Аналитический стереофотограмметрический прибор

Аналитический стереофотограмметрический прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < >932232

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцналмстичесиик

Республик (61) Дополнительное к а от. свид-ву— (22) Заявлено 11.07.80 (21) 2956681/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (Я)м. Кл. .G 01 С 11/26

9оудирстооииый комитет

СССР

llO делам изобретений и открытий (53) УДК 528.722..77 (088.8) ОпУбликовано 30,05.82, Бюллетень J%20

Дата опубликования описания 30.05.82

А. А. Чигирев, В. М. Зайцев, А. П. Якимов и Л.. Яктеттев

1, >

II (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АНАЛИТИЧЕСКИЙ СТЕРЕОФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ

ПРИБОР

Изобретение относится к фотограмметрическому приборостроению, в частности к аналитическим стереообрабатывающим приборам.

Известны аналитические стереофотограмметрические приборы, содержащие оптико-меха5 ническое устройство стереокомараторного типа, электронную вычислительную машину (ЭВМ), координатограф (графопостроитель) и пульт оператора.

1О

Штурвалы Х, У связаны механическими связями с наблюдательной оптической системой и с каретками снимкодержателей. Вращение штурвалов Х, У передаются к двум инкрементным преобразователям "угол-число — импульсный т5 ход", в которых углы поворота преобразуются в импульсы, накапливаемые в счетчиках ЭВМ как координаты модели х, у, г. Значения координаты z модели формируются аналогично.

Цифровые коды координат х, у, г точек модели вводятся в ЭВМ в программу, моделирующую решение двойной обратной фотограмметрической задачи. Результаты вычислений представляются как разности между координатами точек модели и соответствующими координатами точек снимков- Ьх, Ьха Ьу, Ьуа.

Цифровые коды этих разностей затем преобразуются в углы поворота щаговых двигателей, выходные валы которых связаны с ведущими винтами через зубчатые дифференциалы.

На дифференциалах осуществляется алгебраическое суммирование координат точек модели и вычисленных в 3SM и преобразованных в угол поворота поправок hx, Ьу,. Ьха, Üóz.

В результате точки снимков, соответствующие точке модели. (x, у, z), подводятся под измерительные марки оптической системы с высокой точностью. Координаты х, у модели также передаются на координатограф (графопостроитель) .

Принципиальной особенностью этих аналитических стереофотограмметрических приборов является то, что все они проектируются. по стереокомпараторной схеме, т.е. сиймки располагаются в каретках, находящихся в горизонтальной плоскости, приводы которых получая сигналы от электронной вычислительной машины (38M), осушествляклцей решение двои

932232 ной обратной фотограмметрической засечки в реальном масштабе времени, перемещают каретки по координатам х, у таким образом, что в каждый момент времени под измерительные марки. оптической наблюдательной системы под. водятся Р и P" левого и правого снимка с координатами х, у и x, у, соответствующие точке P стереомодели местности с координатами х, у, z (1).

Недостатками этих аналитических приборов являются сложность конструкции блоков перемещения снимков и исполнительных электроприводов, требующих применения прецизионных винтов, гаек, направляющих, подшипников, что существенно ухудшает технологичность и снижает экономические и эксплуатационные характеристики приборов, а также препятствуют их широкому применению, в том числе в полевых условиях.

Известен фотограмметрический прибор для расшифровки изображений, имеющий блок рассмотрения двух стереоскопических снимков и элементы для нанесения отметок с целью анализа рельефа территории или объектов. Устройство имеет элементы для установки копии одного иэ двух снимков; элементы, обеспечивающие индикашгю изображения копии в зоне наблюдения; оптические проекционные элементы, работающие совместно с экраном и вос. производящие изображение всей поверхности копии в зоне наблюдения. Оператор может непосредственно устанавливать рассматриваемую зону в некотором положении относительно набора снимков (21.

Недостатком этого устройства является ограничения, возникающие при дешифрировании снимков из-за невозможности удаления элементов изображения, например, при сглаяивании рельефа, эрозионной сети, сети линеаментов и др., а также при удалении элементов изображения, нанесенных оператором на предшествующих шагах обработки и не подтвержденных на последующих шагах.

