Концепция регистрации изображений с использованием двухэлементного активного оптико-электронного комплекса

Предмет исследования. Предложена концепция получения изображений, на основе которых возможно создание трехмерных моделей объектов. В частности, изображения содержат данные, необходимые для воссоздания объемной формы объекта. К таким данным относятся: длина и ширина моделируемого объекта, а также удлинение тени, отбрасываемой на базовую поверхность. Метод. В соответствии с концепцией, условием получения изображений, применимых для обработки, является использование разнесенной в пространстве генерирующей и регистрирующей оптическое излучение аппаратуры. Параметры ориентирования источника подсветки и камеры выбраны с учетом требований к фотограмметрическому качеству изображений. Основные результаты. Представлена характеристика геометрических искажений, возникающих при смене режима съемки с планового на перспективный, которая демонстрирует изменение соотношения сторон изображения в зависимости от угла наклона камеры. Рассмотрены особенности удлинения тени в зависимости от пространственного положения источника оптического излучения. Показано влияние параметров ориентирования средства оптической подсветки на протяженность тени, отбрасываемой на базовую поверхность. Обоснован выбор параметров взаимного ориентирования в пространстве источника оптической подсветки и регистрирующей оптическое излучение аппаратуры. Практическая значимость. Прогнозирование величины геометрических искажений изображений на этапе выбора параметров взаимного ориентирования аппаратуры двухэлементного активного оптико-электронного комплекса позволяет сохранить фотограмметрическое качество снимков и выполнить измерения длины и ширины объекта. Полученная величина удлинения тени в условиях искусственной оптической подсветки обеспечивает возможность передачи признаков на изображении для расчета аппликаты и воссоздания объемной формы объекта. Предложенная концепция регистрации изображений может найти применение при ведении топогеодезических и инженерных работ в условиях недостаточной естественной освещенности. Например, использование двухэлементного активного оптико-электронного комплекса обеспечит возможность получения трехмерных фотопланов местности географических районов с непродолжительным световым днем.

1. Григорьев А.Н., Алтухов А.И., Коршунов Д.С. Подход к ведению аэросъемки местности с использованием компоновки оптико-электронных камер // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 3. С. 318– 326. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2020-20-3-318-326

2. Григорьев А.Н., Замарин А.И., Караваев М.Н. Метод формирования групповых объектов для космических средств дистанционного зондирования Земли // Научно-технический вестник ин формационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 4. С. 587–594. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2015-15-4-587-594

3. Злобин В.К., Еремеев В.В. Обработка аэрокосмических изображений. М.: Физматлит, 2006. 288 с.

4. Юрченко В.И. Особенности проектирования аэрофотосъемочных работ с беспилотного воздушного судна // Вестник СГУГиТ. 2021. Т. 26. № 2. С. 65–81. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2021-26-2-65-81

5. Карасик В.Е., Орлов В.М. Локационные лазерные системы видения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 478 с.

6. Григорьев А.Н., Алтухов А.И., Коршунов Д.С. Подход к получению изображений объектов на основе данных непрямой лазерной локации // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2021. Т. 21. № 1. С. 31–39. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-1-31-39

7. Gariepy G., Krstajic N., Henderson R., Li C., Thomson R.R., Buller G.S., Heshmat B., Raskar R., Leach J., Faccio D. Single photon sensitive light-in-fight imaging // Nature Communications. 2015. V. 6. N 1. P. 6021. https://doi.org/10.1038/ncomms7021

8. Korotaev V.V., Maraev A.A. Sources and detectors of optical radiation. Saint Petersburg: ITMO University, 2017. 104 p.

9. Маркушин Г.Н., Коротаев В.В., Кошелев А.В., Самохина А.И., Васильев А.С., Васильева А.В., Ярышев С.Н. Комплексирование изображений в двухдиапазонной сканирующей оптико-электрон ной системе поиска и обнаружения браконьерского промысла // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 6. С. 57–65. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-06-57-65

10. Емельянов С.Г., Атакищев О.И., Алтухов А.И., Гнусарев Н.В., Коршунов Д.С. К вопросу учета условий освещенности при съемке космических объектов фотографическими средствами // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 3-1(42). С. 58–62.

11. Хрущ Р.М. Аэрокосмические методы. Часть 1. Аэрокосмические съемки и теория одиночного фотоснимка: учебное пособие. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского университета, 2009. 160 с.

12. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами: монография. Казань: ГБУ «Республиканский центр мониторинга качества образования», 2013. 768 с. (Серия «Современная прикладная математика и информатика»).

13. Молчанов А.С., Чаусов Е.В. Методика оценивания линейного разрешения авиационных цифровых оптико-электронных систем в процессе летных испытаний // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 2. С. 140– 150.

14. Занин К.А. Методы проектирования оптико-электронных комплексов космических аппаратов // Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. Т. 1. М.: МАИ, 2012. С. 261–335.

15. Григорьев А.Н., Коршунов Д.С., Беляев А.С. Прогнозирование качества гиперспектральных снимков космических систем дистанционного зондирования // Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского. 2010. № 629. С. 143–147.