ФОТОТРАНСФОРМАТОР ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТРАНСОРФОМИРОВАНИЯ АЭРОФОТОСНИМКОВ Советский патент 1968 года по МПК G01C11/30 

Изобретение относится к области фотограмметрических приборов, предназначенных для трансформирования аэрофотоснимков.

Известны фототраноформаторы, содержащие осветитель, снимкодержатель, оптическую проектирующую систему и экран со светочувствительным фотоматериалом.

В предложенном фототрансформаторе для дифференциального трансформирования аэрофотоснимков экран со светочувствительным материалом выполнен в виде реверсивно вращающегося цилиндра, снабженного подвижной шторкой со щелью, которая расположена за выходными компонентами оптической системы и связана с приводом, смещающим ее вдоль образующей цилиндра, и с механическим счетно-решающим устройством, представляющим собой две взаимосвязанные плоскостные рычажные системы, приводящие в действие механизм перемещения переднего объектива и механизм увеличений узкоугольной проектирующей системы, сканирующей неподвижный исходный аэроснимок.

На фиг. 1 изображена общая схема фото-трансформатора; на фиг. 2 - его оптическая схема; на фиг. 3 - схема счетно-решающего механизма.

Исходный (трансформируемый) фотоснимок устанавливается в снимкодержатель 1 и занимает в нем горизонтальное положение. Главная его точка 0 совмещается с вертикальной осью вращения снимкодержателя. Вращением снимкодержателя фотоснимок ориентируется так, чтобы его главная вертикаль стала параллельна оси х прибора. Направление оси х определяется направляющими 2, а направление оси у - направляющими 3. Направляющие 2 и 3 взаимно перпендикулярны и параллельны плоскости фотоснимка. Оси х и у определяют систему координат исходонго фото снимка.

Проектируемый в данный момент элементарный участок фотоснимка освещается осветителем 4. Изображение элементарного участка при помощи объектива 5 (фиг. 1 и 2), призм 6, 7 и 8, объектива 9, призм 10 поступает на коллектив 11. Затем объективом 12 и призмой 13 через щель шторки 14 изображение проектируется на светочувствительный материал, закрепленный на цилиндрической поверхности, на холящейся в светонепроницаемом кожухе 15. Объектив 5 и призмы 6 и 7 являются входными компонентами оптической системы, а объективы 9 и 12, коллектив 11, призмы 8, 10 и 13 - выходными компонентами.

На светочувствительном материале последовательно фиксируется трансформированное изображение элементарных участков исходного фотоснимка. Форма и размеры элементарного участка определяются формой и размерами щели в шторке 14.

Вращение цилиндра с закрепленным на нем фотоматериалом соответствует движению X в системе координат трансформированного фотоснимка. Направление оси Y в системе координат трансформированного фотоснимка определяется образующей этого цилиндра. Каретка 16 перемещается по направляющим 17, параллельным оси Y, вместе со шторкой 14.

Объектив 5 и призмы 6 и 7 находятся на основании, которое может вращаться на оси 18, перпендикулярной плоскости исходного фотоснимка. Подшипник оси 18 закреплен на каретке 19, перемещающейся по направляющим 3, а направляющие 3 - на каретке 20, передвигающейся по направляющим 2. Каретки 19 и 20 перемещаются при помощи сельсинов 21 и 22 соответственно. Затем их движение передается соответствующим кареткам осветителя 4, ось которого всегда остается совмещенной с осью объектива 5. Перемещая каретки 19 и 20, можно установить объектив 5 под любой частью фотоснимка.

Между объективами 5 и 9 ход лучей - параллельный. Чтобы уменьшить изменение длины параллельного хода лучей для улучшения качества изображения, призма 7 передвигается вдоль телескопического рычага 23 на половину изменения его длины. Телескопический рычаг 23 вращается на оси 24 вместе с призмой 8 и обеспечивает равные по величине и направлению повороты основания с объективом 5, призмами 6,7 и призмы 8.

Объектив 9, призмы 10 и коллектив 11 закреплены на каретке 25, которая может перемещаться по направляющим 26, перпендикулярным направляющим 17. Так как между объективами 5 и 9 имеет место параллельный ход лучей, то перемещение каретки 25 по направляющим 26 не приводит к изменению масштаба изображения элементарного участка фотоснимка на коллективе 11.

Непрерывное изменение масштаба изображения, проектируемого через щель шторки 14 на фотоматериал, достигается соответствующими перемещениями каретки 25 по направляющим 26 и каретки 27, несущей объектив 12, по направляющим 28. Движения кареток 25 и 27 взаимно связаны инверсором, обеспечивающим резкость изображения на фотоматериале.

Направляющие 26 и 28 и основание призмы 13 укреплены на каретке 16, перемещения которой по оси Y позволяют перейти от данного маршрута трансформирования к последующему. Благодаря этому ось вращения цилиндрической кассеты остается неподвижной.

Прибор работает от электродвигателей 29 и 30. Электродвигатель 29 вращает цилиндр с фотоматериалом (движение X). Это движение передается валом 31 на счетно-решающий механизм фототрансформатора. Электродвигатель 30 вращает винт 32, перемещающий каретку 16 (движение У), и это движение передается на счетно-решающий механизм фототрансформатора с помощью вала 33.

Счетно-решающий механизм фототрансформатора преобразует движения X и У в движения х каретки 20 и движения у каретки 19 в соответствии с известными зависимостями проективной геометрии между координатами х, у исходного фотоснимка и координатами X и У трансформированного фотоснимка.

Вращение вала 31 передается винтам 34 и 35 (см. фиг. 3), перемещающим каретки 36 и 37 по взаимно параллельным направляющим. Направляющие каретки 37 вместе с винтом 36 находятся на каретке 38, а последняя перемещается винтом 39 при помощи штурвала 40 в направлении, перпендикулярном перемещениям кареток 36 и 37. Таким образом, расстояние между направляющими кареток 36 и 37 может изменяться. Кроме того, благодаря редуктору (на фиг. 1 и 3 не показан) возможно ступенчатое изменение отношения скоростей вращения винтов 34 и 35 и соответственно скорости перемещений кареток 36 и 37.

Изменение расстояния направляющей каретки 37 от направляющей каретки 36 и отношения скоростей перемещения этих кареток позволяет изменять в широком диапазоне расстояние от направляющей каретки 36 до центра проектирования , через который проходит прямая, соединяющая оси шарниров 41 и 42, находящиеся на каретках 36 и 37. Эта прямая определяется рабочим ребром проектирующей линейки 43, связанной с шарнирами 41 и 42. При данном положении каретки 38 и отношении скоростей перемещений кареток 36 и 37 расстояние центра проектирования от направляющей каретки 36 будет неизменным. Направляющая каретки 36 соответствует плоскости трансформирования, а расстояние от этой направляющей точки - высоте проектирования в обычном фототрансформаторе.

Возможность независимого перемещения каретки 37 при неподвижной каретке 36 позволяет перемещать положение центра проектирования по прямой, параллельной направляющей каретки 36, что соответствует децентрации фотоснимка в обычном фототрансформаторе.

Проектирующая линейка 43 проходит через скользящий шарнир 44, ось которого закреплена на каретке 45. Таким образом, перемещение кареток 36 и 37 приводит к передвижению каретки 45 по направляющей 46. Направляющая 46 в счетно-решающем механизме соответствует плоскости исходного фотоснимка и поэтому называется направляющей исходного фотоснимка, а каретка 45 - кареткой фотоснимка. При этом расстояние центра проекции от направляющей 46 соответствует фокусному расстоянию камеры. Перемещения каретки 45 по направляющей 46 пропорциональны изменениям абсциссы х в системе координат исходного фотоснимка.

Эти перемещения каретки 45 через стальную перфорированную ленту 47, зубчатки 48 и сельсинную связь передаются каретке 20, перемещающейся по оси х прибора. Повороты направляющей 46 вокруг оси 49 с помощью винта 50 и каретки 51 соответствуют изменениям угла наклона исходного фотоснимка.

Движения У от вала 33 получают винты 52 и 53, находящиеся под винтами 34 и 35 соответственно. Винты 52 и 53 перемещают каретки 54 и 55 по направляющим, расположенным под направляющими кареток 36 и 37. При этом направляющая каретки 55 и винт 53, передвигающий каретку 55, размещены на каретке 38. Отношение скоростей перемещений кареток 54 и 55 устанавливается при помощи ступенчатого редуктора такого же, как для кареток 36 и 37. Поэтому проектирующая линейка 56, проходящая через шарниры 57 и 58, будет проходить через центр проектирования , отстоящий от направляющих кареток 36 и 54 на таком же расстоянии, как и центр проекции . Проектирующая гайка 56 передает каретке 59 перемещения по направляющей 60 через шарнир 61, закрепленный на каретке 59. Передвижение каретки 59 обусловлено не только перемещениями кареток 54 и 55, но и направляющей 60, которая остается параллельной направляющей каретки 36 и проходит через скользящий шарнир 44 каретки 45. Перемещение каретки 59 по направляющей 60 через сельсин 62 получает сельсин 21, передвигающий каретку 19 по направляющим 3.

Увеличение оптической системы прибора отрабатывается с помощью штифта 63, конец которого упирается в линейку 64. Линейка 64 может вращаться на оси 65 благодаря винту 66. Штифт 63 перемещается в направляющих, закрепленных на каретке 67, а каретка 67 - по прямолинейной направляющей с помощью винта 68, связанного конической парой с винтом 34. Перемещения штифта 63 по его направляющим с помощью сельсина 69 передаются инверсору (на фиг. 3 не показан), передвигающему каретки 25 и 27, чем достигается необходимое увеличение вдоль щели шторки 14, с которым проектируется на фотоматериал изображение элементарного участка исходного фотоснимка.

1. Фототрансформатор для дифференциального трансформирования аэрофотоснимков, содержащий осветитель, снимкодержатель, оптическую проектирующую систему и экран со светочувствительном материалом, отличающийся тем, что, с целью увеличения формата обрабатываемых снимков, полученных длиннофокусными аэрофотоаппаратами при больших углах наклона, в нем экран со светочувствительным материалом выполнен в виде реверсивно вращающегося цилиндра, снабженного подвижной шторкой со щелью, которая расположена за выходными компонентами оптической системы и связана с приводом, смещающим ее вдоль образующей цилиндра, и с механическим счетно-решающим устройством, приводящим в действие механизм перемещения переднего объектива и механизм увеличений узкоугольной проектирующей системы, сканирующей неподвижный исходный аэроснимок.

2. Фототрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью решения зависимостей линейной перспективы в проекциях на две вертикальные взаимноперпендикулярные плоскости, его счетно-решающее устройство выполнено в виде двух взаимосвязанных плоскостных рычажных систем, каждая из которых содержит проектирующую линейку, соединяющую две каретки, перемещающиеся по параллельным направляющим с помощью ходовых винтов, и кинематически связанную с третьей кареткой.

3. Фототрансформатор по п. 2, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов счетно-решающего устройства и обработки снимков с различными фокусными расстояниями, упомянутые ходовые винты соединены между собой через редуктор с переменным передаточным отношением, а одна из напарвляющих установлена подвижно и связана со штурвалом, перемещающим ее параллельно самой себе.

4. Фототрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью непрерывного изменения масштаба проектирования, его механизм увеличений оптической системы выполнен в виде двух расположенных под углом линеек, первая из которых своим концом закреплена шарнирно на основании, а на второй установлена каретка, которая несет подвижной штифт, упирающийся в первую линейку, и кинематически связана со счетно-решающим устройством.

5. Фототрансформатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сохранения постоянного виньетирования оптической проектирующей системы, между входными и выходными компонентами в параллельный пучок лучей введена компенсирующая прямоугольная призма с двумя отражающими гранями, которая установлена на телескопическом рычаге и связана с приводным устройством, перемещающим ее на половину изменения расстояния между компонентами.