Способ панорамной стереосъемки

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, может быть использовано для панорамной стереоскопической фото- и видеосъемки, получения стереоизображений полостей труб, колодцев, шахт и т.п., по которым методами фотограмметрии могут осуществляться координатные измерения. Заявленный способ панорамной стереосъемки заключается в съемке объекта двумя видеокамерами, разнесенными в пространстве на базу стереосъемки и находящимися в одном корпусе с общим блоком управления, при этом видеокамеры оснащают панорамными зеркально-линзовыми и предающими объективами, создающими на фотоматрицах видеокамер изображение пространства в кольцевой зоне с полным охватом горизонта, базу съемки создают вдоль общей оптической оси видеокамер, первую видеокамеру располагают в темновом поле второго зеркально-линзового объектива второй камеры, при этом видеокамеры располагают таким образом, чтобы первая видеокамера находилась в темновом поле второго зеркально-линзового объектива, а угловые поля первого и второго зеркально-линзовых объективов перекрывались, образуя зону съемки. Технический результат заключается в получение панорамного стереоскопического изображения (панорамной стереопары) одним кадром. 4 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, может быть использовано для панорамной стереоскопической фото и видеосъемки, получения стереоизображений полостей труб, колодцев, шахт и т.п., по которым методами фотограмметрии могут осуществляться координатные измерения.

Известны способы получения стереоскопического изображения, основанные на формировании стереопар - изображений объекта, полученных с двух позиций в пространстве, разнесенных на фиксированное расстояние (базу стереосъемки) [Монография: Валюс Н.А. Стереоскопия. - М.: Академия наук СССР, 1962 г., 405 с.].

Недостатком этих способов является ограниченность углового поля и невозможность получения панорамного изображения в угловом поле 360° без механического сканирования (одним кадром).

Известен способ формирования панорамного изображения с помощью панорамного зеркально-линзового объектива. Панорамное изображение создается за счет комбинации преломляющих и отражающих поверхностей, образующих единый оптический блок. Изображение имеет вид кольца и располагается внутри объектива. Панорамные зеркально-линзовые объективы реализуют цилиндрическую проекцию пространства в пределах широкой кольцевой зона с азимутальным углом 360°. Панорамный зеркально-линзовый объектив может использоваться как панорамная насадка к фотоаппарату или видеокамере. [Патент РФ RU №2185645 С2, М.кл. G02B 13/06, 17/08 от 20.07.2002 г.]

Недостатком этого способа является невозможность получения стереопары одним кадром.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения стереоизображения, заключающийся в съемке объекта двумя телевизионными трубками, находящимися в одной камере с общим блоком управления, и поочередной передаче кадров от телевизионных трубок на кинескоп телевизора. Передающие трубки размещают в телекамере в горизонтальной или вертикальной плоскости и производят их точную юстировку в соответствии с определенными соотношениями. [Патент РФ RU №2087019, М.кл. G02B 27/22, G03B 35/08 от 10.08.1997 г. (прототип)]

Недостатком способа является ограниченное угловое поле (невозможность получения панорамы 360° одним кадром).

Целью изобретения является получение панорамного стереоскопического изображения (панорамной стереопары) одним кадром.

Поставленная цель достигается тем, что с помощью панорамных зеркально-линзовых объективов, расположенных вдоль единой оптической оси на расстоянии базы съемки, одновременно создаются два панорамных кольцевых изображения, эти изображения переносятся передающими объективами на соответствующие фотоматрицы видеокамер, создающих сигналы изображения (видеосигналы стереопар), при этом база съемки должна соответствовать темновому полю зеркально-линзового объектива.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан ход лучей в панорамном зеркально-линзовом объективе, на фиг. 2 показано кольцевое изображение пространства, на фиг. 3 приведена схема получения стереопары, на фиг. 4 показаны кольцевая и соответствующая прямоугольная стереопары.

Способ реализуется следующим образом.

На фиг. 1 показан ход лучей в панорамном зеркально-линзовом объективе. Изображение пространства объектов создается внутри объектива в форме кольца, расположенного внутри объектива. Точке А пространства объектов соответствует точка А' изображения, точке В - точка В'. Точки А и

В являются крайними в кольцевом угловом поле объектива ω. Угол охвата пространства при этом равен 2 ω0, часть которого занимает темновое поле объектива 2 ωт.

На фиг. 2 показано кольцевое изображение пространства, где отмечены указанные точки А' и В' и параметры кольцевого изображения, соответствующие угловым полям ω, 2 ω0 и 2 ωт.

На фиг. 3 приведена схема получения стереопары, где обозначены: 1, 2 - зеркально-линзовые объективы; 3, 4 - передающие объективы, 5, 6 - видеокамеры с фотоматрицами.

На фиг. 4 показаны кольцевая и соответствующая прямоугольная стереопары.

С помощью двух панорамных зеркально-линзовых объективов создают кольцевое изображение пространства. Объективы располагают вдоль оптической оси на расстоянии Δ - базе стереосъемки таким образом, чтобы первая видеокамера находилась в темновом поле второго зеркально-линзового объектива, а угловые поля ω первого и второго зеркально-линзовых объективов перекрывались, образуя зону съемки. Точке Р пространства соответствует точка в фокальной плоскости первого объектива и точка в фокальной плоскости второго объектива. Передающими объективами полученные изображения переносятся в плоскости фотоматриц видеокамер. В плоскости первой фотоматрицы точке Р пространства объектов соответствует точка изображения, в плоскости второй фотоматрицы точке Р пространства соответствует точка изображения. Точка Р пространства, находящаяся в зоне съемки, располагается по отношению к плоскости изображения, создаваемого первым зеркально-линзовым объективом, под углом ϕ1, a по отношению к плоскости изображения, создаваемого вторым зеркально-линзовым объективом, под углом ϕ2. По положению изображений точек и определяют углы ϕ1 и ϕ2. Координаты точек и определяют по видеоизображению, создаваемому соответствующими видеокамерами.

По углам ϕ1 и ϕ2 вычисляют радиус-вектор ρ как ,

где ϕ1 - угол между плоскостью изображения, создаваемого первым зеркально-линзовым объективом, и направлением на точку Р пространства,

ϕ2 - угол между плоскостью изображения, создаваемого вторым зеркально-линзовым объективом, и направлением на точку Р пространства,

Δ - база стереосъемки.

Пространственные координаты точки Р вычисляют по радиусу-вектору ρ, высотному углу ϕ и азимутальному углу α, отсчитанному в плоскости изображения от выбранного направления. Угол ϕ находится в пределах ω, а угол α в пределах 360°.

Полученная панорамная кольцевая стереопара может быть преобразована в прямоугольную форму. На фиг. 4 приведен пример кольцевой и прямоугольной стереопар, полученных описанным методом.

Способ панорамной стереосъемки, заключающийся в съемке объекта двумя видеокамерами, разнесенными в пространстве на базу стереосъемки и находящимися в одном корпусе с общим блоком управления, отличающийся тем, что видеокамеры оснащают панорамными зеркально-линзовыми и передающими объективами, создающими на фотоматрицах видеокамер изображение пространства в кольцевой зоне с полным охватом горизонта, базу съемки создают вдоль общей оптической оси видеокамер, первую видеокамеру располагают в темновом поле второго зеркально-линзового объектива второй камеры, при этом видеокамеры располагают таким образом, чтобы первая видеокамера находилась в темновом поле второго зеркально-линзового объектива, а угловые поля первого и второго зеркально-линзовых объективов перекрывались, образуя зону съемки.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к способам и системам обработки изображений и создания синтетических изображений. Способ и системы включают в себя получение первого изображения и второго изображения, первую отметку времени и вторую отметку времени, причем первое изображение и второе изображение изображают общий объект.

Устройство предназначено для получения широкозахватных снимков с возможностью управления величиной углового поля зрения и изменяемым масштабом изображения для отдельных участков (зон) снимка.

Видеосистема включает датчик со сверхполусферическим объективом и матрицей детекторов, блок обработки получаемых изображений и средство отображения для обработанных изображений.

Способ относится к оптическим стереоскопическим способам определения местонахождения объекта в окружающем пространстве. Интересующий участок окружающего пространства наблюдают двумя широкоугольными объективами в двух пространственно разнесенных точках.

Фотоприемник предназначен для получения единых цифровых фотоизображений мозаичного типа. Фотоприемник включает оптическую систему, содержащую, по меньшей мере, два объектива, и расположенный на ее фокальной поверхности фоточувствительный прибор в виде соответствующих числу объективов групп цифровых фоточувствительных матриц.

