SU1539520A1

SU1539520A1 - Устройство дл фотограмметрического измерени координат конструкций

Info

Publication number: SU1539520A1
Application number: SU874340495A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Павлович Барсков; Евгений Иванович Нарядчиков; Валентина Алексеевна Гусева
Priority date: 1987-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, к измерению координат и деформаций инженерных сооружений. Цель изобретени - повышение точности измерени координат конструкций посредством применени апланатической линзы дл стереофотосъемки. Дл этого устройство содержит установленные последовательно марку с визирным элементом, апланатическую линзу и стереофотокамеру. Апланатическую линзу жестко св зывают с визирным знаком, измен ют величину базиса стереофотосъемки и размер визирного элемента в зависимости от увеличени линзы. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам измерени координат и деформаций инженерных сооружений.

Цель изобретени - повышение точности измерени координат конструкций путем применени апланатической линзы дл стереофотосъемки.

На фиг. 1 приведена схема устройства и геометрических построений при стереограмметрическом способе съемки; на фиг. 2 - маркировочный знак с визирным элементом.

Устройство содержит установленные последовательно марку 1 с визирным, элементом 2, апланатическую линзу 3, опорный элемент 4 и стереофотокамеру 5. Марка 1 закреплена на исследуемой конструкции 6.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности исследуемой конструкции 6 выбирают маркированную точку и обозначают ее маркой 1, выполненной в виде перекрести с визирным элементом 2 в центре. Марку 1 изготавливают например, фотографическим способом, а затем приклеивают на исследуемую конструкцию. Визирный элемент 2 представл ют собой круг, размер диаметра которого зависит как 1 от знаменател масштаба съемки, так и от кратности увеличени промежуточной апланатической линзы 3. Апланатическую линзу 3, опорный элемент 4 которой неподвижно закрепл ют на конструкции 6, например, с помощью магнита, устанавливают таким образом, чтобы оптическа ось линзы 3 совпадала с центром марки 1 и была, перпендикул рна базису стереосъемки. Апланатическую линзу 3 предварительно

сл

00 Ј СЛ

регулируют на заданное увеличение, достигаемое при выполнении услови , когда плоскость марки 1 находитс между передней фокальной плоскостью и основной оптической плоскостью линзы.

При использовании апланатической линзы 3 размер диаметра визирного элемента 2 марки 1 выбирают обратно пропорциональным кратности увеличени п линзы при заданном знаменателе масштаба съемки так, чтобы изображение визирного элемента 2 на стереопаре снимков было соизмеримо с визирной маркой стереокомпаратора. Расчет диаметра визирного элемента маркировочного знака с учетом кратности увеличени линзы осуществл ют по формуле

п - ±Ј а D fn« d

где n - кратность увеличени апланатической линзы.

Расчетные значени диаметров визирных элементов марок дл стерео- съемки фотокамеры с фокусными рассто ни ми f 100, 200, 300 мм с отсто ний Y0 50, 100, 150 м при использовании апланатической линзы с кратностью увеличени п 10 приведены в таблице.

Дл стереосъемок с отсто ний менее 50 м при кратности увеличени линзы более 10х при повышении точности фотограмметрических определений могут возникать ограничени , вызываемые трудност ми изготовлени и уста- новк.и марок технологического характера , а также разрешающей способностью фотоснимков,

Стереофотограмметрическую съемку с оптимальными параметрами (нормальный случай съемки) выполн ют с расчетного базиса В, обеспечивающего сопр женность визирного элемента 2 и его изображени на стереопаре снимков через апланатическую линзу 3 дл гомоцентрического пучка лучей. При этом выполн ют необходимое условие получени изображени марки через опти- ческую систему апланатическа линза 3 - объективы стереофотокамеры 5, когда угол пол зрени апланатической линзы (2w ) больше или равен сумме половин углов пол зрени левого (и)л) и правого (u)n) объективов стереофотокамеры 5: 2 л) 7, и)л+ u)n.

Исход из несложных геометрических .построений, представленных на фиг. 1,

Q 5

0

5 0

35 40

45 JQ

определ ют минимально допустимы угловые характеристики апланатической линзы дл стереосъемки с оптимальными параметрами

I/ В/2 ь arctg -™ го

Анализ расчетных данных показывает , что отношение В/2/Уопри оптимальных параметрах дл каждой стереофотокамеры с заданным фокусным рассто нием вл етс величиной посто нной и имеет значени дл f 100, 200, 300 мм соответственно B/2/Y0 О,А, 0,2, 0,13, Этому условию отвечает применение апланатической линзы, котора имеет широкий угол пол зрени 2 Ц) 45°, что вл етс решающим признаком дл получени изображени визирного элемента марки на стереопаре снимков.

Марку 1 с помощью апланатической собирательной линзы 3 проецируют на условную плоскость 7 изображени , соответствующую кратности увеличени апланатической линзы, фиксируют это изображение стереофотограмметри- ческой съемкой с оптимальными параметрами на стереопаре снимков.

В отличие от параметров традиционной стереофотосъемки, характеризуемых заданным съемочным отсто нием У„ от базиса до плоскости расположенного на конструкции маркировочного знака, стереофотограмметрическа съемка с использованием промежуточной апланатической линзы позвол ет сократить рассто ние до маркировочного знака путем переноса знака (А„В0) с помощью линзы п -кратного увеличени в условную плоскость изображени 7 (А 0В), что соответствует отсто нию У0 Y0/n при сохранении равенства масштабов изображени визирного элемента на стереопаре снимков дл обоих случаев.

Оценку погрешностей определени пространственных координат маркированных точек конструкции осуществл ют путем ввода в расчетные формулы дл вычислени средних квадратических ошибок m к у2, в которых погрешность определени координат х, у, z вл етс функцией от квадрата съемочного отсто ни . Согласно изобретению съемочное отсто ние принимают равным значению отсто ни Y Y0/nx от базиса съемки до плоскости изображени линзой маркировочного знака.

Таким образом, количественную оценку пор дка повышени точности фотограмметрических определений пространственных координат маркированных точек строительных конструкций осуществл ют на основании функциональной зависимости

m

. ,z

.

что дает возможность повысить точность определени координат х, у, z в (п)2 раз.

Claims

Формула изобретени

держащее установленные последовательно марку с визирным элементом, оптическую систему, установленную перед визирным элементом, и стереофо- токамеру, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оптическа система выполнена в виде апланатической собирательной линзы, апланатическа линза жестко св зана с маркой, визирный элемент марки выполнен в форме круга с диаметром, обратно пропорциональным кратности увеличени линзы, а стереофотокаме- «с ра выполнена с переменным базисом, величина которого пр мо пропорциональI на удвоенному значению тангенса поло- Устройство дл фотограмметрического вины угла пол зрени апланатической измерени координат конструкций, со- линзы.

держащее установленные последовательно марку с визирным элементом, оптическую систему, установленную перед визирным элементом, и стереофо- токамеру, отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оптическа система выполнена в виде апланатической собирательной линзы, апланатическа линза жестко св зана с маркой, визирный элемент марки выполнен в форме круга с диаметром, обратно пропорциональным кратности увеличени линзы, а стереофотокаме- с ра выполнена с переменным базисом, величина которого пр мо пропорциональ

Фиг.I