Как определить в координатах съемка

Как по gps координатам через EXIF узнать, где было сделано фото или видео

Илья – главный редактор сайта softdroid.net. Является автором нескольких сотен руководств и статей по настройке Android. Около 15 лет занимается ремонтом техники и решением технических проблем iOS и Android. Имел дело практически со всеми более-менее популярными марками мобильных смартфонов и планшетов Samsung, HTC, Xiaomi и др. Для тестирования используется iPhone 12 и Samsung Galaxy S21 с последней версией прошивки.

Мобильные устройства, iPhone и Android, при съемке на камеру, сохраняют информацию о местоположении. В снимке имеется EXIF-информация, где и находятся нужные координаты.

В этой статье расскажем, с помощью каких программ можно считать координаты и выяснить локацию, где было сделано фото.

Навигация по статье:

Кроме того, вы узнаете, как управлять настройками gps через камеру телефона и при необходимости отключить данную настройку, ведь она наносит ущерб конфиденциальности.

Браузерный плагин EXIF Quick View

Используя простое браузерное расширение, можно считать Exif данные из любой фотографии, где они присутствуют. Для браузера Chrome достаточно установить расширение EXIF Quick View (https://chromewebstore.google.com/detail/exif-quickview/kjihpkahhpobojbdnknpelpgmcihnepj?hl=en-US), а для Firefox оптимальным вариантом будет FxIF (https://addons.mozilla.org/en-US/firefox/addon/viewexif/).

Расширение EXIF Quick View отображает в нижней части фотографии модель камеры, характеристики съемки и координаты, где была произведена съемка. GPS — координаты можно скопировать или сохранить в виде текстового файла, что очень удобно.

Таким же образом работает FxIF. Плагин доступен для последних версий Firefox, и работает очень просто:

Установите расширение
Кликните правой кнопкой мыши по изображению
В контекстном меню выберите FxIF Data
Координаты отображаются в виде двух цифр: широта и долгота. Также можно получить более подробную информацию в виде страны, региона или штата, название города.
Зайдите на сайт https://www.openstreetmap.org или Google Maps.
Введите координаты в поисковую строку, и вы увидите точку на карте, соответствующую введенным координатам.

Инструкция для Windows 7 – 11, как прочитать GPS информацию из файла

Вызовите контекстное меню (правой кнопкой мыши на файле с фото), перейдите в пункт Свойства.
Перейдите во вкладку Подробно.
Найдите в списке метаданных параметры Долгота и Широта. Они доступны в секции GPS.

Инструкция для Mac OS:

Зажмите клавишу Control и сделайте клик на файле изображения.
Откройте Свойства в контекстном меню Finder.
В секции Подробнее отображается местоположение при съемке фото (Широта / Долгота).

Если фотография, в которую вшиты координаты, имеет расширение HEIC, вам понадобится программа-конвертер, чтобы преобразовать файл в JPG формат и затем открыть фотографию на компьютере. Как это сделать, читайте в практическом руководстве: Конвертация HEIC в JPG

Просмотр метаданных EXIF через специальные программы

ExifTool – программа для считывания GPS-координат и других метаданных из графических файлов.

Утилита доступна для платформ Mac и Windows, использовать ее можно бесплатно без ограничений по функциональности.

Работает с большинством популярных форматов (png, jpg, tiff, bmp, heif),
Поддерживает чтение GPS-треков как в фото, так и в видео,
Извлекает gps данные из EXIF в виде текста
Генерирует трек-логи из файлов
Поддерживает все современные форматы цифровых фотокамер

ExifTool – одноименное мобильное приложение для Андроид. Использует ту же Perl библиотеку, что и вышеупомянутая программа. Из EXIF можно извлечь GPS координаты, записанные цифровыми камерами или на камеру телефона, если функция записи координат была активирована на момент съемки.

https://www.metadata2go.com/ – бесплатный онлайн сервис для получения всех метаданных, вшитых в фотографию. Функции те же, что и у программ, устанавливаемых на телефон или ПК. Работать с сайтом можно через телефон или на компьютере.

Пошаговая инструкция, как извлечь GPS данные из фото:

Зайдите на страницу https://www.metadata2go.com/view-metadata
Загрузите файл, нажав на кнопку Choose file
Нажмите на кнопку Start analyzing file,
Найдите на странице Metadata Info Of Your File необходимые координаты (при их наличии в фотографии).
Нажмите на кнопку Start over, если необходимо повторить действия с другими фотографиями.

Соответственно, если координаты не отображаются в итоговом отчете, возможно, что они не были записаны при фотосъемке.

Как узнать координаты видео, снятого на GoPro

ExifTool – мощная утилита для работы с медиаданными, возможности ее скрыты в командной строке. Далее покажем, как использовать консольные команды ExifTool для извлечения GPS -трека из GoPro видео. Впрочем, это может быть и любой видеоролик, в который были сохранены данные геолокации, например, MOV-видео, снятое на iPhone.

