Способ автоматического определения рельефа
Патент 462077
Авторы
Классы МПК
Способ автоматического определения рельефа
Иллюстрации
Реферат
° т. г
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ "!462077
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 18.06.73 (21) 1934065/18-10 с присоединением заявки _#_-— (32) Приоритет—
Опубликовано 28,02.75. Бюллетень ¹ 8
Дата опубликования описания (51) М. Кл. G 01с 11/00
f осударотвеев и комитет
Совета Мкиистров СССР оо делам изобрвтеккй ес аткрмткй (53) УДК 528.?22.6 (088.8) (?2) Лвторы изооретения
М. 10. Загорский, В. В. Зданович и В. T. Пивоваров (?1) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА
Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности к способам автоматизации стереопзмерепий.
Способ автоматизацllll процесса построения рельефа местности может найти неприменение в автоматических стереофотограмметрических приборах, а также при создании автономных кибсрпети IccKnx устройств, способных целенаправлено вести себя в сложных условиях, созданных окружающей средой.
Известен корреляционный способ автоматическoro определения параллаксов идентичных точек, применяемый в стереофотограммет|рическпх приборах, основанный на том свойстве снимков стереопары, что в какой-то малой окрестности идентичных точек оптические плоскости обоих снимков f (x, у) и f (х, у) примерно одинаковы. Для ориентированных снимков, когда, параллакс вдоль осп у отсутствует, по этому способу находят параллакс в точке с координатами (х0, уо), как-то значение (10 аргумента функции
R (т) = 1 /: (х, g))11 (х+б, у) йк((т
$ которое доставляет ей максимум. (Здесь S— малый участок снимка с центром в точке х.у ).
Если местность, пзображе|шая на данном участке, имеет я рко,выраженный рельеф, то изоора>кения этого участка на левом и,правом снимках претерпевают значительные взаимные геометрические искажения. Учет этих искажений важен для обеопечения надежности любого устройства, работающего на основе корреляционного способа. Учитывать простейшие из геометрических искажений может устройство, работающее по корреляционному способу с линейной деформацией растра сканирования в зависимости от крутизны склона мест10 ности.
Однако известный способ позволяет измерять параллакс только в одной точке за один такт работы,что сильно ограничивает возможность повышения быстродействия корреляци15 онного способа.
Цель изобретения — повышение быстродействия.
Это достигается тем, что на участке стереопары задают приближенное представление
20 рельефа местности, зависящее от нескольких параметров, деформируют согласно ему соответствующие участки изображений стереопары, формируют ло ним критерий точности определения рельефа, находят значения .пара25 метров, при которых критерий точности принимает экст1ремальное значение, и по полученным значениям параметров однозначно определяют искомый рельеф местности на данном участке стереопары.
Для пояснения способа введем параметрп462077 ческое представление закона распределения параллаксов по участку снимка, фактически являющегося законом деформации одного пз снимков стереопары относительно другого
N л = а; р;(х, у) у =у, (1) г- I где (а;) — параметры; х, y — координаты точки недефо рмируемого снимка;
/ / х, у — координаты точки деформированного снимка; р (х, у) — какие-либо координатные фупкцпи; V — число этих функций, отражающее точность закона деформации. Набор параметров a= (a;) фиксирует вид поля параллаксов сразу на целом участке снимка.
Определение этих .параметров основано па том, что иные искажения снимков, кроме геометрических, малы. Геометрические искажения устраняются путем деформации снимков по закону (l ) .,Распределение оптических плотностей на деформированных с учетом реальных napaëëaêcoâ снимках должны быть очень близки.
Критерий близости оптических плотпостей— экстремум функционала
Xr
I(a) = (Я(1: (х У) f (а сР (х У) y))4 A
1= .l где Q (f/, 1 ) есть функция вида (f" "— 1"), (2) (а / (3)
Если используется выражение (2), то критерием близости оказывается мин I (а), если выражение (3), то критерий — макс 1 (а) . Тот набор параметров а, который доставляет экстремумы функционалу I(a), определяет закон изменения,параллаксов сразу на целом участке снимка, в чем и состоит преимущество предлагаемого способа над корреляционным.
Центральным моментом прп реализации способа является необходимость деформации изображения на одном из снимков стереопары для последующего вычисления функционала.
Эту деформаци|о можно осуществлять как оптическим способом (например, с помощью элементов типа ячеек Кэра), так и электронпым.
На чертеже показано устройсгво для осуществления способа определения рельефа местности, где 1 — левый снимок стереопары, 2— — правый снимок стереопары, 3 — сканирующие устройства, 4 — преобразователи сигналов, 5 — блок развертки, 6 — блок функ10 ционала, 7 — параметрический оптимизатор„
8 — формирователь закона деформации, 9— сч ммато р сигналов.
На преобразователи сигналов поступают сигналы со сканирующих устройств 3, зависящие от оптической плотности левого и правого снимков. В зависимости от закона деформации, получаемого на формирователе 8 по сигналам параметрического оптимизатора, 20 блок функционала выдает значение функционала I(a), соответствующего данному набору параметров а.
Параметрический оптимизатор генерирует подробные значения вектора и выбирает из нпх то, которому соответствует экстремум функциоиа ia I(a).
Выбранное значение вектора а определяет по формуле (!) истинный вид поля параллаксов на участке снимка. Простые фотограмметрические зависимости позволяют однозначно определить рельеф местности на этом участке.
Предмет изобретения
Способ автоматического определения рельЗ5 ефа местности, заключающийся в автоматической обработке сигналов распределения оптической плотности ориентированных снимков стереопяры, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, на участке стереопары задают приближенное представление рельефа местности,,деформируют согласно ему соответствующие участки изображений стереопары, формируют по ним критерий точности определения рельефа, находят значения пара-5 метров, прп которых критерий точности принимает экстремальное значение, и по полученным значениям параметров определяют рельеф местности на данном участке стереопары.
462077
Составитель В. Подгорнов
Техред М. Семенов
Корректор Н. Аук
Редактор T. Рыбалова
Оох-.. тнп. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли
Заказ 2403 Изд. Ме !!50 Тираж 782 Подписное
IJHH,HIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5