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DE102007058943A1 - Multi-spectral video device for air-based surveillance and real time aerial photograph monitoring of uncrewed aircraft, has electronic mosaic/fusion device designed such that fusion device receives image signals of video scanner cameras - Google Patents

Multi-spectral video device for air-based surveillance and real time aerial photograph monitoring of uncrewed aircraft, has electronic mosaic/fusion device designed such that fusion device receives image signals of video scanner cameras Download PDF

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DE102007058943A1
DE102007058943A1 DE102007058943A DE102007058943A DE102007058943A1 DE 102007058943 A1 DE102007058943 A1 DE 102007058943A1 DE 102007058943 A DE102007058943 A DE 102007058943A DE 102007058943 A DE102007058943 A DE 102007058943A DE 102007058943 A1 DE102007058943 A1 DE 102007058943A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
video
cameras
video cameras
multispectral
image
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102007058943A
Other languages
German (de)
Inventor
Hartmut Dipl.-Ing. Euer
Joachim Prof. Dr.-Ing. Wernicke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EMT Ingenieurgesellschaft Dipl Ing Hartmut Euer mbH
Original Assignee
EMT Ingenieurgesellschaft Dipl Ing Hartmut Euer mbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
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Priority to DE102007058943A priority Critical patent/DE102007058943A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

The device (1) has two video scanner cameras (2, 3) with surface sensors and an electronic swiveling control device (4). The control device swivels lines of vision (5, 6) of cameras independently in the coordinated step-by-step operation such that images of recording sequences of each camera overlap partial edge. An electronic mosaic/fusion device (12) is designed in such a manner that fusion device receives image signals (13, 14) of cameras whose individual images are combined to a coherent image, and geometrically overlaps at a large extent congruently to a multi-spectral resulting image.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine multispektrale Videovorrichtung für die luftgestützte Beobachtung, insbesondere für die Echtzeit-Luftbild-Überwachung aus Flugzeugen mittels Funkübertragung der Bilder an eine bodenseitige Auswertungsstation.The The invention relates to a multispectral video device for airborne observation, especially for the real-time aerial image surveillance from airplanes by radio transmission the Images to a bottom evaluation station.

Der Begriff "Videokamera" bezeichnet hier elektronische analoge oder digitale Kameras, die in der Lage sind, Bilder in so schneller Folge aufzunehmen, dass ein Betrachter aus der Darstellung dieser Bildfolge Bewegungsabläufe in der Szene erkennen kann. Die Bilder solcher Videofolgen werden auch "Video-Frames" bezeichnet. Ein praxisgerechter Richtwert für die minimale Video-Bildfolgefrequenz für einen unmittelbar visuell verfolgbaren Bewegungsablauf liegt bei etwa 5 Hz.Of the Term "video camera" refers to electronic analog or digital cameras that are capable of taking pictures in such a way faster episode record that a viewer from the presentation this sequence of movements in the scene. The pictures of such video sequences will be also called "video frames". One Practical guideline for the minimum video frame rate for one immediately visual traceable movement is about 5 Hz.

Video-Scannerkameras werden seit längerem in der luftgestützten Beobachtung eingesetzt, jedoch üblicherweise in Form von Zeilenkameras, sogenannten Line-Scanner-Kameras. Diese können zur periodischen Blickrichtungsschwenkung senkrecht zum Zeilenverlauf und damit zum periodischen Aufbau eines flächenhaften Bildes mit Drehspiegeln versehen sein. Mehrere simultan aufnehmende Aufnahmezeilen unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeiten ermöglichen multispektrale Ergebnisbilder. Beispiele für derartige Anwendungen sind beispielsweise eine Tageslicht-Farbkamera mit den Spektralkanälen Rot, Grün und Blau, eine auf die jeweilige Lichtsituation optimierte Tageslicht-/Wärmebild-Kamera für den Tag- und Nachteinsatz, eine Tageslicht-Kamera mit Wärmebild-Zusatzinformationen, d. h. Informationen über Objekttemperaturen, Tageslicht-/Nah-Infrarotkameras zur Erkennung von Vegetationszuständen anhand des charakteristischen Spektralverlaufs des Chlorophylls im nahen Infrarot-Bereich oder sogenannte Hyperspektralkameras mit Bildzerlegung in mehrere schmalbandige Spektralbänder.Video scanners cameras be for a long time in the airborne Observation used, but usually in the form of line scan cameras, so-called line scanner cameras. These can be used for periodic view direction swing perpendicular to the line progression and thus provided for periodic construction of a planar image with rotating mirrors be. Several simultaneous recording lines of different enable spectral sensitivities multispectral result images. Examples of such applications are for example, a daylight color camera with the spectral channels Red Green and blue, a daylight / thermal imaging camera optimized for the respective lighting situation for the Day and night use, a daylight camera with additional thermal information, d. H. Information about Object temperatures, daylight / near infrared cameras for detection of vegetation conditions based on the characteristic spectral profile of chlorophyll in the near infrared range or so-called hyperspectral cameras Image decomposition into several narrowband spectral bands.

Das Schwenken der Blickrichtungen der vorgenannten Kameras erfolgt üblicherweise senkrecht zur Flugrichtung des Kamera tragenden Flugzeugs, so dass sich aus der Drehspiegelbewegung periodisch aufeinander folgende, quer zur Flugrichtung orientierte Bildstreifen ergeben. Die zeitliche Abfolge dieser Bildstreifen ergibt mit Hilfe der Flugbahnbewegung des Flugzeugs bzw. des Fluggeräts einen zusammenhängenden Bildteppich des überflogenen und beobachteten Gebiets entlang der Flugbahnspur. Der Vorteil dieser Technik liegt in ihrer prinzipiellen Einfachheit. Der wesentliche Nachteil besteht darin, dass die Fluglagebewegungen des Kamera tragenden Flugzeugs mit hoher Genauigkeit protokolliert werden müssen und im nachfolgenden rechnerunterstützten Bildaufbau aus den Aufnahmezeilen zu berücksichtigen sind, um geometrische Brüche in den erhaltenen Bildern zu vermeiden.The Panning the viewing directions of the aforementioned cameras is usually done perpendicular to the direction of flight of the camera-carrying aircraft, so that periodically following each other from the rotation mirror movement, transverse to the direction of flight oriented image strips revealed. The temporal Sequence of these image strips results with the help of trajectory movement of the aircraft or of the aircraft a coherent one Tapestry of the overflown and observed area along the trajectory track. The advantage of this Technology lies in its basic simplicity. The essential Disadvantage is that the attitude movements of the camera bearing Aircraft with high accuracy and must be logged in the following computer-aided Image composition from the recording lines are to be considered geometric fractures to avoid in the pictures obtained.