Скачайте и разархивируйте ExifTool в любую папку на компьютере.
Откройте консоль Windows (cmd в поиске) и перейдите в папку с файлом exiftool.exe.
Для того чтобы отобразить все доступные медиаданные, вшитые в видео файл, введите в консоль «exiftool.exe» —e «myfile_path» (без кавычек)
В числе прочих отобразятся такие сведения как GPS Longitude / GPS Latitude / GPS Position.
Если видео было снято на камеру GoPro, соответственно вы можете узнать, где и когда была произведена съемка.
Сохранить информацию о геопозиции можно такой командой:

«Папка_с_расположением_exiftool» —e «название_папки» > «название_файла». Поддерживаются форматы файла .txt и .csv (табличные данные).

Часто задаваемые вопросы

Что такое EXIF данные

EXIF – свойства медиа файла, которые включают в себя различную полезную информацию как то: модель камеры или мобильного устройства, параметры съемки (выдержка, диафрагма, ISO), геолокация и другие характеристики.

Почему в фото нет GPS данных

При многократном сохранении фото данные о местоположении могли исчезнуть из итогового файла. Это происходит, когда конвертер не сохраняет данные координат или пользователь умышленно отключил возможность хранения дополнительных метаданных в программе, где сохранялось фото. В частности, подобное редактирование EXIT-информации возможно в Photoshop, Lightroom или любом просмотрщике изображений. Онлайн-сервисы также предпочитают автоматически удалять конфиденциальную информацию как в копиях оригиналов, так и в эскизах.

Как узнать местоположение по координатам

Допустим, у вас есть долгота и широта, указанные в координатах фотографии. Как можно узнать местоположение на карте?

Удобно использовать сервисы, упомянутые в обзоре.
Второй вариант – мобильные приложения для Андроид / iOS
Открыть файл в программе для просмотра фотографий. Скажем, встроенное приложение Photos для iPhone отображает сведения на карте в разделе Места (Places). Цифры координат вы также можете указать через поиск на сервисе Google Maps – отобразится точное местоположение, где была произведена съемка.

Как отключить сохранение местоположения на фото

С одной стороны, координаты – удобная штука не только для того, чтобы получить сведения о месте, в котором сделан снимок, но и для того, чтобы систематизировать фотографии по категориям. Программы для ПК, например, Lightroom, позволяют это делать в автоматическом режиме.

Безусловно, вы в любой момент можете отключить сохранение координат в снимок. Делается это прежде всего в целях безопасности: по сути, любой желающий сможет узнать, где и когда вы были, заглянув в свойства фото, снятого на камеру. Итак, давайте разбираться, как отключить свойства локации.

Зайдите в Настройки > Безопасность > Службы геолокации > Камера
Сместите ползунок Разрешать доступ к локации в положение Никогда.

Таким образом, камера телефона не получит доступ к настройкам GPS и не сможет управлять свойствами местоположения.

Для Андроид 12 и выше:

Перейдите в Настройки.
Локация > Разрешения приложений.
Для приложения Камера установите ограничения местоположения: Запретить.

Трансформация системы координат топографической съемки

Топографическая съемка местности проводится в заданной системе координат, что не всегда удобно. В данном материале показано, как выполнить съемку в свободной системе и затем провести ее трансформацию.

Подробнее про проведение топографических работ на участке с последующим созданием топопланов.

В настоящее время, из-за массовой приватизации земельных участков, в земельных комитетах резко возросли объемы работ по отводу земель и их топографической съемке. Данные виды работ проводятся, как правило, в сельской местности.

Плотность пунктов геодезической основы очень низкая, для развития съемочного обоснования приходится прокладывать съемочные хода значительной протяженности, что существенно сказывается на сроках работ и снижает ее рентабельность. Из опыта проведения данных работ установлено, что на развитие съемочного обоснования традиционными методами затрачивается порядка 60% полезного времени.

При низкой плотности пунктов геодезической основы, сгущение геосети, в настоящее время, осуществляется GPS системами – бригадами, занимающиеся только развитием и сгущением сетей. Квалифицированных специалистов в данной области еще не достаточно, загруженность данных бригад высока и часто приходится ждать выполнения работ по сгущению геосети продолжительное время. Таким образом, теряется драгоценное время. В то же время в данный период времени можно выполнить практически все топографические работы, связанные с земельным отводом и выполнить топосъемку участка в свободной модели. Для этой цели необходимо определить как минимум две твердых реперных точки, закрепить их на местности, задать им условную модель, и выполнить все топографические работы.

В свободной системе можно вычислить площадь участка и начать оформление земельного дела. После определения истинных координат реперных меток, необходимо выполнить разворот и трансформирование свободной модели в заданную. Рассмотрим алгоритм преобразований разворота и трансформирования модели.

По модели, построенной в свободной сети, предлагается выполнить геодезические измерения объекта, с последующим пересчетом в заданную систему координат.

