DE1813414A1 - Optisches Panoramageraet zur Feststellung des Azimutwinkels bewegter Objekte - Google Patents

Description

• 'Optisches Panoramagerät zur Feststellung des Azimutwinkels bewegter Objekte".
• Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Panoramagerät zur Feststellung des Azimutwinkels bewegter Objekte.
• Aufgabe der Erfindung ist es, über bewegte Objekte eine Angabe zu erhalten, mit der vom Standpunkt eines Beobachters aus die Richtungen, in denen sich die Objekte befinden, bzw.
• deren Azimutwinkel bestimmt sind. Dies erleichtert die frühzeitige Erkennung solcher Objekte, so daß schon bei größeren Entfernungen eine Bewegung des Objektes wahrgenommen werden kann.
• Bei Radargeräten ist eine Panorama-Abtastung und -Wiedergabe (PPI) bekannt. Hier handelt es sich jedoch um "aktive" Geräte, die einen Sender benötigen, was, abgesehen vom Aufwand, den Nachteil mit sich bringt, daß eine leicht anpeilbare Energiequelle zur Verfügung stehen muß und der fleobachter vom Beobachteten unter Umständen frtiher erkennt wird als erwünscht.
• Ein passives Gerät ist demgegenüber wesentlich vorteilhafter, und die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ein Rundpanorama überstrelchenden Fernsehaufnahme -Vorrichtung von zwei in vertikaler Richtung abgetasteten Zeilen des Panoramabildes die erhaltene Video-Signalspannung der zuerst abgetasteten Zeile um einen festen Wert verzögert wird, der in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Fernsehaufnahme-Vorrichtung gewählt ist und mit der unverzögerten VideoxSignalspannung der zweiten Zeile eine Differenz gebildet ist, die den Azimutwinkel eines während der Zeilenabtastung bewegten Objektes bestimmt.
• Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nur definierte Werte zur Verfügung stehen, die auf einer objektiven Messung beruhen, so daß ein Beobachter sofort eine Einstellung von anderen Geräten vornehmen kann bzw. andere Geräte automatisch ausgerichtet werden können, so daß Fehleinstellungen weitgehend verhindert sind. Eine vorteilhafte Anwendung ergibt sich für bei Dunkelheit eingesetzte ultrarotempfindliche Bildaufnahmegeräte oder Lichtverstärker-Bildaufnahmegeräte.
• Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele dar.
• Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Kameraanordnung, Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht davon, Fig. 3 zeigt einen Zeilenraster, Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit Drehspiegel.
• Eine Fernsehkamera 1 rotiert mit einer geeigneten Drehgeschwindigkeit um eine vertikale Achse V, so daß sie mit ihrem Objektiv 2 einen Azimutwinkel von 3600 überstreichen kann. Die Abtastung des Ladungsreliefs auf der photoelektrischen Schicht 3 in der Fernsehaufnahmeröhre 4 erfolgt vertikal, wobei es sich bei der photoelektrischen Schicht um Photoleitschichten oder um Photokathoden handeln kann.
• Eine Abbildung des Videosignals auf einem Bildschirm ist nicht zwecksmäßig und auch nicht erforderlich. Der jeweils aufgenommene Bildaueschnitt des Horizonts H, der von dem Objektiv 2 auf der photoelektrischen Schicht 3 der Kamerarohre 4 abgebildet wird, wird zeilenweise parallel zur vertikalen Drehachse V abgetastet. Von diesem Zeilenraster (Fig. 3) werden zwei Zeilen Z1 und Z2 ausgewählt, beisnielsweise mittels elektronischer Schalter. Falls nur unbewegte Objekte G abgebildet werden, sind die Video-Signale S und S' der beiden ausgewerteten Zeilen Z1 und Z2 (Fig. 3) bis auf eine durch Drehgeschwlndigkeit und Abstand zwischen den beiden Zeilen genau definierte Phasenverschiebung identisch.
• Die in an sich bekannter Weise erhaltene Video-Signalspannung der in der Fernsebbildablenkung A' entsprechenden Drehrichtung A der Kamera zuerst abgetasteten Zeile wird über ein Verzbgerungsglied 5 in ein Differenzglied 6, z.B. einen Diskriminator, gegeben, dem anuererseits die unverzöberte Video-Signalspannung der zweiten Zeile zugeftihrt ist, so daß sich im Differenzglied 6 immer dann eine Differenz ergibt, wenn sich das von der Kamera aufgenommene Objekt w2hrend dieser Verzögerungszeit bewegt.
• Bei dem Zeilénrnster nach Fig. 3 seien 400 Zeilen pro Grad Azimutwinkel angenommen. Ferner sei der Bildablenkfrequenz entsprechende Winkelgeschwindigkeit der Kamera mit 3600/36 sec angenommen. 10 Azimutwinkel würde dann in 1/10 sec Uberstrichen werden. Für den zeitliche Abstand zwischen der 10C. und 300. Zeile (Z1 und Z2) ergäben sich dann 1/20 sec Objekte, die sich während dieser Zeit um O cm bewegen (36 km/h), ergeben dann noch mit Sicherheit auf den beiden Zeilen Z1 und Z2 unterschiedliche Video-Informationen, z.B. S' und S", also eine Differenz.
• Das daraus mittels eines Verstärkers 7 abgeleitete Signal läßt dann einen synchron mit der drehenden Kamera 2 laufenden Winkelgradzähler 9 ansprechen, beispielsweise in Form einer gespeicherten Anzeige 9' des gerade von der Kamera eingenommenen Winkels. Das Differenzsignal, das, wie gesagt, nur durch bewegte Objekte verursacht wird, kann auch zum Auslösen irgendwelcher Funktionen benutzt werden, z.B.
• Erzeugung eines Warnsignals. Da es durch seine genaue zeitliche Zuordnung zu den Zeilen- und Bildsynchronisierungsimpulsen bzw. zum Azimutwinkel der optischen Achse 0 auch eine Information über den Ort des bewegten Objektes enthält, kann es z.B. zur automatischen Richtungssteuerung von Fernseh Beobachtùngskåmeras mit Abbildung auf dem Bildschirm und dergleichen benutzt werden.
• Durch die zeitliche Differenz in der Abtastung der Zeilen Z1 und Z2 ist zur Erzeugung eines Differenzsignals eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit des Objektes nötig. Sie kann durch die Drehgeschwindigkeit, den zeitlichen Abstand zwischen den Zeilen Z1 und Z2 und den Öffnungswinkel des abbildenden Objektivs variiert werden. Eine solche Variation ist fjzr die ITnterscheidung von Objekten mit verschiedenen Geschwindigkeiten vorteilhaft. Zweckmäßigerweise liegen die beiden ausgewerteten Zeilen symmetrisch zur optischen Achse 0, da die nach dem Pand hin zunehmenden Abbildungsfehler des Systems (Objektiv, Fernsehaufnahmeröhre), die ebenfalls im wesentlichen symmetrisch zur optischen Achse liegen, sich somit bei der Differenzbildung im Videosignal aufheben.
• Statt die Kamera zu drehen, braucht, wie bei der Anordnung nach Fig. 4, auch nur ein Spiegel 10 vor einer ortsfesten vertikal aufgestellten Kamera 11 gedreht zu werden.
• Der Spiegel 10 ist dabei zu seiner Drehachse 12, die mit der optischen Systemachse 0 fluchtet, beim Ausffihrungsbeispiel um 450 geneigt und nimmt die Objekte während des Überstreichens des Rundpanoramas auf. Deren reflektierte Bilder werden vom Objektiv 2 der Fernsehkamera 11 in bekannter Weise auf die photoelektrische Schicht der Fernsehaufnahmeröhre projiziert und durch den Eleltronenstrahl abgetastet. Zur Bildaufrichtung rotieren mindestens die Ablenkspulen oder ein Wendeprisma synchron mit dem Spiegel 10.
• Der Winkelzähier 9 wird in diesem Pall von der Drehachse 12 des Spiegels 10 gesteuert, während das auch hierbei, wie beschrieben, erhaltene Differenzsignal aus der Kamera die gespeicherte Anzeige 9' einleitet.
• PATEDITANSPRÜCHE:

