Фототрансформатор Советский патент 1984 года по МПК G01C11/24 

11 Изобретение относи тея к фотограммер рии, Б частности, я фотограмметрическим приборам для трансформирования аэро ешимков. Известен прибор для фототрансформи рования снимков путем непрерывного из- менения масштаба проекции при параллел ном расположении плоскостей негатива и экрана, разработанный В. Я. ФйнковскимCl Оцнако в данном устройстве для ре«шения задачи фототрансформкрования пр1шято условие - применение пррекдиовЕ ных объективов малых фокусных расстоЯНИИ. Например, для снимков ц 100мм фокусное рассто шие его берется равным f 20мм|,дпя снимков ,; 200 мм равным 40 мм. Это дает четырех кратное уменьшение проекции аэроснимка При этом проекционные объективы дол жны иметь широкоугольность поля зрения равную съемочным объективам. Эти условия не позволяют произвести точного фототрансформирования снимков для стереоизмерений по ним, тем более для целей крупномасштабного картографирования. Затруднительно также подбирать для проектирования аэроснимков с различным фокусными расстояниями проекционные / объективы. Известен фототрансформатор для выполнения точного трансформирования аэроснимков при единичном их увеличени Для этого кассета установлена но ааи- Myiiy К главной вертикали с возможное тью наклона ее на съемочный угол относительно задней узловой точки объек тива 2 J. Проектирующий объектив имеет фокуснее расс,тояние f , равное половине фокусного расстояния объектива съемочной камеръ f j. , именно ..-ijL 2 Фототрансформатор содеркит кассету с аэросншсом, наклоненную на yroh на „ клона объектив по широкоугольнсс ти, равный с-ъемочному, установленный на угол oi./2 , и фогозкран, на котором фиксируется изображение сразу всего снимка. Однако известный способ нро8ктиро вания снимка через -объектив, идентич ный по широкоугопьности поля зрения и точному значетию половине фокусного расстояний с ьемочной камеры, на практи ке трудно осуществим, так как отйепьнъте объективы иногда отличаются от на минала по фокусному расстоянию на 15 1-2 ММ( что снижает точность проектирования. Кроме того, для перехода на трансформирование снимков от камеры с другими фокусными расстояниями, например, на 10О мм, ,70 мм, f 14О мм, потребовалсь бы постановка с соответствующих других проектирующих объективов по своему фокусному расстоЯ нию. Цель изобретения является повышение точности трансформирования единичного увеличения при использовании объектива любого фокусного расстояния. Поставленная цель достигается тем, что в фототрансформатор, содержащий последовательно расположенные по ходу светового потока осветитель, каретку снимка, объектив, кассету фотоматериала, причем кассеты снимка и фотоматериала установлены на каретках, направляющие которых параллельны азимуту главной вертикали, дополнительно введены щелевая диафрагма, проектирующая и коррекдйонная линейки, инверсор объектива, вертикальная каретка объектива и привод каретки фотоматериала, причем щеле-вая диафрагма установлена перед кассетой фотоматериала, проектирующая ли- нейиш размещена между каретками кассет снимка и фотоматериала с возможностью их перемещения навстречу друг другу посредством первого ведущего ролика, установленного на нижнем конце линейки так, что его ось . укреплена на карет ке фотоматериала, и посредством второго ведущего ролика, причем верхний конец линейки связан с вторым ведущим роликом, ось которого укреплена на вертикальном суппорте каретки снимка, пор - рекционная линейка выполнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и кинематически связана с вторым ведущим роликом, инверсор объектива содержит плоскую линейку, установленную с возможностью поворота на оси вращения укрепленной на каретке фотоматериала и связанной ..с третьим ведущим роликом вертюсальной каретки объектива, при этом проектирующая и корректирую- щая линейки, а также линейка инвертора и оси направляюп1их кареток расположены в плоскостях,параллельных плоскости главного вертикала снимка, а ось щел&вой диафрагмы, перпендикулярна этой плоское ти. Кроме того, предполагается использо« вание так назъшаемъпс гиростабилизиро-.3.1D ванных аэроснимков с углами наклона 0+2.