Процесс преобразования съёмки в заданную модель можно осуществить, используя стандартные математические системные преобразования:

Модель топографической съемки и трансформация ее системы координат

Таким образом, чтобы выполнить стандартные преобразования декартовых прямоугольных систем при повороте осей из свободной модели в заданную, достаточно выполнить стандартный пересчет за разворот осей координат. ( Рис 1).

Угол разворота Q свободной системы координат найдем из решения обратной геодезической задачи применяемой к базисным точкам, координаты которых определены в свободной системе координат и в заданной системе.

На рис. 2 приведена схема тахеометрической съемки, где:

Т0,Т1 – базисные (реперные) точки
р1,…,р4 – точки съемочного хода
n_i…n_k – пикетные точки
красная линия – замыкающая хода
синяя линия – вектор до пикетной точки от начала съемки

Координаты базисных точек определены в свободной и в заданной модели.

Алгоритм решения:

1. Определяется дирекционный угол направления Т0-Т1 точек в заданной системе координат. (Базисные точки.)

2. Определяется дирекционный угол этих же точек в свободной системе координат полевой съёмки.

3. Находится угол доворота свободной модели.

4. Определяется масштабный коэффициент векторов полевой съёмки.

5. Если базисных точек больше 2 то можно уточнить масштабный коэффициент:

6. Определяется разность абцисс и ординат, а так же высот одноименных точек. (Базисные).

7. Относительно базисной точки съёмки вычисляются вектора всех пикетных точек съёмки (горизонтальное проложение) и дирекционные углы на эти точки.

8. Горизонтальные проложения исправляются за масштабный коэффициент (исправляются за линейную невязку точек Т0-Т1).

9. К дирекционному углу данного направления в системе координат досъёмки добавляется угол доворота.

10. Вычисляются приращения координат с исправленным дирекционным углом и сами координаты в заданной модели.

В таблице 1 и 2 приведены фрагменты рабочих окон программного комплекса «Геодезия» для разворота и трансформирования модели топографической съемки. Базисные точки определялись c помощью аппаратуры Leica GPS-1200, после выполнения полевых работ по съемке объекта.

Таблица 1. Программный комплекс «Геодезия». Разворот и трансформирование координат

Таблица 2. Ведомость поправок в уравненные координаты

На рисунке 3 приведен фрагмент участка съемки в реальных координатах.

Данный алгоритм успешно используется в производстве топографических съемок с 1996 года в системе “Апертура 4.0” и в программном комплексе “Геодезия”.

Определение координат съемки

Данные съемки являются результатом измерений точек съемки по отношению к точке стояния.

Добавление, редактирование данных съемки при определенной точке стояния и управление ими доступны на вкладке «Съемка» окна «Область инструментов» и «Редактор данных съемки» .

Данные съемки используются для измерения положений на земной поверхности, которые были найдены геодезическими (геометрическими) методами. Можно определить положение точек по известным координатам или относительно иного известного положения, например по углу и расстоянию от существующей точки.

При отключенной автоматической нумерации точек необходимо задавать номера точек. Если автоматическая нумерация включена, точки нумеруются в автоматическом режиме. Последующие точки приобретают следующий свободный номер в возрастающей последовательности.

Очень полезно установить определенную систему нумерации точек для всех своих проектов. Рекомендуемым способом нумерации точек может быть последовательная нумерация точек теодолитного хода, начиная с 1. Если в задании содержится менее 100 точек теодолитного хода, тогда все результаты полярной съемки, снятые из точки 1, нумеруются от 101 до 199, результаты полярной съемки, снятые из точки 2, — от 201 до 299. Такой способ облегчает определение места съемки данной точки.

Кроме создания и редактирования данных съемки при определенной настройке в редакторе данных съемки , имеется возможность создания данных съемки с помощью окна команд модуля «Геодезия» одним из следующих методов:

«По углу»: Создание данных съемки по углу, отмеряемому или от заданной линии начала отсчета или от предварительно определенной точки обратного визирования. Пример и иллюстрация этого метода приведены в разделе Создание определения координат по углу и расстоянию.
«По отклонению»: Создание данных съемки по углу отклонения и расстоянию от заданной линии. Пример и иллюстрация этого метода приведены в разделе Создание определения координат по углу отклонения и расстоянию.
«По углу грани 1/грани 2»: Создание данных съемки от пикета теодолитного хода по горизонтальному углу, измеряемому на Грани 1 или Грани 2 инструмента. Пример и иллюстрация этого метода приведены в разделе Создание определения координат с использованием угла ГРАНИ 1 или ГРАНИ 2.
«По азимуту»: Создание данных съемки от захваченного пикета теодолитного хода путем ввода зарегистрированного азимута и расстояния. Пример и иллюстрация этого метода приведены в разделе Создание определения координат с использованием азимута.
«По румбу»: Создание данных съемки по отношению к точке стояния по румбу и расстоянию. Пример и иллюстрация этого метода приведены в разделе Создание определения координат по румбу и расстоянию.