Claims (9)

1. PATESTTANSPRtTCHE: .

   Optisches Panoramagerät zur Feststellung des Azimlltwinkels bewegter Objekte, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ein Rundpanorama überstreichenden Fernsehaufnahme-Vorrichtung von zwei in vertikaler Richtung abgetasteten Zeilen des Panoramabildes die erhaltene Video-Signalspannung der zuerst abgetasteten Zeile um einen festen Wert verzögert wird, der in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Fernsehaufnahme-Vorrichtung gewählt ist und mit der unverzögerten Video-Signalspannung der zweiten Zeile eine Differenz gebildet ist, die den Azimutwinkel eines während der Zeilenabtastung bewegten Objekten bestimmt.
2. 2. Optisches Panorama-Gerät nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Systemachse einer ortsfesten Fernsehkamera mit der Drehachse eines zu ihr geneigten ebenen Spiegels fluchtet, der sich vor dem Objektiv der Fernsehkamera dreht.
3. 3. Optisches Panorama-Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch zur Systemachse liegende Zeilen verwendet sind.
4. 4. Optisches Panorama-Gerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Kamera bzw. des Spiegels einstellbar ist.
5. 5. Optisches Panoramagerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand der beiden Zeilen wählbar ist.
6. 6. Optisches Panoramagerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Offnungswinkel des Kameraobjektivs veränderbar ist.
7. 7. Optisches Panoramagerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswahl der beiden Zeilen aus dem.Gessmtzeilenbild elektronische Schalter vorgesehen sind.
8. 8. Optisches Panoramagerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ultrarot-Aufnahmekamera verwendet ist.
9. 9. Optisches Panoramagerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Liohtverstärker-Aufnahmekamera verwendet ist.