NO800578L - Prosess og systemer for elektronisk generering av vidvinklede bevegelige bilder for trening i skipsnavigasjon - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt genereringen av ;

et vidvinklét bevegelig bilde fra bestemte elementærbilder som hver fremvises på et katodestrålerør..

Problemet med den optiske sidestilling og kollimeriirg av disse elementærbilder.for å danne et vidvinkelbiide ved uendelig,

er allerede blitt løst ved forskjellige kjente anordninger, innbefattende særlig den som er beskrevet i fransk patentsøknad 2.360.103.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører nærmere bestemt et system som elektronisk genererer bilder oppfåttet slik at de elementære bilder som fremvises på katodestrålerørene i en av ovenfor nevnte anordninger, gjengivelsen og passeringen av bevegelige objekter fra et élemehtærbilde til et tilliggende bilde oppnås uten dis--kontinuitet i vidvinkelbildet.

Et viktig anvendelsesområde for den foreliggende oppfinnelse dannes ved systemer for trening i aktiviteter som krever lang • avstandsrundtdekkende visuell observasjon. Praktisk trening i styring av f.eks. kjøretøyer, kan ganske ofte ikke gis med virkelige kjøretøyer av kostnadshensyn/ sikkerhet eller util-gjengelighet, men ved hjelp av passende treningssystemer. Systemer for generering av vidvinklede bevegelige bilder som er beskrevet i den foreliggende søknad vedrører således nærmere bestemt.systemer for'trening i navigasjon av skip. Det er ikke desto mindre klart at oppfinnelsen kan ha andre anvendel-sesområder.

