Спосіб візування цифровою камерою

Спосіб візування цифровою камерою, що оснований на визначенні координати V-подібного зображення візирної цілі у полі зору цифрової камери, який відрізняється тим, що при вимірюванні місцеположення зображення візирної цілі на мішені матричного фотоприймача цифрової камери підсумовують відліки по рядках мішені фотоприймача в зонах як мінімум переднього і заднього фронтів зображення фігури цілі, а рядки мішені C2 2 (19) 1 3 1 t h   iП   іЗ  1, де 2h t і - номер пікселя в рядку; іП - номер пікселя перед лінією переднього фронту фігури; іЗ - номер пікселя перед лінією заднього фронту фігури; h - висота зображення в пікселях; t - номер рядка початку відліку пікселей, при цьому вводять поправку за нахил фігури від площини, утвореної напрямом стовпців мішені фотоприймача і лінії візування на ціль, яка визначається по асиметрії зміни відліків для переднього і заднього фронтів за напрямом стовпців мішені фотоприймача. Технічним результатом являється підвищення точності візування цифровим оптико - електронним приладом, що допомагає підвищити загальну точність кутових вимірювань. Запропонований спосіб може бути реалізований пристроєм, блок-схема якого зображена на фіг.1: 1 - візирна ціль; 2 - об'єктив цифрової камери; 3 - матричний фотоприймач; 4 - блок формування; 5 - блок обробки інформації; 6 - блок пам'яті; 7 - блок запису та зберігання інформації; 8 - блок індикації; На фіг.2 схематично зображено розміщення зображення V - подібної візирної цілі на вимірювальній мішені, наприклад на ПЗЗ- матриці. A 95605 4 Домовимося рахування пікселів виконувати зліва направо (i=l,k,n) та зверху вниз (i=l,t,m), при цьому: k, t - координати вершини V - подібної фігури; h - висота фігури; b - основа (базис) фігури; k-1/2b, t+h - координати точок лівого кінця базиса; k+1/2b, t+h - координати точок правого кінця базиса; Лінія, що сполучає крапки (k,t) з (k  1 b, t  h) , 2 1 є переднім фронтом (ПФ) фігури і з (k  b, t  h) 2 заднім фронтом (ЗФ). Лінія фронту - це контрастна лінія переходу межі фігури (наприклад, на чорному фоні світлий колір фігури, або на світлому фоні чорний колір). Розпізнавання фігури можна проводити по куту між лініями ПФ і ЗФ, а також по відношенню розмірів h і b. Крім того, поряд з фігурою можна розмістити код візирної цілі. Нахил лінії ПФ (ЗФ) буде рівний a b a b tg    ПФ tg    ЗФ (1) 2 2h 2 2h Розглянемо варіант чутливості матриці, при якому пікселі ініціюють електричний сигнал у разі засвічування не менше 0,5 площі пікселя. b Необхідно врахувати відношення  0,3 і 2h округлення номера пікселя за заданої умови (на чорному фоні світлий колір фігури). Якщо вертикальна лінія К на рис. 1 ділить фігуру навпіл, то: 5 95605 6 п - приріст сигналу від рядка до наступного рядка. Вправо від лінії К будуть ті ж значення, але із знаком (+). При цьому середнє значення по кожному рядку буде рівним 0, тобто знаходиться на лінії К. Очевидно, що при n=100 втрата одного імпульсу (сигналу від одного пікселя) дає похибку р р   0,05р . 20 Розглянемо зміщення зображення візирної цілі на величину х: - всі значення сигналів по рядках на лінії ПФ 2 зміняться на величину -хр (нехтуючи похибкою 2  1 b p 2 другого і вищого порядку), тобто на  4 h 2 - всі значення ЗФ збільшуються на хр , тобто 2  1 b p 2 на  4 h Тоді отримаємо: Таким чином, можна реально одержати високу чутливість матриці (не гірше ± 0,05 р) і точність візування, як мінімум на порядок вище за точність, відповідну єдиному пікселю для випадку традиційного візування. При дослідженні впливу нахилу зображення візирної цілі відносно осі координат матриці мішені, звернемо увагу, що при паралельності бісектриси зображення візирної цілі і осі однієї з координат матриці (наприклад осі X) відліки по мішені симетричні, а при нахилу зображення має місце асиметрія, величина якої залежить від кута нахилу 2b 2 (буде мати місце зміна величини    p ). Цю 4h залежність використовують для обчислення поправки за нахил зображення і вводять її в результат візування. Пристрій, що зображений схематично на фіг. 1 реалізує запропонований спосіб наступним чином. При візуванні цифровою камерою (елементи 2 і 3) на візирну ціль 1 в площині зображень камери на, мішені фотоприймача 3 отримають спроектоване зображення V - подібної візирної цілі та її код. На фіг.1 лінія візирування та візирні осі ЦК показані жирною лінією між елементами 1-3. Дані вимірювань (відліки по рядках матриці в точках перетинання рядками ліній переднього і заднього фронтів зображення фігури візирної цілі) потрапляють в блок формування 4. В блоці 4 виконується формування звітів по рядках. Отриманий результат передають в блок обробки інформації 5. Одночасно із блока 4 передають дані: код візирної цілі, відносне положення ліній переднього і заднього фронтів зображення візирної цілі. По цих даних блок 6 видає в блок 5 характеристики візирної цілі (координати геодезичного знаку і його висоту). В блоці 5 виконується додавання відліків по передньому і задньому фронтах зображення візирної цілі, і знаходження середнього по кожному рядку. Після цього виконується додавання середніх відліків по рядках і розподіл отриманої суми на кількість рядків, по яких були отримані відліки ліній переднього і заднього фронтів зображення візирної цілі. При цьому обчислюють координату вершини фігури зображення цілі за формулою: 1 t h   iП   іЗ  1 , де 2h t і - номер пікселя в рядку; іП - номер пікселя перед лінією переднього фронту фігури; іЗ - номер пікселя перед лінією заднього фронту фігури; h - висота зображення в пікселях; t - номер рядка початку відліку пікселей, та вводять поправку за нахил фігури від площини, утвореної напрямом стовпців мішені фотоприймача і лінії візування на ціль, яка визначається по асиметрії зміни відліків для переднього і задA 7 нього фронтів за напрямом стовпців мішені фотоприймача. Таким чином, запропонований спосіб візування цифровою камерою дозволяє суттєво підвищити точність візування за рахунок використання масиву відліків по пікселях і обчислення часток піксельних інтервалів. Комп’ютерна верстка Мацело М. 95605 8 Література 1. Чеботарев А.С., Селиханович В.Г., Соколов М.М. Геодезия ч.ІІ, Геодезиздат, М., 1962г. 2. Баран П.И., Видуев Н.Г., Войтенко С.П., Полищук Ю.В., Шевердин П.Г. «Справочник по инженерной геодезии», К., «Вища школа», 1978 г. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601