Способ трансформирования панорамных аэрофотоснимков

 

СПОСОБ ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ ПАНОРАМНЫХ АЭРОФОТОСНИМКОВ, полученных с помощью аэрофотоаппаратов с различными значениями фокусных расстояний объективов, путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения, вьфовненного в плоскость аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся вдоль оси абсцисс, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса трансформирования и обеспечения возможности получения трансформированного изображения с различными значенияьш коэффициента масштабных преобразований , изменение масштаба осуществляют поворотом плоскости изображения относительно горизонтального положения на заданный угол 0 с одновременным смещением объектива вдоль линии, соединяющей центр трансформируе 1ой горизонтали с точкой, определяющей лоложение центра проектирования при трансформировании главной горизонтали, на величину заданного отрезка Л , причем угол 9 определяют из соотношения -fo , L(f 1 ч, rtgo6 1 -Т tg-Ы, е arcsin j fV + 1 где f - фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата; об - текущее значение угла панорамирования; г - расстояние между главной горизонталью аэрофотоснимка и центром проецирования при трансформировании главной горизонтали, а отрезок Л определяют из соотношения (П fV - fVtgat-cosQ 7(-oset 00 - 1. CUSKi где Кд - коэффициент масштабных преобразований , равный коэффициенту увеличения оптической sl системы фототрансформатора 9 ЭО при трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка , которой соответствует угол пан.орамирования, ра равный нулю.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рлдн i".д". « « graf « Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHCNVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

rt е6

К

1 созЫ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITVN,(21) 3553013/18-10 (22) 07.02.83 (46) 07.02.88, Бюл. У 5 (72) В.Н. Журко (53) 528.721.12(088.8) (54)(57) СПОСОБ ТРАНСФОРМИРОВАНИЯ

ПАНОРАМНЫХ АЭРОФОТОСНИМКОВ, полученных с помощью аэрофотоаппаратов с различными значениями фокусных расстояний объективов, путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения, .выровненного в плоскость аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся вдоль оси абсцисс, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса трансформирования и обеспечения возможности получения трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований, изменение масштаба осу:ществляют поворотом плоскости иэображения относительно горизонтального положения на заданный угол 8 с одновременным смещением объектива вдоль линии, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с точкой, определяющей положение центра проектирования при трансформировании главной

„„SU„„1107618 А (51)4 G 01 С 11 04 горизонтали, на величину заданного отрезка %, причем угол 0 определяют из соотношения

8 arcszn

+ 1 г2 где Š— фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата;

К вЂ” текущее значение угла панорамирования;

r — расстояние между главной горизонталью аэрофотоснимка и центром проецирования при трансформировании главной горизонтали, а отрезок Я определяют из соотношения

Кр ф q К Г + Еы tgeL. cos8

2 2

r+ Ек. сов М ot ю где К вЂ” коэффициент масштабных преобразований, равный коэффициенту увеличения оптической системы фототрансформатора при трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка, которой соответствует угол панорамирования, ра равный нулю.

1107618

Изобретение относится к фотограмметрии, в частности к трансформированию панорамных аэрофотоснимков.

Известен способ трансформирования панорамных аэрофотоснимков путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка, которому придана цилиндрическая форма, на фото- 1ð материал, укрепленный в плоскости изображения — на экране.

Объектив фототрансформатора в процессе трансформирования поворачивают таким образом, чтобы обеспечить полу- 15 чение резкого изображения на экране.

При этом экран может быть выполнен плоским или в виде криволинейной поверхности.

Применение данного способа обеспе- 2р чивает возможность производить трансформирование панорамных аэрофотоснимков в пределах углов панорамирования до 70 — 80 .

Этому способу присущи, однако, 25 следующие недостатки.

Для достижения высокой геометрической точности трансформирования цилиндрическая поверхность аэрофотоснимка должна с высокой точностью соответствовать поверхности, на которой располагалась пленка при фотографировании..Достичь такого соответствия сложно. Кроме того, фототрансформатор, работа которого осно35 вана на указанном способе, позволяет обрабатывать аэрофотоснимки, полученные только с помощью аэрофотоаппарата с фокусным расстоянием объектива,раврадиусу указаннои цилиндрическои 40 поверхности. Данный способ не обеспечивает также возможности получения трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований.

