DE3035213A1 - Flight simulator with picture development device - incorporates digital picture data storage and transformation system, enabling stereo picture formation, with zoom facility - Google Patents
Flight simulator with picture development device - incorporates digital picture data storage and transformation system, enabling stereo picture formation, with zoom facilityInfo
- Publication number
- DE3035213A1 DE3035213A1 DE19803035213 DE3035213A DE3035213A1 DE 3035213 A1 DE3035213 A1 DE 3035213A1 DE 19803035213 DE19803035213 DE 19803035213 DE 3035213 A DE3035213 A DE 3035213A DE 3035213 A1 DE3035213 A1 DE 3035213A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- image
- terrain
- target
- images
- picture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
- G09B9/30—Simulation of view from aircraft
- G09B9/301—Simulation of view from aircraft by computer-processed or -generated image
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G3/00—Aiming or laying means
- F41G3/26—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying
- F41G3/2616—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device
- F41G3/2694—Teaching or practice apparatus for gun-aiming or gun-laying using a light emitting device for simulating a target
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung und Wieder-Process and device for the recovery and recovery
gabe von Geländebildern für Sichtsimulatoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung und Wiedergabe von Geländebildern für Sichtsimulatoren, vorzugsweise für einen Flugsimulator für das Flug- und Schießtraining von Rlugzeugführern, mit echten Luftaufnahmen als Datenbasis und Abspeicherung der Bildsignale auf Videoplatten mit Einzeladressierung der Bilder.giving of terrain images for vision simulators The invention relates to a method and a device for the acquisition and reproduction of terrain images for vision simulators, preferably for a flight simulator for flight and shooting training of aircraft pilots, with real aerial photographs as a database and storage of the Image signals on video disks with individual addressing of the images.
Sichtsimulatoren der vorgenannten Art sowie Verfahren zur Gewinnung der für sie benötigten Bilder sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der US- PS 2 385 291 ist ein Flugsimulator bekannt, mit dem zum ersten Mal eine realistische Simulierung eines überflogenen Geländes aus der Sicht des Piloten möglich wurde. Hierzu wurde ein vorher im Fluge aufgenommenes Bild projiziert, welches antsprechend dem Flugweg bewegt wurde.Visual simulators of the aforementioned type and methods of extraction the images required for them are known from the prior art. From the US PS 2 385 291 is known a flight simulator with which for the first time a realistic Simulation of an overflown area from the pilot's point of view became possible. For this purpose, an image previously recorded in flight was projected, which responded moved along the flight path.
Eine andere bekannte Methode der Flugsimulatoren arbeitet mit einem Geländemodell mit darüberfahrender Fernsehkamera. Das Bild der Fernsehkamera wird auf einem Sichtgerät abgebildet und soll dem Blickwiliikel entsprechen, wie er sich einem Piloten belm Flug über das tatsächliche Gelände bietet.Another well-known method of flight simulators works with one Terrain model with TV camera moving over it. The picture from the TV camera will be depicted on a viewing device and should correspond to the view wiliikel as it is offers a pilot belm flight over the actual terrain.
Diese zur Zeit sehr gebräuchliche Methode hat eine Reihe von entscheidenden Nachteilen. So ist z. B. der Manövrierraum für ein überfliegendes Flugzeug auf etwa 5 x 10 km begrenzt. Bei diesen Modellgrößen treten aber bereits Probleme mit der Nachführgeschwindigkeit der Aufnahmekamera auf. Bewegliche Ziele sind nur sehr aufwendig zu realisieren und werden bisher nicht verwendet. Das Modell hat einen großen Platzbedarf bei hohem Energieverbrauch, welcher für die intensive Beleuchtung des Modells notwendig ist. Die Aufnahmekamera kann nur mittels aufwendiger Mechanik nachgeführt werden.This method, which is very common at the moment, has a number of decisive factors Disadvantages. So is z. B. the maneuvering space for an overflying aircraft to about 5 x 10 km limited. With these model sizes, however, there are already problems with the Tracking speed the recording camera. Moving targets are very difficult to implement and have not yet been used. The model has a large space requirement with high energy consumption, which is for the intensive Illumination of the model is necessary. The recording camera can only be used by means of elaborate Mechanics are tracked.
Daneben sind auch Flugsimulatoren mit synthetischem Bildaufbau bekannt geworden, z. B. US-PS 3 911 597 und DE-AS 25 58 501. Mit solchen rechnergesteuerten Systemen ist zwar ein im Prinzip unbegrenzter Manövrierbereich möglich, allerdings bestehen reale Grenzen durch den Modellerstellungsaufwand und die Speicherkapazität des verwendeten Rechners. Um bei bestehenden Systemen trotzdem in Echtzeit das Modellbild aus Einzelflächen erstellen zu können, wird der Detaillierungsgrad der erzeugten Szene begrenzt. Damit wird ein Nachteil in Kauf genommen, der sich noch ungünstiger auswirkt als der unzureichende Betaillierungsgrad bei einem Modellgelände über das eine Fernsehkamera fährt. Auf den.Simulatoren wirkt das im Bild künstlich, etwa wie in einem Zeichentrickfilm, da das computergenerierte Bild eine andere Bildtektur aufweist wie ein echtes Bild. Die Erzeugung echter Barb- und Beleuchtungseffekte ist sehr rechenaufwendig und bisher nur mit minderer Qualität möglich.Flight simulators with a synthetic image structure are also known become, e.g. B. US-PS 3 911 597 and DE-AS 25 58 501. With such computer-controlled Systems an in principle unlimited maneuvering range is possible, however there are real limits due to the effort required to create models and the storage capacity of the computer used. In order to still get the model image in real time with existing systems To be able to create from individual surfaces, the level of detail of the created Limited scene. This is a disadvantage that is even more unfavorable affects as the insufficient degree of detailing in a model site over the a television camera is driving. On the simulators, this appears artificial in the picture, for example like in a cartoon, since the computer-generated image has a different visual structure has like a real picture. The creation of real barbeque and lighting effects is very computationally intensive and so far only possible with inferior quality.
