DE2729866A1

DE2729866A1 - Vorrichtung zur darstellung einer beweglichen karte in verbindung mit luftnavigationsinformationen

Info

Publication number: DE2729866A1
Application number: DE19772729866
Authority: DE
Inventors: Daniel Colas; Herve Girault
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE2729866C3; FR2357022B1; GB1536629A; JPS6020240B2; SE7707480L; US4138726A; DE2729866B2; JPS537099A; IT1079872B; FR2357022A1

Description

'DIETRICH LEWINSKY 5

!HEINZOOACHIM HUBER l. _Juli 1977

¹REINER PRIETSCH 9612-IV/h*

JMONCHEN 21 ^ε

,GOTTHARDSTR. 81

Thomson-CSP, Bl. Haussmann 173, F-75OO8 Paris (Frankreich)

, "Vorrichtung zur Darstellung einer beweglichen Karte in Verbindung mit Luftnavigationsinformationen"

Priorität: 2. Juli 1976, Frankreich, Nr. 76 20256

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Darstellung einer i beweglichen Karte in Verbindung mit Luftnavigationsinformatio- j nen, insbesondere für ein elektronisches Anzeige3jr3tem für die Führung eines Luftfahrzeuges.

Ein kartographischer Anzeiger ist ein Gerät, das dem Piloten eines Luftfahrzeuges eine Karte darstellt, die im allgemeinen der geographischen Karte des überflogenen Gebiets entspricht. Die Positionierung der Karte wird in diesem Fall automatisch in der X-Richtung, der Y-Richtung und im Winkel θ in Abhängigkeit von der Länge bzw. der Breite und dem Kurs des Luftfahrzeuges gesteuert. Die Daten (Länge, Breite, Kurs ...) werden von dem Navigationssysfcem des Luftfahraeuges geliefert. Der kartographische Anzeiger umfaßt einen Rechner, der ausgehend von den Navigationsdaten die Nachführung in der X- und der Y-Richtung sowie in dem Winkel θ steuert.

Neben der Darstellung einer geographischen oder auch einer andersartigen Karte erzeugt das System durch optische Projektion eine Markierung, die im allgemeinen den augenblicklichen Standort des Luftfahrzeuges oder das anzusteuernde Ziel oder auch irgendeinen anderen Punkt der Karte bezeichnet.

In der Praxis erweist es sich als nützlich, auch andere Informa-

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tionen für die Navigation zur Anzeige bringen zu können, beispielsweise die Geschwindigkeit, den Treibstoffverbrauch, den , Kurs usw. Diese Informationen werden häufig mittels eines Katho-j denstrahls nach dem Verfahren der überlagerten oder der Zufalls-I abtastung erzeugt, und zwar in Form von Symbolen oder alphanu- : merischen Zeichen.

Es ist bekannt, das Bild der auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre sichtbar gemachten Navigationsinformationen optisch mit demjenigen der beweglichen Karte zu mischen, wobei das Bild der Karte durch optische Projektion erzeugt und die Mischung oder überlagerung mittels eines halbdurchlässigen Spiegels erreicht wird. Die Anordnung ist so ausgelegt, daß sie die beiden Bilder ins Unendliche projiziert und die Rolle eines optischen Kollimators spielt, so daß der Pilot die Bilder ohne Akkommodation betrachten kann. Es ist ebenfalls bekannt, die Bilder auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre wiederzugeben,wobei die Navigationsinformationen und die bewegliche Karte optisch von rückwärts auf die Röhre projiziert werden. Dies erfordert die Verwendung einer Speziairöhre mit sogenannten optischen Fenstern!.

Beider einen wie bei der anderen bekannten Lösung muß die opto- ; mechanische Einrichtung für die Projektion der beweglichen Karte in geringer Entfernung von der Darstellungs- oder Anzeigeebene angeordnet sein; entsprechende Geräte sind schwer, voluminös und kostspielig und beanspruchen einen erheblichen Teil des Instrumentenbrettes, da sie im allgemeinen für eine nach unten schauende Betrachtung ausgelegt sind. j

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der ^: einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, bei der zur Vermei- . dung dieser Nachteile die Karte und die Navigationsinformat ionen; elektronisch abgetastet und auf einem Bildschirm dargestellt ! werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen angegeben.

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ORIGINAL INSPECTED

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform und deren Einzel- ! heiten schematisch vereinfacht wiedergegeben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschema einer Vorrichtung nach der

Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung der Fig. 1 mit Veranschaulichung der weiteren Bestandteile zur Vervollständigung zu einem elektronischen Navigationsanzeigesystem,

Fig. 3 eine Blockdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Geräts zur Erzeugung des Kartenvideosignals der Fig. 1,

Fig. ¹I ein Schema zur Veranschaulichung des Prinzips der Unterteilung einer Karte zur Herstellung eines Films,

Fig. 5 einen Filmausschnitt zur Veranschaulichung

der im Fall der AusfUhrungsform nach Fig. 3 ! analysierten Bereiche und

Fig. 6 ein Schema einer anderen Ausführungsform des Gerätes zur Erzeugung des Kartenvideosignals

der Fig. l.

: Gemäß der Blockdarstellung der Fig. 1 umfaßt die Darstellungsoder Anzeigevorrichtung ein Gerät 1 zur Erzeugung des Kartenvideosignals VCC. Das Gerät 1 wird im folgenden kurz als Videosignalgenerator bezeichnet. Das Signal VCC ist ein zusammengesetztes Signal für die zeilenweise Darstellung nach dem Fernsehverfahren und umfaßt das Kartenvideosignal VC und die Zeilen- und Bildsynchronsignale SL bzw. ST. Eine Abtrennschaltung 2 gestattet die Trennung des Videosignals von den Synchronsignalen.

Während der Nutzdauer der Bildablenkung wird das Videosignal VC an eine Kathodenstrahlröhre 3 übertragen. Eine Ablenkschaltung

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erzeugt aus den Synchronsignalen SL und ST die für die zeilen-ί weise Ablenkung notwendigen Ablenksignale DX und DY. Diese Ab- ! lenksignale liegen an den elektrostatischen oder elektromagnetischen Ablenkorganen an, die durch die Spulen 5 symbolisiert sind.

Während des Bildrücklaufes oder Bildwechsels werden die Symbole oder alphanumerischen Zeichen nach dem Verfahren der Zufallsabtastung dargestellt; das dieser Darstellung entsprechende Videosignal wird im allgemeinen synthetisches Videosignal genannt und ist nit VS in der Figur bezeichnet. Das Signal VS sowie die Ablenksignale DX und DY werden entsprechend jeder zu schreibenden Spur von einem Symbolgenerator 6 geliefert. Zwei elektronische Schalter, die periodisch von dem Bildwechselsignal, genauer von der Vorderfront des Bildaustafitsignales, gesteuert werden, gestatten die Video- und Ablenkkanäle jeweils umzuschalten.

Selbstverständlich ist diese Darstellung sehr allgemein gehalten da sie lediglich den prinzipiellen Aufbau veranschaulichen soll. Insbesondere wird das Kartenvideosignal VC an ein Gitter der Kathodenstrahlröhre 3 erst nach Durchlaufen von nicht dargestell ten Eingangeschaltungen angelegt und das Videosymbolsignal VS wird in Form eines Helltastsignales an die Elektronen imitierende Kathode angelegt. Die entsprechenden Verstärkerschaltungen sind ebenfalls nicht dargestellt.

Der Kartenvideosignalgenerator 1 besitzt ein beträchtliches Volumen, da er die gespeicherte Karte in Form eines Positivfilms unterschiedlicher Transparenz, Antriebseinribhtungen für den Film, optische Vorrichtungen usw. umfaßt, wie noch erläutert werden wird. Fig. 1 läßt erkennen, daß der Kartenvideosignalgenerator 1 vorteilhaft abgesetzt von der Röhre und folglich an anderer Stelle als dem Instrumentenbrett des Luftfahrzeuges angebracht werden kann. Die Darstellungs- oder Anzeigevorrichtung kann aus einem Monitor oder Fernsehempfänger üblicher Art mit

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den Bauteilen 2, 3> ¹J, 5 und vervollständigt um die elektroni-

) sehen Schalter 7, 8 bestehen.

Die gestrichelt eingezeichneten Schaltungen beziehen sich auf j einen Generator 9 zur Erzeugung von Videoüberschreibsignalen VI, ' die gewünschtenfalls dem Kartenvideosignal VC überlagert werden

sollen. Diese Überschreibsignale oder eingeblendeten Signale ι werden dem Signal VC in einem Videomischer 10 zugemischt. Die i Signale VI erzeugen entweder eine bestimmte Vergrößerung der • Amplitude des Signals VC oder umgekehrt eine bestimmte Abschwä-I chung, derart, daß ein oder mehrere Symbole bestimmter Form an j bestimmten Stellen des Bildschirms auftreten; diese Symbole j stellen für den Beobachter Zusatzinformationen neben denjenigen i dar, die bereits durch den Symbolgenerator erzeugt werden.

, Die Vorrichtung wird über eine Steuereinheit 11 gesteuert, die i insbesondere einen Darstellungsrechner umfaßt. In Fig. 2 ist I dieser Darstellungsrechner mit 15 bezeichnet, 16 entspricht eine I Steuereingabe für die Führungsbefehle und mit 17 ist ein Speii eher bezeichnet. Letzterer legt fest, welche Informationen und ' Symbole in welchen Zeitpunkten des Fluges darzustellen sind. , Dieser Speicher 17 wird daher vor dem Flug in Abhängigkeit von der Flugaufgäbe programmiert und kann in der einfachen Form einer Magnetbandkassette oder in anderen bekannten Formen, etwa , als Kernspeicher oder als Halbleiterspeicher, ausgeführt sein. j In Abhängigkeit von dem Flugprogramm, von dem Piloten gegebenen ! Steuerbefehlen und Informationen über die Position und die Flug- : lage, die von dem nicht dargestellten Navigationssystem erhalten I werden, erzeugt der Darstellungsrechner die Steuersignale für ¹ die bereits erwähnten Generatoren 1, 6 und 9 um die von dem Pij loten gewünschte, kombinierte Darstellung zu erzeugen. Außeri dem ist vorgesehen, daß der Pilot von dem Kartenvideokanal VCC auf einen anderen Videokanal VR umschalten kann, der von einem Zusatzgerät 18 stimmt; der Umschalter, der auch eine Nullstellum hat, ist mit 19 bezeichnet. Das weitere Videosignal VR kann beispielsweise von einem Bordradarsystem oder von einer Infrarotkamera stammen.

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ίο

Pig. 3 bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsform des Kartenvideosignalgenerators 1.

Bei dieser Ausführungsform wird optisch punktweise ausgelesen, und zwar unter Benutzung einer indirekt arbeitenden Analyseröhrej mit wanderndem Lichtpunkt, also nach einem Verfahren, das im angelsächsischen Sprachgebrauch mit "flying-spot" bezeichnet wird. Der Analyseröhre 25 sind Schaltungen für die zeilenweise Abtastung 26 und Generatorschaltungen 27 für die Zeilen- und ! Bildsynchronsignale SL und ST zugeordnet. Die von dem Lichtpunkt; herrührende Lichtstrahlung wird von einem optischen Objektiv 28 j aufgenommen, aas die Strahlung in ein Parallelstrahlenbündel zum| Zweck der optischen Trennung durch einen im Strahlengang liegen-! den, halbdurchlässigen Spiegel 29 umformt. Dieser Spiegel ist derart behandelt, daß er einen zweiten optischen Kanal für die Positionskontrolle der Abtastung erzeugt; dieser zweite Kanal enthält lediglich einen geringen Bruchteil der einfallenden Lichtenergie, beispielsweise einige Prozent. Der verbleibende, überwiegende Teil bildet den ersten optischen Kanal, der für die I Analyse der Karte benutzt wird. Gemäß der Darstellung ist dieser erste Kanal gleichbedeutend mit dem Weg des von dem Spiegel reflektierten Lichtes. Ein zweites optisches Objektiv 30 bündelt die Strahlung wieder und reproduziert den Lichtpunkt in der Bildf ebene der zu analysierenden Karte.

Die Karte befindet sich auf einem auf Spulen 32, 33 aufgerollten Film 31. Dieser Film wird durch aufeinanderfolgende Aufnahmen des aufzuzeichnenden oder zu speichernden kartographischen Gebietes in einer bestimmten, im Schema der Fig. 4 erläuterten Zerlegung erhalten. Die Zerlegung in m Zeilen und η Spalten entspricht der Erzeugung von mn fotografisch gespeicherten Bildern in der angegebenen Reihenfolge Il bis Im, dann Im+1 bis I2m usw., was gleichbedeutend ist mit einem Aneinandersetzen der sich aus der Zerlegung oder Unterteilung ergebenden, aufeinander folgenden η vertikalen Streifen.

Die Analyseröhre 25 erzeugt eine zeilenweise Abtastung, die auf

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I H

I dem Film der Analyse eines begrenzten Teilbereiches Zj des be-I trachteten Bildes Ij entspricht (Fig. 5). Der Film besitzt

außerdem in bekannter Weise Randspuren 34, die derart kodiert ι sind, daß sie die Nummer des gerade analysierten Bildes und die ι Stellung der Analyse angeben.

ι Hinter dem Film befindet sich ein optoelektrischer Detektor mit ; einem optischen Objektiv 35 zur Fokussierung und einem Fotodetektor 36, der das Kartenvideosignal VC liefert. Dieses Signal I wird mit den Synchronsignalen SL und ST in einem Mischer 37 zu ι dem Signal VCC zusammengemischt, das für die gfs. abgesetzte ' Anzeige- oder Betrachtungseinheit bestimmt ist.

^! Es ist schwierig, die Stellung der Abtastung der Röhre genau

; festausteilen. Diese Genauigkeit ist aber notwendig, um einen I Bezugspunkt angeben zu können, der im allgemeinen der Mittel-I punkt des Bereiches Zj ist und meifct dazu vorgesehen ist, den \ momentanen Standort des Luftfahrzeuges anzugeben. Die Kontrolle ι der Position der Abtastung geschieht mittels des zweiten optii sehen Kanals; die Strahlung in diesem Kanal wird durch ein--6b-' jektiv 40 auf einen Detektor 51 fokussiert, dem noch eine Blende 42 vorgeschaltet sein kann. Die Positionierung des Fotodetektors entspricht derjenigen des hier als in der Mitte des Bildschirmes liegend angenommenen Bezugspunktes. Der Detektor 41 stellt ι somit den Durchgang des Lichtpunktes bei jeder Bildablenkung I fest. Das entsprechende, detektierte Signal wird einem Verglei-' eher 43 zugeführt, der von dem Synchronsignalgenerator Impulse j erhält, deren zeitliche Stellung den X- und Y-Koordinaten des j betrachteten Bezugspunktes entspricht. Wenn sich die Positionierung der Abtastung von einer Bildabtastung zur nächsten ändert, liefert der Vergleicher 43 Fehlersignale entsprechend der Verschiebung in der Y-Richtung, das heißt,die Zeilenzahl der Verschiebung und entspredhend der Verschiebung in der X-Richtung, das heißt der Verschiebung längs der Bezugszeile, hier der Mittelzeile. Der Vergleicher kann beispielsweise einen Zähler enthalten und in bekannter Weise die Perioden eines hochfrequenten

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Taktsignales zählen, um die Verschiebungen mit großer Genauigkeit zu ermitteln. Die entsprechenden Fehlersignale werden der Abtastschaltung zugeführt, um demzufolge die Abtastsignale zu ändern und den Mittelpunkt der Abtastung dem Bildschirmmittelpunkt nachzufUhren.

Der Detektor ¹U wird zunächst derart positioniert, daß exakte ^! Koinzidenz mit dem vorgesehenen Bezugspunkt besteht.

Sofern ein Farbfilm analysiert werden soll, werden die Teile 35 und 36 durch eine optische Farbtrennvorrichtung (Filter) ergänzt, um die verschiedenen Farbauszüge zu gewinnen; in diesem Fall sind ebensoviele Fotodetektoren wie Farbkanäle vorgesehen.

Die Positionierung und die Winkelstellung des analysierten Bereiches Zj werden den Bewegungen des Luftfahrzeuges oder jeder anderen sich aus Steuerungseingriffen ergebenden Position, beispielsweise einem manuellen Transport der Karte, nachgeführt. Ein Bordrechner 45 erhält die Positions- und Lagedaten des Luftfahrzeuges von dem Darstellungsrechner 15; diese Daten entsprechen der Länge, der Breite.und dem Kurs, die jeweils darzustellen sind; der Bordrechner ermittelt aus diesen Daten Steuersignale für den Winkel θ und die Nachführung in der X- und der Y-Richtung. Die Nachführung in der Y-Richtung umfaßt Schaltungen 46, die eine Antriebsvorrichtung 47 für die Filmspulen versorgen Die Drehung der Spulen transportiert den Film parallel zur Y-Riclji tung mit dem Vorzeichen des Positionierungsfehlers und mit einer Amplitude entsprechend der Beseitigung dieses Fehlers. Die Nachführung in der X-Richtung umfaßt Schaltungen 48, die eine Antriebsvorrichtung 49 versorgen. Die Antriebsvorrichtung 49 ändert die Winkelstellung des Spiegels 29 in Bezug auf die optische Achse Z. Hieraus ergibt sich eine Verschiebung des analysierten Bereiches Zj in der X-Richtung mit dem Vorzeichen und der entsprechenden Amplitude zur Beseitigung des X-Positionierungsfehlers. Der Bezugswert für die X-Positionierung wird ausgehend von den Positionsinformationen auf den Spuren 34 geliefert. Diese Informationen werden mittels der Analyseröhre 25 ausgelesen;

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hierzu führt die Anajyseröhre 25 während der jeweiligen Bildaustastlücke eine zweite Analyse im Randbereich des Films, dort ι wo dieser die kodierten Spuren aufweist, durch, wie genauer in ¹ Fig. 5 erkennbar. Während der Bildaustastung, die hinreichend

lang gewählt ist, erzeugt die Ablenkschaltung 26 andere Ablenki signale, und zwar in der Weise, daß der Lichtpunkt der Röhre ' exzentrisch liegt und einen Randbereich Zk abtastet. Die Kodierung der Spuren gestattet die Feststellung der Bildnummer und ^! der Positionierung; sie umfaßt eine Grobkodierung für die BiId- '■ nummer und für Bezugspositionen auf der einen Spur und eine

Feinkodierung für die Positionierung in Form eines Impulszuges j auf einer anderen Spur. Die Analyse des Bereichs Zk erfolgt vori zugsweise durch Abtastung der zwei Kodespuren in Y-Richtung. Die ^! auf diese Weise durch den Fotodetektor 36 festgestellten Y-Po- ; sitionierungssignale werden dem Rechner 45 über einen Schalter ' 50 zugeführt, der auf den Ausgang des Detektors 36 folgt und der durch das Bildsynchronsignal ST gesteuert ist.

Die X-Bezugsposition wird von einem Winkelgeber geliefert, der

¹ aus einem Potentiometer 53 bestehen kann, dessen Schleifer von

i der Antriebsvorrichtung 49 synchron mit der Drehung des Spie-

: gels 29 verstellt wird. Die zwischen dem Schleifer und Masse I (Bezugspotential) abgegriffene Spannung gibt die Winkelstellung , des Spiegels 29 wieder und wird dem Bordrechner 45 zur Ermittlung des Fehlersignals zugeführt, das durch Vergleich mit den ^; erhaltenen Positionsdaten des Luftfahrzeuges ermittelt und der X-Nachführung zugeführt wird.

Das Objektiv 30 ist für eine hinreichend große Öffnung unter

, Berücksichtigung der möglichen Verschiebungen des Bereiches Zj

: in dem Bild längs der X-Richtung ausgelegt. Eine verfeinerte,

■ aufwendigere Anordnung mit einem Objektiv 30 kleinerer öffnung

' bzw. kleineren Gesichtsfeldes ist unter der Voraussetzung mög-

! lieh, daß seine Stellung in X-Richtung linear entsprechend der

j Winkeldrehung des Spiegels 29 nachgeführt wird.

: Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Spiegel 29 ortsfest i - 10 -

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' zu lassen und den Film und die Spulen längs der X-Richtung zu ' ! " j

I verschieben. Die X-Nachführung geschieht dann beispielsweise

j mittels eines Potentiometergebers, der auf einem den Film und j die Spulen tragenden Schlitten angeordnet ist. i

I i

I Die Winkelausrichtung oder Drehung θ der Karte wird durch ure- j ! hung derAblenkung des Lichtpunktes auf dem Schirm erhalten, die _: zu einer gleichgroßen Drehung des analysierten Bereiches des
¹ Filmes um den Bezugspunkt führt (Fig. 5). Die Machführung der

Positionierung dieses Punktes gewährleistet, daß der Mittelj punkt der Drehung stets festliegt.
i

Der von dem Darstellungsrechner 15 abgegebene V/ert der Drehung ' i Wird dem Bordrechner 45 zugeführt, der die Ablenkschaltung 26
! über die Verbindung 51 ansteuert, die daraufhin die entsprechen-!

den Ablenksignale liefert. j

! Dieser Wert kann durch Eingriff des Piloten gelöscht oder geän- j ¹ dert werden. Der über die Steuereingabe 16 eingegebene Wert '

ι , ι

I wird von dem Darstellungsrechner 15 an den Bordrechner 15 über- j tragen, der den Wert der Winkeldrehung löscht oder ändert.

Die Darstellung der Karte in verschiedenen Maßstäben wird durch I Vergrößerung oder Verkleinerung der Abmessungen des analysier-I ten Bereiches Zj erhalten, da dieser Bereich vollständig auf
ι dem Bildschirm der Anzeigeröhre 3 wiedergegeben wird.

Ein Befehl des Piloten zur Vergrößerung wird über die Steuereingabe l6 und den Darstellungsrechner 15 an den Bordrechner ^5
übertragen, der seinerseits die Ablenkschaltung 26 über die Verbindung 52 derart steuert, daß letztere die entsprechenden Ablenksignale abgibt.

Der eingeblendete Punkt kann auch exzentrisch liegen und nicht
mit dem Bezugspunkt zusammenfallen; der eingeblendete Punkt wird durch Videoüberlagerung mittels des Überschreibsignalgenerators
9 und des Videomischers 10 (Fig. 1) erhalten.

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i Die Winkeldrehung, die Vergrößerung und die exzentrische Abta-¹ stung werden durch Änderung der Ablenksignale gemäß bekannten J Techniken erhalten, ebenso die Positionsnachführung des Bezugsi punktes.

, Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Videokarteni signalgenerators. Der zu analysierende Bereich Zj wird mittels j einer im Brennpunkt eines Objektivs 56 angeordneten Lichtquelle , 55 beleuchtet. Das Bild dieses Bereiches wird auf der Fotokathoi de einer Fernsehabtaströhre oder Kameraröhre 57 abgebildet. Die ^! Lichtquelle 55 kann aus Lumineszenzdioden bestehen. Der Film 31

ist in der Brennebene eines zweiten Objektivs 58 angeordnet, I das ein Bild dieser Ebene im Unendlichen entwirft. Dieses Bild

wird von dem der Kameraröhre vorangehenden Eingangsobjektivs j 59 auf die Fotokathode der Röhre fokussiert. Im optischen Strahi lengang liegt ein halbdurchlässiger Spiegel 60 und ein vollreflektierender Spiegel 61 zur Umlenkung auf die Röhre 57. Der halbdurchlässige Spiegel 60 gestattet es, dem erzeugten ersten j optischen Kanal die Information über die Bezugsposition zuzumi-' sehen, die mittels eines zweiten optischen Kanales erzeugt wird, , der aus einer Lichtquelle 62, einer Blende oder Maske 63 und einem optischen Objektiv 6Ί besteht. Die Anordnung 62, 63 erzeugt einen Lichtpunkt oder einen Lichtspalt im Brennpunkt des , Objektivs 6¹K Dieser Punkt wird dem Bild auf der Fotokathode überlagert und bildet den dargestellten Bezugspunkt, im allgemeinen den Standort des Luftfahrzeugs. Die Verschiebung des j Films in der X- und der Y-Richtung geschieht wie im Fall der I Fig. 3 durch Drehung des Spiegels 60 und Antrieb der Spulen.

Die Drehung derförte wird mittels eineroptischen Vorrichtung erhalten, die beispielsweise aus einem sogenannten Pechan-Prisma 65 besteht, das mittels eines Antriebes 66, der von dem Bordrechner (^5 in Fig. 3) gesteuert werden kann, um die optische Achse Z gedreht werden kann. Die Analyseröhre kann ein Vidifeon oder eine Halbleitermatrize sein, die eine ladungsgekoppelte Schaltung bildet (charge coupled device). Das Objektiv 59 kann

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zur Erzeugung der Vergrößerung eine veränderbare Brennweite haben.

Im Fall einer aus Lumineszenzdioden bestehenden Lichtquelle 55 können diese in unterschiedlichen Spektralbereichen entsprechend unterschiedliche Farben imitieren. In Verbindung mit einem Farbfilm ist es möglich, durch selektive Ansteuerung der,Dioden lediglich solche Karteninhalte darzustellen, die ganz bestimmte Farben haben, beispielsweise gelb angelegte Straßen, blaue Wasserläufe usw.

Zahlreiche Ausführungsformen sind im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung möglich, der in der gemeinsamen Darstellung einer beweglichen, insbesondere geographischen Karte und anderen Informationen auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre oder dergleichen durch Umwandlung des Bildes der darzustellenden Karte in ein Videosignal besteht. Beispielsweise kann die Vorrichtung mit drehbarem Prisma (65, 66) gemäß Fig. 6 bei der Ausführungsform mit Analyseröhre gemäß Fig. 3 verwendet werden.

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Claims

DIETRICH LEWINSKY j

HEINZ-JOACHIM HUBER j

REINER PRIETSCH I

MÖNCHEN 21 ¹- ^Juli ^77 |

GOTTHARDST^. Γ 9612-IV/Hg Thomson-CSP

Patentansprüche:

i[ 1. / Vorrichtung zur Darstellung einer beweglichen Karte in

i^V—"" Verbindung mit Luftnavigationsinformationen, insbesonde-, re für ein elektronisches Anzeigesystem für die Führung eines Luftfahrzeuges, mit einem Fernsehmonitor zur Darstellung des beweglichen Bildes der in Form eines Films gespeicherten Karte, Einrichtungen zur Nachführung der Bildlage in Abhängigkeit von der geographischen Breite, der geographischen Länge und des Kurses des Luftfahrzeuges, einem Gerät zur Erzeugung des dem darzustellenden Bild entsprechenden Videosignals und der Zeilen- und Bildsynchronimpulse für die zeilenweise Ablenkung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Symbolgenerator zur Erzeugung der Navigationsinformationen in Form von synthetischen Videosignalen zu deren Darstellung

ι nach dem Verfahren der Zufallsabtastung vorgesehen ist und j daß der Monitor (2, ¹J, 3, 5) vom Bildwechsel- oder Kaster- j signal gesteuerte elektronische Schalter (7, 8) umfaßt, die jeweils die Videosignale (VC, VS) und die Ablenksignale schalten und die Darstellung der Symbole im Anschluß an jede Bilddarstellung der Karte während jeder Bildaustastung gestatten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ! eine Einrichtung zur Erzeugung von Überschreibsignalen (VI) enthält, die in überlagerung zu dem Kartenvideosignal (VC) auftreten und diese Einrichtung einen Generator (9) für die ^[ Überschreibimpulse enthält, der von den Zeilen- und Bildsynchronsignalen gesteuert wird, sowie eine Mischschaltung (10) zum Mischen der bei der Betrachtung des Kartenbildes zu überlagernden Signale.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, ; daß das Gerät zur Erzeugung des Videosignals der Karte eine Vorrichtung (25, 26, 27) zur indirekten Analyse mittels wandernden Lichtpunkt (flying-spot-Verfahren) zum zeilenweisen Abtasten der Karte und einer ersten fotoelektrischen Detektor (35, 36) für die Abtastung zur Erzeugung des Video-' signals (VC) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Film auf Spulen aufgewickelt ist und die Karte in einer ersten Richtung durch Steuerung der Spulendrehung positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Positionierung der Karte in der zweiten Richtung X ein rotierender, reflektierender Spiegel (29) vorgesehen ist, der zwischen dem Schirm der Analyseröhre (25) urd dem Film (3D angeordnet ist und ein erstes optisches Objektiv (28) zur Erzeugung des Lichtpunktes in Form eines Parallelstrahlenbündels vorgesehen ist, wobei der Spiegel (29) gegen die optische Achse geneigt ist, und daß ein zweites Objektiv (30) das reflektierte Strahlenbündel auf die zu betrachtende Karte fokussiert und Stellantriebe CfH, 49, 51) zur nachführung der Winkelteilung des Spiegels vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel halbdurchlässig ist zur Erzeugung eines zweiten optischen Kanals, der einen zweiten fotoelektrischen Detektor (40, 41, 42) zum Detektieren eines Signals entsprechend den Durchgang des Lichtpunktes durch einen bestimmten Bezugspunkt des Schirms der Analyseröhre enthält und daß dieses Signal an einem Vergleicher anliegt, der es mit einem Bezugs+ signal vergleicht und ein Signal zur Korrektur eier X- und Y-Positionierung der Abtastung des Analyselichtpunktes ab- _: gibt. I
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Film an sei- j nem Rand kodierte Spuren (34) aufweist, die insbesondere j

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die Fi lnistellung in der Y-Richtung angeben, dadurch gekenn- j zeichnet, daß die Analyseröhre während der Bildaustastung j die Spuren ausliest und der erste Detektor ein Positions- ι nachführsignal für die Nachführung in der Y-Richtung erzeugt[
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder C, dadurch gekennzeichnet, J daß die X-Nachführung gleichzeitig den Spiegel und einen j Potentiometergeber (53) antreibt, der das X-Nachführsignal
erzeugt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das¹ Gerät für das Kartenvideosignal einen Bordrechner (^5) umfaßt, der die Positionsdaten des Luftfahrzeuges nach Breite ; und Länge, sowie die X- und Y-Positionsnachführsignale erhalt und der Fehlersignale der X- und Y-NachfUhrurig erzeugt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bordrechner eine Angabe der Kartendrehung erhält und ein
«ntsprechendes Signal (Sl) für die Ablenkschaltungen der
Vorrichtung zur indirekten Abtastung durch den wandernden
Lichtpunkt abgibt, um die Drehung durch Änderung der Ablenksignale der Analyseröhre zu erzeugen.
10. Verrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bordrechner eine Angabe über die Bildvergrößerung
der Karte erhält und ein Signal (S2) für die Ablenkschaltungen der Vorrichtung zur indirekten Abtastung abgibt, um die
Vergrößerung durch Änderung der Ablenksignale der Analyse- ,

röhre zu erzeugen. !
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gerät zur Erzeugung des Videokartensignals optische
Einrichtungen (58, 60, 61, 59, 63, 6U) und Beleuchtungseinrichtungen (55, 62) zur Gewinnung einerseits des Bildes der darzustellenden Karte (Zj) und andererseits des Bildes eines Positionsbezugspunktes auf dem Schirm einer Fernsehaufnahme-

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; röhre (57) umfaßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät zur Erzeugung des Kartenvideosignals ein opttisches Pechan-Prisma im Strahlengang enthält, um das Bild der Karte zu drehen.

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