NO309888B1 - FremgangsmÕte og anordning for registrering av et mÕls bevegelse - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å registrere bevegelsen av et mål som observeres i siktefeltet for en optisk detektor, og oppfinnelsen gjelder videre en anordning for å utføre fremgangsmåten, såvel som anvendelser for denne for å lokalisere et mål.

Oppfinnelsen kan være særlig egnet for målfølgeapparater som f.eks. kan være koplet til midler for å ødelegge mål som spores opp og følges, hvorved posisjon og eventuelt bevegelse av et mål bestemmes ut fra bildebehandling av de bilder som en optisk detektor får av målet.

En av hovedvanskelighetene ved slik bildebehandling ligger i behovet for å utføre behandlingen, i dette tilfelle bevegelsesdeteksjonen i sanntid, siden resultatene i den aktuelle anvendelse må være tilgjengelige umiddelbart.

I tillegg må den bevegelsesdeteksjon man står overfor kunne jevnes ut (glattes), eller særlig når målet ikke befinner seg nøyaktig i midten av den avbildning som behandles kan man få ytterligere tekniske problemer.

Hensikten med denne oppfinnelse er å unngå disse ulemper, og man søker å komme frem til en fremgangsmåte for å detektere både nøyaktig og raskt hvordan et observert mål beveger seg i synsfeltet for en optisk detektor, ut fra to påfølgende bilder, idet hvert av disse er bygget opp med en matrise av bildeelementer. Således er det ifølge oppfinnelsen skaffet til veie en fremgangsmåte for registrering av bevegelsen av et mål som observeres i en optisk detektors synsfelt, ved hjelp av to bilder av synsfeltet, idet bildene dannes av en matrise av bildeelementer og er tatt med et visst tidsavstand. Denne fremgangsmåte kjennetegnes særlig ved: a) bestemmelse av et differensielt bilde som også dannes av en matrise av bildeelementer, ut fra to analysebilder med samme størrelse og som i det minste tilsvarer en del av hvert respektive bilde, idet de enkelte bildeelementverdier i matrisen tilsvarer absoluttverdien av forskjellen i gråtone mellom to bildeelementer i samme posisjon i hvert respektive analysebilde, b) etablering, ut fra det differensielle bilde og en fastlagt binæromvandlingsterskel, av en binær avbildning hvis bildeelementer inntar en første verdi hvis verdien av de tilsvarende bildeelementer i det differensielle bilde er større eller lik terskelen, og en andre verdi hvis dette ikke er tilfelle, c) individualisering av bestemte områder i den binære avbildning der dennes bildeelementer har den første verdi, d) bestemmelse av individuelle omhylninger med fastlagt form for omslutning av de individualiserte områder, e) bestemmelse av en totalomhylning med fastlagt form for å omslutte de individuelle omhylninger, og f) registrering av om målet har beveget seg eller ikke, idet ingen bevegelse fastslås

dersom det foreligger færre enn to individuelle omhylninger og/eller hvis totalomhylningen har et område som er mindre enn et forhåndsbestemt areal, mens en bevegelse i motsatt fall fastslås og kan bestemmes ut fra et tilsvarende karakteristisk omriss relatert til målets posisjon i bildene.

På denne måte kan man ved hjelp av oppfinnelsen bestemme både hurtig og nøyaktig enhver bevegelse av målet ved å bruke enkle fremgangsmåtetrinn, og i tillegg vil man ved hjelp av det karakteristiske omriss som frembringes ved bildebehandlingen kunne bestemme karakteristiske egenskaper ved målet, slik det skal forklares nedenfor.

Fortrinnsvis går man i en første tilnærmelse ut fra at målets bevegelsesretning er kjent, for deretter å kunne bestemme det karakteristiske omriss, og dette gjøres ved at man for å bestemme det karakteristiske omriss: a) for en første linje i totalomhylningen søker å etablere en konfigurasjon av to grupper av bildeelementer, med samme antall tilstøtende bildeelementer og tilordnet den første verdi, såvel som en sone av bildeelementer mellom gruppene og hvis bildeelementer er tilordnet den andre verdi, hvoretter man, hvis en slik konfigurasjon lar seg etablere, bestemmer et karakteristisk segment dannet av sonen og av gruppen lengst ut i målets bevegelsesretning, og

P) sammengrupperer segmentene slik at det karakteristiske omriss dannes og bevegelsen av målet kan bestemmes, mens man, hvis ikke en slik konfigurasjon lar seg etablere, utfører samme for en neste linje i totalomhylningen.