Wollte man trotzdem eine zufriedenstellende Simulation erreichen, so müßte eine sehr hohe Rechenkapazität bereitgestellt werden, was gegenwärtig nur mit speziellen festverdrahteten Rechnern möglich ist, die jedoch nur in geringen Stückzahlen benötigt werden und daher äußerst kostenaufwendig sind und hohe Wartungsprobleme aufwerfen.If you still wanted to achieve a satisfactory simulation, so a very high computing capacity would have to be provided, which is currently only with special hard-wired computers is possible, but only to a limited extent Numbers are required and are therefore extremely costly and high maintenance problems raise.
Außer diesen bisher in der Praxis verwendeten Flugsimulatoren sind auch Systeme bekannt, welche echte Luftaufnahmen als Datenbasis verwenden. Diese Aufnahmen enthalten bereits die richtige Perspektive und Verdeckung bzw. Sichtbarkeit der betrachteten Geländeansicht. Ein solches Verfahren ist in AGARD PG-268 20, Seite 1, letzter Absatz beschrieben.In addition to these flight simulators that have been used in practice so far Systems are also known which use real aerial photographs as a database. These Recordings already contain the correct perspective and concealment or visibility the viewed terrain. One such method is in AGARD PG-268 20, p 1, last paragraph.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist es, daß keine Bilderzeugung vorgenommen zu werden braucht, sondern lediglich eine Bildtransformation durchgeführt werden muß, die wesentlich weniger Rechenaufwand erfordert, es wird Rechenkapazität durch Speicherkapazität ersetzt. Das System ist bisher in zwei Versionen realisiert. Zum einen wird ein Sichtsystem mit Film als Massenspeicher, zum anderen wird, so wie aus dem AGÄRD-Bericht bekannt, ein Sichtsystem mit Videoplatte als Massenspeicher verwendet. Bei beiden Versionen besteht das Hauptproblem darin, daß ein sehr großer Massenbildspeicher mit ausreichender Zugriffsgeschwindigkeit vorhanden sein muß, außerdem muß die Bildtransformationseinheit eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit aufweisen, da z. B. die Bandbreite eines einzigen Videokanals bei 625 Fernsehzeilen bereits 5 MHz beträgt.The advantage of this method is that no imaging is done needs to be, but only an image transformation must be carried out must, which requires significantly less computational effort, it is computing capacity through Storage capacity replaced. The system has so far been implemented in two versions. To the one will be a vision system with film as mass storage, the other will be like known from the AGÄRD report, a vision system with video disk as mass storage device used. The main problem with both versions is that a very large Mass image storage with sufficient access speed must be available, in addition, the image transformation unit must operate at a very high speed have, since z. B. the bandwidth of a single video channel for 625 television lines is already 5 MHz.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem Geländebilder gewonnen und für Sichtsimulation verwendet werden können, welche sich durch eine große Auflösung und Detaillierung des Geländebildes über einen großen Sichtwinkel auszeichnen, so daß auch Tiefflugsituationen mit Einblendung von Boden- und Luftzielen sowie realistisches Pilotentraining für den Verbundeinsatz von Sensoren möglich wird.The object of the invention is to provide a method with which terrain images can be obtained and used for visual simulation, which is represented by a high resolution and detail of the terrain image over a wide viewing angle so that even low-level flight situations with overlay of ground and air targets as well as realistic pilot training for the combined use of sensors possible will.
Außerdem soll eine Vorrichtung angegeben werden, mit der die hochdetaillierte Geländebilder-Sichtsimulation realisiert werden kann.In addition, a device is to be specified with which the highly detailed Terrain imagery visual simulation can be realized.
Das Verfahren zur Gewinnung und Wiedergabe von Geländebildern für Sichtsimulatoren mit echten Luftaufnahmen als Datenbasis und Abspeicherung der Bildsignale auf Videoplatten mit Einzeladressierung der Bilder ist dadurch gekennzeichnet, daß: a) zusätzlich zu jedem Geländebild ein zweites synthetisch erzeugtes Bild abgespeichert wird, das zu jedem Bildpunkt des Geländebildes die zugehörige Entfernung vom Aufnahmestandort in radialer Richtung angibt, wobei diese Information in Form eines Entfernungsmaskenbildes abgespeichert wird; b) für einen stetigen Uebergang des projizierten Bildes bei Fortbewegung von einem'Aufnahmestandort zum nächsten eine digitale Bildtransformation in Form einer Interpolation der wiedergegebnenn Geländeansichten zwischen den zwei nächstgelegenen Aufnahmestandorten durchgeführt wird; c) jedem Wiedergabeprojektor einer Wiedergabeeinheit eine eigene Bildtransformations- und Zieleinblendeeinheit vorgeschaltet ist, wobei abzubildende Ziele auf einer eigenen Bildplatte aus allen in Frage kommenden Richtungen abgebildet sind und in einer Bildverarbeitungseinheit das Zielbild in die richtige Lage gedreht und in die richtige Größe gezoomt wird, und daß das Ziel ebenfalls in Form je eines Videobildes und eines Entfernungsmaskenbildes abgespeichert wird; d) das Format der aufgenommenen Geländebilder so auf den Blickwinkel der Wiedergabeprojektoren abgestimmt wird, daß eine Bildtransformationseinheit eines Projektors jeweils nur ein Geländebild der Datenbasis sehen kann und somit nur eine Transformation durchführen muß.The process of obtaining and displaying terrain images for Vision simulators with real aerial photographs as a database and storage of the image signals on video disks with individual addressing of the images is characterized in that: a) in addition to each terrain image, a second synthetically generated image is stored is that for each image point of the terrain image the associated distance from the recording location in the radial direction, this information in the form of a distance mask image is saved; b) for a continuous transition of the projected image Movement from one location to the next is a digital image transformation in the form of an interpolation of the reproduced terrain views between the two is carried out at the closest reception sites; c) any playback projector a display unit has its own image transformation and target fade-in unit is connected upstream, with targets to be mapped on a separate image plate from all directions in question are mapped and in an image processing unit the target image is rotated to the correct position and zoomed in to the correct size, and that the target is also in the form of a video image and a distance mask image is saved; d) the format of the recorded terrain images is matched to the viewing angle of the display projectors that an image transformation unit of a projector can only see one image of the terrain in the database and thus only has to perform one transformation.
Weitere erfindungsgemäße Verfahrens ausbildung en und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Further inventive method training s and a device for carrying out the method are specified in the subclaims.
Die Vorteile des Verfahrens und der der Realisierung dienenden Einrichtung liegen ausgehend von der bekannten Verwendung echter Luftaufnahmen, mit denen eine höchstmögliche Realitätsnähe der simulierten Bodensicht erreicht werden kann, darin, daß im Prinzip beliebig große Bildwinkel wiedergegeben werden können, daß eine hohe Auflösung des Geländehintergrundes erzielbar ist, daß das Geländemodell durch Wechseln einiger Bildplatten vollständig ausgetauscht werden kann, daß an beliebigen Stellen Ziele mit hoher Auflösung eingeblendet werden können, und darin, daß Tiefflüge durchgeführt werden können, ohne die Beschränkungen, welche aus mechanischen Gründen bei den bisher bekannten Simulatoren vorhanden sind.The advantages of the method and the device used to implement it are based on the known use of real aerial photographs with which a the highest possible realism of the simulated ground view can be achieved, in that, that in principle arbitrarily large image angles can be reproduced, that a high one Resolution of the terrain background can be achieved by changing the terrain model some optical disks that can be completely exchanged at any point Targets with high resolution can be faded in, and in that low-level flights are carried out can be, without the restrictions that for mechanical reasons in the previously known simulators are available.
Das Geländemodell kann durch Vervielfältigen der Bildplatten leicht reproduziert werden, so daß es möglich ist, auch weitere Simulatoren auf einfache Weise mit den Geländemodellen auszurüsten. Von großem Vorteil ist auch, daß weitgehend gängige Geräte aus der kommerziellen Rechner- und Fernsehtechnik verwendet wer- den können, so daß der finanzielle Aufwand gering gehalten werden kann. Durch die Möglichkeit der höheren Detaillierung des erzeugten Bildes über einen großen Sichtbereich ergeben sich Einsatzgebiete für Simulatoren, die mit bisherigen Anlagen nur unvollständig abgedeckt werden konnten. So sind z. B. Luftbodensimulationen möglich, bei denen vom Tiefflieger aus Bodenzielen aufgefaßt und identifiziert werden, und bei denen Hubschrauber-Tiefflüge, z. B. von Panzerabwehr-Hubschraubern, geübt werden können. Darüberhinaus sind Gefahrenzuständeim Landeanflug und Tiefflug simulierbar, da hierzu eine detaillierte Bodensicht zur genauen Höhenschätzung erforderlich ist. Ebenso ist das Training von Operatoren für ferngelenkte Flugzeuge im Tiefflug leicht möglich. Es kann auch die Aufklärung vom Flugzeug aus mit mehereren Sensoren im Verbund z.B.The terrain model can be easily reproduced by duplicating the image plates can be reproduced, so that it is possible to also use other simulators in a simple manner Way to equip with the terrain models. It is also of great advantage that to a large extent common devices from commercial computer and television technology are used the can, so that the financial outlay can be kept low. By the possibility the higher level of detail of the generated image over a large field of view areas of application for simulators that were incomplete with previous systems could be covered. So are z. B. Air floor simulations possible where are perceived and identified by the low-flying aircraft from ground targets, and with which Low-altitude helicopter flights, e.g. B. anti-tank helicopters can be practiced. In addition, dangerous conditions in the landing approach and low-level flight can be simulated, since this is the case a detailed view of the ground is required for an accurate elevation estimate. as well it is easy to train operators for remote-controlled aircraft at low altitude. The reconnaissance from the aircraft can also be carried out using several sensors in a network, e.g.
Auge, IR-Sichtgerät, Millimeterwellenradar, sowie das realistische Training des Einsatzes von Auge und IR-Sichtgeräten gegen Bodenziele geübt werden.Eye, IR vision device, millimeter wave radar, as well as the realistic one Training in the use of eye and IR vision devices against ground targets.
Innerhalb des Manövergebietes ist eine freie Bewegung des Beobachters möglich, mit der höchsten Geschwindigkeit und Drehrate, die Flugzeuge in diesem Höhenbereich erreichen können.The observer can move freely within the maneuvering area possible, with the highest speed and rate of turn, the aircraft in this Can reach altitude range.
In den Figuren ist die Erfindung näher erläutert;Es zeigen: Fig. 1 den Aufbau des Geländemodells; Fig 2 den Ablauf der Transformation von der Geländemodellebene in die Projektorebene; Fig. 3 den rechnerischen Ablauf der Interpolation zwischen benachbarten Standpunkten; Fig. 4 das Blockschaltbild einer Vorrichtung für die Sichtsimulation.The invention is explained in more detail in the figures; They show: FIG. 1 the construction of the terrain model; 2 shows the course of the transformation from the terrain model level into the projector level; 3 shows the computational sequence of the interpolation between neighboring viewpoints; 4 shows the block diagram of a device for visual simulation.
Fig. 5 Teilschritte der affinen Verzerrung; Gemäß Fig. 1 wird das Geländemodell aus zweimal fünf Bildern aufgebaut, die sich doppelt überdecken. Das Blickfeld eines jeden Wiedergabeprojektors wird so angepaßt, daß ein Projektor nur ein Bild des Geländemodells sieht. Dadurch wird ein Zusammensetzen mehrerer Bildteile zu einem Projektorbild vermieden.FIG. 5 partial steps of the affine distortion; FIG. According to Fig. 1, the terrain model is built from two five images that are doubled cover. The field of view of each display projector is adjusted so that a projector only sees an image of the terrain model. This creates a piecing together multiple image parts to one projector image avoided.
Die Anordnung der Datenbasis ist so gewählt, daß ein horizontaler Bildwinkel von 720 (Bildwinkel infolge Schrägprojektion 80° x 64°) und ein vertikaler von 64° entsteht, wobei das Bild um 120 über und um 520 unter den Horizont reicht. Daraus folgt, daß für einen Aussichtspunkt zwei mal fünf Bilder benötigt werden. Wie aus der Figur entnehmbar, ist der erste Satz 1 von fünf Stereobildern gegen den zweiten Satz 2 von Bildern um eine halbe Bildbreite versetzt. Die Diagonale des Projektorbildfeldes ist gleich oder kleiner als die halbe Bildbreite. Dadurch sieht ein Projektor stets nur ein Bild der Datenbasis zur gleichen Zeit. Der Vorteil der Verwendung ebener Bilder als Datenbasis ist der, daß für die Transformation des Bildes aus der Geländebildebene in der Datenbasis in die Proj ektorbildebene eine geradentreue Projektion von einer Ebene auf eine schräg dazu liegende zweite Ebene verwendet werden kann. Eine geradentreue Projektion ist rechnerisch-einfacher durchzuführen als eine nicht geradentreue, was bei Echtzeitrechnung wichtig ist.The arrangement of the database is chosen so that a horizontal Angle of view of 720 (angle of view due to oblique projection 80 ° x 64 °) and a vertical one of 64 °, with the image reaching 120 above and 520 below the horizon. It follows that two by five images are required for one vantage point. As can be seen from the figure, the first set is 1 of five stereo images against offset the second set 2 of images by half an image width. The diagonal of the projector image field is equal to or smaller than half the image width. Through this a projector only sees one image from the database at a time. The advantage the use of plane images as a database is that for the transformation of the image from the terrain image level in the database into the projector image level a straight-line projection from one plane onto a second plane at an angle to it Level can be used. A straight projection is computationally easier to be carried out as a non-straightforward, which is important for real-time computation.
Statt des zuvor beschriebenen Verfahrens kann auch eine einzige durchgehende Rundumaufnahme mit vertikaler Zeilenrichtung verwendet werden.Instead of the method described above, a single continuous All-round recording with vertical line direction can be used.
Bei diesem Verfahren werden zu jedem Aufnahmestandort von vier in einem Quadrat mit 10 Metern Seitenlänge angeordneten Punkten aus durchgehende Rundumbilder in der Art einer Zylinderprojektion mit einem CCD-Line-scanner aufgenommen. Diese vier Rundumbilder mit einer Zeilenzahl von z. B. je 9 x 575 Zeilen werden auf Videoband in je 9 Folgebildern abgelegt.In this process, four in dots arranged in a square with a side length of 10 meters from continuous all-round images in like a cylinder projection with a CCD line scanner. These four All-round images with a number of lines of z. B. 9 x 575 lines are recorded on video tape stored in 9 subsequent images each.
Aus diesen vier Rundumbildern kann zu jedem Bildpunkt eine Stereoauswertung zur Ermittlung seiner Entfernung vom Aufnahmestandort durchgeführt werden. Bei der Wahl von neunnStcwndartfernsehbildern mit 4 : 3 Seitenverhältnis zur Abspeicherung je e-ines Rundumbildes wird jede der neun Teilaufnahmen 400 breit x 51,80 hoch. Bei dieser Anordnung ist bei einem vergleichbaren Speicheraufwand und vergleichbarer Höhe des Rundumbildes damit die Auflösung des Bodenbildes um ca. 38 % höher als bei Verwendung einer ebenen Bildbasis.From these four all-round images, a stereo evaluation can be made for each pixel to determine its distance from the recording location. In the Choice of nine standard television pictures with 4: 3 aspect ratio for storage for each one all-round image, each of the nine partial shots is 400 wide x 51.80 high. With this arrangement, a comparable amount of memory is required and comparable Height of the all-round image thus the resolution of the floor image is approx. 38% higher than when using a flat image base.
Das Projektorbild kann durch einfaches Auslesen aus benachbarten Bildbasisaufnahmen zusammengesetzt werden, wobei für einen Projektor wiederum nur eine Transformationsrichtung zu berücksichtigen ist.The projector image can simply be read out from neighboring image base recordings can be put together, with only one direction of transformation for a projector is to be considered.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die Transformation aus der zylindrischen Geländebildebene in die ebene Projektorbildebene nicht mehr geradentreu ist und daher rechnerisch wesentlich aufwendiger ausfällt, so daß bei Echtzeitberechnungen die Anwendung dieses Verfahrens erschwert wird.The disadvantage of this method is that the transformation from the cylindrical terrain image plane no longer true to the straight line in the plane projector image plane is and is therefore computationally much more complex, so that real-time calculations the application of this procedure is made more difficult.
Gemäß Fig. 4 besteht eine Vorrichtung für die Sichtsimulation aus einem zentralen Steuerrechner 10 des Sichtsystems, der Flug- und Sichtdaten von einem Simulationsrechner übernimmt und die Steuerung der einzelnen Baugruppen und Unterrechner durchführt. Hiermit verbunden ist ein Interfacesystem 11, welches alle Takt, Steuer- und Datenleitungen umfaßt. Für jede der 10 Aufnahmerichtungen sind Bildplattenspieler 01 bis 020 vorhanden, wobei je ein Bildplattenspieler das Videobild enthält und der zweite Biliplattenspieler das zugehörige Entfernungsmaskenbild enthält. Die Biliplattenspieler Ol bis 020 sind mit einer Mikroprozessor-Bildauslesesteuerung versehen.According to FIG. 4, there is a device for visual simulation a central control computer 10 of the vision system, the flight and vision data from a simulation computer takes over and the control of the individual assemblies and Sub-computer performs. This is connected to an interface system 11, which all Tact, Includes control and data lines. There are disk players for each of the 10 recording directions 01 to 020 available, each with a video disc player containing the video image and the second bili-disk player contains the associated distance mask image. the Bili disk players O1 to 020 are with a microprocessor image readout control Mistake.
Weiterhin ist ein Bildplattenspieler 12 mit Bildern von Zielen aus allen' in Frage kommenden AuEnahmerichtungen und ein weiterer Biliplattenspieler 13 mit den zugehörigen Entfernungsmaskenbildern des Zieles vorhanden. Damit stehen parallel alle Bild- und Entfernungsinformationen zu einem Aufnahmestandort in analoger Form zur Verfügung.There is also an optical disc player 12 with images of targets all of the possible recording directions and another bili-turntable 13 with the associated distance mask images of the target. Stand with it in parallel, all image and distance information for a recording location in analog Shape available.
Die Informationen gelangen zu einem Ereuzschienenverteiler 14, der die Analogvideosignale auf die zugehörige Projektorkette 22 mit Bilitransformationseinheit 15 mit 22 Eingängen und 22 Ausgängen bei 11 Wiedergabeprojektoren durchschaltet.The information reaches an Ereuzschienenverteiler 14, the the analog video signals on the associated projector chain 22 with bilitransformation unit 15 with 22 inputs and 22 outputs with 11 playback projectors.
Es sind mithin insgesamt bei 11 Wiedergabeprojektoren 11 Projektorketten 22 vorhanden, wobei in der Fig. 4 eine dargestellt ist. Die Bildtransformationseinheit 15 besteht aus Analog-Digital-Wandlern 16, einer Einheit 17 zum Ergänzen des Projektorbildausschnittes in den Himmel- und Erdbereichen, die von der Bildbasis nicht bedeckt werden, einem Kontrastmanipulationsrechner 18 zur Simulation von Dunst, Nebel oder tiefhängenden Wolken, einem Rechner 19 zum Einfügen der Zielentfernungsmaske in das Videobild, einem Rechner 20, der das Geländebild in die Projektorbildebene transformiert und zur Korrektur des Bildes auf einem neuen interpolierten Beobachter- stand sowie zur Abspaltung des Zielentfernungsmaskensignals aus dem transformierten Videobild, einschließlich Digital-Analog-Wandler für Video und Ziel-Key-Maskensignal, Konturverbesserer 21, der das Videoausgangssignal leicht differenziert, 2-Ebenen-Chroma-Key-Bildmischer 23 zur Einblendung von Zielen in das Geländebild und Bildspeichern:.im Zieleingang des Bildmischers 24, der eine parallele Verschiebung des Zielbildes ermöglicht.There is therefore a total of 11 projector chains with 11 playback projectors 22 is present, one being shown in FIG. The image transformation unit 15 consists of analog-to-digital converters 16, a unit 17 for supplementing the projector image section in the sky and earth areas that are not covered by the image base, one Contrast manipulation computer 18 for simulating haze, fog or low hanging Clouds, a computer 19 for inserting the target range mask into the video image, a computer 20 which transforms the terrain image into the projector image plane and to correct the image on a new interpolated observer was standing as well as for splitting off the target range mask signal from the transformed video image, including digital to analog converter for video and target key mask signal, contour enhancer 21, which slightly differentiates the video output signal, 2-level chroma key picture mixer 23 for overlaying targets in the terrain image and saving images: .in the target entrance of the image mixer 24, which enables the target image to be shifted in parallel.
Weiterhin ist vorhanden eine Zielbildtransformationseinheit 25, bestehend aus Analog-Digital-Wandler-für.A target image transformation unit 25 is also present from analog-to-digital converter-for.
Videobild und Entfernungsmaskenbildsignal, einem Rechner zum Einfügen der Zielentfeaungsmaske in das Videobild, Bildverzerrungsrechner zum perspektivisch wichtigen Aufbereiten des Zielbildes, einem Rechner zur Abspaltung des Entfernungslinienbildes aus dem transformierten Zielbild, Digital-Analog-Wandler für Videobild und Ziel-Key-Signalbild, Zwei-Ebenen-Chroma-Key-Bildmischer 26 zur Ausmaskierung des sichtbaren Teiles des Zieles und ein Kreuzschienenverteiler 27, der das Zielbildsignal auf den Zielbildeingang der richtigen Projektorkette durchschaltet. Die Einblendung des Zieles in den Geländehintergrund wird, wie in Fig. 8 beschrieben ausgeführt.Video image and distance mask image signal, a calculator to insert the target removal mask into the video image, image distortion calculator for perspective important processing of the target image, a computer for splitting off the distance line image from the transformed target image, digital-to-analog converter for video image and target key signal image, Two-level chroma key image mixer 26 for masking out the visible part of the Target and a crossbar distributor 27, the target image signal to the target image input through the correct projector chain. The fade-in of the target in the background of the terrain is carried out as described in FIG.
Die Bildtransformation geht in der Fig. 4 im wesentlichen wie folgt vor sich. Zur Erläuterung sei zunächst in Fig. 6 die Funktion des Eontrastmanipulationsrechners 18 näher beschrieben. Der Kontrastmanipulationsrechner 18 nimmt eine punktweise Verarbeitung des Bildkontrastes in dem Geländebild vor, wobei die Lage bzw. Adresse der Bildpunkte nicht verändert werden.The image transformation in FIG. 4 is essentially as follows in front of you. For explanation, the function of the contrast manipulation computer is first shown in FIG. 6 18 described in more detail. The contrast manipulation computer 18 takes a point by point Processing of the image contrast in the terrain image, with the location or address of the pixels are not changed.
Der Rechner liest die zu dem Bild gehörige EhtSernungsmaske ein und verändert die Farbe der einzelnen Bildpunkte ins Blaue und reduziert den Kontrast entsprechend der Eatfern1nng;des zu den Bildpunkt gehörenden Entfernungsmaskenpunktes und der zu simulierenden Dunststärke.The computer reads in the etching mask belonging to the image and changes the color of the individual pixels to blue and reduces the contrast corresponding to the Eatfern1nng; of the distance mask point belonging to the image point and the amount of haze to be simulated.
Weiterhin verändert der Kontrastmanipulationsrechner 18 die Farbe innerhalb einer Entfernungsmaske einheitlich ins Weiße, um Nebel oder tiefliegende Wolkenuntergrenzen zu simulieren.Furthermore, the contrast manipulation computer 18 changes the color within a distance mask uniformly into white, around fog or deep-lying To simulate cloud bases.
Bei der Bildtransformation von der Geländebild- in die Projektionsebene und der Interpolation zwischen den Aufnahmestandpunkten kann bei der Verwendung von ebenen Bildern als Bildbasis die Transformation in mehrere einfache Teilschritte zerlegt werden. Diese Transformation entspricht im wesentlichen einer Projektion von einer Ebene auf eine zweite schräg dazu liegende Ebene, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Einzelschritte sind: a) Parallelverschiebung der Projektorachse in die Mitte des neuen Bildes; b) Drehen der Rasterrichtung aus der Geländebilizeilenrichtung in die Projektorzeilenrichtung, so daß die Mittelzeile des Bildes parallel zur Projektorzeile liegt; c) Projizieren des Bildes aus der Geländebildebene in die Projektorbildebene durch affine Verzerrung; d) Korrektur des Bildes auf den neuen (interpolierten Beobachterstandpunkt durch affine Verzerrung); e) Zöomen des Bildes in die richtige Größe, bei Bewegung längs der Projektorachse.During the image transformation from the terrain image to the projection plane and the interpolation between the shooting viewpoints can when using The transformation of flat images as the image basis into several simple sub-steps be disassembled. This transformation essentially corresponds to a projection from one level to a second inclined level, as shown in FIG and 3 is shown. The individual steps are: a) Parallel displacement of the projector axis in the middle of the new picture; b) Rotating the grid direction from the terrain row direction in the projector line direction so that the center line of the image is parallel to the projector line lies; c) Projecting the image from the terrain image plane into the projector image plane by affine distortion; d) Correction of the image to the new (interpolated observer position) by affine distortion); e) Zoom the image into the correct one Size when moving along the projector axis.
Die Teilschritte c) und d) können zu einem resulierenden Teilschritt zusammengefaßt werden.Sub-steps c) and d) can become a resulting sub-step be summarized.
Für die rechentechnische Behandlung der Transformation ist es zweckmäßig, diesen resultierenden Schritt in Teilschritte aufzuspalten, die eine zeilenweise parallele Verarbeitung des Bildes zulassen. Damit dies mit der verfügbaren Hardware durchgeführt werden kann, muß innerhalb einer Bildzeile ein konstanter Vergrößerungsfaktor in Zeilenrichtung und senkrecht dazu beibehalten werden.For the computational treatment of the transformation, it is useful to split this resulting step into sub-steps, one line at a time allow parallel processing of the image. So this with the available hardware can be carried out, a constant magnification factor must be used within an image line in line direction and perpendicular to it.