Systemer for trening i navigasjonen av skip, hvilke gjengir

på land så realistisk som mulig navigasjonsbroen for skip, omfatter utstyr som simulerer virkelig navigasjonsutstyr. Den omgivende verden sett fra slike navigasjonsbroer er en omgivel-sesmessig karakteristikk som er vanskelig å gjengi. Inntrykket' av rom* hvilket er nødvendig for realistisk trening, kan kun " gis ved hjelp av et vidvinklét bilde tilsynelatende plassert ;i en betydelig avstand. Synsfeltet bør også være så stort som mulig i asimut, dvs. den horisontale retning. I den vertikale retning, idet det antas at store -skip navigerer i relativt store ;javstandér fra kysten, vil imidlertid et synsfelt som korrespon-' derer med en elevasjonsvinkel av ca. 10° i forhold til horisonten synes å være tilstrekkelig.. Vidvihkelbildet, og følgelig elementærbiIdene som danner det, må endre som. en funksjon av skipbevegelse og orientering og naturligvis som en funksjon av sjøtrafikken som observeres. ;For nærværende er det minst kostbare kommersielt tilgjengelige utstyr som er i stand til å frembringe slike endrende bilder katodestrålerørbilledgeneratorer av fjernsynsmonitor eller projesørtypen, hvis bilder kan "behandles" i overensstemmelse med vanlige såkalte "inlay" elektroniske prosesser. Gjengivel-"sen av et vidvinklét flerbilde av et bevegelig objekt som passerer fra et eléméntærbilde til et annet, er allerede blitt gjenstand for forskjellige patenter. I. US-patentene 3.659.920 og 3.619.912 såvel som i britisk patent 1.380.188, oppnås tilsynelatende bevegelser av objektet ganske enkelt ved å forsinke monitorsynkroniseringssignalene, hvilket ikke tillater gjengivelsen av.flere bevegelige objekter som har forskjellige bevegelser. Systemet beskrevet i US-patent 3.560.644 krever at spenningsgradienter i kamera og fremviserprojesøravsøkningssig-nalene modifiseres som en funksjon av stillingene og posisjonene av objektene, og hindrer derved bruken av standard utstyr. ;Prosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater.gjengivelsen av flere objekter under anvendelse av vanlige kameraer og monitorer.- ;Elementærbildene som.fremvises på forskjellige televisjonsmoni-torer oppnås ved den samtidige avlesning av like mange syntetiske bilder registrert i en hukommelse, slik som en videoregistreringsmaskin av magnetplatétypen. ;De syntetiske bilder genereres et for et på en syklisk måte ved "inlaying" av bildene av objekter frembragt av fjernsynskameraer ;på et omgivelsesbilde.;Hvert av kameraene orienteres m.h.t. en modell og synkroniseres av linje-slettesignaler som individuelt er forsinket på en pas-| ;i ;<I>sende måte m.h.t. det såkalte referanselinjeslettesignal felles! for fjernsynsmonitorene. ;Andre karakteristika og fordeler ved prosessen og systemet for billedgenerering ifølge den foreliggende oppfinnelse vil frem-gå av den etterfølgende beskrivelse av praktiske eksempler. ;Flg. 1 er et diagram som beskriver prosessen i overensstemmelse med oppfinnelsen. ;Fig. 2 gjengir skjematisk vidvinkelbi.ldet som består av elementærbilder og definerer koordinatene for et referansepunkt A ;på modellen av objektet i disse bilder.;Fig. 3 representerer den grunnleggende datamaskinsyklus.;Fig. 4 er blokkdiagrammet av et bildegenereringssystem ifølge oppfinnelsen og for hvilket bildet animeres av et enkelt ob-.jekt. Fig. 5 er det detaljerte blokkdiagram av en linjeskiftkrets som er spesiell for systemet ifølge foréliggendé oppfinnelse. Fig. 6 representerer tidsdiagrammene for signaler som ér relatert til linjeskiftkretsen. Flg. 7 er det detaljerte diagram av en "inlay" kontrollkrets •som er spesiell for systemet ifølge oppfinnelsen.; ;Flg. 8 representerer tidsdiagrammene for signaler relatert til "inlay" kontrollkretsen. Fig. 9 illustrerer én forbedret variant av systemet ifølge oppfinnelsen, for hvilken bildet animeres av M .objekter. Fig. 10 illustrerer på en kompakt måte forskjøvet bildegenera-toren som er spesiell for systemet ifølge oppfinnelsen. Fig. 11 viser tre skip som delvis maskerer hverandre. iFig. 12 illustrerer ordenen av skip uttrykt både i desimal og binær form. Fig. 13 representerer en tabell som oppsummerer operasjonen av en vanlig prioritetskoder. Fig. 14 er det detaljerte blokkdiagram av en anordning som bestemmer maskeringsvirkningene og spesiell for den første varianten av systemet ifølge oppfinnelsen. Fig. 15 er blokkdiagrammet for en andre variant av systemet, ifølge oppfinnelsen, for hvilken bildet animeres av et objekt og dannes av Z grupper av n elementærbilder. Fig. 16 er blokkdiagrammet av en tredje variant av systemet ifølge oppfinnelsen, for hvilken bildet animeres av flere objekter og dannes, av Z grupper av n elementære bilder. ;Beskrivelsen.av den foreliggende oppfinnelse er begrenset til et bilde som har en bred synsvinkel i kun den horisontale retning. Det er klårt at oppfinnelsen lett kan utvides på de samme prinsipper til et bilde som har en vidvinkel både i den vertikale og den horisontale retning. Objektene ansees å være bevegelige skip som danner sjøtrafikken som møtes av "skoleskipet" , : idet sistnevnte simuleres av navigasjonsbroen i treningssystemet. Ikke desto mindre kan ethvert av disse objekter også være en øy, en bøye, en brygge, kai eller molo eller en kystlinjestrekning hvis tilsynelatende bevegelse m.h.t..skoleskipet også må simuleres. Alle disse bevegelser bestemmes ved vanlige beregnings og programmeringsmetoder ifølge øvelsen, forutbestemt eller ikke, og i overensstemmelser med hvilke, som helst bestemmelser tatt av instruktøren. I den etterfølgende tekst, anvendes uttrykkene "objekt" og "skip" ;likegyldig.;Et fjernsynskamera av vanlig konstruksjon rettes mot modellen av et skip M (fig. 1), hvis tegning av forklarende hensyn er delt i åtte.numererte deler. Stillingen av modellen va-rierer som en funksjon av orienteringen av skipet som skal ;i ;'simuleres, mens variasjonen av den tilsynelatende størrelse av skipet oppnås ved å variere fokallengden vfor kameralinsen. Modellen plasseres på en orienteringsstøtte slik at den er sen-trert m.h.t. rotasjonsaksen for denne støtte, for derved å si-mulere skipets kurs. Koordinatene for dette.skip måles i vid-vinkelbildet og i de fremviste elementærbilder av koordinatene for et referansepunkt A definert av skjæringen av støtterota-sjonsaksen og basisplanet for modellen. Den optiske aksen for kameraet peker mot dette punkt og et bilde IM for modellen mot en svart bakgrunn oppnås på billedrøret i kameraet. Dimensjonene og distansen for modellen bestemmes slik at vinkelen under hvilken modellen fremkommer forblir innenfor synsfeltet for kameralinsen. Kameraet synkroniseres ved hjelp åv et forsinket linjeslettesignal SD og frembringer et objektbildesig-nal SV. Modellen M plasseres foran en tilstrekkelig sort bakgrunn slik at nivåer ni og n2 for signalet.SV, korresponderende med lyshetene for modellen og bakgrunnen er tydelige. ;Vidvinkelbildet (fig. 2) består av en sammenstilling av N elementærbilder fremvist på M fjernsynsmonitorer og tilsynelatende sidestillet horisontalt ved nivået for horisonten ved hjelp av optiske midler som ikke danner del av oppfinnelsen. Hvert elementærbilde er motstående en betraktningsvinkel OL i den horisontale retningen. Ordensnummeret p for det spesielle elementærbildet i hvilket er plassert et gitt øyeblikk" referansepunktet A, gitt ;av heltallsdelen av kvosienten som resulterer fra delingen av asimut©for dette referansepunkt i vidvinkelbildet med vinkelen o£ . Asimutvinkelen X for punktet A i bildet av ordens-nummer p måles av resten oppnådd ved deling av asimutvinkelen 0 med vinkelen ; ; Fig. 1 refererer til tilfellet hvor asimutvinkelen X er mindre enn halvdelen av yinkelenc*. og for hvilken skipet, avhengig av vinkelen med hvilken den sees, har sannsynlighet for å fremtre delvis på det fremviste bilde av ordens tallet p-1. Resultatene for tilfeller, hvor asimutvinkelen X er enten større enn eller lik halvparten av vinkelen kan lett utledes fra dette. Sig- >

Inalet SD' forsinkes med et gitt intervall m.h.t. linjeslettereferansesignalet SL som er matet til alle monitorene. Dette siste signal er ikke vist i fig. 1..Signalet SV frembringer således på skjermen av en monitor synkronisert av signalet

SL et "forskjøvet" bilde slik som bildet ID (p) eller bildet ID (p-1), avhengig av forsinkelsen av signalet SD. Et vertikalt sort bånd deler hvert av disse bilder i to deler: en høyre del.

D og en venstre del G på hver side av båndet. Hver høyre

del består av en viss brøkdel av den venstre delen av bildet IM. Videre mangler en del av bildet IM i hver av de forskjøvne bilder, idet denne del korresponderer med delen 2 i modellen for bildet ID(p), og korresponderende med delen .3 i modellen for bildet ID.(p-1) . Brøkdelen av signalet som korresponderer med

de to manglende deler i bildet IM er sammenfallende i tid med pulsene av signalet SL matet til monitoren og kan følgelig ikke fremvises på dette røret.