Просмотр определений координат съемки
Включение и отключение автоматической нумерации точек для базы данных съемки
Добавление данных съемки к имеющейся точке стояния при помощи Редактора данных съемки
Создание данных съемки по углу и расстоянию
Создание данных съемки по румбу и расстоянию
Создание данных съемки по углу отклонения и расстоянию
Создание данных съемки по углу Грани 1 или Грани 2
Создание данных съемки по азимуту
Создание точки съемки по смещению
Создание точки по данным съемки методом дальномерного отсчета по рейке
Редактирование данных съемки
Изменение пояснения к точке в командной строке модуля «Геодезия»
Изменение отметки точек в строке команд модуля «Геодезия»
Вставка, удаление и обновление точек съемки
Доступ к стандартному набору команд для работы с точками можно получить с помощью коллекций и элементов, доступных в области инструментов вкладка «Съемка» .
Обновление точек на чертеже с учетом значений точек из базы данных съемки
Вставка точек съемки в чертеж
Удаление точек съемки с чертежа

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ГЕОИНФОРМАТИКА / ДИНАМИЧЕСКАЯ ФОТОГРАММЕТРИЯ / ВРАЩАЮЩИЙСЯ ОБЪЕКТ / ЧАСТОТА СЪЕМКИ / СТРОБОСКОП / ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТКИ / ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ КООРДИНАТЫ / УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ / GEOINFORMATICS / DYNAMIC PHOTOGRAMMETRY / ROTATING OBJECT / SHOOTING FREQUENCY / STROBOSCOPE / ELECTRONIC TAGS / SPATIAL COORDINATES / ANGULAR VELOCITY

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Цветков В.Я.

Статья предлагает методику определения координат вращающегося объекта с помощью фоотосъемки. Рассмотрены два подхода съемки вращающегося объекта : стробоскопический и радиотехнический. Первый подход основан на применении стробоскопической съемки. Стробоскоп представляет собой вращающийся диск с отверстием. Диск установлен перед камерой. В момент прохождения отверстия на диске перед камерой осуществляется съемка. Такое условие позволяет задавать временной ряд с равными интервалами и осуществлять статистический временной анализ результатов исследований. Стробоскопический метод применим для исследования не только вращающихся, но и движущихся объектов. Описаны ограничения на применение данного метода. Второй подход основан на применении электронных меток. Метки могут быть установлены в основание вращающегося объекта или по его поверхности. Установка меток влияет на расположение считывателя. Прохождение метки перед считывателем активизирует камеру и она производит фотосъемку по сигналу метки. Метки могут быть установлены в несколько рядов с разной плотностью на объекте. В этом случае можно активизировать метки в процессе съемки и изменять частоту съемки вращающегося объекта . В обеих случаях возможно построение динамических цифровых моделей движения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CURRENT DETERMINING THE COORDINATES OF A ROTATING OBJECT

The article proposes a method for determining the coordinates of a rotating object . Two approaches to shooting a rotating object are considered: stroboscopic and radio engineering. The first approach is based on the use of stroboscopic shooting. A stroboscope is a rotating disc with a hole. The disc is in front of the camera. At the moment of passing the hole on the disk in front of the camera, shooting is carried out. This condition allows you to set a time series at equal intervals and carry out a statistical time analysis of research results. The stroboscopic method is applicable to the study of not only rotating, but moving objects. The restrictions on the application of this method are described. The second approach is based on the use of electronic tags . Labels can be installed at the base of a rotating object or along its surface. Placing labels affects the location of the reader. Passing the tag in front of the reader activates the camera and it takes a photo on the tag signal. Tags can be installed in several rows with different density on the object. In this case, you can activate the marks during shooting and change the frequency of shooting a rotating object . In both cases, it is possible to build dynamic digital motion models.

Текст научной работы на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА»

DOI: 10.24411/2619-0761-2020-10044 УДК 519.7, 004.8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНА Т ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

Центр стратегического анализа и развития НИИАС, Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (НИИАС), г. Москва, Россия

Аннотация. Статья предлагает методику определения координат вращающегося объекта с помощью фоотосъемки. Рассмотрены два подхода съемки вращающегося объекта: стробоскопический и радиотехнический. Первый подход основан на применении стробоскопической съемки. Стробоскоп представляет собой вращающийся диск с отверстием. Диск установлен перед камерой. В момент прохождения отверстия на диске перед камерой осуществляется съемка. Такое условие позволяет задавать временной ряд с равными интервалами и осуществлять статистический временной анализ результатов исследований. Стробоскопический метод применим для исследования не только вращающихся, но и движущихся объектов. Описаны ограничения на применение данного метода. Второй подход основан на применении электронных меток. Метки могут быть установлены в основание вращающегося объекта или по его поверхности. Установка меток влияет на расположение считывателя. Прохождение метки перед считывателем активизирует камеру и она производит фотосъемку по сигналу метки. Метки могут быть установлены в несколько рядов с разной плотностью на объекте. В этом случае можно активизировать метки в процессе съемки и изменять частоту съемки вращающегося объекта. В обеих случаях возможно построение динамических цифровых моделей движения.

Ключевые слова: геоинформатика, динамическая фотограмметрия, вращающийся объект, частота съемки, стробоскоп, электронные метки, пространственные координаты, угловая скорость.

