ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


ЗАСОБИ КОМПЕНСУВАННЯ ДЕФОКУСУВАННЯ

 

Для зменшення дефокусувань в АФА передбачається застосування інварних тяг, що з'єднують об'єктив з тією частиною камери, де розташована аероплівка, а також застосування аерофотооб'єктивів, що не розладнуються. Застосовують також утеплювальні чохли, засоби для обігріву елементів конструкції і спеціальні контейнері, у яких підтримується визначений мікроклімат. При проектуванні деяких АФА передбачається встановлення плівки в площині, що збігається з площиною найкращого зображення об'єкта при t = 15°С и зниженому тиску р = 120-190 мм рт. ст.

У довгофокусних АФА передбачаються також автоматичні і неавтоматичні системи усунення залишкових дефокусувань, у яких використовується непрямий і безпосередній метод визначення дефокусувань. Для усунення дефокусувань вручну в багатьох АФА передбачений механізм переміщення уздовж оптичної осі одного з компонентів об'єктива чи об'єктива в цілому. Керування їм здійснюється за допомогою рукоятки, виведеної на корпус АФА. Необхідне положення об'єктива визначається за графіками, отриманими заздалегідь з урахуванням зміни температури і тиску на різних висотах. Рукояткою користуються і для усунення дефокусувань при зміні типу аероплівки. Такі механізми є в АФА-42/100, АФА-54/2МР і ін. В автоматичних системах фокусування АФА використовують для обчислення залишкових дефокусувань дані про висоту польоту, тиск чи температуру від інших виміруючих систем, що є на борту носія.

Як приклад розглянемо схему роботи автомата, за допомогою якого усуваються дефокусування, що виникають від зміни щільності повітря і висоти польоту. Переміщення об'єктива (в АФА-54/50-2М) чи задньої лінзи (АФА-54/75-2МР) здійснюється електричним механізмом. Величина переміщення регулюється спеціальною схемою, зображеною на рис. 3.19.

Движок на потенціометрі R1R2 переміщується від датчика тиску. Так як щільність повітря залежить від тиску, то опір R2 змінюється пропорційно щільності повітря. При зміні висоти польоту датчик тиску переміщує движок потенціометра і відбувається порушення балансу моста. Сигнал з нього подається на підсилювач, а потім на керуючу обмотку двигуна М1. Електричний механізм переміщує у відповідному напрямку об'єктив (чи останню лінзу об'єктива) і одночасно движок прецизійного потенціометра R3R4. Переміщення відбувається доти, поки міст не збалансується знову. Остання лінза в апараті з f = 750 мм переміщується звичайно в межах ± 1 мм. Зміна висоти фотографування враховується в автоматі під час виготовлення потенціометра зворотного зв'язку R3R4.

 

 

Рис. 3.19. Автоматична система усунення дефокусувань, обчислених непрямим методом

 

Усунення залишкових дефокусувань може бути забезпечене також за допомогою систем регулювання, у яких спеціальними пристроями безпосередньо визначається ступінь розбіжності площини найкращого зображення з поверхнею аероплівки. Якщо виникає зсув, то він усувається спеціальним електромеханізмом.

Схема пристрою такого типу приведена на рис. 3.20.

Зображення ділянки місцевості створюється об'єктивом камери 1 і дзеркалами 2 на екрані з вузькою щілиною 3. За щілиною, ширина якої 0,25 мм, установлений фотомножник 4. Під час польоту літака зображення місцевості переміщається щодо щілини. Модульований світловий потік попадає на фотомножник, перетворюється в електричний струм, а останній подається на випрямувач з комутатором, тобто на синхронний детектор. Між дзеркалом 2 і щілиною обертається зі швидкістю 13 об/с оптичний клин 7, а синхронно з клином — комутатор 5. При обертанні клина площина найкращого зображення безупинно робить зворотно-поступальне переміщення щодо площини діафрагми 3. Величина світлового потоку, модульованого щілиною діафрагми, безупинно змінюється. Максимальний потік буде в момент сполучення фокальної площини об'єктива з площиною діафрагми. Якщо дефокусування в камері цілком відсутнє, зображення місцевості на щілині діафрагми 3 має найбільшу різкість і перед нею знаходиться середня за товщиною частина клина, а комутатор займає при цьому положення, зазначене на схемі, то при обертанні клина сигнал на двигун 6 подаватися не буде.