I en særlig foretrukket utførelse av oppfinnelsen følger man en fremgangsmåte som går ut på at man for å bestemme den binære omvandlingsterskel S i forhold til et differensielt bilde: bestemmer luminansen av samtlige bildeelementer i det differensielle bilde,

etablerer et histogram som setter opp alle bildeelementene etter økende luminansverdi,

bestemmer en øvre luminansverdi Lsup som tilsvarer luminansen i histogrammet, ut fra en første fraksjon av samtlige bildeelementer,

bestemmer en nedre luminansverdi Linf som tilsvarer luminansen i histogrammet og utgjør en andre fraksjon som er mindre enn den første fraksjon av samtlige bildeelementer, og

bruker formelen S = (Lsup + Linf)/2 for å komme frem til den søkte omvandlingsterskel

Når denne bestemmelse utføres fra minst tre påfølgende bilder og når minst to binære avbildninger dannes av bildene utføres mellom trinn b) og c) i fremgangsmåten nevnt ovenfor en filtrering over tid av den aktuelle binære avbildning, ved at man bruker en logisk ELLER-port mellom denne avbildning og den foregående tilsvarende binære avbildning, hvorved man eliminerer uønskede parasittære bevegelseskomponenter som ikke har tidsmessig koherens.

Videre velges fortrinnsvis for innsetting mellom trinn c) og d) i fremgangsmåten ovenfor, de individualiserte soner som har et område større enn et forhåndsbestemt areal, og de etterfølgende trinn i prosedyren utføres ved å bruke bare disse valgte soner, idet man da eliminerer de tilsvarende soner som er for små fra bildebehandlingen, særlig når disse mindre soner også er i større antall, idet de generelt skyldes parasittære bevegelseskomponenter.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det i tillegg mulig å bestemme et referansemønster for det bevegelige mål, og dette gjøres særlig ved at man bestemmer posisjonen av det karakteristiske omriss i det frembrakte analysebilde av det siste av bildene i den opprinnelige rekkefølge, hvormed man trekker ut de bildeelementer som tilsvarer denne posisjon, idet disse bildeelementer danner målets referansemønster.

Oppfinnelsen gjelder også, slik det fremgår av patentkrav 8, en fremgangsmåte som innebærer at man: tar et bilde av den optiske detektors synsfelt og en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én delvis avbildning av denne, og en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som angir minst én partiell avbildning av målet, såvel som dettes kinematiske karakteristiske data, og at man gjentar følgende trinn i løpet av den tid det tar å utføre posisjonsbestemmelsen, ved at man: i et første trinn tar et bilde av objektet ved hjelp av den optiske detektor, idet bildet er i dennes synsfelt, hvoretter en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én partiell avbildning av denne bestemmes, deretter bestemmer en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som representerer minst én partiell avbildning av målet, og til sist bestemmer målets kinematiske karakteristiske egenskaper, og at man mens posisjonsbestemmelsen foregår gjentar følgende trinn:

et bilde tas av synsfeltet,

minst ett bakgrunnssøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet,

den partielle avbildning av bakgrunnen søkes i det isolerte søkevindu,

bevegelsen av den optiske detektor mellom det foregående bilde og bildet av synsfeltet beregnes ut fra posisjonen av den partielle avbildning fra søkevinduet,

et målsøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet, idet det tas hensyn til den beregnede bevegelse av den optiske detektor og av målets posisjon i det foregående bilde,

referansemønsteret for målet i det isolerte søkevindu letes opp,

målets bevegelse i forhold til bakgrunnen beregnes ut fra posisjonen av referanse-mønsteret i søkevinduet,

den beregnede bevegelse av målet sammenliknes med to bevegelsesverdier, nemlig en minste verdi og en største verdi, som beregnes ut fra målets kinematiske karakteristiske egenskaper slik at hvis den beregnede bevegelse ligger mellom de to verdier antas posisjonen av målet fremkommet ved den beregnede bevegelse å være gyldig, men hvis bevegelsen ikke ligger mellom de to verdier settes en estimert posisjon opp for målet, bestemt ut fra de kinematiske karakteristiske egenskaper som ble bestemt tidligere for målet, hvoretter

bakgrunns- og målmodellen oppdateres kontinuerlig for hvert bilde, idet opp-dateringen av målmodellen i det minste delvis utføres når en målbevegelse registreres. En alternativ til dette er angitt i patentkrav 9.

Endelig gjelder oppfinnelsen en anordning som gjør det mulig å bruke en slik fremgangsmåte, og denne anordning omfatter særlig: Mmidler for å ta bilder innenfor den optiske detektors synsfelt, midler for å trekke ut analysebilder fra bildene som er tatt, midler for å bestemme et differensielt bilde ut fra de frembrakte analysebilder, midler for å bestemme en binæravbildning, midler for individualisering av den binære avbildnings soner hvis bildeelementer er tilordnet en første verdi, midler for å danne individuelle omhylninger og en totalomhylning, og analysemidler for å bestemme om en målbevegelse er registrert, idet disse midler er innrettet for å bestemme målets eventuelle karakteristiske omriss.

