Аэросъемочная камера для регистрации многоспектральных изображений

 

АЭРОСЪЕМОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ : РЕГИСТРАЦИИ МНрГОСПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗОБ РАЖЕНИЙ, содержащая оптически сопряженные сканирующее устройство CQ следящей системой, оптическую систему с диафрагмой и блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями , выходы которых соединены с соответствующими входами электронного коммутатора, связанного через магнитоиндукционные датчики начала и конца строки со сканирующим устройством , а выход электронного комму татора соединен со входом аналогоцифрового преобразователя, выходом соединенного с блоком регистрации, отличающаяся тем, что, с целью повьЕиения производительности в нее введены установленная за оптической системой, выполненной с переменным увеличением, матрица световодов , расположенные за каждым из световодов расширитель светового пучка с блоком интерференционных фильтров, дополнительные блоки фотоэлектрических преобразователей с i усилителями, идентичные основному блоку, блок сум 1ирования с регулируе (Л мыми весовыми коэффициентами и механизм регулировки диафрагмы, кинематически связанный с оптической системой переменного увеличения, при этом каждый блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями, выходы которых соединены со входами блока суммирования, установлен за соответствующим блоком ийтерферен4: О ционных фильтров, а выход блока суммирования связан со входом электронЬ ) ного коммутатора. 1чЭ Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 40622 А

3(5Н .Н 04 (ч 1/28 Г

9 .

1 и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3442041/18-10 (22) 17.:03. 82 (46) 07.09.83. Бюл,РЗЗ (72) Е.Г. Андреева, H.È. Воскобойник, Д.А. Гусев,,Б.С. Глыбин и И.В. Терентьев (71) Лаборатория аэрометодов производственно-геологического объединения. "Аэрогеология" и Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.A.Áoí÷-Бруевича (53 ) 77.056(088.8) (56) 1. Патент США Р 3886331, кл. 235-151.3, опублик. 1975.

2. Отчет лаборатории аэрометодов

ПГО. "Аэрология", А.У111.2 13-3/258

"Создание научно-методического образца многоспектральной аэросъемочной камеры и устройства воспроизведения изображений". Л., 1976, (прототип ), (54)(57) АЭРОСЬЕМОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ

РЕГИСТРАЦИИ МНОГОСПЕКТРАЛЬНЫХ ИЗОБ

РАЖЕНИИ, содержащая оптически сопряженные сканирующее устройство со следящей системой, оптическую систему с диафрагмой и блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями, выходы которых соединены с соответствующими входами электронного коммутатора, связанного через магнитоиндукционные датчики начала и конца строки со сканирующим устройством, а выход электронного коммутатора соединен со входом аналогоцифрового преобразователя, выходом соединенного с блоком регистрации, отличающаяся тем, что, с целью повыаения производительности, в нее введены установленная за оптической системой, выполненной с переменным увеличением, матрица световодов, расположенные за каждым из световодов расширитель светового пучка с блоком интерференционных фильтров, дополнительные блоки фотоэлектрических преобразователей с усилителями, идентичные основному блоку, блок суммирования с регулируемыми весовыми коэффициентами и механизм регулировки диафрагмы, кинематически связанный с оптической системой переменного увеличения, при этом каждый блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями, выходы которых соединены со входами блока суммирования, установлен за соответствующим блоком ийтерференционных фильтров, а выход блока суммирования связан со входом электронного коммутатора.

1040622

Изобретение относится к технике изучения природных ресурсов Земли дистанционными методами, в частности к аэросъемочной и счетно-решающей технике, предназначенной для формирования, регистрации и обработки в полете многоспектральных иэображений участков земной поверхности.

Известно устройство для формирования в полете многоспектральных ,изображений земной поверхности, содержащее оптически связанные приспособления для разделения входных световых сигналов на пространственно смещенные спектральйые изображения, различных волн и интенсивностей, сис-15 тему развертки спектра, фотодетектор, нормалиэатор, .блок регистрации (1 1.

Наиболее близкой к предлагаемой является аэросъемочная камера для регистрации многоспектральных изобра-20 жений, содержащая оптически сопряженные сканирующее устройство со следящей системой, оптическую систему. с диафрагмой, диспергирующий элемент

H блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями, выходы кото-. рых соединены с соответствующими входами электронного коммутатора, связанного через магнитоиндукционные датчики начала и конца строки со сканирующим устройством, а выход электронного коммутатора соединен .со входом аналого-цифрового преобразователя, входом соединенного. с блоком регистрации Р2 2;

Недостатком известного устройства 35 является то, что обработку много- : спектральных изображений осуществляют после формирования многоспектрального изображения и его регистрации.

Цель изобретения — повышение произ<0 водительности, Указанная цель достигается тем,, что в.аэросъемочную камеру для ре- .гистрации мНогоспектральных изобра- " жений, содержащую оптически..сопряжен. 45 ные сканирующее устройство со следящей системой, оптическую систему с диафрагмой и блок фотозаектрических преобразователей с усилителями, вы- . ходы которых соединены c cooTBeTcTBY-50 ющими входами электроннбго комМутатоМ„ ра, связанного через магнитоиндукцион:ные датчики начала и конца строки со сканирующими устройством, а выход электронного коммутатора соединен . со входом аналого-цифрового преобра-.55 эователя, выходом соединенного с блоком регистрации, введены установленная за оптической системой, вы-. полненной с переменным увеличением, матрица световодов, расположенные 60 за каждым иэ световодов расширитель,: светового пучка с блоком.интерфереМционных фильтров, дополнительные бло ки фотоэлектрических преобразовате,лей с усилителями, идентичные основ-„ 65 ному блоку, блок суммирования с регулируемыми весовыми коэффициентами и механизм регулировки диафрагмы, кинематически.связанный с оптической .системой переменного увеличения, при этом каждый блок фотоэлектрических преобразователей с усилителями, выходы которых соединены со входами блока. суммирования, установлен за соответствующим блоком интерференционных фильтров, а выход блока суммирования связан со входом электронного коьмутатора.

На фиг.1 показана оптико-механическая схема азросъемочной камеры, на на фиг.2 - схема блока суммирования с регулируемыми весовыми коэффициентами.

Оптическая схема устройства содер». жит. сканер, представляющий собой, на» пример, многогранный зеркальный барабан 1, связанный механически через редуктор 2 с двигателем,3, объектив

4, .диафрагму 5 с регулируемым отверстием, расположенную в передней фокаль» ной плоскости оптической системы с переменным увеличением, состоящей иэ двух линз 6 и 7, в задней фокальЙой плоскости которой размещена матрица световодов 8 с :S элементами, Каждый элемент матрицы световодов соединен со своим расширителем 9 светового пучка, например, выполненным в вице оптического конуса или . в вице системы полупрозоачнных зеокал.

Каждый расширитель 9 светового. пучка соединен со своим блоком 10 интерференционных фильтров 11, число которых,равно числу регистрируемых спектральных канаЛов.rn . На фиг.1 интерференционные фильтры 11, входящие в блок .10, показаны для упроще.ния только для.одного блока 10. Каждый фильтр 11 состыкован со своим фотоэлектрическим преобразователем, например ФЭу, .с усилителей, которые обозначены цифрой 12 и m ветвей которых составляют блок 13 фотоэлектрических преобразователей с усилителями. Блоки 14 фотоэлектрических преобразователей с усилителями для остальных расширителей 9 светового пучка идентичны блоку 13. Выходы блоков 13 и 14 подключены ко входам блока 15 суммирования с регулируемыми весовыми коэффициентами. Кроме того, выходы блока 13 подключены ко входам электронного коммутатора 16.

На вход электронного коммутатора

16 подключен также выход блока 15 суммирования с регулйруемыми весовыми коэффициентаии и выходы магнитоиндукционных датчиков 17 и 18 начала- и конца строк, входы которых соединены со сканером 1.

Выход электронного Коммутатора

16 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 19. Выход анало-

1040622

ro-цифрового преобразователя 19 под- блока 15- 1 в каждом умножителе. ключен к блоку 20 регистрации (на- Каждый Умножитель в .i -ом канале/ пример, магнитофбну ). для согласо- соединяется со входами блока 15 одвания скорости сканирования со ско-: ним из (5 Г ) возможным способом соеростью летательного аппарата (не . динения проводников с 5т входами показан ) и высотой полета камера СО» держит блок 21, вырабатывающий сигна.-,. Устройство работает следукицим

ma, пропорциональные величине отно- . обра ом шения скорости полета Ч к высоте по--: При вращении зеркального барабана лета Н, выход которого соединен 1 отраженное от в естности солнечное со входом блока 22 сравнения, вход 10 излучение отражается от его грани которого также подключен к тахомет- -. через объектив 4, диафрагму 5 и рическому устройству 23, связанному линзы 6 H 7к образующие оптическую с двигателем 3 сканера 1, Выход ..- систему с переменным увеличением, блока 22 сравнения подключен к управ- попадает на матрицу световодов 8. ляющей обмотке (не показана ) двига» )5 с помощью Рукоятки 28 с отсчетным теля 3. лимбом вращается вал 24. При этом

Камера содержит также механизм . кулачок 25, связанный с механизмом синхронной регулировки величины pac Раскрытия диафрагмы 5 регулирует крытия диафрагмы 5 и положения, линз- . отверстие диаФрагмы 5 и этим уста6 и 7 оптической системы с перемен-. ..-р навливает область анализируемого., ным увеличением. Этот механизм вы-- .. участка местности. Одновременно авполнен в виде вала 24, на котором: †: TQMaTHlecKH с помощью винтовых пар .размещены кулачок 25, кинематически 26 и 27 Устанавливается положение связанный с диафрагмой 5 и две вин- линз 6 и 7 системы с переменным уве- . товые пары 26 и 27, кинематически ",,2 чением. При этом анализируемое связанные с линзами 6 и 7. На валу . ". pa eHHe Учаотка местности неза24 укреплена поворотная рукоятка, . висимо от его размера перекрывает

28 с отсчетным лимбом. всю площадь матрицы световодов 8, а

Блок 15 суммирования с регулируе- . . положение фокальных плоскостей оптимыми весовыми коэффициентами яв- ческой системы с пеРеменным УвеЛиляется нелинейным фильтром порядка и;, чением 5 остается неизменным и распо-;. 30

Блок 15 имеет рп входов и один вы- лагается. в плоскости диафрагмы и. ..ход где 5 равно числу используемых . поверхности матрицы световодов 8; световодов в матрице световодов 8. - . С выходов каждого световода .свет

m - число интенференционных фильтров поступает на свой расширитель 9

11 в блоках 10 интерференционных -: З5 светового пУчка, который распреде,фильтров 11, Он состоит " из и кана- - : ляет энергию этого пучка на т интерI лов. На фиг.2 сверху изображен пер- Ференционных фильтров -11, составляювый канал, состоящий из 5м умножите-- щих блок 10 ° С выхода каждого интерлей 29, входы которых соединены, Ференционного Фильтра 11 свет соотс 1-м,,2-м,... $e входом блока 15: .40 ветствующей узкой спектральной облассоответственно, а также с блоками :. ти попадает на фотоэлектрический

30 регулируемых весовых коэффициен-- преобразователь с усилителем 12. В ре.тов. Весовые коэффициенты определяют»- зультате пучок света от каждого ся напряжениями постоянного тока, : из.5 элементов изображения„ фокусивеличина которых регулируется пере- .- gs Руемого на матрицу световодов 8, .менными сопротивлениями. Выходы умно- Разлагается на ю спектральных сосжйтелей 29 соединены со входами сум".. тавляющих, определяемых шириной поломатора 31 блока 15, причем выход . .сы пропускания интерференционных сумматора 31 является выходом бло-.-. Фильтров 11, и преобразуется в электка 15. 50рические сигналы Электрические сиг

Снизу на фиг.2 изображен b --й ка- на с 5 " выходов фотоэлектр еских нал блока 15, состоящий из(5ьч)" - -.. пРеобРазователей с Усилителями 12, умножитрлей 32 tlpH eM h вход,)в Ka3giO- составляющих блоки 13 и 14, посTynaNT

ro умножителя соединены одним иэ ..:-.:. Иа входы блока 15 cyMMHpoBaHHR с Ревозможных способов соединения,h Пр .- гулируемыми весовыми коэффициентами. водников с Sm входами блока 15, : И С входов блока 15 эти сигналы посна вход этих умножителей подключен тупают на входы умножителей 29,...32, также блоки 33 регулируемых весо-.;.;-:, и каналов, на которые дополнительно вых коэффициентов, а выходы умножи--; подаются постоянные напряжения, равные телей 32 соединены со входом сум- . - .Значениям весовых. коэффициентов фильтматора 31. . ...Щ рации, зависящих от номера канала

Промежуточный 1-й канал (1 (i C П) H oT номера умножителя, в канале.. блока 15 отличается от и-го канала,„, С выходов умножителей 29-32 канаколичеством устройств умнс6кения †.(9Ьф, лов эти напряжения поступают на вход а также числом входов устройств ум- . сумматора 31, на выходе которого форножения, соединенных со входами ф5,.мируется напряжение О, равное зна-.

1040622 чению отфильтрованного участка иэображения, которое подается на один иэ входов электронного коммутатора 16.

Дополнительно на Ф входов электронного коммутатора 16 подаются сигналы с rn выходов одного из блоков фотоэлектрических преобразователей с усилителями. 13. Электронный коммутатор 16, управляемый сигналами магнитриндукционных датчиков 17,1S начала и конца строки, последовательно 1О подключает каждый из tn выходов блока фотоэлектрических преобразователей и выход блока 15 ко входу аналогоцифрового преобразователя 19, преобразующего аналоговое напряжение в цифровую форму, с выхода которого двоичные последовательности, соот-. ветствующие кодовым комбинациям этих чисел поступают в блок 20 регистрации (например, магнитофон ).

20 развертка изображения по строке осуществляется вращением зеркального барабана 1, Сканирование в направлении полета осуществляется эа счет поступательного движения летательного аппарата. Для устранения искажений, связанных с переналожением строк или их пропуском, напряжение, пропорциональное отношению скорости полета Ч к его высоте Н,c выхода блока

21 подается на вход блока 22 сравнения, на второй вход которого подается также сигнал тахометрического устройства 23. С выхода блока 22 сравнения сигнал рассогласования поступает на управляющую обмотку двигателя

3, в результате чего скорость вращения сканера согласуется .с отношением

Ч)H°.

Предлагаемое устройство позволяет. повысить производительность за счет сокращения машинного времени их обработки на электронно-вычислительной машине.

1040622

Риг. 2

Составитель С. Коврина

Редактор В. Пилипенко Техред М.Надь Корректор А. Тяско

Ы

Заказ 6949/59 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отКрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектная, 4