JPS61189474A - Tracking device for object - Google Patents
Tracking device for objectInfo
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- JPS61189474A JPS61189474A JP2973685A JP2973685A JPS61189474A JP S61189474 A JPS61189474 A JP S61189474A JP 2973685 A JP2973685 A JP 2973685A JP 2973685 A JP2973685 A JP 2973685A JP S61189474 A JPS61189474 A JP S61189474A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は1例えば、テレビカメラ等のセンサで、移動
目標を自動的に追跡する目標追跡装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a target tracking device that automatically tracks a moving target using a sensor such as a television camera.
第4図は、一般的に使用されている光学式目標追跡装置
(テレビトラッカ)の構成図である。図において、(1
)はテレビカメラ、(2)はテレビカメラ(1)で撮像
され、ビデオ信号となっている画像信号を量子化し、デ
ィジタル信号に変換するディジタル化回路、(3)はこ
のディジタル化された画像信号を画像として一時記憶さ
せるためのイメージメモ17、<4)はこの画像の重心
位置を計算するだめの重心計算回路、(5)はこの重心
位置が、テレビカメラ(L)の指向中心に一致するよう
に、サーボ機構(6)に制御信号を出力するための制御
回路である。FIG. 4 is a block diagram of a commonly used optical target tracking device (TV tracker). In the figure, (1
) is a television camera, (2) is a digitization circuit that quantizes the video signal captured by the television camera (1) and converts it into a digital signal, and (3) is this digitized image signal. Image memo 17 for temporarily storing the image as an image, <4) is a center of gravity calculation circuit for calculating the center of gravity position of this image, and (5) is a center of gravity calculation circuit for calculating the center of gravity position of this image. This is a control circuit for outputting a control signal to the servo mechanism (6).
従来の目標追跡装置は上記のように・構成され。A conventional target tracking device is configured as described above.
例えばある目標をテレビカメラ(1)で捕え、イメージ
メモリ(3)上に目標画像が得られるようにして。For example, a certain target can be captured by a television camera (1), and an image of the target can be obtained on the image memory (3).
自動追跡を指示すると、イメージメモ1月3)上の画像
の重心位置を目標の位置(7)として1重心計算回路(
4)が計算し、これによって、制御回路(5)はテレビ
カメラ(1)の指向中心と目標位置が一致するように、
サーボ機構(6)への制御信号を計算し出力する。When automatic tracking is instructed, the center of gravity calculation circuit (1) uses the center of gravity position of the image on the image memo (January 3) as the target position (7).
4) is calculated, and thereby the control circuit (5) adjusts the direction so that the pointing center of the television camera (1) and the target position coincide.
Calculates and outputs a control signal to the servo mechanism (6).
上記のような目標追跡装置において、目標が一時的に遮
蔽物のかげになって見えなくなった場合。In a target tracking device such as the one described above, when the target is temporarily hidden behind an object and cannot be seen.
それまでの追跡データから目標の速度と方向を得て、再
び目標が見える状態になるまで目標の位置を推定して、
追跡を続ける必要がある。Obtain the speed and direction of the target from the previous tracking data, estimate the target's position until the target is visible again,
Need to keep tracking.
ところが、目標が遮蔽物のかげにかくれる直前の目標の
速度は、テレビカメラで撮像して得られた目標画像の重
心位置の変化から求められるので。However, the speed of the target just before it disappears behind an object can be determined from the change in the center of gravity of the target image captured by a television camera.
第5図から明らかなように、目標Hが遮蔽物(13にか
くれてい<Kしたがい、計算された重心位置が真の重心
位置からずれていき、見かけ上、目標の速度は大巾に減
速されたものとなシ、この速度で目標の運動を予測して
追跡動作を続けても、再び。As is clear from Fig. 5, since the target H is hidden behind the obstruction (13), the calculated center of gravity position shifts from the true center of gravity position, and the apparent speed of the target is significantly reduced. Even if you predict the target's motion at this speed and continue tracking, it will not work again.
