Фотограмметрический прибор Советский патент 1992 года по МПК G01C11/26 

1

(21)4903789/10

(22) 17.12.90

(46)30.11.92. Бюл №44

(72) Л.А.Иоаннисиани, В.А.Мороз и С А.Бежик

(56)Хрущ P.M., Волков Д А , Волков В Я , Глухов Б А Фотограмметрия М1 Военное издательство. 1989,с 172-194

Лобанов А Н Фотограмметрия М Недра, 1984, с 354-358 (54) ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР

(57)Использование в фотограмметрии, для составления и обновления топографических

карт по стереоснимкам Сущность изобретения, устройство содержит компаратор, вычислитель, систему автоматизированного управления, трекбол и координатограф с пишущим элементом Координатограф содержит основные и дополнительные опоры расположенные в параллельных плоскостях. Каретка размещена между плоскостями расположения опор и выполнена со световым индикатором, расположенным со- осно и противоположно направленным пишущему элементу Планшет выполнен прозрачным и переставимым 1 ил

Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности к устройствам, предназначенным для составления и обновления топографических карт, может быть ис- пользовано в фотограмметрическом приборостроении

Известны фотограмметрические приборы, содержащие оптико-механическое устройство для наблюдения и измерения фотоснимков, координатограф для размещения картографической основы и графического отображения на ней элементов составляемой или обновляемой топографической карты, а также оптико-механическое модулирующее устройство аналогового типа, осуществляющее координатную связь между точками фотоснимков и их графическим отображением на картографической основе. Все эти приборы имеют ограниченные возможности в части геометрических преобразований фотоснимков с большими углами наклона и фокусными расстояниями,

а также по учету влияния кривизны Земли и атмосферной рефракции

Приоритетным направлением развития фотограмметрической техники является создание приборов аналитического типа, принципиальным отличием которых является наличие моделирующего устройства аналитического типа, осуществляющего координатную связь между точками фотоснимка и их графическим отображением на картографическую основу

Внедрение таких приборов обеспечивает более широкие возможности по использованию фотоснимков с большим и углами наклона и фокусными расстояниями, учет влияния кривизны Земли атмосферной рефракции и позволяет выполнять дальнейшее совершенствование технологии.

Компановка аналитических приборов выполняется по схеме, аналогичной приборам аналогового типа, или выполняется разделение прибора на функциональные блоки, размещающиеся на некотором рассо

С

VJ

VI

00

сл ю

СП

стоянии друг от друга, обеспечивающем доступ к ним при эксплуатации и техническом обслуживании.

Недостатком известных фотограмметрических приборов является наличие над рабочей плоскостью координатографа его подвижных частей, осуществляющих перемещение каретки с пишущим элементом.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является выбранный в качестве прототипа фотограмметрический прибор, содержащий компаратор, координатограф, цифровое вычислительное устройство и систему автоматического управления.

В программе компаратор содержит двухкоординатную систему, регистрирующую перемещение измеряемого фотоснимка, и наблюдательную систему с визирной маркой. Предназначен для анализа изображения фотоснимков, измерения прямоугольных координат обьектов местности, изображенных на них, и регистрации значений измеренных координат.

Координатограф содержит каретку с пишущим элементом перемещающуюся по двум координатным осям, и стол для размещения картографической основы Предназначен для графического отображения на картографической основе изображения обьектов местности, выявленных на фотоснимках.

Цифровое вычислительное устройство (ЦВУ) предназначено для преобразования по фотограмметрическим зависимостям координат обьектов местности, изображенных на фотоснимке, в координаты картографической основы, с целью формирования управляющих кодов для систем автоматического управления прибором.

Система автоматического управления (САУ) обеспечивает преобразование управляющих кодов, вырабатываемых ЦВУ, в линейные перемещения фотоснимков и пишущего элемента.

Компаратор с координатографом образуют единое устройство, формирующее рабочее место оператора

Принцип работы фотограмметрического прибора аналитического типа, выбранного в качестве прототипа, заключается в том, что при измерении фотоснимков координа- . ты изображенных на нем объектов перемещают в ЦВУ, которое их преобразует, а затем с помощью САУ перемещается пишущий элемент координатографа, выполняющего регистрацию положения обьектов местности на картографической основе. В результате формируется содержание карты в виде карандашных линий и точек, которое

требует ручной доработки путем вычерчивания условных знаков обьектов местности по карандашному следу пишущего элемента координатографа

Недостатком известных фотограмметрических приборов является наличие над столом координатографа его подвижных частей, осуществляющих перемещения каретки с пишущим элементом.

Эти неподвижные части закрывают оператору ту часть картографической основы, закрепленной на столе, на которой в данный момент выполняется регистрация графической информации с использованием пишущего элемента координатографа, затрудняя контроль за отображением элементов карты

Для ручной доработки изображения и контроля за регистрацией на картографической основе оператор вынужден сдвигать каретку координатографа выводя ее из зоны за пределы обрабатываемого фрагмента. Конструктивные схемы приборов подобного типа имеют координатную связь между фотоснимком и пишущим элементом Поэму изображение фрагментов фотоснимка также уходит из поля зрения наблюдательной системы компаратора затрудняя контроль за выполненными работами.

Вывод подвижных частей координатографа за пределы обрабатываемого фрагмента можно выполнять путем временного нарушения координатной связи между компаратором и координатографом, для чего

требуется выполнение дополнительных манипуляций по изменению программ обработки данных введенных в цифровое вычислительное устройство, что приводит к усложнению управления прибором.

Из-за неудобства выполнения ручных работ на приборе после завершения регистрации обьектов на картографической основе, доработки содержания и проверки полноты и точности выполненных работ,

последующие технологические операции.

включая окончательное вычерчивание оригинала, его оформление тушью, производятся на просветном столе Стол не оборудован техническими средствами обеспечивающими точное сопряжение координат точек фотоснимка и картографической основы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем совмещения функций фотограмметрического прибора аналитического типа и просветного чертежного стола и повышение за счет этого удобства ручной доработки, оформления продукции, контроля качества картографических работ.

Цель достигается тем, что предлагаемый фотограмметрический прибор содержит компаратор, координатограф с оптическим индикатором и съемным прозрачным планшетом, цифровое вычисли- тельное устройство и систему автоматического управления, причем координатограф выполнен в виде просветного стола, имеющего внутреннюю полость, а картографическая основа закреплена на прозрачном планшете, координатная система координатографа размещена во внутренней полости стола, каретка координатной системы, кроме пишущего элемента, снабжена оптическим индикатором, формирую- щим светящую точку, положение которой координатно связано с острием пишущего элемента. Прозрачный планшет обеспечивает расположение плоскости закрепления картографической основы в одном из двух положений:

в плоскости формирования светящейся точки оптического индикатора, совпадающей с поверхностью просветного стола;

в плоскости регистрации пишущим эле- ментом координатографа, совпадающей с плоскостью планшета, установленного ниже его координатной системы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием оптического индикатора, формирующего в плоскости картографической основы светящуюся точку, координаты которой соответствуют координатам обьекта, рассматриваемого на фото- снимке.

Индикатор размещен на каретке координатографа над пишущим элементом. Топографическая карта закрепляется на прозрачном планшете, устанавливаемом в плоскости формирования светящейся точки индикатора, либо в плоскости регистрации пишущего элемента координатографа. Предусмотрена фиксация планшета при его многократной перестановке, обеспе- чивающая сохранение связи координат объектов карты и фотоснимка, регистрируемых пишущим элементом, либо отображаемых светящейся точкой оптического индикатора. Картографическая основа ос- вещается проходящим светом при работе с оптическим индикатором с помощью осветителя.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что фотограмметрические приборы, содержащие устройства для наблюдения и измерения фотоснимков и их графических отображений на картографической основе широко известны.

5 10 15 0

5

о с

п с -n

5

Известны технические решения: индикация с помощью светящейся точки, использование прозрачного планшета, подсвечиваемого проходящим спетом, устройства, фиксирующие положение определенных деталей.

На чертеже представлена блок-схема фотограмметрического прибора.

Прибор содержит компаратор 1, координатограф 2, цифровое вычислительное устройство (ЦВУ) 3. систему автоматического управления (САУ) 4 и трекбол 5.

Координатограф 2 представляет собой двухкоординатную систему, содержащую направляющую 6 и каретку с направляющей 7, по которой перемещается каретка 8 с пишущим элементом 9 и оптическим индикатором, состоящим из осветителя 10, диапозитива 11 с прозрачной точкой, изображение которой обьективом 12 проектируется в плоскость картографическое основы, закрепленной на планшете 13, который для этого устанавливается в верхнем положении над кареткой 8.

При установке планшета 13 з нижнее положение под кареткой 8 пишущим элементом 9 на картографической основе регистрируется графическая информация.

Прибор спроектирован таким образом, что при многократной перестановка планшета 13 из верхнего положения (работа с индикатором) в нижнее (работа с координатографом) однозначная фиксация планшета 13 в каждом из положений обеспечивается фиксаторами 14, входящими в пазы, имеющиеся на планшете 13.

Координатное совмещение острия пишущего элемента и светящейся точки оптического индикатора может быть обеспечено либо конструктивно (установкой острия пишущего элемента на оптическую ось индикатора), либо путем регистрации места нуля и учета его программным путем.

В отличие от прототипа управление перемещениями координатных систем компаратора 1 и координатографа 2 осуществляется одной рукой с помощью трекбола 5. как в известном приборе.

Задающий код. сформированный трекболом 5, выдается в ЦВУ 3. в котором после необходимых вычислений и сравнения с кодами, выработанными датчиками обратной связи (ДОС) 15 координатных систем прибора с помощью САУ 4, выдает управляющие воздействия на исполнительные электродвигатели 16, осуществляющие перемещения.

В зависимрсти от режима работы производится либо, перемещение фотоснимка на компараторе, либо светящейся точки.на

индикаторе,либо их совместное, зависимое перемещение.

Компаратор 1 и координатограф 2 смонтированы в едином корпусе, причем наблю- дательная система компаратора 1 находится непосредственно перед оператором, а высота планшета 13 над полом равна 780 -800 мм, что соответствует эргономическим требованиям для чертежных устройств.

Работа на фотограмметрическом приборе выполняется в следующей последовательности. На координатографе 2 .в верхнее положение устанавливают на фиксаторах 14 планшет 13 с картографической основой участка местности, изображенного на фотоснимке. На стекле планшета 13 картографическую основу закрепляют, например, клеящей лентой.

Включают осветители 17 и осветитель 10 оптического индикатора. При этом светящаяся точка оптического индикатора выделяется на фоне освещенного планшета за счет цвета и яркости. Выполняют взаимное и внешнее ориентирование, т.е. устанавливают координатную связь между фотоснимком и картографической основой.

Через наблюдательную систему компаратора 1 дешифрируют на фотоснимке изображение объекта местности. Вращением трекбола 5 наводят визирную марку на изображение объекта. Каретка 8 координатографа 2, управляемая ЦВУ 3, с помощью САУ 4 перемещается, выводя светящуюся точку оптического индикатора в положение отде- шифрированного объекта местности на картографической основе. Оператор на этом месте вычерчивает карандашом или тушью нужный условный знак и контролирует точность его нанесения путем сравнения с положением, ориентировкой и конфигурацией изображения объекта на фотоснимке. Затем производится дешифрирование и нанесение на картографическую основу следующего объекта местности.

Нанесение линейных объектов местности (например, дорог, рек, канав и т.п.) осуществляется путем индикации только их поворотных точек, а затем между этими точками вычерчивается необходимый условный знак.

Если конфигурация контура или объекта сложная и имеет значительную протяжен- ность (например, дорожный серпантин в горах, извилистая река или ручей, изрезанная опушка леса и т.п.) и вычертить его условным знаком в режиме оптической индикации затруднительно, то планшет 13 с картографической основой переставляется и фиксируется в нижнем положении (в плоскости регистрации координатографа) Проверяется сохранность координатной связи между фотоснимками и картографической основной. Опускается на картографическую

основу пишущий элемент 9. Обводится визирной маркой компаратора 1 контур объекта местности, изображенного на фотоснимке, регистрируется этот контур карандашом на картографической основе. За0 тем планшет 13 устанавливается в верхнее положение (в плоскость проекции точки индикатора), по следу контура, оставленному карандашом, вычерчивается контур условным знаком, контролируя процесс по фото5 снимку.

После завершения процесса составления (обновления) карты этот оригинал контролируется. Для выполнения контроля, не нарушая связи фотоснимка и картографиче0 ской основы, оценивается качество выполненной работы путем выборочной (или полной) обводки визирной маркой компаратора 1 контура на фотоснимке Визуально оценивается точность совмещения светя5 щейся точки.

Экспериментальные исследования заявляемого фотограмметрического прибора, содержащего в своем составе сьемный переставляемый планшет, координатно свя

о занный со светящей точкой оптического индикатора, показали, что по сравнению с устройствами аналогичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает работу координатографа при регистс рации протяженных контуров без нарушения координатной связи с условными знаками, нанесенными с использованием оптического индикатора, позволяет за счет этого обеспечить эффективный контQ роль качества выполненных картографических работ, а применение оптического индикатора, у которого положение светящейся точки относительно картографической основы имеет аналитическую связь с положением визирной марки компаратора относительно фотоснимка и при этом отсутствуют подвижные части над планшетом, закрывающим рабочую зону основы, создает удобство при выполнении ручных работ по нанесению на карту условных знаков де5

0

5

шифрированных объектов местности.

Формула изобретения Фотограмметрический прибор, содержащий компаратор, вычислитель, систему автоматизированного управления и координатограф с планшетом на опорах, расположенных в одной плоскости, и каретки с пишущим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен дополнительными опорами, идентичными основным и расположенными в плоскости, параллельной плоскости основных опор, каретка выполнена со световым индикатором, соосно располо-

женным и противоположно направленным пишущему элементу, и размещена между плоскостями расположения опор, а планшет выполнен прозрачным и перестазимым.

Вида