Прибор для печатания карт местности с выраженным рельефом по парным аэрофотоснимкам Советский патент 1929 года по МПК G01C11/24 

Предлагаемый прибор предназначен для печатания карт местности с выраженным рельефом по парным аэрофотоснимкам. Прибор рассчитан на полный автоматизм работы при проведении горизонталей и ситуации; ориентирование снимков в пространстве производится предварительно посредством ряда измерения линейных и угловых величин, взятык также с фотонегативов. Для работы прибора необходимо; чтобы съемка с самолета была произведена по „вертикально-конвергентному способу и чтобы негативы были проявлены партиями.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают принципиальную схему предлагаемого прибора; фиг. 3-приспособление с фотоэлементаг и з продольном разрезе; фиг. 4- то же, вид сверху; фиг. 5-то же, в поперечном вертикальном разрезе; фиг. б-пластинку с точечными отверстиями; фиг. 7-систему приспособлений с фотоэлементами, вид спереди с частичным разрезом; фиг. 8-то же, вид сверху; фиг. 9- то же, вид сбоку; фиг. 10-селектор, в вертикальном разрезе по линии MN на фиг. И; фиг. II -то же, в горизонтальном разрезе; фиг. 12 - то же, в вертикальном разрезе по линии ОР на фиг. 10; ,фиг. 13 - схему контактного устройства селектора; фиг. 14 и 15 - схему действия оптической системы прибора; фиг. 16 - общий вид прибора, в продольном разрезе; фиг. 17 - то же, в горизонтальном разрезе по линии RS на фиг. 16; фиг. 18- то же, в поперечном вертикальном разрезе; фиг. 19- схему осветительного устройства прибора, в разрезе по линии Ти на фиг. 18; фиг. 20 - печатающее устройство, вид сверху; фиг. 21-вариант приспособления с фотоэлементами в продольном разрезе; фиг. 22 - то же, вид сверху; фиг. 23 - то же, в поперечном вертикальном разрезе.

Прибор построен по следующему принципу. Имеются две фотокамеры А и В (фиг. 1), идентичные съемочным, с заложенными в них негативами; камеры ориентированы как взаимно, так и относительно плоскости проекций CD в нужном масштабе. Негативные изображения проектируются на плоскость CD. Пусть в плоскости CD получено пересечение нескольких лучей одних и тех же точек местности, например К и L; другие же одноименные лучи пересекутся выше или ниЖе

плоскости CD. Раздвинув камеры А и В на некоторую постоянную величину d, получим точки К и К (фиг), которые можно сравнивать между собою как по геометрическим, так и по физическим признакам.

Основной частью прибора является расположенное над каждой из камер А, В приспособление (фиг, 3, 4 и 5), состоящее из стальной доски 1, на которой укрепленно три фотоэлемента 2. В вырезе доски 1 помещается матовая стеклянная пластинка 3 с нанесенными на ней фотографическим способом тремя точечными отверстиями 4 (фиг. 6), диаметр которых и промежутки тлежду ними равны 0,2 мм. Под пластинкой 3 помещаются две призмы 5, а еще ниже расположены три линзы 6, отфокусированные на входные отверстия фотоэлементов 2,

Таких приспособлений имеется два: 61 и 62 (фиг. 7, 8 и 9), при чем они расположены симметрично- и расстояние между точечными отверстиями 4 пластинок 3 равно d. Из светового потока, соответствующего точке К (фиг. 1), отверстиями 4. пластинки 3 (фиг. 3) будет вырезано три точки; то же будет сделано и для точки К (фиг. 2). Так как прозрачные отверстия 4 сделаны на матовом стекле, то они явятся новыми центрами излучения, сохраняя относительную яркость. При помощи двух призм 5 (фиг- 3) свет от двух точечных отверстий 4 пластинки 3 и непосредственно- от третьего будет передан на линзы 6 и дальше в фотоэлементы 2, где и возбудит слабый ток, пропорциональный яркостям.