Наиболее близким по структуре и достигаемому результату к предлагаемому является . аналитический стереофотограмметрический прибор типа Грастер — 77. содержащий станину, слимкодержатели с возможностью перемещения на воздушной подушке по координатам х, у и поворотам на углы х. ходовые винты, электроприводы, фотоэлектрические преобразователи линейных перемещений в число-импульсные коды, двухканальную оптическую систему с поляризаторами в каждом канале и общим экраном. задатчик координат точек стереомодели, электронную вычислительную машину с внешним запоминающим устройствами, устройствами ввода-вывода, пульто5

Г5

40 ф5

50 вым терминалом и графопостроителем с замкнутой,телевизионной системой (3).

Прибор по сравнению с аналогами более технологичен и прост по конструкции, поскольку содержит меньшее количество прецизионных деталей.

Однако в устройстве отсутствуют возможности для стереоскопического нанесения отметок (или трассирования протяженных элемен. тов) на анализируемое изображение стереопары, а также возможности для удаления с анализируемого изображения стереопары гочечных или протяженных элементов и документирования введенных или удаленных элементов. Отсутствуют также возможности для интерактивной фотометрической обработки изображений, что снижает достоверенность дешифрирования; для нанесения на дешифрйруемое изображение дополнительных условных знаков, что увеличивает трудоемкость дешифрирования. Кроме того недостатком прибора является необходимость прецизионного преобразования цифровых кодов в линейные перемещения с помощью прецизионных направляющих, винтов, гаек, подщиаников и электроприводов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, повышение достоверности дешифрирования изображений, обеспечение возможности нанесения на изображение дополнительных элементов или удаления элементов и сокращения объема оперативной памяти стереодисплея, уменьшение трудоемкости дешифрирования путем нанесения на дешифрируемое иэображение дополнительных условньгх знаков, упрощения конструкции, повышения технологичности и надежности работы в различных внешних условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в аналитический стереофотограмметрический прибор, содержаший снимкодержатели, электромеханическое устройство для перемещения снимкодержателей на плоскости и их поворота, устройство для создания воздушной подушкй между подвижным и неподвижным элементами электромеханического устройства, двухканальную оптическую систему с поляризаторами в каждом канале и обшим экраном, задатчик координат точек стереомодели, электронную вычислительную машину, включающую центральный процессор, накопители на магнитных дисках, на мапгитных лентах, на видеодиске, устройство ввода-вывода на перфокарте и перфоленте, устройство ввода-вывода изображения, устройство параллельной печати, пультовый терминал и графопостроитель с замкнутой телевизионной системой, введен электронно-лучевой стереодисплей с оперативными запоминающими устройствами, регистрами смещения, кла932232 6 рез цифроаналоговые преобразователи и видеоусилители, а выходы счетчиков строчной и кадровой разверток соединены с входами фокусирующе-отклоняющей системы электроннолучевой трубки стереодисплея через преобразователи "код — ток".

Блок формирования световой измерительной марки и управления ее положением снабжен генератором символов, вход которого соединен с соответствующим выходом контроллера стереодисплея, а выход с входом ОЗУ через схему ИЛИ вЂ” И клапана.

Электромеханическое устройство снабжено плитой, не менее, чем с двумя идентичными взаимно-перпендикулярными системами параллельных канавок, образующих статоры двухкоординатных линейных щаговых двигателей, индукторами двухкоординатных линейных щаговых двигателей,с группами магнитов, снабженными фазными обметками, блоками управления двухкоординатными линейными шаговыми двигателями со схемой дробления шага, щаговыми двигателями с механизмами для поворота снимкодержателей, контроллером для связи блоков управления двухкоординатными линейными щаговыми двигателями и щаговыми двигателями для поворота снимкодержателей с каналом электронно-вычислительной машины, причем снимкодержатели с размещенными на них щаговыми двигателями н редукторами для их поворота закреплены на подвижных индукторах, входы щаговых двигателей для поворота снимкодержателей соединены с каналом электронно-вычислительной машины через блоки управления и контроллер выходные валы щаговых двитателей для поворота снимкодержателей механически связаны с механизмами поворота спимкодержателей, а фаэные обмотки групп маппггов соединены с каналом электронно-вычислительной машины через контроллер и блоки управления двухкоординатных линейных шаговых двигателей и контроллер. панами, счетчиками-накопителями строчной и кадровой разверток, цифроаналоговыми преоб. разователями, видеоусилителями, блоком формирования световой измерительной марки и клавиатурой управления ее положением, гене- э ратором кода "Уровень белого", инвертором и контроллером, причем запоминающие устройства по входам и выходам связаны с каналом электронно-вычислительной машины через контроллер, входы регистров смещения $0 соединены с выходами контроллера, выходы регистров смещения соединены через клапаны с параллельными входами счетчиков-накопителей строчной и кадровой разверток, информационные входы оперативного запомина- 1ч ющего устройства соединены через схему

ИЛИ с выходом генератора, формирующего код "Уровень белого" и с информационными выходами оперативного запоминающего устройства через инвертор кода, выходы оперативных запоминающих устройств соединены с управляющими входами электронно-лучевой трубки стереодисплея через цифроаналоговые преобразователи и видеоусилители, а онтическая система снабжена матричными приемниками изображений с видеоусилителями, блоками управления считыванием и контроллером, объективами, щаговыми двигателями с блоками управления и контроллером, причем объективы механически связаны с выходными валами щаговых двигателей, входы щаговых двигателей соединены с каналом электронно-вычислительной машины через контроллер и блок управления.

В стереофотограмметрическом приборе блок формирования световой измерительной марки и управления ее положением снабжен регистрами координат текущего положения измерительной марки, синхрогенератором, схемами сравнения кодов счетчиков строчной и кодовой 0 разверток с кодами регистров координат текущего положения измерительной марки, клапаном, ключевыми элементами, преобразователями код-ток, фокусирующе-отклоняющей системой, причем один вход схем сравнения подключен к каналу электронно-вычислительной машины через регистр текущих координат и контроллер двухкоординатных линейных щаговых двигателей, другой вход схем сравнения подключен к выходам счетчиков строчной и

50 кадрсвой разверток, выходы схем сравнения объединены по схемам И в клапане с аналоговым выходом генератора "Уровень белого", выход клапана соединен с одними входами пар ключей. выходы которых объединены по схеме ИЛИ и соединены с управляющими электроЫ дами многоцветной электр ннолучевой трубки, другие входы пар ключей соединены с выходами оперативных запоминающих устройств чеНа фиг. 1 изображена блок-схема прибора; на фиг. 2 — структурная схема стереодисплея; на фиг. 3 — структурная схема блока формирования световой измерительной марки и управления ее н; иа фиг. 4 — кинематическая схема электромеханического устройства и схем оптической системы; на фиг. 5 — структурная схема управления матричными приемниками изображений; на фиг. 6 — структурная схема управления двухкоординатными линейными щаговыми двигателями; на фиг. 7— структурная схема блока дробления шага; на фиг. 8 — блок-схема управления поворотными щаговыми двигателями; на фиг. 9— структурная схема задатчика координат точек стереомодели; на фиг. 10 — структурная схема

7 93223 контроллера; на фиг. 11 -- структурная схема графопостроителя, Прибор представляет модульную структуру, которая содержит ряд модулей, сопрягаемых с каналом ЭВМ, являющейся ядром прибора.

В состав прибора входят следующие модули (фиг. 1): задатчик координат х, у, z точек стереомодели 1 с блоком сопряжения с каналом ЭВМ или контроллером 2; электромеханическое устройство 3 перемещения снимков с контроллером 4, оптическая система 5 с контроллером 6; стереодисплей 7 с контроллером 8; пультовые алфавитно-цифровой терминал 9 с контроллером 10; графопостроитель

1I с контроллером 12; передающей телевизионной камерой 13 и телевизионным приемником

14; центральный процессор 15 с контроллером 16; накопитель 17 на магнитных дисках с контроллером 18; накопитель 19 на магнитных лентах с контроллером 20; накопитель 21 на видеодиске с контроллером 22; устройство

23 ввода — вывода изображения с контроллером 24, а также устройство 25 параллельной печати с контроллером 26; устройство 27 ввода-вывода перфоленточное и перфокарточное с контроллером 28 и интерфейс ЭВМ 29.

Структура является открытой для пополнения и развития другими внешними устройствами или модулями, например, специальными дисплейными процессорами, каждый из

30 которых является или законченным функциональным устройством или компонентным, входящим в функционально законченное устройство.

Входящие в состав прибора модули имеют следующее назначение.

Стереодисплей предназначается для стереоскопического наблюдения анаглифическим способом модели местности, построенной по фрагментам изображений, подвергнутых фотоэлек40 трическому преобразованию и выведенных на экран цветного дисплея каждое в своем цвете, например, в красном R и зеленом G, Наблюдение стереомодели осуществляется через очки с поглотительными фильтрами, так что каждым глазом воспринимается свое иэображение.

В состав стереодисплея 7, схема которого показана на фиг. 2, входят многоцветная электронно-лучевая с экраном трубка 30 с клавиатурой управления 31, видеоусилители каналь- ных сигналов 32 и 33, блок 34 формирования световой измерительной марки, цифроаналоговые преобразователи 35 и 36, оперативные запоминающие устройства R- u G-изображений регенеративного типа 37 и 38, счетчики-накопители строчной 39 и 40 и кадровой 41 и

42 разверток, клапаны 43-46, регистры 4750 смещения, генератор "Уровень белого" 51, 2 8 - генератор 52 символов, инвертор 53 кода, групповая схема ИЛИ вЂ” И 54 и контроллер 8.

При функционировании стереодисплей взаимодействует также с блоком управления двухкоординатными линейными щаговыми двигателями электромеханического устройства через контроллер 4 и с блоком управления матричными приемниками изображений оптической системы через контроллер 6 (фиг. 1), а через них с процессором прибора 15 и 16 через интерфейс ЭВМ 29.

В режиме стереоскопического вывода изображений на экран электроннолучевой трубки стереодисплей функционирует следующим образом.

Фрагменты левого и правого изображения, считываемые с матричных приемников изображений, преобразуются в цифровую форму и через контроллер 6, интерфейс ЭВМ 29 и контроллер стереодисплея 8 записываются в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)—

37 и 38. Далее в ОЗУ осуществляется процесс регенерации изображений типа чтение — пауэазапись с телевизионной частотой. В каждом цикле регенерации цифровые коды, считываемые с 03У, подвергаются цифроаналоговому преобразованию в цифроаналоговых преобразователях 35 и 36 и далее через видеоусилитель 32 и 33 поступают на управляющие входы многоцветной электроннолучевой трубки 30.

В результате на экране стереодисплея генериру ется левое В-изображение и правое G-иэображение, которые при наблюдении через поглотительные фильтры оператором воспринимаются как объемная стереомодель.

Устранение поперечных и продольных параллаксов в каждой точке стереомодели, наблюдаемой на экране стереодисплея, идентифицируемой световой измерительной маркой, осуществляется дополнительным смещением фрагментов изображений, выводимых на экран стереодисплея путем переадресации при считывании изображений из ОЗУ 37 и 38 в паузе между записью и чтением. d

Цифровые коды сдвига иэображений вычисляются в ЭВМ по программе двойной обрат-. ной фотограмметрической засечки и передаются из процессоров 15 и 16 через интерфейс

29 и контроллер 8 на регистры смещения 47 — 50. Коды, записанные в счетчики-накопители 39 — 42, складываются с текущими кодами цйфровой развертки изображения по экрану стереодисплея. В результате выборка всех элементов R- и 6-изображений из ОЗУ 37 и

38 осуществляется по адресам, отличным на величины смещения от адресов записи, Поскольку начало развертки синхронизировано с запуском операции считывания из ОЗУ, то построение R- u G-изображений на экране сте932232

9реодисппея осуществляется с требуемыми сдвигами, относящимися к точке наблюдения, фиксируемой световой измерительной маркой.

При изменении положения световой измерительной марки с помощью задатчика 1 координат (фиг. 1) коды смещения соответственно изменяются и в очередном цикле регенерации будут осуществлены дополнительные сдвиги изображений. В результате под измерительной.маркой будут находиться точки изоб- 111 ражений, в которых будут исправлены продольные и устранены поперечные иараллаксы.

Преимущество построения стереомодели заключается в том, что, ведет к сокращению объема ОЗУ 37 и 38 за счет основной величины сдвига, приводящей к увеличению ОЗУ, уже осуществленной в электромеханическом устройстве относительно точки, находящейся под измерительной маркой оптической системы с поляризаторами и общим экраном.

В етереодисплее реализуются только допол- нительные сдвиги В- и G-изображений, соответствующие перемещению световой измерительной марки, относительно точки, находящейся под измерительной маркой экрана оптической системы аналитического прибора.

