Стереофотограмметрический прибор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2702.81 (21) 3256390/18-10 (31} М. КП. с присоединением заявки №вЂ”

G 01 С 11/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (ЩУДК 528.778.44 (088. 8 ) Опубликовано 230183 Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 23.01.83

С» (1 (72) Автор изобретения

А.Н.Черний (71) заявитель (54 ) СТЕРЕОфОТОГРАММЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР

Изобретение относится к разделу фотограмметрии, точнее к приборам типа стереокомпаратора, и предназначено преимущественно для измерения цилиндрических рентгеновских снимков, например, рентгеновской стереопары трубопровода, с целью выявления и определения местоположения дефектов в стенке трубопровода.

Известен стереофотограмметрический прибор — интерпретоскоп, предназначенный для стереоскопического рассматривания, дешифрирования снимков и измерения разностей продольных параллаксов, состоящий иэ стола с прозрачным стеклянным экраном, на который помещаются снимки. Над столом закреплен бинокулярный микроскоп, имеющий две части — подвижную и неподвьжную. Подвижная перемещается по двум взаимно перпендикулярным направлениям, что позволяет рассматривать различные части стереопары. Увеличение бинокулярного микроскопа можно изменять с помощью панкратической системы и двух вэаимнозаменяемых объективов с различными фокусными расстояниями. Наведение марки бинокуляра на точку стереомодели производится четырьмя движениями подвижной части наблюдательной системы: совместными движениями левого и правого объективов в про— дольном и поперечном направлениях и движения одного объектива относительно другого в тех же направлениях. Перемещение одного объектива относительно другого в продольном направлении можно отсчитывать по шкале продольных параллаксов 1 1.

Недостатком интерпретоскопа является то, что он не имеет устройства для автоматического определения высот точек отснятого объекта.

Наиболее близким к предлагаемому является стереофотограмметрический прибор для измерения рентгеновских снимков, содержащий станину с неподвижной бинокулярной наблюдательной системой, снабженной измерительной маркой. На станине закреплены направляющие, по которым с помощью штурвала может перемещаться продольная каретка вдоль оси Х прибора. На продольной каретке установлена поперечная каретка, которая с помощью штурвала может перемещаться вдоль оси Y прибора. На поперечной каретке установлен осветитель типа негатоскопа, содержащий плоскопараллельное

991168 молочное стекло;, подсвечиваемое лампами накаливания. Над осветителем расположены два снимкодержателя, адин иэ которых закреплен на параллактИческой каретке, которая может перемещаться, винтом вдоль оси X прибора. На головке винта закреплена шкала высот, выполненная с учетом геометрических параметров стереорент-. генографии, что позволяет исключить математические расчеты при определении глубины залегания точек объек.та (2 3.

Недостатком стереофотограмметрнческого прибора является то, что его конструкция не позволяет проводить измерения цилиндрических рентгеновских снимков.

Цель изобретения - обеспечение автоматизации процесса измерения высот точек объекта по цилиндрическим рентгеновским снимкам.

Поставленная цель достигается тем, что в стереофотограмметрическом приборе, содержащем станину с неподвижной бинокулярной наблюдательной системой, снабженной измеритель- 25 ной маркой, продольную каретку, перемещаемую вдоль оси Х прибора, на которой расположена поперечная каретка, перемещаемая вдоль оси g прибора, с двумя осветнтелямн и сним- ЗО кодержателями, один иэ которых вы-, полнен с возможностью перемещении параллактическим винтом вдоль оси Х прибора, и отсчетную систему, отсчетная система выполнена в виде реоста- Я5 та с равномерным сопротивлением двуплечего подпружиненного рычага, плоскопараллельной пластины с пазом, имеющим криволинейную поверхность, и стрелочного индикатора, причем рео- 4О стат закреплен вертикально к плоскости. снимкодержателя на параллактической каретке, подвижный контакт реостата закреплен на одном из плеч подпружиненного рычага, установленного на поперечной каретке, другое нлечо которого упирается в криволинейную поверхность паза, плоскопараллельная пластина жестко закреплена на продольной каретке, параллельно оси Y прибора, а реостат электрически соединен с источником постоянного напряжения и стрелочным индикатором, при этом криволинейная поверхность паза определяется иэ уравнения Y, 55

Р

ВРВ 1-co5— в к - k <- .

2 Я 1 1(1

R где .  — базис съемки;

- фокусное расстояние снимка, Щ б радиус снимка;

Y - ордината. точки снимка;

k - -длина плеча рычага от оси вращения до криволинейной поверхности паза Y = О. 65

При этом реостат имеет форму трех гранной призмы, с одним иэ ребер которого взаимодействует подвижный контакт.

На фиг. 1 изображен предлагаемы прибор, вид сверху, на фиг. 2 — вид

А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — вид В на фиг.1, на фиг. 5 — электрическая схема отсчетного устройства на фиг. 6 - схема к выводу формулы криволинейной поверхности паза; на фиг. 7 — форма криволинейного паза.