Рис. 3.20. Автоматична система усунення дефокусувань

 

 

Діаграма струму, що протікає через R1R2 випрямляча, має в цьому випадку вид, представлений на рис. 3.21. Напруга на конденсаторі С3 відсутня. Якщо з будь-яких причин у польоті виникає дефокусування камери, то максимальний струм з фотомножника буде надходити в момент, коли комутатор займає інше положення. Діаграма струму приймає, наприклад, вид, зазначений на рис. 3.21, б, і на виході випрямляча з'являється сигнал управління, що використовується для переміщення об'єктива у відповідному напрямку доти, поки не відновиться первісний режим роботи. Дана схема забезпечує точність автоматичного фокусування в межах ±0,025 мм.

На даний час відомі й інші методи, що забезпечують точне усунення дефокусувань. Вони засновані на аналізі ПЧС зображення об'єктів у площині, де розташована плівка. При дефокусуванні спостерігається більш сильне зменшення високочастотних складових ПЧС оптичного зображення, чим низькочастотних. Оптико-електронна схема забезпечує вимір відношення цих складових спектра в площині, де розташована плівка. Об'єктив переміщується так, щоб відношення енергії високочастотних складових до енергії низькочастотних було максимальним.

Подібні схеми забезпечують найкраще фокусування аерофотокамер в умовах їхньої експлуатації.

 

Рис. 3.21. Діаграма струму і напруги в різних точках схеми автомата усунення дефокусувань:

а – сфокусоване зображення; б – при наявності дефокусування

 

 

ПОНЯТТЯ ПРО ЗСУВ ЗОБРАЖЕННЯ

При повітряному фотографуванні АФА разом зі своїм носієм – літальним апаратом робить лінійні і кутові переміщення відносно місцевості, що фотографується, чи об'єктів розвідки. При цьому можна виділити три види зсуву зображення на фотоплівці АФА, вплив яких необхідно враховувати:

- рівномірний зсув, що є наслідком поступального руху літального апарата;

- короткоперіодичний зсув, викликаний вібраційними коливаннями корпуса літального апарата під дією внутрішніх (вплив роботи авіадвигуна чи органів керування) і зовнішніх (турбулентність атмосфери) динамічних факторів;

- довгоперіодичний зсув, обумовлений повільними періодичними переміщеннями літального апарата щодо його середнього положення в польоті.

Вплив зсуву зображення на зменшення фотографічного розрізняння деталей земної поверхні залежить від швидкості і висоти польоту літального апарата.

Величина припустимого зсуву зображення при аерофотозніманні визначається добротністю системи, що фотографує, у цілому (сукупності об'єктив-фотошар). Якщо добротність системи, що фотографує, мала, то припустимий зсув зображення може бути порівняно великим, однак якщо добротність велика, то припустимий зсув зображення повинен бути досить малим.

Співвідношення між зсувом зображення і його впливом на розрізняльну здатність аерофотознімку має дуже складну залежність, що визначається контрастністю об'єктів, параметрами фотоемульсії плівки, характеристиками оптичної системи АФА і багатьма іншими умовами. На аерофотознімку величина зсуву зображення характеризується розмитістю контурів об'єктів фотографування, тобто наявністю більш-менш плавного переходу між яскравістю об'єкта чи деталі і навколишнім фоном.

Розглянемо фізичну сутність цього явища. Зсув зображення (рис. 3.22) відбувається протягом часу експонування плівки при відкритті затвору АФА (tф) через переміщення літального апарата разом з аерофотоапаратом відносно ділянки, що фотографується.

 

Рис. 3.22. Схема утворення зсуву зображення

 

На рис. 3.22 показані два положення аерофотоапарата: I – у момент відкриття затвора і II – у момент закриття затвора. Проміжок часу між цими моментами tф – час фотографування, чи час витримки затвора АФА. Величина а2′а1′′ характеризує величину геометричного зсуву зображення δ, чисельне значення якого

 

, (3.1)

 

де Vиз – швидкість оптичного зображення у фокальній площині аерофотокамери, рівна швидкості польоту W у масштабі фотографування, тобто

 

(3.2)

 

Тут f – фокусна відстань об'єктива АФА; W і H – шляхова швидкість і висота польоту літального апарата.

 

Після підстановки одержимо:

 

. (3.3)

 

Таким чином, у польоті при відкритому затворі об'єктива АФА всі точки об'єктів, що проектуються на фотоплівку, переміщаються по полю фотокадру, “змазуючи” зображення на величину δ.

На плівці замість точки а1вийде лінія а2′а1′′. У результаті цього все зображення буде нерізким, розмитим, що знижує розрізняльну здатність АФА й затрудняє дешифрування об'єктів на знімку.

Необхідність виявлення на знімку малорозмірних і малоконтрастних об'єктів земної поверхні пред'являє досить жорсткі вимоги у відношенні припустимого зсуву зображення, а застосування, як приймача світла, фотоплівок з високою розрізняльною здатністю і слабкою світлочутливістю ще більш обмежує величину припустимого зсуву зображення. Зсув зображення приводить до утворення на межі зображення деталі і фону перехідної області, у межах якої величина експозиції, а отже, і оптична щільність зображення поступово змінюються від значень, що відповідають яскравості зображення деталі, до значень, що відповідають яскравості зображення фону.

