Прибор для развертки орбитальных панорам

Прибор для развертки орбитальных панорам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

а. н,ю,е ф,л. (Я Я - ? и оская

ОПИСАДИЕ ддд ркткниЯ

Союз Советскнк

Соцналнстнчеекнх

Республнн 672487

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 240277 (21} 2455006/18-10 (51)М. Кл.

G01 С 11/02 с присоединением заявки Мо .г

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0507.79. Бюллетень N9 25

Дата опубликования описания 050779 (5З) УДК 528. 722.

° 31(088.8) (72) . Автор изобретен и я Я.И.Гебгарт.Московский институт инженеров землеустройства (733 Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ РАЗВЕРТКИ ОРБИТАЛЬНЫХ

ПАНОРАМ . ч" — — =Ъ

«ср

Изобретение относится к области фотограмметрии, а точнее к приборам для фотограмметрической обработки орбитальных панорам, полученных с искусственных .спутников Земли при помощи оптико-механических сканирующих устройств.

Известны фототpансформаторы для обработки длиннофокусных снимков с большими углами наклона, снабженные перемещающейся щелью и устройством для равномерного смещения светочувст- вительного материала относительно экрана. Однако такое смещение не может быть использовано для развертки орбитальных панорам, требующей введеяня нелинейных поправок в положение развертываемой панорамы (1J.

ИзВестен также оптический панорамный фототрансформатор для преобразо-2О вания аэроснимков, полученных с помощью панорамного аэрофотоаппарата.

В этом фототрансформаторе кассета имеет цилиндрическую поверхность, объектив в процессе обработки такого аэроснимка непрерывно поворачивается, меняя масштаб проектируемого через щель изображения. Аэроснимок и светочувствительный материал имеют ,воэможность перемещения для устра- нения искажений за движением самолета и других факторов (2).

Прибор является весьма сложным.

Он не может быть применен для раз" вертки орбитальных панорам, посколь- ку при такой раэвертке масштаб проектирования должен быть постоянным.

Целью изобретения является автоматизация развертки панорам, повышение точности и производительности этого процесса, позволяющего полу- . чать примерно одномасштабные изображения, использование которых улучшает условия и расширяет возможности оперативной обработки панорам.

Эта цель достигается присоединением к оптической проектирующей системе плоского устройства, содержащего приспособление (ля построения ор- динат Ур точек развернутой панорам и присйособление для Построения орР динат Y точек развертываемой панорамы, реализующего зависимость — (о

«ср

В формуле (1) 672487

1 орлината точек панорамы, расположенных на прямой, параллельной оси абсцисс, причем ось абсцисс образована пересечением панорамы с плоскостью орбиты; условное фокусное расстояние 5 съемочного устройства с учетом записи изображения вдоль оси Y на фототелеграфном аппарате; угол сканирования относитель- 10 йо плоскости орбиты точек сферы (Земли) с подспутниковой широтой р" гле Y-1

У ордината изображения соответствующих точек на развернутой панораме, причем гебметричесии лредставлиее

Н õ ср собой величину большого xpyi"à сферы с радиусом Я, равную

R ф а среднем масштабе — цо

-панорамы, определенном относительно прямых, параллельных оси абсцисс; лХ} -величина поправки (учитываю- щей геометрические особеннос-. З0 ти построения панорамы и кринизну Земли) в Y для перехо. "да к значению ординат У„ на

Э а} развернутой панораме.

На фиг.1 показана схема устройства использования лекала; на фиг.2 то же, с использованием зубчатых передач; на фиг.3 — схема устройства с универсальным решением; на фиг.4 — 40 схема устройства для конкретных napаметров камерной съемки.

Оптическая проектирующая система состоит из экрана 1 и кассеты 2, выполненных с возможностью перемещения соответственно вдоль неподвижных, взаимно параллельных направляющих 3 и 4. Неподвияаая щель 5 со шторкой б расположена над экраном перпендикулярно направляющим 3. Объектив 7 установлен так, что его оптическая ось перпендикулярна плоскостям кас сеты и экрана и проходит через середину щели шириной 0,1-0,2 мм. Над кассетой расположено осветительное устройство 8. . 55

Приспособление для построения Y>, ° выполнено н виде рычага .9, имеющего возможность. поворота вокруг неподвижной оси.ролика 10. Вдоль рычага может смещаться каретка 11, Смещение gp вызывается расчетным, неподвижным лекалом 12, с которым контактирует ролик каретки 31, причем ролик яа ходится по другую сторону каретки, а его ось совпадает с oofþ ролика 13. (см.фиг,1).

