Устройство для щелевой съемки волнения моря Советский патент 1988 года по МПК G01C13/00 G01C11/00 

СО

сх

со со со

Изобретение относится к стереофото- грамметрии и м. б. использовано для определения пространственно-временных х-к волновых процессов. Цель изобретения - повышение информативности измерений. Устр- во состоит из двух идентичных щелевых фотокамер 1, на которых закреплены входные торцы ленточных световодов 2 с возможностью вращения вокруг осей объективов 7. Выходные торцы световодов 2 расположены в фотокассете 3 над светочувствительным слоем фотопленки в одну линию, ориентированную перпендикулярно направлению ее перемещения. Фотокамеры закрепляются на ферме 4 так, чтобы оптические оси их объективов 7 были совмещены с линией базиса съемки. В каждом направлении щелевой съемки с помощью конусов 6 с зеркальными поверхностями и объективов 7 на входных торцах световодов 2 создаются перспективные изображения характерных точек взволнованной морской поверхности, временная развертка которых осуществляется на движущейся фотопленке от каждого выходного торца световодов 2. Входные и выходные торцы световодов 2 выполнены длиной, мень- щей радиуса поля изображения. Углы при вершинах конусов 6 между образующей и высотой составляют 45°. 4 ил. g

Фиг.1

Изобретение относится к стереофото- гЬамметрии и предназначено для определения пространственно-временных характеристик волновых процессов, преимущественно при океанологических исследованиях.

; Цель изобретения - повышение инфор- Цативности и точности измерений.

i На фиг. 1 изображена общая схема уст- р|ойства для щелевой съемки волнения моря, представлен ход лучей получения стереозаписи в плоскости одного направления щелевой съемки; на фиг. 2 - оптическая схема устройства для щелевой съемки волнения IV оря (схема одной щелевой фотокамеры с волоконными ленточными световодами и общей кассетой); на фиг. 3 - вид на входные торцы световодов со стороны объектива, расположенные в фокальной плоскости одной из щелевых фотокамер при равных уг- s.ax а; на фиг. 4 - вид на входные торцы световодов со стороны объектива при различных значениях углов ai и а.

Устройство для щелевой съемки волнения opя состоит (фиг. 1 и 2) из двух щелевых фотокамер 1, волоконных ленточных световодов 2, общей кассеты 3 и фермы 4. Обе щелевые фотокамеры одинаковы по конструкции и форме. Каждая щелевая фотока- ера 1 содержит защитное стекло 5, зеркальную приставку б и объектив 7, защитное сгекло выполнено в форме круглого цилиндра, внутри которого размещается зеркальная гриставка.

Зеркальная приставка представляет со- Сой круглый конус с зеркальной конической говерхностью. Приставка устанавливается геред объективом верщиной к объективу, г ри этом высота конуса совмещается с оп- т ической осью объектива. Угол при верщине бонуса между образующей и высотой равен 5°.

I Волоконные ленточные световоды с регу- /|ярной укладкой волокон соединяют каждую 1 1елевую фотокамеру с общей кассетой 3.

Входные и выходные торцы световодов Е|ЫПОЛНЯЮТСЯ в форме плоских гребенок (фиг. 3) длиной L, равной 0,4 диаметра D 1|оля изображения. Этот размер L определен исходя из того, что изображение морской г|оверхности при съемке с судна и установке фотокамер с оптическими осями, перпендикулярными диаметральной плоскости судна, :-|анимает только одну половину кадра, а так- )Ке из конструктивных соображений.

Входные торцы световодов размещаются йнутри щелевой фотокамеры, совмещаясь D фокальной плоскостью объектива, ориентируются в радиальных направлениях отно- рительно оптической оси объектива и располагаются как можно ближе к оптической |рси в плоскостях, проходящих через опти- iiecKHe оси. Входные торцы световодов имеют возможность вращения вокруг оптической

5

5

оси и фиксируются в направлении щелевой съемки.

Число волоконных световодов в каждой щелевой камере равно числу необходимых направлений съемки. На поясняющих чертежах число направлений щелевой съемки равно трем.

На фиг. 3 представлен вид на входные торцы световодов со стороны объектива при равных углах а между радиальными направ- 0 лениями щелевой съемки в фокальной плоскости, на фиг. 4 - при различных значениях углов tti и а2 между направлениями съемки. Толщина / плоских гребенок световодов, через которую определяется в угловой мере значение поля зрения каждого направления съемки поверхности моря в горизонтальной плоскости, рассчитывается в зависимости от оптических и фотометрических характеристик объектива, волоконных световодов и фотопленки.

0 На каждом входном торце световода делается поперечный черный щтрих на расстоянии г от главной точки, равном 0,25 длины L. Выходные торцы световодов с двух щелевых фотокамер размещаются в общей кассете 3 над светочувствительным слоем фотопленки 8 в одну линию, перпендикулярно направлению перемещения фотопленки. Выходные торцы целесообразно размещать попарно от входных торцов, расположение которых соответствует одним и тем же направлениям щелевой съемки, при этом получаются смежные фотозаписи, составляющие стереозапись.

