Способ фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 020378 (21) 2585937/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Кл.2 С 01 С 11/04 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ НЕДЕФОРМИРУЮЩЕГОСЯ ОБЬЕКТА":Изобретение относится к фотограм" метрии, в частности к фотограмметрическому определению параметров движения.Известен способ излучения движения недеформирующегося (твердого) тела методом стереофотограмметрии. Способы стереофотограмметрического определения параметров давления включают установку фотокамер, измерение базиса съемки, синхронное фотографирование двумя фотокамерами объекта давления, измерение кар"тинных координат точек изображения объекта на стереопаре, определение 15 пространственных координат точек объекта на различные моменты времени и нахождение параметров движения по пространственным координатам 1). 20 синхронизации затворов съемочных камер.Известен способ стереофотограмметрической съемки подвижных объектов, включающий создание опорной сети, фотографирование одной съемочной камерой иэображений объекта и опоры в двух зеркалах, измерение картинных координат точек объекта и нахождение по координатам параметров движения (2,Недостатком способа является сложность процесса съемки, вызываемая необходимостью получения стереопары зеркальных иэображений, для чего необходимо устанавливать, кроме камеры, два зеркала с таким расчетом, чтобы объект съемки находился между зеркалами и фотокамерой. Кроме того, в существующем способе точность определения параметров движения во многом зависит от качества и параметров зеркал.Целью изобретения является упрощение.процесса съемки и повышения точности определения параметров движения.Поставленная цель достигается тем, что размещают точки опорной сети непосредственно на объекте, пеНедостатками известных способов определения параметров движения являются сложность процесса съемки, вызываемая необходимостью испольэо вания двух калибровочных съемочных камер,а также невысокая точность определения пространственных координат и, следовательно, параметров движения, обусловленная погрешностями 30 Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии746 18 б Х Ы сл У.-ч Е Сл ьу=А ч - чел сл2, -7.ь+ л сл 3ремещают опорную сеть вместе с объектом, образуют квазиснимки под условием относительности движения съемочной камеры к объекту съемки, определяют элементы внешнего ориентирования каждого квазиснимка и находят по элементам внешнего ори" ентирования параметры движения,На фиг, 1 показана принципиальная схема получения изображений движения объекта на один снимок на Фиг, 2 - схема получения кназиконгерентных снимков,На поверхности твердого тела замаркирован ряд точек (фиг. 1 и 2 точки А и В), координаты которых до начала движения определяют геодезическим методом в неподвижной (инерциальной) системе координат худ. С телом связана система коОрдинат хсусг;с, начало которой в зависимости от условий эксперимента может быть совмещено с полюсом вращения тела С , центром тяжести, центром масс или любой другой точкой, а оси могут быть направлены по строительным осям конструкции. Координаты опорных точек А и В объекта; занимающего в пространстве 1,2,и 3 и т.д, позиций, в системе координат хусг остаются неизменными, Взаимное положение систем координат хсусг с и х у г определяются углами р,г иЧ(Фиг. 1) .Опорные точки А и В объекта на разные зафиксированные моменты времени через объектив Б проектируЮт в плоскость снимка Р в виде точек а,Ь,аЬ, а Ьз, и т.д. По измеренным координатам на снимке Р точек агЬи геодезическим координатам точек А и В объекта в позиций 2 образуют мнимый снимок Рл, полученный из мнимого центра Б 1 (фиг.2). Такой снимок можно получить путем возвращения объекта иэ позиции 2 в позицию 1, не нарушая сняэи проектирующих лучей, Анапогичным путем образуют следующий кваэиснимок Р и т,д. Если объект займет И положений в пространстве и столько же получит иэображений на снимке Р , то можно получить (0-1) мнимых снимков (кваэиснимков) . Таким образом, используя принцип,относительности движения, т.е. считая, что перемещается не тело, ацентр проекции Б , получают мнимыецентры проекций Б,БлБ,(фиг.2),Так как положение квазиснимковзависит от положения тел для зафиксированных моментов времени, тоэлементы внешнего ориентирования " этих-снимков зависят от параметровдвижения. Следовательно, определивэйементй "йй 4 Инего"орйентйрованйя квазиснимков, можно затем перейтикэлементам параметров движения. Угловые элементы внешнего ориентирования кнаэиснимков находят путем их калибровки. Тогда углы поворота между двумя позициями тела равныГ ф-л о 5 /,О+лф 3 - 5 С.ллф где 1 - номер позиции тела. Ф,ьо,)( - угловые элементы внешнего 10 ориентирования квазиснимков.угловые скорости, отнесенные к осям поворота, соотнетственно составляют1 15, 31 Д) ф- Ц,л 20 Проекции общей угловой скорости на оси подвижной системы ХусЕравны, =сое М+ Ь со 5ы ЮЮ: фема ч - СО/ с 05 Ч25 щ: ч -р ью г,г Линейное перемещение тела (полюса вращения) при переходе иэ одной позиции в другу 1 о (фиг.1) равно где Ь Х;,ду;, аЕ- линейное перемещение тела (полюса вращения) из позиции 3, в позицию(3.+1);Х;,Х з, лл Ез+ л -координатыцентров проекций квазиснимков;Хс л Ус л Е с- к оорди н аты полюс а 40 вращения в первой позиции телаА; - матрица направляющих косинусов для углов поворота тела изв пдэицию (1+1) .Зная перемещения полюса вращениятела, получают линейные скорости завременной интервал дс.Способ осуществляют при стробоскопической съемке или съемке наотдельные кадры неподвижной камеройдвижущихся твеРдых (недеформирующихся) объектов, совершающих поступательное и вращательное движение. Изобретение позволяет уверенноопределять параметры движения не деформирующегося .объекта при помощи съемки одной камерой.Использование способа фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта Я обеспечивает воэможность полученияпараметрон движения с помощью одной съемочной камеры беэ использования дополнительных зеркал; повышение точности получения параметб 5 ров движения за счет исключения пог746186 0 15 каз 4093/13Подписное фПатентф, ул.Проектна Филиа г,ужг решностей синхронизации работы затворов. Формула и з обретения Способ фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта, включающий создание опорной сети, фотографирование объекта съемки одной камерой, фиксирование интервалов времени, измерение координат точек изображений йа снимках; о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью упрощения процесса съемки и повышения точности определения параметров движения, размещают точки опорной сети непосредственно на объекте, перемещают опорную сеть вместе с объектом,образуют квазиснимки под условиемотносительности движения съемочнойкамеры к объекту съемки, определяют элементы внешнего ориентированиякаждого квазиснимка и находят поэлементам внешнего ориентированияпараметры движения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лобанов А.Н. Бруевич П.Н.Наземная стереофотограмметрическаясъемка. Геодезия и аэросъемка.Итоги науки и техники1974910,с. 7-192. Авторское свидетельство СССР9 502222, кл. С О С 11/04106.06.74.3 познцнюеЬ