RU2451316C1 - Аэрофотоаппарат - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к аэрофотосъемке. В корпусе устройства последовательно по ходу луча на оптической оси расположены зеркало, объектив и дополнительный корпус. Зеркало установлено под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг нее с помощью первого привода зеркала. Внутри дополнительного корпуса расположен приемник оптического излучения с фотоприемной зоной в плоскости наилучшего изображения объектива. Дополнительный корпус установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью привода дополнительного корпуса. Зеркало установлено с дополнительной возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, с помощью второго привода зеркала. Все три привода снабжены моментными двигателями с закрепленным на оси ротора каждого двигателя соответствующим одноосным измерителем угловых скоростей. Один вход блока управления приводами связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя, а другой вход блока управления приводами является управляющим входом всего аэрофотоаппарата. Технический результат - обеспечение более высокого качества изображения, снижение влияния угловых колебаний носителя, увеличение надежности работы аэрофотоаппарата. 3 ил.

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к аэрофотосъемке.

Известно устройство для получения кругового панорамного изображения по заявке РФ №95119305, опубликованной 10.27.1997 г., МПК G03B 37/00, содержащее одноканальную оптическую систему, состоящую из объектива, зеркала с наружной боковой отражающей поверхностью, расположенного перед объективом, причем ось симметрии отражающей поверхности зеркала совмещена с главной оптической осью объектива посредством внешнего опорного элемента, и приспособление для установки средства фиксации изображения, причем зеркало выполнено конусообразным и расположено вершиной к объективу с перекрытием своим максимальным поперечным сечением угла поля зрения объектива. Данное устройство сложное и в связи с разномасштабностью изображения, характерной для панорамных аэрофотоаппаратов, дает низкое качество обычных снимков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является аэрофототелевизионный аппарат по патенту РФ №2307383, опубликованному 27.09.07 г., МПК G03B 37/00. Он состоит из последовательно расположенных в корпусе аппарата на оптической оси зеркала, установленного на основании под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг оптической оси с помощью привода, и объектива, за которым в дополнительном корпусе расположен оптико-электронный блок, фотоприемная площадка которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива. Дополнительный корпус установлен также с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью внешнего привода. Данный аэрофотоаппарат не обладает достаточной синхронностью вращения зеркала и дополнительного корпуса, что значительно снижает качество снимков.

Задачей изобретения является создание аэрофотоаппарата с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат - повышение точности и надежности работы аппарата, позволяющее улучшить качество снимков.

Это достигается тем, что в аэрофотоаппарате, содержащем расположенные последовательно по ходу луча на оптической оси в корпусе аппарата зеркало, установленное под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг нее с помощью первого привода зеркала, объектив и дополнительный корпус, внутри которого расположен приемник оптического излучения, фотоприемная зона которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива, причем дополнительный корпус установлен также с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью привода дополнительного корпуса, в отличие от известного, зеркало в нем установлено с дополнительной возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, с помощью второго привода зеркала, и все три привода снабжены моментными двигателями, вход каждого моментного двигателя связан с выходом соответствующего блока системы управления приводом, входы последних, в свою очередь, связаны с тремя выходами блока управления приводами, а на оси ротора каждого моментного двигателя закреплен соответствующий одноосный измеритель угловых скоростей, выходы которых связаны с входами соответствующих блоков системы управления приводом, кроме того, один вход блока управления приводами связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя, а другой вход блока управления приводами является управляющим входом всего аэрофотоаппарата.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема аэрофотоаппарата, на фиг.2 - разрез зеркала по оси, перпендикулярной оптической оси, на фиг.3 - блок-схема аэрофотоаппарата.

Аэрофотоаппарат (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1, в котором последовательно по ходу луча установлено зеркало 2 под углом к оптической оси, объектив 3, за которым в дополнительном корпусе 4 расположен приемник оптического излучения 5, фотоприемная зона которого находится в плоскости наилучшего изображения объектива 3. Зеркало 2 жестко закреплено на основании 6, которое в свою очередь установлено с возможностью поворота вокруг оптической оси объектива 3 и вокруг оси, перпендикулярной ей, с помощью двух приводов, состоящих из моментных двигателей 7, выполненных из статоров 8 и роторов 9. Поворот зеркала 2 вокруг оптической оси с помощью первого привода дает возможность изменения угла визирования и возможность сканирования фотографируемой поверхности. А поворот зеркала 2 вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива 3 (фиг.2), с помощью второго привода зеркала необходим для компенсации сдвига изображения проецируемой местности. Статор 8 первого привода зеркала закреплен на корпусе 1, статор 8 второго привода зеркала - на основании 6. Ротор 9 первого привода зеркала через втулку закреплен на оси соосно с оптической осью аэрофотоаппарата, а ротор 9 второго привода зеркала - посредством стакана 10 на оси, перпендикулярной ей (фиг.2). На оси, соосной с оптической осью аэрофотоаппарата, и стакане 10, установленном соосно с осью, перпендикулярной ей, установлены одноосные измерители угловых скоростей (ОИУС) 11, а в статорах 8 встроены датчики угла положения (на фиг.1 не показаны). Дополнительный корпус 4 выполнен в виде полого цилиндра, расположенного вдоль оптической оси за объективом 3, кроме того, дополнительный корпус 4 установлен с возможностью поворота вокруг оптической оси с помощью моментного двигателя 12 (со статором 13 и ротором 14). Моментный двигатель 12 установлен соосно с оптической осью объектива 3 за дополнительным корпусом 4. В статоре 13, закрепленном на корпусе 1, встроен датчик угла положения (на фиг.1 не показан). Ротор 14 закреплен в дополнительном корпусе 4 через втулку на оси, совпадающей с оптической осью объектива 3. На этой же оси закреплен одноосный измеритель угловых скоростей ОИУС 11. На один вход блока управления приводами (БУП) 15 (фиг.3) подается сигнал с бортового компьютера через оптико-механическую систему (не показана), задающий параметры предстоящей съемки, и, кроме того, другой вход БУП 15 связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей (ТИУС) 16, который вносит поправку в управляющий сигнал, поступающий в блоки системы управления приводами (БСУП) 17 в зависимости от угла крена, тангажа и сноса летательного аппарата. Выходы каждого из трех БСУП 17 (первого и второго приводов зеркала 2 и привода дополнительного корпуса 4) связаны с роторами 9 и 14 соответствующих моментных двигателей 7 и 12. Блоки БУП 15, БСУП 17 и ТИУС 16 размещены в корпусе 1, а блоки ОИУС 11 установлены соосно с роторами 9 и 14.

Аэрофотоаппарат работает следующим образом. Управляющий сигнал с БУПа 15 поступает на БСУП 17 каждого из двух приводов зеркала 2 и привода дополнительного корпуса 4 с закрепленным в нем фотоприемником оптического излучения 5, при этом зеркало 2 поворачивается на заданный угол и в заданном направлении моментным двигателем 7 вокруг оптической оси объектива 3, другим двигателем 7 - вокруг оси, перпендикулярной оптической оси. Одновременно с этим, дополнительный корпус 4 поворачивается моментным двигателем 12 также вокруг оптической оси объектива 3. Стабилизацию изображения объекта съемки в плоскости фотоприемной зоны, проецируемого через зеркало 2 и объектив 3, обеспечивает трехосный измеритель угловой скорости ТИУС 16, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя. Роли датчиков обратной связи работы моментных двигателей 7 и 12 выполняют одноосные измерители угловой скорости ОИУС 11, установленные соосно с роторами 9 и 14, моментных двигателей 7 и 12 соответственно. Таким образом, зеркало 2 на основании 6 и фотоприемник оптического излучения 5, поворачиваясь на угол положения и визирования (съемки) и в заданном направлении (правый или левый борт по направлению полета), занимают рабочее положение. Аэрофотоаппарат включается в режим «СЪЕМКА». В это время моментные двигатели 7 обеспечивают компенсацию скорости движения изображения объекта съемки вдоль взаимно перпендикулярных осей, расположенных в плоскости фотоприемника оптического излучения 5, а моментный двигатель 12 обеспечивает синхронизацию положения плоскости фотоприемника оптического излучения 5 относительно угла положения зеркала 2. Во время работы аэрофотоаппарата в режиме «СЪЕМКА» изображение с фотоприемника оптического излучения 5 считывается и передается в обработанном (сжатом) виде в блок памяти, расположенный отдельно. Работа аэрофотоаппарата в режиме «СЪЕМКА» заканчивается после снятия сигнала «СЪЕМКА», после чего аэрофотоаппарат, завершив доработку цикла, занимает исходное положение.

Таким образом, создан аэрофотоаппарат, который обеспечивает синхронность и высокую точность угла поворота зеркала и дополнительного корпуса на входе светового пучка, что позволяет получение изображения фотографируемой поверхности более высокого качества, снижение влияния угловых колебаний носителя, увеличение надежности работы аэрофотоаппарата.

Claims (1)

1. Аэрофотоаппарат, содержащий расположенные последовательно по ходу луча на оптической оси в корпусе аэрофотоаппарата зеркало, установленное под углом к оптической оси с возможностью поворота вокруг нее с помощью первого привода зеркала, объектив и дополнительный корпус, внутри которого расположен приемник оптического излучения, фотоприемная зона которого совмещена с плоскостью наилучшего изображения объектива, причем дополнительный корпус установлен с возможностью вращения вокруг оптической оси с помощью привода дополнительного корпуса, отличающийся тем, что зеркало установлено с дополнительной возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси объектива, с помощью второго привода зеркала, и все три привода снабжены моментными двигателями, вход каждого моментного двигателя связан с выходом соответствующего блока системы управления приводом, входы последних, в свою очередь, связаны с тремя выходами блока управления приводами, а на оси ротора каждого моментного двигателя закреплен соответствующий одноосный измеритель угловых скоростей, выходы которых связаны с входами соответствующих блоков системы управления приводом, кроме того, один вход блока управления приводами связан с выходом трехосного измерителя угловых скоростей, измерительные оси которого ориентированы по осям носителя, а другой вход блока управления приводами является управляющим входом всего аэрофотоаппарата.

Images