DE2602838A1

DE2602838A1 - Einrichtung zur verfolgung eines zieles

Info

Publication number: DE2602838A1
Application number: DE19762602838
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Roesch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1977-07-28
Also published as: FR2339869A1; IT1076305B; BE850802A; DE2602838C3; NL7700876A; DE2602838B2; GB1574022A; FR2339869B1

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, den 26. Januar 1976

Berlin und München Witteisbacher Platz 2

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Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles mit einer einen bestimmten, das Ziel enthaltenden Bereich sequentiell erfassenden, einen Sensor aufweisenden Abtastanordnung und einer Auswerteschaltung, welche aus dem erfaßten Ziel Nachführsignale erzeugt, wobei eine Korrelation eines Bildes mit einem Vergleichsschema vorgenommen wird.

Aus der DT-OS 22 58 046 ist ein Verfahren zur Zielverfolgung bekannt, bei dem das Ziel mehrere voneinander getrennte Bereiche unterschiedlicher Grauwerte hat. Im einzelnen sind vier Bahnverfolgungstore vorgesehen, welche die Ränder des Zieles markieren, d.h. Bereiche mit einem bestimmten Grauwert. Die Bestimmung des Grauwertes erfolgt durch Amplitudenuntersuchung. Die vier Bahnverfolgungstore markieren durch den Kreuzungspunkt ihrer beiden Verbindungslinien ein Meßfenster, welches als Zielmitte angenommen und im Rahmen des Verfolgungsvorganges zur Erzeugung der Stellgrößen benutzt wird. Die Bestimmung der Zielmitte allein im Rahmen der Grauwertunterscheidung bringt jedoch nur sehr grobe und ungenaue Zielinformationen und beeinträchtigt die Genauigkeit der der Nachführung dienenden Stellgrößen.

Aus der DT-OS 21 06 035 ist eine Vorrichtung zur Zielverfolgung bekannt, bei der ein vorgegebenes Ziel-Schema gespeichert ist und mittels eines Fensters der gesamte Erfassungsbereich in Stufennacheinander abgetastet wird. Die in dem Fenster jeweils enthaltene tatsächliche Zielinformation wird mit dem vorgegebenen starren Ziel-Schema in einer Korrelaticnsschaltung verknüpft, wobei eine Korrelationszahl gebildet wird, welche angibt, wie stark die Übereinstimmung zwischen dem Ziel-Schema und dem tatsächlichen Ziel ist. Das Gebiet mit der höchsten Korrelationszahl wird als

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Ziel angesehen und daraus dann die Stellgrpße für die Nachführung abgeleitet. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß mit einem fest vorgegebenen Ziel-Schema gearbeitet wird, welches naturgemäß den verschiedenen Zielformen nicht ohne weiteres gerecht werden kann. Dies gilt vor allem auch deshalb, v/eil bei einer Entfernungsänderung des Zieles dessen Ziel-Schema ebenfalls mit variiert wird.

Das aus der Korrelation bei diesem bekannten Stand der Technik sich ergebende einfache ja/nein-Muster ist außerdem stark störungsbehaftet, weil bei einem Bewegtziel auch der Hintergrund rasch wechselt und somit in die Ausv/ertung mit eingeht. Auch ist es möglich, daß die Zielvisierlinie über das Ziel wandert (glint), was zu Ungenauigkeiten führt. Schließlich kann auch das Ziel ganz verloren gehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten zu begegnen und eine bessere und genauere Ausrichtung und Nachführung der Visierlinie auf einen bestimmten Punkt innerhalb des Zieles zu gewährleisten. Gemäß der Erfindung, welche sich auf eine Einrichtung der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die Amplitudenverteilung aus dem Wärmewert (thermische Signatur) und/oder dem Helligkeitswert (optische Signatur) für ein erstes Bild erfaßt und in einem Bildspeicher eingespeichert wird, daß für ein nachfolgendes Bild eine Korrelation mit dem vorhergehenden Bild unter Einbeziehung der einzelnen, jeweils gemessenen Amplitudenverteilung durchgeführt ist und daß die Nachführsignale für die Ausrichtung der Visierlinie aus dem so gewonnenen Korrelations-Maximum gewonnen sind, dessen Koordinatenwerte die neue Zielposition angeben.