Стереофотограмметрический прибор содержит станину 1, в основании которой закреплены направляющие 2, на которых установлена продольная каретка 3. Штурвалом 4 каретку 3 можно.перемещать вдоль оси Х прибора.

На продольной каретке 3 закреплены направляющие 5, на которых находится поперечная каретка 6. Штурвалом 7 закреплены снимкодержатели левого 8 и правого 9 снимков. Каждый снимкодержатель имеет плоскопараллельное молочное стекло 10, подсвечиваемое лампами дневного света (не показаны), Левый 8 снимкодержатель закреплен жестко на каретке 6, а правый снимкодержатель 9 закреплен подвижно на направляющих 11 и может смещаться вдоль оси Х прибора при вращении параллактнческого винта 12. Левый

13 и правый 14 рентгеновские снимки устанавливаются по координатным меткам соответственно на левом 8 и правом 9 снимкодержателях и .фиксируются плоскопараллельным стеклом 15.

Снимки рассматриваются через зеркально-линзовый стереоскоп 16 жестко закрепленный посредством кронштейна

17 на станине 1. Стереоскоп 16 имеет два идентичных оптических канала, каждый из которых содержит внутреннее 18 и внешнее 19 зеркала, между которыми расположена линза 20. Б центре внешние зеркала 19 имеют полупрозрачное покрытие, что позволяет наблюдателю одновременно с иэображением снимков видеть .световую точечную марку,.образованную электрической лампочкой 21, светофильтром

22 и точечной диафрагмой 23.

Прибор имеет отсчетные шкалы 24 и 25 для измерения координат Х и У левого рентгеновского снимка 13 и специальное отсчетное устройство для определения высот точек отснятого объекта. Это устройство содержит проволочный реостат 26 с равномерным сопротивлением, выполненный в форме трехгранной призмы. Реостат

26 закреплен на каретке 27, выполненной иэ диэлектрического материала, которая соединена с направляющей

28 посредством юстировочного винта

29. Направляющая 28 закреплена посредством кронштейна 30 на корпусе

991168 правого снимкодержателя 9, который также выполняет функции параллакти.ческой каретки. Реостат 26 расположен перпендикулярно плоскости стекла 10 снимкодержателя 9.Подвижный контакт 31 реостата 26 закреплен на подпружиненном (пружина 32) плече рычага 33, установленном посредством стойки 34 на поперечной каретке 6.

Ось 35 рычага 33 также подпружннена.

Другое плечо рычага ЗЗ .опирается в криволинейную поверхность 36 паза .37, выполненного в плоскопараллельной пластине 38, закрепленной на продольной каретке 3 параллельно оси Y прибора. Изгиб криволинейной поверх- 15 ности 36 паза 37 характеризуется формулой

QRt 1- cos—

1 где  — базис съемки; . — фокусное расстояние сним-, ка;

R - радиус снимка;

Y - ордината точки снимка; 25

- длина плеча рычага от оси вращения до криволинейной поверхности паза при Y- =О.

При перемещении .поперечной карет- . ки 6 рычаг 33 разворачивается вокруг 39 оси 35, что .вызывает смещение подвижного конт.кта.31 по отношению реостата 26. Подвижный контакт 31 смещается по отношению реостата 26 и при вращении параллактического З5 винта 12.

Один конец реостата 26 соединен проводом 39 с одной иэ клемм стрелочного индикатора 40. Другой конец реостата 26 соединен проводом 41 с 40 источником 42 -постоянного напряжения (батареей ), другой. полюс которого соединен через переменное сопротивление 43 с индикатором 40.

Подвижный кон акт 31 реостата 26 сое- „ динен через корпус прибора 44 с другой клеммой индикатора 40. В приборе стрелочный индикатор 40 закреплен на кронштейне 17 над стереоскопом 16.

Рассмотрим теорию отсчетного уст- -® ройства..

Высоты точек внутренней структуры объекта могут быть определены по стереопаре цилиндрических рентгеновских снимков иэ следующей зависимости

f -R 1-cos — hp где f - фокусное расстояние снимка;

R - радиус снимка,  — базис съемки;

Y - ордината точки снимка; др — разность продольных паралаксов.

В реальных условиях съемки, например трубопровода, В р, что позволяет записать зависимость (1 ) в упрощенном виде

f.-A 1-cos — hp

-И

В стереофотограмметрическом приборе отсчетное .устройство автоматичес-. ки решает зависимость (2 ).

Принцип работы отсчетного устрой.ства.

В формуле (2 ) содержатся три постоянные (f R В ) и две переменные (др и Y } величины.

В отсчетном устройстве в качестве измерительной линейки используется проволочный, реостат с равномерным сопротивлением, а отсчет снимается посредством подвижного конта та.

Пусть Y= 0 и реостат 26 и подвижный контакт 31 занимают позицию (сплошная линия, на Фиг. б ) h р. ОИ..

При этом иа основании формулы (2)

h - hp, а на основании геометрии

В (фиг. б ) h ° й2 Ой 9 р следовательно tg р, - - (3).