Общая кассета 3 содержит лентопротяжный механизм 9 и отметчик 10 времени. Кассета конструктивно оформляется в отдельном корпусе.

Щелевые фотокамеры монтируются на концах фермы 4 (фиг. 1). Форма фермы в основном зависит от необходимых направлений щелевой съемки. Так, например, она может быть выполнена при трех направле- 0 ниях щелевой съемки (фиг. 3) в форме удлиненной трехгранной прямой призмы.

Ребра такой призмы-фермы не должны закрывать поле зрения щелевой съемки в заданных направлениях. Длина фермы определяется размером базиса В щелевой съемки.

Щелевые фотокамеры ориентируются и жестко закрепляются на ферме одно относительно другой так, чтобы оптические оси их объективов были совмещены с линией базиса съемки и направлены в одну и ту же 0 сторону, а входные торцы световодов были расположены в обеих фотокамерах попарно в одной и той же плоскости, проходящей через базис и совпадающей с одним из направлений съемки.

Такая ориентация щелевых фотокамер 5 соответствует нормальному случаю стерео- фотограмметрической наземной съемки. Размер базиса В равен расстоянию между вершинами зеркальных приставок.

0

5

5

Общая кассета устанавливается на ферме в ее средней части.

Устройство для щелевой съемки волнения моря работает следующим образом.

Ферма устанавливается с вертикальным расположением базиса съемки на заданной высоте над морской поверхностью. Монтаж может быть выполнен на различных морских подвижных объектах и стационарных сооружениях - на надстройке судна, плавучей или стационарной буровой платформе, на оконечности мола и т. п., при этом может быть применена специальная опорная мачта. Для устранения влияния качки объекта ферма может быть смонтирована на кардановом подвесе с гидростабилизацией.

В каждом из направлений щелевой съемки 5У1, 5У2 и т. д. (фиг. 1 и 2) с помощью зеркальных приставок и объективов в форкальных плоскостях Р и Р на входных концах световодов создаются перспективные изображения характерных точек взволнованной морской поверхности, например идентичные изображения mi и т верщины волны MI. На движущейся фотопленке от каждого выходного торца световода осуществляется временная развертка перспективных оптических изображений, сформированных на входных торцах.

В случае щелевой съемки в трех направлениях на фотопленке после проявления получается три пары стереозаписей пространственно-временной картины взволнованной поверхности моря по этим направлениям щелевой съемки.

На каждой фотозаписи получается изображение условной главной линии от поперечного штриха на входном торце световода. От этой линии измеряются ординаты характерных точек изображений на фотозаписи при камеральной обработке. Благодаря условным главным линиям исключается необходимость в изображении линии видимого горизонта, при нескольких направлениях щелевой съемки эта линия не всегда может просматриваться.

На фотопленке получается также изображение отметок времени. Выполнение фотозаписей на одной фотопленке с изображениями условных главных линий повышает точность измерений и создает удобство при камеральной обработке.

Устройство для щелевой съемки волнения моря может быть использовано для изу0

чения других волновых процессов. Щелевая съемка при этом может выполняться с любым пространственным расположением базиса съемки в зависимости от положения плоскости, в которой происходят волновые процессы, и направления движения волнения среды.

При изучении структуры стекающих или падающих водных потоков, включая вертикальные направления их движения, например, при исследовании структуры водопадов или на водосбросах плотин, может быть применена съемка с горизонтальным базисом, при изучении волнистой структуры облачных образований щелевую съемку можно выпол5 нять с базисом, наклонным к плоскости истинного горизонта, с углом наклона в зависимости от нахождения облачных образований на небесной сфере. Устройство может быть также применено в лабораторных условиях для изучения различных волновых

0 процессов при их моделировании.

Формула изобретения

Устройство для щелевой съемки волнения

5 моря, содержащее первую и вторую фотокамеры с объективами, закрепленные на общем основании и расположенные на расстоянии вертикального базиса съемки, и фотокассету с фотопленкой, отличающееся тем, что, с целью повыщения информатив0 ности, оно снабжено волоконными ленточными световодами с регулярной укладкой по числу направлений съемки и конусами фотокамер с зеркальными поверхностями, углы при вершинах которых между образующей и высотой равны 45°, оптические

5 оск объективов и оси конусов совмещены с вертикальным базисом съемки, входные и выходные торцы волоконных ленточных световодов выполнены длиной, меньшей радиуса поля изображения, входные торцы выполнены со штрихами, равноудаленными от осей объективов, закреплены на щелевых фотокамерах с возможностью вращения вокруг осей объективов, расположены в их фокальных плоскостях и попарно расположены в плоскостях, параллельных базису

5 съемки, а выходные торцы расположены в фотокассете над светочувствительным слоем фотопленки в одну линию, ориентированную перпендикулярно направлению перемещения фотопленки.

0

fffuff.S