Procédé pour l'enregistrement photographique des éléments d'orientation de prises de vues stéréoscopiques destinées à être restituées et photothéodolite pour la mise
en oeuvre de ce procédé.
On sait que pour les prises de vues sté réoscopiques destinées à être restituées, on utilise des chambres photographiques spéciales appelées photothéodolites.
Les appareils connus comportent :
d'une part, un dispositif associé à l'objeetif et assurant l'impression sur le cliché, à chaque prise de vue, d'un système de marques qui permettent de définir la trace de l'axe de prise de vue ;
d'autre part, un certain nombre d'organes permettant de définir sur le cliché la direction de ses horizontales et de repérer sur des cercles divisés la direction de l'axe de prise de vue, ou de caler celui-ci dans une direction déterminée ;
et enfin, un équipement pour la détermi- nation de la distance horizontale et verticale des points de vue associes pour la restitution (base) et pour la détermination de la position du point de vue par rapport à un ensemble de points connus.
Les photothéodolites de types connus peuvent être classés en deux types.
Dans l'un de ces types, le cliché est rendu vertical par un système de niveaux croisés, l'axe de prise de vue est donc horizontal ; deux repères matérialisent la ligne d'horizon du cliché.
Dans l'autre type, le cliché peut être inclin6 sur la verticale et son inclinaison peut être mesurée sur un cercle gradue ou calé à une valeur fixe ; un niveau permet de régler l'horizontalité de deux repères qui matéria- lisent une horizontale du cliché, mais non plus la ligne d'horizon.
Dans ces deux types d'appareils, la direction horizontale de l'axe de prise de vue peut être repérée par rapport à la base à l'aide d'un cercle divisé ou elle peut être calée dans une direction fixe par rapport à celle-ci.
Tous ces appareils, de type connu, doivent être réglés rigoureusement avant l'usage, car aucun mode opératoire ne permet de compenser leurs défauts de réglage, lesquels sont ceux de tous les appareils de mesures angu- laires utilisés en topographie (collimation, tourillonnement, calage des niveaux, etc.).
La présente invention qui tend à éviter ces inconvénients a pour objet un procédé et un photothéodolite pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Ci-après, on a décrit, à l'aide de dessins annexés, des formes de réalisation du procédé et du photothéodolite pour sa mise en oeuvre.
Dans les dessins :
La fig. 1 est une vue en élévation d'un photothéodolite destiné plus particulièrement aux prises de vues dans une direction plus rapprochée de l'horizontale que de la verticale.
La fig. 2 est une vue en plan de l'appa- reil représenté à la fig. 1.
La fig. 3 est, vue en plan, un graphique explicatif de 1'enregistrement des repères avec l'appareil représenté aux fig. 1 et 2, et de la détermination, dans l'appareil de restitution, de la longueur de la projection horizontale de la base.
La fig. 4 est une vue en élévation d'un photothéodolite destiné plus particulièrement aux prises de vues dans une direction plus rapprochée de la verticale que de l'horizontale.
Les fig. 5 et 6 sont respectivement une vue en plan et une vue de profil de l'appareil représenté à la fig. 4.
La fig. 7 est, vu en élévation, un graphique explicatif de l'enregistrement des repères avee l'appareil représenté aux fig. 4, 5 et 6, et de la détermination, dans l'appareil de res titution, des deux composantes horizontale et verticale de la base.
Dans l'appareil représenté aux fig. 1 et 2, la chambre photographique 1 est supportée par deux paires de tourillons 2, 2'et 3, 3' respectivement parallèles au grand axe et au petit axe du cliché. Les axes de ces tourillons passent sensiblement par le point nodal anté- rieur (objet) de l'objectif, au point de vue S.
Cette chambre repose sur un support 4 par une des paires de tourillons 2, 2'et par un support 5 situé vers l'arrière sur une vis 6 réglable en hauteur. Cette vis permet d'in- cliner à volonté l'axe de la chambre sur l'horizon.
Le support 4 est mobile autour d'un axe vertical vt'. Il repose sur une circulaire 7 d'un support général 8 et peut être bloqué sur celui-ci. Le support général 8 est consti- tué par un plateau muni de vis calantes 9 qui permettent le réglage de l'horizontalité de la circulaire.
L'axe vertical v-v est normal à l'axe des tourillons et passe également par le point de vue S. Cet axe est susceptible d'être déplacé transversalement de quelques millimètres sur le support général 8 à l'aide, par exemple, d'un levier 10 dont le mouvement est commandé par des vis 11.
Devant l'objectif de la chambre se trouve un collimateur 12 constitué par une lentille 13 et un index 14 formé par un fin trou d'aiguille percé dans un diaphragme situé dans le plan focal de la lentille. Le trou formant index est éclairé par une lampe éleetrique de bas voltage et son image peut être photographiée par la chambre de prise de vue. Pour éviter les images parasites, le collimateur est relié à l'objectif de la chambre par un soufflet 15 par exemple.