Уравнение кривой лекала

=Я -. — и -, р р р Ыпу " ш (2) (4)

П МП и

Ролик 23 каретки 21 через масштабирующее устройство с рычагом 24 кинематически связан с кассетой. Нужный коэффициент увеличения Кдмасштабирующего устройства устанавливается перемещением ролика 25 кассеты в вертикальнОм направлении.

}(дÌ

1 то при noaopote р я чага 19 на угол (угол сканирования) относительно отвесного положения кассета сместится на величинуf>. с, т.е. на значение ординаты точек развертываемой панорамы, соответствующее углу сканиронания где р . — радиус-вектор от оси роли Ф ка 10 до кривой лекала;

R — отстояние оси ролика 10 от! ролика 13 при отвесном начальном положении рычага 9;

If (р - угол поворота рычага 9 относительно начального от.весного положения, равный значению широты в подспутниковой системе; — радиус ролика 13 и ролика, контактирующего с лекалом.

При повороте рычага 9 на угол р относительно начального положения центр ролика 13 н соответствии с фор-. мулой (2) сместится по направлению, параллельному направляющим 3, на величинуЯ . р . Ролик 13 прижат к вертикальной площадке штока 14, который может смещаться параллельно направляющим 3. Ролик 15 штока контактирует с рычагом 18 масштабирующего устройства, поворот которого вокруг неподвижной оси ролика 17 заставляет смещаться экран. нужйый коэффициент увеличения К масштабирующего устрой-: ства устанавливается вертикальным перемещением ролика 18 экрана, контактирующего с рычагом 16. Если

}(= —,—, (3)

""P "ср то смещение экрана относительно начального положения равно р т.е. равно У

Приспособление для построения ординат У развертываемой панорамы аналогично рассмотренному выше приспособлению. Оно содержит рычаг 19, который может поворачиваться вокруг неподвижной оси ролика 20 (расположейной на отвесной прямой, проходящей через оси ролика 10) с кареткой

21, контактирующей с лекалом 22.

Уравнение лекала г

Величины с, и <р" связаны зависимостью

Я э1 "1Ю" (5)

Н Я(-СО Ц> ) где Н вЂ” высота съемки.

Для осущесвтления этой зависи мости каретка рычага 9 с роликом

26, который контактирует с рычагом 19, устанавливается таким образом,чтобы при начальном положении отношение расстояний между осями роликов 20,26 и

26, 10 равнялось †„ . В этом случае (О при повороте рычага 9 на уголь"рычаг

19 поворачивается на угол Е, .

Таким образом,при правильных установках поворот рычага 9 на угол ср"вызывает смещение экрана на величину (5 и — и кассеты на соответственную

fnWep величину f K,, что говорит о мето дически строгой реализации формулы (1) .

Равномерное движение с помощьв электромотора задается экрану илия. валу, ось которого проходит через ось ролика 10. Равномерное .д ижение экра- 25 на является обязательным условием, поскольку при его неравномерном дви- жении, если движение задавать кассете или рычагу 19, на края- светочувствительного материала, параллельйые оси

Х, попадает в несколько раз меньше света, чем на центральную часть, Для проведения развертки панорама (негатив) укладывается в кассету так, чтобы ось Х панорамы совместилась с установочными штрихами кассеты, ко- торые параллельны щели и проектируют" ся в ее середину при отвесном положении рычагов 9 и 19. Кроме того, . устанавливают косэффйциенты Кр (ролик 18), К, (ролик 25) и (ролик 26),40 которые в дальнейшем для данного вида съемки нЕ меняются. После выполнения необходимых установок смещают экран в крайнее положение, укладывают на него светочувствйтельний 45 материал и включают электромотор., производя тем самым развертку. После фотографической обработки получают . развернутую панораму.

- Преобразование вращательного движения в поступательное, осуществляемое в рассмотренной схеме с помощью лекал, может быть выполнено и иным образом, например с йспользованием зубчатых передач (см.фиг.2).

В случае методически строгой .раз вертки под условием, что на развернутой панораме ординаты точек равны

672487 Ь а также,в случае развертки под условием, что.= Y+ лУ

Я р"

"ЬСР с допущением небольшой методической ошибки в положении точек развернутой панорамы, прибор можно упростить.

Для этого приспособление для построения ординат Р=- — точек разверг

2 IVI)(СР нутой панорамы выполнено (см.фиг.3) ,в виде рычага 9, контактирующего с роликом 18 экрана. Ролик 18 устанавливается так, чтобы расстояние между осями роликов 10 и 18 при отвесном

М .положении рычага 9 равнялось д „

"QP

;Очевидно в этом случае при повороте

:рычага 9 на угол q:экран пройдет ч расстояние Н р, а кассета - на lp p

:соответственную величину 1„- g.

Рт

Если ролик 18 расйоложить не на экране,а на каретке, имеющей возможность перемещения вдоль рычага 9, и устсоновить эту каретку так, чтобы рассто.яние от оси ролика 10 до оси ролика .

18 равнялось, то при поворой СР .< те рычага 9 на угол ср экран, контак,тирующий с роликом 1&, переместится

% 5(A на величину у . ., а кас з õ сета - на соответственйую Vp величину. т "E=.Y.

И, наконец, если .каретку с роликом 18 установить на рычаге 9 так,чтобы расстоянйе между осямй роликов

М

10.И 18 раВНяЛОгСЬф„-- К тО Прн ПОВОрОСР те рычага 9 на угол ар экран пере 9 местится на величину ° К sinai y аС, Значение К постояййо и выбирается та ким образом, чтобы разности (Кьиир-шР) бйли минймальныьм. Поскольку значения y" невелики (например, при Н = .= .900 км, Е ю„ 50 максимальная ве личинаср 12 ), то при правильном определении К значениеу — m ХЯ э(я

"Ср — методическая ошибка

>ср

4а,г

СР СР

YР = — — -=Y+ л а

Я.Ы !

Р2 пу с сР (6) ЬО

Y — — Y+ лУ2 (7, .Я ы и р .

Ръ шх, Рассмотренные выше приборы являются универсальными, поскольку позволяют вести развертку панорам прак.тически при любых значениях 3ц и Н.

В случае необходимости проведения развертки лишь в достаточно узких

Формула изобретения

Прибор для развертки орбитальных панорам, содержащий проектор с имеющими возможность перемещения вдоль вэаймно параллельных направляющих кассетой и экраном, которому задается равномерное движение с помощью электродвигателя ; и.расположенную над экраном перпендикулярно этим направляющим неподвижную щель, о т л и ч а io щ:,и и с я тем,.что, с целью автоматизации развертки панорам, повышения точности и производительности этого процесса, он снабжен приспособлением"для построения ординат точек развернутой панорамы, выполненным в виде поворачивающейся при движении экрана и контактирующей с его роликом масштабирующей линейки, сое-. диненного с ней и перемещающегося ггараллельйо движению экрана штока, нижнего рычага со смещающейся вдоль него кареткой, кйнематически связанной с неподвижным лекалом для учета кривиз7 67248

rIperIeiIax изменения f è Н устройствс для реализации зависимости (1) может бить значительно упрощено. Ры-чаг 9, вращающийся вокруг неподвиж-. ной оси ролика 10, контактирует с роликом 18 экрана. Каретка 27 может смещаться вдоль рычага 9. Смещение вызывается расчетным неподвижным лекалом 28, с которым контактирует ролик каретки 27 (ой находится по другую сторону каретки, а его ось совпадает с осью ролика 29, пока- 10 занного на фиг.4), Уравнений -кривой:лекала (8)

1 ,Где .- радиус вектор от ролика 10 15 до кривой лекала; — угол поворота рычага 9 относительно начального (вертикального) положения.

