SU1381333A1

SU1381333A1 - Device for moving shutter photography of wavy sea

Info

Publication number: SU1381333A1
Application number: SU864069519A
Authority: SU
Inventors: Михаил Михайлович Усенков; Николай Васильевич Хохловский
Original assignee: Ленинградский Гидрометеорологический Институт
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1988-03-15

Abstract

Изобретение относитс к стереофото- грамметрии и м. б. использовано дл определени пространственно-временных х-к волновых процессов. Цель изобретени - повышение информативности измерений. Устр- во состоит из двух идентичных щелевых фотокамер 1, на которых закреплены входные торцы ленточных световодов 2 с возможностью вращени вокруг осей объективов 7. Выходные торцы световодов 2 расположены в фотокассете 3 над светочувствительным слоем фотопленки в одну линию, ориентированную перпендикул рно направлению ее перемещени . Фотокамеры закрепл ютс на ферме 4 так, чтобы оптические оси их объективов 7 были совмещены с линией базиса съемки. В каждом направлении щелевой съемки с помощью конусов 6 с зеркальными поверхност ми и объективов 7 на входных торцах световодов 2 создаютс перспективные изображени характерных точек взволнованной морской поверхности, временна развертка которых осуществл етс на движущейс фотопленке от каждого выходного торца световодов 2. Входные и выходные торцы световодов 2 выполнены длиной, мень- щей радиуса пол изображени . Углы при вершинах конусов 6 между образующей и высотой составл ют 45&deg;. 4 ил. gThe invention relates to stereo photogrammetry, and b. used to determine the space-time x-to wave processes. The purpose of the invention is to increase the information content of measurements. The device consists of two identical slit cameras 1, on which the input ends of the tape light guides 2 are fixed with the possibility of rotation around the axes of the lenses 7. The output ends of the light guides 2 are located in the photo cassette 3 above the photosensitive layer of the film in a single line, oriented perpendicular to the direction of its movement. The cameras are mounted on the truss 4 so that the optical axes of their lenses 7 are aligned with the baseline of the survey. In each direction of the slit survey, using cones 6 with mirror surfaces and lenses 7 at the input ends of the optical fibers 2, perspective images of characteristic points of the agitated sea surface are created, the time scan of which is carried out on the moving photographic film from each output end of the optical fibers 2. Input and output ends of the optical fibers 2 are made with a length shorter than the radius of the image field. The angles at the tips of the cones 6 between the generator and the height are 45 °. 4 il. g

Description

СОWITH

схsc

со со соwith so with so

Фиг.11

Изобретение относитс к стереофото- гЬамметрии и предназначено дл определени пространственно-временных характеристик волновых процессов, преимущественно при океанологических исследовани х.The invention relates to stereo photometry and is intended to determine the spatial and temporal characteristics of wave processes, mainly in oceanological research.

; Цель изобретени - повышение инфор- Цативности и точности измерений.; The purpose of the invention is to increase the informativity and accuracy of measurements.

i На фиг. 1 изображена обща схема уст- р|ойства дл щелевой съемки волнени мор , представлен ход лучей получени стереозаписи в плоскости одного направлени щелевой съемки; на фиг. 2 - оптическа схема устройства дл щелевой съемки волнени IV ор (схема одной щелевой фотокамеры с волоконными ленточными световодами и общей кассетой); на фиг. 3 - вид на входные торцы световодов со стороны объектива, расположенные в фокальной плоскости одной из щелевых фотокамер при равных уг- s.ax а; на фиг. 4 - вид на входные торцы световодов со стороны объектива при различных значени х углов ai и а.i FIG. 1 shows a general scheme of a device for slit shooting of seas, the course of the beams for receiving stereo recording in the plane of one direction of slit shooting is shown; in fig. 2 is an optical diagram of a slit IV wave imaging device (single slit camera scheme with fiber tape light guides and a common cassette); in fig. 3 - view of the input ends of the optical fibers from the side of the lens, located in the focal plane of one of the slit cameras at equal angles s.ax a; in fig. 4 shows a view of the input ends of the optical fibers from the side of the lens at different angles ai and a.