Une lunette de visée 16 fait corps avec le collimateur, son axe de visée 1-1 croise à angle droit l'axe c-c du collimateur. Le col limateur et la lunette portent chacun deux bagues d'appui 17-17'et 18-18'de même diamètre et de même éloignement mutuel. La ligne des centres de ces bagues est rendue par réglage parallèle à l'axe du collimateur et à celui de la lunette.
Le collimateur 12 repose par ses deux ba- gues 17-17'dans deux encoehes en V d'un étrier 19, mobile autour de].'axe vertical v-v du support, son déplacement en rotation autour de cet axe peut être réglé à l'aide d'une vis horizontale de fin mouvement 20. Une vis verticale 21 agissant sur l'étrier permet de donner au collimateur de légers mouvements dans un plan vertical. La rotation du collimateur lo dans les encoches en V permet le basculement de la lunette 16 autour de l'axe c-c du collimateur.
Elle permet de régler l'horizontalité de son axe, c-c. Cette hori zontalité est contrôlée par exemple à l'aide d'une nivelle indépendante de type quelcon- que connu. Lorsque le réglage de l'horizontalité du collimateur a été assuré, la marque w de l'index lumineux du collimateur, enregistrée sur le eliehé par la manoeuvre de l'ob- turatenr de l'appareil photographique, est un point quelconque de la ligne d'horizon sur le cliché.
Cette ligne d'horizon (ligne clb de la fig. 3) peut ainsi être définie par deux points a et b enregistrés successivement pour deux positions du collimateur, positions qui corres pondent au moins approximativement aux extrémités du champ horizontal de l'appareil photographique.
Lorsque l'opérateur vise, à l'aide de la lunette l'autre point de vue, S', ou plus exactement un point P'matérialisé par un voyant et situé, par rapport à S', à une distance N égale à celle qui en S sépare l'axe Z-l de la lunette de l'axe vertical v-v (fig. 1), la ligne de visée est parallèle à la base (ligne qui réunit les deux points de vue S et S'), et le collimateur permet d'enregistrer, sur le cli- ehé, un troisième repère, s, situé entre a et b, et représentant la trace de l'horizontale normale à la base.
En visant ensuite les deux extrémités d'une mire à deux voyants, J7 et J1', de longueur L, placée horizontalement en S', et normale à la base, le collimateur permet l'en- registrement sur le cliché de deux nouveaux points, m et m', qui sont les traces des deux horizontales perpendiculaires aux directions de visée des deux voyants M et IF.
La connaissance de la ligne d'horizon a-b permet de déterminer l'orientement du cliché dans son plan et l'inclinaison de l'axe de prise de vue sur l'horizontale ; la connaissance du point s fixe l'azimut de cet axe ; la connaissance des deux points ni et m'permet de détermi- ner la distance horizontale entre les deux points de vue.
Lorsqu'ils sont visés dans l'appareil de restitution, ces deux points m et ? t'donnent sur une ligne normale à la direction S-s, c'est-à-dire parallèle à la base à une distance e du point S matérialisé dans l'appareil de restitution, deux points x et x', séparés l'un de l'autre par une distance d'qui permet de déterminer la composante horizontale B de la base par la relation di
Bx =L (soir fig. 3)
e
Un intérêt particulier de 1enregistrement s de l'horizontale normale à la base est de permettre l'ajustement stéréoscopique de la convergence des clichés dans les appareils connus de restitution en assurant l'orientation des clichés,
de façon que dans ces appareils les points s soient vises stéréoseopiquement.
On sait que cette orientation a une influence considérable pour la précision de la restitu- tion.
Pour éviter l'influence des écarts d'hori zontalité du collimateur et d'orientation normale de la lunette par rapport au collimateur, l'opérateur peut effectuer une série de retournements du collimateur et de la lunette autour de leur axe ; le point correct se trouvera au milieu des visées homologues enregistrées.
Pour la prise de vue du paysage ou de l'objet à photographier, le soufflet 15 est enlevé et le système collimateur-lunette retiré du champ de l'objectif photographique par rotation autour de l'axe v-v, l.'appareil pho tographique conservant sa position initiale.
Dans le cas de prises de vues suivant la verticale ascendante, telles par exemple les photographies de voûtes de cathédrales
(application de la photogrammétrie à l'architecture) ou celles des nuages (application à la météorologie), etc., la chambre de prise de vue et le bloc collimateur-lunette doivent être montés sur un support différent représenté fig-. 4, 5 et 6.
La chambre repose par ses tourillons sur des coussinets portés par une bague horizontale 22 mobile autour de son axe vertical v-v.
L'axe des tourillons est horizontal, des vis de blocage permettent d'immobiliser la chambre à une position voulue sur son support 22.
Le bloc collimateur-lunette repose sur un vilebrequin 23 porté par une couronne 24 ayant même axe de rotation que la bague 22 supportant la chambre. Cette couronne 24 peut recevoir de faibles mouvements de rotation et être immobilisée sur son support par un dispositif classique connu à pince, vis et système de rattrapage de jeu à ressort par exemple.
Le vilebrequin 23 peut pivoter autour d'un axe horizontal h-h ; sa rotation est commandée également par un dispositif connu permettant de fins mouvements de déplacement.