De fremviste elementærbilder IV oppnås ved den samtidige lesning av N såkalte syntetiske bilder IS. registrert sekvensmessig på en magnetplate-video-registreringsmaskin V (fig. 1). De syntetiske bilder bestemmes et for et fra et omgivelsesbilde IE og, når skipet bør fremtre i det angjeldende elementærbildet, fra et forskjøvet bilde IDog ved "inlaying" av sistnevnte på

en passende måte i omgivelsesbildet. Omgivelsesbildet.gjengir overflaten av sjøen på en figurativ eller stillisert måte eller,

i en endog enklerer versjon, består av en horisontal linje H som simulerer horisonten og adskiller to soner med forskjellig farge. Dette bildet kan frembringes ved vanlige syntetiske-bilde-genereringskretser.

Fig. 1 vedrører nærmere bestemt genereringen.av to elementærbilder IV (p-1) og IV(p), i hvilket samme skip bør fremtre delvis. De korresponderende syntetiske bilder IS(p-1) og IS(p) oppnås ved "inlaying" på bildet IE det forskjøvne bildets ID

(p-1) og det forskjøvne.bildet ID(p), idet disse siste to bilder oppnås fra bildet IM, idet en passende forsinkelse for hver påvirker signalet SD. Forsinkelsen -R(p) som korresponderer med bildet ID(p) bestemmes slik at asimut for referansepunktet A i dette bildet er lik den beregnede verdi' X. Bildet

|<I>D(p-l) forskyves slik at den manglende del av bildet IM i bildet ID(p),dvs. del 2, fremtrer i den høyre delén av dette bildet. Ettersom bredden av den manglende del bestemmes av varigheten. Tf for pulsene i signalet SL, idet man ser bort fra varigheten av de innrammende optiske ytterkanter, er forsinkelsen,

som korresponderer med bildet (p-1) gitt av:

De forsinkede bilder innlegges (inlayed) på omgivelsesbildet slik at den mer eller mindre mørke bakgrunn elimineres og også slik at nyttige deler av bildené, den venstre delen for bildet ID(p-1) og den høyre delen på bildet ID(p) også elimineres. Bildet "inlaying" utføres linje for linje og bestemmes av et' "inlay" tastsignal CL som stammer fra det samtidige nærvær av et vanlig objektdeteksjonssignal DC og et gyldighetssignal VAL. Dette gyldighetssignal, som avviker med ordenstallet for bildet, kan lett oppnås, som beskrevet nedenfor, fra signalet SD og signalet SL. I tilfellet av bildet TD(p), eliminerer gyldighetssignalet betegnet med VAL G den høyre delen av det forskjøvne bildet. I tilfellet av bildet ID(p-1), eliminerer gyldighetssignalet betegnet med VAL D den venstre delen av det .. forskjøvne bildet. Når asimutvinkelen X overskrider qC/2, og . avhengig av vinkelen ved hvilken skipet sees, vil skipet sannsynlig fremtre i elementærbildet med ordenstall (p+1) plassert til høyre for elementærbildet av ordenstall p. I .dette tilfellet bestemmes forsinkelsen R(p) som korresponderer med bildet ID(p) slik at asimutvinkelen X i dette bildet igjen er lik den beregnede verdi X, mens forsinkelsen som korresponderer med bildet (p+1) er gitt,ved

Gyldighetssignalet som korresponderer med det forskjøvne bildet ID(p) blir så et signal VAL D som eliminerer den venstre delen av bildet, mens gyldighetssignalet som korresponderer med det forskjøvne bildet ID(p-l) er et signal VAL G som eliminerer den høyre delen av bildet. Når asimutvinkelen X ansees, 'å være lik ct»/2, vil de forskjøvne bilder ID (p-1) og ID (p+1) ikke eksistere, mens begge signaler VAL D og VAL G anvendes i rekkefølge.

Alle operasjonene som er beskrevet bestemmes og iverksettes på en syklisk måte ved hjelp av en vanlig prosessor. Den grunnleggende syklus C som består av N billedperioder T er vist i fig. 3. Varigheten av en periode T er, f.eks. 40 ms for 625-linje og

50 Hz systemet definert av CCIR.

Et moriitorprogramm PO anroper beregningsprogrammene Pl, P2, P3, og P4, iverksetter avbrytelser og styrer inngangs/utgangsinter-facen. Program Pl beregner koordinatene og retningen for skoleskipet som en funksjon av hastigheten og rorvinkelen bestemt av den som trener på treningssystembroen. Program P2 beregner koordinatene, retningen og hastigheten for skipet som skal simuleres: Disse data kan forutbestemmes eller modifiseres av instruktøren, linder forløpet av en øvelse...Program P3 - beregner koordinatene for skipet som :skal simuleres m.h.t. skoleskipet. Særlig bestemmer det asimut6 , asimut X,

elevasjonsvinkelen Y og avstanden og oriente-

teringen for dette skipet m.h.t. skoleskipet. Det iverksetter stillingsendrihger av modellen som blir resultatet av disse beregninger. Programmet P4 vedrører fremvisningen, dvs. ved-rører beregningen av data dl, d2,.. dN, hvilke bestemmer under hver syklus utformningen av hvert bilde som fremvises. Disse data blir effektivt anvendt for dannelse og registrering på en sekvensmessig måte de N syntetiske bilder under den neste syklus C+l og henholdsvis under tidsintervaller El, E2,... EN. Disse data innbefatter særlig ordenstallet for det beregnede bildet, asimut X, typen av gyldighetssignal (VAL D eller VAL G), forsinkelsen som skal gis.til slettesignalet SD (R, R~ X R+T), og adressen for sporet på den magnetiske platen av v.ideo-registreringsmaskinen.

Det faktum at de syntetiske bilder,beregnes og oppdateres perio-disk bevirker en øvre grense, m.h.t. hastigheten ved hvilken et bilde kan endre seg. I det nærværende tilfellet med en navi-:gasjonstrener for skip, hår praksis vist at p.g.a. de- relativt jlangsomme endringer i stedet som fremvises, er en oppdaterings-j syklus NT av 120 ms (dvs. tre elementærbilder danner vidvinkelbildet) helt akseptabelt. Dette antall kan ikke desto mindre økes betydelig, avhengig av den subjektive oppfatning av obser-vatører og typen av øvelse som simuleres. Selvom antallet N

av elementærbilder begrenses på denne måten, er genereringen

av et panoramisk bevegelig bilde mulig ved hjelp, av systemer som oppnås ved generalisering av prosessen som beskrevet ovenfor. En beskrivelse av disse systemer er gitt nedenfor.

Blokkdiagrammet for systemet som elektronisk genererer bevegelige bilder ifølge oppfinnelsen og som er basert på den beskrevne prosess, er vist i fig. 4. Systemet gjør det mulig å fremvise et bevegelig skip i et vidvinklét bilde.

Et fjernsynskamera CA mates med det forsinkede linjeslettesignal SD, et forsinket rasterslettesignal 4 og et signal 3 som styrer zoom Z i kameraet. Det mater videofrekvensbildesignalet-SV til en vanlig tilpasnings og innretningskrets AM. Så snart signalet SV er tilpasset og innrettet, påtrykkes det "inlay" styrekretsen C og "inlay" anordningen I. En generator GE frembringer video-frekvensomgivelsebilledsignalet 12 og mot-

tar Vanlige synkroniseringssignalér 10. "Inlay" anordningen I består av en elektronisk 2-véis analog port. Denne mates

med signalet SV, signalet 12 og "inlay" tastsignalet CL. Den frembringer et signal 14 som korresponderer med det syntetiske bildet IS. Dette signal 14 dannes enten av signalet 12 eller

av signalet SV, avhengig av det logiske nivået for signalet CL. En summeringskrets AD adderer til signalet.14 de nødvendige synkroniseringssignalér 17 (innbefattende linjeslettereferansesignalet) for dannelse av et sammensatt vided-frekvens-signal 16. Magnetplate-vidéo-registreringsmaskinen V mates med det

sammensatte signalet 16 og sporadressesignalet 19. Den magnetiske platen i denne video-registreringsmaskinen innehar minst så mange registreringsspor som det finnes fremviste elementærbilder. Signalet 16 registreres under hver periode T på sporet hvis adresse befinner seg i signalet 19. Sporene leses samtidig under hver billedperiode T og lesesignalene 18 påtrykkes de korresponderende monitorer. Kretsen C mates med signalet

iSD, signalet SL og to gyldighetssignaler VAL D og VAL G. Den i tilveiébringer signalet CL. En linjeskiftkrets DL frembringer signalet SD. Den mates med signalet SL, asimutsignalet X og et forsinkelsessignal 5. En rasterskiftkrets DT frembringer signalet 4." Den mates med et élevasjonsvinkelsignal Y og et rasterslettesignal 6. Systemet dannet ved modellen M, kameraet CA med dets zoom-linse Z; kretsene DL og DT såvel som kretsen C, . anses som en forskjøvet bildegenerator GD. Synkroniserings-systemet S frembringer signalet SL, signalet 6, synkroniseringssignalene 17 og synkroniseringssignalene 23 som kreves ved pro-grammeringen. Interfacen IF mates med signalene 23. Den frembringer signaler 2 som styrer modellstillingen, signalet 3 som styrer zoom-linsen Z, asimutsignalet X og elevasjonssignalet Y, signalet 5, signalene VAL D og VAL G såvel som signalet 19.

I tillegg utveksler interfacen alle styre og fremvisningssig-naler som kreves for trening mellom broen PC og instruktørens konsoll PI.

Det detaljerte blokkdiagram, og signaltidsdiagrammene som korresponderer med linjeskiftkretsen DL, er vist i fig. 5 og 6. Linjeslettereferansesignalet SL påtrykkes en sagtanngenerator DS (fig. 5). Den nyttige del (a) av.dette signal vist i fig. 6 består av den positive helning plassert mellom to på hverandre følgende pulser av signalet SL. En sammenligningskrets CN frembringer en puls b hver gang sagtannen når nivået X. For å klargjøre beskrivelsen, er .signaltidsdiagrammene blitt tegnet under den forutsetning for det første at X er lik null og så større enn null. Signalet b påtrykkes en forsinkelseskrets CR som'frembringer for.hver mottatte puls en utgangspuls c hvis varighet 8 bestemmes av det binære forsinkelsessignalet 5. En pulsgenerator GI frembringer på hver puls c som mottas en puls av varighet"C som er identisk med den for signalet SL. Denne krets frembringer også signalet SD, hvilket representerer en forsinkelse P m.h.t. signalet SL. Forsinkelsen R gis av.

i hvilket uttrykk tx representerer avsøkningstiden som korresponderer med asimut X. De tre verdier <5(p),<$(p~l).og S(p+1) av <f korresponderer med verdiene R(p), R (p-1) og R (p+1) som

■ . !

{I i. nntas av R. Verdiene av o c (p) bestemmes slik at asimut for punktet A for bildet av ordenstall ja er lik null når X er lik null. Verdiéne f (p) = |, (p-1) = | -~C , og £(p<+>l) = |<+>T oppnås, idet d, er lik T -T. Rasterskiftkretsen 6 er ikke vist. Den kan bestå av en krets tilsvarende kretsen DL, for hvilken forsinkelsen & er konstant ettersom bevegelsen av skipet i elevasjon for det beskrevne system inntreffer kun i et bilde.

Det detaljerte diagram for "inlåy" styrekretsen C og tidsdiagrammene for de korresponderende signaler er vist i fig. 7 og 8. Signalene SL og SD anvendes for omvéksling av en vanlig f lip-flop B i en retning eller i den andre. De to signaler på utgangene Q og Q i kretsen B påtrykkes to AND porter, henholdsvis P3 og P4. Disse to porter mates også med henholdsvis signalene VAL D og VAL G. Porten P3 frembringer et signal L identisk med signalet Q når signalet VAL D er en logisk "l",og intet signal når signalet VAL D er en . logisk" 0." . Porten P4 frembringer et signale identisk med signalet Q når signalet VAL G er en logisk "1", og intet signal når signalet VAL G er en logisk. "0". De to signaler og e påtrykkes en OR port :P2. Denne porten frembringer et signal f som er identisk med signalet Q eller O , avhengig av hvorvidt signalet VAL D eller VAL G er en logisk "1".. Signalet SV som,f ås fra kameraet og kretsen AM påtrykkes en analog sammenligner CA. Objektdetek-sjonssignalet DC frembragt ved denne sammenligner er en logisk

"1" når amplituden av signalet SV overskrider den for,'sammen-ligningssignalet tu Det er "0" hvis dette ikke er tilfellet. Nivået av signalet h ligger mellom de to nivåer'ni og n2 av signalet SV (fig. 1). Signalene DC og påtrykkes en AND

port Pl. Denne porten frembringer signalet CL som styrer operasjonen av "inlay" anordningen I. Signalet CL er en logisk "1" kun hvis begge signaler DC og f er "1'ere". Det er "0" hvis dette ikke er tilfellet. Signalet 14 som frembringes av "inlay" anordningen I er derfor identiske med signalet SV når signalet CL er "1", eller identiske med signalet 12 som korresponderer med omgivelsesbildet når signalet CL er "0".

Tidsdiagrammene for signalene vist i fig. 8 er delt i to deler. Den øvre delen vedrører bestemmelsen og "inlay" av bildet av jordens tall p, mens den nedre delen vedrører bildet av ordenstall p-1. Signalet SV representeres av tegningen som ville teoretisk korrespondere med det på monitoren. Denne tegning består av åtte deler som korresponderer med de av modellen tegnet i fig. 1. Signalet 14 består av signalet SV når signalet CL er en logisk "1". Når dette ikke er tilfellet, best.år signalet 14 av omgivelsesbildesignalét 12.

Blokkdiagrammet av en første forbedret variant av det bevegelige bilde elektroniske genereringssystem ifølge oppfinnelsen, er vist i fig. 9. Denne variant muliggjør at M objekter kan fremvises i omgivelsesbilde. Eksempelet som er illustrert ved blokkdiagrammet korresponderer med nærværet av tre slike objekter. Det samtidige nærvær av flere objekter medfører at de sistnevnte-kan maskere hverandre, med det resultat at denne variant må inneha et system P som bestemmer resultatet av maskeringen.

En forskjøvet bildegenerator GD som angitt i fig. 4 korrespon- - derer med hvert objekt. Blokkdiagrammet for denne generator er vist igjen i mer kompakt form ved fig. 10. For å forenkle gjengivelsen av måten ved hvilken denne generator er koblet, med resten av systemet, er signalene blitt delt som en funksjon av deres bestemmelsessteder for å danne kun fire fler-forbindelser eller ikke. Signalene innenfor rektangelet i fig. 10 har de samme benevnelser som de i fig. 4, mens for-bindelsene identifiseres av en tretalls betegnelse som korresponderer med de tre forskjøvne bildegeneratorer i det beskrevne praktiske eksempel.

Den første varianten av systemet (fig. 9) består således hoved-saklig av forskjøvet bildegeneratorer GDI, GD2 og GD3, maskeberegneren P og "inlay" anordningen IM. Video-frekvéns-billed-signalene 31, 32 og 33 mates til "inlay" anordningen. Tastsignalene 41, 42 og 43 påtrykkes maskeberegneren P som mater-styresignaler 71, 72 og 73 til "inlay" anordningen.

Ved hvert øyeblikk etablerer og oppdaterer prosessoren ordenen av skipene som en funksjon av deres avstander fra skoleskipet,, og bestemmer deres ordenstall R, hvis verdier mates til maske-- jberegneren P i form av ordenstallsignaler 81, 82 og 83. Fig. 11 viser således tre skip A, B og C som antas å være ved forskjellige avstander. Deres ordenstall R uttrykt i desimalform D eller binær form E, er vist i fig. 12. Ordenstallsignalene er derfor digitale signaler som representerer de binære tall E.

Det detaljerte blokkdiagram for maskeberegneren er vist i fig.

