АНАЛИТИЧЕСКИЙ ФОТОКАРТОГРАФ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ ФОТОКАРТ ПО СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИМ СНИМКАМ Советский патент 1970 года по МПК G01C11/26 

Изобретение относится к области фотограмметрического приборостроения.

Известная система DAM С S (США), предназначенная для составления ортофотокарт с горизонталями по различным аэросъемочным материалам и содержащая два передающих фотоэлектрических узла; два узла ф01рмироваиия растра, входные и выходные аналого-цифровые преобразователи, элвктрО ную цифровую вычислительную машину и приемный фотоэлектричеокай узел, имеет .высокую стоимость при недостаточно высокой производительности.

Предлагаемый фотокартограф отличается от известного тем, что в него введены аналоговый .коррелятор, соединенный с выходными устройствами двух пере.дающих фотоэлектрических узлов и входными устройствами двух узло.в формирования растворов; узел нредварительного хранения информации, связанный с электронно цнфровой вычислительной машиной и входными аналого-цифровыми преобразователями; а также два узла дискретизации, связанные с двумя узлами формироваНИИ растров, входными аналого-цифровыми преобразователями и узлом предварительного хранения информации.

На чертеже показана функциональная схема аналитического фотокартографа.

Аналитический фотокартограф представляет собой прнбор, состоящий из двух передающих фотоэлектрических узлов / и //; узла корреляции ///; двух узлов формирования рлстров /I и V; двух узлов квантования электрических сигналов по уровню VI и У//; двух узлов дискретизации VIII и IX; узла предварительного хранения информации X, узла обработки информации но заданным алгоритмам XI, узла управления ХП, преимного фотоэлектрического узла XIП.

Передающие фотоэлектрнчеокне узлы / и //, нредназначеппые для преобразования оптических плотностей точек снимков в электрические сигналы, состоят из блоков электроннолучевых трубок (ЭЛТ) У; блоков 2 а.вто.матичеокой регулировки яркости оптических систем 3; сним1кодержателей 4, и приемников 5 лучистой энергии.

Узел корреляции предназначен для быстрого ноиска и сужения области :на правом сним ке, в которой находится «точка (элементарная площа.дка), идептичпая заданной «точке (элементарной площадке) на левом снимке. Он состоит нз электронного аналогового решающего устройства, предназначенного для моделирования тех математнческих зависимостей, с помощью которых описывается процесс выбора искомой области; и анализирующего устройства 7, вьшолияющего все служебные операции, связанные с автоматизацией процесса поиска идентичных областей на стереопаре. Узлы формирования растров /У и F служат для установления заданных размеров сканирующих площадок и их -перемещения на экранах ЭЛТ. В состав этих узлов входят: суммирующие усилители 5 кадровых разверток; суммирующие усилители 9 -строчных разверток; блоки 10 и // устройства для изменения положения растра на экранах передающих ЭЛТ вдоль горизойтальных и вертикальных осей; устройства 12 и 13 формирования размера растров по горизонтальным и вертикальным осям; генераторы 14 разверток; синхрогенераторы 15. Узлы .квантования электрических сигналов по уровню VI и VII служат для преобразования электрических сигналов, про-порциональных оптической ллотности снимка, в код электронной цифровой вычислительной машины. Они СОСТОЯТ из преобразователей /5 непрерывных сигналов в дискретные и преобразователей 77 дискретных сигналов в код ЭЦВМ. Узлы дискретизации VIII и IX предназначены для формирования сигналов, необходимых при дискретизации непрерывных электрических сигналов, прапорциональных оптичеокой ллотности снимка, что в конечном результате равносильно разбиению очитаняо-го ЭЛТ участка исходного изображения снимка на ряд «элементарных площадок. В состав этих узлав входят: генераторы 18 и-мпульсов для дискретизации непрерывных сигналов, распределенных вдоль строк считывающего растра ЭЛТ; .переключатели 19 1частоты строк и кадров, предназначенные для регулирования скорости аканирозания исходных снимков, а также для выбора шага дискретности вдоль вертикальных осей снимка; счетчики 20 импульсов и счетчики 21 строчных импульсов. Узел предварительного накопления информации X предназначен для хранения информации, (Полученной в процессе дискретного считывания изображения с заданного участка анимка с целью уменьшения времени обращения к ЭЦВМ. Этот узел состоит из арифметических устройств 22, служащих для номерации «точек, считанных со снимка, и запоминающего устройства 23. Узел электронной цифровой вычислительной машины XI выполняет три основные функции: во-первых, по заданному алгоритму решает задачу высокоточной идентификации «точек стереопары; во-вторых, по строгим математическим зависимостям решает аналитическую задачу преобразования координат точак снимка и определения их высот с учетом всевозможных систематических ошибок; и, в третьих,ПО специальному алгоритму Обра1батывает оптические плотности точек стереопары с целью нолучения на изображении трансформированного снимка изображения -горизонталей, по Программе, определения положения гориаонталей; кроме того, коррекция оптических характеристик исходных снимков в каждой его точке позволяет получить на выходе прибора снимок, обладающий более высокими изобразителвными свойствами. Узел электронной цифровой вычислительной машины состоит из блока 24 ЭЦВМ и внешнего устройства 25 ввода и вьввода информации, например перфоратор, магнитная лента, магнитный барабан и т. д.). Узел управления служит для временного согласования работы всех устройств аналитического фотокяртографа и состоит из трех основных блоков: блока 26 местного управления, в котором вырабатываются управляющие импульсы, распределяющиеся между устройствами аналитического фотокартографа, причем при синхронизации работы ЭЦВМ, с другими блока-ми прибора, осуществляемой местным устройством управления, необходимо временные соотношения между управляющими импульсами выбирать из условия минимального времени простоя ЭЦВМ; блока 27 коммутации разверток, назначение которого состоит в подключении постоянных отклоняющих напряжений или на блоки передающих ЭЛТ I, или на блок 28 приемной ЭЛТ; и блока 29 переключения сигналов, предназначенного для подключения К устройствам 12, 13 формирования размера растра или выходных устройств ЭЦВМ, или анализирующего устройства 7. Приемный фотоэлектрический узел XIII предназначен для восстановления из электрических сигналов оптического изображения на экране ЭЛТ с последующей фиксацией его на фотоматериале (пленке, фотобумаге и т. п.). Этот узел состоит из трех блоков преобразователей «код-напряжение : горизонтального отклонения 30, вертикального отклонения 31 и видеосигнала 32, блока ЭЛТ 28 и фоторегистрирующего устройства 33 для фотографирования изображения с экрана блока 28 ЭЛТ. Работа аналитического фотокартографа подразделяется на три основных процесса: считывание информации со снимков и выделение идентичных областей на стереопаре, обработка по заданным алгоритмам информации, считанной со снимка и поступившей в блок ЭЦВМ, и регистрация конечных результатов. Последовательность выполнения этих операций может меняться в процессе фотограмметрической обработки одной стереопары. Процесс считывания информации со стереопары включает в себя два этапа: первый - до нахождения идентичных областей на стереопаре, второй - после нахождения этих областей. Необходимость в первом этапе считывания отпадает, еслн ведется обработка стереопары с достаточно малыми поперечным ии продольными параллаксами или в случае, если -произведено соответственное ориентирование снимков стереопары, исключающее поперечные параллаксы и при незначительной величине проПервый этап считывания состоит в следующем:

По команде, имеющейся в программе, на выходной регистр ЭЦВМ поступает информация о положении и размере считывающих растров для Каждой передающей ЭЛТ. Эта ийфОрмаЦИЯ считывается как непосредственно, TaiK и через устройство 27 на блоки 10, 11, 13, 12, а также через коммутирующее устройство 27 и блок 29 переключения сигналов - на блоки 10, 11, 12, 13. В таких блоках сигналы ЭЦВМ преобразуются в напряжения и совместное напряжение кадровой и строчной раз(вертки, вырабатываемое генератором 14 и синхрогенератором 15, а также переключателем 19, регулируюЩИМИ скорость процесса считывания информации со снимков, и поступают -на соответствующие суммирующие усилители 8, « 9, выходы которых непосредственно присоединены к отклоняющим системам ЭЛТ/.

Световые лучи от сканирующего пятна растров ЭЛТ /, лройдя через оптические системы 3, проецируются на соответствующие снимки снимкодержателей 4, а затем попадают на приемники 5 лучистой энергии, С выходов последних электрические сигналы поступают на электронное аналоговое .решающее устройство 6, в котором вырабатывается сигнал, пропорциональный коэффициенту корреляции двух оптических изображений объектов. По величине этого Сигнала в анал1изирующем устройстве 7 вырабатываются напряжения, упра1Бляющие как размером растра ЭЛТ, через блок 29 и далее на устройства 12 и 13, так и его положением через блоки 10 и //, причем информация о Начальном (положении растра задается ЭЦВМ и поступает одновременно и в блаки 10 Л 11,1И iB устройства 7. Одновременно световые лучи от сканирующего пятна растра поступают на блоки 2 для автоматической регулировки яркости передающих ЭЛТ.