Ce vilebrequin porte un étrier 25 sur lequel la lunette repose par ses bagues d'appui 18-18' ; cet étrier est réglé de telle façon que la ligne de visée de la lunette soit normale à l'axe de rotation hh du vilebrequin. La ligne de visée 7---t de la lunette peut ainsi dé- crire un plan vertical d'orientement déterminé, par exemple celui contenant les deux points de vue.
Le collimateur 12 est dirigé vers l'objectif de la chambre. Son axe c-c est réglé dans une direction normale à l'axe de basculement 7t- du vilebrequin, il décrit donc le même plan vertical que la ligne de visée de la lu- nette.
Le collimateur porte un système de deux niveaux croisés 26 de type quelconque connu, permettant d'assurer la verticalité de son axe c-c.
Les opérations d'enregistrement des éléments de prise de vue sont les suivantes (fig. 7) :
L'axe de bascule h-h du vilebrequin est réglé horizontalement. L'opérateur vise la deuxième station S, c'est-à-dire situé au point de vue S, il règle ensuite la verticalité de l'axe c-c du collimateur et enre- gistre sa direction n sur le cliché ; visant par le point P'de la station S', correspondant au point P de la station S, il enregistre le repère s qui correspond à cette position du collimateur ;
visant les deux voyants ill, if d'une mire verticale placée au-dessus de la station
S', il enregistre les images correspondantes m, an'du collimateur. Faisant ensuite pivoter le vilebrequin autour de son axe horizontal Wh, il amène le collimateur au voisinage de la limite du champ de l'appareil photographique et enregistre les images a et b correspondant à ces positions.
Pour éliminer l'influence des erreurs de réglage d'horizontalité de l'axe h-h de tOll- rillonnement et de collimation de la lunette et du collimateur, l'opérateur peut effectuer une série de retournements appropriés, du collimateur et de la lunette sur ses touril lons. Le point correct est au milieu de l'enre- gistrement des deux visées homologues.
La marque 7z correspond à la direction verticale du collimateur : la marque s qui correspond à la visée de l'autre point de vue, et les marques m et m'qui correspondent aux directions de visée des deux points N et IF de la mire verticale, permettent de déterminer l'orientement du cliché dans son plan, l'ineli- naison de l'axe de prise de vue sur la verticale, la distance horizontale des deux points de vue et leur distance verticale, c'est-à-dire tous les éléments nécessaires pour la restitution.
La distance horizontale des deux points de vue S et S'est déterminée à la restitution, en utilisant les deux points m, m', qui, visés successivement dans l'appareil de restitution, donnent deux points x et x, séparés l'un de l'autre par une distance d', la composante horizontale B de la base étant alors donnée par la rotation B.-L (voir fig. 7)
Par des visées successives, dans l'appareil de restitution, des points s et n, on obtient les points x"et xo, séparés l'un de l'autre par la distance d", et la composante Bz est donnée par la relation : cl"d"
BZ =.
B---L (voir fig. 7).
e d'
Les points x"et et sont donnés par les visées successives dans l'appareil de restitu- tion, des points s et n.
Le réglage de la convergence des clichés est effectué stéréoseopiquement, comme dans le cas des vues dans un plan se rapprochant de l'horizontale.
Le procédé d'enregistrement photographi- que décrit ci-dessus des éléments nécessaires à la restitution présente les avantages principaux suivants :
Il permet d'éliminer les défauts de réglage du système optique en répétant les opérations d'enregistrement après un retournement approprié, dans leurs supports, du collimateur et de la lunette.
Il simplifie les opérations de prise de vues en supprimant les lectures angulaires d'orientation de prise de vue et de détermination stadimétrique de la base, ainsi que tous les calculs qui leur correspondent.
Il permet de rassembler, sur un même document, le cliché, tous les éléments nécessaires à la restitution (mesures et calcul des composantes de la base et de l'orientement des chambres de prises de vues), ce qui faci- lite l'archivage de ces éléments.
REVENDICATIONS
I. Procédé pour 1'enregistrement photographique des éléments d'orientation de prises de vues stéréoscopiques destinées à être restituées, caractérisé en ce que sur le cliché, on enregistre photographiquement plusieurs images d'un point lumineux définissant l'orien- tation d'un collimateur qui, toujours dirige vers le point nodal antérieur de l'objectif de la chambre photographique arbitrairement orientée, est orientable autour de ce point dans un plan de référence appropriée à l'angle de prise de vue, et vient occuper dans ce plan plusieurs positions successives, déterminées à l'aide de niveaux et d'une lunette de visée dont l'axe croise à angle droit celui du collimateur et qui peut être basculée autour de ce dernier, 1'enregistrement photographique, avant la prise de vue,
de l'orientation du collimateur dans chacune de ses positions produisant, sur le cliché, autant de repères situés sur une même ligne comprenant au moins les traces (a, b) de deux directions correspondant au moins approximativement aux limites du champ de la chambre photographique dans le plan de référence et les traces (m, m') de deux perpendiculaires aux lignes de visée de deux voyants (M, M') d'une mire placée au point de vue (S') associé au point de vue (S) constitué par ledit point nodal.