Gemäß neuerer Technik kommen für luftgestützte Bildstreifenaufnahmen anstelle der vorerwähnten Zeilenkameras Flächensensor-Kameras, auch Focal-Plane-Array-Kameras genannt, zum Einsatz. Letztere können blickrichtungsgeschwenkt ausgebildet sein, wobei das Schwenken stetig oder schrittweise ("Step and Stare") erfolgen kann. Es ist aber auch eine fix montierte Zeilenanordnung mehrerer divergent blickender Kameras in Fächeranordnung möglich, deren abwärts blickende Gesichtsfelder quer zur Flugrichtung überlappend aneinander stoßen und in der anschließenden Zusammenmontage einen Bildstreifen ergeben. Die Abfolge dieser Bildstreifen in Flugrichtung lässt wiederum während des Fluges einen Bildteppich des überflogenen Gebietes, des sogenannten Footprints, entstehen. Der Vorteil dieser Flächensensor-Technik besteht darin, dass die Fluglagebewegungen des Kamera tragenden Flugzeugs nicht mit der für die vorerwähnten Zeilenkameras erforderlichen Präzision bekannt sein müssen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die in größerer Bildinhaltsfläche und nicht nur in Teilen einer Bildzeile überlappenden Video-Einzelbilder eine geometrische Ausrichtung benachbarter Einzelbilder allein aus ihrem Bildinhalt er möglichen.According to newer Technology come for airborne Image strip images instead of the aforementioned line scan area sensor cameras, too Focal plane array cameras called, used. The latter can Viewing swung be formed, the panning steadily or step by step ("Step and starlings ") can. But it is also a fix mounted row arrangement of several divergent looking cameras in fan arrangement possible, whose down looking fields overlapping each other and overlapping each other in the subsequent Assembling a picture strip revealed. The sequence of these image strips in the direction of flight leaves again during the Flight a tapestry of the overflown Area, the so-called footprint. The advantage of this Area sensor technique is that the attitude movements of the camera-carrying aircraft not with the for the aforementioned ones Line scan cameras required precision must be known. This is due to the fact that the in larger picture content area and not just in parts of a picture line overlapping video frames a geometric orientation of adjacent frames alone their picture content he possible.

Insbesondere wegen der Baugröße von hochempfindlichen Infrarot-Videokameras ist es bislang nicht möglich bzw. technisch oder wirtschaftlich nicht sinnvoll, derartige Flächensensor-Kameras als fix montierte Zeilenanordnung mehrerer divergent blickender Kameras in Fächeranordnung zu einer multispektralen Kamera für den Flugeinsatz zu kombinieren, obwohl multispektrale Ergebnisbilder für den Beobachtungseinsatz besonders interessant sind.Especially because of the size of highly sensitive Infrared video cameras, it is not possible or not technically or economically useful, such area sensor cameras as a fixed line arrangement of several divergent looking Cameras in fan arrangement to combine a multispectral camera for flight use, although multispectral result images are especially useful for observation use interesting.

Kombinationen aus Tageslicht- und Wärmebildkameras sind in Form von sogenannten Kardan-Schwenksystemen meist in Form von Kugeln an Zylindern, sogenannten Kamera-Turrets, zwar für die Punktbeobachtung bekannt, jedoch sind diese relativ großen und schweren Systeme in Bezug auf ihre Ausrichtung für den Einsatz als Scanner zu langsam und daher ungeeignet.combinations from daylight and thermal imaging cameras are mostly in shape in the form of so-called gimbal swivel systems from balls to cylinders, so-called camera turrets, although for the point observation However, these relatively large and heavy systems are known in Terms of their orientation for the use as a scanner too slow and therefore unsuitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine multispektrale Videovorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels der ein lückenloser, multispektraler Bildteppich in qualitativ hochwertiger Form, d. h. in möglichst geringer Bewegungsunschärfe, ermöglicht ist.Of the Invention is based on the object, a multispectral video device the aforementioned Way of creating, by means of a seamless, multispectral Tapestry in high quality form, d. H. in as possible low motion blur, allows is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine multispektrale Videovorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a multispectral video device with the features of the claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments are counter stood the dependent claims.

Erfindungsgemäß hat die multispektrale Videovorrichtung wenigstens zwei Video-Scannerkameras, welche mit Flächensensoren bestückt sind und unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweisen; ferner eine elektronische Schwenksteuerungseinrichtung, mittels der die Blickrichtungen der Videokameras einerseits unabhängig voneinander, andererseits im koordinierten Schrittbetrieb derart schwenkbar sind, dass sich die Bilder von Aufnahmefolgen jeder Videokamera zumindest teilweise Rand überdecken; und außerdem eine elektronische Mosaikierungs-/Fusionie rungseinrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass sie die Bildsignale der Videokameras empfängt, deren Einzelbilder zu zusammenhängenden Bildern zusammenfügt und geometrisch weitgehend deckungsgleich zu einem multispektralen Ergebnisbild überlagert.According to the invention multispectral video device at least two video scanner cameras, which with area sensors stocked are and have different spectral sensitivities; Furthermore, an electronic swivel control device, by means of the viewing directions of the video cameras on the one hand independently, on the other hand in coordinated stepping operation are pivotable so that the pictures of picture sequences of each video camera at least partially Cover edge; and also an electronic mosaic / fusion device is formed such that it receives the image signals of the video cameras receives their single images too coherent Put pictures together and geometrically largely congruent with a multispectral one Overlay result image.

Die jeweiligen Einzelbilder der Videokameras werden, wie zuvor erwähnt, auch Video-Frames genannt. Unter dem Begriff "Mosaikierung" wird das Zusammenfügen von Einzelbildern zu zusammenhängenden Bildern verstanden. Der Begriff "Fusionierung" umfasst das geometrisch weitgehend deckungsgleiche Überlagern der zusammenhängenden Bilder der Videokameras zu einem multispektralen Ergebnisbild. Der hier verwendete Begriff "multispektral" beinhaltet die Bezeichnung "zumindest bispektral", z. B. sichtbarer Spektralbereich und zusätzlich ein Infrarot-Spektralband.The respective frames of the video cameras, as mentioned above, also Called video frames. The term "mosaicking" is the merging of individual images to coherent Understood pictures. The term "fusion" includes the geometric largely congruent superpositions the coherent pictures the video cameras to a multispectral result image. This here used term "multispectral" includes the term "at least bispectral", z. B. visible Spectral range and additionally one Infrared spectral band.

Die vorerwähnte, erfindungsgemäße multispektrale Videovorrichtung ermöglicht einerseits das Aufnehmen eines lückenlosen Bildteppichs, andererseits qualitativ hochwertige Bilder dieses Bildteppichs, da die Videokameras einerseits unabhängig voneinander, andererseits im koordinierten Schrittbetrieb schwenkbar sind. Es ist auch möglich, eine solche multispektrale Videovorrichtung in einer kleinen Baugröße herzustellen, die sich für den Einsatz in üblichen Luftbeobachtungsflugzeugen einschließlich leichter, unbemannter Fluggeräte, eignet.The aforementioned, inventive multispectral Video device allows on the one hand the recording of a gapless Tapestry, on the other hand, high quality images of this Tapestry, as the video cameras are independent, on the other hand, are pivotable in coordinated step operation. It is possible, too, to produce such a multispectral video device in a small size, for themselves the use in usual Air observation aircraft including light, unmanned aerial vehicles Aircraft, suitable.