После процесса формирования нового размера и положения растра ЭЛТ непрерывное (построчное) считывание информации .со снимков продолжается до тех пор, пока из устройства 6 «а устройство 7 не поступит сигнал, соответствующий нахождению идентичных областей заданных размеров. В этом случае в устройстве 7 вырабатывается сигнал, по которому связь всех блоков прибора с узлом корреляции прекращается до прихода следующего управляющего импульса с блока 26 местного управления на устройство. 7.

Второй этап считывания включает в себя кодирование и квато;вание элвктричеак1их сигналов, (Пропорциональных аптичеаким плотностям (снимка, для ввода считанной с идентичных областей стереопары информации в ЭЦВМ.

ных сигналов в дискретные. На эти же устройства подаются сигналы с генераторов 18 импульсов, частота следования которых определяет шаг (временной дискретизации непрерывных сигналов. Последовательность дискретных сигналов поступает с выходов (преобразователей на входные устрой|ства преобразователей 17 напряжение - код, в которых амплитуды поступивших сигналов преобразуются в

код ЭЦВМ. Выходные сигналы с преобразователей 17 в виде двоичных кодов (поступают в арифметичеакие устройства 22, кроме того, на те же блоки соответственно подается информация с двоичных счетчвков 20 и 21, в которых ведется счет импульсов, приходящих на эти счетчиюи с генераторов 18 импульсов, а также с синхрогенераторов, частота которых управляется переключателями 19 частоты. В результате этого в устройствах 22, происходит кодирование как оптической плотности, так и местоположения каждой «точКИ снимка. Из арифметических устройств информация последовательно считывается в запоминающее устройство 23, где она хранится, пока не будут полностью собрана информация о двух идентичных областях стереопары. И, наконец, из запоминающего устройства 23 по специальному сигналу с местного устройства управления преобразования информация

снимков поступает в блок ЭЦВМ для дальнейшей обработки.

Во время процесса обработки поступившей информации в ЭЦВМ, во-первых, вь141исляются ее преобразованные координаты; во-вторых,

по заданной программе преобразуется информация об оптичеокой плотности считанной точки. сним(ка.

Для ввода и вывода информа ции в (програминые ЭЦВМ предусмотрены команды, вырабатывающие в блоке 26 .местного управления, соответствующие сигналы, разрешающие прИем информации в ЭЦВМ или ее вывод. При выполнении ЭЦВМ других команд обмен информацией ЭЦВМ с другими устройствами аналитического фотокартографа не происходит.

Получение конечного результата фотограмметрической обработки стереопары ъ виде фотодокумента является последней операцией, осуществляемой на приборе. Во время этого процесса по команде из ЭЦВМ в выходной регистр вычислительной машины поступают коды, определяющие как преобразованные в

ней коор(динаты считанных со стереопары точек, так И их оптические плотности. Эти коды преобразователями 30 31 и 32 код-напряжение преобразуются в соответствующие напряжения, которые подаются на блок ЭЛТ 28,

причем КОДЫ, определяющие положение точек, воспроизводящих изображения на экране ЭЛТ 28, поступают на блоки преобразователей 30, 31 через блок 27 коммутации, управляемый сигналами с местного устройства упВ -результате описанного процесса на экране ЭЛТ 28 создается изображение соответствующей «точкн снимка, которая фиксируется «а фотоматериале при фотографировании с экрана ЭЛТ. Процесс фотографирования с экрана ЭЛТ 28 осуществляется фоторегистрирующим устройством автоматически по сигналам, приходящим с блока 26.

Кроме того, в приборе получение горизонталей может быть осуществлено не только на экране приемной ЭЛТ 28, но и с помощью электромеханического самописца, например, координатографа 34.

Таким образом с помощью описанных процессов на аналитическом фотокартографе автоматически осуществляются все операции, связанные с составлением фотокарт, последовательность выполнения которых на приборе -подразделяется на следующие этапы: предварительное ориентирование снимков; точное взаимное ориентирование снимков; вычисление фотограмметрических координат точек модели; внешнее ориентирование модели; составление ортофотокарт с горизонталями.

Предмет и з о б р е т е н и я

Аналитический фото;ка.ртограф для составления фотокарт по стереоскопическим снимкам, содержащий два передающих фотоэлектрических узла, два узла формирования растра, входные и выходные аналого-цифровые преобразователи электронно-цифровую Вычислительную машину и приемный фотоэлектрический узел, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, в него введены аналоговый коррелятор, соединенный с выходными устройствами двух передающих фотоэлектричеоких узлов и входными устройствами

двух узлов формирования растров; узел предварительного хранения информации, связанный с электронной цифровой вычислительной мащипой и входными аналого-цифровыми преобразователями, а также два узла дискретизации, связанные с двумя узлами формирования растров, входными аналого-цифровыми преобразователями и узлом предварительного хранения информации.

-J.

1

rjAi

I.«J1у1I| я

J2

Н53|

2в