Устройство для трансформирования снимков

Союз СоветсникСоциалистичесникРеслублии СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО ф(61) Дополните авт. саид-ву79 (21) 2855672/8-10 5 )М. Кл,2)Заявлено 1 01 С 11 24 присоединением за еударстааявй квинтет СССР а авдэи иэебретения и открытий) УСТРОЙСТВ ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ С В к л Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности к устройствам трансформирования снимков и может быть использовано для трансформирования панорамных снимков.Известно устройство для трансформирования аэроснимков, основанное на телевизионно-оптическом и оптико-механическом принципах, содержащее замкнутую телевизионную систему с электронно-модулирующим устройством, коор 30 динатор, негатив, кассету 1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсяустройство для трансформированияснимков, содержащее систему сканиро 1 вания снимка с электроннолучевой трубкой, светоприемником, блоком разверток, видеоусилителем, кассетой обрабатываемого фильма и лентопротяжным20 механизмом с приводом, фоторегистратор с электроннолучевой трубкой, блоом разверток, кассетой фотоматериаа и лентопротяжным механизмом с приводом, преобразователь раэвертоки пульт управления 2 ,Трансформирование в нем осуществляется путем построчного считывания исходного снимка, установленногона каретке, которая перемещается позакону у = К агсТд й,где С - время,и построчной фоторегистрации.Недостатками известного устройства являются сложность механическогопривода каретки, содержащего решающее устройство, которое должно выполнять силовые функции, возможностьреализации конструкции решающего механизма только для определенного формата иэображения, сложность обработки неразрезанньпс фильмов.Кроме того, в связи с отсутствиемавтоматического ввода элементов внешнего ориентиррвания невозможна оперативная обработка изображения.Цель изобретения - упрощение констр ции и расширение функциональныхв ожностей85981 20 40 Указанная цель достигается тем, что в устройство для трансформирования снимков, содержащее систему сканирования снимка с электроннолучевой трубкой, светоприемником, блоком разверток, видеоусилителем, кассетой обрабатываемого фильма и лентопротяжным механизмом с приводом, фоторегистратор с электроннолучевой трубкой, блоком разверток, кассетой фотоматериала и лентопротяжным механизмом с приводом, преобразователь разверток и пульт управления, введены следящий механизм, схема регулирования привода лентопротяжного механизма системы сканирования снимка, блок считывания кодограмм, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, причем следящий механизм содержит двигатель со стабилизированной частотой вращения, электрически связанный через регулятор с двигателем лентопротяжного механизма фоторегистратора и механически связанный с подвижной рейкой с закрепленными на ней друг про 25 тив друга источником света и фотоприемником, между которыми размещен закрепленный на оси с возможностью вращения подвижный сектор, частично перекрывающий своей кромкой световой поток от источника света на фотоприемник, причем с осью сектора жестко связана ось потенциометра, движок которого электрически связан с первым входом преобразователя разверток выход фотоприемника соединен со входом 35 схемы регулирования привода лентопротяжного механизма, выход которой связан с двигателем привода лентопротяжного механизма, вал двигателя через вариатор механически связан с осью подвижного сектора, а блок считывания кодограмм содержит устройство выделения кодов, вход которого связан с выходом видеоусилителя, а выходы связаны со входами цифроаналогового 45 преобразователя, выходы которого связаны со входами преобразователя разверток, выходы блока разверток связаны со входами коммутатора, управляющий вход которого связан с пультом управления, а выходы коммутатора связаны со входами блока разверток системы сканирования снимка.Схема регулирования привода лентопротяжного механизма системы сканирования снимка содержит усилитель, мультивибратор, УК-триггер, два генератора пилообразных сигналов, два 4 4амплитудных компаратора и два ключа, причем вход усилителя связан свыходом фотоприемника, а первый ивторой выходы усилителя - с первымивходами двух амплитудных компараторов, второй вход каждого из которых связан с выходом соответствующего генератора пилообразного напряжения,. входы последних связаны черездифференцирующие цепочки с выходамиЯ и Я )К-триггера, вход которого связан с выходом мультивибратора, а выходы амплитудных дискриминаторов связаны с управляющими входами ключей,сигнальные входы которых связаны свыходом источника питания, а выходы - с якорем двигателя привода лентопротяжного механизма системы сканирования снимка.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для трансформирования снимков; на фиг, 2 - конструктивная схема следящего механизма;на фиг. 3 - пример осуществлениясхемы регулирования привода лентопротяжного механизма; на фиг. 4диаграммы сигналов в различных точ -ках этой схемы,Устройство для трансформированияснимков (фиг, 1) состоит из устройства считывания снимков (УСС) 1 и устройства фоторегистрации (ФР) 2. Устройство 1 считывания снимков содержитлентопротяжный механизм 3, узел 4электроннолучевой трубки с электроннолучевой трубкой (ЗЛТ) 5 и объективом 6, электродвигатель 7 лентопротяжного механизма, следящий механизм 8, схему 9 регулирования, датчик 1 О сигнала, пропорциональногоОгс 1 ц 1, привод 11 постоянной скорости, регулятор 12 частоты вращениядвигателя, светоприемник 13, видеоусилитель 14, блок 15 считывания навигационных данных, цифроаналоговыйпреобразователь 16, синхрогенератор 17, генератор 18 пилообразных напряжений кадровой и строчной разверток, преобразователь 19 разверток(ПР), коммутатор 20, усилитель 21разверток, видеоконтрольное устройство (ВКУ) 22, пульт 23 управления.Устройство 2 фоторегистрации содержит двигатель 24 постоянной скорости, лентопротяжный механизм (ЛПМ) 25,объектив 26, электроннолучевую трубку 27 и усилитель 28 разверток.Конструктивная схема следящего механизма (фиг. 2) содержит редукторы 29 и 30, протягивающий валик 31лентопротяжного механизма, выходнойвал ЛПМ 32, вариатор 33, ручку 34ввода высоты, редуктор 35, электромуфту 36, сектор 37, потенциометр 38,пружину 39, каретку 40 с зубчатойрейкой, лампочку 4,подсвета, фотодиод 42, редуктор 43, двигатель 44постоянной скорости, ограничитель 45.На фиг 3 приведен пример осуществления схемы регулирования приводалентопротяжного механизма, на фиг.4диаграммы сигналов в различных точках этой схемы. Эта схема содержитусилитель 46, мультивибратор 47,эК-триггер 48, генераторы 49 и 50пилообразных сигналов, амплитудныекомпараторы 51 и 52, электронные ключи 53 и 54 и двигатель, постоянного тока.Устройство работает следующим образом.Обрабатываемый фильм заряжаетсяв лентопротяжный механизм 3 устройства считывания снимков (УСС) 1.25Затем по команде с пульта 23 управления коммутатор 20 переключаетсяв такое положение, когда пилообразные сигналы строчной х и кадровой уразверток с выхода генератора 18разверток через коммутатор 20 поступают на усилитель 21 разверток и далее на отклоняющую систему ЭЛТ 5, Размах и постоянные смещения сигналов разверток х и у выбирают так, чтобы спроектировать растр на экране ЭЛТ 5 на 35кодограмму, нанесенную на фильм впроцеосе съемки и имеющую вид серийнепрозрачных и прозрачных полос (соответственно "0" и "1" или наоборот),расположенных на периферии кадра или 40в междукадровом промежутке,Кодограмма, преобразованная в видеосигнал, с выхода видеоусилителя 14подается на вход блока 15 считываниякодограмм, который формирует нз ви- Мдеосигнала сигнал с логическими уров"нями, поступающий на вход цифроаналогового преобразователя 16, а затем аналоговые сигналы, соответствую"щие считанным элементам внешнего ориентирования, поступают на входыПР 19.После считывания матрицы коммутатор 20 по команде с пульта 23 управления йереключается в режим передачипреобразованных сигналов разверток,при котором на его вход подаются сигналы х и у с выхода преобразователя 19 разверток. Контроль правильности считывания кодограммы осуществляется с помощью ВКУ 22, на синхровходы которого поступают синхросигналы с выхода синхрогенератора 17, видеосигнал с выхода видеоусилителя 4 и сигнал с выхода блока 15 считывания кодограммы, причем последний сигнал представляет собой обработанный видеосигнал, хранящийся в памяти блока считывания кодограмм, поэтому можно визуально сравнить кодограмму, записанную на фильме, с кодом, хранящимся в памяти блока считывания кодограмм.Затем обрабатываемый кадр устанавливается с помощью лентопротяжного механизма 3 в такое положение, когда считывающая строка с экрана ЭЛТ 5 через узел 4 и светоприемник 13 проектируется на начало кадра 1 или на место, с которого должна начаться обработка, если трансформирование производится не в пределах полного угла захвата), после чего включается электропривод 7 лентопротяжного механизма 3. Одновременно включается двигатель 24 лентопротяжного механизма 25 устройства 2 фото- регистрации, и изображение с экрана ЭЛТ 27 через объектив 26 проектируется на фотоматериал. При этом на вход усилителя 28 развертки с выхода генератора 18 развертки подается пилообразный сигнал строчной развертки х. Протягивающий валик ЛПМ 3 приводится во вращение электродвигателем,7, управляемым с помощью механически связанного с ним следящего механизма 8, принцип действия которого описывается ниже. Назначение этого узла заключается в формировании управлякщего сигнала, пропорционального арктангенсу ординаты у снимка, которой при равномерном непрерывном движении фильма в фоторегистраторе 2 соответствует время С. Особенностью его является то, что он не выполняет силовых функций, а лань формирует управляющий сигнал, силовая же механическая связь существует лишь между лентопротяжным механизмом 3 и его электродвигателем 7, В свою очередь, электродвига", тель 7 связан со следящим механизмом 8 механической обратной связью. Следящий механизм 8 приводится во вращение приводом 11 постоянной скорости. Электродвигатель 7 выдает элект" рический сигнал арктангенса координаты у с датчика 10. Все остальные.эле 85981менты и связи являются лишь управляющими, и следовательно, могут быть выполненными малогабаритными, высокоточными и легкорегулируемыми.Схема следящего механизма показана на фиг. 2, на котором часть 3 соответствует лентопротяжному механизму, часть 8 следящему устройству,Приводом ЛПИ 3 является электродвигатель 7, который через редукторы 29 и 30 связан с протягивающим валиком 31 для перемещения пленки. Выходной вал 32 ЛПМ 3 связан со следящим механизмом через Фрикционный вариатор 33, который может быть отрегулирован на требуемое передаточноечисло ручкой 34 ввода высоты Н, От ведомого вала вариатора вращение через редуктор 35 и электромуфту. 36 передается на вал, на котором сидит сектор 37 и который связан также с потенциометром 38. Этот вал возвращается в исходное положение пружиной 39 (при разобщенной муфте 36), Перед сектором 37 перемещается каретка, приводимая в движение зубчатой рейкой 40 и несущая на себе лампочку 41 подсвета и Фотодиод 42, расположенные друг против друга на одной оси так, что при движении каретки они проходят по обе стороны плоскости сектора 37 на определенном расстоянии от его оси, Таким образом, сектор 37 при вращении может пересекать световой потокмежду лампочкой 41 и фото- диодом 42, Каретка при работе приво 35 лится в движение через редуктор 43 йриводом 44 постоянной скорости с двигателем.Электрические связи устройства вы 40 полнены следующим образом.Цепь привода 44 постоянной скорости работает независимо и построена так, что в исходном состоянии каретки 40 занимает крайнее положение.Фотодиод 42 через соответствующую 45 схему включен в цепь управления электродвигателем У ЛПМ 3 таким образом, что в каждый момент сектор 37 (при включенной муфте 36) устанавливается в положение, соответствующее частичному перекрытию. светового потока от лампочки 41, т.е, такое, когда край сектора 37 расположится на определенном очень малом расстоянии от оси фотодиода Д 2. 55В исходный момент каретка находится в левом положении, муфта 36 отключена, сектор 37 под действием пружи 4 8ны 39 повернут по часовой стрелке дс ограничителя 45, связанного с кареткой, и находится в положении, близком к равновесному, когда его кромка близка к оси фотодиода.При начале отработки рабочего цикла включается муфта 36 и двигатель 44 каретки 40. Последняя начинает двигаться вправо, и схема слежения приводит электродвигатель 7 ЛПИ 3 во вращение так, что сектор 37 остается все время в равновесном положении, вращаясь против часовой стрелки. Поскольку фотодиод 42 равномерно пересекает окружность сектора 37 по хорде, то кромка сектора 37, расположенная по радиусу, должна совершать неравномерное движение, описываемое закономс= К агсй 9 угде с - угол поворота сектора;К - постоянная;у - смещениекаретки.Так как протягивающий валик 31 ЛПМ 3 находится в жесткой кинематической связи с сектором 37, то пленка в ЛПМ 3 будет совершать движение по закону арктангенса от времени й(поскольку смещение каретки происходит равномерно во времени).По достижении кареткой крайнего правого положения срабатывает концевой выключатель, в результате чего отключается следящий механизм, обесточивается муфта 36, ось сектора 37 освобождается, и сектор 37 под действием пружины 39 поворачивается на небольшой угол по часовой стрелке, ложась на ограничитель 45. Одновременно двигатель 44 реверсируется и каретка 40 совершает ход в обратном направлении, При этом сектор 37 следует эа кареткой 40, упираясь в ограничитель 45. По достижении исходного положения срабатывает концевой выключатель и механизм останавливается в состоянии готовности к новому циклу. Потенциометр 38 выдает сигнал уо, пропорциональный перемещению пленки.Схема регулирования привода работает следующим образом (буквы в скобках относятся к сигналам, показанным на фиг 4)Выходной сигнал от фотодиода 42 поступает на усилитель 46 и далее на амплитудные компараторы 51 и 52 (е и ж), Мультивибратор 17 выдает импульсы, поступающие на ТК-триггер 48. Выходные сигналы последнего дифференцируются и служат для запуска генераторов пилообразных сигналов 49 и 50.Поскольку они запускаются чередующимися импульсами 6 и 4, выходные пилообразные сигналы 1, и д также оказываются сдвинутыми между собой на 90.Эти сигналы совместно с сигналами еи:ис с усилителя 46 поступают на амплитудные компараторы 51 и 52, которые сравнивают между собой пары сигналов Е, , д, ж и выдают единичныесигналы, знак которых определяетсяв каждый момент знаком разности между сигналами каждой из указанных пар.Начальное относительное положение15сигналов 8 и жвыбрано так, что принекотором среднем значении входногосигнала усилителя 46 оба сигнала Ри жрасположены несколько ниже вершин пилообразных сигналов г и д, ина выходах компараторов 51 и 52 возникают короткие импульсы ф и О,. Этисигналы подаются на ключи 53 и 54,через которые поступает питание наякорь двигателя, возбуждение которого всегда включено. При этом,как видно из схемы фиг. 3, на якорьдвигателя поступают импульсы токапротивоположных направлений, и якорьостанется неподвижным (в равновесномсостоянии). При незначительном изменении выходного сигнала относительная длительность импульсов ф и и,изменяется, отношение токов, протекающих через якорь в том и другом направлении, также изменяется, и якорьприходит во вращение в соответствующую стОрону с малой скоростью. Приболее значительном изменении входного сигнала, один из сигналов ф или ц.совсем исчезнет, а ширина импульсовЮдругого сигнала будет возрастать помере увеличения входного сигнала,в соответствукщем направлении. При этомдвигатель будет вращаться со всебольшей скоростью,.пока при достаточной амплитуде входного сигнала оставшийся сигнал ф или и, не превратитсяв сплошной, и двигатель будет работать на полную мощность,Направление включения двигателя 50выбрано так; что при затененном фотодиоде двигатель вращается с полнойскоростью в таком направлении, которое соответствует открыванию светового потока сектором 37 следящего механизма 8. При этом, когда световой поток и входной сигнал будут иметь над,лежащий уровень, наступит равновесное состояние и двигатель окажется под действием двух слабых противоположных токов.Если двигатель проскочит равновесное положение,то он включится в обратную сторону. Параметры схемы рассчитаны так, что установление равновесного состояния происходит очень быстро и почти без выбросов, а сохранение этого состояния обеспечивается беэ авто- колебаний относительно среднего положения, Если фотодиод движется, как это происходит во время рабочего цикла, то система в каждый момент стремится сохранить равновесное состояние, и под действием малого сигнала ошибки двигатель вращается в соответствующем направлении с нужной скорое", тью так, чтобы край сектора отслежи-, вал движение фотодиода.При этом входной сигнал будет сохранять заранее установленное среднее значение плюс малый сигнал ошибки.Этот процесс также происходит без бросков и автоколебаний.Формула изобретения1. Устройство для трансформирования снимков, содержащее систему сканирования снимка с электроннолучевой трубкой, светоприемником, блоком разверток, видеоусилителем, кассетой обрабатываемого фильма и.лентопротяжным механизмом с приводом, фоторегистратор с электроннолучевой трубкой, блоком разверток, кассетой фотоматериала и лентопротяжным механизмом с приводом, преобразователь разверток и пульт управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с, целью упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей, в устройство дополнительно введены следящий механизм, схема регулирования привода лентопротяжного механизма системы сканирования снимка, блок считывания кодограмм, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, причем следящий механизм содержит двигатель со стабилизированной частотой вращения, электрически связанный через регулятор с двигателем лентопротяжного механизма фоторегистратора и механически с подвижной рейкой с закрепленными на ней друг против друга источником света и фотоприемником, между которыми размещен закрепленный на8598оси с возможностью вращения подвижный сектор, частично перекрывающий своей кромкой световой поток от источника света на фотоприемник, причем с осью сектора жестко связана ось потенцио 5 метра, движок которого электрически связан с первым входом преобразователя раэверток, выход фотоприемника соединен со входом схемы регулирования привода лентопротяжного механизма 10 выход которой связан с двигателем привода лентопротяжного механизма, вал двигателя через вариатор механически связан с осью подвижного сектора, а блок считывания кодограмм со 15 держит устройство выделения кодов, вход которого связан с выходом видео- усилителя, а выходы связаны со входами цифроаналогового преобразователя, выходы которого связаны со входами20 преобраэОвателя разверток, выходы блока разверток связаны со входами коммутатора, управляющий вход которого связан с пультом управления, а выходы коммутатора связаны со входами блока25 разверток системы сканирования снимка.2, Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что схема регулирования привода лентопротяжного меха 14 12низма системы сканирования снимка содержит усилитель, мультивибратор, ХК-триггер, два генератора пилообразных сигналов, два амплитудных компаратора и два ключа, причем вход усилителя связан с выходом фотоприемника, а первый и второй выходы усилителя - с первыми входами двух амплитудных компараторов, второй вход каждого из которых связан с выходом соответствующего генератора пилообразного напряжения, входы последних связаны через дифференцирующие цепочки с выходами 6 и Я 7 К-триггера, вход которого связан с выходом мультивибратора, а выходы амплитудных дискриминаторов связаны с управляющими входами ключей, сигнальные входы которых связаны с выходом источника питания, а выходы - с якорем двигателя привода лентопротяжного механизма системы сканирования снимка.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 1 Р 147783, кл. О 01 С 11/26, 27.09.61.2. Авторское свидетельство СССР Ф 661237, кл.б 01 С 11/24, 16.09,76 (прототип).+273Составитель В, Васильев Редактор Е. Лрпникова Техреду 3. Фанта Кооректо С. Шекмар Заказ 7530/61 Тираж 642 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРарпская наб, д. 4/5Ифилиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4