Довжина цієї області чисельно дорівнює величині геометричного зсуву зображення δГ. На рис. 3.23 показаний зв'язок фактичного зображення деталі на знімку aфакт з урахуванням геометричного зсуву δГ і граничного значення зсуву δП за умови, що а0 розмір зображення деталі при відсутності зсуву зображення.

Очевидно, що в цьому випадку

 

(3.4)

 

Формула (3.4) виведена за умови сталості швидкості зображення Vиз за час tф, і відсутності впливу об'єктива й аерофотозатвора на розподіл променистої енергії в зображенні. З формули (3.4) і графіка (рис. 3.23) видно, що фактичний чи фізичний зсув зображення δфиз буде менше геометричного зсуву зображення δГ, обчисленого за формулою (3.3), на величину П, тобто

 

(3.5)

Величина δП, крім того, залежить також від параметрів світлочутливого шару плівки, від освітленості зображення і його швидкості у фокальній площині АФА в момент спрацьовування аерофотозатвору.

 

Рис. 3.23. Зв'язок фактичного зображення з геометричним

зсувом і граничним значенням зсуву

 

Для розглянутого випадку (рис. 3.23) справедливе співвідношення:

 

, (3.6)

 

де Hmax – максимальне значення експозиції; HП – граничне значення експозиції. Таким чином, маємо

 

, (3.7)

 

і остаточно можемо записати:

 

. (3.8)

 

Для штучного зменшення чи повної компенсації зсуву зображення у фокальній площині аерофотоапарата необхідно забезпечити відносну нерухомість оптичного зображення і фотоплівки. На даний час найбільше поширення одержали механічний і оптичний способи компенсації зсуву зображення.

Принцип механічної компенсації полягає в тому, що плівка під час її експонування рухається в напрямку переміщення оптичного зображення зі швидкістю Vпл, рівною швидкості Vпл:

(3.9)

 

Принцип оптичної компенсації полягає в примусовій зміні ходу світлових променів в АФА. Така зміна може бути здійснена, наприклад, за допомогою оптичних клинів, що рухаються з постійною швидкістю. Рух клинів здійснюється зі строго визначеною швидкістю, що забезпечує на час експонування плівки нерухомість оптичного зображення у фокальній площині об'єктива.

Разом з тим, слід зазначити, що ці способи не забезпечують повної компенсації зсуву зображення для всіх точок знімка, що пояснюється наявністю методичних і інструментальних погрішностей. У першу чергу це відноситься до невідповідності дійсної висоти фотографування для центральних точок знімка і для точок зображення на краю знімка, що є причиною розходження швидкостей зображення цих точок. Це особливо характерно при фотографуванні з великих висот ширококутовими фотосистемами, тому що таке фотографування вимагає врахування кривизни земної поверхні і різного віддалення об'єктів від аерофотоапарата по всьому полю зображення.

Крім того, якщо оптична вісь аерофотоапарата відхилена убік від вертикалі на кут γ, швидкість зображення для різних точок знімка буде різною в залежності від цього кута:

 

, (3.10)

 

де β – кут відхилення точки зображення у фокальній площині АФА щодо оптичної осі об'єктива.

 

У випадку відхилення оптичної осі аерофотоапарата вперед чи назад від вертикалі на кут γ зображення ділянок місцевості переміщаються зі швидкістю:

 

. (3.11)

 

Точність роботи механізмів компенсації зсуву зображення залежить також від ступеня синхронізації швидкості зображення зі швидкістю плівки чи зі швидкістю клинів. При порушенні синхронізації може мати місце явище недокомпенсації, коли швидкість зображення більша швидкості компенсації, і явище перекомпенсації, коли швидкість зображення менша швидкості компенсації. В обох цих випадках на знімку утвориться залишковий зсув зображення δост, рівний за абсолютним значенням

 

, (3.12)

 

де ΔV – абсолютне значення різниці швидкостей зображення і плівки.

 

Тому до механізмів компенсації зсуву зображення, які використовують як механічний так і оптичний способи, пред'являються наступні вимоги:

- забезпечувати необхідну точність компенсації зсуву зображення для всіх точок знімка;

- не впливати на роботу інших механізмів аерофотоапарата;

- не погіршувати якість зображення;

- забезпечувати можливість досить простого керування і зміни швидкості компенсації в необхідному діапазоні.

Розглянемо вищезгадані способи компенсації зсуву зображення більш докладно.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти