JP3114939B2 - 運動物体上に形成されたシンボルを観測することによって運動物体の運動を復元するための処理法と、この処理法を行うための装置 - Google Patents
運動物体上に形成されたシンボルを観測することによって運動物体の運動を復元するための処理法と、この処理法を行うための装置Info
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Description
【0001】本発明は、運動物体上に形成された1つの
シンボルを観測することによってその運動物体の運動を
復元するためのプロセスと、このプロセスを行うための
装置とに係わる。本発明は、更に特に、飛行中のロケッ
ト又は宇宙船からのエンジン、ブースタ又はその類似物
の投下の実時間観測に応用されるだけでなく、ロボット
工学における物体の軌道の測定にも応用される。
シンボルを観測することによってその運動物体の運動を
復元するためのプロセスと、このプロセスを行うための
装置とに係わる。本発明は、更に特に、飛行中のロケッ
ト又は宇宙船からのエンジン、ブースタ又はその類似物
の投下の実時間観測に応用されるだけでなく、ロボット
工学における物体の軌道の測定にも応用される。
【0002】ロケットを構成するサブアセンブリの投下
の際の前記サブアセンブリの相対運動の実時間復元は、
その投下作業の実行の良好性を点検することを可能にす
る。切離しマージンの情報と投下物体に与えられる運動
学的外乱の情報は、打ち上げシステムの任務と性能と定
性とを条件付ける。従って、積み込まれた装置を用いて
放出物体の軌道と姿勢とを測定することが問題となる。
の際の前記サブアセンブリの相対運動の実時間復元は、
その投下作業の実行の良好性を点検することを可能にす
る。切離しマージンの情報と投下物体に与えられる運動
学的外乱の情報は、打ち上げシステムの任務と性能と定
性とを条件付ける。従って、積み込まれた装置を用いて
放出物体の軌道と姿勢とを測定することが問題となる。
【0003】ロボット工学では、必要に応じた軌道修正
を可能にするために、複雑な環境内での運動物体の運動
を検査することが望まれている。
を可能にするために、複雑な環境内での運動物体の運動
を検査することが望まれている。
【0004】映画撮影機による観測、ワイヤによる直接
測定、又はビデオカメラによる観測のような既存の手段
は、その各々の場合に、測定の不正確性と低信頼性、大
きな総寸法、投下後に映画撮影機を回収することが必要
なこと、得られた情報の処理の困難さといった数多くの
欠点を有する。
測定、又はビデオカメラによる観測のような既存の手段
は、その各々の場合に、測定の不正確性と低信頼性、大
きな総寸法、投下後に映画撮影機を回収することが必要
なこと、得られた情報の処理の困難さといった数多くの
欠点を有する。
【0005】本発明はこれらの欠点を取り除く。本発明
は、物体の観測を可能にする検出器から伝送される情報
を処理することによって前記情報を僅かの量しか必要と
せずに、一方の物体に比較した他方の物体の動きを単純
な仕方で測定することを可能にすることを目的とする。
は、物体の観測を可能にする検出器から伝送される情報
を処理することによって前記情報を僅かの量しか必要と
せずに、一方の物体に比較した他方の物体の動きを単純
な仕方で測定することを可能にすることを目的とする。
【0006】物体の投下の場合には、本発明は、情報の
記録の間に情報が伝送されるが故に、投下物と主要本体
とを回収することを不要にする。
記録の間に情報が伝送されるが故に、投下物と主要本体
とを回収することを不要にする。
【0007】更に特に、本発明は、基準物体に結合され
た基準座標に比較した運動物体の運動を復元するための
処理法に係わり、少なくとも1対の平行直線を有する1
つの直線輪郭を有するシンボルが前記運動物体上に形成
され、前記基準物体と一体であるカメラを用いて周期的
に画像を獲得し、各々の前記画像を得る毎に、前記基準
座標に比較した既知の位置及び方向の射影座標を形成す
る少なくとも2つの軸X及びY上に、得られた前記画像
を射影し、これらの各射影の最高点を測定し、少なくと
も前記画像の獲得の合間に、前記シンボルと前記射影座
標との間に既知の相対回転運動を維持し、前記基準座標
に比較した前記シンボルの方向及び位置を一連の射影の
最高点から推論し、さらに一連の前記シンボルの方向及
び位置から前記基準座標に比較した前記運動物体の運動
を復元することから成ることとを特徴とする。
た基準座標に比較した運動物体の運動を復元するための
処理法に係わり、少なくとも1対の平行直線を有する1
つの直線輪郭を有するシンボルが前記運動物体上に形成
され、前記基準物体と一体であるカメラを用いて周期的
に画像を獲得し、各々の前記画像を得る毎に、前記基準
座標に比較した既知の位置及び方向の射影座標を形成す
る少なくとも2つの軸X及びY上に、得られた前記画像
を射影し、これらの各射影の最高点を測定し、少なくと
も前記画像の獲得の合間に、前記シンボルと前記射影座
標との間に既知の相対回転運動を維持し、前記基準座標
に比較した前記シンボルの方向及び位置を一連の射影の
最高点から推論し、さらに一連の前記シンボルの方向及
び位置から前記基準座標に比較した前記運動物体の運動
を復元することから成ることとを特徴とする。
【0008】これに加えて本発明は、この処理法を行う
ための装置に係わる。この装置は、その運動が測定され
るべき運動物体上に少なくとも1対の平行直線を有する
直線輪郭を持つ平面的シンボルを形成するための手段
と、基準物体上に配置された電子カメラであって、記録
された画像を表す信号を供給する少なくとも1つの検出
器と、Y軸に沿って且つX軸上に射影P(X)を行ない、X
軸に沿って且つY軸上に射影P(Y)を行い、射影P(X)と射
影P(Y)とを表す信号を供給するための手段と、前記シン
ボルと前記射影座標との間の相対的回転を引き起こすた
めの手段とを有する前記電子カメラと、射影P(X)と射影
P(Y)とを表す前記信号から前記運動物体の位置と方向と
を常に推論することが可能な、前記電子カメラに接続さ
れた処理手段とを含む。
ための装置に係わる。この装置は、その運動が測定され
るべき運動物体上に少なくとも1対の平行直線を有する
直線輪郭を持つ平面的シンボルを形成するための手段
と、基準物体上に配置された電子カメラであって、記録
された画像を表す信号を供給する少なくとも1つの検出
器と、Y軸に沿って且つX軸上に射影P(X)を行ない、X
軸に沿って且つY軸上に射影P(Y)を行い、射影P(X)と射
影P(Y)とを表す信号を供給するための手段と、前記シン
ボルと前記射影座標との間の相対的回転を引き起こすた
めの手段とを有する前記電子カメラと、射影P(X)と射影
P(Y)とを表す前記信号から前記運動物体の位置と方向と
を常に推論することが可能な、前記電子カメラに接続さ
れた処理手段とを含む。
【0009】この装置の好ましい実施例では、前記カメ
ラの検出器は、1つのプロセッサ配列と一体化された1
つの網膜を有するタイプである。この網膜は、マトリッ
クス形に配置された感光セルを有する。射影を行うため
に、前記マトリックスの末端行と末端列とに接続された
累算セルが、前記網膜の感光セルの各々に記録された情
報を収集する。
ラの検出器は、1つのプロセッサ配列と一体化された1
つの網膜を有するタイプである。この網膜は、マトリッ
クス形に配置された感光セルを有する。射影を行うため
に、前記マトリックスの末端行と末端列とに接続された
累算セルが、前記網膜の感光セルの各々に記録された情
報を収集する。
【0010】前記カメラの検出器は、列及び行の形に配
置された1つの電荷結合素子配列によって構成されるこ
とも可能である。
置された1つの電荷結合素子配列によって構成されるこ
とも可能である。
【0011】上記の両タイプの検出器は、光検出器配列
の範疇に属する。従って、この範疇の検出器の全てが本
発明による装置において使用可能である。
の範疇に属する。従って、この範疇の検出器の全てが本
発明による装置において使用可能である。
【0012】本発明の装置の別の実施例では、前記カメ
ラの検出器はビジコンタイプである。
ラの検出器はビジコンタイプである。
【0013】射影を行う前に画像がクリーニングされる
ことが有利である。このクリーニングは、その画像のバ
ックグラウンドから前記シンボルを分離させる効果を有
する。
ことが有利である。このクリーニングは、その画像のバ
ックグラウンドから前記シンボルを分離させる効果を有
する。
【0014】
【実施例】以下では本発明が、非限定的な実施例と添付
の図面とに関連してより詳細に説明される。
の図面とに関連してより詳細に説明される。
【0015】本発明による処理法は、基準物体に取付け
られた基準座標に比較した運動物体の方向及び位置を測
定することを可能にする。一連の方向及び位置の情報
は、その運動を復元することを可能にする。
られた基準座標に比較した運動物体の方向及び位置を測
定することを可能にする。一連の方向及び位置の情報
は、その運動を復元することを可能にする。
【0016】この処理法は3つの主要段階に分けられる
ことが可能である。
ことが可能である。
【0017】第1の主要段階は、前記基準物体と一体に
なった電子カメラを用いて、所与の速度で連続写真を得
る画像獲得から成る。
なった電子カメラを用いて、所与の速度で連続写真を得
る画像獲得から成る。
【0018】本発明の処理法により、最初の瞬間におい
て前記カメラの観測視野内の既知の位置及び方向に位置
する運動物体上に、シンボルが形成される。
て前記カメラの観測視野内の既知の位置及び方向に位置
する運動物体上に、シンボルが形成される。
【0019】このシンボルは平面的であり、例えば概ね
シャープ記号(♯)の形を作るように交差した、2つず
つ平行な対になった4つの棒線である。これらの棒線の
寸法は、このシンボルを非対称化するために、互いに同
一とはならないように選択される。
シャープ記号(♯)の形を作るように交差した、2つず
つ平行な対になった4つの棒線である。これらの棒線の
寸法は、このシンボルを非対称化するために、互いに同
一とはならないように選択される。
【0020】第2の段階は、獲得された画像を2つの軸
XとY上に射影することを含み、一方の射影P(X)がY軸
に沿って且つX軸上で行われ、他方の射影P(Y)がX軸に
沿って且つY軸上で行われる。軸XとYは、前記基準物
体と結合した基準座標(XR,YR, ZR) に関する既知の方向
及び位置の射影座標を形成する。少なくとも各画像獲得
の合間に、前記シンボルと射影座標とに、毎秒1/10〜10
箇の回転という速度を持つ既知の相対回転運動が与えら
れる。
XとY上に射影することを含み、一方の射影P(X)がY軸
に沿って且つX軸上で行われ、他方の射影P(Y)がX軸に
沿って且つY軸上で行われる。軸XとYは、前記基準物
体と結合した基準座標(XR,YR, ZR) に関する既知の方向
及び位置の射影座標を形成する。少なくとも各画像獲得
の合間に、前記シンボルと射影座標とに、毎秒1/10〜10
箇の回転という速度を持つ既知の相対回転運動が与えら
れる。
【0021】各画像獲得の合間に及び射影を行う前に、
得られた画像がクリーニングされる。この術語「クリー
ニング」は、測定ノイズと見なされるバックグラウンド
から、運動の復元のための画像の有用要素であるシンボ
ルを分離することを可能にする何れのタイプの画像処理
プロセスをも含むものとして理解される。このクリーニ
ングの例は、輪郭検出、マスキング、又は、閾値演算で
ある。
得られた画像がクリーニングされる。この術語「クリー
ニング」は、測定ノイズと見なされるバックグラウンド
から、運動の復元のための画像の有用要素であるシンボ
ルを分離することを可能にする何れのタイプの画像処理
プロセスをも含むものとして理解される。このクリーニ
ングの例は、輪郭検出、マスキング、又は、閾値演算で
ある。
【0022】閾値演算においては、獲得された画像を形
成する個々の画素の値が予め決められた閾値と比較さ
れ、前記比較に応じて値「0」(例えば、当該画素の値
が前記閾値を下回る場合)又は値「1」(例えば、当該
画素の値が前記閾値を上回る場合)とにされる。これ
は、中間のグレーレベルを持たない高コントラストの獲
得画像を与える。
成する個々の画素の値が予め決められた閾値と比較さ
れ、前記比較に応じて値「0」(例えば、当該画素の値
が前記閾値を下回る場合)又は値「1」(例えば、当該
画素の値が前記閾値を上回る場合)とにされる。これ
は、中間のグレーレベルを持たない高コントラストの獲
得画像を与える。
【0023】マスキングにおいては、獲得画像の一部分
だけが後続の処理において考慮に入れられる。考慮され
る部分は先行の画像から推定され、前記シンボルを含む
画像部分だけが使用される。
だけが後続の処理において考慮に入れられる。考慮され
る部分は先行の画像から推定され、前記シンボルを含む
画像部分だけが使用される。
【0024】輪郭検出は、細い棒線を有するシンボルの
場合に、任意の連続的バックグラウンドから分離された
シンボルの画像を復元することを可能にする。太い棒線
を有するシンボルの場合には、同一の結果を得るため
に、腐食(erosion)、膨張(expasion)又は骨格化(skelet
onizing)が使用される。
場合に、任意の連続的バックグラウンドから分離された
シンボルの画像を復元することを可能にする。太い棒線
を有するシンボルの場合には、同一の結果を得るため
に、腐食(erosion)、膨張(expasion)又は骨格化(skelet
onizing)が使用される。
【0025】これらの3つの画像処理手続きの組合わせ
が、前記クリーニングの効率を改善する。
が、前記クリーニングの効率を改善する。
【0026】第3の主要段階では、これらの射影P(X)及
びP(Y)と、前記シンボルと射影座標との間に強いられる
相対回転運動の情報と、最初の方向及び位置の情報との
結果として各瞬間における前記運動物体の方向及び位置
が測定される。
びP(Y)と、前記シンボルと射影座標との間に強いられる
相対回転運動の情報と、最初の方向及び位置の情報との
結果として各瞬間における前記運動物体の方向及び位置
が測定される。
【0027】図1は、前記カメラの検出器の平面内に獲
得されるシンボルの画像と、空間の2つの方向XとYに
沿った前記シンボルの射影とを概略的に示す。この例で
は、シンボルは、射影座標を含む基準平面(XR,YR)(例え
ば検出器平面) に関して前方への傾斜(即ち、ZRの正の
方向に向かっての傾斜)を与えられている。
得されるシンボルの画像と、空間の2つの方向XとYに
沿った前記シンボルの射影とを概略的に示す。この例で
は、シンボルは、射影座標を含む基準平面(XR,YR)(例え
ば検出器平面) に関して前方への傾斜(即ち、ZRの正の
方向に向かっての傾斜)を与えられている。
【0028】この例では、シンボルは、非対称なシャー
プ(♯)の形をおおむね形成するように、他方の対を成
す2つの平行な棒線B3とB4と垂直に交差する、一方の対
を成す2つの平行な棒線B1とB2によって構成される。更
に棒線B1とB3とは、棒線B2とB4よりも幅広く且つ短い。
プ(♯)の形をおおむね形成するように、他方の対を成
す2つの平行な棒線B3とB4と垂直に交差する、一方の対
を成す2つの平行な棒線B1とB2によって構成される。更
に棒線B1とB3とは、棒線B2とB4よりも幅広く且つ短い。
【0029】この例では、画像は閾値演算処理を受け、
シンボルの棒線が記録されている画は「1」に等しく、
その他の画素は「0」に等しいと見なされる。射影P(X)
とP(Y)は、方向YとXとの各々における「1」に等しい
前記カメラの検出器の画素の数に対応する。
シンボルの棒線が記録されている画は「1」に等しく、
その他の画素は「0」に等しいと見なされる。射影P(X)
とP(Y)は、方向YとXとの各々における「1」に等しい
前記カメラの検出器の画素の数に対応する。
【0030】各画像獲得の合間に行われる射影の計算
は、この計算の持続時間が画像獲得の持続時間に比べて
無視できるほど短いが故に、瞬時的であると見なされ
る。
は、この計算の持続時間が画像獲得の持続時間に比べて
無視できるほど短いが故に、瞬時的であると見なされ
る。
【0031】X軸上の且つY軸に沿った射影P(X)は、前
記シンボルの傾斜の結果としてX軸に対して見掛け角度
を有する棒線B3とB4とに相当する2つの「***」を有す
る。この射影では、X軸に平行な棒線B1とB2は、ほぼ均
一のバックグラウンドを与えるだけである。
記シンボルの傾斜の結果としてX軸に対して見掛け角度
を有する棒線B3とB4とに相当する2つの「***」を有す
る。この射影では、X軸に平行な棒線B1とB2は、ほぼ均
一のバックグラウンドを与えるだけである。
【0032】Y軸上の且つX軸に沿った射影P(Y)は、ほ
ぼ連続したバックグラウンド上に2つの最大振幅ピーク
を有する。これらのピークは、前記シンボルの傾斜の間
にY軸に対して垂直なままである棒線B1とB2の射影に相
当する。連続バックグラウンドは棒線B3とB4の射影に起
因する。
ぼ連続したバックグラウンド上に2つの最大振幅ピーク
を有する。これらのピークは、前記シンボルの傾斜の間
にY軸に対して垂直なままである棒線B1とB2の射影に相
当する。連続バックグラウンドは棒線B3とB4の射影に起
因する。
【0033】各々の記録に関して、射影P(X)とP(Y)の最
高点から横座標X1、X2、....、Y1、Y2、....、と値PM(X
1)、PM(X2)、....、PM(Y1)、PM(Y2)が測定される。
高点から横座標X1、X2、....、Y1、Y2、....、と値PM(X
1)、PM(X2)、....、PM(Y1)、PM(Y2)が測定される。
【0034】図示された例では、各々の曲線P(X)とP(Y)
は2つの最高点を有するだけであるが、測定ノイズの故
に他の最高点が現れる可能性がある。
は2つの最高点を有するだけであるが、測定ノイズの故
に他の最高点が現れる可能性がある。
【0035】この処理の後続部分では、有効な測定に該
当しないこれらの最高点は取り除かれる。後述されるよ
うに、シンボルの棒線に起因する最高点の場合とは違っ
て、こうした最高点は、ノイズに起因するが故に、経時
的に互いに相関関係を持たないという事実が利用され
る。
当しないこれらの最高点は取り除かれる。後述されるよ
うに、シンボルの棒線に起因する最高点の場合とは違っ
て、こうした最高点は、ノイズに起因するが故に、経時
的に互いに相関関係を持たないという事実が利用され
る。
【0036】運動物体と基準物体との間の他の任意の相