Dadurch, daß zwei Informationen über das Ziel miteinander verknüpft werden, nämlich die Kontur und die optische bzw. thermische Signatur des Zieles in die Auswertung mit einbezogen werden,

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kann ein unerwünschtes Wandern der Visierlinie weitgehend unterbunden werden. Auch bei relativ schnell bewegten Zielen bleibt die Visierlinie während des Verfolgungsvorgangs stets auf einem bestimmten Bereich des Zieles gerichtet.

Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Bildausschnitt mit zwei verschiedenen Zuständen des Zieles,

Fig. 2 die Verteilung von Kontur und optischer bzv/. thermischer Signatur für einen Zielzustand,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 4 die Zerlegung eines Bildes in Bildpunkte,

Fig. 5 im Blockschaltbild eine Einrichtung nach der Erfindung mit Korrelation,

Fig. 6 ein Beispiel für eine Amplitudenbelegung eines Bildes und ·

Fig. 7 verschiedene Schritte des Korrelationsvorganges für das Bild nach Fig. 6.

In Fig. 1 ist der Bildschirm eines Sichtgerätes SG dargestellt. Entsprechend der zellenförmigen Abtastung des Zielgebietes in x-Richtung sind a, b, c, d ... ζ parallel verlaufende Zeilen vorgesehen. Anstelle dieser fernsehartigen Abtastung kann auch in bekannter Weise eine andere Abtastung z.B. eine radiale Abtastung verwendet werden. Die Abtastung kann durch passive Sensoren (Detektoren), z.B. im Infrarotbereich erfolgen, bevorzugt durch MuI-tizellen, d.h. mehrere in einer Reihe angeordnete Fotodioden. Die Abtastung kann auch sequentiell oder im Zeilensprungverfahren vorgenommen v/erden.

Auf dem Sichtgerät SG ist ferner ein Bildfenster BF vorgesehen. Dieses Bildfenster BF wird beim Einweisungsvorgang auf ein erfaßtes Ziel gesetzt. Daraufhin wird durch entsprechende Steuer-

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einrichtungen in bekannter Weise bei einer Bewegung des Zieles die Visierlinie des Sensors in χ und y-Richtung durch Nachstellgrößen χ , y so verschoben, daß das Ziel an einer bestimmten Stelle des Bildfensters gehalten wird. Im einzelnen kann dabei so verfahren werden, wie bei Zielverfolgungs-Radargeräten, welche beispielsweise in dem Buch von Skolnik "Radar Handbook" Seiten 21-1 bis 21-53 beschrieben sind.

Im vorliegenden Beispiel ist in dem Bildfenster BF die Kontur eines von vorn gesehenen Flugzeuges dargestellt. Für die N-te Abtastperiode (Bild Nr. N) habe das Ziel die durch die Kreise angegebene Lage. Es ist deutlich die Verbreiterung durch den Rumpf des Flugzeuges in der Mitte der Kontur zu erkennen. Bei der nachfolgenden Abtastperiode N+1 (Bild Nr. N+1) hat sich das Ziel weiter bewegt und seine Kontur hat jetzt die durch χ angedeutete Lage. Die bekannten Nachführeinrichtungen arbeiten normalerweise nur auf diese einfache Ja-Nein-Aussage der Kontur, wobei diese Aussage dadurch zustand kommt, daß überprüft wird, ob ein Schwellwert durch die Echosignale über- oder unterschritten wird.

Neben der eigentlichen Zielinformation sind eine Reihe von Störsignalen vorhanden, die mit SS1 bis SS4 bezeichnet sind. Sie rühren von Störungen durch Hintergrund her.

Das Sichtgerät nach Fig. 2 ist ebenso aufgebaut wie bei F:.g. 1 und v/eist auch ein Bildfenster BF auf. Es ist der Zustand der N+1-ten Abtastperiode gezeichnet (angedeutet durch χ für die Kontur). Darüber hinaus ist eine weitere Information vorhanden, welche die Signalstärke (Amplitude) der empfangenen Signale beinhaltet. Diese Signalstärke ist angedeutet durch die Zahl der waagerechten Striche. Im einzelnen kann es sich um eine mehr oder weniger starke Helligkeitsinformation (optische Signatur)und/oder um die Stärke der Temperaturstrahlung (thermische Signatur) handeln. Dementsprechend muß der Empfänger mit seinen Detektoren ausgelegt sein. Auch die Hintergrundsignale SS1 bis SS4 haben eine entsprechende optische und/oder thermische Signatur.