Известен также способ трансформирования выровненных в плоскость панорамных аэрофотосников путем непрерывного изменения масштаба проецируеМпго через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения, при котором изменение масштаба осуществляют обкаткой аэрофотоснимка по воображаемой цилиндрической поверхности, радиус которой равен фокусному расстоянию объектива аэрофотоаппарата.

Объектив в процессе трансформирования поворачивают таким образом,чтобы обеспечить на экране получение резкого изображения.

Этот способ трансформирования обеспечивает высокую производительность процесса в пределах углов панорамио рования до 70-80, а также дает возможность выполнять с помощью одного фототрансформатора трансформирование аэрофотоснимков, полученных с помощью аэрофотоаппаратов с различными значениями фокусных расстояний объективов.

Недостатком данного способа является то обстоятельство, что он не обеспечивает возможности получения трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований.

Известен также способ трансформирования выровненных в плоскость панорамных аэрофотоснимков путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях. При этом изменение масштаба проецируемого иэображения производят поворотом . плоскости изображения вокруг оси, перпендикулярной направлению развертки панорамного аэрофотоснимка, сохраняя при этом неизменный наклон вокруг оси, совпадающей с направлением развертки, и неизменное расстояние между плоскостями аэрофоТоснимка и изображения вдоль главной оптической оси проецирующего объектива. С целью устранения искажений в положении точек аэрофотоснимка вдоль оси У фотоматериал в плоскости изображения перемещают вдоль этой оси, вводя в ординату каждой точки соответствующую поправку ЬУ.

Указанный способ обеспечивает возможность трансформирования аэрофотоснимков, полученных с помощью аэрофотоаппаратов с различными значения- ми фокусных расстояний объективов, а также получение трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований.

Однако введение поправки Ь У приводит к смазу трансформированного изображения, равному величине смеше1107618 ния фотоматериала в пределах ширины щели, и ухудшает его разрешающую способность. Смаз иэображения накладывает существенное ограничение на

5 ширину сканирующей щели и, тем самым, на производительность процесса трансформирования. Ввиду того, что при ! увеличении угла панорамирования величина ЬУ резко возрастает, производи- 10 тельность трансформирующего устройства при больших углах панорамирования черезвычайно мала. При этом снижается оперативность получения информации, имеющейся на аэрофотоснимке. Практически этот. способ применим для трансформирования аэрофотоснимков в прео делах углов панорамирования 25-30

Таким образом значительно уменьшается одно из существенных преимуществ панорамной аэрофотосъемки перед кадровой, которое состоит в захвате широкой полосы местности.

Кроме того, известен способ трансформирования выровненных в плос- 25 кость панорамных аэрофотоснимков путем щелевого проецирования изображения аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, при котором в процессе трансформирования плоскость аэрофотоснимка остается параллельной плоскости изображения, а изменение масштаба осуществ35 ляют путем одновременного смещения объектива фототрансформатора и аэрофотоснимка по направлению главной оптической оси объектива. Объектив в процессе трансформирования не повора-40 чивают. С целью устранения искажений .в положении точек аэрофотоснимка вдоль оси У фотоматериал в плоскости изображения перемещают вдоль этой оси, вводя в ординату каждой точки соответствующую поправку 6У,.

Укаэанный способ отличается простотой для реализации в трансформирующем устройстве. Фотьтрансформатор, работа которого основана на использовании этого способа, обеспечивает

50 возможность трансформирования аэрофотоснимков, полученных с помощью аэрофотоаппаратов с различными значениями фокусных расстояний объективов, а также получение трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований. Однако фототрансформатор, предназначенный для обработки аэрофотоснимков с большими (свыше 40 ) углами панорамирования по данному способу, будет иметь весьма значительные габариты, в особенности при трансформировании с большими (5-10) значениями коэффициента масштабных преобразований аэрофотоснимков, полученных с помощью аэрофотоаппаратов, фокусные расстояния объективов которых также велики (1000-1500 мм). Кроме того, введение поправкийУ, приводит к тому, что указанный способ практически применим для трансформирования аэрофотоснимков с углами панорамирования 25-30

Наиболее близким к изобретению является способ трансформирования выровненных в плоскость панорамных аэрофотоснимков путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся в двух взаимно перпендикулярных направлениях, при котором в процессе трансформирования плоскость аэрофотоснимка остается параллельной плоскости. изображения, а из- менение масштаба проецируемого изображения производят при неподвижном аэрофотоснимке перемещением объектива вдоль линии, перпендикулярной плоскости аэрофотоснимка и проходящей через центр его главной горизонтали с одновременным поворотом объектива для получения резкого изображения на экране.

В процессе трансформирования с целью устранения искажений в положении точек аэрофотоснимка вдоль оси У фотоматериал в плоскости изображения перемещают вдоль оси, вводя в ординату каждой точки соответствующую поправку ЬУ.

Использование этого способа позволяет значительно уменьшить габариты трансформирующего устройства, что имеет весьма важное значение ° Однако вследствие поправки ЬУ приводит к смазу трансформированного изображения накладывает существенное ограничение на ширину сканирующей щели,что приводит к снижению производительнос ти процесса трансформирования.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса трансформирования и обеспечение воз1107618

1 1 1 — + б

« (2

r tgec, 30

9= arcsin — + 1 а

r ства

У=К f tgN.

Kî

1 .cos o можности получения трансформированного изображения с различными значениями коэффициента масштабных преобразований.

Поставленная цель достигается тем, что при трансформировании. панорамных аэрофотоснимков, полученных с помощью аэрофотоснимков с различными значениями фокусных расстояний объективов, путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения, выровненного в плоскость аэрофотоснимка на фотоматериал, укрепленный в плоскости изображения и перемещающийся вдоль оси абсцисс, изменение масштаба производят при неподвижном аэрофотоснимке поворотом плоскости изображения относительно горизонтального положения 20 на заданный угол 8 с одновременным смещением объектива вдоль линии,соединяющей центр трансформируемой горизонтали с точкой, определяющей положение центра проектирования при транс 5 формировании главной горизонтали, на величину заданного отрезка, причем угол 9 определяют из соотношения где f — фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата;

cC, — текущее значение угла панорамирования;

r — расстояние между главной горизонталью аэрофотоснимка и центром проецирования при трансформировании главной горизонтали, а .отрезок определяют из соотношения

Ъ= — r +f м. -K r +f юс tg< cos 9

К

Z г я z

cos oL о 45 где К вЂ” коэффициент масштабных прео образований, равный коэффициенту увеличения оптической системы фототрансформатора при трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка, которой соответствует угол панорамирования, рав-55 ный нулю, В процессе трансформирования для обеспечения получения резкого изображения на экране главную оптическую ось объектива поворачивают относительно направления сканирования на величину "фокусирующего" угла.

На чертеже дана схема трансформи- рования панорамного аэрофотоснимка (ас), которая получена в результате пересечения аэрофотоснимка,.объектива и экрана плоскостью, проходящей через ось ординат аэрофотоснимка.и центр проецирования (положения 0 и

О ) ° При этом положительное направление оси абсцисс совпадает с направлением полета носителя и образует с осью ординат правую систему координат.

При трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка (ей соответствует точка и) экран занимает положение АС, а центр проецирования положение О.

Введя обозначение n0=r, имеем условие трансформирования главной горизонтали аэрофотоснимка в следующем виде: где F — фокусное расстояние объектива фототрансформатора.

При трансформировании горизонтали аэрофотоснимка, проходящей через точку а, которой соответствует угол панорамирования Ы., экран поворачивают относительно положения АС, занимаемого им при трансформировании главной горизонтали, на угол 9, и

I он занимает положение А С . При этом угол 8 выбран таким. образом, что точке А, соответствует ордината У, величина которой определяется из равенДля обеспечения требуемого увеличения по оси абсцисс объктив перемещают относительно положения 0 на от( резок 00, равный

Таким образом выполняются геомет-. рические условия фототрансформирования.

Для обеспечения резкости изобра- . жения главную оптическую ось объектива фототрансформатора при трансформировании поворачивают относительно линии а,А на величину "фокусирующего" угла Р

1107618 г

Редактор Н. Сильнягина Техред М.Дидык

Корректор, А. Тяско

Заказ 743 тираж 680

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение позволяет значительно повысить производительность процесса трансформирования в широком диапазоо не углов панорамирования (до 70-80 )

5 и сохраняет одно из существенных преимуществ панорамной аэрофотосъемки перед кадровой, которое состоит в захвате широкой полосы местности.

Использование изобретения обеспечивает возможность трансформирования аэрофотоснимков, полученных. с помощью азрофотоаппаратов с различными значениями фокусных расстояний объективов, позволяя при этом получать трансформированное изображение с различными значениями коэффициента масштабных преобразований. Это дает возможность изготовления фотопланов и фотосхем с различными масштаба— .ми,