Лобанов А.Н. Фотограмметрия

Подождите немного. Документ загружается.

создает большие удобства при трансформировании целого фильма,

так как исключается поворот кассеты.

Элементы трансформирования для ФТМ. можно найти так. По

формулам (11.16) вычислим углы

ц>

и ср

. Затем найдем ср = ср

+Ф„.

По формулам (11.19) получим а и а'. Учитывая, что на данном фо-

тотрансформаторе обрабатываются только плановые снимки, можно

считать, что

ц>х

= ф СОЗ х; ср„

= фр соз х; )

(11.41)

г/

=ф51ПХ; фр(

=фр5ШХ. )

Это следует из рис. 151, на котором малые повороты представлены

в виде векторов на соответствующих осях. Продольную и попереч-

ную децентрации подсчитаем по

формуле (11.23), подставив в нее

Ф* и ф

вместо ф.

Из восьми элементов транс-

формирования оператор устанавли-

вает пять — ф

, ф

, а', 8

, 8

Элементы ц

рх

, <р

ру

и а вводятся

масштабным и перспективными

инверсорами.

- На рис. 150 стрелками пока-

заны движения основных частей

фототрансформатора, соответству-

ющие элементам трансформиро-

вания.

На рис. 152 представлен общий

вид малого фототрансформатора

и его основные части: станина,

несущая карданную раму экрана;

колонка с вертикальными направ-

ляющими скрепленная со стани-

ной; объектив; каретка объекти-

| ва; каретка снимка с кассетой и

! устройствами для децентрации

| снимка; масштабный ленточный

инверсор; два перспективных тан-

генциальных инверсора и осве-

титель.

Каретка объектива перемещается по вертикальным направляю-

щим при помощи ножного штурвала. При этом масштабный инвер-

сор соответственно смещает каретку снимка по тем же направляю-

щим.

Экран наклоняется при помощи ручных штурвалов вокруг двух

взаимно перпендикулярных осей. Наклоны экрана приводят в

действие перспективные инверсоры, которые поворачивают объек-

тив вокруг двух взаимно перпендикулярных осей так, чтобы пло-

скости экрана, объектива и снимка пересекались по одной прямой.

Осветитель подвешен на кронштейне, прикрепленном к каретке

Рис. 152

190

объектива. Он состоит из ртутной лампы и рефлектора, имеющего

форму эллипсоида вращения. В верхнем фокусе его находится

лампа, а в нижнем — центр зрачка объектива.

Снимок (негатив) помещается в кассете между прижимной и по-

кровной плоскопараллельными стеклянными пластинами. Кас-

сета позволяет обрабатывать как одиночные снимки, так и целый

фильм. Над кассетой установлено матовое стекло.

Прибор снабжен линейными и угловыми шкалами, по которым

можно учесть движения основных частей.

Основные характеристики фототрансформатора ФТМ

Формат снимков До 30X30 см

Объектив «Луч» Р = 180 мм, 1 : 6,8

Коэффициент трансформирования снимка От 0,7 до 2,5

Размер экрана 60X60 см

Наклон экрана До 15°

Поворот снимка 0°

Продольная и поперечная децентрации ±50 мм

Мощность источника света 150 Вт

Размеры прибора 1,14X0,95X2,5 м

Поверки фототрансформатора ФТМ. После установки прибора

и периодически в процессе его эксплуатации выполняют следующие

поверки.

1. Горизонтальность кассеты. Поверка выпол-

няется при помощи цилиндрического уровня, который устанавли-

вают на прижимную пластину кассеты. Пузырек уровня приводят

на середину, действуя подъемными винтами станины. После этого

вертикальные направляющие станины должны занять отвесное поло-

жение, в чем следует убедиться при помощи угольника с уровнем.

Если это условие не выполняется, то причину неисправности устра-

няют.

2. Равномерность освещения изображе-

ния на экране. Поверка производится так же, как в боль-

шом фототрансформаторе.

3. Поверка масштабного инверсора. Поверка

выполняется при полном отверстии объектива и горизонтальном

положении экрана и главной плоскости объектива.

Экран приводят в горизонтальное положение по цилиндриче-

скому уровню при помощи ручных штурвалов. Главную плоскость

объектива устанавливают горизонтально тоже при помощи цилин-

дрического уровня, который кладут на торец оправы объектива.

При этом объектив поворачивают юстировочными винтами, отклю-

чив гибкие валы перспективных инверсоров.

Резкость изображения на экране проверяют визуально. Если

она недостаточна, необходимо выполнить юстировку масштабного

инверсора.

Масштабный инверсор юстируют при коэффициенте трансформи-

рования, равном 1. В этом случае оси цилиндра С и ролика т'

(см. рис. 144) должны находиться на одной высоте. Расстояние

191

между осями должно быть равно фокусному расстоянию объек-

тива. Главная плоскость объектива должна занимать среднее по-

ложение между плоскостью прижимного стекла кассеты и экраном.

Чтобы выполнить эти условия, поступают следующим образом.

На прижимное стекло кассеты кладут контрольную сетку эмуль-

сионным слоем вниз. Действуя ножным штурвалом, участок сталь-

ной ленты между роликом т' и цилиндром С приводят в горизон-

тальное положение по цилиндрическому уровню, который устанав-

ливают на ленте. Затем измеряют штангенциркулем расстояние

между роликом и цилиндром. Если оно не равно Р, то, ослабив

винты, скрепляющие цилиндр с кареткой объектива, перемещают

цилиндр вдоль горизонтальных прорезей, пока расстояние между

осями ролика т' и цилиндра С не будет равно Р, после чего винты

закрепляют.

Наблюдают изображение контрольной сетки на экране. Если

оно нерезкое или коэффициент трансформирования не равен 1, то

главная плоскость объектива не находится посередине расстояния

между плоскостью прижимного стекла и экраном. Тогда укорачи-

вают или удлиняют ленту присоединенную к цилиндру. Для этого

ослабляют зажимной рычаг юстировочного винта и, вращая винт,

повертывают цилиндр, чтобы изображение контрольной сетки на

экране было резким, а размеры изображения не отличались от раз-

меров оригинала. Котировочный винт закрепляют зажимным ры-

чагом. Теперь при вращении ножного^штурвала резкость изобра-

жения на горизонтальном экране должна сохраняться, в чем сле-

дует убедиться. Если при этом резкость изображения будет заметно

нарушаться, то неисправности устраняют.

4. Поверка перспективных инверсоров.

Гибкие валы присоединяются к соответствующим кареткам. Рез-

кость изображения на экране проверяют при полном отверстии

объектива, максимальных углах наклона экрана и различных зна-

чениях коэффициента трансформирования. Если резкость изобра-

жения недостаточная, то следует провести юстировку перспектив-

ных инверсоров. Для этого следует установить равенство расстоя-

ний г' в обоих инверсорах (см. рис. 147). Юстировка выполняется

при коэффициенте трансформирования, равном 1.

Если после этой юстировки резкость изображения не восстанав-

ливается, то неисправности устраняют.

Недостаток фототрансформатора ФТМ •— отсутствие приспособ-

лений для автоматического введения децентраций и трансформиро-

вания снимков по установочным элементам.

§ 73. Фототрансформатор 5е§-У ^

5е§-У — фототрансформатор второго рода, разработан фирмой

«Цейсс—Аэротопограф» * для трансформирования плановых сним-

ков. Две модели этого прибора показаны на рис. 153, а, б.

* Внастоящее время изготовляется фирмой «Оптон» (ФРГ).

192

Конструктивной осью прибора служит оптическая ось объек-

тива. Поэтому объектив имеет только поступательное движение

вдоль вертикальных направляющих, а главная плоскость его го-

ризонтальна.

Экран можно наклонять вокруг двух взаимно перпендикуляр-

ных осей.

Плоскость снимка перемещается по вертикальным направляю-

щим и наклоняется в двух взаимно перпендикулярных направле-

ниях. Кассета имеет два движения в плоскости снимка для введе-

ния продольной и поперечной децентраций.

ШШш

ЯЛ

Н1Ш11Ш1'

1Р

•тив*

Рис. 153

Таким образом, в приборе применена первая система элементов

трансформирования ср„, ц>

еу

, ц>

рх

, ц>

рУ

, А, й', 8

, Ь

, отличаю-

щаяся от описанной в § 68 тем, что вместо углов наклона экрана

и объектива и вместо децентрации снимка используются их состав-

ляющие по двум взаимно перпендикулярным осям. Это позволило

исключить поворот кассеты.

Из восьми элементов трансформирования оператор устанавли-

вает только три: ср

ех

, ср

ед

и й'. Остальные вводятся автоматически:

углы ц>

рх

и ф

рУ

— перспективным инверсором Карпантье, расстоя-

ние

с1

— масштабным лекальным инверсором, децентрации 8

б„ — децентрационным инверсором.

Углы ф

и ф

можно найти по формулам (11.16). Зная эти эле-

менты, получаем подформуле (11.41)

Фм =

ФЕ

С08 х;

ФЕД =

Фе

81П Х;

7 Зак. 1505

Фрх =

Фр

сое х;

фРУ = фр

51П

193

Расстояния й и сГ вычислим по формулам (11.13) и (11.14), а

децентрации 8

и — по формуле (11.18), используя углы

и вместо ф

Из выражения (11.18) следует, что при данном значении фокус-

ного расстояния снимка / децентрация зависит от двух перемен-

ных — угла наклона экрана и коэффициента трансформирования

снимка, так как фокусное расстояние объектива постоянно.

Децентрационный инверсор состоит из счетно-решающего уст-

ройства механического типа и трансляционного электрического

устройства. Первое устройство вычисляет продольную и попереч-

ную децентрации в зависимости от углов наклона экрана и коэффи-

циента трансформирования. В этом устройстве устанавливается

фокусное расстояние снимка /. Второе устройство передает на кас-

сету вычисленные децентрации. При этом смещение кассеты осу-

ществляется сервомоторами. Децентрационный инверсор можно

отключить и вводить децентрацию вручную.

Осветительное .устройство имеет ртутную лампу и конденсор.

Конденсором служат две линзы Френеля, позволившие умень-

шить размеры осветительного устройства по сравнению с освети-

телями, примененными в фототрансформаторах ФТБ и ФТМ.

На держателе объектива укреплен экспонометр для автомати-

ческого регулирования выдержки в соответствии с плотностью не-

гатива.

Основные характеристики фототрансформатора 5е§-У

Формат снимков до 24X24 см

Наклоны экрана Фм = Феу — '4®

Объектив «Топо-У» Р = 180 мм, 1 : 6,3

Коэффициент трансформирования От 0,5 до 6,5

Размер экрана 100X100 см

Поворот снимка 0°

Для работ в полевых условиях фирма «Оптон» выпускает по-

ходный фототрансформатор 5е§-У в (см. рис. 153, б).

§ 74. Фототрансформатор «Ректимат»

«Ректимат» (КесИгпа!) — фототрансформатор второго рода, раз-

работан фирмой «К. Цейсс» (ГДР) для трансформирования плано-

вых снимков (рис. 154).

Конструктивной осью в «Ректимате» служит оптическая ось

объектива. Поэтому объектив имеет только поступательное движе-

ние вдоль вертикальных направляющих, главная плоскость его

горизонтальна.

Экран и кассета наклоняются в двух взаимно перпендикуляр-

ных направлениях. Каретка снимка перемещается по вертикаль-

ным направляющим. Кроме поступательного движения вдоль кон-

структивной оси и двух наклонов снимок имеет смещения в своей

плоскости для введения продольной и поперечной децентраций.

Продольная и поперечная децентрации

Размеры прибора

Масса прибора

+45 мм

1,0X1,4X2,8 м

580 кг

194

Следовательно, в приборе применена первая система элементов

трансформирования <р

еу

, ф

рЛ

, <р

ру

, й, й', б

Л>

Элементы

Ф рх И

устанавливаются автоматически мас-

штабным и перспективным инверсорами. Децентрации вводятся

при помощи штурвалов или автоматическим устройством.

Существенной особенностью «Ректимата» является отсутствие

плоскопараллельной стеклянной пластины между негативом и объек-

тивом, а также стеклянной пластины для выравнивания фотома-

териала на экране. Вы-

равнивание негатива обес-

печивается путем приса-

сывания его к плоско-

параллельной пластине,

расположенной между не-

гативом и осветительным

устройством. Фотоматериал

на экране выравнивается

тоже вакуумным способом.

Эта особенность прибора

способствует повышению

точности трансформирова-

ния снимков по установоч-

ным элементам по сравне-

нию с фототрансформато-

рами, в которых для

выравнивания негатива

используется стеклянная

пластина, расположенная

в связке лучей, идущих

от негатива к объективу.

В таких фототрансформа-

торах стеклянная пластина

вызывает ошибки на транс-

формированном снимке, за-

висящие от угла наклона^экрана. Вследствие этого влияние пластины

нельзя учесть при расчете объектива.

Осветительное устройство состоит из конденсора Френеля

и лампы.

Экран имеет вертикальное перемещение в небольших пределах,

что позволяет учесть толщину фотоматериала.

В кассету можно заложить как разрезанные или неразрезанные

фильмы, так и снимки на стеклянных пластинках.

Рис. 154

Основные характеристики фототрансформатора «Ректиматт

Формат снимков До 24X24 см

Объектив «Трайсформар» Р = 125 мм, 1 : 8

Коэффициент трансформирования От 0,7 до 7,0

Размер экрана 106X106 см

Наклоны экрана До 9®

7* 195

Поворот снимка 0

Продольная и поперечная децентрации снимка .... ±20 мм

Вертикальное перемещение экрана 20 мм

Размеры прибора 1,2X2,4X2,9 м

Масса прибора 1300 кг

Максимальный угол наклона снимка, трансформируемого на

приборе, подсчитывается по формуле

0тах=Г- (11.42)

где / — фокусное расстояние снимка, выраженное в сантиметрах.

Равенство (11.42) можно получить из выражения (11.16), при-

няв Р = 12 см и ф

тах

= 12*.

§ 75. Фототрансформатор Е-4

Фототрансформатор Е-4 (рис. 155) изготовлен фирмой «Вильд»

(Швейцария) для трансформирования плановых снимков.

Оптическая ось объектива находится в вертикальном положе-

нии и служит конструктивной осью прибора. Объектив имеет только

поступательное движение

вдоль вертикальных на-

правляющих. Экран на-

; клоняется вокруг двух

взаимно перпендикуляр-

ных осей. Снимок переме-

щается по вертикальным

направляющим, накло-

няется вокруг двух взаим-

но перпендикулярных осей

и смещается в двух взаим-

но перпендикулярных на-

правлениях.

Таким образом, в фо-

тотрансформаторе Е-4

применена первая система

элементов трансформиро-

вания ф

еу

, ц>

рХ

, ф

да

й, й', 8

, 8

Расстояние й' устанав-

I ливается масштабным ле-

кальным инверсором, а уг-

лы

ср

рх

и ф

ру

— перспектив-

Рис. 155 ным инверсором, состоящим

из расчетно-решающего

устройства, потенциометров и сервомоторов. Счетно-решающее

устройство вычисляет углы наклона негатива как функции

углов наклона экрана и коэффициента трансформирования.

Результаты вычисления снимаются потенциометрами и ис-

пользуются для наклона негатива сервомоторами. Децентрации

вводятся при помощи ручных штурвалов и сервомоторов.

196

Осветительное устройство состоит из лампы и конденсора, в ко-

торый входят четыре линзы Френеля.

Прибор позволяет трансформировать разрезанные и неразре-

занные фильмы, а также снимки на стеклянных пластинках.

Выравнивание фотоматериала на экране производится вакуум-

ным устройством.

Объектив снабжен затвором и фотоэлементом для установки

выдержки в зависимости от плотности негатива.

Основные характеристики фототрансформатора Е-4

•Формат снимков

Объектив «Репрогон»

Коэффициент трансформирования

Размер экрана

Наклоны экрана

Поворот снимка

Продольная и поперечная децентрации

Смещение лекала масштабного инверсора для учета тол

щины фотоматериала ,

Размеры прибора

Масса прибора

§ 76. Аналитический фототрансформатор

Аналитический фототрансформатор разработан А. Н. Лобано-

вым и И. Г. Журкиным. Прибор позволяет получить по наклон-

ному снимку равнинного района фотографическое изображение

местности в заданной проекции. Если, кроме снимка, дана инфор-

мация о рельефе местности, то изображение местности в заданной

проекции можно построить для любого района [15].

Для преобразования снимка в аналитическом фототрансформа-

торе служит электронная цифровая вычислительная машина. Ис-

ходная информация в виде координат точек наклонного снимка

и их оптической плотности поступает в машину автоматически.

Кроме того, в машину вводятся элементы ориентирования снимка

или координаты опорных точек и данные, необходимые для опре-

деления поправок за влияние систематических ошибок снимка,

также программа обработки информации.

Аналитический фототрансформатор содержит передающий фо-

тоэлектрический узел /, узел электронной цифровой вычислитель-

ной машины II, приемный фотоэлектрический узел III и узел уп-

равления IV (рис. 156).

Передающий фотоэлектрический узел предназначен для преоб-

разования оптической плотности снимка в электрические сигналы.

Он состоит из блока электронно-лучевой трубки 1, блока автомати-

ческой регулировки яркости 2, оптической системы 3 и приемника

лучистой энергии 4.

Узел электронной цифровой вычислительной машины, вклю-

чающий блок электронного преобразователя 5 вида «напряжение—

код», блок цифровой вычислительной машины 6, блок электронных

преобразователей 7, 8 к 9 вида «код — напряжение», служит для

197

До 24X24 см

Р = 15 см, 1 : 5,6

От 0,8 до 7,0

106Х 106 см

±15®

О®

±40 мм

До 30 мм

1,2X1,9X2,8 м

1000 кг

обработки информации снимка по заданному алгоритму. Блок пре-

образователя «напряжение—код» преобразует электрические сиг-

налы, пропорциональные оптической плотности, в код электронной

цифровой вычислительной машины.

Электронная цифровая вычислительная машина выполняет сле-

дующие функции: программное считывание информации со снимка,

преобразование координат точек снимка, коррекцию оптической

плотности для каждой точки снимка.

Блок электронных преобразователей типа «код—напряжение»

служит для преобразования информации, поступающей из вычис-

лительной машины, в электрические сигналы. В состав этого блока

входят три преобразователя: преобразователь 7 горизонтального

Рис. 156

отклонения, преобразователь 8 вертикального отклонения и пре-

образователь 9 видеосигнала. Первые два преобразуют код вычис-

лительной машины в напряжения, определяющие положение счи-

тывающего луча электронно-лучевой трубки 1 и луча, проектирую-

щего изображение на экран электронно-лучевой трубки 10, а тре-

тий — соответствующий код вычислительной машины в сигналы,

пропорциональные оптической плотности снимка.

Приемный фотоэлектрический узел предназначен для построе-

ния по электрическим сигналам оптического изображения на эк-

ране трубки 10 с последующей фиксацией его на фотоматериале.

Этот узел состоит из двух блоков: блока электронно-лучевой трубки

10 и фоторегистрирующего устройства И.

Узел управления, служащий для временного согласования ра-

боты всех устройств аналитического фототрансформатора, содер-

жит два основных блока: блок 12 местного устройства управления

198

и блок 13 коммутации разверток. В местном устройстве управле-

ния вырабатываются импульсы управления, которые распреде-

ляются между устройствами аналитического фототрансформатора.

Кроме того, синхронизация работы вычислительной машины с дру-

гими устройствами прибора осуществляется блоком 12, причем

временные соотношения между управляющими импульсами выби-

раются из условия минимального времени простоя машины. На-

значение блока коммутации разверток состоит в подключении от-

клоняющих напряжений или на блок трубки 1, или на блок

трубки 10.

Аналитический фототрансформатор значительно расширяет воз-

можности преобразования снимков по сравнению с рассмотренными

выше аналоговыми фототрансформаторами.

§ 77. Трансформирование снимков по установочным

элементам и по опорным точкам

Снимки можно трансформировать по установочным элементам

или по опорным точкам.

Трансформирование снимков по установочным элементам. Оно

заключается в следующем. По элементам внутреннего и внешнего

ориентирования снимков вычисляют установочные элементы. При

этом учитывают принятую в данном фототрансформаторе систему

элементов трансформирования и применяют формулы, выведенные

в § 68. Затем закладывают негатив в кассету прибора и устанавли-

вают по шкалам вычисленные элементы, учитывая места нулей

шкал. В результате такой установки и освещения негатива на эк-

ране получается трансформированное изображение, которое фик-

сируется фотографически.

Точность трансформирования снимков по установочным элемен-

там зависит главным образом от точности определения элементов

внешнего ориентирования снимков. Во время аэрофотосъемки эти

элементы определяются пока с недостаточной точностью. С большей

точностью они могут быть получены в результате аналитической

пространственной фототриангуляции.

Трансформирование снимков по установочным элементам тре-

бует более тщательной юстировки прибора, чем трансформирование

по опорным точкам. Погрешности автоматической установки эле-

ментов инверсорами могут не нарушить резкости изображения на

экране, но вызвать значительные искажения трансформированного

изображения.

Для трансформирования снимков по установочным элементам

наиболее приспособлены фототрансформаторы «Ректимат», Е-4 и

ФТБ.

В настоящее время широко применяется трансформирование

снимков по опорным точкам.

Трансформирование снимков по опорным точкам. Трансформиро-

вание снимка можно выполнять, не зная его элементов внешнего

199