Oppfinnelsen gjelder på denne måte en forbedring av den fremgangsmåte som finnes beskrevet i FR 2 706 721 for lokalisering av et mål og som har tittelen " Fremgangsmåte og anordning for å bestemme et måls posisjon ".

En første anvendelse av oppfinnelsens fremgangsmåte for å bestemme et måls posisjon og bevegelse ved hjelp av det som er satt opp ovenfor er særmerket ved at fremgangsmåten innebærer at hvert bilde og hver modell av målet oppdateres i det minste delvis når det registreres en bevegelse av målet.

En andre anvendelse av fremgangsmåten er særlig bemerkelsesverdig ved at det er mulig å bestemme målets referansemønster for oppdatering av målmodellen.

Oppfinnelsens anordning er illustrert i de tilhørende tegninger, og ut fra den beskrivelse som nå følger samt tegningene fremgår det klarere hvordan oppfinnelsen arter seg. I tegningene angir samme henvisningstall samme eller tilsvarende element på flere figurer.

Fig. 1 viser oppfinnelsens anordning blokkskjematisk og koplet til en optisk detektor som er innsiktet mot et mål, fig. 2 og 3 viser to bilder av det som faller i detektorens synsfelt, fig. 4 illustrerer bevegelsen av et mål fra det ene bilde til det neste (fig. 2 - 3), fig. 5-7 illustrerer forskjellige etterfølgende trinn under bildeprosesseringen i samsvar med oppfinnelsen, og fig. 8 viser hvordan man kan bestemme et karakteristisk omriss som avslører et måls bevegelse.

Oppfinnelsens anordning 1 for registrering av et måls C bevegelse er vist blokkskjematisk på fig. 1, og målet C er innsiktet i synsfeltet til en optisk detektor 2 hvis siktelinje OX mot målet er illustrert som en rett linje på tegningen. Anordningen 1 er for analyse av detektorens avbildning av målet koplet til denne.

Oppfinnelsen kan være særlig egnet for å følge et mål og kan passe til et våpensystem (ikke vist) som i så fall er utrustet med en optisk detektor 2 av den type som skal beskrives nedenfor.

Anordningen 1 inneholder kretser 3-9 som er sammenkoplet med de viste tilkoplinger 10 - 16,18,19, 21, 23 - 25, og de enkelte kretser utfører hver sin funksjon i etterfølgende trinn for å utføre oppfinnelsens fremgangsmåte. Dette fremgår av beskrivelsen av anordningen 1.

Nærmere bestemt innbefatter den en bildekrets 3 som er koplet via den første tilkopling 10 til detektoren 10 og er innrettet for å ta et bilde av detektorens synsfelt, dvs av det som detektoren "ser" i sitt synsfelt og som ligger til grunn for en avbildning eller et bilde. Bildekretsen 3 og detektoren 2 utgjør således sammen f.eks. et kamera som kan avbilde omverdenen i det synlige eller infrarøde lysområde.

Fig. 2 viser et bilde PV1 av synsfeltet for en bestemt posisjon av den optiske detektor 2, nemlig posisjonen tilsvarende den som er vist på fig. 1.1 dette bilde PV1 som dannes av en bildeelementmatrise er målet C noe forskjøvet til venstre i forhold til midten og i forhold til det "hår"-kryss R som angir synsfeltets sentrum og tilsvarer sikteaksen

OX.

Bare målet C er for enkelhets skyld vist i bildet PV1, og naturligvis vil også mange andre elementer avbildes samtidig, så som naturlige elementer i bakgrunnen og på siden og/eller kunstige eller ikke naturlige objekter som kan være stillestående eller bevege seg.

For å kunne bedømme bevegelsen må man ha to bilder som tas etter hverandre.

Fig. 3 viser således et andre bilde PV2 av målet, tatt fra den optiske detektor 2 som betraktes å være stasjonær, men man ser at målet C har flyttet seg noe til høyre i bildefeltet, nemlig i retningen E (fig. 1).

I det tilfelle hvor også detektoren 2 beveger seg i tidsintervallet mellom de to bilder PV1 og PV2 vil det naturligvis være den relative bevegelse av målet i forhold til detektoren som indikeres som en forskjell mellom bildene.

Bildene behandles først i bildekretsen 3 og overføres via tilkoplingen 11 til en bildeutsnittskrets 4 for å ta ut et utsnitt i form av et analysebilde II hhv 12 fra bildene, og disse analysebilder har identisk og nærmere fastlagt størrelse og er i samme relative posisjon innenfor sitt respektive bilde.

I det tilfelle hvor målets C posisjoner i bildene er kjent, i det minste tilnærmet vil analysebildene grovt sentreres i forhold til disse posisjoner. I eksemplet vist på fig. 2 og 3 og hvor målet beveger seg i nærheten av krysset R er således analysebildene II og 12 tatt ut sentrert omkring bildesentrum.

Prosesseringen eller bildebehandlingen i samsvar med oppfinnelsen utføres for analysebildene II og 12 som på denne måte er trukket ut fra det større bildefelt i bildene PV1 og PV2 og overføres i form av signaler via tilkoplingen 12 til en bildeforskjellskrets 5. Ifølge oppfinnelsen og under anvendelsen av dens fremgangsmåte kan bildebehandlings-området som det er aktuelt å behandle reduseres i forhold til analysebildene II og 12 for å øke hastigheten og nøyaktigheten av bildebehandlingen, såvel som å eliminere detek-sjoner som ikke bør tas hensyn til, dvs parasittære bevegelseskomponenter. Når således en målbevegelse registreres i et bestemt område i et analysebilde II eller 12 kan behand-lingsområdet fokuseres på dette område. Dette kan f.eks. utføres ved det man gjerne kaller suksessive aproksimasjoner.

Forskjellskretsen 5 etablerer et differensialbilde ID slik det er vist på fig. 5, ut fra den bildeoverlagring som er illustrert på fig. 4, idet de to målposisjoner C(I1) og C(I2) for målet C er vist forskjøvet som følge av bevegelsen. Fig. 4 viser tre forskjellige områder: - et område RI som består av bildeelementer som hører til målet C i analysebildet Il og bakgrunnen av betraktningsfelter fra den optiske detektor 2 i analysebildet 12, som resultat av bevegelsen av målet C, - et område R2 som består av bildeelementer som hører til målet C både i analysebildet II og i analysebildet 12, og - et område R3 som består av bildeelementer som hører til bakgrunnen i analysebildet Il og målet C i analysebildet 12.

Bare områdene RI og R3, som demonstrerer at målet er under bevegelse, tas hensyn

til i differensialbildet ID, slik det skal forklares nedenfor.

Differensialbildet ID representeres av en matrise av bildeelementer, og verdien av hvert bildeelement i matrisen tilsvarer absoluttverdien av forskjellen i grånivå for bildeelementene med samme relative posisjon i de to analysebilder II og 12. Differensialbildet som derved fremkommer overføres så til en binærkrets 6 som ved hjelp av en binærom-i vandligsterskel S som skal forklares nærmere nedenfor overfører bildet til den binære avbildning ID som er vist på fig. 6. Denne avbildnings bildeelementer inntar en første verdi, f.eks. 0, når verdiene for de tilsvarende bildeelementer i differensialbildet ID er større eller lik terskelen S, samme for områdene RI og R3 f.eks., og en andre, fortrinnsvis høy verdi i motsatt tilfelle.

i Områdene med den første verdi vil derfor kunne betraktes å være bevegelige områder, mens de som har den andre, høyere verdi kan betraktes å være stasjonære områder.

Binæromvandlingsterskelen S som brukes kan være en lagret forhåndsbestemt verdi, f.eks. kan verdien være lagt inn i binærkretsen 6.

i Det skal bemerkes at terskelen vil fremkomme som et kompromiss mellom deteksjonshastigheten for bevegelsen av målet og mengden av parasittære bevegelser som blir registrert. Grunnen til dette er at jo lavere terskelen er desto større registreringsverdi får man for målbevegelsen, men man får samtidig også større innhold av uønskede parasittære bevegelseskomponenter. Hvis imidlertid disse komponenter får for stor fraksjon av deteksjonsinnholdet vil det kunne være vanskelig eller umulig å registrere målets reelle bevegelse.

Har man dette for øye er det derfor en fordel at anordningen 1 omfatter en beregningskrets 17 som er tilkoplet via tilkoplingene 18 hhv 19 til kretsene 5 og 6, og derved muliggjøres en tilpasning av terskelen S til signalbehandlingen som utføres, og særlig til håndteringen av differensialbildet ID såvel som til det ønskede bevegelsesomfang som skal registreres.

I henhold til oppfinnelsen og for å kunne bestemme terskelen S i forhold til differensialbildet ID som mottas fra forskjellskretsen 5 er beregningskretsen 17 konstruert og innstilt for å utføre følgende: - bestemmelse av luminansen av samtlige bildeelementer i differensialbildet ID, - etablering av et histogram (ikke vist) som representerer samtlige bildeelementer og ordner disse etter økende luminansverdi, - bestemmelse av en øvre luminansverdi Lsup som tilsvarer luminansen i histogrammet for en første fraksjon, f.eks. 95 % av samtlige bildeelementer, - bestemmelse av nedre luminansverdi Linf som tilsvarer luminansen i histogrammet av en andre fraksjon, f.eks. 5 %, mindre enn den første fraksjon, for samtlige bildeelementer, og - beregning av binæromvandlingsterskelen S fra ligningen S = (Lsup + Linf)/2. Deretter overføres den binære avbildning IB: - først til en etterfølgende individualiseringskrets 7 for gruppering av de bevegelige områder, dvs å samle de tilstøtende bildeelementer som har den første verdi tilordnet til bestemte områder, som f.eks. områdene RI og R3, men å skille mellom disse områder, idet området RI er vist for dette formål i form av et sjakkbrett på fig. 7, mens området R3 er vist skravert,

- og deretter overføring til en omhylningskrets 8 som:

• på den ene side og for hvert av de individualiserte områder RI og R3 bestemmer en separat omhylning, hhv omhylningen El og E3, med rektangulær form og omsluttende de individualiserte områder, og • på den annen side bestemmelse av en totalomhylning EG, likeledes med rektangulær form og som omslutter samtlige individualiserte omhylninger El og E3 som er dannet slik det er angitt ovenfor.

For å slippe å ta hensyn til for mange parasittære bevegelseskomponenter og - områder bruker man i en særlig fordelaktig utførelse av oppfinnelsen tidsfiltrering av den binære avbildning IB før overføringen til individualiseringskretsen 7.

For dette formål omfatter anordningen 1:

- et lager 20 som er koplet til binærkretsen 6 via en tilkopling 21 og er innrettet for å lagre en binær avbildning som fremkommer fra et foregående fremgangsmåtetrinn, og - en ELLER-port som er koplet via tilkoplingene 23 og 24 til hhv binærkretsen 6 og lageret 20 og er innrettet for logisk ELLER-kopling mellom den binære avbildning som behandles og som er mottatt fra binærkretsen 6, og den binære avbildning som fremkommer fra det foregående fremgangsmåtetrinn og som mottas fra lageret 20. Porten 22 overfører den således tidsfiltrerte avbildning til individualiseringskretsen 7 via en

tilkopling 25.

En slik filtrering muliggjør å fokusere på bare de bevegelsesområder som er koherente over tid, hvilket ikke er tilfelle for de parasittære bevegelseskomponenter og - områder.

Videre er det slik at man i en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen sørger for å ha et område som er større enn forhåndsbestemt areal, idet dette område velges ut fra den binære avbildning og slik at ved den resterende del av fremgå: lgsmåten bare de individualiserte områder som på denne måte velges ut må tas hensyn til.

Denne utførelse er særlig fordelaktig når den binære avbildning har et stort antall små individualiserte områder som generelt skyldes parasittære bevegelseskomponenter, og utførelsen gjør det derfor mulig, sammen med tidsfiltreringen som er beskrevet ovenfor å eliminere informasjon av ingen eller liten interesse for den prosessering som skal utføres.

I en etterfølgende analysekrets 9 og som mottar de prosesserte bildesignaler fra omhylningskretsen 8 utføres, hvis det ikke foreligger noen deteksjon av en målbevegelse: • det fastlegges om ingen individuell omhylning foreligger, siden ingen bevegelse da er registrert, • det fastlegges om en enkelt individuell omhylning eksisterer, siden det da er umulig å bestemme om det registrerte område er et bakgrunnsområde som er udekket eller dekket av målet, og/eller • det bestemmes om totalomhylningen har et område mindre enn et forhåndsbestemt areal, siden påliteligheten av signalbehandlingen da kan være tvilsom, eller

• om det i de øvrige tilfeller registreres en målbevegelse av målet C.

Når det registreres en målbevegelse kan analysekretsen 9 i tillegg bestemme et karakteristisk omriss (ikke vist) som tilsvarer bevegelsen av målet C og relaterer dets posisjon i det andre bilde PV2.

I henhold til oppfinnelsen og for å bestemme et slikt karakteristisk omriss:

a) for hver linje (LI) tilhørende totalomhylningen utføres:

etablering av en konfigurasjon av to grupper (Gl, G2) med samme antall tilstøtende

bildeelementer og med den første verdi tilordnet, såvel som en mellomliggende sone (ZI) av bildeelementer med den andre verdi tilordnet, hvilken sone ligger mellom gruppene (Gl, G2), og

hvis en slik konfigurasjon eksisterer, bestemmelse av et karakteristisk segment (SI) dannet av den mellomliggende sone (ZI) og av gruppen (G2) lengst ut i målets (C) bevegelsesretning E, og hvis ikke, utførelse av samme for neste linje (LI) for totalomhylningen, og

p) sammengruppering av de således bestemte karakteristiske segmenter (SI) for å danne det karakteristiske omriss.