фотограмметрии для определения пространственных координат объектов по их изображениям обычно применяют две или более камер для получения стереоэффекта [1]. При наличии стереоэффекта решают прямую пространственную засечку. При исследовании небольших вращающихся объектов этот метод не является эффективном из-за узкой зоны стереоэффекта и затруднений при обработке стереопары. Затруднение обусловлено появлением смаза изображения, который негативно сказывается на стереоопозновании точек вращающегося объекта. В работах [2, 3] обоснована идея, состоящая в том, что для определения координат и кинематических характеристик вращающегося объекта можно использовать

одну неподвижную фотокамеру. Технология съемки включает периодическую съемку вращающегося объекта на одну неподвижную камеру. Для этой цели используют стробоскоп [4] и стробоскопическую съемку [5]. На ней получаются разные снимки по мере поворота объекта. Если фотокамера топографическая, то в этом случае используют обычную методику обработки снимков. Такая ситуация включа ет тело, вращающееся относительно ф и к сированной оси и закрепленную фотокамеру, стоящую оппозиционно телу. Один из вариантов съемки включает использование обтюратора, который открывает изображение объекта и позволяет фиксировать интервал экспозиции на записывающее устройство. Этим самым каждый снимок привязан к временной

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 4.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно содержать указание на автора (ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.

шкале, что позволяет оценивать динамические характеристики объекта. Такая информационная ситуация встречается в космических исследованиях, когда производится съемка поверхности планеты с траектории космического аппарата [6, 7]. В этом случае вращается камера относительно поверхности. Однако согласно принципу относительности эти ситуации равнозначны. Дополнительное условие при съемке одной камерой состоит в идентификации точек или маркировке точек на вращающемся объекте для их опознавания на снимках. Именно маркированные точки фотографируют в процессе вращения объекта. Однако эта методика неприемлема для быстрых и асинхронных вращений объекта. Возможен случай съемки на неметрическую камеру. В этом случае снимки можно обрабатывать по специальной методике, которая позволяет обрабатывать снимки с анаморфотными связками и двумя фокусными расстояниями для каждой из осей. В предлагаемой методике обтюратор предлагается заменить метками RFID, установленными на вращающемся объекте. Рядом с камерой предлагается установить считыватели, фиксирующие прохождение метки относительно камеры и дающие возможность определять угол поворота объекта.

Метод обтюраторной съемки

На рис. 1 приведена схема съемки вращающегося объекта с помощью одной камеры. Вращающийся объект изображен в виде цилиндра. На нем на разной высоте н анес ены маркированные точки, связанные определенным углом на объект, относительно оси вращения. Маркированные точки расположены на разной высоте и их высотная отметка на снимке дает одновременно и угол поворота камеры. Обтюратор представляет собой диск с отверстием (рис. 1). В момент прохождения отверстия перед объективом ф отокамеры на снимке фиксируется изображение маркированной точки и на записывающее устройство фиксируется время съемки. Поскольку точки расположены на разной высоте, то допускается съемка на один снимок несколько маркированных точек, которые имеют фиксированное время съемки. Изображения точек могут иметь разные координаты в плане, что характеризует степень поворота объекта. Таким образом высотная отметка определяет угловой сектор объекта, а фактическая плановая отметка задает фактически поворот объекта относительно оси.

На рис. 2 приведена плановая схема фотографирования и расчета.

На рис. 2 дана плановая схема съемки вращающегося объекта и изображение маркированной точки М на снимке в виде т. Изображение имеет фиксированную координату х1. Для маркированной точки М заранее определен фиксированный угол у в теле объекта. Известно время съемки dt, полученное с помощью обтюратора. Угловая скорость ю определится как:

Линейная скорость определяется как

Если угол ю не известен заранее, его можно определить с помощью расчета

В выражении (3) L — расстояние от передней узловой точки до оси вращения тела, R — радиус вращения для точки М, х1 -координата х изображения точки М на снимке, / — фокусное расстояние камеры.

Таким образом, измерение координаты точки объекта на снимке при известных геометрических параметрах объекта и расстоянии от камеры до оси вращения позволяют по одному снимку определять динамические характеристики объекта: угловую скорость вращения и линейную скорость точек поверхности.

В момент прохождения отверстия на диске перед камерой осуществляется съемка. Скорость вращения диска задает тактовую частоту съемки. Такое условие позволяет задавать временной ряд с равными интервалами и осуществлять в последующем статистический временной анализ результатов исследований. Стробоскопический метод имеет два ограничения. Частота вращения стробоскопа должна быть соизмерима с частотой вращения объекта. Она не должна быть слишком низкой. При низкой частоте вращения стробоскопа не будет возможность отслеживать динамику вращающегося объекта. Размер отверстия стробоскопа определяет время экспозиции. Время экспозиции должно быть небольшим и соизмеримым с частотой вращения таким образом, чтобы на снимке на изображениях марок не появлялся смаз [8, 9]. Для компенсации сма-за приходится прибегать к дополнительным

методам обработки [10], поэтому лучше создавать условия для его исключения. В целом, данный подход можно охарактеризовать как стробоскопический.

