DE1959828B2 - DEVICE FOR STAR PATTERN RECOGNITION USING OPTICAL FILTERING - Google Patents
DEVICE FOR STAR PATTERN RECOGNITION USING OPTICAL FILTERINGInfo
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Description
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also lichtundurchlässig werden, d. h. auch undurch- in der Bildebene der Auffang-Optik, also auf der pho-thus become opaque, d. H. also impenetrable in the image plane of the receiving optics, i.e. on the photographic
liissig für das eingespiegelte kohärente (mono- tochromen Schicht, gegen die optische Achse in seinerliissig for the coherent (monochromatic layer) reflected in, against the optical axis in its
chromatische) Licht. translatorischen Orientierung verschoben ist, so be-chromatic) light. translational orientation is shifted, so
Das inkohärente Sternbildmusier, das von der deutet das keinen Nachteil, da hinter der Ebene der Satellitenoptik aufgefangen wurde, wird somit dann 5 Fourier-Hologramme eine Bildlinse derart angeordals kohärentes Lichtmuster über eine Linse auf ein net wird, daß deren vordere Brennebene die HoIo-Hologramm eines vorgegebenen Sternbildmusters gramm-Ebene ist. Wenn das von der Satellitengeworfen. Die Hologramme vorgegebener Sternbild- Optik aufgefangene Sternbildmuste.- auf der photomuster werden angefertigt von Sternbildmuster- chromen Schicht z. B. unterhalb der optischen Achse Photographien, die auf Umkehrfilm (Sterne weiß, to abgebildet wird (also nach unten verschoben ist in Hintergrund dunkel) oder Normalfilm (Sterne dunkel, seiner translatorischen Orientierung), so wird bei Hintergrund heil) aufgenommen wurden. Welche Sternbildmuster-Übereinstimmung der helle Licht-Art von Film man verwendet, hängt von der vor- fleck durch die Bildlinse in deren hintere Bildebene gesehenen photochromen Schicht ab. Das ein- nach oben verschoben abgebildet. Diese Ablage ist gespiegelte Laser-Licht stammt entweder von einem i5 meßbar und kann zusammen zur Lagebestimmung Dauerstrich-Laser oder von einem Impuls-Laser. des Satelliten dienen. Die Ablage wird gemessen Beim Dauerstrich-Laser muß die Intensität auf entweder mit Hilfe von Photodetektor-Matrizen oder einen Wert eingestellt werden, derart, daß die optischen Fasern, an denen jeweils kleine Photophotochrome Schicht das Laser-Licht gerade noch detektoren angebracht sind.The incoherent constellation musier, which does not indicate any disadvantage, since it was caught behind the plane of the satellite optics, an image lens is then arranged as a coherent light pattern over a lens in such a way that its front focal plane becomes the HoIo hologram of a given constellation pattern is gram level. If that's thrown from the satellite. The holograms of the given constellation optics captured constellation patterns - on the photo pattern are made of constellation patterns - chrome layer z. B. Below the optical axis, photographs that were taken on reversal film (stars white, to is imaged (i.e. shifted downwards is dark in the background) or normal film (dark stars, its translational orientation), so the background is intact). Which constellation pattern correspondence of the bright light type of film is used depends on the photochromic layer seen through the image lens in its rear image plane. The one shown shifted upwards. This storage is reflected laser light comes either from an i 5 measurable and can be used together for position determination continuous wave laser or from a pulse laser. of the satellite. The offset is measured. With continuous wave lasers, the intensity has to be set either with the help of photodetector matrices or a value such that the optical fibers, on each of which a small photochromic layer detects the laser light, are still attached.
absorbiert. Hierdurch wird die photochrome Schicht ao Ein prinzipielles Beispiel für die praktische Ausvorbelastet. Beim Betrieb mit dem Impuls-Laser führung eines Gerätes gemäß der Erfindung ist in hingegen kann man es so einrichten, daß die photo- der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im chrome Schicht an den Stellen der Sternabbildungen folgenden beschrieben.absorbed. As a result, the photochromic layer is a principle example of the practical pre-load. When operating with the pulse laser guide a device according to the invention is in however, you can set it up so that the photo of the drawing is shown schematically and is in the chrome layer at the points of the star images described below.