Fortrinnsvis er det slik, og særlig for å lette dataprosesseringen, at det er fordelaktig å danne en karakteristisk matrise med rektangulær form ut fra det tilsvarende karakteristiske omriss, idet bildeelementene tilhørende matrisen er relatert til et bevegelig område, dvs tilsvarende det karakteristiske omriss, og bildeelementene inntar for dette område en bestemt verdi, f.eks. 1, mens de øvrige bildeelementer tilordnes en annen verdi, f.eks. 0.

Fig. 8 viser ovenfra og nedover og med en forskyvning fra linje til linje mot høyre eller venstre for å demonstrere de enkelte relasjoner:

- linjen Li øverst for den binære avbildning IB omfatter i tillegg til de allerede omtalte områder, soner eller grupper Gi, ZI og G2 en ytre sone ZI og Z2 på hver side, idet disse representerer stasjonærtilstand. I sonene ZI, Z2 eller ZI kan naturligvis partiell bevegelse foreligge, tilsvarende parasittær bevegelse, men dette tas ikke hensyn til hvis en tilordnet sone med samme størrelse ikke foreligger på linjen Li, slik det er tilfellet for bildeelementgruppene Gl og G2, - en separat linje LI (linje 2) dannet av bildeelementene tilhørende målet C i linjen Li i analysebildet II, - en separat linje L2 dannet av bildeelementene tilhørende målet C i linjen Li tilhørende analysebildet 12, idet denne separate linje L2 er forskjøvet i forhold til linjen LI ved at målet har beveget seg i retningen E mellom tidspunktene for analysebildene Il og 12, - en separat linje L3 som bare omfatter sonene tilhørende linjen Li og som er anvendelige for registreringen, og - et karakteristisk segment Si som naturligvis har posisjon på samme sted som L2 når hele det aktuelle mål beveger seg.

Analysekretsen 9 kan overføre de resultater som opptas via en tilkopling 26 til en brukerinnretning (ikke vist).

Oppfinnelsen gjør det også mulig å bestemme et referansemønster (ikke vist) for det bevegelige mål C.

For dette formål omfatter anordningen 1 en posisjonskrets 27 som via tilkoplingen 28 og 29 er koplet til hhv bildeutsnittskretsen 4 og analysekretsen 9 og som for å bestemme et slikt referansemønster for målet utfører følgende: - fastleggelse av posisjonen av det karakteristiske omriss, dvs bestemmelse av posisjonen av de bevegelige områder/soner tilhørende den karakteristiske matrise i analysebildet 12 tilordnet det andre bilde PV2, og - uttrekking av de bildeelementer som tilsvarer denne posisjon, idet disse bildeelementer danner målets referansemønster.

Deretter kan de resultater som fremkommer overføres via en tilkopling 30 til en brukerenhet (ikke vist).

Anordningen 1 i samsvar med oppfinnelsen er videre særlig velegnet for sporing og følging av mål, og den kan for dette formål være integrert i et våpensystem (ikke vist), særlig et antitanksystem som er utrustet med den optiske detektor 2 og er innrettet for

å ødelegge det mål som oppdages og følges.

Fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen har mange positive anvendelsesmuligheter, og to anvendelser er særlig angitt nedenfor, spesielt kan man nemlig få fordelaktig bedring av den allerede nevnte kjente måte å lokalisere et mål på, nemlig den som er beskrevet i vår patentsøknad FR 2 706 721.

Som indikert tidligere bruker fremgangsmåten en målmodell som inkluderer minst ett referansemønster for målet, og dette mønster må fra tid til annen oppdateres under bestemte betingelser under implementeringen av fremgangsmåten.

I en første anvendelse av oppfinnelsen og ved anvendelse av denne fremgangsmåte implementeres den ved at hvert bilde og målmodellen, dvs i det minste referansemønsteret, oppdateres, i det minste delvis, når en målbevegelse registreres, og dette tilføyer en nøyaktig mulighet for oppdatering av modellen.

I en andre anvendelse av oppfinnelsen oppdateres referansemønsteret om nødvendig og på den måte som er beskrevet tidligere i samsvar med oppfinnelsen, hvorved man får en effektiv teknikk for oppdatering av modellen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for registrering av bevegelsen av et mål (C) som observeres i en optisk detektors (2) synsfelt, ved hjelp av to bilder (PV1, PV2) av synsfeltet, idet bildene dannes av en matrise av bildeelementer og er tatt med et visst tidsavstand, KARAKTERISERT VED:

a) bestemmelse av et differensielt bilde (ID) som også dannes av en matrise av bildeelementer, ut fra to analysebilder (II, 12) med samme størrelse og som i det minste tilsvarer en del av hvert respektive bilde (PV1, PV2), idet de enkelte bildeelementverdier i matrisen tilsvarer absoluttverdien av forskjellen i gråtone mellom to bildeelementer i samme posisjon i hvert respektive analysebilde (II, 12), b) etablering, ut fra det differensielle bilde (ID) og en fastlagt binæromvandlingsterskel (S), av en binær avbildning (IB) hvis bildeelementer inntar en første verdi hvis verdien av de tilsvarende bildeelementer i det differensielle bilde er større eller lik terskelen, og en andre verdi hvis dette ikke er tilfelle, c) individualisering av bestemte områder (RI, R3) i den binære avbildning (IB) der dennes bildeelementer har den første verdi, d) bestemmelse av individuelle omhylninger (El, E2) med fastlagt form for omslutning av de individualiserte områder (RI, R3), e) bestemmelse av en totalomhylning (EG) med fastlagt form for å omslutte de individuelle omhylninger (El, E3), og f) registrering av om målet (C) har beveget seg eller ikke, idet ingen bevegelse fastslås dersom det foreligger færre enn to individuelle omhylninger (El, E2) og/eller hvis totalomhylningen (EG) har et område som er mindre enn et forhåndsbestemt areal, mens en bevegelse i motsatt fall fastslås og kan bestemmes ut fra et tilsvarende karakteristisk omriss relatert til målets posisjon i bildene (PV1, PV2).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og hvor målets (C) bevegelsesretning (E) er kjent i forhold til bildene (PV1, PV2), KARAKTERISERT VED at man for å bestemme det karakteristiske omriss: a) for en første linje (LI) i totalomhylningen søker å etablere en konfigurasjon av to grupper (Gl, G2) av bildeelementer, med samme antall tilstøtende bildeelementer og tilordnet den første verdi, såvel som en sone (ZI) av bildeelementer mellom gruppene og hvis bildeelementer er tilordnet den andre verdi, hvoretter man, hvis en slik konfigurasjon lar seg etablere, bestemmer et karakteristisk segment (SI) dannet av sonen (ZI) og av gruppen (G2) lengst ut i målets (C) bevegelsesretning (E), og P) sammengrupperer segmentene (SI) slik at det karakteristiske omriss dannes og bevegelsen av målet kan bestemmes, mens man, hvis ikke en slik konfigurasjon lar seg etablere, utfører samme for en neste linje (LI) i totalomhylningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de individuelle omhylninger (El, E3) og totalomhylningen (EG) har rektangulær form.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at man for å bestemme den binære omvandlingsterskel (S) i forhold til et differensielt bilde (ID): bestemmer luminansen av samtlige bildeelementer i det differensielle bilde (ID), etablerer et histogram som setter opp alle bildeelementene etter økende luminansverdi, bestemmer en øvre luminansverdi (Lsup) som tilsvarer luminansen i histogrammet, ut fra en første fraksjon av samtlige bildeelementer, bestemmer en nedre luminansverdi (Linf) som tilsvarer luminansen i histogrammet og utgjør en andre fraksjon som er mindre enn den første fraksjon av samtlige bildeelementer, og bruker formelen S = (Lsup + Linf)/2 for å komme frem til den søkte omvandlingsterskel (S).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at deteksjonen utføres ved hjelp av minst tre etterfølgende bilder, og at minst to etterfølgende binære avbildninger dannes av disse bilder, idet man mellom trinn b) og c) innskyter tidsfiltrering av den aktuelle binære avbildning, ved å benytte en logisk ELLER-deling mellom denne binære avbildning og den foregående.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at man mellom trinn c) og d) velger ut de individualiserte områder som er større enn et forhåndsbestemt areal, og at de påfølgende trinn utføres ved anvendelse av bare disse individualiserte uttatte områder.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og innrettet for i tillegg å muliggjøre bestemmelse av et referansemønster for det bevegelige mål (C), KARAKTERISERT VED at posisjonen av det karakteristiske omriss fastlegges i analysebildet (12) for det siste bilde (PV2), hvoretter de bildeelementer som hører til denne posisjon trekkes ut for å danne det søkte referansemønster for målet.