目標が遮蔽物から出てきた所で、目標を追跡視野内にと
らえることができない。例えば、第5図において2時刻
Nでの目標+11の真の重心位置×と重心計算回路によ
る重心位置・は一致しているが。When the target emerges from cover, the target cannot be seen within the tracking field of view. For example, in FIG. 5, the true center of gravity position x of the target +11 at time 2 N matches the center of gravity position calculated by the center of gravity calculating circuit.
時刻N+1では、目標α3の画像の斜線部α2のみから
重心位置・が計算され、真の重心Xとずれてくる。At time N+1, the center of gravity position is calculated only from the shaded area α2 of the image of the target α3, and it deviates from the true center of gravity X.
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、目標が、遮蔽物にかくれる直前の目標の真の
移動速度を得て、遮蔽物にかくれている間の目標の運動
を正しく予測して、追跡動作を続行できるような目標追
跡装置を得ることを目的とするものである。This invention was made in order to solve these problems, and the purpose of this invention is to obtain the true movement speed of the target just before it hides behind an object, and calculate the movement of the target while it is hidden behind an object. The object of the present invention is to provide a target tracking device that can correctly predict the following and continue the tracking operation.
この発明による目標追跡装置は、真の目標の移動速度を
算出するため、目標画像の重心位置でなく目標画像の後
端の位置を計算する手段と、この目標画像の後端の位置
変化から目標速度を計算する手段と、目標が遮蔽物にか
くれている間、予測目標位置を計算する手段とを設けた
ものである。The target tracking device according to the present invention includes means for calculating the position of the rear edge of the target image instead of the position of the center of gravity of the target image, and means for calculating the position of the rear edge of the target image based on the position change of the rear edge of the target image in order to calculate the true moving speed of the target. Means for calculating the velocity and means for calculating the predicted target position while the target is hidden behind an obstruction are provided.
〔作用」
この発明においては、目標の移動速度を、目標画像の重
心位置変化からではなく、後端の位置変化から計算し、
目標が見えなくなった場合の位置を予測するので、目標
が、再びあられれた場合に自動追跡をそのま\続行する
ことができる。[Operation] In this invention, the moving speed of the target is calculated not from the change in the position of the center of gravity of the target image, but from the change in the position of the rear end,
Since the position of the target is predicted when it is no longer visible, automatic tracking can continue if the target appears again.
第1図は、この発明による目標追跡装置の一実施例を示
す全体構成図である。第1図に示すこの発明の実施例は
、第4図の装置に後端位置計算回路(8)、目標速度計
算回路(9)、予測目標位置計算回路01および切替え
スイッチIを追加したものである。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a target tracking device according to the present invention. The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is obtained by adding a rear end position calculation circuit (8), a target speed calculation circuit (9), a predicted target position calculation circuit 01, and a changeover switch I to the device shown in FIG. be.
第2図は、後端位置計算回路(8)の計算アルゴリスム
の説明図である。図中(a)は、イメージメモリ(3)
上での画像データの内容で、斜線の部分α3が目標であ
る。図中の1.2.5・・・Nの走査線毎に、イメージ
画像の有シ、無しをオン、オフ信号に変え。FIG. 2 is an explanatory diagram of the calculation algorithm of the rear end position calculation circuit (8). In the figure (a) is image memory (3)
In the content of the image data above, the diagonally shaded portion α3 is the target. For each 1.2.5...N scanning line in the figure, presence or absence of the image is changed to an on or off signal.
これ等を微分して立ち下りのタイミングを検出すると、
各走査線上での後端位置P1*P2+・・・・・・PN
が。By differentiating these and detecting the falling timing, we get
Trailing end position P1*P2+...PN on each scanning line
but.
(b)で図示されるように得られる。これらを平均する
ことによシ、目標画像の後端位置Pを得ることができる
。Obtained as illustrated in (b). By averaging these, the rear end position P of the target image can be obtained.
ただし2本例は、目標が回虫左方向に移動している場合
である。However, in the two examples, the target is moving to the left of the roundworm.
次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.
第1図において、後端位置計算回路(8)で得られた後
端位置Pは、目標速度計算回路(9)に送られ。In FIG. 1, the rear end position P obtained by the rear end position calculation circuit (8) is sent to the target speed calculation circuit (9).
目標速度v1が次式により計算される。Target speed v1 is calculated by the following equation.
x1=に@x1−1+(f−K)・P ・・・−・・
・・・(1)v、 −J −vx−t + (1−J
) −(Xi−Xl−j )、+曲(2)ただし、
K、 Jは目標の動特性により設定する定数、xlは
現在の目標位置#XL−1は1回前の計算周期での目標
位置の値。x1=@x1-1+(f-K)・P ・・・−・・
...(1)v, -J -vx-t + (1-J
) −(Xi−Xl−j ), + song (2) However,
K and J are constants set according to the dynamic characteristics of the target, and xl is the current target position #XL-1 is the value of the target position in the previous calculation cycle.
vl−1は1回前の計算周期での目標速度の値である。vl-1 is the value of the target speed in the previous calculation cycle.
予測目標位置計算回路a1は、目標位置Xpを!p =
!p + T ” ’Vp ”
”””’ (3)で計算する。但し、Tは計算周期であ
る。The predicted target position calculation circuit a1 calculates the target position Xp! p =
! p + T ” 'Vp ”
"""' Calculate as in (3). However, T is the calculation period.
第1図で、切替えスイッチαυはa側に倒れているが、
目標画像が得られなくなった時、すなわち重心計算回路
(4)が重心計算不能の時は、目標が遮蔽物のかげに隠
れたものと判断し、b側に倒れる様に制御される。In Figure 1, the selector switch αυ is tilted to side a,
When the target image cannot be obtained, that is, when the center of gravity calculation circuit (4) is unable to calculate the center of gravity, it is determined that the target is hidden behind a shielding object, and control is performed so that the target falls to side b.
予測目標位置計算回路α1は、切替えスイッチαυが、
a側に倒れている場合、第(3)式の計算を行う前に。In the predicted target position calculation circuit α1, the changeover switch αυ is
If it is lying on side a, before calculating equation (3).
zp=gz1 、 yp=y1
と、 Xpにxlを、 Vpにvlを毎回代入するが、
切替えスイッチaυがbにある時はこれらの代入を行な
わない、従って、切替えスイッチIがbにある時は、切
替えスイッチαDがaにあった時の最後の速度と位置を
保持して、以後、目標の位置を予測して、制御回路(5
)に与える。zp=gz1, yp=y1, and substitute xl for Xp and vl for Vp each time,
These substitutions are not made when the changeover switch aυ is in b.Therefore, when the changeover switch I is in b, the last speed and position when the changeover switch αD was in a are held, and from now on, The target position is predicted and the control circuit (5
).
第3図に予測目標位置計算回路の計算フローを示す。FIG. 3 shows the calculation flow of the predicted target position calculation circuit.
切替えスイッチt1υの動作により、目標が見えている
間は実目標の入力画像の重心位置を追跡するように、ま
た、目標が遮蔽物のかげにある場合には本装置内で予測
した目標位置を追跡するように。By operating the changeover switch t1υ, the center of gravity position of the input image of the actual target is tracked while the target is visible, and the target position predicted within this device is tracked when the target is behind an obstruction. As you do.
制御回路(5)がサーボ機構(6)を駆動する。A control circuit (5) drives a servomechanism (6).
なお、上記実施例での重心計算回路(4)、後端位置計
算回路(8)、目標速度計算回路(9)、予測目標位置
計算回路員、切替えスイッチU等は、 IC等の7・−
ドウニアロジックで実現しても、マイクロコンピュータ
とそのプログラムで実現しても良い。In addition, the center of gravity calculation circuit (4), rear end position calculation circuit (8), target speed calculation circuit (9), predicted target position calculation circuit, changeover switch U, etc. in the above embodiment are 7.-
It may be realized by Dounia logic or by a microcomputer and its program.
以上のようにこの発明によれば、目標が遮蔽物のかげに
、一時的にかくれた場合でも、その直前のデータにより
自動追跡を続行するので、目標が見えなくなる毎に手動
操作に戻るための繁雑さがなくなり、自動追跡装置の有
用性を大巾に高める。As described above, according to the present invention, even if the target is temporarily hidden behind an object, automatic tracking is continued using the previous data, so it is not necessary to return to manual operation every time the target is out of sight. This greatly increases the usefulness of automatic tracking devices.
第1図はこの発明による目標追跡装置の一実施例の全体
構成図、第2図はその構成要素の後端位置計算回路(8
)の計算アルゴリズムの説明図、第3図は予測目標位置
計算回路(9)の計算フロー、第4図は従来の目標追跡
装置の全体構成図、第5図は従来の目標追跡装置で問題
となる動作の説明図である。
図において、(1)はテレビカメラ、(2)はディジタ
ル化回路、(3)はイメージメモリ、(4)は重心計算
回路、(5)は制御回路、(6)はサーボ機構、(7)
は目標位置信号、(8)は後端位置計算回路、(9)は
目標速度計算回路、α〔は予測目標位置計算回路、α力
は切替えスイッチである。
なお2図中同一符号は、同一または相当部分を示す。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of a target tracking device according to the present invention, and FIG. 2 is a rear end position calculation circuit (8
), Fig. 3 is the calculation flow of the predicted target position calculation circuit (9), Fig. 4 is an overall configuration diagram of a conventional target tracking device, and Fig. 5 is a diagram showing the problems encountered in the conventional target tracking device. It is an explanatory diagram of the operation. In the figure, (1) is a television camera, (2) is a digitizing circuit, (3) is an image memory, (4) is a center of gravity calculation circuit, (5) is a control circuit, (6) is a servo mechanism, (7) is
is a target position signal, (8) is a rear end position calculation circuit, (9) is a target speed calculation circuit, α[ is a predicted target position calculation circuit, and α force is a changeover switch. Note that the same reference numerals in the two figures indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
に蓄積するイメージメモリと、このイメージメモリの出
力をもとにしてイメージメモリ上の画像データの重心位
置を計算する重心位置計算回路と、この重心位置計算回
路で計算された重心位置の位置変化から、目標の移動方
向を検知し、その後端位置を計算する後端位置計算回路
と、この後端位置計算回路で得られた後端位置の変化か
ら、目標の速度と目標の未来位置をそれぞれ計算する目
標速度計算回路および予測目標位置計算回路と、この予
測目標位置計算回路で計算された目標位置情報あるいは
前記重心位置計算回路で計算された目標位置情報のいず
れかを、上記センサの指向方向を制御する制御手段に導
入させる切替えスイッチとを備えたことを特徴とする目
標追跡装置。An image memory that temporarily stores the image of the target obtained from the sensor as image data; a center of gravity position calculation circuit that calculates the center of gravity position of the image data on the image memory based on the output of this image memory; A trailing edge position calculation circuit that detects the moving direction of the target and calculates its trailing edge position based on the change in the gravity center position calculated by the gravity center position calculation circuit, and A target speed calculation circuit and a predicted target position calculation circuit calculate the speed of the target and the future position of the target from the changes, respectively, and the target position information calculated by the predicted target position calculation circuit or the center of gravity position calculated by the center of gravity position calculation circuit. A target tracking device comprising: a changeover switch for introducing any of the target position information into a control means for controlling the pointing direction of the sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2973685A JPS61189474A (en) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | Tracking device for object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2973685A JPS61189474A (en) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | Tracking device for object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61189474A true JPS61189474A (en) | 1986-08-23 |
Family
ID=12284390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2973685A Pending JPS61189474A (en) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | Tracking device for object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61189474A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6413485A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-18 | Sumitomo Heavy Industries | Automatic tracking device for moving body |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP2973685A patent/JPS61189474A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6413485A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-18 | Sumitomo Heavy Industries | Automatic tracking device for moving body |
JPH0574025B2 (en) * | 1987-07-07 | 1993-10-15 | Sumitomo Heavy Industries |
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