Способ устранения панорамных искажений при трансформировании аэрофотоснимков

 

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ; ИСКАЖЕНИЙ ПРИ ТРАНСФОРЬШРОВАНИИ АЭРОФОТОСНИМКОВ , путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движзпдуюся щель изображения аэрофотоснимка , которому придана цилиндрическая форма, на фотоматериал, укрепленный на экране, при перемещающемся вдоль линии, перпендикулярной главной горизонтали аэрофотоснимка и проходящей через ее центр, объективе с одновременным поворотом его, о т л и - ч а ю.щ и и с я тем, что, с целью ббеспечения геометрической правильности трансформирования при обеспечении возможности использования объектива фототрансформатора с любым углом поля зрения, производят одновременное перемещение экрана вдоль этой же линии в направлении, противоположном направлению перемещения объектива; при этом экран выполнен плоским, а законы, перемещения объектива и экрана описьгоаются соответственно формулами ,-1 , sin(o, -06) |г| - 1 sinod, IRI - V Ci os i sin((yl2). coset ° 2 sinoi, - модуль вектора перемещения объектива; IR/ - модуль вектора перемещения экрана; Ь длина отрезка, соединяющего центр трансформируемой горизонтали с положением центра проецирования, которое он занимает при трансформировании главной горизонтали, определяемая по формуле sin об Ч sinoiz f - фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата; об - текущее значение угла панорамирования; об,. .величина угла между линией, по которой перемещают объектив при трансформировании, и линией, соединяющей центр V трансформируемой горизонтали с положением центра проецирования при трансформирова НИИ главной горизонтали,определяемая по формуле , sinei. oz arctg IfL -+ cosei oi, - величина угла между линией, по которой перемещают объектив при трансформировании, и линией, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования, определяемая по формуле f sinoi - li sineiz arctg 1 cos

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) СЮ 4 (0 1 С 1 1 04 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (««,: «,. ю, sl.n(М р(2) rI = 1

l < since, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3553014/18-10 (22) 07.02.83 (46) 07.02.88. Бюл. И« 5 (72) В.Н. Журко (53) 528.721.12(088.8) (56) Патент ClilA F- 3362287,кл.88-24, 06.07.65. (54)(57) СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ:., ИСКАЖЕНИЙ ПРИ ТРАНСФОРМИРОВАНИИ АЭРОФОТОСНИМКОВ, путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка, которому придана цилиндрическая форма, на фотоматериал, укрепленный на экране, при перемещающемся вдоль линии, перпендикулярной главной горизонтали аэрофотоснимка и проходящей через ее центр, объективе с одновременным поворотом его, о т л и— ч а ю.шийся тем, что, с целью

Обеспечения геометрической правильности трансформирования при обеспечении возможности использования объектива фототрансформатора с любым углом поля зрения, производят одновременное перемещение экрана вдоль этой же линии в направлении, противоположном направлению перемещения объектива; при этом экран выполнен плоским, а законы. перемещения объектива и экрана описываются соответственно формулами

I ((cos0 1 1 ) 1 (° о созе(, р 2 з по4

rpejrl — модуль вектора перемещения объектива;

IRJI — модуль вектора перемещения экрана;

1 — длина отрезка, соединяющего центр трансформируемой горизонтали с положением центра проецирования, которое он занимает при трансформировании главной горизонтали, оп- ределяемая по формуле

sin oC.

sin рсг — фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата; — текущее значение угла панорамирования; — величина угла между линией, по которой перемещают объекФ тив при трансформировании, ф и линией, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с положением центра проеци- рования при трансформирова нии главной горизонтали,оп- Я ределяемая по формуле

sin р( — arctg

1 + соя 5«

f — величина угла между линией, по которой перемещают. объектив при трансформировании, и линией, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования, определяемая по формуле

3»

s in р4" 2 р(.« = ar« tg .

1 р 1 совр f 1 созе

К вЂ” коэффициент масштабных преобразований, равный коэффициенту увеличения оптической системы фототрансформатора

1107620 при трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка, которой соответствует угол панорамирования,равный нулю;

1, — длина отрезка, соединяющего центр трансформируемой горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования, определяемая по формуле

sinK

sine, 1, — длина отрезка, соединяющего центр главнои горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования главной горизонтали.

Изобретение относится к фотограм-, метрии, в частности к трансформированию панорамных аэрофотоснимков, Известен способ устранения панорамных искажений при трансформирова- 5 нии аэрофотоснимков путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка, которому придана цилиндрическая форма, на фотоматериал, укрепленный на плоском экране. При этом объектив фототрансформатора в процессе трансформирования поворачивают таким о разом, чтобы обеспечить получение резкого изображения на экране.

Для устранения панорамных искажений по этому способу в широком диапа— зоне углов панорамирования (70-80 ) необходимо наличие широкоугольного объектива фототрансформатора. Разработка таких объективов связана с определенными трудностями конструктивного и технологического характера.

С целью обеспечения возможности использования при трансформировании объективов с небольшими углами поля зрения панорамные искажения предложено устранять путем непрерывного из- З0 менения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка, которому придана цилиндрическая форма, на фотоматериал, укрепленный на криволинейном экране. При этом объектив фототрансформатора в

35 процессе трансформирования перемещают вдоль линии, перпендикулярной главной горизонтали аэрофотоснимка и проходящей через ее центр, с одновременным поворотом его для обеспечения получения резкого изображения на экране.

Однако практическая задача расчета и изготовления криволинейной поверхности такого экрана, обеспечивающей выполнение геометрических условий трансформирования, не имеет решения.

Целью изобретения является обеспечение геометрической правильности трансформирования при обеспечении возможности использования объектива фототрансформатора с любым углом поля зрения.

Поставленная цель достигается тем, что при устранении панорамных искажений путем непрерывного изменения масштаба проецируемого через движущуюся щель изображения аэрофотоснимка, которому придана цилиндрическая форма, на фотоматериал, укрепленный на экране, при перемещающемся вдоль линии, перпендикулярной главной горизонтали аэрофотоснимка и проходящей через ее центр, объективе с одновременным поворотом его производят одновременное перемещение экрана вдоль этой же линии в направлении, противоположном направлению перемещения объектива, при этом экран выпол- нен плоским, а законы перемещения объектива и экрана описываются соответственно формулами

sin(Mi -о ) ! соек з п(о, — е,) сов Ф < sink, 1107620

sins

s inane, 1

30 м, = агсгр

n0n = 1о1 аО =1,; а,On = 1 ;

LnOc a< = <;

L nOaao + i модуль вектора перемещения объектива; модуль вектора перемещения экрана; 5 длина отрезка, соединяющего центр трансформируемой горизонтали с положением центра проецирования, которое он занимает при .тран- . 10 сформировании главной горизонтали,.определяемая по формуле

sino<

Ы 1 фокусное расстояние объектива аэрофотоаппарата; текущее значение угла панорамирования; величина угла между линией, 20 по которой перемещается объектив при трансформировании, и линией, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с положением центра проецирования при трансформировании главной горизонтали, определяемая по формуле

sin aC, ot = arctg

+ cosoc

f величина угла между линией, по которой перемещают объектив при трансформировании,и линией, соединяющей центр трансформируемой горизонтали с центром проецирования в момент трансфор- 40 мирования, определяемая по формуле

f ° sine — 1 sin Ы

4 К вЂ” коэффициент масштабных пре-. о образований, равный коэф -. фициенту увеличения оптической системы фототрансформатора при трансформировании главной горизонтали аэрофотоснимка, которой соответствует угол панорамирования, равный нулю; длина отрезка, соединяющего центр трансформируемой. горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования, определяемая по формуле

1 — длина отрезка, соединяющего центр главной горизонтали с центром проецирования в момент трансформирования главной горизонтали.

На чертеже дана схема, поясняющая способ устранения панорамных искажений при трансформировании аэрофотоснимков °

Фигура получена в результате пересече:ия панорамного аэрофотоснимка ас, объектива Ор и экрана А Ср плоскостью, проходящей через ось ординат аэрофотоснимка и центр проецирования, При этом полагаем, что — ось ординат аэрофотоснимка проходит через главную точку его перпендикулярно направлению полета но- сителя и образует с осью абсцисс,положительное направление которой сов- . падает с направлением полета, правую систему координат; — передняя и задняя узловые точки объектива фототрансформатора сбвмешены;

1 точка О, соответствует положе- . нию центрапроецирования аэрофотоаппарата (относительно трансформируемого аэрофотоснимка) в момент съемки; — точки 0 u Oq сдответствуют положениям центра проецирования при трансформировании горизонталей, про-. ходящих через точки п и ар соответственно.

Введем также следующие обозначения:

L пОйар = 042 шОаар = f3

Кроме того, будем иметь в ввиду, что

1!07620 пОо = ао" Оо

При трансформировании главной горизонтали, проходящей через точку и, экраны занимает положение А Си.

При этом выполняется условие оптического сопряжения точек и и Na, Главная оптическая ось объектива совпадает с линией nNn. 10

Условия трансформирования горизонтали, проходящей через точку а, выполняются при положении объектива (центра проецирования) Gg и положении экрана АрСа ° При этом объектив перемещают вдоль линии, соединяющей точки и и Ма, относительно положения, которое он занимал при трансформировании главной горизонтали, на величину отрезка ОдОц, а экран перемещают вдоль этой же линии на величину отрезка NnNa и поворачивают главную оптическую ось относительно линии

Однао на угол fb, величина которого определяется из соотношения 25

P = arc cos (1

1, cos f3 ), где Р— величина угла, определяемая из соотношения

@ K + cosa

cos

Я = -Я вЂ” — — ——

К+ 1

По величине отрезки OqOa и N

0 0а = rrf

NnNa = )К!

В процессе трансформирования изображение трансформируемой в каждый данный момент времени горизонтали находится на воображаемой криволинейной поверхности А С

Таким образом, при устранении панорамных искажений по данному способу криволинейная поверхность изображения является лишь абстрактной математической поверхностью, образованной бесконечной совокупностью линий, динамически сопряженных с соответствующими горизонталями панорамного аэрофотоснимка.

Использование способа устранения панорамных искажений обеспечивает возможность практического применения при трансформировании панорамных аэрофотоснимков объективов с небольшим углом поля зрения. При изготовлении криволинейного экрана, как это предложено в прототипе, правильное трансформирование панорамных аэрофотоснимков невозможно, так как при этом не выполняются геометрические условия трансформирования.

Возможность использования в панорамном фототрансформаторе объектива с небольшим углом поля зрения позволяет упростить разработку объектива и значительно снизить себестоимость фототрансформатора,в. целом.

1107620

Редактор Н.Сильнягина Техред И.Дидык

Корректор Y.. Дейчик ираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 743

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óêãoðoä, ул.Проектная,4