplied to the error detector 362. Therefore,
The error detector 362 is configured to detect the maximum value of the amplitude level and output a signal corresponding to the amount of delay of the second delay circuit 35 at the time of detection as an error signal. In other words, the error detector 362 is supplied with a time difference signal representing the amount of delay from the second delay circuit 35 via, for example, an adder 361, and when maximum amplitude level information is obtained, the comparison image at that time is Outputs a time difference signal that is the amount of pattern delay. This time difference signal corresponds to the deviation of the image patterns stored in the first and second storage circuits 341 and 342, that is, the amount of displacement. Error detector 362
A displacement amount, that is, an error signal is detected from the switch 4, and at the same time when the maximum amplitude level falls below the reference value, an electronic switch 33 is sent to update the image information stored in the first storage circuit 341. A switch switching control signal is provided. Although FIG. 5 above particularly describes a configuration in which the direction control of the image pickup device is controlled only in the horizontal direction, a vertical control system is also added to the configuration of the analog gate circuit 31 to control the subsequent signals. If a processing system is also installed, tracking in the upper, lower, left, and right directions on the screen can be easily achieved.
The area tracker circuit 3 as described above converts the image pattern into a digital signal, and converts the image pattern into a digital signal, and converts the image pattern into a digital signal.
The third imaging pattern is compared with the third imaging pattern so as to sequentially detect the phase difference, and the comparison result is used to control the imaging direction of the imaging device 1. There is a high probability that an imaging area including the following can be secured.

したがつて上述したような本発明による光学目標自動追
尾装置によれば、ポイントトラツカ回路2およびエリア
トラツカ回路3を備えておき、ポイントトラツカ回路2
による目標検出時にはこの装置の出力をサーボ信号とし
て使用して追尾モードにより目標追尾を行い、この装置
による目標検出不能時にはこれを自動的に検知してエリ
アトラツカ回路3の出力をサーボ信号として使用するよ
うに自動的に切換え制御するとともに、ポイントトラツ
カ回路2自身も掃引モードで捜索ゲートを掃引し目標の
再捕捉を行うよう動作する。
Therefore, according to the automatic optical target tracking device according to the present invention as described above, the point tracker circuit 2 and the area tracker circuit 3 are provided, and the point tracker circuit 2
When detecting a target, the output of this device is used as a servo signal to track the target in tracking mode, and when the device cannot detect a target, this is automatically detected and the output of the area tracker circuit 3 is used as a servo signal. At the same time, the point tracker circuit 2 itself operates in a sweep mode to sweep the search gate and reacquire the target.

そして、再捕捉すると同時に再びポイントトラツカ回路
2の出力をサーポ信号として目標追尾を引続き行う。こ
の結果、本発明により撮像対象領域における自動追尾機
能が一段と向上し常に目標物を画面の中心位置で捕捉追
尾でき本発明装置の実用上の効果大である。
Then, at the same time as reacquisition, target tracking is continued using the output of the point tracker circuit 2 as a servo signal. As a result, according to the present invention, the automatic tracking function in the imaging target area is further improved, and the target object can always be captured and tracked at the center position of the screen, resulting in a great practical effect of the apparatus of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る光学目標自動追尾装置の一実施例
を示す構成略図、第2図は第1図のポイントトラツカ回
路を示す回路構成図、第3図乃至第4図は第1図乃至第
2図に示す装置の動作説明図、第5図は第1図のエリア
トラツカ回路を示す回路構成図である。 1 ・・・・・・撮像機、2・・・・・・ポイントトラ
ツカ回路、3・・・・・・エリアトラツカ回路、4・・
・・・・切換器、5・・・・・・駆動装置、6 ・・・
・・・雲台。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an automatic optical target tracking device according to the present invention, FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing the point tracker circuit of FIG. 1, and FIGS. FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing the area tracker circuit of FIG. 1. 1... Image pickup device, 2... Point tracker circuit, 3... Area tracker circuit, 4...
...Switcher, 5...Drive device, 6...
... Pan head.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 テレビジョン走査を行う撮像機と、この撮像機の画
像信号出力がゲート回路を介して導かれ目標像の縁信号
の有無を表わす検出信号を出力し、かつ目標像の縁信号
が検出される場合には前記ゲート回路のゲート位置が縁
信号の検出位置にくるよう制御するとともに前記ゲート
回路のゲート位置情報から目標像の位置情報を導出して
これと次の撮像フレームで得られた目標像の位置情報と
の差を誤差信号として出力し、目標像の縁信号が検出さ
れない場合には前記ゲート回路のゲートを予め設定され
た掃引幅だけかつ縁信号が得られるまで繰返し掃引する
ポイントトラッカ回路と、前記撮像機の画像信号出力が
導かれ最新の撮像フレームで得られた画像信号とそれ以
前の撮像フレームで得られた画像信号との位相差を検出
して誤差信号として出力するエリアトラッカ回路と、こ
のエリアトラッカ回路および前記ポイントトラッカ回路
に接続されるとともに前記検出信号が切換信号として供
給され前記ポイントトラッカ回路において目標像の縁信
号が検出される場合は前記ポイントトラッカ回路からの
誤差信号を出力し目標像の縁信号が検出されない場合は
前記エリアトラッカ回路からの誤差信号を出力する切換
器と、この切換器から出力される誤差信号により制御さ
れ前記撮像機の撮像方向を目標物方向に追尾駆動する駆
動装置とを具備する光学目標自動追尾装置。
1 An image pickup device that performs television scanning, and the image signal output of this image pickup device is guided through a gate circuit to output a detection signal indicating the presence or absence of an edge signal of the target image, and the edge signal of the target image is detected. In this case, the gate position of the gate circuit is controlled to be at the edge signal detection position, and the position information of the target image is derived from the gate position information of the gate circuit, and the target image obtained in the next imaging frame is derived from the gate position information of the gate circuit. a point tracker circuit that outputs the difference from the position information of the target image as an error signal, and when an edge signal of the target image is not detected, repeatedly sweeps the gate of the gate circuit by a preset sweep width until an edge signal is obtained. and an area tracker circuit that detects the phase difference between the image signal obtained in the latest imaging frame and the image signal obtained in the previous imaging frame from which the image signal output of the image pickup device is guided, and outputs the detected phase difference as an error signal. is connected to this area tracker circuit and the point tracker circuit, and the detection signal is supplied as a switching signal, and when an edge signal of the target image is detected in the point tracker circuit, an error signal from the point tracker circuit is supplied. A switching device outputs an error signal from the area tracker circuit when an edge signal of the target image is not detected, and a switching device controls the error signal output from the switching device to change the imaging direction of the imaging device toward the target. An automatic optical target tracking device comprising a drive device for driving tracking.
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