JPS5921585Y2 - 自動追尾装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は移動する目標物体を自動的に追尾する自動追
尾装置の改良に関するものである。

この種の自動追尾装置は目標をたとえばテレビカメラで
撮像し、そのビデオ信号から目標信号を抽出し、テレビ
画面内の基準位置に対する目標位置偏移を測定して、そ
の偏移を打ち消すようにテレビカメラを機械的に駆動す
ることによって自動追尾を可能にするよう構成される。

第１図はこの種の従来装置の一例を示すもので、図中１
はレンズ等で構成された光学系、２はテレビカメラ、３
は目標位置の偏移を測定する目標位置検出器、４は目標
位置検出器３からの偏移信号を増幅するサーボアンプ、
５はサーボアンプ４からの電圧によって、テレビカメラ
２の向きを変えるカメラ駆動部、６は目標等を画像とし
て見るためのテレビモニタである。

目標位置検出器３はテレビ画面内に基準位置たとえば画
面中心に対する目標の位置偏移に比例した出力電圧をサ
ーボアンプ４に与える。

サーボアンプ４はその電圧を増幅してカメラ駆動部５を
駆動し、入力偏移電圧がほぼゼロになるまでテレビカメ
ラ２の方向を変える。

すなわちテレビカメラ２、目標位置検出器３、サーボア
ンプ４、カメラ駆動部５で負帰環ループを構成している
。

したがって、目標が移動しても、それに追従してテレビ
カメラ２が向きを変え、テレビモニタ６上では目標が常
に画面内の基準位置にとどまっているように観測される
。

なお第１図においては１つのループしか示していないが
、テレビカメラ２をあらゆる方向に向けられるようにす
るために、実際にはたとえば縦方向及び横方向の２つの
駆動軸を必要とし、ループとしても２つ用意する必要が
ある。

第２図は目標位置検出器３の一例を示すもので、図中７
はビデオ信号に含まれた同期信号を取り出す同期分離回
路、８は同期信号によって鋸歯状波電圧を作る鋸歯状波
発生回路、９は鋸歯状波電圧をサンプル・ホールドする
ためのサンプルホールド回路、１０は同期信号を受はゲ
ートパルスを作るゲート発生回路、１１はビデオ信号を
微分する微分回路、１２は微分されたビデオ信号をパル
ス整形する整形回路、１３はゲート発生回路１０からの
ゲートパルスの期間だけ整形回路１２の出力を通過させ
るゲート回路である。

それらの波形説明図を第３図に示す。

入力ビデオ信号の水平走査一本分に注目すると第３図ａ
のようになっている。

同期分離回路７はそのビデオ信号から同期信号を分離し
て、鋸歯状波発生器８に与える。

鋸歯状波発生器８の出力は第３図すのようになっている
。

微分回路１１の出力波形は第３図ｄに示す。

この出力は整形回路１２でパルス整形される。

ゲート発生回路１０は微分信号から目標以外のものを分
離するために画面中央付近のみ信号を通過させるために
、第３図Ｃに示すようなゲートパルスを作る。

ゲートパルス発生時点で目標が存在すれば、その微分整
形されたパルスがゲート回路１３を通って、サンプルホ
ールド回路９にサンプルパルスとして与えられる。

なおゲート回路１３はサンプルパルスとして、目標の前
端及び後端のうち前端に相当する方のみを出力として送
り出す。

サンプルホールド回路９は目標の前端に相当するサンプ
ルパルスの指令によって、鋸歯状波発生器８からの鋸歯
状波電圧を新たにサンプリングし、ただちにその時点の
電圧をホールドする。

その出力が目標位置検出器３としての出力で゛ある目標
位置偏移出力となる。

鋸歯状波電圧はその電圧値がテレビ画面位置に比例して
いるため、サンプルホールドされた出力電圧はそのまま
目標の偏移を示していることになる。

したがって、目標偏移に対する偏移出力は第４図ａのよ
うに示せる。

なお今までの説明はテレビの水平方向についてであるが
、垂直方向についても同様な手段が用いられる。

ところで、この種の装置において種々の距離にある目標
をテレビ画面上で適当な大きさとするため、テレビカメ
ラに付けられた光学系１にズームレンズを使用したり、
あるいは望遠鏡の倍率を切替える等の必要性が高い。

この場合、当然光学系１の倍率を変えることはテレビ画
面の画角あるいはテレビカメラの視野角が変わることに
なる。

目標位置検出器３の出力電圧はテレビ画面上での目標偏
移量に比例するので、画角が変わると単位角度あたりの
出力偏移電圧が変わってくる。

たとえば光学系１の倍率を上げ、小さな画角にして目標
を拡大撮像するほど、小さな角度誤差で大きな偏移出力
となってしまう。

ところが、サーボアンプ４、カメラ駆動部５によるテレ
ビカメラの方向制御利得は一定であるから、全体のルー
プ利得は第４図すに示すように、光学系１の倍率に比例
して上昇することになり、負帰環ループとして非常に不
安定になる。

したがって従来のこの種装置は安定な動作のためには、
はとんど光学系１の倍率を変えることができず、またあ
えて変える場合はその都度ループ利得を再調整しなけれ
ばならない等の欠点があった。

この考案は前記した従来の欠点を除去するために画角の
変更に応じてその量を検出し、目標位置検出器３の偏移
出力あるいはサーボアンプ４の電圧利得等を自動的に変
えることによってループ利得を常にほぼ一定化しようと
するものである。

第５図はこの考案の一実施例を示すものであり、２のテ
レビカメラ、３の目標位置検出器、４のサーボアンプ、
５のカメラ駆動部は従来のものと同一であり、同様機能
である。

１ａはズームレンズ、１４は回転式抵抗減衰器である。

回転式抵抗減衰器１４はズームレンズ１ａと機械的に接
続されており、ズームレンズ１ａの回転による倍率変化
に応じてその減衰量を変える。

目標位置検出器３の出力信号は回転式抵抗減衰器１４を
経てサーボアンプ４に与えられる。

したがって、サーボアンプ４の入力信号の大きさはズー
ムレンズ１ａの倍率に応じて変わることになる。

倍率増大による目標位置検出器３の感度増大を正しく補
正するよう回転式抵抗減衰器１４の減衰特性を調整して
おけば、ループ利得を一定に保つことができる。

したがって、この実施例によれば、調整等の手間を要す
ることなしに、自由に光学系１の倍率を変えることがで
き、大幅に性能改善された自動追尾装置が実現できる。

なお第５図の実施例においてはズームレンズ１ａと回転
式抵抗減衰器１４を使用したが、ズームレンズ１の代わ
りに倍率の異なった複数の光学系１を切替え使用しても
良く、その場合は倍率切替えをしても、ループ利得が変
わらないようにその切替えに応じて目標位置検出器３の
信号出力を切替え補償するか、サーボアンプ等の利得を
変えれば良い。

また、テレビカメラの撮像管等の偏向角を変える電子ズ
ームにおいても、この考案の効果は適用できるし、通常
のテレビカメラと異なる撮像装置、たとえば鏡を回転あ
るいは振動させる飛像方弐の撮像装置においても、同様
の効果を有する。

さらに目標の偏移量を検出する手段においても前記説明
での目標の前端あるいは後端を検出追尾するいわゆるエ
ツジ方式の他に、目標のほは沖央を検出、追尾するセン
トロイド方式でも有効であり、また前記説明では直接テ
レビカメラの方向を変える方式であったが、たとえば可
動の鏡を撮像装置の前に置き、間接的に撮像装置の視線
方向を変えるものにおいても有効である。

以上のようにこの考案によれば、自由に撮像装置の視野
角を変えることができ、かつ安定に自動追尾が可能なも
のが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動追尾装置を示すブロック図、第２図
は第１図に示した構成品の部分的な詳細ブロック図、第
３図は第２図に示したものの動作説明図、第４図は同じ
〈従来のものの動作説明図、第５図はこの考案の一実施
例を示すブロック図で゛ある。 図中１は光学系、１ａはズームレンズ、２はテレビカメ
ラ１．３は目標位置検出器、４はサーボアンプ、５はカ
メラ駆動部、１４は回転式抵抗減衰器で゛ある。 なお図中同一符号は同一部分または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 目標物体を撮像する撮像装置と、撮像装置の視野基準線
   に対する目標の偏移量を検出する偏移検出器と、偏移量
   を打消すように上記撮像装置の視野基準方向を移動する
   駆動系とからなる自動追尾装置において、上記撮像装置
   の視野角を変える手段と、視野角の大きさにほぼ比例し
   て、上記偏移検出器の入出力感度あるいは上記駆動系の
   増幅器利得を調節する手段とを備え、全系のループ利得
   を常に一定に保つことを特徴とする自動追尾装置。