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Für die Auswertung bei der Zielverfolgung, d.h. für die Gewinnung der Nachstellgrößen x_Q, y , werden beide Informationen miteinander verknüpft, d.h. die Stellgrößen sind sowohl von der Kontur als auch von der optischen bzw. thermischen Signatur des Zieles abhängig. Dies ergibt eine wesentlich genauere Ausrichtung der Visierlinie auf einen bestimmten Bereich des Zieles, z.B. auf ein Triebwerk eines Flugzeuges.

Bei dem Blockschaltbild nach Fig. 3 gelangen die Signale vom hier nicht im einzelnen dargestellten Videodetektor in der Empfangseinrichtung ER des Sensors SO über eine Schwelle SW, einen A/D-Wandler AD in digitalisierter Form mit quantisierten Amplitudenwerten zu einem Speicher BS. Dieser hält die Empfangssignale für eine Abtastperiode (Bildperiode) fest, wobei die Steuerung durch den Taktgeber TG erfolgt. Der Speicher BS ist außerdem durch eine Leitung UL überbrückt, die zu einem Korrelator KR geführt ist. Der- zweite Eingang dieses Korrelators wird vom Speicher BS her versorgt. In dem Korrelator KR wird die Verknüpfung der beiden Informationen, nämlich der Kontur des Zieles und der optischen bzw. thermischen Signatur des Zieles durchgeführt. Daraus werden dann in der Einrichtung NG die Nachstellgrößen χ und y für die genauere Ausrichtung der Visierlinie VL auf einen bestimmten Bereich des Zieles erzeugt. Hierzu werden diese Nachstellgrößen zum Sensor SO übertragen, wo in bekannter Weise (hier nicht dargestellten) Steuereinrichtungen für die Nachstellung vorgesehen sind. Einrichtungen hierfür sind z.B. in "Applied Optics" April 1966 Vol. 5 Nr. 4 Seiten 497 - 505 beschrieben. In Fig. 4 ist zur weiteren Erläuterung ein Bild- oder ein Bildausschnitt (z.B. Bildfenster) eines abzutastenden Gebietes dargestellt. Das Bild besteht aus den Zeilen a, b, c ... ζ sowie den Spalten 1, 2, 3 ... n. Insgesamt sind somit η·ζ Bildpunkte vorhanden. Die Abtastung erfolgt so, daß zuerst die Zeile a, dann die Zeile b, dann die Zeile c usw. bis zur Zeile ζ abgetastet werden.

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In Fig. 5 sind die verschiedenen Speicheranordnungen, welche zur Durchführung der Korrelation erforderlich sind, im einzelnen dargestellt. In dem Bildspeicher mit den Bezugszeichen BS1 sind nacheinander entsprechend der Zeilenfolge nach Fig. 4 die Amplitudenwerte der jeweiligen Bildpunkte für das Bild N vollständig eingeschrieben. Von rechts her folgt somit zuerst die Zeile a, dann die Zeile b usw. bis zur Zeile ζ und in diesen Zeilen jeweils die Bildpunkte 1 bis n. Damit ist das gesamte Bild N amplitudenmäßig in dem Speicher BS1 enthalten und zwar in der Reihenfolge, in welcher die Abtastung vorgenommen wurde. Zu Beginn der nächsten Abtastperiode, d.h. für das Bild N+1 sind somit im Bildspeicher BS1 die vollständigen Daten des Bildes N gespeichert, während das nachfolgende Bild N+1 punktweise entsprechend der Abtastung in den Bildspeicher BS3 eingeschrieben wird. Parallel zu dem Bildspeicher BS3 ist ein weiterer Bildspeicher BS2 vorgesehen, dessen Funktion später erläutert wird. Der Bildspeicher BS3 muß mindestens den gleichen Speicherumfang wie die Bildspeicher BS1 und BS2 aufweisen. Die korrespondierenden Speicherplätze der Bildspeicher BS1 und BS3 sind zu jeweils einer gemeinsamen Multiplikationseinrichtung eingeführt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind nur ein Teil der Multiplikationseinrichtungen dargestellt und zwar die Multiplikationseinrichtungen Vnz für den letzten Bildpunkt der Zeile ζ bis V1z für den ersten Bildpunkt der Zeile ζ sowie V1a für die Zeile a. In diesen Multiplikationseinrichtungen werden die Amplitudenwerte in den jeweiligen Registerstellen des Bildspeichers BS1 mit denen des Bildspeichers BS3 multipliziert. Die so erhaltenen Produkte v/erden auf eine gemeinsame Leitung GL gegeben und addiert. Die Leitung GL wird zu einer Mitlaufschwelle MLS geführt. In der Praxis sind für die Zusammenschaltung zweckmäßig Additionsschaltungen vorzusehen, die jedoch hier zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeichnet sind. Die Mitlaufschwelle MLS arbeitet folgendermaßen: Ausgehend von einem Auffangschwellwert (Schwellwert Null oder ein bestimmter Mindest-Schwellwert) wird jeder größere Summenwert auf der Leitung GL in MLS gespei-

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chert und als neuer Schwellwert benutzt. Dieser bleibt so lange erhalten, bis noch ein größerer Summenwert auftritt, worauf dieser den neuen Schwellwert bildet usw. Dadurch ist sichergestellt, daß der jeweilige Schwellwert immer gleich dem höchsten Amplitudenwert ist. Am Ende der Abtastung eines Bildes wird der Schwellwert wieder vom Taktgeber TG auf den Anfangsschwellwert zurückgesetzt und der Durchlauf beginnt von neuem. MLS hat also das Verhalten bekannter Größtwertspeieher.

Zur Steuerung der verschiedenen Abtastvorgänge ist der Taktgeber TG vorgesehen. Dieser löst zunächst den Beginn der Abtastung d.h. beginnend mit der Zeile a Punkt 1 aus. Gleichzeitig ist dies das Signal, daß ein etwa ankommender Echoimpuls zu quantisieren und sein Amplitudenwert in die erste Registerstelle des Speichers BS3 einzuschreiben ist. Der Taktgeber TG liefert somit auch die Schiebeimpulse für den Bildspeicher BS3. Außerdem gibt der Taktgeber TG Zähiimpulse ab, welche dem Bildpunktzähler BPZ zugeführt v/erden. Dieser Bildpunktzähler gibt somit an, welcher Bildpunkt in einem bestimmten Augenblick gerade in den Bildspeicher BS3 eingeschoben worden ist bzw. wieviele Bildpunkte bis zu einem bestimmten Zeitpunkt vom Beginn der Abtastung an abgetastet worden sind. Nach der Abtastung eines vollen Bildes hat der Bildpunktzähler bis ζ·η gezählt. Wenn der Bildinhalt des Bildspeichers BS3 noch weiter nach rechts verschoben wird, so muß der Bildpunktzähler über η·ζ hinaus ebenfalls weiterzählen, so lange die Verschiebung andauert. Bei Auftreten eines Maximums wird von der Mitlaufschwelle MLS aus der jeweils erzeugte Zählwert beim Bildpunktzähler BPZ ausgetastet und in den Zuordnungsspeicher ZOS eingeschrieben. In diesem Zuordnungsspeicher ist somit der jeweilige Zählwert Zp eingeschrieben. Dieser Zuordnungsspeicher wird so betrieben, daß bei Auftreten eines neuen größeren Maximalwertes bei der Mitlaufschwelle MLS der alte Wert von Zp gelöscht und durch den entsprechenden neuen Wert ersetzt wird.

Da eine Verschiebung des Bildes eines erfaßten Zieles von einem

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- Sr-

Bild N zum nächsten Bild N+1 eingetreten sein kann und normalerweise auch eingetreten sein wird, muß die Verschiebung des Bildes N+1 in Bildspeicher BS3 v/eitergeführt werden, auch wenn die Abtastung bereits beim Bildpunkt η in der Zeile ζ angelangt ist. Diese zusätzliche Verschiebung hängt davon ab, wie schnell sich ein etwaiges bewegtes Ziel innerhalb einer Bildfolge fortbewegt haben kann. Sie ist also eine Funktion der Zielgeschv/indigkeit und der Abtastfrequenz. Die Schiebetakte für den Zähler BPZ sind, wie bereits erwähnt auch am Ende der eigentlichen Abtastperiode noch um eine bestimmte Zeit fortzusetzen. Hierfür besteht ausreichend Zeit, v/eil normalerweise ohnehin zwischen dem Ende der Abtastung eines Bildes und dem Beginn einer neuen Abtastung eine gewisse Totzeit vorhanden ist.

