Способ компенсации сдвига изображения

Способ компенсации сдвига изображения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к фотосъемке. Сущность изобретения: Л А разворачивают на углы тангажа и рыскания, величина которого определяется по новой формуле, стабилизируют его с тем. чтобы угловые скорости по тангажу, по крену и по рысканию, а также угол крена были равны нулю, и фотопленку при экспонировании перемещают с компенсационной скоростью, величину которой вычисляют по нОвой формуле с учетом результатов измерения фокального параметра, эксцентриситета, наклонения орбиты ЛА, аргумента перигея ЛА и результатов расчета угловой скорости восходящего угла орбиты и угловой скорости Л А, а также результатов измерения текущих значений угла тангажа, аргумента широты, ymf рыскания и радиальной скорости ЛА. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 03 В 41/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ у =э Гстя(УЧУ/W ), К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ l (21) 4928210/10 (22) 16.04.91 (46) 23.04.93. Бюл. Рл 15 (72) А,С. Батраков, А.С. Анатольев и В.В, Гавенко (56) Мельканович А. В. Фотографические средства и их эксплуатация, МО, l984, с. 149—

157. (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ СДВИГА

ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Использование: изобретение относитсяк фотосъемке, Сущность изобретения: ЛА разворачивают на углы тангажа и рыскания, величина которого определяется по новой. Изобретение относится к фотосъемке и может быть использовано в фотографических системах, устанавливаемых на летательных аппаратах (ЛА).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ компенсации сдвига изображения, заключающийся в том, что уменьшают скорость изображения относи, тельно фотопленки протяжкой ее с компенсационной скоростью, а линейные скорости иэображения,. обусловленные вращениями фотоаппарата, сводят до допустимых значений уменьшением угловых скоростей (стабилизацией) фотоаппарата. При этом поперечную скорость, обусловленную поступательными перемещениями фотоаппарата, сводят до допустимых значений, выбирая углы рыскания ф ЛА по формуле

Я2 1810870 A 1 формуле, стабилизируют его с тем. чтобы угловые скорости по тангажу, по крену и по рысканию, а также угол крена были равны нулю, и фотопленку при экспонировании перемещают с компенсационной скоростью, величину которой вычисляют по нОвой формуле с учетом результатов измерения фокального параметра, эксцентриситета, наклонения орбиты ЛА, аргумента перигея

ЛА и результатов расчета угловой скорости восходящего угла орбиты и угловой скорости ЛА, а также результатов измерения текущих значений угла тангажа, аргумента широты, углГ рыскания и радиальной скорости ЛА, 4 табл, где В4, ЧЧУ вЂ” продольная и поперечная со. ставляющие линейной скорости ЛА.

Недостаток способа-прототипа состоит в невысокой точности компенсации сдвига изображения из-за того, что не учитывается влияние на продольную и поперечную составляющие сдвига иэображения величины радиальной скорости ЛА при перспективной съемке с разворотом ЛА по углу тангажэ.

Целью изобретения является повышение точности компенсации сдвига изображения путем учета величины радиальной 1 скорости ЛА при перспективной съемке с разворотом ЛА по углу тангажа.

Поставленная цель достигается тем, что сначала измеряют фокальный параметр Р, эксцентриситет е; наклонение (орбиты ЛА, аргумент перигея со ЛА и рассчитывают угловую скорость восходящего узла орбиты

ЛА

1810870

u= plP (1+есов v) . (3) где v=U — в — истинная аномалия ЛА (4) модуль радиус-вектора ЛА г; — Р/(1+е cosV) и угол рыскания ф =arctg(Pp/Q), (6) где Ро= Яв(Ь1(соз а-Ьо)+Ьгз1п a), (7) 0=(0+ Q, соз l)(bpcos а -1)+

+ bpsin aZ/rp, (8) где b>=sinicosU, . (9) (10) bz=s Inis InU.

Ьо=Со/(C1 — С3 — СоСг). где Cp=1+ е гЬ 3, г (12) С1=соза+ ег Ьз, г

Сг=1+ Ю Ьг -f(ap+h)/го)г, (13) (14) где +, ао — второй эксцентриситет и большая полуось земного эллипсоида соответственно, h — среднее превышение района съемки над уровненной поверхностью, Ьз=Ьгсоз а-b1sin а (15) после чего последовательно разворачивают

ЛА по углу рыскания на угол ф, стабилизируют ЛА, измеряют текущее значение угла рыскания ф и вычисляют компенсационную скорость движения фотопленки

v=f (bpfUcos а cos 1/ + Q(cosi cos а х

cos ф -b>sin ф))-0соз ф—

- Щсоз! cos ф -з!п tp(b >cos а +

+bzsin a))+sin acos ф Z/ãp), где fi — фокусное расстояние объектива фотоаппарата.

Предложенные отличительные признаки позволяют достигнуть поставленную

Ф

Я= -(р»- е (1 — ег)3/гсозф p )1 2), (2) где A — угловая скорость вращения Земли, к — параметр, характеризующий сжатие

Земли, p — геоцентрическая гравитационная постоянная Земли. Затем измеряют текущие значения угла тангажа а, аргумента широты U, радиальной скорости Z ЛА, вычисляют угловую скорость ЛА цель изобретения, поэтому являются существенными.

На чертеже приведена структурная схема устройства, позволяющего реализовать

5 предложенные способ, где цифрами обозначены: 1 — датчик аргумента широты, 2— датчик угла рыскания, 3 — цифровая вычислительная машина (ЦВМ), 4 — система ориентации и стабилизации (СОС), 5 — датчик

10 угла тангажа, 6 — датчик радиальной скорости, 7 — фотоаппарат, Датчики 1, 2, 5 и 6 выполнены цифровыми, Выход датчика аргумента широты 1 подключен к первому входу ЦВМ 3, первый выход которой соединен с первым входом

СОС 4, второй вход которого подключен к второму выходу ЦВМ 3, третий выход которого соединен с информационным входом фотоаппарата 7. управляющий вход которого подключен к четвертому выходу ЦВМ 3.

Выход датчика угла рыскания 2 соединен с вторым входом ЦВМ 3, пятый выход которой подключен к управляющим входам датчика аргумента широты 1, датчика угла

25 тангажа 5 и датчика радиальной скорости 6, выход которого подключен к четвертому входу ЦВМ 3. Выход датчика угла тангажа 5 соединен с третьим входом ЦВМ 3. Выход датчика угла тангажа 5 соединен с третьим

30 входом ЦВМ 3, шестой выход которой подключен к управляющему входу датчика угла рыскания 2.

В исходном состоянии в ЦВМ 3 записывают следующие исходные данные — значе35 ния ez, ао, h, Я, я,,и, Р, е, i, в, f, а также программа работы и алгоритмы расчета угла ф(последовательно по формулам 2, 4, 3; 5, 9, 10, 15, 12, 13, 14, 11, 7, 8, 6). и скорости ч (последовательно по формулам 2, 4, 3, 5, 9, 40 10, 15, 12, 13, 14, 11, 16). ЦВ М 3, отрабатывая программу работы, в определенный момент времени со своего второго выхода подает требуемое значение угла тангажа а на второй вход COC 4, которая поворачивает ЛА

45 на угол а по тангажу и затем стабилизирует его, Благодаря. этому угловые скорости ЛА по тангажу, крену и рысканию, а также углы крена и рыскания устанавливаются равными нулю, В следующий момент времени на пятом выходе ЦВМ 3 формируется синхроимпульс, который поступает на управляющие входы датчика аргумента широты 1. датчика угла тангажа 5 и датчика радиальной скорости 6. Благодаря этому одновре55 менно текущие значения аргумента широты

U, угла тангажа а è радиальной скорости Z с,выходов соответствующих датчиков 1, 2 и

6 поступают соответственно на первый, тре- тий и четвертый входы ЦВМ 3, которая рас1810870 считывает величинуугла рыскания ф, которая с первого выхода ЦВМ 3 поступает на первый вход СОС 4, которая разворачивает

ЛА по углу рыскания на величину 1/1 и затем стабилизирует ЛА; В очередной момент вре- 5 мени на шестом выходе ЦВМ 3 формируется импульс, который поступает на управляющий вход датчика угла рыскания 2, благодаря чему текущее значение угла рыскания ф с выхода датчика 2 поступает на второй вход 10

ЦВМ 3, которая затем рассчитывает величину скорости v, которая с третьего выхода

ЦВМ 3 поступает на информационный вход фотоаппарата 7, в котором скорость протяжки фотопленки устанавливается пропор- 15 циональной ч и по поступлении импульса с четвертого выхода ЦВМ 3 на его управляющий вход производится съемка.

Таким образом, в предложенном способе при определении угла разворота ф и 20 компенсационной скорости v дополнительно учитывается величина радиальной скорости ЛА. Это повышает точность ком-. пенсации сдвига изображения, т.е. обеспечивает достижение. поставленной цели 25 йэобретения, Использование изобретение позволит повысить качество получаемых иэображений благодаря уменьшению величины остаточного сдвига изображения, Расчеты 30. показывают, что учет величины скорости ЛА позволяет уменьшить величину остаточного сдвига изображения (см. табл, 1 — 4), обусловленную изменением скорости ч =v/f, составляющим 13,6 (, (в прототипе ч не 35 изменяется) и угла рыскания ф, составляющим 7,4 — 15,4 (e прототипе — 6 ). Расче-. ты выполнены при следующих исходных данных: е-4,7 10, i=98, Р=7004 км,в=- .

90О, h=o. 40

Формула изобретения

Способ компенсации сдвига изображения при щелевом фотографировании поверхности Земли с эллиптической орбиты, 45 включающий ориентацию летательного аппарата с фотоаппаратом путем их разворо-: та по углам тангажа а и рыскания ф стабилизацию ориентации и перемещение фотопленки при экспонировании с. компен-: 50 сационной скоростью Ч, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества фотоснимков за счет повышения точности . компенсации, перед ориентацией летательного аппарата по углам тангажа и рыскания определяют фокальный параметр P. эксцентриситет е, наклонение i орбиты летательного аппарата, аргумент перигея в летательного аппарата, рассчитывают угповую скорость Q восходящего угла орбиты летательного аппарата по формуле

Q=(Gb+e(1-е ) созе Р ) ) где Gb — угловая скорость вращения Земли; е — параметр. характеризующий сжатие

Земли;

p — геометрическая гравитационная постоянная Земли, затем определяют текущие значения угла тангажа а, аргумента широты 0 и радиальной скорости Z летательного аппарата, вычисляют угловую скорость 0 и модуль радиуса-вектора ro летательного аппарата ло формулам U= p/Ð (1+åñîâ ч), rp=P/(1+ е cosv), где v=U — в — истинная аномалия летательного аппарата, определяют требуемый угол разворота летательного аппарата по углу рыскания по формуле ф =агсtg(Pp/О), где . Po= Я (b1(cos а-bp)+b2sin а );

Q=(U+ ь4 соз!)(Ьосоз а — 1)+

+ Ьоз!и QZ/rî, где bl=sinlcosU, Ь2=$inisinU, о.=с.у(с — cl с.с,).

ЬЗ=Ьгсоз а -blsin а, гдЕ Со=1+ я 2Ь 3, 2 2

С1=со$ Й + 8 2 ЬЗ;

С2=1+ и Ь2 -((ао+Ь)/го)2, где аг, ау — второй эксцентриситет и большая полуось земного эллипсоида соответственно, h — среднее превышение района съемки над уровневой поверхностью, после разворота летательного аппарата по углам рыскания и тангажа и его стабилизации измеряет текущее значение угла рыс-! кания 1/ . а компенсационную скорость V движения пленки определяют по формуле

Ч-f (Ь,(Осоз а cos 1 Р+ Q (cosi sin à х х cos 1// — Ь1з! и ф))-Ucos 1/)

- Q (соз! cos ф -sin ф (bl соз а +

+Ьг sin а ))+з!и а cos l/Z/r,), где f — фокусное расстояние объектива фотоаппаратаа, 1810870

Таблица 1

Результаты расчета скорости v.10, с в предлагаемом способе

Таблица 2

Результаты расчета угла ф, град. в предлагаемом способе

Таблица 3

Результаты расчета скорости v 10 з, с e прототипе

Таблица 4

Результаты расчета угла ф, град. в прототипе

1810870

Составитель А. Батраков

Техред M. Ìoðãåíòàë Корректор М, Петрова

Редактор

Заказ 1445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101