В дополнение отметим возможность использования стереодисплея в режиме вывода изображений в псевдоцветах. В этом случае на управляющие электроды многоцветной трубки должны подаваться три канальных изображения в соответствующих цветах соответственно с выходов трех оперативных запоминающих устройств типа 37 и 38 (на фиг. 2 третье запоминающее устройство не показано), запись информации в которые осуществляет процес- Зз

COP*

Нанесение отметок иа анализируемое изображение иля трассирование осуществляется в стереоскопическом режиме наблюдения путем

40 изменеьщя в цикле записи содержимого ячеек

ОЗУ стереодисплея на "Уровень белого" по текущему адресу в момент сравнения кодов х, у световой марки, вычисленных в ЭВМ, с кодами счетчиков строчной и кадровой развертки. Удаление некоторых элементов с анализируемого изображения осуществляется в цикле записи путем инвертирования содержимого weек ОЗУ дисплея по текущему адресу в момент сравнеяия кодов х. у световой измерительной маркя, 4вычисленных в ЭВМ, с кодамя счетщков строчной и кадровой развертки.

Легко видеть, что способ построения стереомодели; яа экране дисплея, а также нанесение отметок, трассирование или удаление точечных или протяженных элементов инвариантен к аберрациям, свойственным электронно-лучевым трубкам, поскольку и исходная, н обновленная информация, полученная с матричных приемников изображения, у которых геометрические аберрации отсутствуют, и записанная в ОЗУ дисплея, не искажается.

Блок 34 (фиг. 2) формирования световой измерительной марки и управление ее положением предназначается для генерации измерительной марки и ее перемещения по экрану стереодисплея. Как следует иэ назначения в противоположность принятому в аналитических приборах способу реализации неподвижной марки, располагаемой в центре поля зрения, здесь измерительная марка реализована как подвяжная для достижения воэможности рисовки по исследуемому изображению и удаления с него некоторых элементов с записью ОЗУ 37 и

38 или стирания следа измерительной марки без существенного увеличения объема ОЗУ.

В случае неподвижной измерительной марки для трассирования были бы необходимы ОЗУ для размещения в них всей площади стереопары. В предлагаемом варианте объем ОЗУ сокращается за счет размещения в них толькб фрагментов изображения, проектируемых на матричные приемники изображений. Если возникает необходимость хранения изображения со всей площади стереопары, то такая запись осуществляется частями, при этом общий файл изображения формируется на внешних запоминающих устройствах ЭВМ.

Структурная схема блока 34 формирования световой измерительной марки показана на фиг. 3, в состав которого входят сияхрогенератор 55, счетчик строчной развертки 56, счетчик 57 кадровой развертки, регистры 58 и 59 текущих координат световой измерительной марки, схем 60 и 61 сравнения координат световой измерительной марки с кодами координат строчной и кадровой развертки, клапан

62 стробирующий сигнал "Уровень белого" в момент совпадания сигналов с схем 60 и 61! сравнения, ключевые схемы 63 — 66, преобразователи код — ток 67 и 68 и фокусярующе-отклоняющая система 69 многоцветной электронно-лучевой трубки 30.

На фиг. 3 также повторены ОЗУ 37 и 38, цифроаналоговые преобразователи 35 и 36 и видеоусилители 32 и 33. !

Световая измерительная марка генерируется в каждом кадре в моменты сравнения кодов х, у, вычисленных в 3ВМ и записанных в регистры 58 и 59 с кодами счетчиков строчной и кадровой развертки 56 и 67 путем подачи, на управляющие электроды постоянного сигнала, формирующего "Уровень белого" через клапан 62.

Управление световой измерительной маркой стереодисплея осуществляется от задатчика координат х, у, z, которые пересчитываются в

ЭВМ в сигналы управления пд алгоритму

932232

40 двойной обратной фотограмметрической засечки точно так же, как и для управления электромеханическим устройством, фактически имеет место переключение управляющих сигналов с входов блоков управления линейными двухкоордннатными шаговыми двигателями на вход преобразователей код — ток фокусирующего отклоняющей системы стереодисплея через контроллер 4.

Электромеханическое устройство 3 (фиг. 1) щ предназначено для перемещения и поворота снимкодержателей со снимками стереопары на величины, вычисляемые в ЭВМ по алгоритму двойной обратной фотограмметрической засечки, причем входными переменными для работы этой программы являются координаты точек стереомодели (карты) х, у, z, формируемые задатчиками координат 1 и матрицы элементов внешнего ориентирования, вычисляемые ЭВМ также по программе при работе прибора в стереокомпараторном режиме.