8. Fremgangsmåte for å bestemme posisjonen av et mål som observeres i en optisk detektors synsfelt, KARAKTERISERT VED at man: tar et bilde av den optiske detektors synsfelt og en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én delvis avbildning av denne, og en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som angir minst én partiell avbildning av målet, såvel som dettes kinematiske karakteristiske data, og at man gjentar følgende trinn i løpet av den tid det tar å utføre posisjonsbestemmelsen, ved at man: i et første trinn tar et bilde av objektet ved hjelp av den optiske detektor, idet bildet er i dennes synsfelt, hvoretter en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én partiell avbildning av denne bestemmes, deretter bestemmer en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som representerer minst én partiell avbildning av målet, og til sist bestemmer målets kinematiske karakteristiske egenskaper, og at man mens posisjonsbestemmelsen foregår gjentar følgende trinn: et bilde tas av synsfeltet, minst ett bakgrunnssøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet, den partielle avbildning av bakgrunnen søkes i det isolerte søkevindu, bevegelsen av den optiske detektor mellom det foregående bilde og bildet av synsfeltet beregnes ut fra posisjonen av den partielle avbildning fra søkevinduet, et målsøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet, idet det tas hensyn til den beregnede bevegelse av den optiske detektor og av målets posisjon i det foregående bilde, referansemønsteret for målet i det isolerte søkevindu letes opp, målets bevegelse i forhold til bakgrunnen beregnes ut fra posisjonen av referanse-mønsteret i søkevinduet, den beregnede bevegelse av målet sammenliknes med to bevegelsesverdier, nemlig en minste verdi og en største verdi, som beregnes ut fra målets kinematiske karakteristiske egenskaper slik at hvis den beregnede bevegelse ligger mellom de to verdier antas posisjonen av målet fremkommet ved den beregnede bevegelse å være gyldig, men hvis bevegelsen ikke ligger mellom de to verdier settes en estimert posisjon opp for målet, bestemt ut fra de kinematiske karakteristiske egenskaper som ble bestemt tidligere for målet, hvoretter bakgrunns- og målmodellen oppdateres kontinuerlig for hvert bilde, idet opp-dateringen av målmodellen i det minste delvis utføres når en målbevegelse registreres.

9. Fremgangsmåte for å bestemme posisjonen av et mål som observeres i en optisk detektors synsfelt, KARAKTERISERT VED at man: i et første trinn tar et bilde av den optiske detektors synsfelt og en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én delvis avbildning av denne, og en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som angir minst én partiell avbildning av målet, såvel som dettes kinematiske karakteristiske data, og at man gjentar følgende trinn i løpet av den tid det tar å utføre posisjonsbestemmelsen: i et første trinn tar et bilde av objektet ved hjelp av den optiske detektor, idet bildet er i dennes synsfelt, hvoretter en modell av bakgrunnen, innbefattet minst én partiell avbildning av denne bestemmes, og deretter bestemmes en modell av målet, innbefattet minst ett referansemønster som representerer minst én partiell avbildning av målet, og til sist bestemmes målets kinematiske karakteristiske egenskaper, og at man mens posisjonsbestemmelsen foregår gjentar følgende trinn: et bilde tas av synsfeltet, minst ett bakgrunnssøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet, den partielle avbildning av bakgrunnen søkes i det isolerte søkevindu, bevegelsen av den optiske detektor mellom det foregående bilde og bildet av synsfeltet beregnes ut fra posisjonen av den partielle avbildning fra søkevinduet, et målsøkevindu isoleres fra bildet av synsfeltet, idet det tas hensyn til den beregnede bevegelse av den optiske detektor og av målets posisjon i det foregående bilde, referansemønsteret for målet i det isolerte søkevindu letes opp, målets bevegelse i forhold til bakgrunnen beregnes ut fra posisjonen av referanse-mønsteret i søkevinduet, den beregnede bevegelse av målet sammenliknes med to bevegelsesverdier, nemlig en minste verdi og en største verdi, som beregnes ut fra målets kinematiske karakteristiske egenskaper slik at hvis den beregnede bevegelse ligger mellom de to verdier antas posisjonen av målet fremkommet ved den beregnede bevegelse å være gyldig, men hvis bevegelsen ikke ligger mellom de to verdier settes en estimert posisjon opp for målet, bestemt ut fra de kinematiske karakteristiske egenskaper som ble bestemt tidligere for målet, hvoretter man kontinuerlig oppdaterer bakgrunns- og målmodellen.

10. Anordning for å utføre fremgangsmåten i henhold til krav 1 eller 8, KARAKTERISERT VED: midler for å ta bilder innenfor den optiske detektors synsfelt, midler for å trekke ut analysebilder fra bildene som er tatt, midler for å bestemme et differensielt bilde ut fra de frembrakte analysebilder, midler for å bestemme en binæravbildning, midler for individualisering av den binære avbildnings soner hvis bildeelementer er tilordnet en første verdi, midler for å danne individuelle omhylninger og en totalomhylning, og analysemidler for å bestemme om en målbevegelse er registrert, idet disse midler er innrettet for å bestemme målets eventuelle karakteristiske omriss.

11. Anordning ifølge krav 10, KARAKTERISERT VED en beregningskrets (17) for å bestemme den binære omvandlingsterskel (S).

12. Anordning ifølge krav 10 eller 11 og særlig bestemt for implementering av fremgangsmåten ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED en posisjonskrets (27) for å bestemme målets referansemønster.