°, На фиг. 1 показана схема наклонного по главной вертикали снимка в отношени связи коорцинат X , V точек его с точ ками м -гаости, при строгой еасечке; на фиГо 2 « связь точек на главной вер тикали с точками местности при преобра зованной засечке, когда фокусное рас стояние проектирующего луча берется равным ; на фиг. 3 - схема расположения снимка при проектировании/ центрального луча его и положение коррекционной линейки, установленной на угол KeLg и инверсной линьки установленной на угол у ; на фиг. 4 - схв- ма расположения снимка в крайнем по« ложении коррекционной линейки 8, , строящей значение коррекции и положение инверсорной линейки, строящей смв шение 4F объектива; на фиг. 5 к 6 фототрансформатор, сечение вдоль линии главной вертикали и главной горизонтали соответственно. Координаты X, У (фиг. 1) точки мес-рности А изображаются через объектив 5 ка снимке в вице координат )( Осл и Y2 Линия местности А j, О параллельная линии АР, проходящей через надирную точку N на снимке изображается линией 01 и 0 , направленной в точь:.у схода Y. Линии местности Y, перпендикулярны координатной линии X, изображаются на снимке перпендикулярными главной вер тикали. Лля рещения задачи трансформирования коорцинат снимка в координаты месч ности приняты условия меканического и оптического трансформирования по осям У и X прибора. На фиг. 2 показано расположение сяим ка с точками п , с , о , на линии гла ной вертикали. Какая либо точка а проектируется в точку А. Из теории преобразования засе ки известно, что, ваяв новый центр прое тирования $2 , можно получить точку А применяя коррекционную плоскость с«2 когда отвесный толкатель с(о(2 строит поправку Др2 в проектирующем направп НИИ при новом фокусном расстоянии F. При этом известно также, что угол наклона коррекционной плоскости должен быть равен /1 v % ,0 где К - коэффициент преобразования, . равный ., К F / f ц 154., В данном случае вместо коррэкционнгй плоскости может быть применена Koppejfr ционная линейка. Имеется также возможность при малых углах ( оСо +2 ) установить снимок nCOd горизонтально, це центрируя его на величину 4 f« 0 и центр поворота коррекционной линейки СЯт на величину, ,- . Из схемы, (фиГоЗ) видно, что точки соответствия, например, а и А, могут находиться на точках п и N после п&ремещения рычагом L, 52 f снимка и его проекции в противоположные стороны (по стрелкам).; Коррекдионная линейка (фиг. 4), уста. новленная на угол KO(/Q, будет при этом строить необходимые поправки 4F, поскольку точка сочленения Е вертикального суппорта скользит по линейке, обеспечивая правильное смещение снимка. Таким образом, все точки главной вертикали будут трансформироваться чероз точку п - положения неподвижной шали . во весь р 1змер снимка, на подвижный фотоэкран. Рассмотрим теперь трансформирование отрезков по У, перпендикулярных к главной вертикали оптическим проектированием. Положим, что масщтаб проектирования отрезка по У, проходящего через точку Ьс - нулевых искажений (фиг. 1), равен единице, именно JL JIC н sT У что можно написать в виде о5 f. 5N Ввиду того, что главная вертикаль может преходить через углы снимка, примул для формата аэроснимка 18О X ч 180 мм максимальные значения коор цинат У ЮО мм и У ЮО мм. Оптическое расстояние между снимком и его проекцией равно , где Д - расстояние между узловыми точками объектива, а расстояние между снимке и его проекцией для механического проектирования должно быть равно 2f+2f . Для установок в щелевом фототрано форматоре значений элементов необхоа МО определить необходимую степень их точности, причем в качестве примем $ берутся спецуюшие табличные щс зиа фокусное расстояние аэроснимков t 100 мм; фокусное расстояние руемого объектива JV 120 мм; м симальные Y 100 мм; X 100 м X 100 мм; Y 1ОО мм; миним ный наклона главной вертикали коэффициент преобразовани ю наклона коррекпионно линешси , МСо 4,8°. Определим теперь элементы тран формирования при проектировании от ков Y Y 100 мм и отрезкой Y . , в данном случае 100 мм и 2 При проектировании координатY (фиг. З) объектив должен распо гаться на расстояниях 2f от сним и 2f от его проекции. Определим теперь элементы прое рования отрезка V в координату Y У в координату 100 мм. Имеем (фиг. 1) f. Ч( f c-t c o-foo откуда 1оО( -lOOlf -fOOt o o) . Элементы трансформирования Y дают увеличение 100 fOO(:Ej --fOO ) которое используется в уравнениях ) ( . Подставляя увеличения получаем --fOOt ci d . и И I i -iooi d, 15 или m(,B -), d f20(1-(4Сумма с,| + , отличается от + 2f на малую величину 480,1 .. 480 ОД мм. Поэтому фокусирование изображения можно осуществить линейкой, установленной на угол J- для перемещения объектива на протяжении X 100 мм, на вели чину f - Ыз . При этом угол J опрецеляется из уравнения , --2°и Чт Этот угол может браться из таблиц, составленных для различных углов по формуле f, -fPote-oC к% о 2f-f4-/ .ЧтНа дне трансформаторного корпуса 1 находится каретка 2 с фотоматериалом, прикрытая панелью с щелью 3, размером 200 3 мм для кадров аэроснимка 180 э тс 180 мм. На плато 4 находится каретка 5 со снимком. Между каретками 2 и 5 находитчзя кронштейн 6 с объективом 7, им& клцим перемещение вверх-вниз для фок} сирования изображения снимка на фотоматериале. Фокусировка объектива производится инверсной линейкой 8, установленной микрометром 9 на угол -у на стойке 10, укрепленной к каретке 2 с фотома териалом. Каретка 2 с фотоматериалом и с инверсорной линейкой в перемещается электромотором 11 с тяговым винтом. К каретке 2 укреплено роликовое соединение, с рътчажной линейкой 12, имею щей центр вращения, расположенный на кронщтейне 6. Верхний конец рычажной линейки 12 перемещает каретку 5. со снимком в противоположную движению каретки 2 с фотоматериалом сторону, при i посредстве вертикального толкателя 13, децентрированного относительно каретки S со снимком винтом 14 на значение цецеитрации Д f о Р этом толкатель 13 с роликом перемещается по коррекционной линейке 15, децентрированной относительно каретки 5 со/ снимком на величину Л f t Н К 2 V Коррекционная линейка 15 устанавянва ется на угол микровинтом 16 для получения коррекции 4 F проекционной рычажной линейкой 12, установленной в нулевом положении на значение Р где f - фокусное расстояние проектирующего объектива. Освещение полосы снимка производите ся электролампой 17. Установками в приборе являются, на основании заранее известных углов обд наклона главной вертикали и ее азимута X. к существующей оси меток на аэроснимке: угол 32 поворота кассеты 5 со снимком; цецентрация кассеты Д ; угол КоСд наклона корре ционной линейки для механической цецент рации коррекционной линейки ig 2 ; угол JJ- наклона инверсорной линейки 8, перемещающейся совместн с фотокассетой, устанавливаемый по данным таблиц, составленных по уравнению. Работа прибора начинается после уста новок в нем указанных элементов ориентирования. Аэроснимок сдвигается в крайнее положение (фиг. 4), а электромотор 11 и лампа 17 включаются в работу. При движении, каретки 2 с фотоматериалом со скоростью примерно -3 мм/с происходит равномерное коррекционное движение вдоль главной вертикали каретаки 5 снимком рычажной линейки 12 и установка каретки 2 с фотоматериалом под неподвижную щель; одновременная фокусировка объектива 7 от воздействия на него перемещающейся инверсорной линейки 8 - и фотопечатание проекции на протяжении всей длины щели. Через 1-2 мин процесс трансформирования заканчивается и фотоматериал (плшка или диапозитив) поступает в проявление. Полученные трансформированные сним ки будут пригодны для стереофотографнческой обработки на стереоприборах с уменьщенным количеством установок элементов ориентирования. Прибор пригоден для щсшевого траноформирования снимков различных фокусных расстояний. Приведем установки на нем для транс- формирования снимков ц 70 мм, Пуст 120 мм. 2°. Коэффициент преобразования равен fC -2|l 240 10 158 Значение отрезкой трансформирования dg и dn по формулам равны 7070 TU-TOCrTif 2 о ЮПИ J. ) 234 мм; (1 + )ШИ - df4 120 (1+ ° ) 246 мм. S Сумма отрезков dj + 5. 480 мм, что полностью совпадает с суммой 2f +2f2 240+240 480 мм. Таким образом, один и тот же шепевой трансформатор весьма просто и точно обслуживает трансформирование различных по фокусному расстоянию аэроснимков. Значение угла определяет по .2120.120 (i.:i2iiS2 47 откуда у Таким образом, все установки .имеют допустимые размеры. Предлагаемый прибор, использующий элементы ориеятирования 06,, W, W, полученных, например, на типовом стереоприборе, стереографе CZJ3, позволяет г получить точные горизонтальные фотоо печатки, пригодные для стереоизмереннй Дневная выработка щести стереопар снимков означает 12 ортогональных OTW. печатков; обработка снимков (дальнейшая) на рельеф на каждый паре снимков цвет экономию времени на ориентировании 151 мин, а всего - 3 ч; трансформирование фотоотпечатков на трансформаторе пает экономию на каждом снимке 2О мин, всего - 4 ч. Значительную экономию средств на изготавливаемых приборах типа стереографов можно получить за счет упрааа не«1ш мошной станины с механизмами авижений и коррекционных авух плоскооч тей; упразднения двух фокусных суппор тов на шарикоподшшшшсах; упразаневиа четырех суппортов аецеятраций снимков и визирных луч. Стоимость стереографа СЛЗ с 10ОООО руб. снижается руб., т.е. на 20%. При выпуске в течение гоца экономяяг по зарплате операторов составляет в гол 180О руб. Экономия по выпуску в твч% ие года десяти приборов составляет 2ОООО руб.

ФОТОТРАНСФОРМАТОР, содержащий последовательно расположенные по ходу светового потока осветитель, кассету снимка, объектив, кассету фотоматериала, причем кассеты снимка и фотоматериала установлены на каретках, направляющие которых параллельны азимуту главной вертикали, отличающийся тем, что, с целью повышет1ия точности трансформирования и обеспечения возможности использования объектива любого фокусного расстояния, в него дополнительно введены щелевая диафрагма, проектирующая и коррекционная линейки, i инверсор объектива, вертикальная каретка объектива и привод каретки фотоматериала, причем щелевая диафрагма yciaHOB- лена перед кассетой фотоматериала, проектирующая линейка размещена меисау каретками кассет снимка и фотоматериала с возможностью их перемещения навстречу ц руг другу посредством первого ведущего ролика, установленного на конце линейки так, что его ось укреплена на каретке фотоматериала, в посредством второго ведущего родика, причем верхний конец линейки связан с вторым ведущим роликом, ось которого укреплена на вертикалыюм суппорте каретки снимка, коррекционная линейка вьшолнена с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и кинематкчест ки связана с вторым ведущим роликом, (Л инверсор объектива содержит плоскую линейку, установленную с возможностью поворота на оси вращения укрепленной на каретке фотоматериала и связанной с третьим ведущим роликом вертикальной каретки объектива, при этом проектируь. юнюя и коррекционная линейки, а также линейка инверсора и оси направляюогах 30 кареток расположены в плоскостях, раллельнъсх плоскости главного вертяка сд ла снимка, а ось щелевой диафрагмы перпендикулярна этой плоскости.

A X N

F-KfK

HI-F

фиг 2 16 1

фиг 5 13

//////////// ///////

фиг 6

/// /