durch das Sternlicht schon durchlässig ist, ehe der Mit der Ziffer 1 ist die optische Achse des Ge-is already transparent through the starlight before the number 1 is the optical axis of the
Licht-Impuls des Impuls-Lasers auf die Schicht auf- as rätes bezeichnet. Bei einem spinstabilisierten Satel-Light pulse of the pulse laser on the layer on- as rätes called. With a spin stabilized satellite
fällt. Uten bildet die Satelliten-Optik 2 durch den halb-falls. Uten forms the satellite optics 2 by the half
Die photochrome Schicht liegt im vorderen durchlässigen Spiegel 6 ein Sternbildmuster auf die Brennpunkt einer Objektivlinse. Durch diese wird photochrome Schicht 7 ab (z. B. an der Stelle 1.6). von dem auf der photochromen Schicht kohärent Bei einem dreiachsenstabilisierten Satelliten hinleuchtenden Sternbildmuster in der hinteren Brenn- 30 gegen muß man wegen der rotatorischen Orientieebene die Fourier-Transformierte erzeugt. In der rung vor der Satelliten-Optik 2 ein Amici-Umkehrhinteren Brennebene dieser Objektivlinse werden prisma 3 (mit Abdeckung 3 α) setzen. Das Amiciaber Fourier-Hologramme vorgegebener Stern- Prisma 3 dreht sich um eine virtuelle Achse, die muster vorbeigeführt. Der Laserstrahl, mit welchem gleich der optischen Achse 1 ist. Ein Drehwinkelaus den Hologrammen die vorgegebenen Sternbild- 35 geber 4 mißt kontinuierlich den Drehwinkel des muster reproduziert werden können, ist durch das Amici-Prismas 3. Bei manchen photochromen aufgefangene Sternbildmuster modifiziert. Ein HoIo- Schichten ist es günstig, daß sie immer wieder gramm eines vorgegebenen Sternbildmusters wird dunkel gemacht oder dunkel gehalten werden könalso beleuchtet mit der Fourier-Transformierten nen. Diese photochromen Schichten werden nur an dieser Modifikation, dem kohärent leuchtenden 40 denjenigen Stellen hell und durchlässig, also aus-Sternbildmuster, welches auf die photochrome gebleicht, an denen das (sichtbare) Sternlicht aufSchicht von der Auffang-Optik abgebildet wurde. fällt. Deshalb kann eine Lampe 19 angebracht wer-Stimmt nun das aufgefangene mit dem vorgegebenen den, die in einem Spektralbereich strahlt, der von Sternbildmuster überein, so erscheint hinter der der photochromen Schicht 7 absorbiert wird, diese Bildlinse, die in ihrem Brennweiten-Abstand hinter 45 also dunkel wird. Die Lampe 19 arbeitet kontinuierder Hologramm-Ebene angeordnet ist, ein Licht- lieh oder im Impulsbetrieb. Wenn der Laser 5 ein fleck. Impuls-Laser ist, so kann die Lampe 19 z. B. mitThe photochromic layer is in the front transparent mirror 6 a constellation pattern on the Focal point of an objective lens. This removes photochromic layer 7 (for example at point 1.6). from that shining coherently on the photochromic layer in the case of a three-axis stabilized satellite Constellation patterns in the rear focal point are necessary because of the rotational plane of orientation the Fourier transform is generated. In the tion in front of the satellite optics 2 an Amici reversing rear The focal plane of this objective lens will set prism 3 (with cover 3 α). The Amiciaber Fourier holograms given star prism 3 rotates around a virtual axis that sample passed. The laser beam with which the optical axis 1 is equal. An angle of rotation the given constellation transmitter 4 continuously measures the angle of rotation of the holograms Patterns can be reproduced is through the Amici prism 3. With some photochromic captured constellation patterns modified. In a HoIo layer it is favorable that they keep coming back gram of a given constellation pattern is made dark or can be kept dark in this way illuminated with the Fourier transform. These photochromic layers are only on this modification, the coherently luminous 40 those places bright and transparent, i.e. from constellation patterns, which is bleached on the photochromic, on which the (visible) star light is on the layer was imaged by the receiving optics. falls. Therefore, a lamp 19 can be attached who-votes now the captured with the given that, which radiates in a spectral range that of Constellation patterns match, then behind which the photochromic layer 7 is absorbed, this appears Image lens that becomes dark in its focal length distance behind 45. The lamp 19 operates continuously Hologram plane is arranged, a light borrowed or in pulse mode. When the laser 5 is on spot. Pulse laser is, the lamp 19 can, for. B. with
Die Hologramme vorgegebener Sternbildmuster diesem alternierend pulsieren. Im Falle von photowerden am äußeren Umfang eines Rades angeord- chromen Schichten, die durch die Sternbildpunkte net, welches sich um eine Achse dreht, die parallel 50 durch das Sternenlicht dunkel, also undurchlässig zur optischen Achse des Gerätes angeordnet ist. Die werden, kann eine Lampe 19 vorgesehen werden, die optische komplexe Filterung ist nur dann anwend- in einem Spektralbereich strahlt, für welchen die bar, wenn das von der Satelliten-Optik aufgefangene, photochrome Schicht 7 hell, also ausgebleicht und auf die photochrome Schicht abgebildete Sternbild- durchlässig wird.The holograms of given constellation patterns pulsate this alternately. In the case of photowerden on the outer circumference of a wheel arranged chromium layers passing through the constellation points net, which rotates around an axis that is parallel to 50 dark, i.e. impermeable, by the starlight is arranged to the optical axis of the device. A lamp 19 can be provided which Complex optical filtering is only applicable in a spectral range for which the bar, if the captured by the satellite optics, photochromic layer 7 bright, so bleached and the constellation imaged on the photochromic layer becomes permeable.
muster und das vorgegebene Sternbildmuster, wel- 55 Das kohärente, monochromatische Licht einespattern and the given constellation pattern, which 55 The coherent, monochromatic light of a
ches holographisch aufgenommen ist, genau über- Dauerstrich- oder Impuls-Lasers 5 wird über denches is recorded holographically, exactly over-continuous wave or pulse laser 5 is over the
einstimmen in ihrer rotatorischen Orientierung um Spiegel 6 auf die photochrome Schicht 7 geworfen.agree in their rotational orientation about mirror 6 thrown onto the photochromic layer 7.
die optische Achse des Gerätes. Bei einem drall- Ein von der Optik 2 dort (z. B. an der Stelle 16)the optical axis of the device. In the case of a twist on from optics 2 there (e.g. at point 16)
stabilisierten Satelliten, in welchem das Gerät starr abgebildetes Sternbildmuster leuchtet somit kohä-stabilized satellites, in which the device lights up the rigidly mapped constellation pattern thus cohesively
eingebaut ist, so daß seine optische Achse in oder 60 rent. Mittels einer sphärischen Linse 8 wird in ihreris built in so that its optical axis is rented in or 60. By means of a spherical lens 8 is in its
parallel zu der Drallachse liegt, ist dieses Problem hinteren Brennebene (hintere Brennweite /()) vonparallel to the spin axis, this problem is back focal plane (back focal length / () ) of
einfach zu lösen. Bei einem dreiachsenstabilisierten dem (ζ. Β. ;·η der Stelle 16) kohärent leuchtendeneasy to solve. In the case of a three-axis stabilized the (ζ. Β.; · Η of the point 16) coherently luminous
Satelliten aber muß ein Amici-Umkehrprisma vor- Sternbildmuster die Fourier-Transformierte gebildet,Satellites must have an Amici inverting prism in front of the constellation pattern, the Fourier transform is formed
gesehen werden, welches z. B. vor der Satelliten- Die Schicht 7 liegt in der vorderen Brennweite derbe seen which z. B. in front of the satellite The layer 7 is in the front focal length of the
Auffangoptik angeordnet ist. sieh um eine virtuelle 65 Linse 8 (vordere Brennweite /,/; /()' = /()). In derReceiving optics is arranged. see around a virtual 65 lens 8 (front focal length /, /; / () '= / () ). In the
Achse dreht, die gleich der optischen Achse des hinteren Brennebene der Linse 8 werden nunAxis that will rotate equal to the optical axis of the rear focal plane of lens 8 will now be
Gerätes ist. Fourier-Hologramme 9 von vorgegebenen SternbildDevice is. Fourier holograms 9 of given constellation
Wenn hingegen das aufgefangene Sternbildmuster mustern vorbeigeführt. Die Fourier-Hologramme 9If, on the other hand, the captured constellation pattern passes by. The Fourier holograms 9
I 959 828I 959 828
sind auf dem Umfang eines Rades 10 angeordnet, das sich um eine Achse 11 dreht, die parallel zu der optischen Achse 1 des Gerätes liegt. Ein Drehwinkelgeber oder Zähler 12 gibt fortlaufend die Nummern der Hologramme 9 an. Stimmen nun das durch die Optik 1 aufgefangene und eines der in einem der Hologramme 9 vorgegebenen Sternbildmuster überein, so erscheint hinter dem betreffenden Fourier-Hologramm 9 bzw. hinter der Linse 13 ein Lichtfleck. are arranged on the circumference of a wheel 10 which rotates about an axis 11 which is parallel to the optical axis 1 of the device. A rotary encoder or counter 12 continuously indicates the numbers of the holograms 9. If the constellation pattern captured by the optics 1 and one of the constellation patterns specified in one of the holograms 9 match, a light spot appears behind the relevant Fourier hologram 9 or behind the lens 13.
