ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ФОТОТРАНСФОРМАТОР Советский патент 1973 года по МПК G01C11/26 

1

Изобретение относится к области фотограмметрии, в частности к дифференциальному фототрансформированию.

Известен дифференциальный фототрансформатор, содержащий запоминающее устройство, устройство автоматического управления и ортофотопроектор со снимкодержателем, проектирующим рычагом, координатными каретками, щелевой диафрагмой и оптической проектирующей системой с призмой Дове и блоком изменения масштаба проектирования, кинематически связанными с механическим счетнорещающим устройством, выполненным в виде системы взаимно перпендикулярных кареток.

Однако такой дифференциальный фототрансформатор имеет сложную конструкцию.

Предлагаемый фототрансформатор отличается тем, что на верхней каретке счетно-решающего устройства укреплены вертикальные направляющие, на которых установлена каретка с возможностью перемещения шаговым двигателем, связанная посредством кардана с рычагом. Один конец этого рычага жестко закреплен во втором кардане, не имеющем поступательного движения, а другой - щарнирно связан со снимкодержателем.

Благодаря этому упрощается конструкция дифференциального фототрансформатора.

На фиг. 1 поясняется работа устройства ввода поправок для учета ошибок на границах

полос; на фиг. 2 дана принципиальная схема ортофотопроектора дифференциального фототрансформатора.

Устройство ввода поправок для учета ошибок на границах полос ортопроектора работает следующим образом.

Рычаг а, соединенный при помощи шарнира б со снимкодержателем, вращается вокруг центра 5. Шарнир б расположен от центра S на расстоянии F, равном фокусному расстоянию прибора, поэтому он строит те же отрезки X, у, на величины которых перемещается снимок. Для того, чтобы построить поправку ±Д/(л;)Д/(у), шарнир в должен переместиться относительно центра S на величину Д/г. Определим зависимость Д/г от угла Vx наклона местности.

Непосредственно на фиг. 1 имеем

ДЙ::.,

20

(1)

где Af (х) JC tg X.

&Z

Заменяя igvx его значением - 2,jL,

ставляя в формулу (1), получаем

ДЯ - - . AZ,

Lr

30 где L - длина щели;

AZ - разность высот точек, располагаюfщихся на краях полосы и имеющих

.рдинаковые ординаты.

Подставив в. форм5лу (1) вместо х координату у, а .вместо Af(xJ-r-Af(y)ytgVx, получаем то же выражение (2) для Д/г. Следовательно, в общем слу-чае, когда элементарный участок смещен относительно точки надира на хну, шарнир в строит одновременно две понравки Д/(л:) и А/(г/). Таким образом, если в нрнборе иснользовать рассмотренный нринцип, то для устранения ошибок на границах полос достаточно ввести только одну переменную Ah, вместо двух &fx и Afy.

В предлагаемом ортофотопроекторе использован рассмотренный принцип устранения ошибок.

Ортопроектор содержит каретки 1, 2, расположенные горизонтально одна на другой в координатной системе. На каретке 1 располагаются вертикальные направляющие 3, по которым при номощи шагового двигателя 4 может перемещаться каретка 5, несущая на себе шарнирный кардан 6, перемещающимися по рычагу 7, неподвижно связанному с карданом 8. Рычаг 7 через кардан 9 соединен со снимкодержателем iO ортофотопроектора.

Для уменьщения диапазона движения к каретке 5 прикреплен пантограф II, ведомый ролик 12 которого скользит в окне кулисы 13. Пантограф передает с двукратным увеличением величины перемещений каретки 1 на рейку 14. На оси вращения кулисы находится шестерня 15, соединяющая рейки 14 п 6. С осью вращения кулисы жестко соединена шестерня 17, углы поворота которой передаются через шестерни 18 и 19 на призму Дове 20.