対運動にも重ねられる、前記シンボルと射影座標との間
の強いられた回転の間に、射影方向X又はYの各々1つ
に対して1つの棒線が平行である時に、射影P(X)とP(Y)
は集まって1つのピークになり、その回転運動は運動物
体の回転運動よりもはるかに高速度である。
対運動にも重ねられる、前記シンボルと射影座標との間
の強いられた回転の間に、射影方向X又はYの各々1つ
に対して1つの棒線が平行である時に、射影P(X)とP(Y)
は集まって1つのピークになり、その回転運動は運動物
体の回転運動よりもはるかに高速度である。
【0037】図2A、図2B、図2Cは、シンボルの位置及び
方向の3つの場合に関して、経時的な射影P(X)のシーケ
ンスを概略的に示す。
方向の3つの場合に関して、経時的な射影P(X)のシーケ
ンスを概略的に示す。
【0038】記録の連続的瞬間は、シンボルと射影座標
との間の相対回転を表す、ひと続きの既知の角度1,2,3
等に相当する。射影によって、これらの角度は基準座標
に比較した回転を表す角度に帰着させられる。
との間の相対回転を表す、ひと続きの既知の角度1,2,3
等に相当する。射影によって、これらの角度は基準座標
に比較した回転を表す角度に帰着させられる。
【0039】図2Aは、シンボルの平面が射影座標を含む
平面に対して平行である場合に相当する。射影座標に対
してシンボルが1/4回転する毎に、2つの最大振幅ピー
クが同時に現れる。これらのピークは、X軸に対して2
つの棒線が垂直であるという事実に相当する。シンボル
の各棒線が同一ではないことが有利である。従って、例
えば、前記ピークの振幅と中間高さの幅との間の関係を
分析することによって、どの棒線が前記ピークの原因で
あるかを識別することが可能である。
平面に対して平行である場合に相当する。射影座標に対
してシンボルが1/4回転する毎に、2つの最大振幅ピー
クが同時に現れる。これらのピークは、X軸に対して2
つの棒線が垂直であるという事実に相当する。シンボル
の各棒線が同一ではないことが有利である。従って、例
えば、前記ピークの振幅と中間高さの幅との間の関係を
分析することによって、どの棒線が前記ピークの原因で
あるかを識別することが可能である。
【0040】図2Bは、X軸に対して平行な1つの軸の周
りにシンボル平面が傾斜させられた場合に相当する。最
大振幅ピークが異なった瞬間に(即ち、異なった角度
で)現れる。従って、その傾斜は投影図をもたらし、X
軸に対して垂直な棒線はX軸に対する見掛け角度を有す
る。
りにシンボル平面が傾斜させられた場合に相当する。最
大振幅ピークが異なった瞬間に(即ち、異なった角度
で)現れる。従って、その傾斜は投影図をもたらし、X
軸に対して垂直な棒線はX軸に対する見掛け角度を有す
る。
【0041】図2Cは、シンボル平面が基準座標を含む平
面に対して平行であるが図2Aの場合よりも前記基準座標
平面から離れている場合に相当する。従って、その最大
振幅ピークは、図2Aの場合と同一の角度で且つ再び同時
に現れるが、その振幅は図2Aの場合よりも小さく、その
横座標の値が異なっている。
面に対して平行であるが図2Aの場合よりも前記基準座標
平面から離れている場合に相当する。従って、その最大
振幅ピークは、図2Aの場合と同一の角度で且つ再び同時
に現れるが、その振幅は図2Aの場合よりも小さく、その
横座標の値が異なっている。
【0042】シンボルの方向及び位置が、シンボルと射
影座標との間の相対回転運動を知ることによって及びそ
の投影図の規則を知ることによって、測定可能であるこ
とが上記の3つの図面から明らかである。シンボルの傾
斜又は傾きは何れも、X軸及びY軸上の射影の最高点の
出現に遅延をもたらし、その位置は、X軸及びY軸上の
射影の最高点の横座標の位置と前記最高点の振幅とから
推論される。
影座標との間の相対回転運動を知ることによって及びそ
の投影図の規則を知ることによって、測定可能であるこ
とが上記の3つの図面から明らかである。シンボルの傾
斜又は傾きは何れも、X軸及びY軸上の射影の最高点の
出現に遅延をもたらし、その位置は、X軸及びY軸上の
射影の最高点の横座標の位置と前記最高点の振幅とから
推論される。
【0043】運動物体の運動を復元することを可能にす
る諸段階に関する、より詳細な説明が以下で図3を参照
して行われる。
る諸段階に関する、より詳細な説明が以下で図3を参照
して行われる。
【0044】その処理においては、3つの時間尺度が区
別される。第1の時間尺度に対応する段階は総照合記号
EIの下に再編成される。EIは画像撮影の速度で反復され
る。この画像撮影速度は、シンボルと射影座標との間の
相対回転速度に適合させられ、例えば、1r.p.s.の速度
の場合には1Hzである。
別される。第1の時間尺度に対応する段階は総照合記号
EIの下に再編成される。EIは画像撮影の速度で反復され
る。この画像撮影速度は、シンボルと射影座標との間の
相対回転速度に適合させられ、例えば、1r.p.s.の速度
の場合には1Hzである。
【0045】EIは次の諸段階を有する。
【0046】 段階30:1つの画像の獲得、 段階32:前記画像のクリーニング、 段階34:2つの軸XとYとの上への前記画像の射影、 段階36:曲線P(X)とP(Y)の各々の最高点PM(X)、PM(Y)の
測定。
測定。
【0047】次の諸段階は第2の時間尺度に対応する。
シンボルの各棒線に相当する少なくとも1つの射影ピー
クの出現を可能にする一連の画像を獲得した後に、これ
らの諸段階が行われる。
シンボルの各棒線に相当する少なくとも1つの射影ピー
クの出現を可能にする一連の画像を獲得した後に、これ
らの諸段階が行われる。
【0048】総参照記号EOの下にシンボルの方向の測定
のための諸段階が再編成され、一方、総参照記号EPの下
にシンボルの位置の測定のための諸段階が再編成され
る。
のための諸段階が再編成され、一方、総参照記号EPの下
にシンボルの位置の測定のための諸段階が再編成され
る。
【0049】シンボルの方向を測定するために、次の諸
段階が行われる。
段階が行われる。
【0050】段階38:各射影の連続した最高点の間を比
較することによって、これらの最高点PM(X) 、PM(Y) の
最大値と、これらの最高点が出現する瞬間TMAX(PM(X))
とTMAX(PM(Y)) との測定が行われる。
較することによって、これらの最高点PM(X) 、PM(Y) の
最大値と、これらの最高点が出現する瞬間TMAX(PM(X))
とTMAX(PM(Y)) との測定が行われる。
【0051】時間の経過につれて、前記最高点PM(X) 、
PM(Y) の経過曲線を描くことが可能である。
PM(Y) の経過曲線を描くことが可能である。
【0052】図4は、基準平面(XR,YR) に関して見たシ
ンボルの形状を概略的に示す。この例では、その射影座
標は、カメラの照準軸と一致する軸ZRに関して回転す
る。この射影座標の回転速度は、シンボルの運動速度を
十分に上回っている。従って、射影座標が数多く回転す
る間も、シンボルは殆ど動かないように見える。
ンボルの形状を概略的に示す。この例では、その射影座
標は、カメラの照準軸と一致する軸ZRに関して回転す
る。この射影座標の回転速度は、シンボルの運動速度を
十分に上回っている。従って、射影座標が数多く回転す
る間も、シンボルは殆ど動かないように見える。
【0053】図5は、時間の関数としての且つ図4の形
状の場合の、4つの棒線B1、B2、B3、B4に関する射影最
高点PM(X) の経過曲線を概略的に示す。Y軸上の射影の
同じ曲線が同じ方法で描かれる。
状の場合の、4つの棒線B1、B2、B3、B4に関する射影最
高点PM(X) の経過曲線を概略的に示す。Y軸上の射影の
同じ曲線が同じ方法で描かれる。
【0054】従って横座標が時間を表し、縦座標が個々
の棒線の関しての射影ピークが出現するXの値を表す。
の棒線の関しての射影ピークが出現するXの値を表す。
【0055】射影座標の回転の間は、前記曲線は概ね正
弦曲線の外観を呈する。しかし、これらの曲線の最高点
又は最低点の周囲に現れる点だけが良好に明確化されて
いる。これらの点は当該の射影における1つのピークの
形成に相当する。これらの点は当該ピークの振幅に比例
した寸法を持つように表される。これらの明確化された
点の外側では、(その時には***状の形状を有する)前
記ピークのX軸上の位置が非局在化され、従って前記点
は示されていない。
弦曲線の外観を呈する。しかし、これらの曲線の最高点
又は最低点の周囲に現れる点だけが良好に明確化されて
いる。これらの点は当該の射影における1つのピークの
形成に相当する。これらの点は当該ピークの振幅に比例
した寸法を持つように表される。これらの明確化された
点の外側では、(その時には***状の形状を有する)前
記ピークのX軸上の位置が非局在化され、従って前記点
は示されていない。
【0056】最大の点で表される最大振幅ピークは、疑
似正弦曲線の最高点と最低点とに位置する。
似正弦曲線の最高点と最低点とに位置する。
【0057】図4に示される形状では、棒線B1とB2とに
関する射影の最高点の最大値が同時に現れる。
関する射影の最高点の最大値が同時に現れる。
【0058】X軸上の負の位置における前記最大値の出
現時点TMAX1と、X軸上の正の位置における前記最大値
の出現時点TMAX4との間に、X軸は軸ZRの周りに1/2回転
し終えている。
現時点TMAX1と、X軸上の正の位置における前記最大値
の出現時点TMAX4との間に、X軸は軸ZRの周りに1/2回転
し終えている。
【0059】X軸上の位置と1/2回転の間の射影ピーク
の振幅(点の大きさ)との測定は、基準座標に比較した
シンボルの位置及び方向を測定することを可能にする。
の振幅(点の大きさ)との測定は、基準座標に比較した
シンボルの位置及び方向を測定することを可能にする。
【0060】そうした測定の一例が後述されるが、これ
らの点の測定はシンボルの状態に関する余分な情報をも
たらす。
らの点の測定はシンボルの状態に関する余分な情報をも
たらす。
【0061】基準座標の1/2回転を必要とする測定の精
度は、シンボルの運動速度に比べて基準座標の回転速度
が大きければ大きいほど向上する。
度は、シンボルの運動速度に比べて基準座標の回転速度
が大きければ大きいほど向上する。
【0062】更に、前記疑似正弦曲線の最高点の周囲の
点の間の相関関係を調べることによって、射影軸上の1
つのピークの出現に実際に相当する点と、ノイズに起因
する無意味な点とを区別することが可能になる。
点の間の相関関係を調べることによって、射影軸上の1
つのピークの出現に実際に相当する点と、ノイズに起因
する無意味な点とを区別することが可能になる。
【0063】段階40:前記棒線とX,Y軸との間の見掛
け角度が、これらの瞬間において一致させられる。シン
ボルと射影座標との間の相対回転運動が既知であるが故
に、前記角度が既知である。
け角度が、これらの瞬間において一致させられる。シン
ボルと射影座標との間の相対回転運動が既知であるが故
に、前記角度が既知である。
【0064】従って、射影座標とシンボルとの間に与え
られた相対回転の速度を知ることによって、射影最大値
の出現時点TMAX(PM(X)) 又はTMAX(PM(Y))の各々を1つ
の角度に結び付けることが可能にされる。この角度は、
当該の棒線が基準平面の軸XR又はYRの1つと共に形成す
る見掛け角度である。
られた相対回転の速度を知ることによって、射影最大値
の出現時点TMAX(PM(X)) 又はTMAX(PM(Y))の各々を1つ
の角度に結び付けることが可能にされる。この角度は、
当該の棒線が基準平面の軸XR又はYRの1つと共に形成す
る見掛け角度である。
【0065】段階42:シンボルの各棒線の見掛け角度を
知ることによって、基準座標に比較したシンボル平面の
方向を推論することが可能である。
知ることによって、基準座標に比較したシンボル平面の
方向を推論することが可能である。
【0066】第1の変形例においては、シンボルの位置
を測定するために次の諸段階が行なわれる。
を測定するために次の諸段階が行なわれる。
【0067】段階44:連続した射影最高点PM(X)とPM(Y)
の中からの最大値が、所与の基準値VR(B1)、VR(B2)、VR
(B3)、VR(B4)と比較される。これらの基準値は、例えば
運動物体の投下の前に測定されることが可能である。こ
れらの値は、シンボルの既知の位置に関する射影最高点
の値に相当する。
の中からの最大値が、所与の基準値VR(B1)、VR(B2)、VR
(B3)、VR(B4)と比較される。これらの基準値は、例えば
運動物体の投下の前に測定されることが可能である。こ
れらの値は、シンボルの既知の位置に関する射影最高点
の値に相当する。
【0068】段階48:この比較から、射影座標を含む平
面からのシンボルの距離(即ち、射影座標に対して垂直
な1つの軸の上に射影されたシンボル位置)が推論され
る。
面からのシンボルの距離(即ち、射影座標に対して垂直
な1つの軸の上に射影されたシンボル位置)が推論され
る。
【0069】段階50:シンボルの位置(即ち、X軸とY
軸との上に射影されたシンボル位置)が、X軸とY軸と
の上の射影最高点PM(X) とPM(Y) の最大値の横座標と、
基準横座標XR1、XR2、YR1、YR2との間の比較によって推
論される。射影座標からの位置及び距離に関する前記情
報に基づいて、基準座標に比較したシンボルの位置が推
論される。
軸との上に射影されたシンボル位置)が、X軸とY軸と
の上の射影最高点PM(X) とPM(Y) の最大値の横座標と、
基準横座標XR1、XR2、YR1、YR2との間の比較によって推
論される。射影座標からの位置及び距離に関する前記情
報に基づいて、基準座標に比較したシンボルの位置が推
論される。
【0070】別の変形例では、段階44は次の段階46によ
って置き換えられる。
って置き換えられる。
【0071】段階46:2つの平行な棒線の検出に相当す
る射影最高点PM(X)とPM(Y)との最大値の間の距離XとY
が、基準距離DR(B1,B2)とDR(B3,B4)とに比較される。こ
れらの基準距離は運動物体の投下の前に測定され、既知
の位置における平行棒線B1、B2、B3、B4を隔てる距離に
相当する。
る射影最高点PM(X)とPM(Y)との最大値の間の距離XとY
が、基準距離DR(B1,B2)とDR(B3,B4)とに比較される。こ
れらの基準距離は運動物体の投下の前に測定され、既知
の位置における平行棒線B1、B2、B3、B4を隔てる距離に
相当する。
【0072】シャープ(♯)形のシンボルを使用する別
の変形例では、2つの平行な棒線の間にシンボルの中心
が位置させられるという利点が活用される。この場合に
は、前記中心の位置は、X軸とY軸との各々に沿った射
影最高点の最大値の横座標の1/2合計を行なうことによ
って測定される。従って、シンボルの方向及び位置が
(従って、シンボルがその上に形成される運動物体が)
基準座標に比較して測定される。
の変形例では、2つの平行な棒線の間にシンボルの中心
が位置させられるという利点が活用される。この場合に
は、前記中心の位置は、X軸とY軸との各々に沿った射
影最高点の最大値の横座標の1/2合計を行なうことによ
って測定される。従って、シンボルの方向及び位置が
(従って、シンボルがその上に形成される運動物体が)
基準座標に比較して測定される。
【0073】第3の段階は第3の時間尺度に対応する。
この段階は、シンボルの位置及び方向の連続的な測定を
要する。この段階は次のものを含む。
この段階は、シンボルの位置及び方向の連続的な測定を
要する。この段階は次のものを含む。
【0074】段階52:運動物体の運動(軌道)が一連の
シンボル位置及び方向から推論される。既に示されたよ
うに、射影座標とシンボルとの間の1/2回転の相対回転
が、基準座標に比較したシンボルの状態(位置、方向)
を完全に測定することを可能にする。この相対回転はシ
ンボルの運動全体よりも遥かに高い速度で起こり、従っ
て、運動の復元が実時間で行われると見なされることが
可能である。
シンボル位置及び方向から推論される。既に示されたよ
うに、射影座標とシンボルとの間の1/2回転の相対回転
が、基準座標に比較したシンボルの状態(位置、方向)
を完全に測定することを可能にする。この相対回転はシ
ンボルの運動全体よりも遥かに高い速度で起こり、従っ
て、運動の復元が実時間で行われると見なされることが
可能である。
【0075】さて、以下では、上記の処理を行うことを
可能にする装置の説明が行なわれるだろう。図6は打ち
上げロケット12からのノーズコーン10の投下に適用され
るような装置を概略的に示す。この場合には、基準物体
として働くロケット12に比較したコーン10の運動を測定
することが問題である。
可能にする装置の説明が行なわれるだろう。図6は打ち
上げロケット12からのノーズコーン10の投下に適用され
るような装置を概略的に示す。この場合には、基準物体
として働くロケット12に比較したコーン10の運動を測定
することが問題である。
【0076】前記装置は、その運動が測定対象である運
動物体10の上に、少なくとも1対の平行直線を有する直
線輪郭を有する1つの平面的シンボルを形成する手段を
備える。図6では、前記手段は、ノーズコーン10と一体
化した(その上に前記シンボルが示される)照準マーク
14によって構成される。前記シンボルは4つの棒線B1、
B2、B3、B4によって形成される。棒線B1は棒線B2に対し
て平行であり、棒線B3は棒線B4に対して平行である。棒
線B1、B2、B3、B4は、概ね♯形を成すように互いに交差
する。これらの棒線の長さ及び幅は同一ではなく、互い
に垂直で且つ類似したB1、B3は、互いに垂直で且つ類似
したB2、B4よりも幅広く且つ短い。これらの棒線の間の
相違が、運動の際において各棒線を区別することを可能
にし、例えば回転方向のような不確定性を取除くことを
可能にする。
動物体10の上に、少なくとも1対の平行直線を有する直
線輪郭を有する1つの平面的シンボルを形成する手段を
備える。図6では、前記手段は、ノーズコーン10と一体
化した(その上に前記シンボルが示される)照準マーク
14によって構成される。前記シンボルは4つの棒線B1、
B2、B3、B4によって形成される。棒線B1は棒線B2に対し
て平行であり、棒線B3は棒線B4に対して平行である。棒
線B1、B2、B3、B4は、概ね♯形を成すように互いに交差
する。これらの棒線の長さ及び幅は同一ではなく、互い
に垂直で且つ類似したB1、B3は、互いに垂直で且つ類似
したB2、B4よりも幅広く且つ短い。これらの棒線の間の
相違が、運動の際において各棒線を区別することを可能
