Аналитический фотокартограф для составления фотокарт по стереоскопическим снимкам

 

285256

Сава Ссаетаине

Ссцналистичесннх

Респтблик

Зависимое от авт. свидетельства Хо

Заявлено 17.Х11.1968 (Фе 1290301/18-10) Кл, 42с, 10 02 с присоединением заявки М

Поиоритет.ЧПК G Оlс ll 26

УДК 528.711.4 (088.8) Ксмнтет пс реяжи иасбратеннй и сткрытий при Спеете Мниистрсв

С СР

Опубликовано 29.Х.1970. Би>.i.i;:-те ь, х, 18

Дата опубликования оппсшшя 11.1!.!97i

Авторы изобретения

Заявитель

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ФОТОКАРТОГРАФ ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ

ФОТОКАРТ ПО СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИМ СНИМКАМ

Изобретение относится к области фотограмметрического приборостроения.

Известная система РАМ С S (США), предназначенная для составления ортофотокарт с горизо нталями по различным аэросъемочным материалам и содержащая два передающих фотоэлектричес:<их узла; два узла формирования растра, входные и выходные аналого-цифровые преобразователи, электронную цифровую вычислительную машину и приемный фотоэлектричео.<ий узел, имеет .высокую стоимость при недостаточно высокой производительности.

Предлагаемый фотокартограф отличается от известного тем, TTO в него введены аналоговый коррелятор, соеди ненный с выходными устройств,",мп двух передающих фотоэлектрических узлов и входными устройствами двух узлов формирования растворов; узел предварительного хранения информации, связанный с электронной цифровой вычислительной машиной и входными аналого-цифровыми преобразователями; а также два узла дискретизации, связанные с двумя узлами формирования растров, входными аналого-цифровыми преобразователями и узлом предварительного хранения информации.

Это позволяет повысить производительность прибора, На чертеже показана функциональная схема аналитического фотокартографа.

Аналитический фотокартограф представляет собой прибор, со" гоящий из двух передаюших фотоэлектрических узлов 1 и 11; узла корреляTTii1I Ill),THi, х 11 3 70Н формирован и я ii;i i T(HT 8 1 и V; двух узлов квантования электрически.; сигналов по уровню VI и Vll; двух узлов дискретизации VIII и 1Х; узла предварительного

10 хранения информации Х, узла обработки информации по заданнь.м алгоритмам Хl, узл l управления ХП, преимного фотоэлектрического узла ХП1.

Передающие фотоэлектрические узлы 1 и 11, 15 предназначепныс для преобразования оптических плотностей точек снимков в электрическис сигналы, состоят пз блоков электроннолучевых трубок (ЭЛТ) 1; блоков 2 автоматической регулировки яр:<ости оптических систем 8;

2р снимкодержагелей 4, и приемников 5 лучистой энергии.

Узел корреляции, предназначен для быстрого поиска и сужения области на правом снимке, в 1<оторой находится «точка» (элементарная

25 площадка), идентичная заданной «точке» (элементарной площадке) на левом снимке.

Он состоит из электронногî àíaлогового решающего устройства, предназначенного для моделирования тех математических зависимо30 стей, с помощью которых описывается проце-i.

285258 выбора Накомой области; и анализирующего устройства 7, вьгпол няющего все служебные операции, связанные с автоматизацией процесса поиска идентичных областей на стереопаре.

Узлы формирования растров IV u V служат для установления заданных размеров сканирующих площадок и их перемещения на экранах ЭЛТ. В состав этих узлов входят: суммирующие усилители 8 кадровых разверток; суммирующие усилители 9 строчных разверток; блоки 10 и 11 устройства для изменения положения растра на экранах передающих

ЗЛТ вдоль горизонтальных и 1вертикальных осей; устройства 12 и 18 формирования размера растров по горизонтальным и вертикальным осям; генераторы 14 разверток; синхрогенераторы 15.

Узлы, квантования электрических сигналов по уровню Vl u Vll служат для преобразования электрических сигналов, пропорциональных Оптической,плотности снимка, в код электронной цифровой вычислительной машины.

Они состоят из преобразователей 1б непрерыввых сигналов в дискретные и преобразователей 17 диокретных сигналов в код ЭЦВМ.

Узлы диокретизации Vill и IХ предназначены для формирования сигналов, необходимых при дискретизации непрерывных электрических сигналов, пропорциональных оптической плотности снимка, что в конечном результате равносильно разбиению считанного ЭЛТ участка исходного изображения снимка на ряд

«элементарных» площадок. В состав этих узлов входят: генераторы 18 импульсов для дискретизации непрерывных сигналов, распределенных вдоль строк считывающего растра

ЭЛТ; переключатели 19 частоты строк и кадров, предназначенные для регулирования скорости сканирования исходных снимков, а также для выбора шага ди серетности вдоль вертикальных осей сним ка; счетчики 20 импульсов и счетчики 21 строч ных импульсов.

Узел предварительного накопления информации Х предназначен для хранения информации, полученной в процессе дискретного считывания изображения с за данного участка снимка с целью уменьшения времени обращвния к ЭЦВМ. Этот узел состоит из арифметических устройств 22, служащих для номерации «точек», считанных со снимка, и за поминающего устройспва 28.

Узел электронной цифровой, вычислительной машины XI выполняет три основные функции: во-первых, по задан ному алгоритму решает задачу высокоточной идентификации

«точек» стереопары; во-вторых, по строгим математическим зависимостям решает аналитическую задачу преобразования координат точек снимка и определения их высот с учетом всевозможных систематических ошибок; и, в третьих, по специальному алгоритиу обрабатывает оптические плотности точек стереопары с целью получения на изображении тра нсформированного сниика изображения горизонталей, по программе, Определения положения гори5

60 б5 зонталей; кроме того, коррекция оптических характеристык исходных снимков в каждой его точке позволяет получить на выходе прибора снимок, обладающий более высокими изобразительными свойства ми. Узел электронной цифровой вычислительной машины состоит из блока 24 ЭЦВМ H в нешнего устройства 25 ввода и вывода информации, например перфоратор, магнитная лента, магнитный барабан и т. д.).

Узел управления служит для временного согласования работы всех устройств аналитического фотокартографа и состоит из трех основных блоков: блока 26 местного управления, в котором вырабатываются управляющие импульсы, распределяющиеся между устройствами ачалитичеокого фото|картографа, причем при синхронизации работы ЭЦВМ с другими блоками прибора, осуществляемой местным устройством управления, необходимо временные соотношения между управляющими импульсами выбирать из условия минимального времени простоя ЭЦВМ; блока 27 коммутации разверток, назначение которого

ООСТОИТ В ПОДКЛЕО ЫНИИ ПОСТОЯННЫХ ОТКЛОНЯющих напряжений или на блоки передающих

ЭЛТ I, или на блок 28 приемной ЭЛТ; и блока 29 переключения сигналов, предназначенного для подключения к устройствам 12, 18 формирования размера растра или выходных устройств ЭЦВМ, или анализирующего устройства 7.

Приемный фотоэлектрический узел Х111 предназначен для восстановления из электрических свгналов оптического изображения на экране ЭЛТ с последующей фиксацией его на фотоматериале (планке, фотобумаге и т. и.).

Этот узел состоит из трех блоков преобразователей «код †напряжен»: горизонтального овклонения 80, вертикального отклонения 81 и видеосигнала 82, блока ЭЛТ 28 и фоторегистрирующего устройства 88 для фотографирования изображания с экрана блока 28 ЭЛТ, Работа аналитического фотокартографа подразделяется на три основных процесса: считывание информации со снимков и выделение идентичных областей на стереопаре, обрабогка по заданным алгоритмам информации, счита нной со снимка и поступившей в блок

ЭЦВМ, и регистрация конечных результатов, Последовательность выполнения этих операций может меняться в процессе фотограмметрической обработки одной стереопары, Процесс считывания и нфориации со стереопары включает в себя два эта па:,первый — до нахождения идентичных областей на стереопаре, второй — после нахождения этих областей.

Необходимость в первом этапе считывания отпадает, если ведется Обра ботка стереопары с достаточно малыми поперечным ии продольными параллаксами или в случае, если произведено соответственное ориентирование снимков стереопары, иаключающее поперечные паралла ксы и при незначительной .величине продольных параллаксов.

285266

5

Первый этап считывания состоит в следующем:

По команде, имеющейся в программе, на выходной рвпиотр ЭЦВМ поступает информация о положении и размере считывающих растров для каждои передающей ЭЛТ, Эта пнформация считывается как непосредственно, та к и через устройство 27 на блэки 10, 11, 13, 12, а также через коммутирующее устройство 27 и бло к 29 переключения сигналов— на блоки 10, 11, 12, 18. В таких блоках сигналы ЭЦВМ преобразуются в на пряжения и совместное напряжен не кадровой и строчной развертки, вырабатываемое,гвнератором 14 и синхрогенератором 15, а также переключателем 19, регулирующими скорость п роцесса считывания информации со снимков, и поступают на соответствующие суммирующие усилители 8, и 9, выходы которых непосредственно присоединены к отклоняющим системам

ЭЛТ 1.

Световые лучи от сканирующего пятна растров ЭЛТ 1,,пройдя через оптические системы 3, проецируются на соответствующие,снимки сним кодержателей 4, а затем попадают на приемники б лучистой энергии, С выходов последних электрические сигналы поступают на электронное аналоговое решающее устройство б, в котором вырабатывается сигнал, пропорциональный коэффициенту корреляции двух оптичвских изображений объектов. По величине этого сигнала в анализирующем устройстве 7 вырабатываются напряжения, управляющие как размером растра ЭЛТ, через блок 29 и далее на устройства 12 и 13, так и

его положением через блоки 10 и 11, причем информация о начальном положении растра задается ЭЦВМ и поступает одновременно и в блэки 10 и 11, и з усчройства 7. Одновременно световые лучи от оканирующего пятна растра поступают на блоки 2 для автоматической регулировки яркости передающих ЭЛТ, После процесса формирования нового размера и положения растра ЭЛТ непрерывное (построчное) считывание информации со снимков прэдолжается до тех пор, пока из устройства б на устройство 7 не поступит сигнал, соответствующий нахождению идентичных областей заданных размеров. В этом случае в устройстве 7 вырабатывается сигнал, по которому связь всех блоков прибора с узлом корреляции прекращаегся go прихода следующего управляющего импульса с блэка 2б местного управления на устройство. 7.

Второй этап считывания BIKJIIoчает iB себя кодирование и кватование элвктричеаиих сигналов, (пропорциональных оптическим плотностям снимка, для ввода считанной с идентичных областей стереэпары информации в

ЭЦВМ.

При этом электрические сигналы, пропорциальные оптическим плотностям индентичных обла стей, с прием ников 5 лучистой энергии поступают на преобразователи 1б непрерыв5

6 ных сигналов в дискретные. На эти же устройства подаются сигналы с генераторов 18 импульсов, частота следования которых определяет шаг временной дискретизации непрерывных сигналов. Последовательность дискретных сигналов поступает с выходов преобразователей на входные устройства преобразователей 17 на пряжевие —.код, в которых амплитуды поступивших сигналов преобразуются в код ЭЦВМ. Выходные сигналы с преобразователей 17 в,виде двоичных кодов поступают в арифметические устройства 22, кроме того, на те же блоки соответственно подается информация с двоичных счетчиков 20 и 21, в которых ведется счет импульсов, приходящих на эти счетчиии с генераторов 18 им пульсов, а также !с синхрогенераторов, частота которых управляется переключателями 19 частоты.

В результате этого в устройствах 22, происходит кодирование как оптической плотности, так и местоположения каждой «точки» снимка. Из арифметичеаких устройств информация последовательно считывается в запоминающее устройство 28,:где она хранится, пока не будут полностью собрана информация о двух идентичных областях стереопары. И, наконец, из запоминающего устройства 23 по специальному сигналу с местного устройства управления преобразования информация снимочков постугпает в блок ЭЦВМ для дальней. шей обработки.

Во время процесса обработки поступившей информации в ЭЦВМ, во-первых, вычисляются ее преобразованные координаты; во-вторых, по заданной программе преобразуется информация об оптичеакой плотности считанной точки. снимочка.

Для ввода и вывода информации в программные ЭЦВМ:предусмотрены команды, вырабатывающие в блоке 2б .местного управления, соответствующие сигналы, разрешающие прием информации в ЭЦБМ или ее вывод. При выполнении ЭЦВМ других .команд обмен информацией ЭЦВМ с другими устройствами аналитического фотэкартографа не происходит.

Получение конечного результата фотограмметрической обработки стереэпары в виде фотодокумента являегся последней операцией, осуществляемой на приборе. Во время этого процесса по .команде из ЭЦВМ в выходной регистр вычислительной .машины поступают коды, определяющие как преобразован ные в ней координаты считанных со стереопары точек, так и их оптические плотности. Эти коды преобразователями 30 81 и 82 код — напряжение преобразуются в соответствующие напряжения, которые подаются на блок ЭЛТ28, причем коды, определяющие положение точек, воспроизводящих изображения на экране

ЭЛТ 28, поступают на блоки преобразователей 80, 81 через блок 27 коммутации, управляемый сигналами с местного устройства управления.

285256

Предмет изобретения

Б,результате описанного процесса на экране ЭЛТ 28 создается изображение соответствующей «точки» снимка, которая фиксируется на фотоматериале при фотографировании с экрана ЭЛТ. Процесс фотографирования с экрана ЭЛТ 28 осуществляется фоторегистрирующим устройством автоматически по,сигналам, приходящим с блока 26.

Кроме того, в приборе получение горизонталей может быть осуществлено не только на экране приемной ЭЛТ 28, но и с помощью электромеханического самописца, на пример, координатографа 84.

Таким образом с помощью описанных процессов на аналитическом фотокартогрлфе автоматически осуществляются все операции, связанные с составлением фотокарт, последовательность выполнения которых на приборе подразделяется на следующие этапы: предварительное ориентирование снимков; точное взаимное ориентирование с нимков; вычисление фотограмметрических координат точек модели; внешнее ориентирование модели; составление ортофотокарт с горизонталями.

Аналитический фотокартограф для составления фотокарт по стереоскопическим снимкам, содержащий два:передающих фотоэлектрических узла, два узла формирования растра, входные и выходные аналого-цифровые преобразователи электронно-цифровую вычислительную машину и приемный фотоэлектриче10 ский узел, отличающийся тем, что, с целью повышен ия производительности, в него введены аналоговый коррелятор, соединенный с выходными устройствами двух передающих фотоэлектрических узлов и входными устройствами

1Б двух узлов формирования растров; узел предварительного хранения информации, связанный с электронной цифровой вычислительной машиной и входными аналого-цифровыми преобразователями, а также два узла дискрети2О зации, связанные с двумя узлами формирования растров, входными аналого-цифровыми преобразователями и узлом предварительного хранения информации.

1"

Составитель Б. А, Новаковский

1 сд. :к ор T. В, Иванова Текрсд T. П. Курилко Копиек i OI) (С Мух

Заказ 18/3 Тираж 480 Подписное

Ц(-(ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская иаб, д, (/5

Типография, пр. Сапунова, 2!

1

1

1 ! ! !

1 ! ! !

I

)f I

1

1 !

1

1

1

1 !

1 !