Способ включает фотографирование поверхности несколькими оптико-электронными фотоприемниками с частичным перекрытием получаемых субкадров, образующих кадр центральной проекции в виде полосы, ориентированной длинной стороной поперек направления движения носителя, получение кадров по мере движения носителя с их частичным перекрытием между собой и последующее объединение кадров в единое изображение.

Изобретение относится к панорамным оптическим средствам обнаружения объектов в окружающем пространстве в заданном телесном угле. .

Изобретение относится к устройствам для панорамной фотосъемки. .

Изобретение относится к аппаратуре для панорамной видеосъемки. .
Изобретение относится к области геодезии и может быть использовано для высокопроизводительной, качественной топографической съемки. Заявленный способ топографической съемки включает измерение угловых координат и расстояния от места измерения до визирной рейки.

Изобретение относится к аэросъемочным системам, а именно к модернизированной бортовой системе управления аэрофотосъемкой для пилотируемых воздушных судов (МБСУ АФС).
Изобретение относится к способу измерения объемов сыпучих материалов на открытых складах с применением воздушного оптического сканирования с беспилотных авиационных систем (БАС).

Изобретение относится к области оптических бесконтактных измерений геометрических параметров формы, положения, движения и деформации объектов в пространстве, в частности к ближней цифровой фотограмметрии и видеограмметрии, и может применяться для прецизионной калибровки видеограмметрических систем в научных исследованиях, машиностроении, строительстве, медицине, экспериментальной аэродинамике и в других областях.

Изобретение относится к области дистанционного мониторинга опасных природных процессов. Способ контроля положения фронтальной части ледника с находящегося на околокруговой орбите космического аппарата (КА) включает определение текущих параметров орбиты, съемку с КА ледника и неподвижных характерных наземных точек в моменты, взятые через задаваемый промежуток времени, и определение скорости движения фронтальной части ледника по получаемым изображениям.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокаторе с синтезируемой апертурой антенны (РСА). Достигаемый технический результат – измерение рельефа поверхности Земли и формирование цифровой модели рельефа с помощью РСА, установленного на борту носителя РСА.

Предложенный способ относится к области дистанционного мониторинга природных процессов, в частности роста и движения ледников. Способ определения положения фронтальной части ледника с находящегося на околокруговой орбите КА включает определение текущих параметров орбиты, съемку с КА ледника и неподвижных характерных наземных точек в моменты, взятые через задаваемый промежуток времени, и определение скорости движения фронтальной части ледника по получаемым изображениям.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к техническим средствам для обработки растений. Беспилотный робот с модулем для картирования урожайности содержит раму, колеса, систему управления и навигации с контрольно измерительными приборами, систему питания, технологический адаптер с модулем для картирования урожайности и бортовой компьютер.

Способ наблюдения наземных объектов с движущегося по околокруговой орбите космического аппарата (КА) относится к области дистанционного мониторинга природных и техногенных процессов.

Изобретение относится к способам радиометрической съемки земной поверхности и может быть использовано при проведении мониторинга рисовых оросительных систем. Сущность: выполняют панорамную космическую ИК-радиометрическую съемку поверхности земли со средним разрешением 100-200 м и периодичностью 12-24 ч.

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности, может быть использовано для панорамной стереоскопической фото- и видеосъемки, получения стереоизображений полостей труб, колодцев, шахт и т.п., по которым методами фотограмметрии могут осуществляться координатные измерения. Заявленный способ панорамной стереосъемки заключается в съемке объекта двумя видеокамерами, разнесенными в пространстве на базу стереосъемки и находящимися в одном корпусе с общим блоком управления, при этом видеокамеры оснащают панорамными зеркально-линзовыми и предающими объективами, создающими на фотоматрицах видеокамер изображение пространства в кольцевой зоне с полным охватом горизонта, базу съемки создают вдоль общей оптической оси видеокамер, первую видеокамеру располагают в темновом поле второго зеркально-линзового объектива второй камеры, при этом видеокамеры располагают таким образом, чтобы первая видеокамера находилась в темновом поле второго зеркально-линзового объектива, а угловые поля первого и второго зеркально-линзовых объективов перекрывались, образуя зону съемки. Технический результат заключается в получение панорамного стереоскопического изображения одним кадром. 4 ил.

Наверх