Die Bildlinse 13 (vordere Brennweite fs', hintere Brennweite /ß; /ß' = /ß) bildet den Lichtfleck auf der Bildebene 14 ab, z. B. auf die Stelle 17, wenn auf der Schicht 7 die Stelle 16 durchlässig war.The image lens 13 (front focal length f s ', rear focal length / ß ; / ß ' = / ß ) images the light spot on the image plane 14, e.g. B. to the point 17, if on the layer 7, the point 16 was permeable.
Mit Hilfe von Detektormatrizen 15 oder von optischen Fasern, an denen jeweils kleine Photodetektoren hängen, läßt sich eine Ablage α bestimmen. Wenn ein Lichtfleck auf die Bildebene 14 abgebildet wird, so wird über eine Verrechnungsanordnung 18 ausgegeben:With the aid of detector matrices 15 or of optical fibers, on each of which small photodetectors hang, a shelf α can be determined. If a light spot is imaged on the image plane 14, the following is output via a calculation arrangement 18:
1. Vom Drehwinkelgeber oder Zähler 12 die Nummer des Hologramms 9, womit ein vorgegebenes Sternbildmuster als erkannt gekennzeichnet ist.1. From the rotary encoder or counter 12 the number of the hologram 9, which is a predetermined one Constellation pattern is marked as recognized.
2. Die Ablagen aus der Detektoranordnung 15.2. The shelves from the detector assembly 15.
3. Bei einem dreiachsenstabilisierten Satelliten vom Drehwinke'.geber 4 der Drehwinkcl des Amici-Umkehrprismas 3. Bei einem spinstabilisierten Satelliten der Spinwinkel.3. In the case of a three-axis stabilized satellite from the Drehwinke'.geber 4 of the Drehwinkcl des Amici erecting prism 3. The spin angle of a spin-stabilized satellite.
Mit den unter 2. errechneten Daten erhält man die translatorische, mit 3. die rotatorische Orientierung des aufgefangenen Sternbildmusters in bezug With the data calculated under 2. one obtains the translational orientation, with 3. the rotary orientation of the constellation pattern captured in relation to
ao auf den Satelliten. ao on the satellite.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß einmal die eingangs genannte Aufgabe gelöst wird, ein einfaches Gerät zu schaffen, das tür spin- sowie dreiachsenstabilisierte Satelliten geThe advantages achieved by the invention are that once the aforementioned object The solution is to create a simple device that uses spin and three-axis stabilized satellites eignet ist, und daß die zweidimensionale Bildverar beitung zu schnellem und sicherem Erkennen für Sternbildmuster führt. Zum anderen hat man eir verhältnismäßig kompaktes Gerät, welches weni^ Platz und Gewicht erfordert. Weiterhin erhält maris suitable, and that the two-dimensional image processing leading to quick and reliable recognition of constellation patterns. On the other hand, you have one relatively compact device which requires little space and weight. Furthermore, mar beim Erkennen eines Sternbildmusters dessen rotatorische und translatorische Orientierung in bezuj auf den Satelliten. Das Gerät eignet sich gleicher maßen für schiff- und luftfahrtnavigatorischi Zwecke.when recognizing a constellation pattern its rotatory and translational orientation in bezuj on the satellite. The device is equally suitable for ship and aviation navigation Purposes.
Claims (4)
Photo-Detektormatrizen bzw. optische Fasern mit Das erfindungsgemäße Gerät zur Erkennung von anhängenden Photodetektoren bestimmt werden. Sternbildern ist dadurch gekennzeichnet, daß die4. Device for recognizing constellation patterns to create a simple device, which equally by means of optical filtering according to the An 30 for three-axis and spin-stabilized satellites claims 1 to 3, characterized in that it is suitable, as far as possible, the image processing performs the rotational orientation of a recognized dimensionally , ar-constellation pattern developed relatively quickly with respect to the satellite and is not able to make yes or no decisions either through the measured momentary rotation. The object is achieved in that the angle of the Amici erecting prism or the instantaneous spin angle of the satellite coherently measured by the coherent light of a constellation pattern is made and the coherent constellation pattern light Uten and the translational orientation are passed through a complex optical filter.
Photo detector matrices or optical fibers can be determined with the device according to the invention for the detection of attached photo detectors. Constellations is characterized in that the
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691959828 DE1959828C (en) | 1969-11-28 | Device for constellation pattern recognition by means of optical filtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691959828 DE1959828C (en) | 1969-11-28 | Device for constellation pattern recognition by means of optical filtering |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1959828A1 DE1959828A1 (en) | 1971-06-09 |
| DE1959828B2 true DE1959828B2 (en) | 1972-09-07 |
| DE1959828C DE1959828C (en) | 1973-04-05 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1959828A1 (en) | 1971-06-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |