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 360^о, 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.