にし、例えば回転方向のような不確定性を取除くことを
可能にする。
【0077】図示された実施例では、前記シンボルが胴
体の表面上に直接的に塗装される。
体の表面上に直接的に塗装される。
【0078】図示されていない別の実施例では、前記シ
ンボルは、運動物体10の適切な輪郭を有する部品によっ
て構成される。
ンボルは、運動物体10の適切な輪郭を有する部品によっ
て構成される。
【0079】少なくとも投下直後の瞬間に前記シンボル
を観測するために、この場合にはロケット12である基準
物体上に、1つの電子カメラ16が配置されている。この
カメラ16は、画像を表す信号を供給する1つの検出器18
を有する。検出器18は、射影座標のX軸とY軸によって
作られる平面に一致する平面の範囲を限定する。基準座
標の軸XR、YRによって作られる平面が射影座標を含む平
面(検出器18の平面)に一致し、カメラ16の照準軸が基
準座標の軸ZRと一致することが有利である。
を観測するために、この場合にはロケット12である基準
物体上に、1つの電子カメラ16が配置されている。この
カメラ16は、画像を表す信号を供給する1つの検出器18
を有する。検出器18は、射影座標のX軸とY軸によって
作られる平面に一致する平面の範囲を限定する。基準座
標の軸XR、YRによって作られる平面が射影座標を含む平
面(検出器18の平面)に一致し、カメラ16の照準軸が基
準座標の軸ZRと一致することが有利である。
【0080】投下の以前には、前記照準軸が照準マーク
14上の♯の中心を通過し、照準マーク14だけがカメラ16
の観測視野に入ることが好ましい。カメラ16は、獲得さ
れた画像の電子的クリーニングのためのクリーニング手
段17をも有する。この手段17は、クリーニングされた画
像を表す信号を供給する。この電子的クリーニングは、
バックグラウンドを取り除くと同時に、画像の重要部分
即ちシンボルだけが得られることを可能にする。
14上の♯の中心を通過し、照準マーク14だけがカメラ16
の観測視野に入ることが好ましい。カメラ16は、獲得さ
れた画像の電子的クリーニングのためのクリーニング手
段17をも有する。この手段17は、クリーニングされた画
像を表す信号を供給する。この電子的クリーニングは、
バックグラウンドを取り除くと同時に、画像の重要部分
即ちシンボルだけが得られることを可能にする。
【0081】カメラ16は、獲得され及びクリーニングさ
れ終わった画像の射影を、即ち、X軸上の且つY軸に沿
った射影P(X)とY軸上の且つX軸に沿った射影P(Y)とを
行うための手段19をも有する。
れ終わった画像の射影を、即ち、X軸上の且つY軸に沿
った射影P(X)とY軸上の且つX軸に沿った射影P(Y)とを
行うための手段19をも有する。
【0082】任意に、ランプ20が照準マーク14を照明す
る。ランプ20は閃光タイプであることが可能であり、こ
の場合には撮影速度と同期化される。閃光の短さが、画
像の形成の間の「ぶれ」を防止することを可能にする。
る。ランプ20は閃光タイプであることが可能であり、こ
の場合には撮影速度と同期化される。閃光の短さが、画
像の形成の間の「ぶれ」を防止することを可能にする。
【0083】シンボルの検出を促進するためには、前記
シンボルが逆反射性材料で作られることが有利である。
投下された物体が基準物体から遠去かって行くにつれ
て、照準マーク14がランプ20から受ける光量は次第に小
さくなっていく。逆反射性材料の使用は、距離の増大に
も係わらず、前記シンボルが実質的に一定したレベルの
輝度を維持することを可能にする。この場合には、ラン
プ20はカメラ付近に配置される。
シンボルが逆反射性材料で作られることが有利である。
投下された物体が基準物体から遠去かって行くにつれ
て、照準マーク14がランプ20から受ける光量は次第に小
さくなっていく。逆反射性材料の使用は、距離の増大に
も係わらず、前記シンボルが実質的に一定したレベルの
輝度を維持することを可能にする。この場合には、ラン
プ20はカメラ付近に配置される。
【0084】カメラ16は規則的な速度で写真を撮影す
る。獲得され及びクリーニングされ終わった画像の射影
に相当する情報は、例えばコンピュータ又はマイクロコ
ンピュータのような解析及び処理手段24に伝送される。
る。獲得され及びクリーニングされ終わった画像の射影
に相当する情報は、例えばコンピュータ又はマイクロコ
ンピュータのような解析及び処理手段24に伝送される。
【0085】図6に示される実施例では、経済上及び重
量上の理由からロケット12はコンピュータを持たず、前
記情報は、高周波を送信する送信器−受信器26によって
ディジタル形式で送信される。これらの波は、コンピュ
ータに接続された送信器−受信器28によって地上で捕捉
される。
量上の理由からロケット12はコンピュータを持たず、前
記情報は、高周波を送信する送信器−受信器26によって
ディジタル形式で送信される。これらの波は、コンピュ
ータに接続された送信器−受信器28によって地上で捕捉
される。
【0086】前記シンボルと射影座標は、既知の相対回
転運動を有し、この回転運動は、自転する投下物体の自
然発生的な回転運動の結果として得られることが可能で
ある。この回転運動は人工的なものであることも可能で
あり、カメラ16と一体化したモータ22が、照準軸ZRの周
りにカメラ16を回転させ、それによって射影座標を回転
させることを可能にする。
転運動を有し、この回転運動は、自転する投下物体の自
然発生的な回転運動の結果として得られることが可能で
ある。この回転運動は人工的なものであることも可能で
あり、カメラ16と一体化したモータ22が、照準軸ZRの周
りにカメラ16を回転させ、それによって射影座標を回転
させることを可能にする。
【0087】別の変形例では、この相対回転運動は射影
軸XとYの回転にのみ起因する。後述されるように、前
記回転は電子的にもたらされる。
軸XとYの回転にのみ起因する。後述されるように、前
記回転は電子的にもたらされる。
【0088】図7は、本発明による装置の1つの変形例
を概略的に示す。この場合には、レーザ29が運動物体10
の方向に光ビームを発射する。レーザ29は、その光ビー
ムが運動しながら及び適切に光の強度を変化させながら
運動物体10の上にシンボルを描き出すようなレーザであ
る。カメラ16が検出統合によって常にシンボル全体を見
てシンボルの一部分だけを見ることがないことを確実に
するのに十分な速度で、ビームの移動が行なわれる。こ
の場合には、シンボルと射影座標との間の相対回転運動
は、光で描かれた図柄を回転させることによって得られ
る。
を概略的に示す。この場合には、レーザ29が運動物体10
の方向に光ビームを発射する。レーザ29は、その光ビー
ムが運動しながら及び適切に光の強度を変化させながら
運動物体10の上にシンボルを描き出すようなレーザであ
る。カメラ16が検出統合によって常にシンボル全体を見
てシンボルの一部分だけを見ることがないことを確実に
するのに十分な速度で、ビームの移動が行なわれる。こ
の場合には、シンボルと射影座標との間の相対回転運動
は、光で描かれた図柄を回転させることによって得られ
る。
【0089】前記ビームによってこうして作り出された
シンボルは輝度が高く、その図柄又は射影が有効である
ことが可能である。レーザ29は、伝送手段26,28を経て
接続されたコンピータ24によって制御され、例えば、運
動物体10からの距離に応じてシンボルの大きさを調節す
ることが可能であり、一般的に言って、その描く図柄を
実験条件に適合させることが可能である。
シンボルは輝度が高く、その図柄又は射影が有効である
ことが可能である。レーザ29は、伝送手段26,28を経て
接続されたコンピータ24によって制御され、例えば、運
動物体10からの距離に応じてシンボルの大きさを調節す
ることが可能であり、一般的に言って、その描く図柄を
実験条件に適合させることが可能である。
【0090】運動物体10上に据えられた反射屈折性の光
拡散表面27が、カメラの方向に光を反射することを可能
にすることが有利である。
拡散表面27が、カメラの方向に光を反射することを可能
にすることが有利である。
【0091】この変形例では、フラッシュランプ20は必
要ではなく、従って図7には示されていない。
要ではなく、従って図7には示されていない。
【0092】図8は、検出器とクリーニング及び射影手
段の第1の実施例を示す。カメラの検出器18は、プロセ
ッサ配列と一体化された網膜を有するタイプの検出器で
ある。そうした網膜は、1985年6月18日付で出願された
フランス特許出願2 583 602号に説明されている。この
網膜は同一の基板上に形成されたセル60の配列によって
構成され、この網膜のより詳細な説明は後述される。こ
こでは、検出器18の画素を形成するこれらのセル60が、
前記網膜上に形成される画像の1つの要素を表す1つの
信号を供給する1つの感光要素と、前記信号を2値情報
に変換するための要素と、1つのセルからの2値情報を
任意の隣接のセルに転送するための、シフトレジスタの
2次元的配列として編成された、前記2値情報の記憶手
段とを含むということを知ることだけが必要である。セ
ル60は行及び列の形に配列される。後述されるように、
そうしたセル60は、記録された画像をクリーニングする
手段を有する。
段の第1の実施例を示す。カメラの検出器18は、プロセ
ッサ配列と一体化された網膜を有するタイプの検出器で
ある。そうした網膜は、1985年6月18日付で出願された
フランス特許出願2 583 602号に説明されている。この
網膜は同一の基板上に形成されたセル60の配列によって
構成され、この網膜のより詳細な説明は後述される。こ
こでは、検出器18の画素を形成するこれらのセル60が、
前記網膜上に形成される画像の1つの要素を表す1つの
信号を供給する1つの感光要素と、前記信号を2値情報
に変換するための要素と、1つのセルからの2値情報を
任意の隣接のセルに転送するための、シフトレジスタの
2次元的配列として編成された、前記2値情報の記憶手
段とを含むということを知ることだけが必要である。セ
ル60は行及び列の形に配列される。後述されるように、
そうしたセル60は、記録された画像をクリーニングする
手段を有する。
【0093】射影P(X)とP(Y)は、ディジタル又はアナロ
グであることが可能な2つの組62、66の累算セルによっ
て行なわれる。射影P(X)を行なうための第1の組62で
は、累算セル64の各々が、入力e1によって、検出器18の
末端行に属する別のセル60に接続される。累算セル64の
第2の組66は、Y軸上の且つX軸に沿った射影P(Y)を可
能にする。これらの累算セル64の各々は、入力e1によっ
て、検出器18の末端列に属する別のセル60に接続されて
いる。
グであることが可能な2つの組62、66の累算セルによっ
て行なわれる。射影P(X)を行なうための第1の組62で
は、累算セル64の各々が、入力e1によって、検出器18の
末端行に属する別のセル60に接続される。累算セル64の
第2の組66は、Y軸上の且つX軸に沿った射影P(Y)を可
能にする。これらの累算セル64の各々は、入力e1によっ
て、検出器18の末端列に属する別のセル60に接続されて
いる。
【0094】出力s2に対して、各累算セル64は、対応す
る行又は列上の励起されたセル60の数に比例した電気信
号を供給する。
る行又は列上の励起されたセル60の数に比例した電気信
号を供給する。
【0095】第1の組62の累算セルの出力s2は、互いに
接続され、且つ検出器18の励起画素の数の積分的測定を
可能にする回路68の1つの入力に接続されている(同様
の仕方で、第2の組の累算セルが使用されることが可能
である)。この測定は、例えば現在の光の強度に検出器
18の露出時間を調節するために使用されることが可能で
ある。
接続され、且つ検出器18の励起画素の数の積分的測定を
可能にする回路68の1つの入力に接続されている(同様
の仕方で、第2の組の累算セルが使用されることが可能
である)。この測定は、例えば現在の光の強度に検出器
18の露出時間を調節するために使用されることが可能で
ある。
【0096】セル60は、隣接の累算セル64への各画素の
値の運動を制御するための制御入力を持っていなかっ
た。累算セルは、検出器18の露光の後に電荷の蓄積を引
き起こすための制御入力を持っていなかった。
値の運動を制御するための制御入力を持っていなかっ
た。累算セルは、検出器18の露光の後に電荷の蓄積を引
き起こすための制御入力を持っていなかった。
【0097】射影を行うための累算セルを有するプロセ
ッサ配列を備えた網膜タイプのそうした検出器は、射影
軸を電子的に回転させることを可能にする。これは、セ
ル60内に含まれる2値情報の適切な回数の連続的シフト
によって実現されることが可能である。
ッサ配列を備えた網膜タイプのそうした検出器は、射影
軸を電子的に回転させることを可能にする。これは、セ
ル60内に含まれる2値情報の適切な回数の連続的シフト
によって実現されることが可能である。
【0098】図9は、セル60を詳細に見ることが可能な
上記の実施例の部分図である。このセルは、フォトダイ
オードによって構成されることが有利な感光要素70を含
む。前記要素70は、セル60によって構成される画素の値
を露出時間完了後に表す、点Aにおける電圧を供給す
る。
上記の実施例の部分図である。このセルは、フォトダイ
オードによって構成されることが有利な感光要素70を含
む。前記要素70は、セル60によって構成される画素の値
を露出時間完了後に表す、点Aにおける電圧を供給す
る。
【0099】点Aにおける電圧は、点Aと2つのトラン
ジスタT7、T8に接続した点Bの間に接続されたインバー
タI1を組み込んだアナログ−デジタル変換と記憶回路と
に与えられ、その出力回路は点Bと接続点Cとの間と、
点Aと接続点Dとの間とに別々に接続され、第2のイン
バータI2が点Cと点Dとの間に接続されている。
ジスタT7、T8に接続した点Bの間に接続されたインバー
タI1を組み込んだアナログ−デジタル変換と記憶回路と
に与えられ、その出力回路は点Bと接続点Cとの間と、
点Aと接続点Dとの間とに別々に接続され、第2のイン
バータI2が点Cと点Dとの間に接続されている。
【0100】インバータI1は、点Aにおける電圧が所定
のインバータ作動閾値を上回るか又は下回るかに応じて
前記電圧を値「0」又は「1」をとる2値情報に変換す
る、アナログ−ディジタル変換要素を構成する。従っ
て、画素の2値化は閾値演算によって行なわれる。従っ
て、前記変換器手段は閾値演算によって記録画像をクリ
ーニングする。
のインバータ作動閾値を上回るか又は下回るかに応じて
前記電圧を値「0」又は「1」をとる2値情報に変換す
る、アナログ−ディジタル変換要素を構成する。従っ
て、画素の2値化は閾値演算によって行なわれる。従っ
て、前記変換器手段は閾値演算によって記録画像をクリ
ーニングする。
【0101】トランジスタT7、T8と共にインバータI1、
I2は、点Aにおける電圧の変換によって得られる2値情
報のための記憶回路を構成する。
I2は、点Aにおける電圧の変換によって得られる2値情
報のための記憶回路を構成する。
【0102】これらの記憶回路はシフトレジスタの2次
元ネットワークの形に編成されている。これらのセル
は、1つのセルの点BとAとをその右側に隣接するセル
の点CとDとに別々に接続するトランジスタT9、T10に
よって横列の形に接続され、同時に、1 つのセルの点C
とDとをその下方に隣接するセルの点AとBとに別々に
接続するトランジスタT11 、T12 によって縦列の形に接
続されている。
元ネットワークの形に編成されている。これらのセル
は、1つのセルの点BとAとをその右側に隣接するセル
の点CとDとに別々に接続するトランジスタT9、T10に
よって横列の形に接続され、同時に、1 つのセルの点C
とDとをその下方に隣接するセルの点AとBとに別々に
接続するトランジスタT11 、T12 によって縦列の形に接
続されている。
【0103】情報の転送は、トランジスタT7、T8、T9、
T10、T11、T12に与えられる制御信号SC7、SC8、SC9、SC
10、SC11、SC12によって制御される。従って、右へのシ
フトはT10とT8とを閉じることによって制御され、下へ
のシフトはT7とT11とを閉じることによって制御され、
その他同様である。
T10、T11、T12に与えられる制御信号SC7、SC8、SC9、SC
10、SC11、SC12によって制御される。従って、右へのシ
フトはT10とT8とを閉じることによって制御され、下へ
のシフトはT7とT11とを閉じることによって制御され、
その他同様である。
【0104】前記網膜の各々のセル60は、一方では点C
に接続されたトランジスタTPにその出口において接続さ
れ且つ他方ではデータ入力を通して点Bに接続された、
1つの要素プロセッサPを含む。
に接続されたトランジスタTPにその出口において接続さ
れ且つ他方ではデータ入力を通して点Bに接続された、
1つの要素プロセッサPを含む。
【0105】このプロセッサPは別のクリーニング手段
を構成する。従ってそれは、マスキング、輪郭検出、又
は他の何れの画像処理を任意に行なうことを可能にす
る。
を構成する。従ってそれは、マスキング、輪郭検出、又
は他の何れの画像処理を任意に行なうことを可能にす
る。
【0106】この実施例では、累算セル64はアナログ特
性である。その電荷積分機能とは別に、これらの累算セ
ルは所定閾値との比較を可能にする。前記ネットワーク
の末端の行及び列に属するセル60の各々は、1つのアナ
ログ累算セル64に接続されている。累算セルの入力e1
は、それに対応するセル60の点Bに接続されている。
性である。その電荷積分機能とは別に、これらの累算セ
ルは所定閾値との比較を可能にする。前記ネットワーク
の末端の行及び列に属するセル60の各々は、1つのアナ
ログ累算セル64に接続されている。累算セルの入力e1
は、それに対応するセル60の点Bに接続されている。
【0107】トランジスタT1が一方では入力e1に接続さ
れ、他方では接続点Eに接続されている。このトランジ
スタT1は抵抗ダイオードとして働くように配線されてい
る。2つのトランジスタT2とT3が各々に接続点EとF及
びFとGの間に接続されている。これらのトランジスタ
は、これらに別々に印加される制御信号sc2とsc3とによ
って制御可能なスイッチとして働く。コンデンサC1の1
つの電極が点Gに接続され、一方でその第2の電極がア
ース電位に到達させられる。
れ、他方では接続点Eに接続されている。このトランジ
スタT1は抵抗ダイオードとして働くように配線されてい
る。2つのトランジスタT2とT3が各々に接続点EとF及