14. Denne anordning består av en hierarkisk "inlay" diskriminator DH, en prioritetskoder E og en "inlay" styrekretsCI. Dis-kr.iminatoren DH har M valgkretser Sa, Sb, Sc,etc. såvel som M

OR porter Pl, P2, P3 etc. Hver velger som er tilegnet et av de M objekter, mates med tastsignålet 41, 42 eller 43 såvel som ordentallsignalet 81, 82.eller 83, korresponderende med objektet til hvilket det er tilegnet. Den har M utganger, hver tilegnet et distanseordenstall, og frembringer tastsignålet på utgangen bestemt av ordenstallsignalet. Hver QR port tilegnes med et avstandsordenstall. Dens innganger kobles til utgangen av velgerne som er tilegnet ordenstallet for den angjeldende port.-Gruppen av signalet el, e2 og e3 som frembringes av portene og klassifiseres i overensstemmelse med portordenstallene'danner et "hierarkisk M-bit "inlay" signal. Dette signal representerer en serie av M bit plassert i deri orden som er bestemt av klas-sifiseringen og for hvert ordenstall nærværet eller fraværet ay et objekt (skip) i.den retning som ér definert av billed-avsøknirigen. Prioritetskoderen E er en vanlig kommersielt til gjengelig krets. Prinsippet for denne kretsen er vist i fig.

13, idet man antar for enkelhets skyld at kretsen E det er tale om har tre 1-bit innganger, slik som el, e2 og e3, og en 2-bit utgang S. Signalene som påtrykkes hver av inngangene er logiske "l-1 ere" . eller "O<r>er". De binære tall som kan representeres av de tre inngangssignalene kan deles i tre grupper gl, g2 og g3. Gruppen gl omfatter alle de tall for hvilke en logisk "1" er tilstede på inngangen el,, idet de logiske nivåer på gjen-værende to innganger har hvilken som helst verdi.

Gruppen med g2 omfatter alle tallene for hvilke en logisk "0"

er tilstede på inngangen el og en logisk "1" er tilstede på inngangen e2, mens nivået på inngangen e3 kan ha den ene eller den andre verdi. Gruppen g3 består kun av et tall, nemlig

i

det for hvilket logiske "0'er" samtidig er tilstede for inngangene el og e2,mens en logisk "1" er tilstede på inngangen e3. Det hierarkiske "inlay" signal påtrykkes prioritetskoderen E, hvilken frembringer et signal m som representerer den binære verdi S av det minste ordenstall (korresponderende med den minste distanse og det nærmeste skip),' som opptas av et enkelt synlig skip og maskerer alle andre i retningen definert av billedavsøkningen. Styrekretsen CI bestemmer for hvert punkt av det syntetiske bildet identiteten av det enkle skipet for hvilket et punkt bør bli "inlayed" ved den posisjon av punktet som betraktés i bildet, og følgelig opererer "inlay" kretsen IM. Styrekretsen CI består av M komparatorer CP1, CP2, CP3 etc, tilegnet henholdsvis M objekter. Hver mates med minimumordénstallet såvel som ordenstall—signalet som korresponderer med skipet til hvilket angjeldende krets er tilegnet. Når disse to signaler er identiske, frembringer komparatoren

et "inlay" ordresignal 71, 72 eller 73. "Inlay"kretsen IM er av vanlig konstruksjon, idet den velger og frembringer et av signalene 31, 32, 33 og 12 som en funksjon av styresignalene 71, 72 og 73. Den består f.eks. av fire kontaktorer, hver koblet mellom en av inngangen og utgangen av kretsen IM. Tre kontaktorer styres av henholdsvis de tre signaler 71, 72 og 73. Kretsen . IM må også har. en tre-inngangs OR port, fulgt av en inverterer, slik at den fjerde kontaktor som korresponderer med signalet 12 opereres når ingen av signalene 71, 72 og 73 er tilstede.

Systemene som.er beskrevet ovenfor kan ikke, for nærværende, frembringe et resulterende bevegelig bilde av en parioramisk natur, ettersom antallet N av elementærbilder ikke kan være høyt på grunn av begrensningen som påføres bildeoppdaterings-sykl.us varighet en.

For å oppnå et tilstrekkelig høyt antall N, er det imidlertid bare nødvendig å generalisere den beskrevne prosess og systemene, for å oppnå et resulterende bilde som består av Z grupper av n elementærbilder. I hver av disse grupper, blir elementærbilder som har samme ordenstall oppdatert samtidig. Dette muliggjør at en relativt lav verdi (120 ms) kan opp-rettholdes for syklusvarigheten nT, mens- tallet;N = Z x n kan være stort, avhengig av vérdien av Z, hvilket muliggjør at et helt-rundt bevegelig bilde bestående av ca 30 elementærbilder kan oppnås hv(is ønskelig.

Disse systemer kjennetegnes ved det faktum at de har bl.a. komponenter Z grupper av n monitorer, en magnetplate-video-registreringsmaskin med Z grupper av n spor, og Z "inlay" anordninger.

Fig. 15 er blokkdiagrammet av et system som elektronisk genererer et panoramisk bilde animert av et enkelt bevegelig objekt.

Dette diagram kan sammenlignes med det i fig. 4, fra hvilken de fleste benevnelser er hentet. I tillegg til de karakteristiske komponenter som er nevnt/ dvs. Z grupper av n monitorer G^, G^,...G7, en mågnetplate-videoregisteririgsmaskin V med Z grupper av n spor,bg Z "inlay" anordninger I,, I„...I„,har systemet en ytterligere karakteristiske komponent dannet av en velger SE. : Denne velgeren har en første inngang til hvilken påtrykkes signalet CL, Z utganger koblet til de Z "inlay" anordningene, og en andre inngang på hvilken påtrykkes et styresignal 22 frembragt av interfacen IF. Ved hjelp- av denne velger og som en .funksjon av styresigrialet 22, påstrykke.s tastsignålet CL. på "inlay" anordningen tilknyttet en spesiell gruppe av monitorer for hvilken en av sistnevnte fremviser objektet.

Fig. 16 viser det delvis blokkdiagram av et system som elektronisk genererer et panoramisk bilde animert av flere objekter.