После усиления катодными лампами и другим способом токи фотоэлементов могут быть сравниваемы между собою при помощи электромагнитного механизма- селектора (фиг. 10, 11 и 12). Усиленный ток от каждого фотоэлемента поступит на свой электромагнит: от потока точки К - на обмотки электромагнитов 7, 8 и 9 и от потока точки К - на обмотки электромагнитов 10, 11 и 12. Токи дадут соответствующие магнитные поля между железными сердечниками 13, 14, 15 к 16, 17, 18. Электромагниты системы 7, 8, 9 обращены одноименными полюсами к системе 10, 11, 12. В поле электромагнитов расположено семь независимых якорей - постоянных стальных

магнитов, из которых «три 19, 20,21 - плоские, имеют горизонтальные оси вращения 22 и обращены одноименными полюсами к сердечника (магнит 19 - к сердечникам 13 и, 16, магнит 20 к сердечникам 14 и 17 и магнит 21 - к сердечникам 15 и 18). Остальные четыре магнита 23, 24, 25, 26 изогнуты и имеют вертикальные оси вращения 27 и 28 и тоже обращены одноименными полюсами к сердечникам (магнит 23 - к сердечникам 13 и 14, магнит 24 - к сердечникам 14 и 15, магнит сердечникам 16 и 17 и магнит 26 - к сердечникам 17 и 18).

Каждый из семи магнитов имеет свой контакт (фиг. 13), при незамыкании которого ток в цепи селектора, подводимый со стороны, как к реле, будет прерван. Горизонтальные магниты 19, 20, 21 снабжены контактами 29, 30,31, расположенными против проволочной системы 32 контактов 33, 34, 35, вращающейся в подшипниках 36 (фиг. 11). Система 32 постоянно нагружена небольшим давлением легких спиральных пружин 37, поднимающих контакты 33, 34, 36 вверх (фиг. 12). Вертикальная система магнитов 23, 24, 25, 26 имеет контакты 38, 39 и 40, 41 (фиг. 13), укрепленные на проволочных стержнях 42, 43 и 44, 45 и расположенные против тонких гибких пластин 46, 47 и 48, 49. В покойном состоянии прибора между пластинами 46-49 и контактами 38 - 41 всегда остается зазор, который может быть регулируем.

При визировании на точку глазом (под точкой здесь подразумевается неба уьшой участок негатива) необходимо, чтобы точка отличалась по яркости от окружающего фона. При стереоскопическом визировании на изображение точек, кроме того, необходимо, чтобы изображения точек имели относительно перспективно построенные формы, и i яркости изображений в деталях были бы соответственные; при этих условиях мы объединяем два изображения точек в пространственные точки. Аналогичный процесс происходит и в селекторе; он автоматически объединяет два изображения точки К и К (фиг. 2 и 14), т.-е. пропускает ток в цепи (фиг. 13) в том случае, если: 1) точка отличается от окружающего фона по яркости, 2) формы точек К и К в проекции на плоскость CD одни и те же (т-е. перспективно построенные на негативах) и 3) яркости в отдельных частях точки К относительно подобны яркостям в отдельных частях точки К . Действительно согласно условию (фиг. 1), точки К и К- идентичные, т.-е. в проекции на плоскость CD подобные, и яркости их в отдельных частях, согласно теоремам об обратимости яркостей при фотографировании (см. описание патента № 4173) сохраняют одно и то же отношение. Таким образом, магниты 19, 20 21 горизонтальн системы, будучи обращены одноименными полюсами к полюсам электромагнитов, оттолкнутся от них и займут положение по одной линии, замкнув контакты 33, 34 и 35. Магниты 23, 24, 25 и 26 вертикальной системы под действием электромагнитов (магнит 26 -- сердечники 17 и 18, магнит 24-сердечники 14 и 15) отклонятся вправо и замкнутся на гибкой пластине 49, равномерно отгибая ее. Таким образом, ток во внешней цепи селектора замкнется. Наоборот, если вместо точки К на вторую систему трех точек 4 попадает другое изображение, например, точка L (фиг. 2 и 15)-система контактов 33, 34 и 35 не будет замкнута.

Если / сеть сила тока в обмотках электромагнитов, указанных индексами при /, то условия пропускания тока во внешней цепи селектора выразятся следующими уравнениями:

A. Ai-t-1

. . (1) /9 .-

/12 /с

Il2

Js

: 9 . 9 12 -+- 1

. . (2)

Г Тг Ai

is

К

Только при удовлетворении изображениями (1) или (2) условиям системы уравнений селектор дает ток во внешней цепи, т.-е. объединяет изобржения в точку.

Если приспособления 61, 62 (фиг. 7, 8 и 9) будут перемещаться в одной плоскости CD и пройдут все поле изображения фотоснимков, то селектор при автоматическом фотометрировании прибором всех точек изображений выберет только те, которые будут действительно соответствовать заданной плоскости. Очевидно, что если приспособления 61, 62 (селектора) связать с печатающим приспособлением, то можно получить план этих точек, т.-е. проекцию на плоскость CD.