Vorteilhafterweise und anwendungsrelevant liegen die spektralen Empfindlichkeiten der Videokameras im sichtbaren Bereich oder im Infrarot-Bereich. Damit enthält das überlagerte Ergebnisbild mehr Informationen als die einzelnen spektralen Bildbeiträge und insbesondere solche Informationen, wie sie für den Beobachtungseinsatz gewünscht sind.advantageously, and relevant to the application are the spectral sensitivities of the Video cameras in the visible or infrared range. In order to contains that overlaid Result image more information than the individual spectral image contributions and in particular such information as it is for desired the observation use are.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Schwenksteuerungseinrichtung vorzugsweise elektromotorisch ein- oder zweiachsig bewegbare Spiegel zum Schwenken der Blickrichtungen der Videokameras auf. Auf diese Weise lassen sich infolge der geringen Trägheitsmomente der bewegten Teile im Start-Stopp-Betrieb, auch "Steg and Stare"-Betrieb genannt, höhere Zyklusfrequenzen erzielen.According to one Another development of the invention, the swivel control device preferably electromotive one or two axes movable mirrors for pivoting the viewing directions of the video cameras. Let that way due to the low moments of inertia The moving parts in start-stop operation, also called "Steg and Stare" operation, achieve higher cycle frequencies.

Daraus ergibt sich eine Verringerung von Bewegungsunschärfe durch die Bildaufnahme im Spiegelstillstand und ein kürzerer Aufnahmezyklus für den einzelnen Bildstreifen jeder Videokamera als dies bei noch akzeptabler Bewegungsunschärfe durch eine stetige Blickrichtungsschwenkung erreichbar wäre. Daraus ergibt sich ferner, dass die unvermeidlichen perspektivischen Unterschiede zwischen aufeinander folgenden Bildstreifen durch die schnelle Streifenfolge minimal werden, mit folglich vereinfachten Verhältnissen für die anschließende elektronische Mosaikierung und Fusionierung.from that results in a reduction of motion blur by the image acquisition in the mirror standstill and a shorter one Recording cycle for the single video strip of each video camera than this is even more acceptable Motion blur through a steady gaze tilting would be achievable. from that it also emerges that the inevitable perspective differences between successive image strips due to the fast stripe sequence become minimal, with consequently simplified ratios for the subsequent electronic Mosaic and fusion.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Videokameras und Schwenksteuerungseinrichtung derart steuerbar, dass die Bildaufnahmen der Videokameras in einem periodischen Takt koordiniert sind und das Schwenken der Blickrichtungen der Videokameras im Start/Stopp-Betrieb mit diesem Takt derart synchronisiert ist, dass sich die Blickrichtung einer der wenigstens zwei Videokameras bezogen auf diejenige Blickrichtung der wenigstens einen anderen Videokamera im Stillstand befindet und ein Bild aufnimmt, während sich die Blickrichtung der wenigstens einen anderen Videokamera bezogen auf diejenige Blickrichtung der einen der wenigstens zwei Videokameras in der Bewegung befindet. Im Fall von lediglich zwei Videokameras bedeutet dies, dass sich jeweils eine Videokamera im Stillstand befindet und ein Bild aufnimmt, während die andere Videokamera ihre Blickrichtung wechselt, das heißt, sich in Bewegung befindet. Mit Hilfe dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird erreicht, dass für die beiden Videokameras abwechselnd Bilder ohne Bewegungsunschärfe aufgenommen werden können und dies bei höchstmöglicher Start/Stopp-Frequenz und damit höchstmöglicher Frequenz des Streifenzyklus. Daraus folgt, dass die mittels der erfindungsgemäßen Videovorrichtung erzielbaren Ergebnisbilder qualitativ besonders hochwertig sind. Dies lässt sich bei einer herkömmlichen Videovorrichtung mit beispielsweise zwei insgesamt geschwenkten Videokameras mit gemeinsamer optischer Achse und unterschiedlichen Spektralbereichen nicht erreichen. Letztere schwenken nämlich zur Vermeidung von Bewegungsunschärfen entweder langsam, dann ist jedoch kein lückenloser Bildteppich aufnehmbar, oder aber unpraktikabel im so genannten Step-and-Stare-Betrieb, womit sich bei einer Gesamtverschwenkung der Kameras nur geringe Zyklusfre quenzen erreichen lassen.According to one particularly preferred embodiment The invention relates to video cameras and swivel control devices so controllable that the image captures of the video cameras in a periodic Clock are coordinated and the pivoting of the gaze of the Video cameras in start / stop mode synchronized with this clock is that the line of sight of one of the at least two video cameras relative to the viewing direction of the at least one other Video camera is at a standstill and takes a picture while itself the viewing direction of at least one other video camera related on the viewing direction of the one of the at least two video cameras in the movement. In the case of only two video cameras This means that in each case a video camera is at a standstill and takes a picture while the other video camera her gaze changes, that is, is in motion. With the aid of this preferred embodiment of the invention will achieved that for the two video cameras alternately taken pictures without motion blur can be and at the highest possible Start / stop frequency and thus the highest possible Frequency of the stripe cycle. It follows that the means of the can be achieved according to the invention video device Result images are of high quality. This is possible in a conventional Video device with, for example, a total of two pivoted Video cameras with common optical axis and different Not reach spectral ranges. The latter are in fact pivoting Avoidance of motion blur either slowly, but then no complete tapestry is recordable, or impractical in so-called step-and-star operation, which results in a Gesamtverschwenkung the cameras only low cycles frequency achieve.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Gesichtsfelder der Videokameras vorzugsweise mittels Zoom- oder Schaltobjektiven veränderbar, weisen jedoch untereinander gleiche Raumwinkelgrößen auf. Insbesondere in Verbindung mit der zuvor beschriebenen zeitlichen Taktung bzw. Schachtelung ergibt sich bei dieser Ausführungsform der Vorteil, dass die zeitlich aufeinander folgend aufgenommenen Bilder der verschiedenen Videokameras minimal unterschiedliche Gesichtsfelder und Perspektiven besitzen, wodurch Mosaikierung und Fusionierung auf besonders einfache Weise durchführbar sind. Hierbei wirkt sich die zeitliche Schachtelung in der besonders vorteilhaften Weise aus, dass jeweils wechselnd die Bildmitte eines Spektralanteilsbildes sich geometrisch mit dem Überlappungsbereich des zweiten Spektralanteilsbildes deckt, mit der Folge vereinfachter und präziserer Mosaikierung und Fusionierung.According to another embodiment of the invention, the fields of view of the video cameras are preferably variable by means of zoom or switching lenses, but have mutually equal solid angle sizes. In particular in connection With the temporal timing or nesting described above, the advantage in this embodiment is that the images of the various video cameras recorded temporally successively have minimally different visual fields and perspectives, whereby mosaicking and fusing can be carried out in a particularly simple manner. In this case, the temporal nesting has the particularly advantageous effect that in each case alternately the image center of a spectral component image coincides geometrically with the overlapping region of the second spectral component image, with the consequence of simplified and more precise mosaicing and fusing.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung bilden. Es zeigen:embodiments of the subject invention are described below with reference to the drawing, wherein all described and / or illustrated features alone or in any combination the subject of the present invention independently from their summary in the claims or their dependency form. Show it:

1 eine schematische, teilweise perspektivische Ansicht einer multispektralen Videovorrichtung für die luftgestützte Beobachtung gemäss einer ersten Ausführungsform; 1 a schematic, partial perspective view of a multispectral video device for airborne observation according to a first embodiment;

2 eine schematische Darstellung im zeitlichen Wechsel alternativ wechselnder Bildfolgen von zwei Videokameras sowie der resultierenden Videobildfolge; 2 a schematic representation in the temporal change of alternatively changing image sequences of two video cameras and the resulting video image sequence;

3 eine schematische Darstellung zweier geometrischer Bildstreifen der in 2 dargestellten alternativ wechselnden Bildfolgen; 3 a schematic representation of two geometric image strips of in 2 illustrated alternatively changing image sequences;

4 eine schematische Darstellung der beiden Bildstreifen gemäß 3 in vereinfachter Form, welche Bildstreifen das Ergebnisbild bilden; 4 a schematic representation of the two image strips according to 3 in simplified form, which image strips form the result image;

5 eine schematische, teilweise perspektivische Ansicht einer multispektralen Videovorrichtung für die luftgestützte Beobachtung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit lediglich einer für beide Videokameras integrierten Spiegelschwenkeinrichtung, die die Blickrichtungsschwenkung für die beiden Videokameras im schnellen zeitlichen Wechsel durchführt; und 5 a schematic, partial perspective view of a multispectral video device for airborne observation according to a second embodiment with only one integrated for both video cameras mirror pivoting device, which performs the viewing direction pivoting for the two video cameras in rapid time change; and

6 eine schematische, teilweise perspektivische Ansicht einer multispektralen Videovorrichtung für die luftgestützte Beobachtung gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem einachsigen, für beide Videokameras im schnellen zeitlichen Wechsel erfolgenden Schwenkantrieb für zwei koaxial fest verbundene, gemeinsam bewegte Spiegel. 6 a schematic, partial perspective view of a multispectral video device for the airborne observation according to another embodiment with a uniaxial, taking place for both video cameras in quick temporal change swivel drive for two coaxial fixedly connected, moving mirrors.

Eine multispektrale Videovorrichtung 1 für die luftgestützte Beobachtung ist in einer schematischen, teilweise perspektivischen Ansicht in 1 gezeigt. Die Videovorrichtung 1 hat wenigstens zwei Video-Scannerkameras 2, 3, welche mit nicht näher gezeigten Flächensensoren bestückt sind. Ferner haben die genannten Video-Scannerkameras 2, 3, nachfolgend auch vereinfacht Videokameras genannt, unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die spektralen Empfindlichkeiten der Videokameras 2, 3 im sichtbaren Bereich oder im Infrarot-Bereich.A multispectral video device 1 for airborne observation is shown in a schematic, partially perspective view in FIG 1 shown. The video device 1 has at least two video scanner cameras 2 . 3 , which are equipped with surface sensors not shown in detail. Furthermore, the mentioned video scanner cameras have 2 . 3 , also referred to as video cameras below, have different spectral sensitivities. According to a preferred embodiment of the invention, the spectral sensitivities of the video cameras are 2 . 3 in the visible range or in the infrared range.

Ferner hat die Videovorrichtung 1 eine elektronische Schwenksteuerungseinrichtung 4, mittels der die Blickrichtungen 5, 6 der Videokameras 2, 3 einerseits unabhängig voneinander, andererseits im koordinierten Schrittbetrieb derart verschwenkbar sind, dass sich die Bilder A, B von Aufnahmefolgen 10, 11 jeder Videokamera zumindest teilweise Rand überdecken.Furthermore, the video device has 1 an electronic swivel control device 4 , by means of the viewing directions 5 . 6 the video cameras 2 . 3 on the one hand independently of each other, on the other hand in the coordinated step operation are pivotable so that the images A, B of recording sequences 10 . 11 cover each video camera at least partially edge.

Schließlich hat die Videovorrichtung 1 eine elektronische Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung 12. Diese ist derart ausgebildet, dass sie die Bildsignale 13, 14 der Videokameras 2, 3 empfängt, deren Einzelbilder A, B zu zusammenhängenden Bildern zusammenfügt und geometrisch weitgehend deckungsgleich zu einem multispektralen Ergebnisbild 15 überlagert.Finally, the video device has 1 an electronic mosaicking / fusing device 12 , This is designed such that it receives the image signals 13 . 14 the video cameras 2 . 3 receives whose individual images A, B zusammenfügt to coherent images and geometrically largely congruent with a multi-spectral result image 15 superimposed.

Gemäß einer bevorzugten und in 1 angedeuteten Ausführungsform der Erfindung weist die Schwenksteuerungseinrichtung 4 vorzugsweise elektromotorisch bewegbare Spiegel 16, 17 zum Schwenken der Blickrichtungen 5, 6 der Videokameras 2, 3 auf. Gemäß 1 sind die Spiegel 16, 17 jeweils mittels zwei elektromotorischen Verstellungen 20, 21; 22, 23 verstellbar, wobei die zweiachsigen Spiegelschwenkungen mittels der Doppelpfeile C, D sowie E, F verdeutlicht sind. Dabei bedeutet ein Verstellen des Spiegels 16 in Richtung des Doppelpfeils C dessen Schwenken um eine horizontale Achse und in Richtung des Doppelpfeils D um eine vertikale Achse. Analoge Ausführungen gelten für ein Schwenken des Spiegels 17 in Richtung der Doppelpfeile E, F.According to a preferred and in 1 indicated embodiment of the invention, the swivel control device 4 preferably electromotively movable mirrors 16 . 17 to pivot the view directions 5 . 6 the video cameras 2 . 3 on. According to 1 are the mirrors 16 . 17 each by means of two electromotive adjustments 20 . 21 ; 22 . 23 adjustable, the two-axis mirror pivoting by means of the double arrows C, D and E, F are illustrated. This means an adjustment of the mirror 16 in the direction of the double arrow C, its pivoting about a horizontal axis and in the direction of the double arrow D about a vertical axis. Analogous versions apply to a pivoting of the mirror 17 in the direction of the double arrows E, F.

Wie in 1 gezeigt, befinden sich daher vor den Videokameras 2, 3 kardanisch verstellbare Drehspiegelsysteme 24, 25, wobei die elektrische Ansteuerung der Verstellungen durch die vorerwähnte Schwenksteuerungseinrichtung 4 erfolgt. Dazu sind die einzelnen elektromotorischen Verstellungen 20 bis 23 über elektrische Leitungen 30 mit der Schwenksteuerungseinrichtung 4 verbunden.As in 1 are therefore located in front of the video cameras 2 . 3 Cardan adjustable rotary mirror systems 24 . 25 , wherein the electrical control of the displacements by the aforementioned pivot control device 4 he follows. These are the individual electromotive adjustments 20 to 23 via electrical lines 30 with the swivel control device 4 connected.