For enkelhets skyld er dette blokkdiagrammet begrenset til å illustrere et system som har tre grupper av J2 elementærbilder som er i stand til å fremvise tre objekter. Dette system kan umiddelbart generaliseres. Dette blokkdiagrammet kan sammenlignes med det i fig. 9, fra hvilken de fleste benevnelser er blitt hentet. De forskjøvne-bildegeneratorer GD^, GD2og GD^, prosessoren, instruktørens konsoll og broen er ikke vist. Det mest generelle system har bl.i.a. komponenter følgende karakteristiske komponenter: Z grupper av n monitorer G-^, G^... G^, en magnetplate-videoregistreringsmaskin V med Z grupper av ri spor,(

■ i

Z "inlay" anordninger IM^, UV^...!^, og M velgere SE^, SE2«..SEMkorresponderende med M objekter. Hver av disse velgere har en første inngang på hvilken påtrykkes et av "inlay" styresignalene som er mottatt fra maskeberegneren P, Z utganger koblet til de Z "inlay" anordningene, og en andre inngang på hvilken på-, trykkes et av styresignalene 91, 92 og 93 mottatt fra interfacen.

Selvom prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse er beskrevet ovenfor i forbindelse med spesielle praktiske eksempler,

vil det klart forstås at den nevnte beskrivelse er gitt kun som et eksempel og ikke begrenser omfanget av oppfinnelsen.

Det er i særdeleshet klart at systemet ifølge oppfinnelsen kan anvendes uavhengig av de optiske systemer som er beskrevet i patentsøknaden nevnt ovenfor. Elementærbildene kan også oppnås ved projisering ved hjelp av fjernsynsprojisører i stedet for.å fremvises på fjernsynsmonitorer.

Claims (8)

1. Prosess for elektronisk å generere vid-vinkel bevegelige bilder, særlig for systemer som tilveiebringer trening i navigasjonen av skip, ved hjelp av hvilken et vid-vinkelbilde dannet av den tilsynelatende sidestilling av elementærbilder som ligger henholdsvis overfor en vinkel cC på like mange fjernsynsmonitorer, og ved hjelp av hvilken et objekt representert på disse bilder beveger seg fra et bilde til det neste uten dis-kontinuitet, karakterisert ved at koordinatene for skipet måles i vid-vinkelbildet og i de fremviste elementærbilder ved hjelp av koordinatene i et referansepunkt bestemt av skjæringen mellom modellstøttens ro-tasjonsakse og basisen for denne modell, at den optiske aksen for et kamera rettes mot referansepunktet, at dimensjonene og avstanden for objektet såvel som de for modellen bestemmes slik at kamerasynsvinkelen alltid overskrider den tilsynelatte vinkel som modellen ligger overfor, at kameraet mates med et synkroniseringssignal, hvilket er et linjeslettesignal som er forsinket m.h.t. linjeslettereferansesignalet matet til alle monitorene, at et objektvideo-signal fås fra kameraet og påtrykkes et monitorkatodestrålerør synkronisert av linjeslettereferansesignalet for å.' frembringe et forskjøvet objektbilde delt vertikalt av et sort bånd som korresponderer med det forsinkede linje-, slettesignalet matet til kameraet, i en høyre del og i en venstre del på hver side av dette bånd, at et gitt antall elementærbilder frembringes ved å mate en hukommelse, slik som en magnetplatevideo-registreringsmaskin, med linjeslettereferansesignalet for de samtidige triggede avlesninger av like så mange syntetiske bilder registrert i denne hukommelsen, at ordenstallet p for elementærbildet i hvilket referansepunktet er plassert ved et gitt øyeblikk, er bestemt ved å ta den hel-tallige del av kvesienten som er resultatet av delingen av referansepunktets asimut© i vid-vinkelbildet med vinkelen di, at.asimut X for referansepunktet i bildet av ordenstall p bestemmes, idet man tar resten som stammer.fra delingen av asimut med vinkelencC , at de syntetiske bilder frembringes et for et på en syklisk måte, I som en funksjon av ordenstallet for det angjeldende elementær- j bildet ved elektronisk "inlaying" av det forskjøvne skip bilde på et omgivelsesbilde i tilfellet av et elementærbilde av ordenstall p, p-1 eller.p + 1, og ved enkel registrering av omgivelsesbildet for de andre ordenstallene, at forsinkelsen R(p) av det forsinkede linjeslettesignalet matet til kameraet for et bilde av ordenstall p bestemmes slik at asimut for referansepunktet i dette bildet effektivt er lik, verdien X, idet forsinkelsen -R (p-1) og R(p + 1). for det forsinkede lin jes1' et <t> esignalet matet til kameraet for et bilde av ordenstall p-1 og for et bilde av ordenstall.p+1 er R(p) -T og R(p) + "ti / idet intervallet er varigheten av det forsinkede linjeslettesignalet så vel som det for linjeslette-ref eransesignalet, og at nevnte "inlay" godkjennes når asimut X er mindre enn oC/2 for den venstre delen av det forskjøvne bildet av ordenstall p, så vel som for den høyre delen av bildet av ordenstall p-1 og når asimut X er større enn cC/2 for den høyre.delen av bil- - det av ordenstall p så vel som for den venstre delen av bildet av ordenstall p+1.

2. Prosess som.angitt i krav l,for gjengivelse av M objekter i et bilde, karakterisert ved at en klassifisering av objektene som en funksjon av deres avstander etableres og oppdateres, at nærværet eller fraværet av et objekt i retning definert av billedavsøkningen bestemmes for hvert ordenstall i klassifi-seringen, at minimumsorderistållet som korresponderer med minimumsavstan-den bestemmes, og at identiteten av objektet som har minimumsordenstallet bestemmes, og for hvert punkt i bildet og hvert øyeblikk tilstede-værelsen av. punktet for dette objekt i bildet styres.

3. System for generering elektronisk et vid-vinkel bevegelig bilde for utførelse av prosessen som angitt i krav 1, idet systemet har en "inlay" anordning matet med et objekt-videosignal, et omgivélse-videosignal og et "inlay"- tastsignal og som frembringer et utgangssignal bestående av objekt-video- I signalet eller omgivelses-videosignalet som en funksjon av tastsignålet, en første billedgénerator som frembringer omgivelsesbildesignalet, en andre billedgénerator som frembringer objektbildesignalet og som innbefatter et fjernsynskamera som peker mot en bevegelig objektmodell, en gruppe av fjernsynsmonitorer, som hver fremviser et elementærbilde, og en beregner og dens interface sammen med et synkroniseringssystem, karakterisert ved at den andre billedgeneratoren i tillegg har en linjeskiftkrets matet med linjeslettereferansesignalet, et forsinkelsessignal pg et asimut X signal, og frembringer det forsinkede linjeslettesignalet,: samt en "inlay" styrekrets matet med objektbildesignalet, linjéslettereferansessignalet, det forsinkede linjeslettesignalet og de to godkjennelsessig-nalene VAL D og VAL G, hvilke godkjenner -henholdsvis høyre , del og venstre del av det forskjøvne bildet, at kameraet er koblet til linjeskiftkretsen for å bli synkronisert av det forsinkede linjeslettesignalet, og at systemet har i tillegg en hukommelse, slik. som en magnet- <p> latevideoregistreringsmaskin, som er matet med et sammensatt video-frekvenssignal så vel som et' adressesignal, og som mater et signal :til hver monitor, idet det sammensatte video-frekvens-signalet dannes av utgangssignalet fra "inlay" anordningen til hvilken, det tilføyes, og linjeslettereferansesignalet blandt andre synkronise rin <g> ssignal er, idet magnetplatevideo-registreringsmaskinen har like mange bestemte registreringsspor som det finnes monitorer i systemet, idet det sammensatte video-frek-venssignalet registreres i rekkefølge på hvert av sporene som en funksjon av adressesignalet,. og signalene som mates til alle monitorene stammer fra samtidig avlesning av sporene trigget av linjeslettereferansesignalet.

4. System for elektronisk å generere vid-vinkel bevegelige bilder for utførelse av prosessen som angitt i krav 2, og som har en beregner som frembringer et ordenstallsignal som representerer ordenstallene for M objekter, karakterisert ved : M forskjøvet bildegeneratorer som frembringer M tastsignålet og M forskjøvne bildesignaler, et system for bestemmelse av maskeringsvirkningene, matet med de M tastsignalene så vel som de M ordenstallsignalene, og som : frembringer M "inlay" styresignaler, og en."inlay" anordning matet med de M "forskjøvet bildesignaler", de M "inlay" styresignaler, og omgivelsesbildesignalet, og som frembringer det syntetiske bildesignalet.

5. System for generering elektronisk vid-vinkel bevegelige bilder som angitt i krav 4, karakterisert ved åt maskeringsberegningssysternet har en "inlay" hierarkisk diskriminator matet med de M tastsignalene og de M ordenstallsignalene, og som frembringer et M-bit "inlay" hierarkisk signal, en vanlig såkalt prioritetskoderkrets matet med "inlay" hierarkisk signalet og som frembringer minimumsordenstallsignalet, og en "inlay" styrekrets matet med minimumsordenstallet såvel som de. M ordenstallsignaler, og som frembringer de M "inlay" styresignalene..

6. System for generering elektronisk vid-vinkel bevegelige bilder som angitt i krav 5, karakterisert ved at den nevnte "inlay" .U ;.hierarkisk diskriminator har: M velgere med M utganger, hver tilegnet et av objektordens-tallene, idet disse kretser mates med tastsignålet og ordens-, tallsignalet som korresponderer med objektet til hvilket de er tilegnet, idet tastsignålet påtrykkes inngangen av en velger som overføres av sistnevnte til kun den utgang som er tilegnet ordenstallet definert av ordenstallsignalet, og M OR porter med M innganger, hver tilegnet et ordenstall, idet signalene som oppnås på utgangene av velgerne tilegnet dette ordenstall påtrykkes inngangen av porten tilegnet dette ordenstallet,. og idet gruppen av signaler frembragt av de M portene og klassifisert ifølge de korresponderende port ordenstall danner nevnte "inlay" hiérarkiske signal.

7. System for generering elektronisk vid-vinkel bevegelige bilder som.angitt i krav 5, karakterisert ved at "inlay" styrekretsen har: M komparatorer tilegnet M objekter, idet hver komparator mates med minimumsordenstallsignalet såvel som ordenstallsignalet . korresponderende med objektet;til hvilket det er tilegnet, og som frembringer et "inlay" ordenssignal når ordenstallsignalet er identisk med minimumsordenstallsignalet.

8. System for generering av elektronisk vid-vinkel bevegelige bilder som angitt i krav 4, i hvilket det bevegelige bildet dannes ved sidestilling av Z grupper av n elementærbilder som representerer M bevegelige objekter, karakterisert ved at det','har Z grupper av ri monitorer, en magnetplate-video-registreringsmaskin med Z grupper av n spor, Z "inlay" anordninger og M tastsignalvelgere, idet hver av disse velgere har en første inngang på hvilken påtrykkes et av "inlay" styresignalene som fås fra maskeberégningsanordningen P, Z utganger koblet til de Z "inlay" anordningene, og en andre inngang på hvilken påtrykkes et styresignal frembragt av interfacen.