Способ фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о1,746186

::ПТа п,, "i (Г> l

Ф4Щ дй " ° "" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020378 (21) 2585937/18-10 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 0707.80. Бюллетень Hо 25

Дата опубликования описания 070780 (51) М. Кл.

G 01 С 11/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 528. 711. . 1(088.8) (72) Авторы изобретения

П.Д. Амромин, А.И. Баринов, A.Ï. Гончаров, Д.A. Новожилов и И.М. Павлов ) (71) Заявитель

Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (54) СПОСОБ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ НЕДЕФОРМИРУЮЩЕГОСЯ

0EbEKTA

-.: Изобретение относится к фотограмметрии, в частности к фотограмметрическому определению параметров движения.

Известен способ излучения движения недеформирующегося (твердого) тела методом стереофотограмметрии.

Способы стереофотограмметрического определения параметров давления включают установку фотокамер, измерение базиса съемки, синхронное фотографирование двумя фотокамера-. ми объекта давления, измерение кар- тинных координат точек изображения объекта на стереопаре, определение 15 пространственных координат точек объекта на различные моменты времени и нахождение параметров движения по пространственным координатам (1). 20

Недостатками известных способов определения параметров движения являются сложность процесса съемки, вызываемая необходимостью испольэо- 2з вания двух калибровочных съемочных камер, а также невысокая точность определения пространственных координат и, следовательно, параметров движения, обусловленная погрешностями 30 синхронизации затворов съемочных камер .

Известен способ стереофотограмметрической съемки подвижных объектов, включающий создание опорной сети, фотографирование одной съемочной камерой иэображений объекта и опоры в двух зеркалах, измерение картинных координат точек объекта и нахождение по координатам параметров движения (2).

Недостатком способа является сложность процесса съемки, вызываемая необходимостью получения стереопары зеркальных иэображений, для чего необходимо устанавливать, кроме камеры, два зеркала с таким расчетом, чтобы объект съемки находился между зеркалами и фотокамерой.

Кроме того, в существующем способе точность определения параметров движения во многом зависит от качества и параметров зеркал.

Целью изобретения является упрощение.процесса съемки и повышения точности определения параметров движения.

Поставленная цель достигается тем, что размещают точки опорной сети непосредственно на объекте, пе746 18б A сл

У .-ч

С4

zs 2с 4 ач ° =A. y ° -v

» pi+4 сл

z . .-z

s + с>

3 ремещают опорную сеть вместе с объектом, образуют квазиснимки под условием относительности движения съемочной камеры к объекту съемки, определяют элементы внешнего ориентирования каждого квазиснимка и находят по элементам внешнего ориентирования параметры движения.

На фиг. 1 показана принципиальная схема получения изображений движения объекта на один снимок на фиг, 2 — схема получения квазиконгерентных снимков, >

На поверхности твердого тела замаркиронан ряд точек (фиг. 1 и 2 точки А и В), координаты которых до начала движения определяют геодезическим методом в неподвижной (инерциальной) системе координат хчл .

С телом связана система координат х<у з;, начало которой н зависимости от условий эксперимента может быть совмещено с полюсом вращения тела С, центром тяжести, центром масс или любой другой точкой, а оси могут быть направлены по строительным осям конструкции. Координаты опорных точек А и В объекта; занимающего в пространстве 1,2,и 3 и т.д. позиций, в системе координат х y z. остаются неизменными. Взаимное положение систем координат хсусз и х у z определяются углами p,q иЧ (Фиг. 1) .

Опорные точки A и В объекта на разные зафиксированные моменты времени через объектив S проектируЮт в плоскость снимка Р в виде точек а b«a b« . z b«и т.д. По измеренным координатам на снимке P точек а Ь и геодезическим координатам точек A и В объекта в позиций

2 образуют мнимый снимок Р полученный из мнимого центра S (фиг.2).

Такой снимок можно получить путем возвращения объекта иэ позиции 2 в позицию 1, не нарушая сняэи проектирующих лучей. Анапогичным путем образуют следующий кваэиснимок Р и т.д. Если объект займет N положений в пространстве и столько же получит иэображений на снимке P то можно получить (0-1) мнимых снимков (кваэиснимков) .

Таким образом, используя принцип ,относительности движения, т.е. считая, что перемещается не тело, а центр проекции S получают мнимые

:центры проекций S«S,...,S„(ôèã.2) .

Так как положение квазиснимков зависит ot положения тел для зафиксированных моментов времени, то элементы внешнего ориентирования этих- снимков зависят от параметров движения. Следовательно, определив эйементй "йнЗИнего" о)5йентйрованйя квазиснимков, можно затем перейти к элементам параметров движения.

Угловые элементы внешнего ориентирования кнаэиснимкон находят путем их калибровки. Тогда углы по ворота между двумя позициями тела равны

> l > >- >

Я =и) -и +л

l4л 1 Ф где 1 — номер позиции тела.

Ф,ьо,.)(— угловые элементы внешнего

tp ориентирования кназиснимков.угловые скорости, отнесенные к осям поворота, соотнетственно составляют

Р

Р =Б

>> >-Д ) ф

Ц, 20 Проекции общей угловой скорости на оси подвижной системы Х У Е равны.

mê= i c q + Pms4einq ;

tv = уЖ М- pcosgcosV

25 м =Ч - pliny.

Линейное перемещение тела (полюса вращения) при переходе иэ одной позиции в другу1о (фиг. 1) равно

35 где Х ау аЕ! — Линейн е перемещение тела (полюса вращения) из позиции 1, в позицию(1+1);

Х@, Х, 4,..., Zsi t 4 -координаты центров проекций кваэиснимков;

Хc q Ус „Z с, — к оорди н аты полюс а

40 вращения в первой позиции тела

A — матрица направляющих косинусов для углов поворота тела из в пдэицию (1+1) .

Зная перемещения полюса вращения тела, получают линейные скорости за временной интервал i t.

Способ осуществляют при стробоскопической съемке или съемке на отдельные кадры неподвижной камерой щ движущихся твердых (недеформирующихся) объектов, совершающих поступате)тьное и вращательное движение.

Изобретение позволяет уверенно определять параметры движения не 5 деформирующегося .объекта при помощи съемки одной камерой.

Использование способа фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта

gp обеспечивает воэможность получения параметрон движения с помощью одной съемочной камеры беэ использования дополнительных зеркал; повышение точности получения параметрон движения за счет исключения пог746186

Заказ 4093/13

Подписное

Решностей синхронизации работы затворов.

Формула и з обретения

Способ фотограмметрического определения параметров движения недеформирующегося объекта, в ключающий создание опорной сети, фотографирование объекта съемки одной камерой, фиксирование интервалов времени, измерение координат точек изображений йа снимках, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью упрощения процесса съемки и повышения точности определения параметров движения, размещают точки опорной сети непосредственно на объекте, перемещают опорную сеть вместе с объектом, образуют квазиснимки под условием относительности движения съемочной камеры к объекту съемки, определяют элементы внешнего IîðèåíòèðîâàíÈÿ каждого квазиснимка и находят по элементам внешнего ориентирования параметры движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лобанов А.Н. Бруевич П.Н.

Наземная стереофотограмметрическая съемка. Геодезия и аэросъемка .

Итоги науки и техники ° 1974> 910, с. 7-19.

2. Авторское свидетельство СССР -.

9 502222, кл. G Ol С 11/04 06.06.74.

3познцню

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная,41