Наведем. йэмерительную марку бинокуляра при том же положении винта параллаксов (р Ой ). на точку, ордината которой отличается от О (УфО ).

При этом произойдет смещение поперечной каретки б и рычаг 33 под давле- . нием криволинейной поверхности Зб развернется на угол hg и займет положение, отмеченное пунктиром (фиг.б ).

Определим форму криволинейной поверхности 36 паза, т.е. зависимость ,величины S от У, которая необходима для решения зависимости (2 ).

Иэ ДНОЕ

h tg(f5-Рр) hp. (4)

Сравнивая зто выражение с форму1лой (2 ), получим

f- R 3-cos — J Y 1 1 (В-.Р,)= (S) .Известно, что 10

% Р.@o)

Из аотi tghp — „.. (I)

Введя формулы (3 ) и (7 ) в формулу (6 ), получим

У s

8 М

И ф0 4Р) У = В„„(8)

1» — -—

8 4

991168

С учетом (5 ): запишем

81(+ f 5

После преобразования получим окончательную зависимость

8й k 3- oоз—

Ь +f — Ей 1-cos — ) Я!

Криволинейная поверхность паза, рассчитана для К = 100, f = 300,мм, (Ь = 100 мм и k = 150 мм (фиг. 7 ).

Стереофотограмметрический прибор 15 работает следующим образом.

Вначале производится юстировка отсчетного устройства по тест-снимкам полученным в тех же геометрических условиях, что и рабочие снимки. На 20 тест-снимках имеются контрольные точки с известнымн высотными отметками.

Тест-снимки устанавливаются на снимкодержателях и ориентируются по координатным меткам. После этого 25 штурвалом 7 поперечная каретка 6 смещается до отсчета по шкале 25

Y = О, с параллактическим винтом 12. правый снимкодержатель 9 смещается до отсчета.по шкале стрелочного ин- 30 дикатора 40, равного О. В этом положении ребро реостата 26, по которому скользит подвижный контакт 31, должно проходить через ocr. 35 рычага 33

После этого штурвалом .7 перемещают З5 каретку 6 вдоль оси Y по всей длине шкалы 25. Если при этом стрелка стрелочного индикатора смещается, то юстировочным винтом 29 смещают реостат

26 и добиваются постоянства нулевого О отсчета при движении каретки 6. После этого наводят измерительную марку бинокуляра на контрольные точки с известными высотными отметками и производят калибровку шкалы стрелочного индикатора 40. Потенциометр 43 предназначен для регулировки дианаэона измерений.

После окончания юстировки прибора производят измерение рабочих снимков.

Для этого снимки устанавливаются в

I снимкодержатели Прибора и ориентируются по координатным меткам. После наведения измерительной марки стереоскопа на искомлй элемент, например, раковину в стенка трубопровода, сни- Ы мают отсчеты Х и У по шкалам 24 и

25, а местоположение дефекта по высоте определяют по шкале индикато-.. ра 40.

Формула изобретения 60

1. Стереофотограмметрический при» бор, содержащий станину с неподвижной бинокулярной наблюдательной системой, снабженной измерительной маркой, продольную каретку, перемещаемую вдоль оси Х прибора, на которой расположена поперечная каретка, перемещаемая вдоль оси У прибора, с двумя осветителями и снимкодержателями, один из которых выполнен с возможностью перемещения параллак=-тическнм винтом вдоль оси Х прибора, и отсчетную систему, о т л и ч а юшийся тем, что с целью автоматизации процесса измерения высот по цилиндрическим рентгеновским снимкам, отсчетная система выполнена в виде реостата с равномерным сопротивлением, двуплечего подпружиненного рычага, плоскопараллельной плас- тины с пазом, имеющим криволинейную пов рхность, и стрелочного индикатора, причем реостат закреплен вертикально к плоскости снимкодержателя на параллактической каретке, подвижный контакт реостата закреплен на одном из плеч подпружиненного рычага, установленного на поперечной каретке, другое плечо которого упирается в криволинейную поверхность пааа, плоскопараллельная пластина жестко закреплена на продольной каретке ma-. раллельно оси M Прибора, а реостат электрически соединен с источником постоянного напряжения и стрелочным индикатором, при этом криволинейная поверхность паза определяется из уравнения где 8 — базис с ъемки; фокусное расстояние снимка; и — радиус снимка;

Y - ордината точки снимка; — длина плеча рычага от оси вращения до криволинейной поверхности паза.при Y = О.

2. Прибор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, реостат имеет форму трехгранной призмы, с одним иэ ребер которого взаимодействует подвижный контакт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобир Н.Я., Лобанов A.Н., Федорук Г.Д. Фотограмметрия. И.,"Недра"-, 1974, с. 33.

2. Феоктистов В.И. Рентгеновское изображение, его метрические свойства и их применение в клинике. Л., 1966, с; 170 (прототип ).

991168

3S Зб 37

Составитель В.Васильев

Редактор Н.Бобкова Техред С.Мигунова Корректор Г. Решегник

Заказ 107/54 Тираж б00 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4