Шестерни 15 и 17 вращаются независимо: шестерня 15 приводится в движение рейкой 14, а шестерня 17 - врашением кулисы. Коэффициент / передачи от шестерни 17 к шестерне 19 составляет 1/2. С рейкой 16 жестко соединена каретка 21, к которой через пруж11 у 22 присоединена каретка 23. Взаимное положение кареток 21 и 23 регулируется лекалом 24 через прямоугольный рычаг 25. Каретки 21 и 23 несут на себе компоненты панкратической системы, входящей в общую оптическую систему прибора.

Оптическая система проектирует изображения элементарных участков 26 снимка на экран. Она состоит из объектнва 27, иризыы Дове 20, пентапрнзмы 28 и объе(тиБОВ 29, 30 панкратической системы, расположенных на каретках 21, 23. Положение плоскости 31 резкого изображения нанкратической системы неизменно. Изображение плоскости 31 проектируется с помощью прямоугольных призм 32, 33, объектива 34 и призмы 35 на фотоматериал через щелевую диафрагму 36, причем масштаб изображения в плоскости экрана может изменяться за счет смещения приз 32 и 33. Для этого они размещены на каретках 37, 38. Каретка 38 иеремещается с помощью

шагового двигателя 39 с учетом профиля местности вдоль полосы. При этом основной закон оптики выполняется прямоугольным инверсором 40.

Ортофотопроектор работает следующим образом. При движении снимкодержателя 10 в плоскости X, у рычаг 7 наклоняется. Если центр пересечения осей кардана совпадает с осью вращения рычага 7, каретки 1, 2 остаются неподвижными, что соответствует условию , т. е. поправка не вводится.

Если AZ не равно нулю, то с помощью двигателя 4 вводят величины Д/г. В результате перемещается каретка 5 с карданом 6 относительно неподвижного кардана 8, а, следовательно, каретка 1 на величину , и карет

ка 2 на величину . При увеличении пан

тографа ролик 12 получает смещения xigvx и yigvx и ролик 12, находившийся в исходном положении от центра шестерни 15 в направлении оси X на расстоянии f, в данный момент располагается от него на расстоянии .

Кроме того, ролик 12 смещается в направлении оси К на величину г/tgva;. Поэтому расстояние от центра шестерни 15 до центра ролика 12 по оси кулисы равно

( (3)

где /- фокусное расстояние объектива 27.

При этом кулиса поворачивается на угол -у, тангенс которого равен

,г - tg V „

tg т

(4)

,.

При движении ролик 12 увлекает рейку 14, которая через щестерню 15 иеремещает каретки 21, 23 с компонентами и тем самым

устанавливает эквивалентное фокусное расстояние F панкратической системы.

Благодаря дополнительному смещению каретки 23 относительно каретки 21, управляемой лекалом 24, резкость в плоскости 31 сохраияется постоянной. Угол Y поворота кулисы через щестерни 17, 18 и 19 передается на призму Дове 20. В результате промежуточное изображение плоскости 31 свободно от остаточных ошибок на границах полос.

Таким образом, в ортофотопроекторе выполняются все условия, необходимые для устранения ощибок на границах полос участка снимка. В случае необходимости изменения высоты проектирования при движении по профилю эти изменения отрабатываются щаговым двигателем 39, который смещает каретку 38. Смещения каретки 38 через прямоугольный инвертор 40 передаются на каретку 37. В результате изменяется масштаб изображения и

выполияется основной закон оптики.

Предмет изобретения

Дифференциальный фототрансформатор, содержащий запоминающее устройство, устрой

ство автоматического управления и ортофотопроектор со снимкодержателем, проектирующим рычагом, координатными каретками, щелевой диафрагмой и оптической проектирующей системой с призмой Дове и блоком изменения масштаба проектирования, кинематически связанными с механическим счетно-решающим устройством, выполненным в виде системы взаимноперпендикулярных кареток, отличающийся тем, что, с целью упрощеимя конструкции, на верхней каретке счетнорешающего устройства укреплены вертикальные направляющие, на которых установлена каретка с возможностью перемеи ения шаговым двигателем, связанная посредством кардана с рычагом, один конец которого жестко закреплен во втором не имеющем поступательного движения кардане, а другой конец рычага шарнирно связан со снимкодержателем.

Риг 1