Спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування цифрової знімальної камери

Номер патенту: 106027

Опубліковано: 10.07.2014

Автор: Глотов Володимир Миколайович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування цифрової знімальної камери (ЦЗК), за яким на головній оптичній осі встановлюють фрагмент контрольно-вимірної сітки (КВС) з можливістю його обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині, яку приводять у робочий стан, наводять на центр об'єкта знімання, виконують знімання не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи її на 360°, визначають координати центрального перехрестя фрагмента КВС для кожного положення, за якими визначають планові елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК, який відрізняється тим, що додатково фрагмент КВС переміщують вздовж головної оптичної осі та знімають принаймні у двох положеннях з визначенням координат перехресть фрагмента КВС, за якими обчислюють величину відрізків та фокусну віддаль ЦЗК.

Текст

Реферат: Винахід може бути використаний в аерозніманні з безпілотних літальних апаратів (БПЛА), архітектурних обмірах, військовій справі для дослідження деформацій інженерних споруд, медицині тощо. Спосіб діє наступним чином: на головній оптичній осі ЦЗК встановлюють фрагмент контрольно-вимірної сітки (КВС) з можливістю її обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині. Приводять її у робочий стан. Наводять на центр об'єкта знімання та виконують знімання не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи її на 360°. Визначають координати центрального перехрестя фрагмента КВС для кожного положення, за якими визначають планові елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК. Фрагмент КВС переміщують вздовж головної оптичної осі та знімають принаймні у двох положеннях. Визначають координати перехресть фрагмента КВС. Обчислюють величину відрізків та фокусну віддаль ЦЗК. Спосіб забезпечує додаткове визначення фокусної віддалі ЦЗК та можливість одразу та одним способом отримати всі елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК. UA 106027 C2 (12) UA 106027 C2 UA 106027 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до аеро- та наземного цифрового знімання і може бути використаний при визначенні елементів внутрішнього орієнтування цифрової знімальної камери (ЦЗК) для подальшого застосування стереофотограмметричного методу у різних галузях науки і техніки: в аерозніманні з безпілотних літальних апаратів (БПЛА), архітектурних обмірах, військовій справі для дослідження деформацій інженерних споруд, медицині тощо. Відомий спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК, згідно з яким марку із центральним перехрестям встановлюють на головній оптичній осі знімальної камери, яку приводять в робочий стан, наводять на центр об'єкта знімання, виконують знімання марки, передають одержане зображення на цифрову фотограмметричну станцію (ЦФС), визначають координати центрального перехрестя марки відносно центру знімка і за ними обчислюють планові елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК (патент № 87646; G01C 11/00, автори: Бабий Л.В., Глотов В.М., Шевченко Т.Г. Спосіб калібрування фототеодоліта, бюл, № 14, 2009). Але за цим способом можна визначити тільки планові елементи внутрішнього орієнтування без компенсації похибки цих елементів, що виникають через неточне орієнтування камери та марки з центральним перехрестям, оскільки це визначається за одним значенням що зумовлено нерухомим положенням марки. Відомий спосіб визначення планових елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК, згідно з яким фрагмент контрольно-вимірної сітки (КВС) із центральним перехрестям встановлюють на головній оптичній осі ЦЗК, з можливістю її обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині, яку приводять в робочий стан, наводять на центр фрагмента КВС, виконують його знімання, не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи на 360°, визначають координати центрального перехрестя фрагмента КВС відносно центра знімка і за ними обчислюють планові елементи внутрішнього орієнтування, за координатами цих перехресть для кожного положення фрагмента КВС (Патент на корисну модель № 50155 Україна Бюл. № 10. 25.05.2010, автори Глотов В.М., Пащетник О.Д. Спосіб визначення планових елементів внутрішнього орієнтування цифрових знімальних камер). Однак, у цьому способі визначаються тільки планові елементи внутрішнього орієнтування, що обмежує інформацію про ЦЗК і не дає можливості одночасно визначити планові елементи та фокусну віддаль, що важливо особливо, коли досліджуються кінематичні процеси при дистанційному зніманні (аерознімання з БПЛА, з надводних носіїв, зсувні та сельові процеси тощо), це знижує точність обчислення просторових координат точок об'єктів, що досліджуються. В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК, в якому додаткове визначення фокусної віддалі цих камер забезпечує можливість одразу та одним способом отримати всі елементи внутрішнього орієнтування та окрім цього, контролювати та компенсувати похибки, що виникають через неточне взаємне орієнтування ЦЗК та фрагмента КВС, а відтак дає можливість підвищити точність визначення координат точок об'єктів, що досліджуються. Поставлена задача вирішують тим, що у способі визначення елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК з центральним перехрестям, згідно з яким на головній оптичній осі встановлюють фрагмент КВС з можливістю її обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині, яку приводять у робочий стан, наводять на центр фрагмента КВС, виконують знімання, не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи її на 360°, визначають координати центрального перехрестя фрагмента КВС для кожного положення, за якими визначають планові елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК, згідно з винаходом, додатково фрагмент КВС переміщують вздовж головної оптичної осі КВС та знімають принаймні у двох положеннях з визначенням координат перехресть фрагмента КВС, за якими обчислюють величину відрізків та фокусну віддаль ЦЗК. Це забезпечує можливість додатково визначити фокусну віддаль, контролювати та компенсувати похибки, що виникають через неточне взаємне орієнтування камери та КВС з центральним перехрестям, а відтак дає можливість підвищити точність визначення координат точок об'єктів, що досліджуються. Спосіб здійснюється так. Фрагмент КВС із центральним перехрестям встановлюють на головній оптичній осі ЦЗК, з можливістю її обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині, та кріплять на супорт типу "ластівчин хвіст", яку приводять в робочий стан, наводять на центр об'єкта знімання, виконують знімання КВС, не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи на 360°, визначають координати центрального перехрестя КВС відносно центра знімка і за ними обчислюють планові елементи внутрішнього орієнтування, за координатами цих перехресть для кожного положення КВС, Далі КВС переміщають за допомогою мікрометричного гвинта у горизонтальному напрямку вздовж головної оптичної осі та знімають КВС у двох положеннях. Отримані зображення опрацьовують на ЦФС "Дельта-2" 1 UA 106027 C2 5 визначають координати перехрестя КВС та величини відрізків, за якими обчислюють фокусну віддаль ЦЗК та планових елементів внутрішнього орієнтування. На кресленні схематично зображений спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК, де: a - габаритні розміри КВС, d - переміщення КВС від першого положення до другого, S - центр проекції об'єктива ЦЗК, k, l - відповідно виміряні координати зображення КВС при першому та другому положеннях. Трикутники ABC та SDo прямокутні та подібні згідно з побудовою. Тоді tg можна обчислити за формулою: ak  l 2dl (1), k 2dkl f  tg ak  l (2). tg  10 Як видно з викладок, задача розв'язана строго. Визначено апріорну оцінку точності способу за формулою (2). Середня квадратична похибка фокусної віддалі відповідно буде: mf  (( 15 2dkl a l  k  2 2 )2 ma  ( 2kl 2 2 2dl2 2 2 2dk2 2 2 12 ) md  ( ) mk  ( ) ml ) 2 ak  l ak  l ak  l (3). Досліджувалася ЦЗК Canon EOS 450D № 2288589272, при встановлені 55 мм на тубусі об'єктиву, довжині КВС а - 100 мм, d-2 мм, відповідно k-6 мм, а l-5 мм. Похибки вимірів та параметрів засобів та переміщень становлять 2 мкм (згідно технічними даними КВС, мікрометричного гвинта та ЦФС "Дельта-2"). В результаті обчислень: mf  0,01 мм, що задовольняє сучасним вимогам визначення елементів внутрішнього орієнтування ЦЗК. 20 25 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування цифрової знімальної камери (ЦЗК), за яким на головній оптичній осі встановлюють фрагмент контрольно-вимірної сітки (КВС) з можливістю його обертання навколо центрального перехрестя у вертикальній площині, яку приводять у робочий стан, наводять на центр об'єкта знімання, виконують знімання не менш ніж в чотирьох положеннях, обертаючи її на 360°, визначають координати центрального перехрестя фрагмента КВС для кожного положення, за якими визначають планові елементи внутрішнього орієнтування ЦЗК, який відрізняється тим, що додатково фрагмент КВС переміщують вздовж головної оптичної осі та знімають принаймні у двох положеннях з визначенням координат перехресть фрагмента КВС, за якими обчислюють величину відрізків та фокусну віддаль ЦЗК. 2 UA 106027 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 3

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Hlotov Volodymyr Mykolaiovych

Автори російською

Глотов Владимир Николаевич

МПК / Мітки

МПК: G01C 11/00

Мітки: елементів, внутрішнього, знімальної, орієнтування, визначення, камери, спосіб, цифрової

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-106027-sposib-viznachennya-elementiv-vnutrishnogo-oriehntuvannya-cifrovo-znimalno-kameri.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення елементів внутрішнього орієнтування цифрової знімальної камери</a>

Подібні патенти