Dagegen werden die Schiebetakte für den Bildspeicher BS2 in dem Moment beendet, in welchem der letzte Bildpunkt eingeschrieben worden ist. Dieser Bildspeicher BS2 enthält somit gerade ein vollständiges Bild. Mit dem Ende des Vergleichsvorganges, d.h. nach Beendigung des Durchschiebens des Bildes N+1 durch den Bildspeicher BS3 wird der Bildinhalt des Bildspeichers BS2 parallel (in hier nicht näher dargestellter Weise) durch einen einzigen Schaltbefehl (zv/eckmäßig vom Taktgeber TG) in den Bildspeicher BS1 übernommen und gleichzeitig der Inhalt des Bildes N im Bildspeicher BS1 gelöscht. Damit kann dann die Einspeicherung des nächsten ^xL-des mit der Nummer N+2 in den Bildspeicher BS2 und den Bildspeicher BS3 erfolgen und gleichzeitig die neue Korrelation zwisehen den Bildern N+1 und N+2 durchgeführt v/erden. Mit der Umspeicherung vom Bildspeicher BS2 zum Bildspeicher BS1 wird auch die Löschung des Bildinhaltes der Bildspeicher BS3 und BS2 vom Bild N+1 durchgeführt, so daß dann alle Bildspeicher für die Verarbeitung der nächsten Bildfolge N+2 vorbereitet sind.

Der Zuordnungsspeicher ZOS enthält am Ende des Vergleichsvorganges den zum Maximalwert Mp gehörigen Zählwert Zp für das Bild N+1. Der Zählwert Zp wird anschließend einer Schaltung DS zugeführt, in der

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die Differenz zwischen dem neuen Zählwert Zp des jetzigen Maximums und dem Zählwert Zp¹ des vorhergehenden Größtwertes (in ZViS enthalten MMtBiId N) gebildet wird. Diese Differenz Zp¹ - Zp gibt an, um wieviel sich unter Berücksichtigung der Amplitudenverteilung das Ziel von einer Abtastung N zur nächsten Abtastung N+1 verschoben hat. Dieser Differenzwert liefert somit die Steuergrößen χ , y

für die Nachführung. In bekannter Weise wird dann z.B. die jeweilige Plattform, auf welcher das Ortungsgerät angebracht ist, so nachgeführt, daß das Ziel weiterhin an der gleichen oder einer vorherbestimmten Stelle des Bildes nach Figur 4 zu liegen kommt.

Nach dem Bild N+Τ ist in dem Zwischenspeicher ZWS dejr Zählwert Zp eingeschrieben und als Vergleichswert für das Bild N+2 bereitgehalten.

In Figur 6 ist ein einfaches Beispiel für eine Amplitudenvertei*- lung gezeichnet. Es sind 5 Zeilen a bis e vorgesehen, wobei in jeder Zeile jeweils 6 Bildpunkte vorhanden sind. Insgesamt sind somit bei einer einzigen Abtastung dreißig Bildpunkte nacheinander abzutasten. Es wird angenommen, daß bei der N-ten Abtastung die Amplituden der Echosignale so verteilt sind, wie durch die mit ausgezogenen Linien umrandeten Kästchen angegeben ist. In der Zeile b hat somit der zweite Bildpunkt die Amplitude 1, der dritte Bildpunkt die Amplitude 3 und der vierte Bildpunkt die Amplitude 1. Außerdem ist in der Zeile c der dritte Bildpunkt mit der Amplitude 1 vorhanden. Zwei weitere Bildpunkte sollen Hintergrund oder Rauschsignale angeben, beispeilsweise in der Zeile d der erste Bildpunkt und in der Zeile e der letzte Bildpunkt. Bei dem nächsten Bild N+1 hat sich das Ziel nach oben und nach rechts bewegt. Die Amplitudenwerte 1,3 und 1 liegen, wie durch gestrichelte Kästchen angedeutet, nunmehr in der Zeile 1 und zwar, beim Bildpunkt 3» 4 und 5· Der darunter liegende Amplitudenwert 1 liegt in der Zeile b bei<dem vierten Bildpunkt. Insgesamt ist somit das Ziel um einen Bildpunkt nach rechts und um eine Zeile nach oben gewandert. Das Maximum, nämlich der Amplitudenwert 3 liegt, wenn

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fortlaufend die Bildpunkte gezählt werden um fünf Bildpunkte vorher als dies Bild beim Bild N der Fall war.

Zur Erläuterung der verschiedenen Multiplikationsvorgänge ist in Figur 7 zunächst die Amplitudenverteiiung im Bildspeicher BS1 angegeben, und zwar auf der Basis der Figur 6 für Bild N. In dem da-. runter liegenden Rechteck, welches den Bildspeicher BS3 zeigt, sind die verschiedenen zeitlichen Verteilungen der Amplitudenwerte bei der Einspeicherung der Bildinformation der Abtastung N+1 aufgetragen. In der obersten Zeile ist die Situation angegeben, welche dann auftritt, wenn der 23. Taktpuls dem Bildspeicher BS3 zugeführt worden ist. Dies bedeutet, daß 23 aufeinanderfolgende Bildpunktinformationen in den Speicher BS3 eingeschoben worden sind. Der zugehörige, durch die Multiplikationseinrichtungen nach Fig. 5 sich ergebene Produktwert ist mit SK 23 bezeichnet und hat den Viert 1·1=1. Er entsteht dadurch, daß in der Zeile b der vierte Bildpunkt aus BS1 (Amplitudenwert 1) mit dem von rechts gezählt dritten Bildpunkt (Amplitudenwert 1) der oberen Zeile von BS3 zusammenfällt.

Bei dem nächsten Bildpunkt, angegeben durch den Pfeil SK 24 ist die Information in BS3 um eine Registerstelle weiter nach rechts verschoben worden. Es tritt ein Zusammentreffen zwischen den Elementen in Zeile b Bildpunkt Nr. 4 (Amplitudenwert 1) und Bildpunkt Nr. 3 (Araplitudenwert 3) aus BS1 und den entsprechenden Elementen mit den Amplitudenwerten 3» 1 aus der zweiten Zeile von BS3 auf. Das zugehörige Produkt 1-3+3*1 ergibt aufaddiert den Wert 6.

Nach dem nächsten Schiebetakt ist die durch den Pfeil SK 25 angedeutete Verteilung der Amplitudenwerte erreicht. Jetzt decken sich die Amplitudenwerte 1,3» 1 aus der Zeile b von BS1 mit den entsprechenden Amplitudenwerten 1, 3» 1 von BS3. Der so entstehende Korrelationswert infolge der Produktbildung hat insgesamt den Wert 1-1+3·3+1-1 =.11. Da gleichzeitig bei Zeile c Punkt 3 ein Produkt 1·1 auftritt, ist die Gesamtsumme 12. Beim nächsten

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Schiebetaktimpuls ist die Information wieder um eine Registerstelle v/eitergeschoben und ergibt, durch den Pfeil SK26 angedeutet die Multiplikationswerte 1·3+3·1 = 6 als aufaddierten Ausgangswert. Die nachfolgende Registerstellung, angedeutet durch den Pfeil SK 27 ergibt nur noch eine Korrelation der beiden Vierte 1·1 = 1 und somit den Korrelationswert 1. Der Schwellwert in MLS bewegt sich somit von 1 (SK 23) auf 6 (SK 24) dann auf 12 (SK 25) und bleibt dort stehen. Im Zuordnungsspeicher ZOS bleibt, da SK 25 das Maximum ist, der Zählwert 25 als Wert für Zp stehen. Der zugehörige Zählwert Zp = 25 wird am Ende des Vergleichsvorganges in den Speicher ZWS eingegeben und in der Differenzschaltung DS mit dem vorhergehenden Wert, - welcher, wie aus Fig..6 und aus BS1 von Fig. 7 ersichtlich ist den Zählwert des Maximums von Zp¹ = 22 hat (Zeile b Bildpunkt Nummer 4), - verglichen. Aus der Differenzbildung des Zählwertes des Maximums für das Bild N, (Zp¹ = 22) und des nachfolgenden Maximums (Zp = 25)» ergibt sich der Differenzwert von 4 Bildpunkten. Das Maximum des Bildes N+1 liegt somit um 5 Bildpunkte früher als das Maximum des Bildes N. Damit ist die Verschiebung des Zieles wertmäßig genau erfaßt. Das Vorzeichen der Differenz gibt die Richtung der Verschiebung (in Abtastrichtung nach vorne oder hinten) an. Damit ist die in Fig. 6 angedeutete Verschiebung umgerechnet in einen Zählwert, aus welchem unmittelbar die χ - und y-Werte für die Nachsteuerung gewonnen v/erden können. Will man von vorne, d.h. von Zeile a, Bildpunkt 1 zu zählen anfangen, so sind die angegebenen SK-Werte von ζ·η = 30 abzuziehen.

Wenn sich ein Ziel, z. B. ein Flugzeug schnell bewegt, kann es von einem Bild zum nächsten zu einer Änderung der äußeren Kontur kommen. Das Maximum der thermischen oder optischen Kontur bleibt aber erhalten, weil z.B. die Triebwerke nach wie vor im selben Bereich des Zieles liegen wie vorher. Beispielsweise könnte bei Fig. 6 in den gestrichelten Kästchen (Bild N+1) noch ein Amplitudenwert 1 hinzukommen (z.B. Zeile a Bildpunkt 6 belegt, d.h. eine Änderung der äußeren Kontur eingetreten sein), ohne daß dadurch

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der Zählv/ert Zp verändert wird. Die Visierlinie VL nach Fig. 3- ist somit weiterhin auf den gleichen Bereich des Zieles (z.B. das Triebwerk) ausgerichtet und ein Wandern oder Springen (glint) ist vermieden.

Anstelle einer multiplikativen ist auch eine additive Korrelation zwischen den Amplitudenwerten des Bildes N und N+1 möglich. Die dann auftretenden Korrelations-Maxima sind allerdings nicht so ausgeprägt wie bei der Multiplikation nach Fig. 5. Dafür ist auch der Aufwand etwas geringer.

5 Patentansprüche
7 Figuren

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1J Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles mit einer einen bestimmten, das Ziel enthaltenden Bereich sequentiell erfassenden, einen Sensor aufweisenden Abtastanordnung und einer Auswerteschaltung, welche aus dem erfaßten Ziel Nachführsignale erzeugt, wobei eine Korrelation eines Bildes mit einem Vergleichsschema vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitudenverteilung aus dem Yiärmewert (thermische Signatur) und/oder dem Helligkeitswert (optische Signatur) für ein erstes Bild (N) erfaßt und in einem Bildspeicher (BS1) eingespeichert wird, daß für ein nachfolgendes Bild (N+1) eine Korrelation mit dem vorhergehenden Bild unter Einbeziehung der einzelnen, jeweils gemessenen Amplitudenverteilung durchgeführt ist und daß die Nachführsignale (x_Q, y ) für die Ausrichtung der Visierlinie (VL) aus dem so gewonnenen Korrelations-Maximum gewonnen sind, dessen Koordinatenwerte die neue Zielposition angeben.
2. Einrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß das (N+1)-te Bild parallel in zwei weitere Bildspeicher (BS2, BS3) eingeschrieben wird, von denen der eine (BS3) über die Korrelationsschaltung, mit dem erstgenannten Speicher (BS1) für das N-te Bild verbunden ist, während der zweite (BS2) als Zwischenspeicher dient und sein Speicherinhalt nach Durchführung der Korrelation parallel in den erstgenannten Bildspeicher (BS1) übernommen wird.
3. Einrichtung nach Anspmch 2, dadurch gekenn-

ein

zeichnet, daß/die Einspeicherung in die weiteren Bildspeicher (BS2, BS3) steuernder Taktgenerator (TG) vorgesehen ist, der zugleich einen Bildpunkt-Zähler (BPZ) steuert, in dem beginnend mit jedem neuen Bildabtastvorgang die jeweils ermittelten, die Vierte der Bildpunkte angegebenen Zählwerte (Zp)

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enthalten sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (TG) auch die Ablenksteuerung des Sensors im Erfassungsbereich vornimmt.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Erreichen des Korrelations-Maximums beim jeweiligen Bild (N+1) erhaltene Zählerstand (Zx) ausgelesen wird und durch Differenzbildung mit dem Zählerstand (Zp') des vorhergehenden Bildes (N) die Information für die Nachstellgröße (x j y ) gebildet ist.

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