УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ Российский патент 1998 года по МПК G01C3/10 G03B13/20 

Предлагаемое изобретение относится к киносъемочной технике и может быть использовано для автоматического измерения расстояния до объекта съемки и фокусировки этого объекта среди группы ему аналогичных.

Известно устройство для автоматической фокусировки объектива фотокамеры, содержащее электроакустический преобразователь с усилением, время-импульсный преобразователь и электродвигатель, связанные через редуктор с объективом фотокамеры и преобразователем угла поворота объектива в число импульсов [1].

Известно также устройство дальномера, монтируемого внутри камеры фотоаппарата, которое состоит из светоделительной пластинки, направляющей лучи света в глаз и на призму, укрепленную на рычаге защитных плоскопараллельных стекол, оптического клина, диафрагмы, ограничивающей пучок лучей от пластинки, пружины червячной оправы объектива и рычага, связывающего объектив с дальномером [2].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, цифровой счетчик времени, табло и приемник, установленные на базовом объекте, приемник и излучатель, установленные на объекте-ответчике, причем излучатель, установленный на базовом объекте, своим выходом соединен с первым входом счетчика времени, выход которого соединен с табло, а выход приемника соединен с входом излучателя, которые установлены на объекте-ответчике [3]. Кроме того, известен также селективный дальномер [4].

Наконец, известен внутрибазисный дальномер геометрического типа [5], принцип построения которого наиболее близок к предлагаемому изобретению.

Недостатками указанных устройств являются: для [1] - получение ответного (измерительного) электроакустического импульса не только от объекта съемки, но и от первого препятствия, находящегося на пути следования первичного импульса; для [2] - система не имеет возможности автоматического выделения конкретного объекта съемки; для [3], [4], [5] - неопределенность геометрического расположения излучателя и объекта, создающего ответный сигнал, что вносит существенную погрешность.

В основу изобретения поставлена задача повышения точности и дальности измерения расстояния до конкретно избираемого объекта съемки за счет расположения измерительной станции на платформе типового устройства с оптико-электронным слежением за излучателем, укрепляемом на объекте съемки [5]. Устройств, разработанных по схеме [5], изготовлено два вида - см. приложения [6] и [7].

Сущность изобретения состоит в том, что устройство для измерения расстояния между двумя объектами, содержащее объектив, четырехплощадочный фотоприемник с встроенным частотным блоком приемных сигналов, усилительно-вычислительный блок, дисплей и привод управления фокусировочным кольцом объектива киносъемочного аппарата, установленные на платформе, и многочастотный излучатель, установленный на объекте съемки, образуют в итоге внутрибазисный автоматический дальномер в наклонной плоскости с объектом.

На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения расстояния между двумя объектами состоит из двухосной автоматически управляемой платформы 1, с расположенной на ней оптико-электронной системой с объективом 2, в фокальной плоскости которой помещен четырехплощадочный фотоприемник 3, выходы которого соединены с предусилителями 4, 5, а выходы последнего соединены с двигателями 7, 8 управления платформой 1, которые кинематически связаны с датчиками углов 9, 10 поворота платформы 1, выходные сигналы с которых связаны с усилительно-вычислительным блоком 11, выход которого подсоединен к входу дисплея 12 и приводу 13 управления фокусировочным кольцом 14 объектива киносъемочного аппарата. Многочастотный излучатель 15 установлен на объекте съемки.

Устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами работает следующим образом.

Перед началом работы многочастотный излучатель 15 (один или несколько инфракрасных светодиодов) устанавливается на объект съемки и включается его электропитание. Затем подается электропитание на все элементы устройства. Путем сканирующего движения платформы от ее собственного пульта (на фиг. 1 не показан) в направлении на излучатель 15 осуществляется захват центра излучения, после чего посредством получаемых с фотоприемника 3 сигналов платформа 1 переходит в режим автоматического слежения за объектом съемки (на котором установлен излучатель 15) при помощи двигателей 7 и 8. При таком слежении платформа 1 поворачивается за счет двигателей 7, 8 вокруг осей Х и Z, с которыми связаны датчики углов 9 и 10, вырабатывающие сигналы, пропорциональные углам поворота платформы α и β. При этом световой луч от излучателя при перемещении объекта как бы все время скользит вдоль линии АО, перпендикулярной линии ОД, являясь базисом треугольника ( b - его постоянной величиной) (фиг. 2). Из этого треугольника следует, что АД, АД' и т.д. характеризуют расстояние от плоскости расположения фотоприемника 3 до излучателя 15 (или по другому - до цели). В точке Д располагается плоскость фотоприемника, а в точке А - излучатель. Для плоской задачи из треугольника имеем:

Однако, истинной плоскостью, в которой отыскивается расстояние ОА в пространстве (фиг. 3). Из фиг. 3 имеем:

Сигналы с датчиков углов 9 и 10 далее поступают в усилительно-вычислительный блок 11 и далее, как результат истинной (наклонной) дальности до цели, на дисплей 12 и далее на привод 13 и фокусировочное кольцо 14 объектива киносъемочного аппарата.

Для улучшения помехозащищенности излучатель 15 имеет несколько диапазонов ИК-излучения, что задается от генератора, размещенного в его блоке питания.

Источники информации
1. Ав. св. СССР N 885958, кл. G 02 B 27/16, 1979.

2. Яштолд-Говорко Б.А. Фотосъемка и обработка. М.: Искусство, 1964, с. 24-25, рис. 12.

3. Журнал. Техника кино и телевидения, 1986, N 6, с. 68-69.

4. Грейм И.А. Оптические дальномеры и высотомеры геометрического типа. М.: Недра, 1971.

5. Торочков В.Ю. Стабилизация положения кинокамеры относительно снимаемого объекта. Журнал Техника кино и телевидения, 1967, N2,c.23-24.

6. Научно-технические достижения и передовой опыт в области кинематографии. Роскино, НИКФИ, М. 1994, вып. 1.

7. Проспект выставки-стенда Роскомкино, Прага, 1995.

Использование: в кинематографии. Сущность изобретения: устройство содержит автоматически следящую платформу, оптико-электронную систему с объективом, 4-х площадочный фотоприемник, усилители, двигатели управления, датчики углов платформы, усилительно-вычислительный блок, дисплей, привод, фокусировочное кольцо объектива киносъемочного аппарата. Изобретение повышает точность и дальность измерения расстояния до конкретно избираемого объекта съемки. 3 ил.

Устройство для измерения расстояния между двумя объектами, содержащее излучатель, оптико-электронную приемную систему и усилительно-вычислительный блок, отличающееся тем, что оно снабжено двухосной платформой с соответствующими двигателями и датчиками поворота платформы, соединенными с ними, и двумя усилителями, оптико-электронная приемная система выполнена двухкоординатной и установлена на платформе, усилители включены между соответствующими выходами приемников системы и двигателями, а входы усилительно-вычислительного блока соединены с датчиками углов поворота платформы, при этом излучатель выполнен с возможностью установки его на одном из объектов и многочастотным.