Использование RFID меток

Второй подход можно назвать радиотехническим. В последние десятилетия широкое применение находят новые технические средства — электронные метки [11, 12] или RFID (Radio Frequency Identification). Эти устройства выполняют, в первую очередь, функции индикации [13] и, во вторую очередь, функции позиционирования [12]. По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на три категории: ближней, средней и дальней идентификации. Для ближней идентификации (БИ) считывание производится на расстоянии до 20 см. Для средней идентификации (СИ) дальности считывание производится на расстоянии от 20 см до 5 м. Для дальней идентификации (ДИ) считывание производится на расстоянии от 5 м до 600 м. Точность определения координат для этих устройств составляет [14]: БИ — 10 см, СИ — 0,1. 1 м, ДИ — 1. 200 м. Для лабораторных испытаний и съемки подвижных объектов подходят электронные метки СИ и ДИ. Важным до-полн ением меток являются считыватели.

В отличие от штрих-кода, электронные метки не должны обязательно находиться в пределах прямой видимости считывателя. Они могут быть встроены в отслеживаемый объект, включая под его поверхность. Это очень важное качество для съемки подвижных объектов, поскольку метки RFID в этом случае не мешают наблюдению маркированных точек на объекте и при этом могут осуществлять их идентификацию в радио частотном диапазоне. Именно по этой при ч и н е электронные метки входят в технологии автоматической идентификации и сбора данных (automatic identification and data collection — AIDC) [15].

RFID-метки содержат, по меньшей мере, три части: интегральную схему, средство сбора энергии и антенну. Интегральная схема хранит и обрабатывает информацию. Она модулирует и демодулирует радиочастотные (RF) сигналы. Средство сбора энергии постоянного тока накапливает энергию от падающего сигнала считывателя.

Антенна служит для приема и передачи сигнала. Информация тега хранится в энергонезависимой памяти. Метка ЯРЮ включает в себя либо фиксированную, либо программируемую логику для обработки данных передачи и датчика, соответственно.

Считыватель RFID передает закодированный радиосигнал опроса метки. Метка получает сообщение и отвечает на него своей идентификацией или другой информацией. Эта информация может включать: уникальный серийный номер метки, информацию об объекте (угол поворота) номер объекта, номер серии объекта дату считывания или другую конкретную информацию. Все метки имеют индивидуальные серийные номера, считыватель ЯРЮ может различать несколько меток, которые могут находиться в пределах диапазона считывателя RFГО и считывать их одновременно.

Радиочастотные метки ЯРЮ используют электромагнитные волны для идентификации и отслеживания неподвижных и подвижных объектов, на которых они закреплены. Их также называют тегами.

Метки классифицируют на активные и пассивные. Пассивные метки получают энергию от падающих радиоволн на него считывателя ЯРЮ. Активные метки имеют локальный источник питания (например, батарею) и могут работать в сотнях метров от считывателя ЯРЮ. Это определяет область применимости меток — сотни метров. При необходимости покрытия больших расстояний необходимо устанавливать совокупности меток. Такая совокупность меток служит хорошим средством безопасности объектов. На рис. 3 приведена схема съемки подвижного объекта с использованием ЯРЮ.

Метки могут быть установлены в основание вращающегося объекта (рис. 3). В этом случае считыватель установлен под камерой и размеры его будут небольшими. Метки могут быть установлены на поверхности или под поверхностью вращающегося объекта. В этом случае считыватель устанавливают рядом с камерой и размеры его буд ут соразмерны положению меток на вращающемся объекте.

Метки КРЮ Считыватель

Рис. 3. Съемка вращающегося объекта с использованием электронных меток

На рис. 3 приведен вращающийся объект, который снимает фотокамера. В момент прохождения меткой считывателя запускается камера и делается фотоснимок. Метки нанесены под поверхность объекта, а на поверхность нанесены марки.

При использовании меток отпадает необходимость в оптических расчетах скорости, так как метки позволяют эту скорость рассчитывать. На рис. 4 приведена горизонтальная схема фотографирования с использованием электронных меток.

Рис. 4. Плановая схема съемки вращающего объекта с использованием ЯРГО

На рис. 4 приведен вращающийся объект в плане. По его периметру под поверхностью или на поверхности установлены ЯРЮ. Проходя мимо считывателя, они запускают камеру и делают снимок, который снимает. Идентификационные метки сигнализирую о вращении и позволяют определять линейную и угловую съемку объекта. Съемка нужна для визуального контроля видимой части объекта и исследования моментов, когда объект начнет деформироваться или разрушаться при большой скорости вращения. В частности, можно фиксировать разлет осколков при разрушении объекта. Метки ЯРЮ закреплены на нижней прочной части основания и продолжают работать при разрушении верхней части объекта. Эксперимент можно проводить при испытании боеприпасов, сопровождая независимое вращение основания метками и раздельную верхнюю часть боеприпаса. В этом случае будут фотографироваться траектории разлета осколков. Таким образом, вращающееся круговое основание объекта с метками ЯРЮ выполняет функции обтюратора. Принципиальным отличием является задание частоты съемки по любому закону. Обтюратор вращается с заданной постоянной частотой и поэтому серия снимков всегда получается через равные интервалы времени. При использовании меток ЯРЮ можно задавать асинхронность съемки разными путями. Простейший метод — установка меток не через равные интервалы, а через неравные. Второй способ использовать три и более рядов меток, расположенных с разными пространственными интервалами на основании объекта. При медленной съёмке подключать круг меток расположенных относительной редко. При необходимости увеличения скорости съемки подключать второй круг меток расположенных более часто и так далее.

Заключение. Данная работа частично относится к области динамической фотограмметрии и более широко к области геоинформатики. Работа посвящена лабораторным испытаниям и фиксации этих испытаний с помощью фотоснимков. При большой частоте съемки можно использовать камеру Обскура. Стробоскопический метод применим для исследования не только

вращающихся, но и линейнодвижущихся объектов. Частота вращения стробоскопа должна быть соизмерима с частотой вращения объекта. Размер отверстия стробоскопа определяет время экспозиции. Время экспозиции должно быть соизмеримым с частотой вращения таким образом, чтобы на изображениях марок не появлялся смаз. Стробоскопический метод применим для исследования не только вращающихся, но и движущихся объектов; радиотехнический метод по существу моделирует стробоскопический метод. Стробоскоп представляет собой диск, который расположен в вертикальной плоскости и закрывает камеру от о бъе кта. Электронные метки могут располагаться как горизонтальные диски (несколько дисков) и они выполняют те же функции -з апускают съемку объекта. Эти метки, расположенные в основании вращающегося объекта, можно определить как электронный стробоскоп. В радиотехническом методе существует возможность комбинирования подключения разных дисков и менять частоту фотосъемки в процессе эксперимента как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения частоты съемки. Классический стробоскопический способ таким свойством не обладает. Оба метода позволяют создавать цифровые модели динамического поведения объектов. Возможность цифрового моделирования позволяет отнести предлагаемые методы скорее к области геоинформатики, чем к области динамической фотограмметрии. Предлагаемые методы способствуют развитию теории геоинформа-т и к и и фотограмметрии.

1. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. М.: МИИГАиК, 2008. 160 с.

2. Цветков В.Я. Определение кинематических характеристик движущихся тел при помощи одной фотокамеры // Реферативный сборник ОНТИ ЦНИИГАиК. 1978. № 60. С . 1 0 .

3. Цветков В.Я. Определение пространственных координат с помощью одной камеры // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 4-3. С. 646-646.

4. Амромин П.Д., Павлов И.М., Баринов А., Жиляев А.П. Устройство для стробоскопической фотосъемки. 1984.

5. Аракчеев П.В., Бурый Е.В., Семерен-ко Д.А. Устройство регистрации TV-изображений с высоким разрешением величин интенсивностей и реализацией стробоскопического режима съемки // Приборы и техника эксперимента. 2019. №. 1. С. 23-27.

6. Lowman Jr P. D. Space photography: a review. 1965.

7. Tsvetkov V.Ya. Principles of measurement of surfaces of extra-terrestrial territories // International journal of applied and fundamental research. 2011. №10. Р. 14.

8. Егошкин Н.А., Еремеев В.В. Коррекция смаза изображений в системах космического наблюдения Земли // Цифровая обработка сигналов. 2010. №. 4. С. 28-32.

9. Акименко Т.А., Ларкин Е.В., Лучанский О.А. Оценка «смаза» изображения в системе технического зрения мобильного колесного робота // Вестник РГРТУ. 2008. С. 77-80.

10. Ташлинский А.Г., Смирнов П.В. Алгоритм компенсации эффекта смаза изображения движущегося объекта по последовательности кадров // Радиотехника. 2014. №. 7. С. 81-87.

11. Nath B., Reynolds F., Want R. RFID technology and applications // IEEE Pervasive computing. 2006. Т. 5. №. 1. С. 22-24

12. Ni L.M. et al. LANDMARC: indoor location sensing using active RFID // Proceedings of the First IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications,

2003. (PerCom 2003). IEEE. 2003. С. 407-415.

13. Hahnel D. et al. Mapping and localization with RFID technology // IEEE International Conference on Robotics and Automation,

2004. Proceedings. ICRA’04. 2004. IEEE, 2004. Т. 1. С. 1015-1020.

1 4 . https://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency identification / data view 01.

1 5 . Timoshenko I. et al. RFID in Libraries: Automatic Identification and Data Collection Technology for Library Documents // Chapters. 2020.