びFとGの間に接続されている。これらのトランジスタ
は、これらに別々に印加される制御信号sc2とsc3とによ
って制御可能なスイッチとして働く。コンデンサC1の1
つの電極が点Gに接続され、一方でその第2の電極がア
ース電位に到達させられる。
【0108】点Gは、累算セル64の第1の出力s1に接続
されている。前記出力s1は、トランジスタT9を経由して
対応するセル60の点Aに接続されている。第2のコンデ
ンサC2が、一方では点Fに接続され、他方では累算セル
の第2の出力s2に接続されている。
されている。前記出力s1は、トランジスタT9を経由して
対応するセル60の点Aに接続されている。第2のコンデ
ンサC2が、一方では点Fに接続され、他方では累算セル
の第2の出力s2に接続されている。
【0109】第1の組62の(及び第2の組66の各々の)
累算セル64の出力s2が、相互接続されており、更に、制
御信号SC5(及びSC6の各々)によって制御されるトラン
ジスタT5(及びT6の各々)を経由して、(Vccが前記網膜
の供給電圧であり、例えば5Vに等しい)電圧Vcc/2に達
せさせられる。
累算セル64の出力s2が、相互接続されており、更に、制
御信号SC5(及びSC6の各々)によって制御されるトラン
ジスタT5(及びT6の各々)を経由して、(Vccが前記網膜
の供給電圧であり、例えば5Vに等しい)電圧Vcc/2に達
せさせられる。
【0110】トランジスタT1、T2とコンデンサC2は1つ
の積分器を形成する。対応するセル60のトランジスタT3
とコンデンサC1、C2とインバータI1が1つの比較器を形
成する。
の積分器を形成する。対応するセル60のトランジスタT3
とコンデンサC1、C2とインバータI1が1つの比較器を形
成する。
【0111】Vcc〜Vcc/2の間の電圧の範囲内で、C1の端
子において累算されたアナログ電圧の記録を得るため
に、T3の制御は所定閾値だけ前記累算電圧を下回るもの
でなければならない。規則正しく減少する閾値を連続的
に検査することによって、且つ各々の検査に対応してセ
ル60内のs1に供給される信号を記録することによって、
射影輪郭の連続振幅断面が得られ、s1によって供給され
る信号が、その信号がセル60内に入り込む度に閾値演算
される。
子において累算されたアナログ電圧の記録を得るため
に、T3の制御は所定閾値だけ前記累算電圧を下回るもの
でなければならない。規則正しく減少する閾値を連続的
に検査することによって、且つ各々の検査に対応してセ
ル60内のs1に供給される信号を記録することによって、
射影輪郭の連続振幅断面が得られ、s1によって供給され
る信号が、その信号がセル60内に入り込む度に閾値演算
される。
【0112】電圧範囲Vcc/2〜0Vを分析するためには、
トランジスタT5とT6を伝導性にすることによって得られ
る、全てのコンデンサC2に対する「ブートストラップ」
効果が利用される。
トランジスタT5とT6を伝導性にすることによって得られ
る、全てのコンデンサC2に対する「ブートストラップ」
効果が利用される。
【0113】従って、射影輪郭の断面は、検出器18の末
端行と末端列のセル60内に連続的に記録される。これら
の情報は、検出器18の出力に逐次的に供給される。これ
らの情報は、アナログ累算セルで使用可能なアナログ情
報よりも容易に処理されるようにディジタル形式であ
る。
端行と末端列のセル60内に連続的に記録される。これら
の情報は、検出器18の出力に逐次的に供給される。これ
らの情報は、アナログ累算セルで使用可能なアナログ情
報よりも容易に処理されるようにディジタル形式であ
る。
【0114】値「1」を有する画素の数の積分測定のた
めの回路68は、接続点Gとアース又は接地との間のコン
デンサC3に並列に接続された1つのトランジスタT4を有
する。トランジスタT4は制御信号sc4によって制御され
る。
めの回路68は、接続点Gとアース又は接地との間のコン
デンサC3に並列に接続された1つのトランジスタT4を有
する。トランジスタT4は制御信号sc4によって制御され
る。
【0115】集積ネットワーク網膜を使用するこの実施
例の1つの変形例によって、アナログ累算セルは数値カ
ウンタによって置き換えられることが可能であり、この
数値カウンタの能力は、nが(四角形の網膜の場合)行
と列の数に等しいlog2nに等しく、nは2の累乗であ
る。有利には、これらの数値カウンタは、累算結果を出
力するための単1のシフトレジスタであることが可能で
あり、即ち、「走査パス(scan path)」タイプの数値カ
ウンタであることが可能である。
例の1つの変形例によって、アナログ累算セルは数値カ
ウンタによって置き換えられることが可能であり、この
数値カウンタの能力は、nが(四角形の網膜の場合)行
と列の数に等しいlog2nに等しく、nは2の累乗であ
る。有利には、これらの数値カウンタは、累算結果を出
力するための単1のシフトレジスタであることが可能で
あり、即ち、「走査パス(scan path)」タイプの数値カ
ウンタであることが可能である。
【0116】図10は、検出器とクリーニング及び射影
手段との別の実施例を概略的に示す。この場合のカメラ
検出器18は、行及び列の形に配置された(又は、他の何
れかの光検出器配列タイプの)電荷結合素子72の1つの
行列によって構成されている。
手段との別の実施例を概略的に示す。この場合のカメラ
検出器18は、行及び列の形に配置された(又は、他の何
れかの光検出器配列タイプの)電荷結合素子72の1つの
行列によって構成されている。
【0117】各々の電荷結合素子72は各々に検出器の1
つの画素に対応し、その画素によって受け取られた照度
を表すアナログ電気信号を各々1つの出力に供給する。
つの画素に対応し、その画素によって受け取られた照度
を表すアナログ電気信号を各々1つの出力に供給する。
【0118】示された実施例では、そのクリーニング手
段は閾値演算手段である。閾値演算素子74は、1つの行
の各セル72の電気信号を第1の入力に逐次的に供給し、
これは行毎に行われる。
段は閾値演算手段である。閾値演算素子74は、1つの行
の各セル72の電気信号を第1の入力に逐次的に供給し、
これは行毎に行われる。
【0119】画素の値に相当するアナログ電気信号は、
この信号の振幅が閾値Vsを上回る場合には値「1」を採
り、又は、前記振幅が閾値Vsを下回る場合には値「0」
を採る2値情報を形成するようにディジタル化されてい
る。
この信号の振幅が閾値Vsを上回る場合には値「1」を採
り、又は、前記振幅が閾値Vsを下回る場合には値「0」
を採る2値情報を形成するようにディジタル化されてい
る。
【0120】カウンタ76は、画素の2値化値を逐次的に
供給する閾値演算素子の出力に接続される。前記カウン
タは、前記閾値演算素子74の演算速度と前記カウンタを
同期化することを可能にする制御信号SCによって制御さ
れる。
供給する閾値演算素子の出力に接続される。前記カウン
タは、前記閾値演算素子74の演算速度と前記カウンタを
同期化することを可能にする制御信号SCによって制御さ
れる。
【0121】前記カウンタに接続された第1と第2のメ
モリ78、80は、各々に、前記電荷結合素子72の配列が有
する列及び行列の数と同一の数のレジスタを有する。
モリ78、80は、各々に、前記電荷結合素子72の配列が有
する列及び行列の数と同一の数のレジスタを有する。
【0122】検出器18の1つの画素に対応する1つの新
たな値をカウンタ76の中に記録する毎に、信号SM1 によ
って制御されたメモリ78が、その画素が位置する列に対
応したレジスタ内に記憶された数値をカウンタ76に供給
する。この数値は前記値に加算され、その結果が同じカ
ウンタの中に記憶される。行上の射影のために、類似の
演算が、制御信号SM2 によって制御されるメモリ80によ
って行われる。
たな値をカウンタ76の中に記録する毎に、信号SM1 によ
って制御されたメモリ78が、その画素が位置する列に対
応したレジスタ内に記憶された数値をカウンタ76に供給
する。この数値は前記値に加算され、その結果が同じカ
ウンタの中に記憶される。行上の射影のために、類似の
演算が、制御信号SM2 によって制御されるメモリ80によ
って行われる。
【0123】画素の全ての読み取りが完了すると、射影
P(X)とP(Y)がメモリ78、80の中に格納される。その後で
これらのメモリは逐次的に読み取られ、そこに含まれる
情報は処理用コンピュータに伝送される。
P(X)とP(Y)がメモリ78、80の中に格納される。その後で
これらのメモリは逐次的に読み取られ、そこに含まれる
情報は処理用コンピュータに伝送される。
【0124】別の実施例では、検出器18はビジコンタイ
プである。クリーニング及び射影手段は、電荷結合素子
検出器の場合と同一の形で作られる。
プである。クリーニング及び射影手段は、電荷結合素子
検出器の場合と同一の形で作られる。
【0125】このようにして、本発明によって、本体か
ら分離する運動物体の運動が、実時間において再構成さ
れ追跡されることが可能である。この測定のために有用
な情報を搬送する信号は、処理手段に伝送される情報量
を低減させるように予処理される。
ら分離する運動物体の運動が、実時間において再構成さ
れ追跡されることが可能である。この測定のために有用
な情報を搬送する信号は、処理手段に伝送される情報量
を低減させるように予処理される。
【図1】空間内の2つの方向におけるシンボルとその射
影との様子を概略的に示す説明図である。
影との様子を概略的に示す説明図である。
【図2A】シンボル位置及び方向の一例における一連の
連続的射影を概略的に示す説明図である。
連続的射影を概略的に示す説明図である。
【図2B】シンボル位置及び方向の別の一例における一
連の連続的射影を概略的に示す説明図である。
連の連続的射影を概略的に示す説明図である。
【図2C】シンボル位置及び方向の更に別の一例におけ
る一連の連続的射影を概略的に示す説明図である。
る一連の連続的射影を概略的に示す説明図である。
【図3】本発明による処理に関するフローチャート図で
ある。
ある。
【図4】基準平面(XR,YR) に関するシンボルの形状を概
略的に示す説明図である。
略的に示す説明図である。
【図5】図4の形状の場合の時間の関数としてのX軸上
の射影最高点の経過曲線を概略的に示す説明図である。
の射影最高点の経過曲線を概略的に示す説明図である。
【図6】本発明による装置の概略的な全体図である。
【図7】本発明による装置の1つの構造的変形例の概略
的な全体図である。
的な全体図である。
【図8】本発明による検出器とクリーニング及び射影手
段との第1の実施例を概略的に示す説明図である。
段との第1の実施例を概略的に示す説明図である。
【図9】図8の装置の概略的な部分図である。
【図10】本発明による検出器とクリーニング及び射影
手段との第2の実施例を概略的に示す説明図である。
手段との第2の実施例を概略的に示す説明図である。
10 運動物体 12 基準物体 16 カメラ 17 クリーニング手段 18 検出器 19 射影手段 20 フラッシュランプ 22 カメラ回転手段 24 処理手段 29 レーザ 60 感光セル 64 累算セル 68 積分測定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−ピエール・メルル フランス国、91400・オルセ、アレ・ド ウ・ル・ロレ・ドユ・ボワ・12 (72)発明者 フランスイ・ドウボ フランス国、91405・オルセ・セデツク ス、フアキユルテ・デ・スイアンス、イ ー・ウー・エフ・バツト・220 (72)発明者 クリストフ・コケレ フランス国、94240・レ・レ・ロズ、リ ユ・シヤルル・ギドウ・18 (72)発明者 パトリツク・ギヤルダ フランス国、94320・テイエ、アレ・ド ウ・ノルマンデイ・1 (56)参考文献 特開 平1−173173(JP,A) 特開 昭59−184805(JP,A) 特開 昭57−66303(JP,A) 特開 昭54−133284(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G06T 7/00 - 7/60 B64G 3/00 B25J 19/04 G01D 21/00 - 21/02
Claims (16)
- 【請求項1】 基準物体に結合された基準座標に比較し
た運動物体の運動を復元するための処理法であって、少
なくとも1対の平行直線を有する1つの直線輪郭を有す
るシンボルが前記運動物体上に形成され、前記基準物体
と一体であるカメラを用いて周期的に画像を獲得し、各
々の前記画像の獲得の毎に、前記基準座標に比較した既
知の位置及び方向の射影座標を形成する少なくとも2つ
の軸X及びY上に、得られた前記画像を射影し、これら
の各射影の最高点を測定し、少なくとも各々の前記画像
の獲得の合間において、前記シンボルと前記射影座標と
の間に既知の相対回転運動を維持し、前記基準座標に比
較した前記シンボルの方向及び位置を一連の射影の最高
点から推論し、さらに一連の前記シンボル方向及び位置
から前記基準座標に比較した前記運動物体の運動を復元
することから成ることとを特徴とする処理法。 - 【請求項2】 獲得された画像を射影する前に、前記画
像がクリーニング処理を受けることを特徴とする請求項
1に記載の処理法。 - 【請求項3】 前記基準座標に比較した前記シンボルの
方向を測定するために、前記射影の連続的な最高点の値
の間の比較によって前記射影最高点の値が最大値である
瞬間を測定し、前記シンボルの輪郭に属する直線と前記
射影座標のX軸及びY軸との間の見掛け角度を前記瞬間
において一致させ、さらに前記基準座標に比較した前記
シンボルの方向をそれから推論することを含むことを特
徴とする請求項1に記載の処理法。 - 【請求項4】 前記基準座標に比較した前記シンボルの
位置を測定するために、所定の基準距離を持つ輪郭を形
成する1対の平行直線に対応したX軸又はY軸の一方に
沿って射影最高点の最大値の横座標間の距離を比較し、
前記シンボルと前記射影座標との間の距離をそれから推
論し、さらにX軸及びY軸上の射影最高点の最大値の横
座標と前記射影座標からの前記シンボルの距離とに基づ
いて、前記基準座標からの前記シンボルの位置を推論す
ることを含むことを特徴とする請求項1に記載の処理
法。 - 【請求項5】 前記基準座標に比較した前記シンボルの
位置を測定するために同一の射影の最高点の最大値を所
定の基準値と比較し、前記シンボルと前記基準座標との
間の距離をそれから推論し、さらにX軸及びY軸上の射
影最高点の最大値の横座標に基づいて前記基準座標から
の前記シンボルの位置を推論することを含むことを特徴
とする請求項1に記載の処理法。 - 【請求項6】 基準物体に結合された基準座標に比較し
た運動物体の運動を復元するための装置であって、その
運動が測定されるべき運動物体上に少なくとも1対の平
行直線を有する直線輪郭を持つ平面的シンボルを形成す
るための手段と、基準物体上に配置された電子カメラで
あって、記録された画像を表す信号を供給する少なくと
も1つの検出器と、Y軸に沿って且つX軸上に射影P(X)
を行ない、X軸に沿って且つY軸上に射影P(Y)を行な
い、前記射影P(X)と前記射影P(Y)とを表す信号を供給す
るための手段と、前記シンボルと前記射影座標との間の
相対的回転を引き起こすための手段とを有する前記電子
カメラと、前記射影P(X)と前記射影P(Y)とを表す前記信
号から前記運動物体の三軸方向と位置とを常に推論する
ことが可能な、前記電子カメラに接続されている処理手
段とを有する装置。 - 【請求項7】 前記カメラが前記獲得画像をクリーニン
グするための手段をも有し、前記クリーニング手段が前
記検出器に接続され且つクリーニングされた画像を表す
信号を供給することを特徴とする請求項6に記載の装
置。 - 【請求項8】 前記運動物体上にシンボルを形成するた
めの手段が、前記基準物体上に配置され且つ前記運動物
体上に前記シンボルを投影する光ビームを供給するレー
ザによって構成されることを特徴とする請求項6に記載
の装置。 - 【請求項9】 前記シンボルが、ほぼシャープ(♯)形
を形作るように交差する、2つずつ対を成す互いに平行
な4つの棒線によって形成されることを特徴とする請求
項6に記載の装置。 - 【請求項10】 前記棒線の各々がその個別化を可能に
する個々に異なった寸法を有することを特徴とする請求
項9に記載の装置。 - 【請求項11】 前記シンボルと前記カメラに対して相
対回転運動を与えるための手段を含むことを特徴とする
請求項6に記載の装置。 - 【請求項12】 前記カメラによって行なわれる撮影に
同期化され且つ前記基準物体上に配置されたフラッシュ
ランプをも含むことを特徴とする請求項6に記載のの装
置。 - 【請求項13】 前記検出器の励起画素の数に比例した
信号を出力上に供給する積分測定システムを含むことを
特徴とする請求項6に記載の装置。 - 【請求項14】 前記検出器が、マトリックス形に配列
された感光セルを有するプロセッサ配列と一体化された
1つの網膜によって構成されることを特徴とする請求項
6に記載の装置。 - 【請求項15】 前記クリーニング手段が前記プロセッ
サ配列と一体化された前記網膜の形であることを特徴と
する請求項14に記載の装置。 - 【請求項16】 前記射影を行うための手段が、前記マ
トリックスの末端行の感光セルに各々が接続された第1
の組の累算セルと、前記マトリックスの末端列の前記感
光セルに各々が接続された第2の組の累算セルとによっ
て構成され、前記累算セルの各々が、その各セルが接続
された前記行又は列上の励起された前記感光セルの数に
対応した信号を出力上に供給することを特徴とする請求
項13に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8917326A FR2656700B1 (fr) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Procede de restitution du mouvement d'un mobile par observation d'un symbole forme sur ce dernier et dispositifs pour la mise en óoeuvre du procede. |
FR8917326 | 1989-12-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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