Der in 1 dargestellte Fall der zweiachsigen Schwenkung ermöglicht die präzise räumliche Ausrichtung der Kamerablickrichtungen unter Berücksichtigung und Kompensation der Fluglagebewegungen des Flugzeuges mit daraus resultierenden vereinfachten Verhältnissen für Mosaikierung und Fusionierung. Alternativ kann gemäss einer anderen, nachfolgend noch genauer beschriebenen Ausführungsform auch auf die Spiegelschwenkung um eine der beiden Achsen, vorzugsweise um die vertikale Achse (siehe Doppelpfeile D und F in 1), verzichtet, d. h. eine nurmehr einachsige Schwenkung realisiert werden, mit der Folge verminderten mechanischen Aufwandes, jedoch erhöhten Aufwandes bei der anschließenden Mosaikierung und Fusionierung.The in 1 illustrated case of biaxial pivoting allows the precise spatial orientation of the camera viewing directions under Be Consideration and compensation of the attitude movements of the aircraft resulting in simplified ratios for mosaicking and merging. Alternatively, according to another embodiment described in more detail below, mirror pivoting about one of the two axes, preferably about the vertical axis (see double arrows D and F in FIG 1 ), omitted, ie, only one-axis pivoting can be realized, with the result of reduced mechanical complexity, but increased effort in the subsequent mosaicking and fusing.

Zum Übertragen der Videokamera-Ausgangssignale, welche die Bildsignale 13, 14 enthalten, sind die Videokameras 2, 3 über weitere elektrische Leitungen 31, 32 mit der Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung 12 verbunden. Dort werden die Videokamera-Ausgangssignale geometrisch zu Bildstreifen 33 und weiter zu aus zahlreichen Bildstreifen zusammengesetzten Bildteppichen (nicht näher gezeigt) mosaikiert und weiter zu einem multispektralen Ergebnisbild 15 fusioniert.For transmitting the video camera output signals representing the image signals 13 . 14 included are the video cameras 2 . 3 over other electrical lines 31 . 32 with the mosaicizer / fuser 12 connected. There the video camera output signals become geometric stripes 33 and further to tapestries (not shown in detail) composed of numerous image strips, mosaicked and further to a multispectral result image 15 merged.

Wie näher in 2 gezeigt, sind Videokameras 2, 3 und Schwenksteuerungseinrichtung 4 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart steuerbar, dass die Bildaufnahmen A, B, der Videokameras 2, 3 in einem periodischen Takt koordiniert sind. Ferner ist das Schwenken der Blickrichtungen 5, 6 der Videokameras 2, 3 im Start-Stopp-Betrieb mit diesem Takt derart synchronisiert, dass sich die Blickrichtung 5 oder 6 einer der wenigstens zwei Videokameras 2 oder 3 bezogen auf diejenige Blickrichtung 6 oder 5 der wenigstens einen anderen Videokamera 3, 2 im Stillstand befindet und ein Bild A oder B aufnimmt, während sich die Blickrichtung 6 oder 5 der wenigstens einen anderen Videokamera 3 oder 2 bezogen auf diejenige Blickrichtung 5, 6 der einen der wenigstens zwei Videokameras 2, 3 in der Bewegung befindet.How closer in 2 shown are video cameras 2 . 3 and swivel control device 4 According to a particularly preferred embodiment of the invention controllable such that the image recordings A, B, the video cameras 2 . 3 are coordinated in a periodic clock. Furthermore, the pivoting of the gaze directions 5 . 6 the video cameras 2 . 3 synchronized in start-stop operation with this clock so that the line of sight 5 or 6 one of the at least two video cameras 2 or 3 related to that line of sight 6 or 5 the at least one other video camera 3 . 2 is at a standstill and takes a picture A or B while the line of sight 6 or 5 the at least one other video camera 3 or 2 related to that line of sight 5 . 6 one of the at least two video cameras 2 . 3 in the movement.

Stillstand und Aufnehmen eines Bildes sind in 2 durch die Bezugszeichen "A" und "B" gekennzeichnet, wohingegen eine Bewegung, insbesondere ein Schwenken der Blickrichtung, durch die in 2 gezeigten Pfeile G symbolisiert ist. In 2 ist also der zeitliche Wechsel zwischen Bewegung auf der einen Seite und Stillstand sowie Aufnahme auf der anderen Seite verdeutlicht. Im Fall der hier gezeigten Bildaufnahme durch zwei Videokameras 2, 3 in einem gemeinsamen Videotakt mit den resultierend fortlaufend gemäß Zeittakten i – 1, i, i + 1, ...., i + 7 nummerierten Bildern A, B, auch Video-Frames genannt, wechseln Bewegung (siehe Darstellung der Pfeile G) und damit bewegungsunscharfer Frame sowie Stillstand (und deshalb Aufnehmen des Bildes A, B und Frame ohne Bewegungsunschärfe) der Blickrichtung ab. Diese Abfolge erfolgt im alternativen Wechsel, so dass in der Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung 12 die zeitliche Folge der Bilder A, B, A, B ... der Frames ohne Bewegungsunschärfe zum Aufbau von Ergebnisbildern zur Verfügung steht.Standstill and taking a picture are in 2 marked by the reference numerals "A" and "B", whereas a movement, in particular a pivoting of the viewing direction, by the in 2 symbolized arrows G is symbolized. In 2 is thus the temporal change between movement on the one hand and standstill and recording on the other side clarified. In the case of the picture shown here by two video cameras 2 . 3 in a common video clock with the resulting consecutively according to clocks i - 1, i, i + 1, ...., i + 7 numbered pictures A, B, also called video frames, change motion (see illustration of the arrows G) and thus motion unsharp frame and standstill (and therefore taking the picture A, B and frame without motion blur) of the line of sight. This sequence takes place in the alternative change, so that in the mosaic / fusion device 12 the temporal sequence of the images A, B, A, B ... of the frames without motion blur is available for the construction of result images.

Der Bildstreifen 33 verdeutlicht somit die zeitliche Abfolge der einzelnen Bilder A, B, nicht jedoch den geometrischen Aufbau eines Bildstreifens.The picture strip 33 thus illustrates the temporal sequence of the individual images A, B, but not the geometric structure of a picture strip.

Die Gesichtsfelder 34, 35 der Videokameras 2, 3 sind vorzugsweise mittels nicht näher gezeigter Zoom- oder Schaltobjektive veränderbar. Ferner vorzugsweise weisen die Gesichtsfelder 34, 35 jedoch untereinander gleiche Raumwinkelgrößen auf.The fields of vision 34 . 35 the video cameras 2 . 3 are preferably variable by means not shown in detail zoom or switching lenses. Further preferably, the fields of view 34 . 35 however, mutually equal solid angle sizes.

Wie in 3 schematisch näher gezeigt, erfolgt das aufeinanderfolgende Blickrichtungsschwenken der beispielhaften zwei Videokameras 2, 3 derart, dass sich die Gesichtsfelder 34, 35 der beiden Kameras in aufeinanderfolgenden Stillstandsphasen, siehe Bild A(i), A(i + 2), A(i + 4), A(i + 6) ... bzw. B(i – 1), B(i + 1), B(i + 3), B(i + 5), B(i + 7) ..., geringfügig überdecken. Dieser Überdeckungsbereich 36 der einzelnen Bilder A bzw. B beträgt beispielsweise etwa 20% der Bildbreite.As in 3 shown in more detail schematically, the successive viewing direction pivoting takes place of the exemplary two video cameras 2 . 3 such that the visual fields 34 . 35 of the two cameras in successive standstill phases, see Figure A (i), A (i + 2), A (i + 4), A (i + 6) ... and B (i - 1), B (i + 1), slightly overlap B (i + 3), B (i + 5), B (i + 7) .... This coverage area 36 For example, the individual images A and B are about 20% of the image width.

