Съемочная аппаратура и требования к ней

 

От снимков, как правило, требуется, чтобы по ним можно было определить с достаточной точностью структуру объекта и надежно расшифровать все необходимые детали. Это обусловливает высокие требования к минимальной дисторсии и разрешающей способности объективов съемочной аппаратуры. Различная величина объектов - от портала до кафедрального собора - требует и различных съемочных расстояний, а в случае стесненных условий - большого угла поля зрения. Сюда добавляются требования, которые определяются применяемыми технологическими схемами и свойствами имеющегося материала. В целом требования, предъявляемые к съемочной аппаратуре для архитектурной фотограмметрии, можно кратко изложить следующим образом:

· максимально большой угол поля зрения; максимально большой, но стандартный формат;

· объектив с малой фотограмметрической дисторсией и высокой разрешающей способностью;

· регулируемая диафрагма с максимально большим начальным относительным отверстием;

· фокусируемый на различные дистанции объектив;

· затвор для моментальных съемок;

· возможность наводки по матовому стеклу;

· наличие приспособления для ориентирования в различных направлениях;

· простота в работе и нечувствительность к механическим воздействиям при транспортировании.

Так как часть требований взаимно противоречива, то на практике необходимо находить разумный компромисс.

 

Фототеодолитная техника

Фотографирование объектов выполняют с помощью фототеодолитов, стереофотограммет- рических камер или специальных приборов: фотокамер, кинотеодоли­тов, обычных фотоаппаратов и др.

Фототеодолиты классифицируются по формату кадра (6x9, 10x15, 13x18, 18x24 см и др.), углу поля зрения, фокусному расстоянию и другим характеристикам. Наибольшее распространение имеют фото­теодолиты формата 13x18 см с фокусным расстоянием около 200 мм.

Все фототеодолиты имеют приспособления для наклона главной оптической оси фотокамеры на заданный угол со, и разворота оси хх снимка на угол Некоторые из них имеют приспособления для изме­нения угла захвата объектива по вертикали путем наклона камеры (фототеодолиты Вильда, Нистри) или перемещения самого объектива (TAN, TAL, С-4, Photheo 19/1318). Фототеодолит С-Зв для этой цели имеет три объектива.

Фототеодолит Photheo 19/1318 (Рис.1) производства фирмы «Карл Цейсс Йена» является одним из наиболее распростра­ненных и используется для топографических, исполнительных съемок, архитектурно-строительных обмеров сооружений, при определении деформации сооружений и др. Фотографирование выполняется на вер­тикально расположенную фотопластинку при любых углах скоса.

Комплект включает фототеодолит, теодолит-тахеометр Theo-020, базисную рейку, 24 кассеты для фотопластинок, 3 штатива с шнуровы­ми отвесами, накладной уровень и полевое котировочное устройство.

Рис.1. Фототеодолит Photheo 19/318

Фототеодолит представляет собой камеру жесткой конструкции 1 из легкого сплава с укрепленным на ней ориентирующим устройством 2 с двумя уровнями. Объектив 3 укреплен на суппорте 4 и перемеща­ется по вертикальным направляющим от +30 мм (вверх) до -45 мм с шагом 5 мм. В задней части фокальной плоскости расположена при­кладная рамка с координатными метками, к которой при фотографи­ровании прижимается фотопластинка. С помощью специальных бара­банчиков на боковой панели устанавливается номер снимка вид съем­

Компания Geodetic Systems Inc., (США) (Рис.2) является мировым лидером в сфере промышленной фотограмметрии. Компания участвовала в работах по программе полетов на Луну APOLLO под руководством NASA. В 1994 году компания представила первую систему V-STARS, основанную на цифровых технологиях. Сегодня уже более 500 систем V-STARS работает по всему миру.

Рис.2. Система V-Stars

Технология V-STARS, основанная на принципах фотограмметрии, позволяет определить трехмерные координаты точек объекта из серии цифровых фотографий. Фотограмметрическая система преобразует изображения объекта, снятые с нескольких точек, в облако точек, а затем в трехмерный объект. Для точного определения размеров объекта, он сравнивается с эталоном - масштабными линейками.

Основным элементом системы V-STARS являются специальные цифровые камеры, спроектированные для применения в фотограмметрии. Достаточно легкие, эргономичные, с высококачественным калиброванным широкоугольным объективом, камеры заключены в прочный корпус для применения в производственных условиях. Среди множества достоинств можно выделить новейшую функцию «самокалибровки» камеры, лазерные указатели, большой LCD дисплей. Изображения с камеры могут, как записываться на Flash-носитель, так и передаваться по встроенному Wi-Fi протоколу.

Системы V-STARS включают в себя: одну или несколько камер INCA3 или NIKON D2X, проектор PROSPOT, направляющий на объект мощный поток света либо проецирующий через специальные слайды до 23000 светящихся точек, программное обеспечение для обработки результатов замеров, а также большое количество различных маркеров, отражателей, щупов и аксессуаров, помогающих решить практически любую задачу измерения.

Основными отличиями фотограмметрической системы измерений V-STARS являются:

Быстрота проведения съемки. Малое время экспозиции камеры дает возможность проводить измерения без штатива, держа аппарат в руках

Снижение погрешности измерений, т.к. нет необходимости учитывать изменения размеров и формы объекта вызываемые, например, изменениями и/или неоднородностью температуры

Большой диапазон размеров измеряемых объектов – от мелкой детали до самолета

Камера в легком и прочном корпусе, спроектированная специально для промышленного применения

Высокая точность измерений объектов: 5 мкм + 5 мкм/м