Способ определения формы поверхности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) ( С 53) 5 С О С1/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(ч 6) ЗО.О 4.91. Бюл. К 16 (71) 11 осковский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картограФии(э 6) Авторское свидетельство СССР Кф 686 ОО 1, кл, С 01 С 1/02, 1978.Лооанов А,И. Аналитическая Фотограмметрия, И.: Педра, 1972, с.224.(э 4) СПОС И ОПЛ.ПБ 11 БИИ 11 ФМл 1 Ы ПОВБГХВ)СТИ Иэооретение относится к Фотографической, телевиз 1 нной и Фототелевиэионнои съемкам поверхности и может быть испольэовало в тех случаях, когда необходимо бесконтактным способол исследовать рельеф поверхности и когда имеется воэможность получения трех снимков одного и того же участка поверхности при различных положениях близкого к точечному источника света и сьемочного аппарата и при наличии неперекрывающих друг друга теней на снимках,Цель изобретения - новьшение точности путем обеспечения возможности использования сколь угодно малого базиса съемки. На Фиг, 1 представлено положение источника света и съемо ной каеры от 2777) Изобретение относится к ФотограФической, телевизионной и Фототелевизионнои съемке поверхностиЦель изооретения - повыщение точности, При различных несовпадающих положениях источника света и съемочной системы получают не менее трех снимков поверхности, на которои расположены отдельные отбрасывающие тень объекты, измеряют длину этих тенек на снимках и по определенным элементал ориентирования съемочной системы и и точника света нз ооработки находят параметры, характеризующие Форм.: поверхности, в видекакой-лино аппроксимирующеи Функции,2 ил. носительно ооъекта, соответствующие моменту получения одного снимка; на Фиг, 2 - иллюстрация ситуации, когда ф,1 съел 1 очньп 1 аппарат неподвижен, а источ- ввй ник света перемещается. (.иСущность способа заключается в ле- (ф дующем. МПоложение источника света, съемочного аппарата и объекта изображено на Фиг, 1, где 7 - плоскость фотографирования, в которой введены оси координат ОХ и ОУ, а ось (2 направленаперпендикулярно плоскости и . Ь. - ка- Ъф сательная плоскость к исследуемой по, верхности с, с точкои касания, расположеннои в основании объекта, отбрасывающего тень, Будем считать, что в некоторой окрестности этого объекта исследуемая поверхностьдостаточнох 5 х г ги 5 га - гИ15 где ш = -а-. - знакецател 1 л 1 асштаба сшмка 1 пс д.;це тени 1, измеренной на сшмкех л 1 о;гно установить длину отрезкаНС (В выбранной системе координат положения съемочного аппарата А и источника света ,. будут соответсгцецпо задаваться координатами А(хуг,) ц Я(х 1 уг ). Координаты точки, конца25 НОРМаЛИ, РаВЦЫ (,Х 1,1 У 1 21,1. ДЛЯ ОПРЕ- деления вектора В цеоЬходимо найти коор ц: ть то 1 лп 1 (х, го о 1 О 1 оИз подобия треугольцикоь, образованных связкоц луче с центром ЛК ордицаты точки находятся как(АМ):35гага пересечеше прямой У.: И Уи- Уа х - ха хн ха с плоскостью1 1 1 1 1 1 Уа Ур УМ га гр гц хахр х 1 гагргн 45.(га-гч) 1 о1 Г Уо У 5 УЦ га 25 ги хорошо прпьлижается касательной плоскость 1 а , 11 о снимку будет определяться дпица тени 1, соответствующаяпроекции отрезка ИР на плоскость,параллельную плоскости фотографирования и проходящую через точку М, Началм тени будем считать точку И, получаемую как точку касания поверхностиобъекта лучом, выходящим из источника света Ь. Точка Р пересечения этого луча с плоскостью 0 Ьсчитаеи концомтени объекта,Иа основании соотношения 1, = щ 1 го га х = х +(х - х ) Я а г - г й а а го га,1 ля вычисления .;оордицат точки К, как перссечешгя прямой (АР) с плоскостью г=го, надо сначала найти коор 2 1 а(хи хо) (х хи)+(ук уо ) (у 5 ул 1) (гн га) дицаты точки Р, являющейся пересеченисм прямой (ИЯ): с касательной плоскостьюТеперь можно нанти длину отрезка(К) (Сопоставив выражение (5) с выражениел (1) ц подставив координаты точки Р из (3), получил 1 соотношение) гдес, л тльц 1 в 1 ти выратора цорл 1 д 1 ц.) 5 1 о 45 Ьсоотношение (6) янляется уран 1(1 д 1 е 11)связывающим координаты точки М - ндочала вектора нормали М 11, Следэвдтсс 1, -о. но, чтобы ндитц зти координат,1, необходимы три таких уравнения, т.е. ИеОбходилсы трн с 1 Б 1 л 1 кл Одного Объек дс различным положением теней,1 о снимку определяются две каор.ц:наты точки Х = (х , у ), Коордцндтыточки А(хс)Ус)гс) и источника свсгд1 ОБ(х)у 5) 2 ) известны. еизвестнымиявляюТся 2) и М, (х,уо, 2, )Если рельеф поверхности лццроксцмируется функцией 2=и (ах у )1) ) 1где л; - плрамст 1"ы, тогда 2 =фд" х,511 )у, ) ц нецзвестцыл 1 и в (6) остдютсц 21,х, у . о, 1;роме того, нсобходн 1 моопределить пардмстры д;Клк известно, вектор пор 11 длц к 1 оверхности в очке с коор;1:ц 1 дта 11 И (хо )Г,3 у 3 у,у ): И = ; ,; -1О= а М, -З ЛоМтл: к,1 к с другой стороныО- 2 1М о1-о, 71 2. в :- ; -1 , то соцос го женил для коордцндт дскцолучцмоотц(яоенця: 30 21 6 в качестве дцпроксцмцруюшец Функции паять попс.рхцость второго г 1 орядкд 2 2х +2 д, ху)д ч +д х +20) в(о 11 я 1 ф 1 х в ьч 1 рлжецц(. функции, задающец рельеф, необходимо иметь снимки трех о(цьсктон, 1 огдд получится сцст 1 ли) состоящая цз пятнадцати уравнецц 1,и которую оудут вхс 1 дит шесть нсц нести,1 х, к(1 э 11 м)Иццен 1( в а,н 9 кооргн 1 цлт 2 , ., у (1 = 1,Л) 3) трех но 1 рл 1(и И 1,1 х вект, с в,11 рц более сложном выборе поверх( .тц будет неооходимо оольшее число снимков. )ешецце получаемой системы осу 1 Честнляется с помощью ЭВ. ВСд фуц 1(ИИИ 2= с) (д , Х ) у) ) дцпрОКСИ"1 Н- рующец рельеф, л 1 ожет бь 1 ть получен рдзц 11 цн 1,1 лд мдтелсдтцческилп методами.3 у Хо,со Н о гч го 35 Таким образом, пя г 1, урдвненцц (6) и (7) обрдзу 1 от сцс 1 ему урдвне 1 шц Пля определения коордИат цекторд норл 1 дцц 211) х, уо и пдрдметров апцроксцлп 1 ру ющеи,"ункц 11 и л;И случае, когда дппроксимируюг 1 дя поверхцость не является плоскост 11 о, число параметров д; больше дву:(, и шести уравнении для решения зада и недостаточно. 1 озтому цеооходимо Использовать сн 1 мки (по три положецц)1 теци) других ооъс.ктов, Если числс параметров а , равно К, то для решения задачи нужно иметь снил 1 ки не менее К+1объектов, Тдк, если, например,ф; р мул д ц з о бр е т е ни я1,цособ оцоеде.1 е 1 сця формы поверхности, вл. цо 1 д 1 ощ 1 н с 11 ределегне положения съел ного дцпарлта и источника свет;1, получение первого снимка, изменение взаимного рдс 1 голожения съелОчного дпцдрдтд и источника света с опре 1 еле ием цх положеИя, получение второго снимка, измерение длин теней цл этих снимках ц обработку результатовв цзмер(:цнй, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точ 11 остц, изменения взаимного расположения осущсствля 1 от перемещением истоциикд светл, после получевя второго снимка вновь це менее одного раза изменяют расположение источника света с определением его положения, получают дополнительный снимок и измеряют на нем длину теней, значение которых используют при обрлоотке результатов измеренцш,. род Л.Сердюкова Корректор Л, Коро едактор исина ул, Гагарина, 101 в1 роиаволственно-издатель кий кбинат Патент , г. Ужго акал 1344И 1 ПИ Государственног113035 и аж 313комитета по 1 осква, ЯПоднисноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб., д. 4/5