Die unter Berücksichtigung der Überdeckung lückenlos aneinander gefügte Folge der Videobilder A(i), A(i + 2), A(i + 4) ... bzw. B(i – 1), B(i + 1) ... bildet somit zwei Bildstreifen 40, 41 in unterschiedlichen Spektralbereichen, jedoch in geometrisch weitgehender Ähnlichkeit. Diese Bildstreifen 40, 41 mit nahezu identischen Bildinhalten sind zusammenfassend und vereinfacht in 4 dargestellt. Daraus folgt, dass sich in den Bildstreifen 40, 41 jeweils Bildpunkte P, P' geometrisch entsprechen, so dass, wie zuvor erwähnt, die Bildstreifen 40, 41 gewissermaßen deckungsgerechte Schichten eines multispektralen Bildstreifens darstellen. Wie erwähnt, werden die Bildstreifen 40, 41 in der elektronischen Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung 12 geometrisch zu nicht näher gezeigten Bildteppichen mosaikiert und weiter zu einem multispektralen Ergebnisbild 15 fusioniert. Ein solches Ergebnisbild 15 entsteht also gemäß 4 dadurch, dass die Bildstreifen 40, 41 zu einem multispektralen Ergebnisbild verbunden werden.The sequence of the video images A (i), A (i + 2), A (i + 4)... Or B (i-1), B (i + 1)... thus forms two image strips 40 . 41 in different spectral ranges, but in geometrically largely similarity. These picture strips 40 . 41 with nearly identical image contents are summarized and simplified in 4 shown. It follows that in the picture strip 40 . 41 each pixel P, P 'correspond geometrically, so that, as previously mentioned, the image strips 40 . 41 represent, as it were, congruent layers of a multispectral image strip. As mentioned, the picture strips 40 . 41 in the electronic mosaic / fusion device 12 mosaicized geometrically to tapestries not shown in detail and further to a multispectral result image 15 merged. Such a result picture 15 arises according to 4 in that the picture strips 40 . 41 be connected to a multispectral result image.

Sofern bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Gesichtsfelder 34, 35 der Videokameras 2, 3 verstellbar sind, erfolgt diese Verstellung für alle Videokameras simultan, so dass die Gesichtsfelder und Perspektiven aufeinander folgend aufgenommener Bilder der verschiedenen Videokameras stets minimale Unterschiede aufweisen. Dabei werden die Winkelschrittweiten der Start/Stopp-Bewegung der einzelnen Kameras derart angepasst, dass in einem Bildstreifen benachbarte Bilder jeweils einen Überdeckungsbereich 36 aufweisen, um eine bildinhaltsbezogene Mosaikierung zu ermöglichen und das Auftreten von Abdeckungslücken zu vermeiden. Wie erwähnt, sind die Überdeckungsbereiche 36 in 3 schraffiert dargestellt.Unless in another embodiment of the invention the visual fields 34 . 35 the video cameras 2 . 3 are adjustable, this adjustment is made simultaneously for all video cameras, so that the fields of view and perspectives successively recorded images of different video cameras always have minimal differences. In this case, the angular step sizes of the start / stop movement of the individual cameras are adapted in such a way that adjacent images in an image strip each have a coverage area 36 to allow image content related mosaicking and to avoid the occurrence of coverage gaps. As mentioned, the coverage areas are 36 in 3 hatched shown.

Die Bildaufnahmen der Videokameras sind beispielsweise im Fernsehtakt, z. B. im CCIR/PAL-Standard, mit 25 Vollbildern pro Sekunde bzw. 50 Halbbildern pro Sekunde koordiniert.The Image recordings of the video cameras are, for example, in the television clock, z. In the CCIR / PAL standard, with 25 frames per second or Coordinates 50 fields per second.

In einem praktischen Anwendungsfall ist bei Verwendung von nur einer Spiegel-Schwenkachse, vorzugsweise parallel zur Längsachse des Kamera tragenden Flugzeugs, eine interaktive Objektverfolgung, auch Objekt-Tracking genannt, durch zweidimensionale Blickrichtungsschwenkung in der Weise möglich, dass eine Schwenkdimension durch das Schwenken der Kamera, die zweite Schwenkdimension hingegen durch koordinierte Nick- und Gierlageänderungen des Kamera tragenden Flugzeuges realisiert wird. Somit kann das Schwenken der Blickrichtungen einachsig, zweiachsig oder dreiachsig entsprechend einem Schwenken um einen, zwei oder drei Eulerwinkel in einem mit dem Kamera tragenden Flugzeug fest verbundenen Koordinatensystem erfolgen.In a practical application is when using only one Mirror swivel axis, preferably parallel to the longitudinal axis of the camera-carrying aircraft, an interactive object tracking, also called object tracking, by two-dimensional gaze tilting in the way possible, that a pivoting dimension by the pivoting of the camera, the second Panning dimension, however, by coordinated pitch and yaw position changes the camera carrying the aircraft is realized. Thus, that can Panning the viewing directions uniaxial, biaxial or triaxial corresponding to a pan around one, two or three Euler angles in a fixed to the camera-bearing aircraft coordinate system respectively.

Die Bildsignalverbindung von den Videokameras 2, 3 zur Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung 12 kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Unerheblich ist, welche Übertragungsdistanz dabei überbrückt wird. Die Signalverbindung kann an Bord des Kamera tragenden Flugzeuges oder zu einer Bodenstation erfolgen. Die Gesichtsfelder der Videokameras können auch unterschiedlich dimensioniert sein. Es ist nicht erforderlich, dass die Videokamera-Anordnung fest mit der Kamera tragenden Flugzeugzelle verbunden ist; vielmehr kann die Videokamera-Anordnung auch als Ganze im Flugzeug beweglich ausgebildet, z. B. kardanisch aufgehängt sein, um beispielsweise eine Raumlagestabilisierung zu realisieren.The image signal connection from the video cameras 2 . 3 to the mosaicizer / fuser 12 Can be wired or wireless. It is irrelevant which transmission distance is bridged. The signal connection can be made aboard the camera-carrying aircraft or to a ground station. The visual fields of the video cameras can also be dimensioned differently. It is not necessary that the video camera assembly is fixedly connected to the camera-carrying airframe; Rather, the video camera arrangement can be designed to be movable as a whole in the aircraft, z. B. gimbaled to realize, for example, a spatial stabilization.

Mit Bezug auf 4 wird darauf hingewiesen, dass die Bildpunkte P, P' ein beliebi ges Punktepaar in den beiden Bildschichten oder Bildebenen bzw. Bildstreifen, darstellen. Bei Farbbildern ist der Begriff "Farbauszüge" im Druckgewerbe gebräuchlich. Diese bezeichnen die Cyan-, Magenta-, Yellow- und Blackebenen. In diesem Sinne sind die Bilder A ... und B ... "Spektralauszüge" desselben Multispektralbildes, so wie ein Farbbild streng genommen auch ein Multispektralbild im Vergleich zu einem Schwarz/Weiß-Bild ist.Regarding 4 It is pointed out that the pixels P, P 'represent any desired pair of points in the two image layers or image planes or image strips. For color images, the term "color separations" is used in the printing industry. These indicate the cyan, magenta, yellow and black levels. In this sense, the images A ... and B ... are "spectral extracts" of the same multispectral image, just as a color image is strictly speaking also a multispectral image as compared to a black and white image.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass die in 3 zu erkennende Verschiebung der Bildstreifen nur durch versetzte Aufnahmezeitpunkte verursacht ist, wobei die Größe dieses zeitlichen Versatzes vorteilhaft etwa dem halben Bildaufnahmetakt entspricht. Eine solche Größe des Versatzes ist jedoch nicht zwingend und nicht in allen Anwendungen vorteilhaft. Es bleibt dabei, dass die Bildstreifen 40, 41 geometrisch weitgehend deckungsgleich sind, jedoch unterschiedliche Spektralbereiche beinhalten.It should also be noted that in 3 to be detected displacement of the image strips is caused only by staggered recording times, the size of this temporal offset advantageously corresponds to about half the image recording clock. However, such a size of the offset is not mandatory and not advantageous in all applications. It remains the case that the picture strips 40 . 41 geometrically largely congruent, but include different spectral ranges.

5 zeigt eine Variation der in 1 dargestellten Ausführungsform in der Weise, dass hier die beiden Spiegel 16, 17 der ersten Ausführungsform zu einer Spiegelschwenkeinrichtung 42 integriert sind. Deren einziger Spiegel 43 ist soweit verbreitert, dass er die Strahlengänge der beiden Videokameras 2 und 3 nebeneinander reflektiert. Ferner arbeiten deren elektromotorische Verstellungen 20, 21 bei dieser Ausführungsform als Schwenkantriebe mit erhöhter Winkelgeschwindigkeit, so dass die Schwenkungen der Blickrichtungen 5 und 6 der Videokameras 2 und 3 im zeitlichen Wechseltakt mit dieser einen integrierten Spiegelschwenkeinrichtung 42 erfolgen. Einander benachbarte plane Umlenkspiegel 44, 45 dienen nur dem Zweck, die Strahlengänge der Kameras 2, 3 unabhängig von den Kamerabaugrößen so aneinander anzunähern, dass der beide Strahlengänge erfassende Spiegel 43 möglichst klein dimensioniert werden kann. 5 shows a variation of in 1 illustrated embodiment in such a way that here the two mirrors 16 . 17 the first embodiment to a mirror pivoting device 42 are integrated. Their only mirror 43 is widened so far that he the beam paths of the two video cameras 2 and 3 reflected side by side. Furthermore, their electromotive adjustments work 20 . 21 in this embodiment, as a rotary actuators with increased angular velocity, so that the pivoting of the viewing directions 5 and 6 the video cameras 2 and 3 in the time alternating cycle with this one integrated mirror pivoting device 42 respectively. Adjacent plane deflection mirror 44 . 45 serve only the purpose, the beam paths of the cameras 2 . 3 regardless of the camera dimensions so close to each other that the both beam paths detected mirror 43 as small as possible can be dimensioned.

6 zeigt eine einachsig verstellbare Sonderausführung der in 1 und 5 gezeigten Ausführungsformen, bei welcher die Blickrichtungen 5, 6 der Videokameras 2, 3 wiederum in räumlicher Trennung geführt sind, nämlich ohne die benachbarten planen Umlenkspiegel 44, 45 über Einzelspiegel 16 und 17, die fest auf beidseitig verlängerten Achsenteilen 46, 47 der einzigen elektromotorischen Verstellung 20 in Form eines Schwenkantriebes montiert sind. Die Schwenkung der Kamera-Blickrichtungen 5, 6 erfolgt wiederum in zeitlichem Wechsel. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil mechanischer Einfachheit und Robustheit, stellt allerdings erhöhte Ansprüche an die anschließende Mosaikierung und Fusionierung. 6 shows a uniaxially adjustable special version of the 1 and 5 shown embodiments in which the viewing directions 5 . 6 the video cameras 2 . 3 again guided in spatial separation, namely without the adjacent plan deflection mirror 44 . 45 about individual mirrors 16 and 17 , firmly on both sides extended axle parts 46 . 47 the only electromotive adjustment 20 are mounted in the form of a rotary actuator. The tilt of the camera's directions of view 5 . 6 again takes place in temporal change. This arrangement has the particular advantage of mechanical simplicity and robustness, but places increased demands on the subsequent mosaicking and fusing.

Damit ist eine multispektrale Videovorrichtung geschaffen, mittels der ein lückenloser Bildteppich in qualitativ hochwertiger Form abbildbar ist.In order to is a multispectral video device created by means of a complete one Tapestry in high quality form is mapped.

Claims (7)

Multispektrale Videovorrichtung für die luftgestützte Beobachtung, mit wenigstens zwei Video-Scannerkameras (2, 3), welche mit Flächensensoren bestückt sind und unterschiedliche spektrale Empfindlichkeiten aufweisen, einer elektronischen Schwenksteuerungseinrichtung (4), mittels der die Blickrichtungen (5, 6) der Videokameras (2, 3) einerseits unabhängig voneinander, andererseits im koordinierten Schrittbetrieb derart verschwenkbar sind, dass sich Bilder (A, B) von Aufnahmefolgen (10, 11) jeder Videokamera (2, 3) zumindest teilweise Rand überdecken, und mit einer elektronischen Mosaikierungs-/Fusionierungseinrichtung (12), welche derart ausgebildet ist, dass sie die Bildsignale (13, 14) der Videokameras (2, 3) empfängt, deren Einzelbilder (A, B) zu zusammenhängenden Bildern zusammenfügt und geometrisch weitgehend deckungsgleich zu einem multispektralen Ergebnisbild (15) überlagert.Multispectral video device for airborne observation, with at least two video-scanning cameras ( 2 . 3 ), which are equipped with surface sensors and have different spectral sensitivities, an electronic swivel control device ( 4 ), by means of which the viewing directions ( 5 . 6 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) on the one hand independently of one another, on the other hand in coordinated stepping operation, are pivotable in such a way that images (A, B) of sequences of images (FIG. 10 . 11 ) of each video camera ( 2 . 3 ) at least partially obscure edge, and with an electronic mosaic / fusion device ( 12 ), which is designed such that it receives the image signals ( 13 . 14 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) whose individual images (A, B) merge into coherent images and which are geometrically largely congruent with a multispectral result image (FIG. 15 ) superimposed. Multispektrale Videovorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralen Empfindlichkeiten der Videokameras (2, 3) im sichtbaren Bereich oder im Infrarot-Bereich liegen.Multispectral video device according to claim 1, characterized in that the spectral sensitivities of the video cameras ( 2 . 3 ) are in the visible range or in the infrared range. Multispektrale Videovorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenksteuerungseinrichtung (4) vorzugsweise elektromotorisch bewegbare Spiegel (16, 17) zum Schwenken der Blickrichtungen (5, 6) der Videokameras (2, 3) aufweist.Multispectral video device according to claim 1 or 2, characterized in that the swivel control device ( 4 ) preferably electromotively movable mirrors ( 16 . 17 ) for pivoting the viewing directions ( 5 . 6 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) having. Multispektrale Videovorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Videokameras (2, 3) und Schwenksteuerungseinrichtung (4) derart steuerbar sind, dass die Bildaufnahmen (A, B) der Videokameras (2, 3) in einem periodischen Takt koordiniert sind und das Schwenken der Blickrichtungen (5, 6) der Videokameras (2, 3) im Start/Stopp-Betrieb mit diesem Takt derart synchronisiert ist, dass sich die Blickrichtung (5; 6) einer der wenigstens zwei Videokameras (2; 3) bezogen auf diejenige Blickrichtung (6; 5) der wenigstens einen anderen Videokamera (3; 2) im Stillstand befindet und ein Bild (A; B) aufnimmt, während sich die Blickrichtung (6; 5) der wenigstens einen anderen Videokamera (3; 2) bezogen auf diejenige Blickrichtung (5; 6) der einen der wenigstens zwei Videokameras (2; 3) in der Bewegung befindet.Multispectral video device according to one of claims 1 to 3, characterized in that video cameras ( 2 . 3 ) and swivel control device ( 4 ) are controllable such that the image recordings (A, B) of the video cameras ( 2 . 3 ) are coordinated in a periodic clock and the pivoting of the viewing directions ( 5 . 6 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) is synchronized in start / stop operation with this clock such that the viewing direction ( 5 ; 6 ) one of the at least two video cameras ( 2 ; 3 ) in relation to the viewing direction ( 6 ; 5 ) the at least one other video camera ( 3 ; 2 ) is at a standstill and takes an image (A; B), while the viewing direction ( 6 ; 5 ) the at least one other video camera ( 3 ; 2 ) in relation to the viewing direction ( 5 ; 6 ) of one of the at least two video cameras ( 2 ; 3 ) is in motion. Multispektrale Videovorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesichtsfelder (34, 35) der Videokameras (2, 3) vorzugsweise mittels Zoom- oder Schaltobjektiven veränderbar sind, jedoch untereinander gleiche Raumwinkelgrößen aufweisen.Multispectral video device according to one of the preceding claims, characterized in that the visual fields ( 34 . 35 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) are preferably variable by means of zoom or switching lenses, however, have mutually equal solid angle sizes. Multispektrale Videovorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (16, 17) in eine Spiegelschwenkeinrichtung (42) integriert sind, mittels welcher die voneinander unabhängigen Schwenkungen der Blickrichtungen (5, 6) der Videokameras (2, 3) im zeitlichen Wechseltakt durchführbar sind.Multispectral video device according to one of the preceding claims, characterized in that the mirrors ( 16 . 17 ) in a mirror pivoting device ( 42 ) are integrated, by means of which the independent pivoting of the viewing directions ( 5 . 6 ) of the video cameras ( 2 . 3 ) are carried out in the time change clock. Multispektrale Videovorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegel (16, 17) durch einen gemeinsamen Schwenkantrieb vorzugsweise einachsig im zeitlichen Wechsel schwenkbar sind.Multispectral video device according to one of the preceding claims, characterized in that the mirrors ( 16 . 17 ) by a common pivot drive preferably uniaxially in temporal change are pivotally.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305008B6 (en) * 2009-04-21 2015-03-25 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Visualization method of time variable actions
CN109286742A (en) * 2018-10-19 2019-01-29 浙江大华技术股份有限公司 A kind of image capture device and method
CN111077533A (en) * 2019-12-27 2020-04-28 湖南傲英创视信息科技有限公司 A multispectral wide-area panoramic photoelectric radar system and its detection method
EP3606034A4 (en) * 2017-03-31 2020-12-16 Hitachi, Ltd. APPARATUS FOR IMAGING MOVING OBJECTS AND METHOD FOR IMAGING MOVING OBJECTS

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802541C2 (en) * 1988-01-28 1990-08-16 H. Dr. 8120 Weilheim De Schmidt Von Braun
US5589901A (en) * 1995-05-15 1996-12-31 Means; Kevin P. Apparatus and method for synchronizing search and surveillance devices
US5894323A (en) * 1996-03-22 1999-04-13 Tasc, Inc, Airborne imaging system using global positioning system (GPS) and inertial measurement unit (IMU) data
US20020012071A1 (en) * 2000-04-21 2002-01-31 Xiuhong Sun Multispectral imaging system with spatial resolution enhancement
US6422508B1 (en) * 2000-04-05 2002-07-23 Galileo Group, Inc. System for robotic control of imaging data having a steerable gimbal mounted spectral sensor and methods
DE10112009A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Emt Ingenieurbuero Fuer Elektr Method for taking aerial photos for aerial photo reconnaissance and device for carrying out such a method
DE102004042539A1 (en) * 2004-07-30 2006-03-23 Aee Aircraft Electronic Engineering Gmbh System for 3D modeling of objects
WO2008075335A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Elbit Systems Electro-Optics Elop Ltd. Airborne photogrammetric imaging system and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3802541C2 (en) * 1988-01-28 1990-08-16 H. Dr. 8120 Weilheim De Schmidt Von Braun
US5589901A (en) * 1995-05-15 1996-12-31 Means; Kevin P. Apparatus and method for synchronizing search and surveillance devices
US5894323A (en) * 1996-03-22 1999-04-13 Tasc, Inc, Airborne imaging system using global positioning system (GPS) and inertial measurement unit (IMU) data
US6422508B1 (en) * 2000-04-05 2002-07-23 Galileo Group, Inc. System for robotic control of imaging data having a steerable gimbal mounted spectral sensor and methods
US20020012071A1 (en) * 2000-04-21 2002-01-31 Xiuhong Sun Multispectral imaging system with spatial resolution enhancement
DE10112009A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Emt Ingenieurbuero Fuer Elektr Method for taking aerial photos for aerial photo reconnaissance and device for carrying out such a method
DE102004042539A1 (en) * 2004-07-30 2006-03-23 Aee Aircraft Electronic Engineering Gmbh System for 3D modeling of objects
WO2008075335A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Elbit Systems Electro-Optics Elop Ltd. Airborne photogrammetric imaging system and method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305008B6 (en) * 2009-04-21 2015-03-25 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Visualization method of time variable actions
EP3606034A4 (en) * 2017-03-31 2020-12-16 Hitachi, Ltd. APPARATUS FOR IMAGING MOVING OBJECTS AND METHOD FOR IMAGING MOVING OBJECTS
US11330162B2 (en) 2017-03-31 2022-05-10 Hitachi, Ltd. Moving object imaging device and moving object imaging method
CN109286742A (en) * 2018-10-19 2019-01-29 浙江大华技术股份有限公司 A kind of image capture device and method
CN109286742B (en) * 2018-10-19 2021-02-02 浙江大华技术股份有限公司 Image acquisition equipment and method
CN111077533A (en) * 2019-12-27 2020-04-28 湖南傲英创视信息科技有限公司 A multispectral wide-area panoramic photoelectric radar system and its detection method

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