NL194282C - Correlatieprocessorschakeling. - Google Patents

Description

« 1 194282 ê

Corretatleprocessorschakellng

De uitvinding heeft betrekking op een correlatieprocessorschakeling, die correlatiemiddelen bevat die gedurende een eerste geleidingsfase in een eerste werkingsmodus werkzaam zijn om gedurende de 5 voortbeweging van een lichaam verzamelde landschapsgegevens, representatief voor de door dit lichaam waargenomen omgeving, te correleren met vooraf bepaalde opgeslagen gegevens representatief voor een te verwachten gezichtsveld.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.938.853. Hierin wordt een scene-correlatiesysteem beschreven waarin momentaan gedetecteerde terreingegevens van een landschap 10 waarover een vliegtuig vliegt, worden vergeleken (gecorreleerd) met eerder bekende terreingegevens.

Het is een doel van de uitvinding een nieuwe processorschakeling te verschaffen met een verbeterde werking.

De uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat deze correlatiemiddelen gedurende een volgende geleidingsfase in een tweede werkingsmodus werkzaam zijn om de gedurende de beweging van het 15 lichaam verzamelde gegevens te vergelijken met landschapsgegevens die gedurende een voorafgaande periode tijdens de voortbeweging van het lichaam zijn verzameld; en middelen die afhankelijk van de positie van het lichaam de geleidingsbesturing overbrengen van de eerste werkingsmodus naar de tweede werkingsmodus.

Door het mogelijk te maken om de geleidingsbesturingseenheid van een eerste naar een tweede 20 werkingsfase over te brengen, wordt het mogelijk om een correlatieprocessorschakeling te verschaffen die onder toepassing van een gemeenschappelijke hardwarestructuur in staat is om verschillende functies te verrichten. Hierdoor kan met grotendeels dezelfde hardware binnenkomende scenegegevens vergeleken worden met eerder opgenomen scenegegevens, opgenomen gedurende de vlucht van het vliegtuig, in plaats van alleen met gegevens uit een referentiegeheugen.

25 De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op een correlatieprocessorschakeling zoals boven genoemd, om een zich door de lucht voortbewegend lichaam langs een bepaalde baan te geleiden, die middelen bevat om landschapsgegevens op te nemen, representatief voor het waargenomen terrein waar het lichaam overheen gaat; alsmede correlatiemiddelen die gedurende de eerste geleidings- of navigatiefase werkzaam zijn om de van de landschapsgegevens afgeleide gegevens te vergelijken met gegevens die 30 afgeleid zin van vooraf bepaalde opgeslagen gegevens, representatief voor terrein landschappen, waarvan verwacht wordt dat het lichaam hierovereen passeert; en middelen voor het verwerken van de resultaten van de genoemde correlatiebewerking om het genoemde lichaam te kunnen navigeren, zoals bekend is uit het Duitse Offenlegungsschrift 2.938.853. Volgens de uitvinding is de schakeling gekenmerkt door middelen om de plaats van bestemming te detecteren en de werking in de tweede werkingsmodus te brengen 35 gedurende de doelgeleidingsfase, en middelen voor het verwerken van de resultaten van de correlatie-bewerkingen, die gedurende de doelgeleidingsfase zijn uitgevoerd om het lichaam naar de genoemde bestemming te geleiden.

Bovendien heeft de uitvinding betrekking op een correlatieprocessorschakeling zoals bovengenoemd, om een lichaam langs een bepaalde baan naar een bepaalde bestemming te geleiden, die correlatiemiddelen 40 bevat die gedurende de eerste geleidingsfase werkzaam zijn om periodiek binaire en gedurende het voortbewegen van het lichaam verzamelde landschapsgegevens, waardoor omgevingsgebieden van het _lichaam worden weergegeven, te correleren met vooraf bepaalde opaeslaoen binaire gegevens represents-_ tief voor een gedeelte van een te vernachten gezichtsveld, zoals eveneens bekend is uit de genoemde publicatie. Volgens de uitvinding wordt de schakeling gekenmerkt door verdere correlatiemiddelen die 45 gedurende de volgende werkingsgeleidingsfase werkzaam zijn om digitale, gedurende de voortbeweging van het lichaam verzamelde landschapsgegevens met een meervoudig aantal niveaus te correleren met soortgelijke gegevens die zijn afgeleid van gegevens, welke gedurende een voorafgaande periode tijdens de voortbeweging van het lichaam zijn verzameld; en middelen die gedurende een tussengeiegen geleidingsfase reageren op het detecteren van de bestemming in de waargenomen omgevingsgebieden om de 50 werking van de correlatiemiddelen over te brengen van gegevens in binaire vorm in gegevens met een meervoudig aantal niveaus.

De uitvinding kan op bijzonder doelmatige wijze worden toegepast om een zich door de lucht voortbewegend vaartuig of projectiel over een betrekkelijk lange afstand langs een vooraf bepaalde baan naar een nauwkeurig gespecificeerd doel te navigeren. Om dit doel te verwezenlijken, wordt de voortbeweging van 55 het vaartuig langs de baan naar het doel in drie afzonderlijke fasen verdeeld. De eerste fase hiervan kan op doelmatige wijze ais de navigatiefase worden aangeduid, waarvan op doelmatige wijze kan worden gebruikgemaakt om het vaartuig nauwkeurig over zeer lange afstanden te geleiden. Deze navigatiefase « 194282 2 wordt ten uitvoer gebracht, door van landschapsaanpassingscorrelatietechnieken gebruik te maken; dit wil zeggen de aanblik van de bodem waarover het vaartuig vliegt wordt met aan boord van het vaartuig aanwezige opgeslagen gegevens vergeleken, die met het terrein overeenstemmen, waarvan verwacht wordt dat het vaartuig hierover heen vliegt indien hierdoor de correcte koers wordt aangehouden. Voor dit doel 5 bevindt zich aan boord van het vaartuig een optische of een infrarode camera of iets dergeiijks om videosignalen op te wekken, waardoor het gezichtsveld buiten het vaartuig of het projectiel wordt weergegeven. Door periodiek vergelijkingen tussen het landschap buiten het vaartuig en het dienovereenkomstige gedeelte van de gegevens aan boord van het vaartuig te maken, kan de feitelijke positie van het vaartuig worden vastgelegd en kunnen geringe correcties met betrekking tot het navigatiestelsel worden uitgevoerd, 10 zodat hierdoor de koers wordt aangehouden, die voor het vaartuig vereist is om zich langs de vooraf bepaalde baan voort te bewegen. Deze navigatiefase wordt voortgezet totdat het zich in de lucht bewegende vaartuig zich dicht genoeg bij het doel of het trefpunt bevindt, zoals dit op toepasselijke wijze kan worden aangeduid, waarbij het mogelijk is om dit trefpunt binnen het gezichtsveld van het vaartuig op te kunnen sporen. Het opsporen van het trefpunt wordt gedurende een tijdsduur uitgevoerd, die ais trefpunt-15 detectiefase zal worden aangeduid.

Nadat het trefpunt op positieve wijze is geïdentificeerd, wordt de geleidingsbesturing in een derde en eindfase overgebracht, die de doelgeleidingsfase zal worden genoemd. Tijdens de doelgeleidingsfase worden uitgekozen gezichtsveldgebieden van het geïdentificeerde doel als reférentiegegevens voor achtereenvolgens geproduceerde gezichtsveldgebieden gereedgehouden, die zich voordoen wanneer het 20 lichaam dichter bij het trefpunt komt. Voor deze bewerking is een andere soort behandeiingscapadteit vereist, daar het noodzakelijk is om de identiteit van het trefpunt te behouden, daar de vorm en de stand ervan met betrekking tot het gezichtsveld verandert wanneer het vaartuig dichter bij dit trefpunt komt en bepaalde manoeuvres ten opzichte van dit trefpunt uitvoert. Het zal duidelijk zijn dat er gedurende de doelgeleidingsfase een continue en zeer snel uitgevoerde controle op de positie van het vaartuig wordt 25 vereist, zelfs ofschoon de gegevens waardoor het gezichtsveld worden weergegeven, betrekkelijk gering kunnen zijn. Dit staat in contrast met de navigatiefase waarin zeer grote hoeveelheden gegevens waardoor een groot gezichtsveld wordt weergegeven, gedurende verhoudingsgewijs niet vaak achter elkaar volgende tijdsintervallen worden behandeld.

30 De uitvinding zal thans aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een tekening worden beschreven, waarin een processorschakeling volgens de uitvinding is afgebeeld.

Onder verwijzing naar het schema van de tekening wordt ervan uitgegaan, dat het zich in de lucht voortbewegende vaartuig uit een vaartuig bestaat, waardoor de eigen vluchtparameters worden gemeten, 35 zoals de hoogte, de stand en de voortbewegingssnelheid gedurende de vlucht. Deze parameters worden aan een hiervoor bestemde besturingsprocessor 1 toegevoerd, waarvan de werking door een stelselmonitor 2 wordt bepaald, die van een stelselopslageenheid 3 gebruik maakt teneinde de vlucht van het lichaam te kunnen beïnvloeden. Deze drie bewerkingseenheden, de besturingsprocessor 1 de stelselmonitor 2 en de stelselopslageenheid 3 kunnen van een gebruikelijke soort zijn. Door het zich in de lucht voortbewegende 40 vaartuig of projectiel wordt zijn gezichtsveld op kenmerkende wijze door middel van een videocamera-waarnemingssamenstel 4 gecontroleerd, waardoor een bewerkt videosignaal wordt geproduceerd, dat via een aftastertussenschakeling 5 en een filter 6 aan een landschapsgeheugen 7 wordt toegevoerd, waarin het tijdelijk wordt opgeslagen. Dus de gegevens van het landschap buiten het vaartuig, waarover het zich door de lucht bewegende vaartuig vliegt, wordt periodiek in het landschapsgeheugen 7 ingevoerd en wordt 45 periodiek onder de besturing van een volgorderegeleenheid 8 met uitgekozen gegevens vergeleken, die in een referentiegeheugen 9 zijn opgeslagen.

De gegevens in het referentiegeheugen 9 worden als dit nodig is en op het moment wanneer dit nodig is uit een massale opslageenheid 10 uitgelezen. Op kenmerkende wijze bevat deze massale opslageenheid 10 alle mogelijke referentielandschappen waarover het vaartuig of het projectiel waarschijnlijk zal vliegen, en 50 dat landschap, dat op toepasselijke wijze bij de momentele positie van het vaartuig behoort, wordt als dit nodig is en op het moment dat dit nodig is uit de eenheid uitgelezen en via een geometrische behandelingseenheid 11 aan het referentiegeheugen 9 toegevoerd, zodat dit op toepasselijke wijze met de dienovereenkomstige inhoud van het landschapsgeheugen 7 kan worden vergeleken. Door het filter 6 worden de binnenkomende gegevens op zodanige wijze gewijzigd, dat hiermee opvallende geometrische hoedanig-55 heden kunnen worden geïdentificeerd, zoals wegsplitsingen, kanalen, spoorlijnen, riviermondingen etcetera.

Dit wordt bereikt door "randen” in het gegevenspatronen te detecteren. De geometrische behandelingseenheid 11 is aanwezig om compensaties met betrekking tot de hoogte en de stand van het zich in de lucht 3 194282 voortbewegende lichaam uit te voeren. Hierdoor kunnen compensaties met betrekking tot de vergroting en de helling onder bepaalde hoek ten opzichte van het terrein worden uitgevoerd, waarover het lichaam vliegt, zodat de in het referentiegeheugen 9 ingevoerde gegevens met een grootte en een stand overeenkomen.

De mate van gelijkheid tussen de inhoud van het landschapsgeheugen 7 en het referentiegeheugen 9 wordt 5 door middel van een correlator 12 bepaald, waarvan het uitgangssignaal naar een analyseereenheid 13 wordt gevoerd, waardoor een signaal wordt opgewekt dat de mate van gelijkheid weergeeft en waardoor de waarschijnlijkheid van het zich in de lucht voortbewegende lichaam wordt bepaald, dat dit zich op een bepaalde plaats bevindt. De gegevens zijn zodanig op ordelijke wijze georganiseerd zodat deze met grote snelheid naar de twee ingangen van de volgorderegeleenheid kunnen worden gevoerd.

10 Gedurende deze fase hebben de landschapsgegevens en de referentiegegevens een binaire vorm, daar de te behandelen hoeveelheid gegevens groot kan zijn, aangezien hierdoor een aeinzienlijk geografisch gebied wordt bestreken. Binaire gegevens kunnen op zeer doelmatige wijze voor het identificeren van naar voren springende geografische hoedanigheden worden gebruikt zoals wegsplitsingen of spoorlijnen.

Gedurende de beginnavigatiefase worden alle in het landschapsgeheugen 7 ingevoerde gegevens van 15 het videocamerastelsel 4 afgeleid. Op deze wijze kan het passeren van een zich in de lucht voortbewegend vaartuig ten opzichte van duidelijk waarneembare merktekens op het land worden gecontroleerd. Daarom bevat de massale opslageenheid 10 van tevoren klaar gemaakte binaire gegevens, die voor het begin van de vlucht in binair formaat zijn verzameld en betrekking hebben op duidelijk waarneembare dwarswegen, spoorlijnsplitsingen, meren en rivieren en aan de kustlijn voorkomende riviermondingen etcetera. Al naar 20 gelang de snelheid van het zich in de lucht voortbewegende vaartuig, worden de hiervoor in aanmerking komende informatierasters op de toepasselijke tijd uit de opslageenheid uitgelezen en na wijziging in het referentiegeheugen 9 ingevoerd, welke wijzigingen zoals reeds eerder is vermeld met het oog op de stand en de hoogte van het zich in de lucht voortbewegende vaartuig nodig zijn. Deze opgeslagen gegevens worden vervolgens met de op het werkelijke tijdstip betrekking hebbende en in het landschapsgeheugen 7 25 ingevoerde gegevens vergeleken. Wanneer in het landschapsgeheugen een gedeelte aan gegevens wordt aangetroffen, dat met vooraf opgeslagen gegevens overeenstemt, wordt door de correlatie· analyseereenheid aangegeven, dat de momentele positie van het zich in de lucht voortbewegende vaartuig is bepaald.

Mogelijke geringe positiefouten, dit wil zeggen afwijkingen van de vooraf vastgelegde baan, worden door 30 middel van het uitgangssignaal uit het stelsel op zodanige wijze gecompenseerd, dat de snelheid in een bepaalde richting of de hoogte van het zich in de lucht voortbewegende lichaam enigszins wordt veranderd zodat dit in de juiste richting naar het volgende vastgelegde referentielandschap wordt gevoerd. Dit proces wordt mogelijkerwijze over vele honderden kilometers gedurende de periode voortgezet, dat het zich door de lucht bewegende vaartuig langzamerhand dichter bij zijn vooraf bepaalde bestemming komt. De 35 onderlinge scheidingsafstand van de plaatsen van de referentielandschappen wordt vanzelfsprekend met het oog op de grootte van navigatieafwijkingen gekozen, die geleidelijk kunnen ontstaan, in elk geval moet de grootte van het referentiegebied en de grootte van het door het videosignaal op het werkelijke tijdstip bestreden gezichtsveld groot genoeg zijn om met deze geleidelijke navigatieafwijkingen rekening te kunnen houden, en om de mogelijkheid te bieden om naar de momentele positie terug te keren indien het vaartuig 40 enigszins van de vooraf vastgelegde vliegbaan afwijkt

Dit proces wordt voortgezet totdat het punt van bestemming of het trefpunt in het gezichtsveld wordt —--aangetroffen.-Dus-een_van de raster van de massale opslageenheid 10 zal de weergave van het trefpunt__ bevatten zoals dit door middel van een door de lucht naderend vaartuig waargenomen. Uit de kennis van de geplande vliegbaan en de verstreken vliegtijd wordt een verwachtingssignaal voor het kunnen opsporen van 45 het trefpunt afgeleid, waarbij het geleidingsbesturingsstelsel als gevolg hiervan dan in zijn tweede opsporings- of detectiefase gaat werken.

Het trefpunt kan op een wijze uit een geografische vorm zijn samengesteld, die analoog aan de gegevens is, waarvan gedurende de navigatiefase is gebruikgemaakt, doch op alternatieve wijze kan het trefpunt uit een lichaam of een gebouw met een onderscheidenlijk eigen thermisch kenteken bestaan. In dit 50 laatste geval wordt van een naar voren gerichte infrarode aftaster gebruikgemaakt om het trefpunt te ' " kunnen detecteren. Op lange afstand doet elk heet trefpunt zich als een puntvormige warmtebron met een hoog contrast in vergelijking met de omgeving ervan voor, zodat de aanwezigheid ervan door de toepassing van een doelmatig filternetwerk in de vorm van een opvallend punt kan worden gebracht Zo kan dan ook van het filter 6 worden gebruikgemaakt om gedurende deze tweede geleidingsfase op lange afstand een 55 waarschijnlijk trefpunt te identificeren. Uit de kennis van de geschatte positie van het trefpunt en de stand van het zich door de lucht voortbewegende vaartuig kunnen onjuiste trefpunten worden uitgesloten om de overgang vanuit de navigatiefase als gevolg van onregelmatig optredende ruissignalen te vermijden, die op

Claims (3)

1. Correlatieprocessorschakeling, die correlatiemiddelen bevat die gedurende een eerste geleidingsfase in 55 een eerste werkingsmodus werkzaam zijn om gedurende de voortbeweging van een lichaam verzamelde landschapsgegevens, representatief voor de door dit lichaam waargenomen omgeving, te correleren met vooraf bepaalde opgeslagen gegevens representatief voor een te verwachten gezichtsveld, met het % 5 194282 kenmerk, dat deze correctiemiddelen gedurende een volgende geleidingsfase in een tweede werkings-modus werkzaam zijn om de gedurende de beweging van het lichaam verzamelde gegevens te vergelijken met landschapsgegevens die gedurende een voorafgaande periode tijdens de voortbeweging van het lichaam zijn verzameld; en middelen die afhankelijk van de positie van het lichaam de geleidingsbesturing 5 overbrengen van de eerste werkingsmodus naar de tweede werkingsmodus.

1. Het vervullen van de functie van een eenvoudig verwachtingsfilter, zodat wanneer het trefpunt niet door middel van het correlatieproces binnen het gezichtsveld van het waamemingsstelsel kan worden gevonden, door de eenheid een verwachting met betrekking tot de positie ervan kan worden gegeven, die op een vooraf bepaald dynamisch gedrag van het trefpunt is gebaseerd.

2. Correlatieprocessorschakeling volgens conclusie 1, om een zich door de lucht voortbewegend lichaam langs een bepaalde baan te geleiden, die middelen bevat om landschapsgegevens op te nemen, representatief voor het waargenomen terrein waar het lichaam overheen gaat; alsmede correlatiemiddelen die gedurende de eerste geleidings- of navigatiefase werkzaam zijn om de van de landschapsgegevens 10 afgeleide gegevens te vergelijken met gegevens die afgeleid zijn van vooraf bepaalde opgeslagen gegevens, representatief voor terrein landschappen, waarvan verwacht wordt dat het lichaam hieroverheen passeert; en middelen voor het verwerken van de resultaten van de genoemde correlatiebewerking om het genoemde lichaam te kunnen navigeren, gekenmerkt door middelen om de plaats van bestemming te detecteren en de werking in de tweede werkingsmodus te brengen gedurende de doelgeleidingsfase, en 15 middelen voor het verwerken van de resultaten van ede correlatiebewerkingen, die gedurende de doelgeleidingsfase zijn uitgevoerd om het lichaam naar de genoemde bestemming te geleiden.

2. Het opwekken van een foutsignaal voor het geleidingsstelsel van het zich door de lucht voortbewegende 30 vaartuig.

3. Het bepalen of de inhoud van het referentiegeheugen de laatste gegevens bevatten door een gegevensoverdracht uit het landschapsgeheugen, waarbij dit periodiek noodzakelijk is omdat het beeld van het trefpunt wanneer het zich door de lucht voortbewegende vaartuig dichter bij dit trefpunt komt in het gezichtsveld groter wordt, zodat indien de referentiegegevens in het geheugen niet werden ververst deze 35 gegevens steeds minder op het werkelijke trefpunt zouden lijken totdat deze een vorm zouden aannemen, waarbij er niet langer een op dit trefpunt gerichte baan zou kunnen worden bepaald.

4. Het verschaffen van coördinaten voor het middelpunt van het gebied, dat voor het volgende werkraster in het landschapsgeheugen moet worden ingevoerd. Het door toepassing van functie 2 verkregen foutsignaal wordt naar het vluchtbesturingsstelsel gevoerd 40 om de vliegbaan te kunnen wijzigen. De referentieverversingsparameters worden weer terug naar de volgorderegeleenheid gevoerd, terwijl de te verwachten of werkelijke positie van het trefpunt weer terug naar de aftastertussenschakeling wordt gevoerd om het voor de waarneming toegepaste gezichtsveld vast te leggen. De stelselmonitor 2 doet dienst om de werking van de correlatie-analyseereenheid 13 en het urtgangs-45 signaal ervan te bewaken, en hierdoor wordt verder de samenstelling van de processorschakeling weer in een andere vorm gebracht zodat deze de eigenschap bezit dat deze achtereenvolgens in de drie beschreven afzonderlijke geleidingsfasen kan werken. Op deze wijze kan van een betrekkelijk gering aantal processorblokken worden gebruikgemaakt om gedurende de vlucht van het zich door de lucht voortbewegende vaartuig de verschillende doch analoge functies te kunnen uitvoeren. 50

3. Correlatieprocessorschakeling volgens conclusie 1 of 2, om een lichaam langs een bepaalde baan naar een bepaalde bestemming te geleiden, die correlatiemiddelen bevat die gedurende de eerste geleidingsfase werkzaam zijn om periodiek binaire en gedurende het voortbewegen van het lichaam verzamelde 20 landschapsgegevens, waardoor omgevingsgebieden van het lichaam worden weergegeven, te correleren met vooraf bepaalde opgeslagen binaire gegevens representatief voor een gedeelte van een te verwachten gezichtsveld, gekenmerkt door verdere correlatiemiddelen die gedurende de volgende werkingsgeleldings-fase werkzaam zijn om digitale, gedurende de voortbeweging van het lichaam verzamelde landschapsgegevens met een meervoudig aantal niveaus te correleren met soortgelijke gegevens die zijn afgeleid van 25 gegevens, welke gedurende een voorafgaande periode tijdens de voortbeweging van het lichaam zijn verzameld; en middelen die gedurende een tussengelegen geleidingsfase reageren op het detecteren van de bestemming in de waargenomen omgevingsgebieden om de werking van de correlatiemiddelen over te - brengen van gegevens in binaire vorm in gegevens met een meervoudig aantal niveaus. Hierbij 1 blad tekening