CZ305329B6

CZ305329B6 - Způsob minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ305329B6
Application number: CZ2010-55A
Authority: CZ
Inventors: Vladimír Pata; David Maňas
Original assignee: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2015-08-05
Also published as: CZ201055A3

Abstract

Způsob minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem podle řešení (schéma – viz obr.) spočívá v tom, že se ve směru kolmém k rovině obrazového snímače vysílá rovnoběžně s paprskem (1´) záběru kamerového systému měřicí paprsek (2´) a kamerový systém (1) se horizontálně i vertikálně polohuje tak, aby vzdálenost k dějové rovině určená měřicím paprskem byla minimální (Lmin). K provádění tohoto způsobu slouží zařízení, u něhož je vedle kamerového systému (1) na společný upínací díl upnut laserový měřič (2) vzdálenosti s měřicím paprskem (2´) rovnoběžným s paprskem (1´) záběru kamerového systému (1).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem, zejména pak vysokorychlostním kamerovým systémem a dále zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Při snímání a následné analýze pohybů vysokorychlostním kamerovým systémem jde především (podobně jako při měření rozměrů součástí) o měření vzdáleností. V tomto případě však nejde o dva různé body na jedné součásti, ale o shodný, tzv. charakteristický bod, který se pohybuje. V souvislosti s tím je nutno uvážit, že pohyb charakteristického bodu probíhá v tzv. dějové rovině, přičemž ale vyhodnotit s definovatelnou nejistotou měření pomocí vysokorychlostního kamerového systému lze pouze pohyb v rovině obrazového snímače. V praxi se tedy vyhodnocuje průmět poloh charakteristického bodu z roviny dějové, do roviny obrazového snímače (viz obr. 1).

Při snímání reálných dějů není dějová rovina obvykle paralelní s rovinou obrazového snímače. Proto je nutné provést co nejpřesnější nastavení kamery kolmo na rovinu dějovou a tak zajistit paralelnost obou rovin. Pokud není tato podmínka dodržena, vzniká charakteristická průmětová chyba, která může zcela znehodnotit výsledek analýzy pohybu.

Ustavení a vyrovnání kamerových systémů na stativ za pomoci stavěčích šroubů a libel, jimiž jsou vybaveny současné hlavice stativů, umožňuje seřízení příslušného kamerového systému jak ve svislém, tak i vodorovném směru. Toto ustavení je sice samo o sobě poměrně přesné, výše uvedeným požadavkům na minimalizaci průmětové chyby ale nevyhovuje.

Podstata vynálezu

Odstranění výše uvedeného nedostatku řeší způsob minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem podle vynálezu. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že se ve směru kolmém k rovině obrazového snímače vysílá rovnoběžně s paprskem záběru kamerového systému měřicí paprsek a kamerový systém se v horizontální i vertikální rovině natáčí tak, aby vzdálenost k dějové rovině určená měřicím paprskem byla minimální.

Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že na společný upínací díl je upínacími šrouby kamerového systému upnut kamerový systém a vedle něj pak upínacím šroubem, resp. upínacími šrouby měřice laserový měřič vzdálenosti s měřicím paprskem rovnoběžným s paprskem záběru kamerového systému. Společný upínací díl je vůči stativu otočný v pohyblivém spoji a nastavitelný až do polohy minimální vzdálenosti k dějové rovině pomocí polohovacích šroubů.

Hlavním přínosem způsobu podle vynálezu a zařízení kjeho provádění je možnost snadného, poměrně rychlého a velmi přesného nastavení vysokorychlostního kamerového systému tak, aby byla minimalizována, resp. zcela odstraněna průmětová chyba znehodnocující ve stávajících uspořádáních výsledky snímání a následné analýzy reálných dějů.

- 1 CZ 305329 B6

Objasnění výkresů

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložené výkresy, kde představuje:

obr. 1 - schematické znázornění vzniku průmětové chyby;

obr. 2 - schematické znázornění principu způsobu minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem podle vynálezu;

obr. 3 - příkladné provedení nosné části zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Princip vzniku průmětové chyby při snímání a následné analýze dějů vysokorychlostním kamerovým systémem je znázorněn na obr. 1. Prakticky je ilustrován snímáním pohybu charakteristického bodu X z místa X(ti) v čase t, do místa X(t₂) v čase t₂ po dráze d. Tento pohyb charakteristického bodu X probíhá v dějové rovině A, která je vůči rovině obrazového snímače B skloněna v ose x v úhlu α a v ose y v úhlu β. Při snímání vysokorychlostním kamerovým systémem se v praxi nevyhodnocují skutečné polohy charakteristického bodu X v dějové rovině A, ale průměty těchto poloh charakteristického bodu X z dějové roviny A, do roviny obrazového snímače B - tedy např. průmět výsledné polohy charakteristického bodu X] (t₂) v čase t₂, resp. průmět dráhy ď, navíc vždy v ose x i v ose y - ď_s, resp. ď_y. Je zřejmé, že zde dochází k zatížení výsledků průměrovou chybou, která se negativně projevuje především v přesnosti následné analýzy snímaného děje.

Odstranění výše uvedeného problému řeší, jak již bylo uvedeno, způsob minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem podle vynálezu. Podstata principu tohoto způsobu je schematicky znázorněna na obr. 2. Pro optimální nastavení paralelnosti roviny obrazového snímače B a dějové roviny A je využito principu dvou rovnoběžných paprsků. Jeden paprsek představuje paprsek záběru i' vysokorychlostního kamerového systému 1 na dějovou rovinu A, druhý - měřicí paprsek 2' je generován laserovým měřičem 2 vzdálenosti, upnutým spolu s vysokorychlostním kamerovým systémem i na společný upínací díl 3.

Pomocí laserového měřiče 2 vzdálenosti je měřena vzdálenost L libovolného bodu na dějové rovině A. Cílem nastavení je pak pootáčet sestavu vysokorychlostního kamerového systému 1 a laserového měřiče 2 vzdálenosti o úhel da ve svislém resp. vodovém směru tak, aby indikovaná hodnota vzdálenosti L byla minimální Lmin. Při této minimální hodnotě Lmin je zajištěna paralelnost dějové roviny A a roviny obrazového snímače B a minimalizována průmětová chyba (viz obr. 2).

Příklad konkrétního uspořádání nosné části zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněn na obr. 3. Jak již bylo uvedeno, na společný upínací díl 3 je upnut upínacími šrouby 4 kamerového systému vysokorychlostní kamerový systém 1 a vedle něj upínacím šroubem, resp. šrouby 5 měřiče laserový měřič 2 vzdálenosti. K nastavení společného upínacího dílu 3 vůči stativu 6 do polohy minimální hodnoty vzdálenosti L slouží pohyblivý spoj 7, a polohovací šrouby 10, resp. 10'. Společný upínací díl 3 je dále, obdobně jako známé hlavice stativů, vybaven polohovací libelou 8 a stavěcím šroubem 9.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Způsob minimalizace průmětové chyby při snímání a analýze dějů kamerovým systémem, zejména pak vysokorychlostním kamerovým systémem, vyznačující se tím, že se ve směru kolmém k rovině obrazového snímače vysílá rovnoběžně s paprskem záběru kamerového systému měřicí paprsek a kamerový systém se v horizontální i vertikální rovině natáčí tak, aby vzdálenost k dějové rovině určená měřicím paprskem byla minimální.
2. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že na společný upínací díl (3) je upínacími šrouby (4) kamerového systému upnut kamerový systém (1) a vedle něj upínacím šroubem (5) měřice laserový měřič (2) vzdálenosti s tím, že společný upínací díl (3) je vůči stativu (6) otočný v pohyblivém spoji (7) a nastavitelný až do polohy minimální

15 vzdálenosti (L) pomocí polohovacích šroubů (10), resp. (10').