Устройство дл щелевой съемки волнени op состоит (фиг. 1 и 2) из двух щелевых фотокамер 1, волоконных ленточных световодов 2, общей кассеты 3 и фермы 4. Обе щелевые фотокамеры одинаковы по конструкции и форме. Кажда щелева фотока- ера 1 содержит защитное стекло 5, зеркальную приставку б и объектив 7, защитное сгекло выполнено в форме круглого цилиндра , внутри которого размещаетс зеркальна гриставка.A device for slit wave photography op (Fig. 1 and 2) consists of two slit cameras 1, fiber ribbon light guides 2, a common cassette 3 and a truss 4. Both slit cameras are the same in design and shape. Each slit of the camera 1 contains a protective glass 5, a mirror prefix b and a lens 7, the protective lid is made in the form of a round cylinder, inside of which is placed a mirror mirror.

Зеркальна приставка представл ет со- Сой круглый конус с зеркальной конической говерхностью. Приставка устанавливаетс геред объективом верщиной к объективу, г ри этом высота конуса совмещаетс с оп- т ической осью объектива. Угол при верщине бонуса между образующей и высотой равен 5°.The mirror attachment is a soya round cone with a mirror conical surface. The attachment is mounted on the lens front by the length of the lens, whereby the height of the cone is aligned with the optic axis of the lens. The angle when the bonus between the generator and the height is 5 °.

I Волоконные ленточные световоды с регу- /| рной укладкой волокон соедин ют каждую 1 1елевую фотокамеру с общей кассетой 3.I Fiber tape light guides with adjustable / | By stacking the fibers, each 1 single-core camera is connected to a common cassette 3.

Входные и выходные торцы световодов Е|ЫПОЛНЯЮТСЯ в форме плоских гребенок (фиг. 3) длиной L, равной 0,4 диаметра D 1|ол изображени . Этот размер L определен исход из того, что изображение морской г|оверхности при съемке с судна и установке фотокамер с оптическими ос ми, перпендикул рными диаметральной плоскости судна, :-|анимает только одну половину кадра, а так- )Ке из конструктивных соображений.The input and output ends of the light guides E | LIE are completed in the form of flat combs (Fig. 3) with a length L equal to 0.4 of the diameter D 1 | ol of the image. This size L is determined based on the fact that the image of the sea surface is taken from a vessel and cameras are installed with optical axes perpendicular to the center plane of the vessel,: - | animates only one half of the frame, as well as for design reasons.

Входные торцы световодов размещаютс йнутри щелевой фотокамеры, совмеща сь D фокальной плоскостью объектива, ориентируютс в радиальных направлени х отно- рительно оптической оси объектива и располагаютс как можно ближе к оптической |рси в плоскост х, проход щих через опти- iiecKHe оси. Входные торцы световодов имеют возможность вращени вокруг оптическойThe input ends of the light guides are located inside the slit camera, aligned with the D focal plane of the lens, oriented in the radial directions relative to the optical axis of the lens and located as close as possible to the optical | rsi in the planes passing through the optical axis. The input ends of the optical fibers have the ability to rotate around the optical

5five

оси и фиксируютс в направлении щелевой съемки.axes and are fixed in the direction of slit shooting.

Число волоконных световодов в каждой щелевой камере равно числу необходимых направлений съемки. На по сн ющих чертежах число направлений щелевой съемки равно трем.The number of optical fibers in each slit chamber is equal to the number of necessary directions of shooting. In the accompanying drawings, the number of slit survey directions is three.

На фиг. 3 представлен вид на входные торцы световодов со стороны объектива при равных углах а между радиальными направ- 0 лени ми щелевой съемки в фокальной плоскости , на фиг. 4 - при различных значени х углов tti и а2 между направлени ми съемки. Толщина / плоских гребенок световодов, через которую определ етс в угловой мере значение пол зрени каждого направлени съемки поверхности мор в горизонтальной плоскости, рассчитываетс в зависимости от оптических и фотометрических характеристик объектива, волоконных световодов и фотопленки.FIG. Figure 3 shows a view of the input ends of the optical fibers from the side of the lens at equal angles and between the radial directions of the slit survey in the focal plane; FIG. 4 - at different angles tti and a2 between the directions of shooting. The thickness / flat comb of light guides, through which the angle value of the field of view of each direction of the sea surface is determined in the horizontal plane, is calculated depending on the optical and photometric characteristics of the lens, optical fibers and photographic film.

0 На каждом входном торце световода делаетс поперечный черный щтрих на рассто нии г от главной точки, равном 0,25 длины L. Выходные торцы световодов с двух щелевых фотокамер размещаютс в общей кассете 3 над светочувствительным слоем фотопленки 8 в одну линию, перпендикул рно направлению перемещени фотопленки. Выходные торцы целесообразно размещать попарно от входных торцов, расположение которых соответствует одним и тем же направлени м щелевой съемки, при этом получаютс смежные фотозаписи, составл ющие стереозапись.0 At each input end of the optical fiber, a transverse black fiber is made at a distance r from the main point equal to 0.25 L. The output ends of the optical fibers from two slit cameras are placed in a common cassette 3 above the photosensitive layer of photographic film 8 in a single line, perpendicular to the direction of movement photographic films. It is advisable to place the output ends in pairs from the input ends, the location of which corresponds to the same direction of the slit shooting, thus obtaining adjacent photographs constituting a stereo recording.

Обща кассета 3 содержит лентопрот жный механизм 9 и отметчик 10 времени. Кассета конструктивно оформл етс в отдельном корпусе.The common cassette 3 contains a tape mechanism 9 and a time marker 10. The cassette is structurally designed in a separate package.

Щелевые фотокамеры монтируютс на концах фермы 4 (фиг. 1). Форма фермы в основном зависит от необходимых направлений щелевой съемки. Так, например, она может быть выполнена при трех направле- 0 ни х щелевой съемки (фиг. 3) в форме удлиненной трехгранной пр мой призмы.Slit cameras are mounted at the ends of the truss 4 (Fig. 1). The shape of the truss is mainly dependent on the required direction of the slit survey. For example, it can be performed with three directions of slit shooting (Fig. 3) in the form of an elongated three-sided straight prism.

Ребра такой призмы-фермы не должны закрывать поле зрени щелевой съемки в заданных направлени х. Длина фермы определ етс размером базиса В щелевой съемки.The edges of such a prism truss should not cover the field of view of the slit survey in specified directions. The length of the truss is determined by the size of the base B slit survey.

Щелевые фотокамеры ориентируютс и жестко закрепл ютс на ферме одно относительно другой так, чтобы оптические оси их объективов были совмещены с линией базиса съемки и направлены в одну и ту же 0 сторону, а входные торцы световодов были расположены в обеих фотокамерах попарно в одной и той же плоскости, проход щей через базис и совпадающей с одним из направлений съемки.Slot-hole cameras are oriented and rigidly fixed on the truss one relative to the other so that the optical axes of their lenses are aligned with the baseline survey and directed to the same 0 side, and the input ends of the optical fibers are located in both cameras in pairs in the same plane passing through the baseline and coinciding with one of the shooting directions.

Така ориентаци щелевых фотокамер 5 соответствует нормальному случаю стерео- фотограмметрической наземной съемки. Размер базиса В равен рассто нию между вершинами зеркальных приставок.This orientation of the slit cameras 5 corresponds to the normal case of stereo photogrammetric ground survey. The size of the basis B is equal to the distance between the vertices of the mirror consoles.

00

5five

Обща кассета устанавливаетс на ферме в ее средней части.The common cassette is installed on the farm in its middle section.

Устройство дл щелевой съемки волнени мор работает следующим образом.A device for slit shooting waves of the sea works as follows.

Ферма устанавливаетс с вертикальным расположением базиса съемки на заданной высоте над морской поверхностью. Монтаж может быть выполнен на различных морских подвижных объектах и стационарных сооружени х - на надстройке судна, плавучей или стационарной буровой платформе, на оконечности мола и т. п., при этом может быть применена специальна опорна мачта. Дл устранени вли ни качки объекта ферма может быть смонтирована на кардановом подвесе с гидростабилизацией.The farm is installed with a vertical location of the shooting base at a given height above the sea surface. The installation can be performed on various offshore mobile objects and stationary structures - on the superstructure of the vessel, floating or stationary drilling platform, on the tip of the pier, etc., and a special support mast can be used. To eliminate the effect of the object rolling, the truss can be mounted on a gidrostabilization gimbal.

В каждом из направлений щелевой съемки 5У1, 5У2 и т. д. (фиг. 1 и 2) с помощью зеркальных приставок и объективов в форкальных плоскост х Р и Р на входных концах световодов создаютс перспективные изображени характерных точек взволнованной морской поверхности, например идентичные изображени mi и т верщины волны MI. На движущейс фотопленке от каждого выходного торца световода осуществл етс временна развертка перспективных оптических изображений, сформированных на входных торцах.In each of the 5U1, 5U2 slot imaging directions, etc. (Figs. 1 and 2), perspective images of characteristic points of the agitated sea surface, for example, identical images, are created with the help of mirror attachments and lenses in the forged planes P and P at the input ends of optical fibers. mi and t are the wavelengths of MI. On a moving photographic film from each output end of the fiber, a time scan of the perspective optical images formed at the input ends is carried out.

В случае щелевой съемки в трех направлени х на фотопленке после про влени получаетс три пары стереозаписей пространственно-временной картины взволнованной поверхности мор по этим направлени м щелевой съемки.In the case of slit shooting in three directions on the film, after the appearance, three pairs of stereo recordings of the space-time pattern of the disturbed sea surface in these slit shooting directions are obtained.

На каждой фотозаписи получаетс изображение условной главной линии от поперечного штриха на входном торце световода. От этой линии измер ютс ординаты характерных точек изображений на фотозаписи при камеральной обработке. Благодар условным главным лини м исключаетс необходимость в изображении линии видимого горизонта, при нескольких направлени х щелевой съемки эта лини не всегда может просматриватьс .At each photo recording, an image of a conditional main line from a transverse stroke at the input end of the light guide is obtained. From this line, the ordinates of the characteristic points of the images on the phototape during office processing are measured. Due to the conventional main line, the need to depict the line of the visible horizon is eliminated; with several slit-shooting directions, this line cannot always be viewed.

На фотопленке получаетс также изображение отметок времени. Выполнение фотозаписей на одной фотопленке с изображени ми условных главных линий повышает точность измерений и создает удобство при камеральной обработке.The image of the time stamps is also obtained on the film. Making photo recordings on one film with images of conventional main lines improves measurement accuracy and creates convenience in office processing.

Устройство дл щелевой съемки волнени мор может быть использовано дл изу0A device for slit shooting of sea waves can be used for i

чени других волновых процессов. Щелева съемка при этом может выполн тьс с любым пространственным расположением базиса съемки в зависимости от положени плоскости, в которой происход т волновые процессы, и направлени движени волнени среды.other wave processes. In this case, the slit shooting can be performed with any spatial arrangement of the shooting basis, depending on the position of the plane in which the wave processes occur, and the direction of motion of the waves of the medium.

При изучении структуры стекающих или падающих водных потоков, включа вертикальные направлени их движени , например , при исследовании структуры водопадов или на водосбросах плотин, может быть применена съемка с горизонтальным базисом, при изучении волнистой структуры облачных образований щелевую съемку можно выпол5 н ть с базисом, наклонным к плоскости истинного горизонта, с углом наклона в зависимости от нахождени облачных образований на небесной сфере. Устройство может быть также применено в лабораторных услови х дл изучени различных волновыхWhen studying the structure of flowing or falling water streams, including the vertical directions of their movement, for example, when studying the structure of waterfalls or on the spillways of dams, shooting with a horizontal basis can be applied, while studying the wavy structure of cloud formations, the slit shooting can be performed with a basis oblique to the plane of the true horizon, with an angle of inclination depending on the location of cloud formations on the celestial sphere. The device can also be applied under laboratory conditions to study various wave conditions.

0 процессов при их моделировании.0 processes in their simulation.

Claims

Invention Formula

Slit footage device

5 sea, containing the first and second cameras with lenses, mounted on a common base and located at a distance of the vertical basis of the shooting, and a photo cassette with a film, characterized in that, in order to increase the informativity, it is equipped with fiber ribbon fibers with regular stacking on the number of shooting directions and the cones of cameras with specular surfaces, the angles at the vertices of which are between the generator and the height are 45 °, the optical

The 5 Osc lenses and the axes of the cones are aligned with the vertical basis of the survey, the input and output ends of the fiber ribbon lightguides are made with a length smaller than the radius of the image field, the input ends are made with strokes equidistant from the axes of the lenses, mounted on slot cameras to rotate around the axes of the lenses in their focal planes and in pairs located in planes parallel to the base

5 shooting, and the output ends are located in the photo cassette above the photosensitive film layer in one line, oriented perpendicular to the direction of the film movement.

0

fffuff.S