Um damit eine affine, geradentreue Verzerrung des Bildes durchzuführen, muß zunächst eine Bildverzerrung in.In order to carry out an affine, straight-line distortion of the image, must first be a picture distortion in.
Zeilenrichtung durchgeführt werden, so daß der rechte und linke Bildrand parallel und vertikal sind. Dann wird das Bild um 90° gedreht. Nun wird das Bild erneut so verzerrt, daß die jetzt schräg verlaufenden linken und rechten Bildränder ebenfalls parallel und vertikal verlaufen, womit der Projektbildausschnitt Rechteckform annimmt, siehe Fig. 5. Daraufhin wird das Bild wieder um 90° zurückgedreht. Durch Zoomen wird das Bild dann auf projektorbildfüllendes Format vergrößert, siehe Fig. 2. Diese Transformation kann auch durch die Arbeitsfolge nach Fig. 7 bestehend aus Parallelverschiebund, Drehung der Ebene durch Geländebildachse und Projektorbildachse senkrecht zur Zeilenrichtung,Verzerrung des Bildes so, daß der Projektorbildausschnitt rechteckig wird, Paralleldrehen der Rasterrichtung und.Vergrößern auf Projektorbildgröße mit Korrektur für Schrägprojektion erreicht werden.Line direction can be carried out so that the right and left edges of the image are parallel and vertical. Then the image is rotated 90 °. Now the picture will again so distorted that the left and right edges of the picture are now sloping also run parallel and vertically, making the project image section rectangular assumes, see Fig. 5. The image is then rotated back by 90 °. By Zooming the image is then enlarged to a format that fills the projector image, see Fig. 2. This transformation can also be carried out by the sequence of operations according to FIG. 7, consisting of Parallel shift and rotation of the plane through the terrain image axis and the projector image axis perpendicular to the line direction, distortion of the image so that the projector image section becomes rectangular, parallel rotation of the grid direction and enlargement to the projector image size can be achieved with correction for keystone projection.
Bei der Bildtr-an3formation wird nur eine Lageänderung der einzelnen Bildpiinkte vorgenommen, der Inhalt (Helligkeit, Farbwert) bleibt unangetastet.In the case of the image transfer, there is only one change in the position of the individual Pinpoints made, the content (brightness, color value) remains untouched.
Die Verarbeitung des Entfernungsmaskenbildes kann in einem Arbeitsgang mit dem Videobild transformiert werden, da in der Bildtransformation wie oben beschrieben, der Inhalt der Bildpunkte nicht mehr verändert wird und die verfügbare Hardware eine höhere.The removal mask image can be processed in one operation are transformed with the video image, since in the image transformation as described above, the content of the pixels is no longer changed and the available hardware a higher one.
Bit-Anzahl pro Bildpunkt zur Verfügung hat, als unbedingt notwendig ist.Number of bits per pixel available than is absolutely necessary is.
Zur Verarbeitung des Entfernungsmaskenbildes wird aus dem digitalisierten Entfernungsmaskenbild die Entfernungstufe ausgelesen, die der Entfernung des Zieles am nächsten liegt. Längs der Begrenzungslinie dieses Entferntmgsbereiches wird nun das Bild in einen Vordergrundbereich, der das Ziel verdeckt, und einen Hintergrundbereich, der von Ziel verdeckt wi'd, aufgespalten und diese Information n die unterste Bit-Ebene des Video bildes eingeschrieben, so daß diese neben der Bildformation nun auch die Vordergrund-Hintergrundaufteilung bezüglich des einzublendenden Zieles enthält.To process the distance mask image, the digitized Range mask image reads out the range level that corresponds to the range of the target is closest. Along the boundary line of this distance area is now the image into a foreground area that obscures the target and a background area, which is covered by the target, split up and this information n the lowest bit level of the video image, so that this now also includes the image formation in addition to the Contains foreground-background division with regard to the target to be faded in.
Dieses kombinierte Bild wird der Transformation, wie oben beschrieben, unterworfen. Nach Durchführung der Transformation wird die Vordergrund-Hintergrundinformation vom Videobild wieder abgespalten und in Form eines Schwarz/Weiß-Key-Bildes parallel zum Videobild ausgegeben.This combined image is subjected to the transformation, as described above, subject. After the transformation has been carried out, the foreground background information becomes split off again from the video image and parallel in the form of a black / white key image output to the video image.