Величина ! -%гав;,"- (" р ср" Я ср« (9)

Х р где 1 - расстояние между осями ро ликов 10 и 18. при отвесном положении рычага 9.

При развертке под условием, что

Y = в или.ур = —" вместо Ю в

" Р сР 30 формуле (9) следует брать соответственнО tg (р . или 9 iris

Ест Мекало соответствует параметрам съемки, то при повороте рычага 9 на" угол f относительно отвесн.ого 35 положения экран на основании формулы

II

Я ср (9) сместится,на величину

Ф " cp а ролик 29 на основании формулы (8)на f - g, сдвигая контактирующую с ним 40 кассету на эту,же величину. Таким ,образом, рассмотренное устройство " методически строго решает зависимость (1) или (6), (7) и.позволяет нужным образом производить развертку. 45

Для развертки панорам необходимо иметь набор лекал, устанавливая при обработке ту из них, которая соответствует параметрам съемки. Прй праьияьном подборе 4 (изменение установ- 50 хи L йройэйодится вертикальйым rieремещением ролика 18) кривая лекала близка к окружности. Например, при

fj. 90 мм, К=900 км и1.=80 "мм отстояние точек лекала от оси ролика

10 (при r 5 мм) равны 100 мм с уклонением от этой величины максимально порядка нескольких миллиметров.

Схемы предлагаемых приборов рас:.сматрйвали при условии, что коэффициент увеличения оптической проектирующей системы К = 1; Для развертки при другом коэффициейте необходима . возможность соответствующего перемещения объектива и кассеты, 1 при установках прибора, завйсящих от

8

1 значения ич„ значение К, К нужно ср р я умножить на К.

ПредлагаЕмый прибор характеризуется высокой скоростью развертки, ксторая практически лимитируется лишь освещенностью. Однако неподвижность щели, проходящей через середину поля иэображения объектива, значительно усиЛивает освещенность, обеспечИвая возможность движения экрана со скоростью 10-20 мм/сек,что соответствует длительности развертки порядка 1020 с на кадр (при К = 1). Таким образом, произвОдительность развертки и контактной печати практически одйнакова.Это обстоятельство позволяет испольэовать изобретение при оперативной обработке панорам.

Автоматизируется процесс развертки, что повышает точность и упрощает выполнение этого процесса. Отличается сравнительная простота устройств,реализующих развертку; возможность изготовления и применения. Универсального, методически строгого прибора для развертки при условии, что R ц>

Рл у более прбстого универсального прйбора для методически строгой развертки

fIpB условии, что +p = — HJIH

"ср

% ыпср

Y< = я1 и приближенной развертки с)Р .% (р" при условии У . = —; н аиболее р mì ср простого прибора для методически строгой развертки под определенные, из-. меняемые в узком пределе, параметры съемки. Отмечается также малое количество и простота начальных установок приборов.

9 6 !

Hbl Земли и штоком, H приспособлением для построе HHR ординат раз вертыв аемой панорамы, выполненным в виде верхнего рычага со смещающейся вдоль него кареткой, кинематически связан. ной с негодвижным лекалом для учета панорамности изображения и штоком, перемещающимся параллельно движен по экрана и соединенным с масштабирую- щей линейкой, которая контактирует с роликом кассеты и при своем повороте вызывает ее смещение, причем нижний и верхний рычаги приспособлений, центры вращения которых расположены на перпендикулярной экрану

?2487

10 прямой, кинематически связаны между собой посредством расположенной на нижнем рычаге соединительной каретки, ролик которой контактирует с верхним рычагом, а уст анов ка как соединительной каретки, так и роликов

5 экрана и кассеты производится в соответствии с параметрами съемки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

10 Р 220520, кл. 601 С 11/02.

2. Пособие по фотограмметрии .

Под ред. В. И. Кораблева, N., Недра, 1970, c.41-43.

672487 иг

Р .4

Составитель В.ВасильЕв

РедаКтор О.Филиппова Техред M. Петко Корректор С. Шекмар

Заказ 3876/41 Тираж 865 Подписно:

ЦНИИПИ ГосудаРственного комитета СССР по делам изобретений и открьтий

113035 Москва 7<-35 Разыская наб. д.4 5

Филиат: ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4