Юстировка селектора достигается винтами 50, 51, 52 и 53 (фиг. Ю. 11 и 12), Винт 50 служит для сближения электромагнитов; винт 51-для регулировки положения магнитов горизонтальной системы относительно электромагнитов, винт 52- для регулировки положения магнитов вертикальной системы, а винт 53-для регулировки положения гибких пластин 46-49. В гайках 54, 55, 56, 57, 58 и 59 (на фиг. 10 гайки 57, 58 и 59 не показаны) укреплены стальные магниты, дающие слабую магнитную индукцию в железных стержнях электромагнитов, способствующих более правильной работе магнитов 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26. Магнитная индукция регулируется вращением тех же гаек 54-59.

Общая конструкция прибора изображена на фиг. 16, 17 и 18. Оба приспособления 61 и 62 установлены на подвижной каретке 60, чем и достигается их передвижение в плоскости XY; приспособления скользят по штангам каретки 60, продвигаясь по оси X, а каретка 60 при вращении винтов 63 передвигается по штангам 64, т-е перемещается по оси Y. Перемещение в вертикальной плоскости по оси Z достигается каждым приспособлением 61, 62 самостоятельно при вращении храповиков 65, 66 (фиг. 7, 8, 9) приспособления перемещаются по винтам 67, 68 системою взаимно нормальных шестерен 69,70,71 и 72. В движение прибор приводится мотором 73 (фиг. 16) за палец 74 жесткой рамы 75, которая штангой 76 перемещает систему (приспособления 61, 62) по оси X. Достигая крайнего Ьоложения, рама 75 повер тывает храповником винты 63, давая системе перемещение по оси Y, примерно, на 0,5 мм. Когда каретка 60 займет крайнее положение по оси У, храповики 65 или 66 (фиг. 7) повернутся при помощи зубцов, имеющихся на рзме 75 (фиг. 16) и система переместится автоматически по оси так, что дальнейшее ее движение будет происходить в новой плоскости X У несколько выше плоскости XY, Рама 75 и винты 63 связаны зубчатой передачей 77 и линейкой 78 со штифтом 79 чертежного стола (фиг. 20).

Штифт 79 перемещается точно так же, как система 61, 72, но его линейное движение уменьшено от двух до четырех раз для построения плана в нужном масштабе. Оба приспособления 61, 62 (фиг. 16) снабжены трубами 80 и 81, по которым свет из камер А и В достигает фотоэлементов, причем фокусировка параллельных лучей, вышедших из объективов камер, достигается системою телеобъективов. Освещение негативов производится сильным источником света 82 (фиг. 18 и 19). Суженный конденсаторами 83 и 84 параллельный пучок света разбивается двумя металлическими зеркалами 85 на два потока, которые, отразившись от зеркал 86, 87, падают на негатив. Согласованность освещения нужных участков негативов достигается перемещением зеркал 85 и 86 в плоскости XY рычажной системой 88; окончательная регулировка направления лучей производится цилиндрическими вертикальными трубками 89.

При работе прибора, когда селектор дает ток в цепи, ток более высокого напряжения пробегает между п1тифтами 90, 91, 92, 93, 94, 95 (фиг. 20) и бумагой, пропитанной одним из составов, способных окрашиваться при прохождении тока. Таким образом будет происходить печатание нескольких экземпляров одного и того же плана или карты, при чем все тонкие линии фотонегатива передадутся тремя чертами, с постоянным расстоянием между ними, а границы светоте.ней-толстыми линиями. Сплошные затенения и света не будут даваться селектором, т-е получится план, как бы вычерченный по границам светотеней, что и требуется в производстве. Для передачи ситуации сплошными линия ви необходимо перемещение системы 61, 62 по оси делать незначительным-около 0,1- 0,2 мм. Горизонтали, которые пройдут через более значительные промежутки по оси Z, будут даны отдельными отрезками, как бы неравномерным пунктиром, только по границам светотеней, так что их придется дополнительно соединять от руки. Скорость автоматической обработки фотоснимков будет зависеть исключительно от скорости движения системы 61, 62 по станине. Селектор позволит работать по негативам, обработанным обычным порядком; самые разнообразные недостатки; неравенство вуалей, неоднородность выдержки при экспонировании и неоднородность проявления в тех пределах, в каких они могут случиться при массовой работе,-не будут ощущаться при обработке. Кроме того, благодаря селектору, неодинаковая интенсивность просвечивания негативов во время работы не будет влиять на результат обра6ОТ1Ш.

