SU382919A1 - UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC - Google Patents

UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC

Info

Publication number
SU382919A1
SU382919A1 SU1674662A SU1674662A SU382919A1 SU 382919 A1 SU382919 A1 SU 382919A1 SU 1674662 A SU1674662 A SU 1674662A SU 1674662 A SU1674662 A SU 1674662A SU 382919 A1 SU382919 A1 SU 382919A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cardan
design
spatial
lever
optical system
Prior art date
Application number
SU1674662A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н. Васильев Л.
Original Assignee
Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъем , картографии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъем , картографии filed Critical Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъем , картографии
Priority to SU1674662A priority Critical patent/SU382919A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU382919A1 publication Critical patent/SU382919A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к области фотограмметрии , в частности к фотограмметрическому приборостроению. Известны универсальные стереофотограмметрические приборы, содержащие проекционные камеры, наблюдательную оптическую систему , механическую систему проектировани  с расположенными по разным концам проектирующих рычагов координатными каретками модели и трансформированных снимков. Недостатками известных приборов  вл ютс  невозможность обработки фотоснимков, выполненных съемочными камерами, со щторко-щелевыми затворами, установленными на подвижных носител х, а также невозможность выполнени  аффинного проектировани . Предлагаемый прибор отличаетс  тем, что с каждым пространственным рычагом механической системы проектировани  кинематически св заны два кардана с ползунами, выполненными с возможностью перемещени  по скрещивающимс  горизонтальным направл ющим , причем, горизонтальна  направл юща  ползуна одного из карданов выполнена с возможностью перемещени  по оси Z прибора, а ползун другого кардана кинематически св зан с подвижным компонентом оптической системы . Нижний конец каждого из пространственных рычагов механической системы проектировани  щарнирно св зан с кареткой, выполненной с возможностью перемещени  по напра1влению трех координатных осей, причем, каретка опираетс  на линейку, имеющую возможность вращени  в плоскости XOZ. На фиг. 1 и 2 показаны схемы, иллюстрирующие теорию предлагаемого прибора; на фиг. 3 - кинематическа  схема прибора. При съемке с движущихс  носителей аэрофотоаппаратами , снабженными затворами щторно-щелевого типа, происходит разрущение св зки проектирующих лучей. Отсутствие единого центра проекции дл  точек всего пол  снимка св зано с перемещением камеры в процессе неодновременного экспонировани  всего кадра. Возникающее упор доченное множество лучей может быть математически выражено уравнени ми линейной конгруэнции . Лучи проектировани  изображаютс  пр мыми линейной конгруэнции, построенной на двух скрещивающихс  носител х а и Ь. Пр ма  в пространстве образуетс  как пересечение двух плоскостей, проведенных через носители а и b и через точку предмета. Уравнени  св зи координат соответственных точек горизонтального снимка и местности имеют следующий вид ffy j |. / .t- где fx, fy - фокусные рассто ни  по ос м X и у, HX, Ну - высоты проектировани  по ос м X, и г/, Ф - угол отклонени  носител  b от плоскости yOZ. Существенно отличное свойство проекции при помощи линейной конгруэнции заключаетс  в том, что проектирование выполн етс  не св зкой лучей, а пучками с центрами, расположенными на некоторой пр мой. Така  проекци  возникает при съемке с подвижного носител  аэрофотоанпаратами со шторно-щелевыми затворами. Возникающие на аэрО:С1шмках геометрические деформации нельз  интерпретировать аффинными преобразовани ми. При такой съемке св зка лучей, соответствующа  всему иолю точек кадра отсутствует, так как изображение строитс  пучками из последовательно расположенных вдоль направлени  полета центров. В св зи с тем, что внутренн   св зка сохран етс , преобразование координат вследствие углов наклона снимка в данном случае не отличаетс  от известных положений и поэтому в описании опущено, рассматриваетс  только случай горизонтальной съемки. Шторка затвора образует с осью ординат угол ф из-за по-ворота камеры. Пусть воврем  выдержки центр проекции перемеи,аетс  вдоль пр мой а (фиг. I), тогда в силу свойств шторно-щелевого затвора течки местности будут проецироватьс  в илоскость ;зображени  в разное врем . Будем считать траекторию полета во врем  выдержки горизонтальной, тогда изображение пр мых предметной плоскости ОТ, МК, параллельных оси У будет находитьс  в of и mk. Соответственные течки будут лежать на лучах, проход щих через мгновенные центры проекции Saf , Sa,,,, 5,,, Sa, при этом SaO fk. Построим конгруэнцию лучей на носител х а и Ь. Положение носител  а определ етс  отрезками и высотой фотографировани  Яа-. Положение носител  b определ етс  углом ф, составленным щторкой с осью ординат, и приращением - fxЗна  путевую скорость W, выдержку т и щирину щели затвора е, находим ДД Д/ . W 4. Вычисленное Д/ позвол ет установить отрезки fy и Ну. Построив конгруэнцию на носител х а к Ь, можно восстановить в пространстве положение проектирующих лучей по всему полю снимка. Использование стереоскопической пары позвол ет построить фотограмметрическую модель сфотографированной местности. При проектировании снимков с измененным значением фокусного рассто ни  камеры fn kfh надирный луч отклон етс  от иерпендикул ра к плоскости трансформировани . занима  наклонное положение. Дл  образевани  фотограмметрической модели надирный луч в пространстве проекции должен сохран ть первоначальное положение, т. е. - центр проекции должен быть расположен на луче Sn (фиг. 2). Этого можно добитьс , если сначала спроектировать точки снимка Р из аффинного центра S на плоскость РО, а затем полученное трансформированное изображение проектировать в пространство модели из центра Si). ПроиЗВОльный проектирующий луч займет положение то5оМ. Таким образом, пространственное проектирование снимка аффинной св зкой происходит двум  преобразовани ми: т - то и . На этих теоретических основани х построена схема универсального стереофотограмметрического прибора аффинной св зки дл  проектировани  снимков, полученных с подвижного носител  аэрофотоаипаратами со щторно-щелевыми затворами. Схема прибора основана на принципе пространственной оптикомеханической засечки. Прибор состоит из двух симметричных половин и поэтому ниже описываетс  только одна часть его. Прибор содержит проектирующую камеру 1, имеющую установки элементов ориентировани  а , со , х и децентраций Дл:, Дг/. Проектирование точек выполн ет рычаг 2. Движение его в пространстве происходит от координатной системы XYZ - 3 через ведущий щарнир 4. Каретка с щарниром 4 опираетс  на линейку 5, установленную под углом v к направл ющей X. В верхней части расположена ведома  каретка 6, котора  соединена карданом 7 с рычагом 2. Средн   часть рычага 2 св зана двум  карданами 8 и 9 с ползунками, перемещающимис  вдоль скрещивающихс  направл ющих - носителей 10 и 11. Первоначальное положение направл ющей перемещени  // устанавливаетс  устройством фокусного рассто ни  fy и угловым ориентированием ф. Рычаг 12, служащий дл  управлени  проекционной оптической системой, качаетс  в кардане 13, положение которого относительно звена кардана tf задаетс  координатным устроист ° Верхний конец рычага 12 через карлан 15 соединен с ведомой кареткой 6. Оптическое проектирование снимка выполн етс  по принципу Порро-Коппе. Трубка с объективом 1& и маркой /7 расположена в кардане. Передачу угловых движений от рычага 12 к объективу 16 с маркой 17 совершает щарнирный параллелограмм 18. Оптическа  система дл  передачи изображени  снимка состоит из объективов 19 и 20, зеркала 21, призмы Дове 22, пр моугольных призм 23, 24, 25 и 26 и окул ра 27. Снимки могут проектироватьс  как с сохранением, так и без сохранени  значени  фокусного рассто ни  камеры. Рассто ни  между направл ющими каретками 6 и носител м а и b - 10 и. 11 соответственно - равны fx и fy. Угол ф - поворот носител  b - // соответствует развороту щторки затвора АФА относительно направлени  полета. Роль подвижного центра проекции выполн ет подвижный кардан Sx, поэтому значение fx св зано с fh- В случае построени  в пространстве модели подобной св зки fx fhПри афинной проекции значение коэффициента преобразовани  К -. Центр враЛThe invention relates to the field of photogrammetry, in particular to photogrammetric instrument making. Universal stereophotogrammetric instruments are known that contain projection cameras, an observational optical system, a mechanical design system with model carriages located at different ends of the projecting levers, and transformed images. The disadvantages of the known devices are the impossibility of processing photographs taken by camera cameras with slit-type gates mounted on movable media, as well as the impossibility of performing affine design. The proposed device is distinguished by the fact that with each spatial lever of the mechanical design system two cardanas are connected kinematically with sliders capable of moving along the intersecting horizontal guides, the horizontal guide of one of the cardan axles being movable along the Z axis of the device, and the slider of another cardan is kinematically connected with the movable component of the optical system. The lower end of each of the spatial levers of the mechanical design system is hingedly connected with a carriage adapted to move along three coordinate axes, and the carriage rests on a ruler having the possibility of rotation in the XOZ plane. FIG. 1 and 2 show diagrams illustrating the theory of the proposed device; in fig. 3 - kinematic diagram of the device. When shooting from moving carriers with aerial cameras equipped with shutter-slit type gates, a bundle of projecting rays is destroyed. The lack of a single center of projection for points of the entire field of a snapshot is associated with camera movement during non-simultaneous exposure of the entire frame. The resulting ordered set of rays can be mathematically expressed by the equations of a linear congruence. Design beams are represented by a straight linear congruence built on two intersecting carriers a and b. Directly in space is formed as the intersection of two planes drawn through the carriers a and b and through the point of the object. The link equations of the coordinates of the corresponding points of the horizontal image and the terrain have the following form ffy j |. / .t- where fx, fy are the focal distances along the axis X and y, HX, Well are the projecting heights along