Универсальный стереофотограмметрический

О П И С А Н И Е 382919ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскил Социалистические Республикависимое от авт. свидетельствааявлено 23.Ч 1.1971 (М 1674662718-10) 1. Кл. б 01 с 11/26 с присоединением заявкиКвинтет по аелае изобретений и открытий при Совете Министров СССРиоритет Опубликовано 23.Ч.1973. Бюллетень23Дата опубликования описания 28 Х 11,1973 К 528,722,6(088.8) Авторизобретен и Л, Н. Васильев Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъем и картографииявител УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОРласти фотограм- амметрическому стереофотограмащие проекцион ю оптическую сиу проектирования м концам проектными каретками ых снимков. Не ров являются неоснимков, выполи, со шторко-щеенными на подневозможность 15 ктирования.+(, - ,Н,.у)У,30 Изобретение относится к обметрии, в частности к фотогприборостроению.Известны универсальныеметрические приборы, содержные камеры, наблюдательнустему, механическую системс расположенными по разнытирующих рычагов координамодели и трансформированндостатками известных прибовозможность обработки фотненных съемочными камерамлевыми затворами, установлвижных носителях, а такжевыполнения аффинного прое Предлагаемый прибор отл каждым пространственным ческой системы проектирова ски связаны два кардана с ненными с возможностью скрещивающимся горизонта щим, причем, горизонтальна ползуна одного из карданов можностью перемещения по ползун другого кардана кин с подвижным компонентом мы. Нижний конец каждого ных рычагов механической рования шарнирно связан с ичается тем, что с рычагом механики яя кинематичеползунами, выполперемещения по льным направляюя направляющая выполнена с возоси Л прибора, а ематически связан оптической систеиз пространственсистемы проектикареткой, выполненнои с возможностью перемещения по направлению трех координатных осей, причем, каретка опирается на линейку, имеющую возможность вращения в плоскости ХОЛ.На фиг. 1 и 2 показаны схемы, иллюстрирующие теорию предлагаемого прибора; на фиг. 3 - кинематическая схема прибора,При съемке с движущихся носителей аэро- фотоаппаратами, снабженными затворами шторно-щелевого типа, происходит разрушение связки проектирующих лучей. Отсутствие единого центра проекции для точек всего поля снимка связано с перемещением камеры в процессе неодновременного экспонирования всего кадра. Возникающее упорядоченное множество лучей может быть математически выражено уравнениями линейной конгруэнции. Лучи проектирования изображаются прямыми линейной конгруэнции, построенной на двух скрещивающихся носителях а и Ь. Прямая в пространстве образуется как пересечение двух плоскостей, проведенных через носители а и Ь и через точку предмета.Уравнения связи координат соответственных точек горизонтального снимка и местности имеют следующий видХ -Н, Н,. Н,кгде- фокусные расстояния по осямхпу,Н, Н - высоты проектирования по осямхиу,гр - угол отклонения носителя б отплоскости УОЛ.Существенно отличное свойство проекциипри помощи линейной конгруэнции заключается в том, что проектирование выполняется несвязкой лучей, а пучками с центрами, расположенными на некоторой прямой. Такая проекция возникает при съемке с подвижного носителя аэрофотоаппаратами со шторно-щелевыми затворами. Всзпикиощие на аэросиимках геометрические деформации нельзя интерпретировать аффинными преобразованиями,При такой съемке связка лучей, соответствующая всему полю точек кадра отсутствует,так как изображение строится пучками из последовательно расположенных вдоль направления полета центров.В связи с тем, что внутренняя связка сохраняется, преобразование координат вследствиеуглов наклона снимка в данном случае не отличается от известных положений и поэтому вописании опущено, рассматривается толькослучай горизонтальной съемки.Шторка затвора образует с осью ординатугол риз-за говорота камеры. Пусть во времявыдержки центр проекции перемещается вдольпрямой а (фиг. 1), тогда в силу свойств шторно-щелевого затвора тсчки местности будутпроецироваться в плоскость изображения вразное время, Будем считать траекторию полета во время выдержки горизонтальной, тогда изображение прямых предметной плоскости ОТ, МК, параллельных оси У будет находиться в о и тй. Соответственные тсчки будут лежать на лучах, проходящих через мгновенные центры проекции 5 5 5 5 приэтом 5 аО=ьПостроим конгруэнцию лучей на носителяха и б. Положение носителя а определяетсяотрезками ,=-ю и высотой фотографированияН, Положение носителя Ь определяется углом ср, составленным шторкой с осью ординат,и приращением Л=ю - ЬЗная путевую скорость У, выдержку т иширину щели затвора е, находим Л.Ц 1 У; "Уло, еВычисленное Л позволяет установить отрезкии Н,. Построив конгруэнцию на носителях а и о, можно восстановить в пространстве положение проектирующих лучей по всему полю снимка. Использование стереоскопической пары позволяет построить фотограмметрическую модель сфотографированнойместности.При проектировании снимков с измененнымзначением фокусного расстояния камеры ==А надирный луч отклоняется от перпендикуляра к плоскости трансформирования,занимая наклонное положение. Для образо бо 5 10 15 го 25 30 35 4 О 45 50 55 вания фотограмметрической модели надирный луч в пространстве проекции должен сохранять первоначальное положение, т. е, - центр проекции должен быть расположен на луче 5(фиг. 2). Этого можно добиться, если сначала спроектировать точки снимка Р из аффинного центра 5 на плоскость Р а затем полученное трансформированное изображение проектировать в пространство модели из центра 5 ю, Произвольный проектирующий луч займет положение тю 5 юМ. Таким образом, пространственное проектирование снимка аффинной связкой происходит двумя преобразованиями: т - тю и тюч 1.На этих теоретических основаниях построена схема универсального стереофотограмметрического прибора аффинной связки для проектирования снимков, полученных с подвижного носителя аэрофотоаппаратами со штор- но-щелевыми затворами. Схема прибора основана на принципе пространственной оптикомеханической засечки, Прибор состоит из двух симметричных половин и поэтому ниже описывается только одна часть его.Прибор содержит проектирующую камеру 1, имеющую установки элементов ориентирования я, к, х и децентраций Лх, Лу, Проектирование точек выполняет рычаг 2. Движение его в пространстве происходит от координатной системы ХУЛ - 3 через ведущий шарнир 4. Каретка с шарниром 4 опирается на линейку б, установленную под угломк направляющей Х. В верхней части расположена ведомая каретка б, которая соединена карданом 7 с рычагом 2. Средняя часть рычага 2 связана двумя карданами 8 и 9 с ползунками, перемещающимися вдоль скрещивающихся направляющих - носителей 10 и 11. Первоначальное положение направляющей перемещения 11 устанавливается устройством фокусного расстояния и угловым ориентированием р. Рычаг 12, служащий для управления проекционной оптической системой, качается в кардане 13, положение которого относительно звена кардана 8 задается координатным устройством 14, Верхний конец рычага 12 через кардан 1 б соединен с ведомой кареткой б,Оптическое проектирование снимка выполняется по принципу Порро-Коппе, Трубка с объективом 1 б и маркой 17 расположена в кардане. Передачу угловых движений от рычага 12 к объективу 16 с маркой 17 совершает шарнирный параллелограмм 18. Оптическая система для передачи изображения снимка состоит из объективов 19 и 20, зеркала 21, призмы Дове 22, прямоугольных призм 23, 24, 2 б и 2 б и окуляра 27, Снимки могут проектироваться как с сохранением, так и без сохранения значения фокусного расстояния камеры. Расстояния между направляющими каретками б и носителями а и 6 - 10 и 11 соответственно - равны ., и . Угол у - поворот носителя 6 - 11 соответствует развороту шторки затвора ЛФА относительно направления полета. Роль подвижного центра проекции вы 382919полняет подвижный кардан 5 поэтому значение , связано с ., В случае построения в пространстве модели подобной связки Ь=ь При афинной проекции значение коэффициента преобразования К= - . Центр враЛщения рычага 12 смещается по осям координат на отрезок 5 О 5.(55) =совсов огде (5 ю 5) , (5 о 5) , (505)- составляющие 5 О 5 по осям координат.В результате введения установочных значений при вертикальном положении рычага 2 на марку 17 через оптическую систему попадает изображение точки надира.Прибор работает следующим образом.Перемещение ведущего шарнира 4 (точки М) по осям координат приводит к вращению рычага 2 вокруг одного из носителей а или 6 и одновременному смещению какого-либо из карданов 8 или 9. При перемещении шарнира 4 по радиальному направлению каждый из карданов 8 и 9 совершает вращение и линейное смещение вдоль своих направляющих, благодаря чему строятся лучи линейной конгруэнции на носителях а и 6. Наклон рычага 2 приводит к перемещению каретки б и одновременному наклону рычага 12, который поворачивает трубу оптической системы 1 б, 17 на соответствующую точку снимка. Для учета наклона траектории перемещения аэрофотоаппарата за время пробега шторки, вертикальная каретка высот опирается на линейку Б под углом т. Уголустанавливается в приборе в процессе внешнего ориентирования модели.5Предмет изобретения1. Универсальный стереофотограмметрический прибор, содержащий проекционные ка меры, наблюдательную оптическую систему,механическую систему проектирования с расположенными по разным концам пространственных рычагов координатными каретками модели и. тоансформированных снимков, отли чающийся тем, что, с целью обеспечения возможности обработки фотоснимков, полученных с подвижных носителей съемочными камерами со шторно-щелевымп затворами, с каждым пространственным рычагом механи ческой системы проектирования кинематпчески связаны два кардана с ползунами, выполненными с возможностью перемещения по скрещивающимся горизонтальным направляющим, причем, горизонтальная направляющая 25 ползуна одного пз карданов выполнена с возможностью перемещения по оси прибора и вращения в горизонтальной плоскости, а ползун другого кардана кинематически связан с подвижным компонентом оптической системы, ЗО 2. Универсальный стереофотограмметрический прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью выполнения условий аффиино; о проектирования, нижний коец каждого из пространственных рычагов механическои системы 35 проектирования шарнирно связан с кареткой,выполненной с возможностью перемещения по направлению трех координатных осей, причем, каретка опирается на линейку, имеющую возможность вращения в плоскости ХОУ,