Технические науки/3 Отраслевое машиностроение
к.т.н.
Шотиков А.В.
Харьковский национальный технический университет сельского
хозяйства имени П. Василенко
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ
ИЗОБРАЖЕНИЙ НА ПЛОСКОСТИ
Оценка обзорности тракторов и с/х машин производится, как
известно, с помощью карт обзорности. Такие карты представляют тень
транспортного средства с точки зрения водителя, называемой точкой обзора.
На стадиях испытания карту обзорности машины строят чаще всего светотеневым способом с помощью лампочки, помещенной в точку обзора. Данный способ трудоемок, требует специального затемненного помещения и отличается невысокой точностью получаемых результатов. Наиболее прогрессивным способом оценки параметров обзорности машин на стадиях испытаний могут быть фотографические методы с использованием соответствующих приборов и аппаратов [1].
Известные
сегодня отечественные фотографические приборы не позволяют получать панорамные
изображения на плоскости и поэтому не могут быть использованы в полной мере для
оценки обзорных качеств машины.
Исследования,
проведенные кафедрой начертательной геометрии ХНТУСХ в области применения
фотоаппаратуры для получения панорам на горизонтальную картинную плоскость,
показывают, что наиболее простым способом реализации таких изображений может
быть применение отражающих или преломляющих насадок к обычным фотокамерам,
которые устанавливают перед объективом. Такие насадки позволяют изменять
направление оптических пучков, что обеспечивает, при соответствующей геометрии
элементов конструкции и ее положения перед объективом фотоаппарата, получение
панорамных изображений объекта с отображением их на плоскости [2].
Учитывая, что угол панорамирования в горизонтальном направлении составляет 360о, а масштабные соотношения по всем направлениям должны быть одинаковыми, то отражающие поверхности или преломляющие элементы насадок могут быть только поверхностями или телами вращения, соосными с главной оптической осью объектива.
Наиболее простой
поверхностью для реализации поставленной задачи является сфера с зеркальным
покрытием.
Рис. 1.
На рис. 1
показан геометрический аппарат отображения пространства в панораму с
использованием зеркальной сферической
поверхности, который содержит:
-
сферическое
зеркало – Ø; центр отображения – O ; горизонтальную
картинную плоскость – Γ(Γ2); объект отображения –
точку Α; проецирующие лучи и
; проекцию
точки
.
Как видно из схемы аппарата отображения, процесс
проецирования происходит следующим образом. Проецирующий луч , попадая на сферическую зеркальную поверхность, отражается
от нее и преобразуется в луч
, который проходит через центр отображения O. Пересечение луча
с плоскостью Γ(Γ2)
определяет проекцию
точки
.
Все лучи, падающие на зеркальный сферический пояс, образуют тело, ограниченное коническими поверхностями Λ и Ω с углом γ между их образующими. Отраженные от зеркала лучи проходят через центр отображения O и образуют усеченную связку прямых, высекающих на плоскости Γ кольцо. Таким образом, изображения окружающих предметов, находящихся в поле зрения аппарата, проецируются внутри указанного кольца, образуя панорамное изображение пространства на плоскости.
Изменяя положение зеркального пояса по вертикали, а также его геометрию, можно обеспечить требуемый ракурс зрения в вертикальной плоскости.
Предлагаемый аппарат обеспечивает получение круговых панорамных изображений с большими углами зрения в вертикальном направлении, что важно при оценке обзорных качеств испытываемых машин.
На основе представленной геометрической схемы аппарата отображения представляется возможность конструирования отражающих насадок к объективам фотокамер, выпускаемых отечественной промышленностью.
Литература
1. Шотиков А.В., Шебанова В.И. Оценка параметров обзорности с/х тракторов и машин на стадии испытаний.// Материали за V международна научна практична конференция «Найновите научни постиженния – 2009». Том.24, Технологии.: София «Бял ГРАД-БГ» ООД, 2009.
2. Патент 3151524(США) от 15 мая 1964г. Панорамный объектив.