the axis X, and g /, Ф is the angle of deflection of the carrier b from the plane yOZ. A significantly different property of projection using a linear congruence is that the design is performed not by coupling rays, but by beams with centers located on some straight line. Such a projection occurs when shooting from a mobile carrier by aerophotographic devices with curtain-type slides. Geometric deformations arising on airO: Сшшмки cannot be interpreted by affine transformations. In such a survey, a bundle of rays, corresponding to the whole orbit of the frame points, is absent, since the image is constructed by beams from successive centers along the flight direction. Due to the fact that the inner link is preserved, the coordinate transformation due to the image tilt angles in this case does not differ from the known positions and therefore is omitted in the description, only the case of horizontal shooting is considered. Shutter shutter forms with the axis of the ordinate angle f due to on-gate camera. Let the center of the projection of the interchange in time, eta along the straight a (Fig. I), then, due to the properties of the curtain-slit shutter, the terrain will be projected into the ilosti; images at different times. We assume that the flight path during the exposure is horizontal, then the image of the direct object plane OT, MK, parallel to the Y axis will be in of and mk. The corresponding estrus will lie on the rays passing through the instantaneous centers of the projection Saf, Sa ,,,, 5 ,,, Sa, while SaO fk. We construct a congruence of rays on carriers a and b. The position of the carrier a is determined by the length and height of the photographing of the Yaa. The position of the carrier b is determined by the angle φ composed by a slider with the axis of ordinates, and incrementally - fx. The travel speed W, the shutter speed t and the width of the shutter slot e, we find DD DD /. W 4. The calculated D / allows you to set the segments fy and Well. By constructing a congruence on carriers a and b, one can restore in space the position of the projecting rays over the entire field of the image. Using a stereoscopic pair allows you to build a photogrammetric model of the photographed terrain. When designing images with a modified focal length of the camera fn kfh, the nadir beam deviates from the lens to the transformation plane. occupying an inclined position. To form a photogrammetric model, the nadir beam in the projection space must retain its original position, i.e., the center of the projection must be located on the Sn beam (Fig. 2). This can be achieved if we first project the points of the image P from the affine center S onto the plane RO, and then project the transformed image into the model space from the center Si). The PROJECTION beam will take the position of a 5oM. Thus, spatial projection of a snapshot by an affine link occurs by two transformations: m and then. On these theoretical foundations, a scheme of a universal stereophotogrammetric device for an affine linkage has been constructed for designing images obtained from a mobile carrier by aerophotographic devices with slit-type gates. The design of the device is based on the principle of spatial optomechanical serif. The device consists of two symmetrical halves and therefore only one part of it is described below. The device contains a design camera 1, having the installation of the elements of orientation a, co, x and decentration Dl :, Dg /. The design of the points is performed by lever 2. Its movement in space occurs from the XYZ-3 coordinate system through the leading joint 4. The carriage with joint 4 rests on a ruler 5 installed at an angle v to the guide X. At the top is a driven carriage 6, which The cardan 7 is connected to the lever 2. The middle part of the lever 2 is connected by two cardan shafts 8 and 9 with sliders moving along the intersecting carrier guides 10 and 11. The initial position of the movement guide // is set by the focal distance device fy and angular orientation of f. The lever 12, which serves to control the projection optical system, swings in the cardan 13, whose position relative to the cardan link tf is determined by the coordinate organizer. The upper end of the lever 12 is connected to the driven carriage 6 through the carlan 15. The optical image design is performed according to the Porro-Kopp principle. Lens tube 1 & and mark / 7 is located in the cardan. The transmission of angular movements from the lever 12 to the lens 16 with the mark 17 is performed by a hinged parallelogram 18. The optical system for image transfer consists of lenses 19 and 20, mirror 21, Dove prism 22, rectangular prisms 23, 24, 25 and 26 and the ocular 27. Snapshots can be designed both with and without saving the focal length of the camera. The distance between the guide carriages 6 and the carriers a and b is 10 and. 11 respectively - equal to fx and fy. The angle φ - rotation of the carrier b - // corresponds to the rotation of the shutter of the AFA relative to the direction of flight. The role of the moving center of the projection is performed by the moving gimbal Sx, therefore the value of fx is related to fh. In the case of building in the model of such a link, fx fh. At affine projection, the value of the conversion factor K -. Center VRL

щени  рычага 12 смещаетс  по ос м координат на отрезок 5oS.The lever arm 12 is displaced along the coordinate axes by 5oS.

ЛL

(cos а -- COS а ),(cos a - cos a),

(5oS) (5oS)

sin 7sin 7

(5о5) у (cos со - cos О)),(5o5) y (cos cos - cos O)),

sin О)sin O)

COS а. COS W - COS У. COS ш Cos a. COS W - COS U. COS W

(S,S), k.f, COS 2 COS о/(S, S), k.f, COS 2 COS o /

где (S(iS)x, {S(,S}y, (5oS)z - составл ющие SoS по ос м координат.where (S (iS) x, {S (, S} y, (5 ° S) z are the components of the SoS along the coordinate axes.

В результате введени  установочных значений при вертикальном положении рычага 2 на марку 17 через оптическую систему попадает изображение точки надира.As a result of the introduction of the setting values in the vertical position of the lever 2, an image of a nadir point is placed on the mark 17 through the optical system.

Прибор работает следующим образом.The device works as follows.

Перемещение ведущего шарнира 4 (точки М) по ос м координат приводит к вращению рычага 2 вокруг одного из носителей а или b и одновременному смещению какого-либо из карданов 8 или 9. При перемещении щарнира 4 но радиальному направлению каждый из карданов 5 и 9 соверщает вращение и линейное смещение вдоль своих направл ющих, благодар  чему стро тс  лучи линейной конгруэнции на носител х а и Ь. Наклон рычага 2 приводит к перемещению каретки 6 и одновременному наклону рычага 12, который поворачивает трубу оптической системы 16, 17 на соответствующую точку снимка. Дл  учета наклона траектории перемещени  аэрофотоаппарата за врем  пробега щторки, вертикальна  каретка высот опираетс  на линейку 5 под углом V. Угол V устанавливаетс  в приборе в процессе внешнего ориентировани  модели.Moving the lead hinge 4 (point M) along the coordinate axes causes the lever 2 to rotate around one of the carriers a or b and simultaneously displace any of the cardan 8 or 9. When moving the hinge 4 but in the radial direction, each of the cardan 5 and 9 performs rotation and linear displacement along their guides, due to which rays of a linear congruence are built on carriers a and b. The inclination of the lever 2 causes the carriage 6 to move and simultaneously tilt the lever 12, which rotates the tube of the optical system 16, 17 to the corresponding point of the image. In order to take into account the inclination of the trajectory of the aerial camera during the running of the swivel, the vertical elevation carriage rests on ruler 5 at an angle V. The angle V is set in the device during the exterior orientation of the model.

Предмет изобретени Subject invention

Claims (2)

1. Универсальный стереофотограмметрический прибор, содержащий проекционные камеры , наблюдательную оптическую систему, механическую систему проектировани  с расположенными по разным концам пространственных рычагов координатными каретками модели и трансформированных снимков, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности обработки фотоснимков, полученных с подвижных носителей съемочными камерами со щторно-шелевыми затворами, с каждым пространственным рычагом механической системы проектировани  кинематически св заны два кардана с ползунами, выполненными с возможностью перемещени  по скрещивающимс  горизонтальным направл ющим , причем, горизонтальна  направл юща 1. A universal stereophotogrammetric device containing projection cameras, an observational optical system, a mechanical design system with model carriages and transformed images located at different ends of spatial levers, in order to enable the processing of photographs obtained from moving media by camera cameras with the horn-and-slat valves, with each spatial lever of the mechanical design system, kinematically connected va cardan with sliders movable along a horizontal guide skreschivayuschims, wherein, the horizontal guide ползуна одного из карданов выполнена с возможностью перемещени  по оси прибора ц вращени  в горизонтальной плоскости, а ползун другого кардана кинематически св зан с подвижным компонентом оптической системы.the slider of one of the cardans is made to move along the axis of the device and rotate in a horizontal plane, and the slider of the other cardan is kinematically connected with the moving component of the optical system. 2. Универсальный стереофотограмметрический прибор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью выполнени  УСЛОВИЙ аффиино.о проектировани , нижний конец каждого из пространственных рычагов механической системы2. The universal stereophotogrammetric device according to claim 1, characterized in that, in order to fulfill the affinity design conditions, the lower end of each of the spatial levers of the mechanical system проектировани  шарнирно св зан с кареткой, выполненной с возможностью перемещени  по направлению трех координатных осей, причем , каретка опираетс  на линейку, имеющую возможность вращени  в плоскости XOZ.the design is pivotally connected to a carriage adapted to move in the direction of three coordinate axes, the carriage being supported on a ruler having the possibility of rotation in the XOZ plane. Фуг..1Fug..1
SU1674662A 1971-06-23 1971-06-23 UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC SU382919A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1674662A SU382919A1 (en) 1971-06-23 1971-06-23 UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1674662A SU382919A1 (en) 1971-06-23 1971-06-23 UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU382919A1 true SU382919A1 (en) 1973-05-25

Family

ID=20480716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1674662A SU382919A1 (en) 1971-06-23 1971-06-23 UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU382919A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4103991A (en) Optical system for scanning during reciprocal motion providing 180°r
US3486820A (en) Photogrammetric projection instrument
US2847906A (en) Photogrammetric plotting apparatus
US3253525A (en) Variable optical wedge
US2914997A (en) Combined range and view finder for cameras
SU382919A1 (en) UNIVERSAL STEREOPHOTOGRAMMETRIC
US3475074A (en) Accidental-motion compensation with collimated light
US3580150A (en) Panoramic camera with forward image motion compensation by optical rotation of image
US2574123A (en) Projection photogrammetric plotting apparatus
US3459465A (en) Optical system for visual flight simulation
US2583030A (en) Parallax correction for multilens cameras
US1955116A (en) Photographic reconstruction apparatus
US2803992A (en) baboz
US3320019A (en) Scanning prism utilizing four roof prism components
US2868066A (en) Optical rectifier
US3994580A (en) Optical system for scanning during reciprocal motion
US2719470A (en) Image stabilizing apparatus for aerial cameras
US3473861A (en) Accidental-motion compensation for optical devices
SU808843A1 (en) Stereo-photogrammetrical instrument
US3475073A (en) Accidental-motion compensation by triple reflection
US2340623A (en) Combination view and range finder
US2756653A (en) Nadir point methods for planimetric air photographs
US2938428A (en) Nistri
US2106622A (en) Photographic camera
SU606101A1 (en) All-purpose stereophotogrammetric device