Цветков Виктор Яковлевич, эл. почта: cvj2@mail.ru

DETERMINING THE COORDINATES OF A ROTATING OBJECT

Center for strategic analysis and development, Research and Design Institute of design information, automation and communication on railway transport, Moscow, Russia

Abstract. The article proposes a method for determining the coordinates of a rotating object. Two approaches to shooting a rotating object are considered: stroboscopic and radio engineering. The first approach is based on the use of stroboscopic shooting. A stroboscope is a rotating disc with a hole. The disc is in front of the camera. At the moment of passing the hole on the disk in front of the camera, shooting is carried out. This condition allows you to set a time series at equal intervals and carry out a statistical time analysis of research results. The stroboscopic method is applicable to the study of not only rotating, but moving objects. The restrictions on the application of this method are described. The second approach is based on the use of electronic tags. Labels can be installed at the base of a rotating object or along its surface. Placing labels affects the location of the reader. Passing the tag in front of the reader activates the camera and it takes a photo on the tag signal. Tags can be installed in several rows with different density on the object. In this case, you can activate the marks during shooting and change the frequency of shooting a rotating object. In both cases, it is possible to build dynamic digital motion models.

Keywords: geoinformatics, dynamic photogrammetry, rotating object, shooting frequency, stroboscope, electronic tags, spatial coordinates, angular velocity.

1. Krasnopevcev, B.V. Fotogrammetriya [Photogrammetry]. M.: MIIGAiK, 2008. 160 p. (rus)

2. Cvetkov, V.Ya. Opredelenie kinematich-eskih harakteristik dvizhushchihsya tel pri pomoshchi odnoj fotokamery [Determination of the kinematic characteristics of moving bodies using one camera] // Referativnyj sbornik ONTI CNIIGAiK. 1978. № 60. Pp. 10. (rus)

3. Cvetkov, V.Ya. Opredelenie pros-transtvennyh koordinat s pomoshch’yu odnoj kamery [Determination of spatial coordinates using one camera] // Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental’nyh issledovanij. 2016. № 4-3. Pp. 646-646. (rus)

4. Amromin, P.D., Pavlov, I.M., Barinov, A., Zhilyaev, A.P. Ustrojstvo dlya strobos-kopicheskoj fotos»emki [A device for stroboscopic photography]. 1984. (rus)

5. Arakcheev, P.V., Buryj, E.V., Semeren-ko D.A. Ustrojstvo registracii TV-izobrazhenij s vysokim razresheniem velichin intensivnostej i realizaciej stroboskopicheskogo rezhima s»emki [A device for recording TV-images with a high resolution of the intensity values and the implementation of a stroboscopic shooting mode] // Pribory i tekhnika eksperimenta. 2019. 1. Pp. 23-27. (rus)

6. Lowman, Jr P. D. Space photography: a review. 1965.

7 . T svetkov, V.Ya. Principles of measurement of surfaces of extra-terrestrial territories // International journal of applied and fundamental research. 2011. 10. P. 14.

8. Egoshkin, N.A., Eremeev, V.V. Korrekciya smaza izobrazhenij v sistemah kosmicheskogo nablyudeniya Zemli [Correction of blurred images in Earth observation systems] // Cifrovaya obrabotka signalov. 2010. 4. Pp. 28-32. (rus)

9. Akimenko, T.A., Larkin, E.V., Luchan-skij, O.A. Ocenka «smaza» izobrazheniya v sisteme tekhnicheskogo zreniya mobil’nogo kolesnogo robota [Estimation of «blur» of the image in the technical vision system of a mobile wheeled robot] // Vestnik RGRTU. 2008. Pp. 77-80. (rus)

10. Tashlinskij, A.G., Smirnov, P.V. Algo-ritm kompensacii effekta smaza izobrazheniya dvizhushchegosya ob»ekta po posledovatel’nosti kadrov [Algorithm for compensating for the blurring effect of a moving object in a sequence of frames] // Radiotekhnika. 2014. 7. P. 81-87. (rus)

11. Nath, B., Reynolds, F., Want, R. RFID technology and applications // IEEE Pervasive computing. 2006. 5(1). Pp. 22-24. (rus)

12. Ni, L.M. et al. LANDMARC: indoor location sensing using active RFID // Proceedings of the First IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications, 2003. (PerCom 2003). IEEE.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

13. Hahnel, D. et al. Mapping and localization with RFID technology // IEEE International Conference on Robotics and Automation,

2004. Proceedings. ICRA’04. 2004. IEEE, 2004. Vol. 1. Pp. 1015-1020.

14. https://en.wikipedia.org/wiki/Radio-frequency identification / data view 01.

15. Timoshenko, I. et al. RFID in Libraries: Automatic Identification and Data Collection Technology for Library Documents // Chapters. 2020.

Victor Ya. Tsvetkov, cvj2@maii.ru

Цветков В.Я. Определение координат вращающегося объекта //Вектор ГеоНаук. 2020. Т.3. №4. С. 51-58. DOI: 10.24411/2619-0761-2020-10044.

Tsvetkov, V.Ya., 2020. Current Determining the coordinates of a rotating object. Vector of Geosciences. 3(4). Pp. 51-58. DOI: 10.24411/2619-0761-2020-10044.