Способ фотограмметрической калибровки систем оптического сканирования

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

1 С 11/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

К 528. 711.

1.089.6 (088. 8) (72) Автор с изобретения

В.И. Юров

Институт космических исследований AH СССР (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ КАЛИБРОВКИ

СИСТЕМ ОПТИЧЕСКОГО СКАНИРОВАНИЯ

Изобретение касается фотограм метрии и может быть использовано прИ оптических испытаниях съемочных устройств.

Известен способ фотограмметрической .калибровки съемочных фотока" мер путем измерения горизонтально-. го и вертикального углов на точечные марки эталонированной решетки, совмещенной с задней фокальной плос" костью фотокамеры, поступательно перемещаемым перед объективом теодолит.:м, горизонтальный лимб которого ориентирован относительно базовой линии. В этом способе фотограммет-" рические параметры с;емочного устройства определяются в результате решения пространственной засечки связки лучей, совпадающей с направлениями визирования инструментом на точеч- >О ные марки эталонированной решетки, . расположенной в поле кадра фотокамеры (1).

В отличие от кадровых съемочных. устройств построение связки лучей съемочной сканирующей системой происходит не в один и тот же мо" мент времени, а последовательно в соответствии с угловой скоростью развертки луча. Кроме того в поле ЗО изображения сканирующего устройства отсутствует сеть точечных марок эталонированной решетки, используемая для целей калибровки кадровых съемочных устройств ° Поэтому этот способ не позволяет калибровать следующие параметры системы оптического сканирования: элементы ориентации плоскости канала съемки, ограниченной крайними виэирными лучами съемочного устройства, в осях базовой системы координат, продольную и поперечную составляющие дисторсии элементов строки изображения вдоль линии сканирования, угол обзора, а также частоту сканирования.

Цель изобретения - повышение точности координатной привязки элементов изображения.

Для этого по предложенному способу вместо измерения направлений на точечные марки эталонированной решетки, используемых для расчета фотограмметрических параметров съемочной камеры, выполняется калибровка строки сканирования уте определения пространственйого положения сканирующего луча и его угловой скорости вдоль профиля сканирования в осях базовой системы координат.

717534

4 с с (e = -1 — -(Й +й) )ccx yi с Т.,"2 д где )- — угол между осью вращения

5 инструментов и касательной к профилю сканирования в точке измерения.

Ка основе данных определения координат сканирующих направлений

10 визирования съемочного устройства и-их скорости выполняется расчет фотограмметрических параметров сис темы оптического сканирования.

На чертеже приведена схема, поясняющая предложенный способ.

Перед системой 1 оптического сканирования-устанавливают коллиматор 2 и плоское зеркало 3. При их угловом вращении соответственно д) в Ппоскостях ХОУ и 2ОХ, ХОУ и ZOX пучок лучей 4 автоколлиматора после отражения от зеркала 3 преобразуется в связку лучей 5. Часть иэ-них имеет общую точку пересечения, совпадающую с точкой схода сканирующих лучей 1. Величина yr" лов вращения 3 и 2 выбирается так, чтобы пучок б визирных направлений ! ,сканирования съемочного устройст.ва находился в области пучка 5 °

30 Перед измерением направления луча коллиматора и нормали к плоскости зеркала в момент совмещения отраженного от зеркала 3 луча 2 с произвольным направлением скани35 рования отсчеттные оси этих инструментов ориентируют относительно осей базовой системы координат.

Последовательно совмещая отраженный от зеркала 3 луч коллиматора с направлениями визирования съемочного устройства вдоль профиля сканирования, измеряют интервал времени между моментами совмещения луча коллиматора со смежными направлениями сканирования соответствующим измерителем времени, коордйнаты нормали к зеркалу 3 и луча 2 в базовой системе координат, а по результатам этих измерений вычисляют координаты направлений сканирования и их ско5О ростb B осях базовой системы координат. На основании полученных результатов выполняют расчет фотограмметрических параметров системы оптического сканирования.

Формула изобретения ния, расположенной перпендикулярно 60 . первой, соответственно со скоростью ж з и о к . Измеряя интервал временй Т между момейтййи совм щВЖП луча коллйматора со Смежными направлениями сканирования, вычисляют 65

Перед съембчйым сканирующим устрой- ством устанавливают коллиматор"и плоские зеркало. При их угловом вращении относительно параллельных осей вращения с различной скоростью за известный период времени от плоскости зеркала отражается последовательная связка лучей, пере-. .секающихся в некоторой точке пространства. Плотность этих лучей и величина угла между граничными направ-. лениями зависит от переода времени, за который восстанавливается последовательная связка лучей, и разности угловых скоростей вращения-;-коллиматора и плоскости зеркала.

Если ось вращения коллиматора и плоского зеркала расположена под небольшим углом к профилю сканирования и узловая точка пересечения последовательно восстанавливаемой связки отраженных лучей коллиматора совмещена с точкой схода направлечий сканирования съемочного устройст

-, ва, то при вращении плоского зеркала со скоростью и — сС, 2fc где Й вЂ” скорость сканирования съемочного устройства; с< — величи íà ìò Háâåííoão поля зрения сканирующей системы, и коллиматора со

-скоростью где p — угол обзора сканирующего съемочйого устройства, обеспечивается последовательный разворот и пространственное перемещейие луча коллиматора до момента его совмеще ния с одним иэ найравлений сканирования съемочного устройства. Ориен. тируя отсчетные оси инструментов вдоль соответствующих осей системы координат, выполняется измерение координат луча коллиматора д и нормали к плоскости зеркала Ъ и по =:;-:=- -.результатам этих измерений вычисляются координаты направления сканирования в базовой системе координат С а с cos 2 A в с = cosA а (вхс) = О где а.в .- cos A

Чтобы совместить отраженный от плоскости зеркала луч коллиматора с другим направлением сканирЬвания, выполняют. вращение этих инструментов относительно второй оси вращескорость сканирования съемочного устройства на этом участке строки

Способ фотограмметрической калибровки" систем оптического скайирования путем определения направления луча коллиматора, отсчетные оси которого ориентированы относительно осей базовой системы координат, совпадающих с зизирным лучом сканирования, отличающийся

5,, 717534 4 сставитель В. Васильев

Редактор A. Шмелькин Техред Н.Бабурка орректо . а

Заказ 9823/5

/ 5 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП патент, r. Ужгород, ул. Проектна тем, что, с целью повышения точности координатной привязки элементов изображения, вдоль осей базовой сис" темы координат ориентируют отсчетййе оси коллиматора и плоского зеркала. производят их угловое вращение относительно взаимно перпендикулярных осей вращения, обеспечивающих последовательное перемещение и разворот отраженного от плоскости зеркала - луча коллиматора в поперечном и продольном по .отношению к профилю" сканирования направлениях, луч коллиматора совмещают с направлением сканирования, измеряют это направление в осях базовой системы координат, измерителем времени определяют интервалы времени между моментами совмещения луча коллиматора с предыдущим и последующим направлениями сканирования последовательно вдоль профиля сканирования и вйполняют расчет фотограмметрических параметров системы оптического сканирования.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское .свидетельство СССР

9 363065, кл. G 03 В 43/00, 1971.