Измеритель расстояний

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Автор Козлов Владимир Леонидович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Измеритель расстояний на основе цифрового фотоаппарата, содержащий последовательно соединенные с цифровым фотоаппаратом блок поворота, контроллер, второй вход которого соединен с цифровым выходом фотоаппарата, а выход контроллера соединен с блоком анализа изображений, выход которого соединен с вычислительным блоком, при этом дальность до -того объекта определяется в соответствии с выражением/,где- расстояние на цифровых фотографиях между изображениями -того объекта, полученными в результате поворота оптической оси фотоаппарата по горизонтали на угола высота -того объектаопределяется в соответствии с выражением,где- высота -того объекта на цифровой фотографии.(56) 1. Лазерная дальнометрия / Под ред. В.П. Васильева.- М. Радио и связь, 1995. - С. 256. 2. Бородулин Г.И. Обзор современной светодальномерной аппаратуры // Геодезия и картография. - 1970. -7. 61272010.04.30 Полезная модель относится к области оптической дальнометрии и может использоваться в геодезии, строительстве и монтаже крупных инженерных сооружений. Известны лазерные дальномеры 1, содержащие генератор, лазер, приемник излучения, усилитель, измерительный блок. Принцип измерения дальности основан на измерении времени задержки лазерного излучения на дистанции. Недостатком этих дальномеров является сложность конструкции, обусловленная наличием лазера и измерительной схемы, обеспечивающей точность измерения временных интервалов в единицы - десятки пикосекунд. Кроме того, такие дальномеры позволяют одновременно измерять дальность только до одного объекта и не позволяют измерять высоту объекта. Наиболее близким к предлагаемому устройству является дальномер фотоаппарата 2,в котором для измерения расстояний используется совмещение раздвоенного изображения в окне видоискателя. Недостатком этого устройства является низкая точность измерения дальности, малый диапазон измеряемых расстояний, дальномер не позволяет измерять высоту объекта и не позволяет одновременно измерять дальность до нескольких объектов,попадающих в поле зрения. Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении точности измерения расстояний и расширении функциональных возможностей измерителя. Расширение функциональных возможностей заключается в обеспечении возможности измерять высоту объекта и возможности одновременно измерять расстояния до нескольких объектов, попадающих в поле зрения. Поставленная задача решается путем того, что для измерения расстояний на основе цифрового фотоаппарата в устройство вводятся последовательно соединенные с цифровым фотоаппаратом блок поворота, соединенный с контроллером, второй вход которого соединен с цифровым выходом фотоаппарата, а выход контроллера соединен с блоком анализа изображений, выход которого соединен с вычислительным блоком, при этом дальность до-того объекта определяется в соответствии с выражением/,где- расстояние на цифровых фотографиях между изображениями -того объекта, полученными в результате поворота оптической оси фотоаппарата по горизонтали на угола высота -того объектаопределяется в соответствии с выражением,где- высота -того объекта на цифровой фотографии. Свойства, появляющиеся у заявляемого объекта, - это повышение точности измерения расстояний, обусловленное корреляционной обработкой цифровых изображений в блоке анализа изображений упрощение конструкции, обусловленное отсутствием лазерного источника зондирующего излучения, и расширении функциональных возможностей, обусловленное возможностью измерять высоту объекта и возможностью одновременно измерять расстояния до нескольких объектов, попадающих в поле зрения. Сущность полезной модели поясняется с помощью чертежа, на котором представлена функциональная схема измерителя расстояний на основе цифрового фотоаппарата. Устройство содержит цифровой фотоаппарат 1, блок поворота 2, контроллер 3, блок анализа изображений 4, вычислительный блок 5. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени с помощью цифрового фотоаппарата реализуется цифровая фотография объектов, до которых измеряется дальность. Затем оптическая ось объектива фотоаппарата с помощью блока поворота 2 перемещается по горизонтали на уголи производится повторное фотографирование измеряемых объектов. Уголвыбирается таким образом, чтобы при повороте все измеряемые объекты оставались в поле зрения объектива. Полученные два цифровых изображения одних и тех же объектов через контроллер 3 поступают в блок анализа изо 2 61272010.04.30 бражений 4, где производится измерение расстоянияна цифровой фотографии между изображениями -того объекта, полученными в результате поворота оптической оси фотоаппарата по горизонтали на угол . На чертеже изображения объектов А, В, полученные в результате поворота, представлены штриховой линией. Из треугольников, зная уголи расстояния между объектами в результате поворота 1, 2, можно определить дальности до объектов следующим образом/. Блок анализа изображений с помощью корреляционной обработки осуществляет измерение расстояний между объектами 1 на цифровой фотографии, что фактически соответствует разности положений объектов на фотоприемной матрице. Корреляционная обработка изображений позволяет определить положение объекта на матрице с точностью лучше одного чувствительного элемента (пикселя). Современные матрицы имеют количество чувствительных элементов более десяти миллионов, следовательно, относительная погрешность измерения величины , а, значит, дальности будет не хуже 10-3. Блок поворота 2 должен обеспечивать соответствующую погрешность измерения угла поворота . Измеритель расстояний также позволяет измерять высоту объектов. Это осуществляется следующим образом. Блок анализа изображений определяет высоту объекта 1, т.е. размер объекта на цифровой фотографии (см. чертеж). Зная вычисленное расстояние до объекта 1 и величину перемещения данного объекта 1 в результате поворота фотоаппарата по горизонтали на угол , реальная высота объекта Н 1 определяется следующим образом 111 .1 Описанные алгоритмы вычисления расстояния и высоты реализуются в вычислительном блоке 5. Таким образом, в результате анализа двух цифровых фотографий полученных в результате поворота оптической оси фотоаппарата по горизонтали на угол , удается определить как расстояния, так и высоты нескольких объектов, одновременно попадающих в поле зрения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.