В тех случаях, когда нагрузка света недостаточно велика, вместо описанной системы 61, 62 (фиг. 4, 5 и 6) может быть применен другой ее вариант (фиг. 21, 22 и 23). В эТом варианте вместо матовой стеклянной пластинки применена шлифованная стеклянная пластинка 96, также с тремя точечными отверстиями. При движении системы свет, проходя под разными углами через пластинку 96, встречает призмы 97 и 98, вращающиеся вместе с фотоэлементами 99 в карданном сочленении с осями 100,100 и 101,101; это вращение достигается жестким соединением отростков 102,102 с трубами, по которым свет от фотокамеры достигает пластинки 96.

Предметпатента.

1. Прибор для печатания карт местности с выраженным рельефом по парным аэрофотоснимкам, от.п и чающийся тем, что он состоит: а) из расположенного под фотокамерами А и В приспособления 1 с фотоэлементами 2, 2, 2 (фиг. 3, 7 и 16), соединенными с селектором, управляющим печатающим устройством, приспособление устроено передвижным по штангам каретки 60, могущей, в свою очередь, передвигаться, при вращении винтов 63, по штангам 64 (.фиг. 16, 17 и 18), для перемещения же приспособления в вертикальном направлении по винтам 67, 68 (фиг. 7, 8 и 9) применена система зубчатых передач 69, 70, 71, 72 от храповиков 65, 66, б) из соединенного с фотоэлементами электромагнитного механизма-селектора (фиг. 10, 11, 12 и 13), служащего для замыкания тока в цепи печатающего устройства в том случае, когда на фотоэлементы. обеих камер попадает свет от подобных точек обоих фотонегативов, и яркости отдельных частей в изображениях обоих фотоснимков

подобны и в) из печатающего устрейства (фиг. 16, 17 и 20), состоящего из чертежного стола (фиг. 20), служащего для приема бумаги, пропитанной составом, окрашиваемым при прохождении электрического тока, и из расположенных над доской штифтов 90 - 95, связанных зубчатой передачей с кареткой 60 и включенных в электрическую цепь селектора.

2.Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 прибора, отличающаяся тем, что приспособление с фотоэлементами (фиг. 3, 4, 5 и 6) состоит из доски 1, в выjaJ8зe которой помещена матовая пластинка 3 с фотографически нанесенными на ней тремя точечными отверстиями 4 (фиг. 6) и под-нею две призмы 5, 5, к каковой доске снизу вделаны три линзы 6 и соответственно три фотоэлемента 2, 2,2.

3.Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 прибора, отличающаяся тем, что электромагнитный механизм-селектор состоит (фиг. 10, 11, 12 и 13) из шести электромагнитов 7, 8, 9 и 10, 11, 12 с железными сердечниками 16, 17, 18 и 19, 20, 21, расположенных одноименными полюсами друг против друга, в магнитных полях которых помещены семь

стальных магнитов, и из них три плоских магнита 19, 20 и 21 имеют горизонтальные оси вращения 22 и обращены одноименными полюсами к соответствующим электромагнитам, а остальные четыре подковообразных магнита 23, 24, 25 и 26 имеют вертикальные оси вращения 27, 28 и расположены одноименными полюсами к соответствующим электромагнитам, из каковых магнитов горизонтальные снабжены контактами 29, 30 и 31, расположенными против проволочной системы 32 контактов 33, 34, 35, вращающейся в подшипниках 36 и находящейся под действием спиральных пружин 37, 37, а вертикальная система магнитов имеет контакты 38, 39, 40 и 41, укрепленные на проволочных стержнях 42, 43, 44 и 45 и расноложенные против тонких гибких пластин 46, 47, 48 и 49.

4. Видоизменение охарактеризованного в п. 2 приспособления, от.пичающееся применением (фиг. 21, 22 и 23) прозрачной пластинки 96 с тремя точечными отверстиями, радиально расположенными призмами 97, 98 и карданным подвешиванием всей системы вместе с фотоэлементами 99.

к патенту А. С. Скиридова iN« 10971

ФИГ.1

ФИГ.2

Фиг.ю

rt34

S6

55

-Et

(

000

TU

Л-

Фиг.м

Фиг 13 .S8

Jf

ФИГ.15

K°m

/.5