Кинематическая схема электромеханического устройства показана на фиг. 4.

Электромеханическое устройство содержит плиту 70,.на которой нанесены по меньшей мере две идентичные взаимно-перпендикулярные системы параллельных канавок 71 и 72, которые образуют статоры двухкоординатных линейных: шаговых двигателей. Над статорами

71 и 72 расположены индукторы 73 и 74 двухкоординатных линейных шаговых двигателей, которые перемещаются относительно статоров на магнитно-воздушной подушке.

В индукторах 73 и 74 размещены группы магнитов 75 и 76 с фазовыми обмотками для

35 перемещения их по оси х, а также группы магнитов 77 (второй магнит расположен .симметрично относительно магнитов 75 на. фиг. 4 не виден) и 76 (второй магнит 78 расположен симметрично относительно магнита 76, на фиг. 4 не виден) для перемещения индукторов по оси у. Кроме того, магниты 75 и 76 снабжены воздушной подушкой между статорами и индукторами. С индукторами 73 и 74 жестко связаны кронштейны 79 и 80, на которых размещены каретки снимкодержателей

81 и 82, под каретками снимкодержателей расположены источники освещения снимков (на фиг. 4 не видны). Каретки снимкодержателей содержат механизмы 83 — 86 для разворота располагаемых в них снимков 87 и

88 на углы х и х, кинематически связанные с шаговыми двигателями 89 и 90. Положение кареток снимкодержателя в процессе работы может контролироваться датчиками 91 — 94 обратной связи (например, лазерными измерителями перемещений), неподвижные элементы которых располагаются на плите 70, а подвижные элементы связаны с каретками снимкодержателя 81 и 82.

Для управления положением индукторов

73 и 74, а следовательно и кареток снимкодержателей, по координатам х, у двухкоординатные линейные шаговые двигатели снабжены блоками 95 управления. Для управления шаговыми двигателями 89 и 90 последние снабжены блоками 96 управления.

Для передачи управляющей информации из канала 29 ЭВМ на блокиуправления 95 двухкоордннатными линейными щаговыми двигателями и управляющей информации на блоки 89 и 90 управления шаговыми двигателями, электромеханическое устройство снабжено контроллером 4, который имеет средства стандартного сопряжения с интерфейсом 29. В случае применения в электромеханическом устройстве датчиков 91 — 94 обратной связи передача информации обратной связи в каналы

ЭВМ осуществляется также через контроллер

4, который имеет средства стандратного сопряжения с каналом 29 ЭВМ. На фиг. 4 контроллер 4 разбит на три части, разделенные пунктирными линиями: одна часть обслуживает линейные шаговые двигатели, другая поворотные шаговые двигатели 71 и 72, а третья — датчики обратной связи 91 — 94.

Оптическая система предназначена для визуального наблюдения участка стереомодели по фрагментам, находящимся в поле зрения и для фотоэлектрического преобразования оптических плотностей этих фрагментов изображений в электрические сигналы.

Оптическая система 5 (фиг. 1) построена на принципе наблюдения стереомодели и измерения координат точек по способу поляроидов и содержит главные объективы 97 и 98, поляризаторы 99 и 100, полупрозрачные зеркала

101 и 102, расположенные под углом 45 к плоскости снимка, зеркало 103, установленное под углом 45 к плоскости снимка, полупрозрачное зеркало 104, на котором происходит объединение поляризованных световых потоков, прошедших от снимков 87 и 88 через главные объективы 97 и 98; зеркало 105 и экран 106, Наблюдение стереомодели осуществляется опе-! ратором через очки- анализаторы таким образом, что левым глазом наблюдается только левое поляризованное в одной плоскости изображение, а правым — только правое поляризованное в другой плоскости иэображение. Для фотоэлектрического преобразования фрагментов левого и правого снимка оптическая система снабжена матричными приемниками изображений (например, на основе приборов с зарядовой связью) 107 и 108, на фоточувствительные элементы которых изображения проектируются с помощью объективов 109 и 110. Для управления секциями накопления и секциями пам яти матричных приемников изображения

932232!

3 оптическая система снабжена блоками 111 и

112 управления с аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), а для усиления видеосигналов — усилителями 113 и 114. Для управления размерами фрагментов изображений, подвергаемых фотоэлектрическому преобразованию, оптическая система снабжена шаговыми приводами, состоящими из щаговых двигателей 115 и 116 и блоков 117 и 118 управления щаговыми двигателями. Для передачи !О управляющей информации иэ интерфейса 29

ЭВМ на блоки 117 и 118 управления щаговыми двигателями и видеоинформации с видеоусит!ителей 113 и 114 через блоки 111 и 112 управления матричными приемниками изображений оптическая система снабжена контроллером 6 (фиг. 1), который имеет средства стандартного сопряжения с интерфейсом 29

ЭВМ по трактам управления и видеоинформации. 20

Блоки 111 и 112 управления матричными приемниками изображений предназначены для управления процессами накопления зарядов в элементах секции накопления, запоминания их в секциях памяти и считывания информаций через выходные регистры и видеоусилители 113 и 114.

Структурная схема блока управления матричными приемниками изображений представлена на фиг. 5, где в более детальном виде показаны матричные приемники 107 и 108 шображений, состоящие иэ секции 119 накопления, секции 120 памяти и выходного регистра 121. Собственно блок управления содержит формирователи 122 и 123 фазных напряжений для секций накопления и памяти соответственно; формирователи 124 фазных напряжений для выходного регистра. преобразователи 125 — 127 уровня для секций наконле-— ния памяти и выходного регистра соответственно; выходной блок 128 и видеоусилитель 129 40 (фиг. 5).

Для связи блока управления матричных фотоприемников по управлению и видеоинформации с ЭВМ блок управления снабжен контроллером 6, который имеет соседство стан- 45 дартного сопряжения с интерфейсом 29 ЭВМ.

Блок 95 управления двухкоординатными линейными щаговыми двигателями 71 и 72 (фиг. 4) являются идентичными и состоят из програм!иных блоков 130 и 131, счетчиков

132 и 133 шагов и скоростей отработки, блоков 134 и 135 дробления шага, усилителей 136 и

137 мощности и блоков 138 и 139 демпфирования (фиг. 6).

Для обмена информацией между ЭВМ и бло- кнми управления служит контроллер 4, который снабжсн средствами стандартного сопряжения с интерфейсом 9 ЭВМ.

14

Блок дробления шага 134 в блоках управ ления служит для повышения точности позиционирования индукторов двухкоординатных линейных шаговых двигателей, Структурная схема дробления шага представ. лена на фиг. 7, где блок дробления шага содержит дели ель 140 частоты, управляемый частотой, генерируемой в контроллере 4; реверсивный счетчик 141, управляемый частотой управления из контроллера 4, и направлением счета (вперед + назад -) от программного блока 132 (или 133 фиг. 6), дешифратор 142, постоянное запоминающее устройство 143 — 146 с полями, с помощью которых аппроксимируются на периоде функции sin8, cos 9.

sin(9- — ), cos(9- — ) по 64 точкам о. точ«Ji 3

4 постыл 1/256 их амплитуды; триггеры 147—

150; программируемый распределитель 151 импульсов, осуществляющий широтно-импульсную модуляцию ситналов, подаваемых иа усили. тели 136 и 137 мощности (фиг. 6).

Блоки 96 управления щаговыми двигателями 89 и 90 предназначаются для разворота снимков иа углы х и х .

Структурная схема блока управления представлена на фиг. 8, где блок управления содержит счетчик 152 шагов, куда заносится код угла поворота снимка; клапан 153, который закрывается при обнулении счетчика импульсами управления, поступающими иэ контроллера 4; коммутатор 154 фаз, куда поступает также признак знака кода. заносимого в счетчик 152, усилитель 155 мощности, выходы которого связаны с фазными обмотками щаговых двигателей 89.и 90 (фиг. 4).

Задатчик 1 координат (фиг. 1) предназначен для формирования импульсов приращения координат точек х, у, z стереомодели, Структурная схема задатчика координат представлена на фпг. 9, который состоит иэ генератора приращения координат х, у и ðмирователя приращения z. Генератор приращений координат х, у точек стереомодели содержит шар 156, вращающийся на плоскости; два перпендикулярно расположенные и фрикционно связанные с шаром вала 157 и 158, с выходными осями которых связаны круговые (например, фотоэлектрические) преобразователи угла поворота в число-импульсный код, включающий вращающиеся лимбы 159 и 160, на поверхности которых по окружности нанесены деления; неподвижные элементы 161 и !

62, на поверхности которых по окружности нанесены деления, сдвинутые на четверть периода; источники 163 и 164 подсвета и формирователи 165 и 166 импульсов модулей и знаков приращения.

Формирователь 2 координат точек стереомодели представляет также фотоэлектрический

2232

1S 93 !

6 преобразователь угла поворота штурвала (ножного или ручного) 167 в число-импульсный код и содержит лимб 168, связанный с осью гцтурвала 167; неподвижные элементы лимба

169 с делениями, смещенными на четверть периода, источники 170 подсвета и формирователь 171 импульсов модуля и знака приращений. Сформированные в задатчике координат х, у, z точек стереомодели импульсы приращения вместе со своими знаками подаются в контроллер 2, где инициируют в интерфейсе ЭВМ запрос на прерывание, переход к программе обслуживания этого модуля и их передачу в ЭВМ через интерфейс 29 и контроллер 16.

В связи с тем, что аналитический прибор для стереоскопического дешифрирования изображений строится по модульному принципу, каждый входящий в его структуру модуль содержит контроллер, который имеет средства стандратного сопряжения с интерфейсом ЭВМ.

Структура контроллеров определяется идеологией интерфейса, принятого в ЭВМ, а также физическими принципами дейсТвия модулей, числом каналов, скоростью и объемом информации, циркулирующей между модулями ЭВМ.

В данном варианте прибора в качестве процессора (процессоров) применяется ЭВМ из семейства СМ ЭВМ с интерфейсом, общая шина которой в соответствии с ОСТ 25 795—

78, определяется как унифицированная система связей и сигналов между центральным процессором, устройствами памяти и периферийными устройствами, устанавливающие единые форматы информации, принципы обмена и последовательности сигналов между всеми возможными типами устройств из номенклатуры комплексов.

В рамках данного описания мы не имеем возможности представить структурные схемы контроллеров всех модулей, входящих в состав прибора, С принципиальной точки зрения вэтом нет необходимости, так как контролеры в основном различаются режимом передачи, количеством информационных регистров ввода — вывода, количеством регистров состояния ввода— вывода и соответственно количеством разрядов шин адреса, отводимых под адресацию регистров, а также количеством разрядов дешифратора адреса. Поэтому для пояснения принципа действия контроллеров ограничимся описанием типового контроллера, содержащего по одному информационному регистру ввода — вывода и по одному регистру состояния ввода — вывода.

Типовой контроллер (фи . 10) содержит дешифратор адреса 172, схему 173 управления прерыванием, передатчики 174 информации на общую шину, приемники !75 информации

30 с общей пп ны, регистр 176 команд-состояний ввода, регистр 177 команд-состояний вывода, регистр 178 данных ввода, регистр 179 данных вывода, приемники 180 внешнего устройства (модуля), передатчики 181 внешнего устройства (модуля), схему 182 управления вводом, схему 183 управления выводом.

Неотъемлемой частью аналитического прибора является графопостроитель (фиг. 11), в состав которого входят электромеханический блок 184 с щаговыми двигателями 185 и

186, блоком 187 управления, передающая телевизионная камера 13 и телевизионный приемник 14 (фиг. 1). Для передачи управляющей информации из ЭВМ через интерфейс

29 графопостроитель снабжен контроллером (фиг. 1).

Рассмотрим функционирование аналитического стереоприбора в пяти режимах.

1. В режиме измерения координат и высот точек (фиг. 4) стереомодели оператором с наблюдением модели на экране 106.

2. В режиме нанесения отметок на исследуемое изображение или трассирования в стереоскопическом режиме с наблюдением стереомодели на экране .стереодисплея 30:

3. В режиме удаления с изображения какихлибо элементов при стереоскопическом наблюдении модели на экране стереодисплея 30.

4. В режиме фотометрической обработки левого и правого изображений или одиночного изображения со стереоскопическим или монокулярным наблюдением результата обработки на экране дисплея 30.

5. В режиме документирования результатов фотограмметрической фотометрической обработки (преобразований оптических плотностей) путем фотографирования с экрана дисплея или вывода данных на прецизионное устройство вывода изображения 23, а также в режиме графического отображения результатов обработ- ки на планшет графопостроителя 11 (фиг. 1).

Аналитический прибор в режиме измерения координат и высот точек стереомодели, в предположении, что снимки соориентированы, т.е.

45 элементы взаимного ориентирования снимков и внешнего ориентиро