LeerseiteBlank page
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803035213 DE3035213C2 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803035213 DE3035213C2 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3035213A1 true DE3035213A1 (en) | 1982-04-08 |
DE3035213C2 DE3035213C2 (en) | 1983-11-03 |
Family
ID=6112272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803035213 Expired DE3035213C2 (en) | 1980-09-18 | 1980-09-18 | Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3035213C2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0144890A2 (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-19 | Honeywell Regelsysteme GmbH | Device and method for impact point determination |
EP0152499A1 (en) * | 1984-02-17 | 1985-08-28 | Honeywell Regelsysteme GmbH | View simulating device |
FR2577097A1 (en) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Thomson Csf | Digital system for inlaying and masking moving targets in a landscape image |
FR2583867A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Thomson Csf | Method of simulating moving and maskable targets in a landscape for shooting practice while stationary and device implementing it. |
FR2583866A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Thomson Csf | Method of simulating moving and maskable targets in a landscape for shooting practice while moving, and device implementing it. |
DE3929581A1 (en) * | 1989-09-06 | 1991-03-07 | Bodenseewerk Geraetetech | DEVICE FOR REGISTRATION OF AIRPLANES AND FLIGHT MANEUVERING OF AIRPLANES |
CN103761900A (en) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 中国人民解放军空军航空大学军事仿真技术研究所 | Detecting method of portable online detector for flight simulator cabin |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3632098A1 (en) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Messerschmitt Boelkow Blohm | VIEWING SYSTEM FOR TRAINING EQUIPMENT |
DE3726959A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Messerschmitt Boelkow Blohm | IMAGE PROCESSOR CONTROLLED SIMULATOR SYSTEM |
DE19846868A1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-04-20 | Mueller Systemtechnik Vertrieb | Method for modelling 3D terrain for computer simulations uses vertical surfaces divided from each other by boundaries able to be superimposed and to mask disappearing simulated moving objects. |
DE19917012A1 (en) * | 1999-04-15 | 2000-10-26 | Daimler Chrysler Ag | Simulation method for real-time representation of an environment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2385291A (en) * | 1943-07-05 | 1945-09-18 | Edwin A Link | Training device |
DE1119152B (en) * | 1959-09-05 | 1961-12-07 | Boelkow Entwicklungen Kg | Process for the representation of the apparent motion processes of two bodies by means of electron beams and a device for carrying out the process |
US3911597A (en) * | 1971-01-21 | 1975-10-14 | Singer Co | Synthetic terrain generator |
-
1980
- 1980-09-18 DE DE19803035213 patent/DE3035213C2/en not_active Expired
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2385291A (en) * | 1943-07-05 | 1945-09-18 | Edwin A Link | Training device |
DE1119152B (en) * | 1959-09-05 | 1961-12-07 | Boelkow Entwicklungen Kg | Process for the representation of the apparent motion processes of two bodies by means of electron beams and a device for carrying out the process |
US3911597A (en) * | 1971-01-21 | 1975-10-14 | Singer Co | Synthetic terrain generator |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0144890A2 (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-19 | Honeywell Regelsysteme GmbH | Device and method for impact point determination |
EP0144890A3 (en) * | 1983-11-29 | 1986-07-02 | Honeywell Gmbh | Device and method for impact point determination |
EP0152499A1 (en) * | 1984-02-17 | 1985-08-28 | Honeywell Regelsysteme GmbH | View simulating device |
FR2577097A1 (en) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Thomson Csf | Digital system for inlaying and masking moving targets in a landscape image |
FR2583867A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Thomson Csf | Method of simulating moving and maskable targets in a landscape for shooting practice while stationary and device implementing it. |
FR2583866A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-26 | Thomson Csf | Method of simulating moving and maskable targets in a landscape for shooting practice while moving, and device implementing it. |
DE3929581A1 (en) * | 1989-09-06 | 1991-03-07 | Bodenseewerk Geraetetech | DEVICE FOR REGISTRATION OF AIRPLANES AND FLIGHT MANEUVERING OF AIRPLANES |
CN103761900A (en) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 中国人民解放军空军航空大学军事仿真技术研究所 | Detecting method of portable online detector for flight simulator cabin |
CN103761900B (en) * | 2013-12-31 | 2016-03-30 | 中国人民解放军空军航空大学军事仿真技术研究所 | A kind of method that flight simulator passenger cabin detects with portable on-line checkingi device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3035213C2 (en) | 1983-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69635347T2 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR REPRODUCING AND COMBINING IMAGES | |
DE19714101C2 (en) | Method and device for processing image data | |
DE69425481T2 (en) | Image processing method and device for generating a target image from a source image with a change in perspective | |
DE3686233T2 (en) | VIDEO SIGNAL PROCESSING. | |
DE69430182T2 (en) | Image processing method and device for generating a target image from a source image with a change in perspective | |
DE69222695T2 (en) | Autostereoscopic photography system with electronically interpolated images | |
EP0095660B1 (en) | Stereo-photogrammetrical recording and interpretation method | |
DE69511617T2 (en) | Method and device for displaying video images | |
DE102009041431B4 (en) | Driving simulation apparatus, wide-angle camera video simulation apparatus and image deforming / composing apparatus | |
DE69126611T2 (en) | IMAGING DEVICE | |
DE69423338T2 (en) | PROCESSING AND DISPLAY DEVICE FOR TIME VARIABLE IMAGES | |
DE68928181T2 (en) | IMAGING DEVICE | |
US3659920A (en) | Wide angle infinity image visual display | |
EP0137109A1 (en) | Image generating apparatus for producing from the co-ordinates of the end points of a line, a two-dimensional image depicting the line as viewed by the observer | |
US3697681A (en) | Placement of image on matrix display | |
DE69531536T2 (en) | SYNTHETIC IMAGE GENERATION PROCEDURE WITH SPHERICAL BUFFER | |
DE3035213C2 (en) | Process for the acquisition and reproduction of terrain images for visual simulators | |
DE19549096A1 (en) | Simulation device and method | |
GB1135983A (en) | Visual display apparatus | |
JPH04314179A (en) | Method for generating slant-photograph database | |
DE69015170T2 (en) | Display means. | |
DE2718042A1 (en) | SYSTEM FOR SIMULATING TRICKS SCENES | |
DE3323946C2 (en) | Facility for producing large images | |
DE2554972A1 (en) | SHIP SIMULATOR | |
DE2142186C3 (en) | Device for combining various partial television pictures to form a complete television picture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |