CH377545A

CH377545A - Stereoskopisches Auswertegerät

Info

Publication number: CH377545A
Application number: CH7603059A
Authority: CH
Inventors: Martin Dr Ahrend
Original assignee: Zeiss Carl Fa
Priority date: 1958-07-26
Filing date: 1959-07-21
Publication date: 1964-05-15

Description

Stereoskopisches Auswertegerät Die Erfindung betrifft ein stereoskopisches Aus wertegerät, bei dem die mit nahezu lotrechter Auf nahmerichtung aufgenommenen Luftbilder relativ zu zwei Messmarken zum Festlegen des Messpunktes in einer der Messebene parallelen Ebene verschiebbar angeordnet sind, bei denen ferner die Messbewegung auf einen Zeichenstift oder eine Anzeigevorrichtung übertragen wird, und bei dem Analogrechner vor gesehen sind, die wenigstens a)

die durch nicht lotrechte Aufnahmeachsen im Mo ment der Aufnahme bedingten Horizontalparallaxen- fehler durch automatische Abstandsänderung der Luftbilder oder der Messmarken voneinander nach einer Näherungsgleichung korrigieren sowie b) die durch Zentralprojektion der Luftbilder gegenüber einer Orthogonalprojektion bewirkten Ab weichungen in der Grundrisslage und c) die durch schiefe Aufnahmeachse des der Messung zugrundeliegenden Luftbildes bedingten projektiven Verzerrungen beseitigen,

indem die letz ten beiden Rechner entweder einem mit den ver schiebbaren Luftbildern oder Parallaxenmarken über einen Pantographen verbundenen Zeichenstift eine zusätzliche Korrekturbewegung erteilen oder im Fall, dass die Ergebnisse in einer Anzeigevorrichtung er halten werden, diese Ergebnisse selbsttätig korri gieren.

Die bekannten Geräte, welche diese Abweichun gen beseitigen, haben mechanisch rechnende Rechen getriebe, welche insbesondere die notwendigen Kor rekturverschiebungen über Hebel Stangen und der gleichen bewirken. Diese Geräte haben den Vorteil, dass sie nicht sehr aufwändig sind, insbesondere recht klein gehalten werden können, und dass sie, obwohl sie nur nach Näherungsgleichungen rechnen, doch recht gute Ergebnisse liefern. Diese Geräte haben aber den Nachteil, dass sie nicht erweiterungsfähig sind. Insbesondere ist es mit ihnen nicht möglich, durch Hinzufügen von Rechengliedern für weitere Korrekturen, zu verbesserten Ergebnissen zu kom men.

Dies liegt daran, dass die mechanischen Bauele mente, z. B. beim Nachfahren einer Höh2nschicht- linie durch Reibung, toten Gang, elastische Defor mationen usw. Fehler erzeugen, und dass sich ihre Zahl erfindungsgemäss nicht über das heute verwen dete Mass hinaus vergrössern lässt, was aber für solche Verbesserungen notwendig wäre.

Um zu exakten Ergebnissen zu kommen, sind Auswertegeräte bekannt, in denen die Aufnahme situation als geometrisches Modell nachgebildet wird, so dass also insbesondere die durch schiefe Auf nahmeachsen im Moment der Aufnahme bedingten Auswertefehler von vornherein nicht auftreten. Diese Geräte arbeiten überwiegend räumlich. Sie lassen damit nicht die kleine und gedrungene Bauweise der eingangs genannten Geräte zu.

Um zu strengen Lösungen zu kommen, hat man anderseits vorgeschlagen, die genannten Abweichun gen durch elektronische Rechenanlagen zu beseitigen. Diese Geräte erfordern einen sehr grossen elektri schen Aufwand. Sie sind aus diesem Grunde für ein einfaches stereoskopisches Auswerteverfahren nicht verwendbar, wie es die Erfindung anstrebt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu schaffen, welches einerseits eine kleine und gedrungene Bauweise hat und anderseits die Möglich keit zulässt, zu genaueren Auswerteergebnissen zu kommen, als sie bisher mit den genannten mechani schen Hilfsmitteln erreicht wurden, und zwar so, dass das Gerät nicht so aufwändig wird, wie grosse mit elektronischen Mitteln arbeitende Geräte.

Es hat sich gezeigt, dass dies dann möglich ist, wenn nach der Erfindung elektrisch rechnende Ana logrechner als Korrekturrechner vorgesehen werden, welche Nachlaufmotore steuern, die ihrerseits auf die Geräteabgriffe (Bildverschiebungen, Markenverschie bungen, Pantographeneinstellungen) wirken. Hier ist jetzt vom Beobachter nur die Kraft aufzubringen, um beispielsweise den Bildträger entlang einer Höhenschichtlinie zu verschieben. Widerstände in den Korrekturrechnern sind hierbei nicht zu über winden, insbesondere weil die zusätzliche Kraft übertragung von den Nachlaufmotoren übernommen wird.

Aus diesem Grunde lässt sich jetzt eine Höhen- schiehtlinie im Gegensatz zu früher zügig nachfahren und die bei den einfachen mechanischen Geräten auftretenden grossen Losen sind vermieden.

Bei Verwendung derartiger Analogrechner hat man es darüber hinaus in der Hand, die bekannten Näherungsgleichungen nach Wunsch zu verbessern und, z. B. in verschiedenen Baustufen, zusätzliche Gleichungen zu lösen, so dass sich nicht nur genauere Messergebnisse ergeben, sondern darüber hinaus auch der Bedienungskomfort des Gerätes wesentlich ge steigert wird. Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfin dungsgemässen Gerät die Auswertezeit für einen Bild punkt auf etwa die Hälfte sinkt.

So kann z. B. das den Fehler nach a) lösende Rechenglied dahingehend erweitert werden, dass es jetzt eine Flächengleichung zweiter Ordnung löst. Hiermit können dann auch die bei den bekannten Geräten bisher vernachlässigten zylindrischen Ver- biegungen der Modellfläche (sog. ",-Zylinder) erfasst werden.

Ausserdem ist es möglich, das Rechenglied, wel ches den Fehler nach a) beseitigt, für jede Koordi- natenrichtung einmal vorzusehen. In diesem Fall wird dann nicht nur wie bisher der Horizontalparallaxen- fehler beseitigt, sondern auch der Vertikalparallaxen- fehler. Bei den bisherigen Geräten dieser Art war hier eine besondere Stellschraube vorgesehen, und der Beobachter musste beim Betrachten der Luft bilder für jeden Messpunkt die Vertikälparallaxe durch L7bereinanderschieben der beiden Marken be seitigen.

Die Gleichungen zur Beseitigung des Horizontal parallaxenfehlers 4p, und zur Beseitigung des Verti- kalparallaxenfehlers Jpy sind zweckmässig von der Form dp,=k3+k4x+k,5y+k6xy+k;x- und 4p,;

- kg + kgx + kloy + klixy + kl2y=, wobei die Konstanten k3 bis k12 abhängig von den Neigungen der Aufnahmeachsen und den Lagen der Projektionszentren der Luftbilder im Moment der Aufnahme sind.

Ferner kann der Gleichung für Jp, noch ein zu sätzliches Glied von der Form a(ra[x - b] + rA 'X) angehängt werden, so dass dieses Rechenglied jetzt die Gleichung 4p, = k3 + k 4X + ksy + ksxy + k;

x2 + a(rE[x - b] + r_, # x) löst, wobei rA der Abstand zwischen Bildmitte und Messpunkt im linken Luftbild ist, r., der Abstand zwischen Bildmitte und Messpunkt im rechten Luft bild und a eine Konstante, welche von dem verwen deten Aufnahmeobjektiv abhängig ist. Durch dieses Zusatzglied wird erreicht, dass auch die durch das Aufnahmeobjektiv bedingte Verzeichnung beim Aus werten automatisch kompensiert wird.

Dies war früher in der hier beschriebenen einfachen Weise nicht möglich. Vielmehr hat man über die Luft bilder optische Korrektionsplatten mit einer asphäri- schen Fläche gelegt, welche eigens für ein bestimmtes Aufnahmeobjektiv hergestellt waren und die Licht strahlen zur Kompensation der Verzeichnung ab lenkten. Diese Platten waren sehr teuer. Sie sind jetzt nicht mehr notwendig.

Zur Beseitigung der Fehler nach b) und c) lösen die vorgesehenen Rechengruppen zweckmässig fol gende Gleichungen:
EMI0002.0072
Hierbei sind k1 und k2 von den Neigungen des der Messung zugrundeliegenden Luftbildes im Mo- ment der Aufnahme abhängig, es ist p, die einge stellte Horizontalparallaxe, b die Basis, AM ein einstellbarer Massstabfaktor, um den der Gelände plan gegen das Messbiid vergrössert oder verkleinert gezeichnet wird, und Ax,

4y sind die Korrektur verschiebungen des Pantographen in derx- und y- Richtung.

Von den durch die bekannten mechanischen Korrektureinrichtungen gelösten Gleichungen unter scheiden sich diese Gleichungen im wesentlichen durch das letzte Glied mit dem AM-Faktor. Früher wurden die Vergrösserungen und Verkleinerungen durch Verstellen der Pantographenarme vorgenom men, was insbesondere deshalb kompliziert und schwierig war, weil nach jeder Verstellung auch noch der Kartenplan relativ zum Pantographen ver schoben werden musste.

Die Vergrösserungseinstel lung war deshalb recht kompliziert und dauerte sehr lange. Dieser Nachteil kann durch ein zusätzliches elektrisches AM-Einstellelement beseitigt werden. Dadurch ist eine zusätzliche Verschiebung des Kar tenblattes unnötig, und die bisher übliche Messung von Ist- und Sollstrecken einschliesslich des sich daraus ergebenden Rechenvorganges zur Bestimmung des Massstabfaktors entfällt.

Es hat sich weiterhin als zweckmässig erwiesen, eine weitere Rechengruppe vorzusehen, welche die Horizontalparallaxe p, unmittelbar in die Gelände höhe"1h nach der Gleichung
EMI0003.0002
umrechnet, wobei h die Flughöhe im Moment der Aufnahme ist.

Dieses Rechenglied kann so ausgebildet sein, dass die Höhe Ah oder auch die Meereshöhe unmittelbar in Meter- oder Fussmass in einem Zählwerk ange zeigt wird.

Um bisher bei der Auswertung die Höhenwerte zu erhalten, hat man zunächst die eingestellte Horizon- talparallaxe aufgeschrieben und dann an Hand der genannten Formel umgerechnet und schliesslich im Geländeplan die errechnete Höhe vermerkt.

Die Rechengruppe zur Lösung der Ah-Gleichung kann in besonders einfacher Weise an die Rechen gruppen zur Lösung der Fehler nach b) und c) an gehängt werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 ein Auswertegerät in perspektivischer Dar stellung, Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1, Fig. 3 das Schaltschema des Gerätes nach Fig. 1, Fig. 4 eine Einzelheit der Fig. 1, Fig. 5 eine Einzelheit der Fig. 3, Fig. 6 eine Einzelheit der Fig. 1.

An einem Tisch 1 ist zur Betrachtung zweier Luftbilder 2 und 3 ein Träger 4 aufgesetzt, an dem ein Stereoskop 5 befestigt ist. Der linke Teil des Stereoskops 5 ist aufgebrochen, um den Strahlen verlauf darzustellen. Die von einem Bildpunkt B kommenden Lichtstrahlen werden in einem Prisma 6 mit halbdurchlässiger Spiegelfläche 7 in Richtung auf eine Objektivlinse 8 umgelenkt, welche die Licht strahlen über Prismen 9 und 10 einer weiteren Linse 11 zuführt, von wo aus sie über ein Prisma 12 in das Okular 13 gelangen. Der rechte Teil des Stereo skops ist entsprechend aufgebaut.

In jedem Stereoskoparm ist eine Lampe 14 vor gesehen, die eine Marke 15 beleuchtet. Der teil durchlässige Spiegel 7 überlagert die Marke 15 und den Bildpunkt B.

Unter den Bildern 2 und 3 befindet sich ein Hohlraum 16, welcher im linken Teil der Fig. 1 teil weise zu sehn ist. Durch diesen Hohlraum kann auch eine Beleuchtung der Luftbilder 2 und 3 von unterhalb des Tisches her erfolgen. Ausserdem sind in diesem Hohlraum die später zu beschreibende Vorrichtung nach Fig. 6 sowie die Verstärkeeinrich- tungen angebracht.

Das Luftbild 2 ist auf einem Träger 18 angeord net, welcher in Richtung des PfeilsA py in einer Führung 19 verschiebbar ist. Die Führung 19 ist in Richtung des Pfeils p, in einer Führung 20 eines Wagens 21 verschiebbar. Der Wagen 21 selbst kann wiederum längs einer Führung 22 in Richtung des Pfeils x verschoben werden. Die Führung 22 ist auf einem Wagen 23 befestigt, welcher in Richtung des Pfeils y bewegt werden kann. Das Luftbild 3 ist auf dem Wagen 21 befestigt, so dass es dessen Bewe gungen mitmacht. Durch Verschieben der Wagen 21 und 23 ist es möglich, beide Luftbilder 2 und 3 auf einen bestimmten Messpunkt B zu fahren.

Un abhängig hiervon kann das Luftbild 2 durch Ver schieben des Trägers 18 sowie der Führung 19 Be wegungen in den beiden Koordinatenrichtungen aus führen. Der Wagen 21 weist ferner eine Führung 24 auf, in der in Richtung des Pfeils 4x ein Schlitten 25 verschiebbar ist. Der Schlitten 25 wiederum hat eine Führung 26 für einen in Richtung des Pfeils 4y verschiebbaren Schlitten 27. Am Schlitten 27 ist im Drehpunkt 28 ein Pantograph 29 befestigt.

Der Pantograph verschiebt einen Bleistift 30, so dass auf einem Zeichenpapier 131 Kurven entsprechend der Verschiebebewegung der Schlitten 25 und 27 aufge zeichnet werden.

Der Schlitten 25 wird durch einen auf dem Wagen 21 befestigten Nachlaufmotor 31 verschoben, indem dieser Motor eine Spindel 32 dreht, die ihrer seits über ein Mutterstück 33 auf den Schlitten 25 wirkt.

Der Schlitten 27 wird durch einen Nachlaufmotor 34 angetrieben, der über eine Spindel 35 und ein Mutterstück 36 den Schlitten 27 in der dy-Richtung verschiebt. Der Nachlaufmotor 34 ist auf dem Schlit- ten 25 befestigt.

Die Steuerung der Nachlaufmotore 31 und 34 erfolgt durch ein 4x- und ein dy-Potentiometer. Das dx-Potentiometer ist auf dem Wagen 21 be festigt und das dy-Potentiometer auf dem Schlitten 25. Jeweils ein durch die Spindel 32 und 35 betä tigter Abgriff 37, 38 greift auf den Potentiometern nach dem Schaltplan der Fig. 3 eine Spannung ab. Die Motore laufen so lange, bis die Spannung 0 ab gegriffen wird.

Für die Verschiebung des Luftbildes 2 mit Hilfe des Trägers 18 und der Führung 19 relativ zum Wagen 21 sind entsprechende elektrische Mittel vor gesehen.

Die zusätzliche Verschiebung des Luftbildes 2 mit Hilfe des Trägers 18 und der Führung 19 dient dazu, einerseits den Abstand der Luftbilder 2 und 3 zwecks Einstellung einer Parallaxe zu ändern und anderseits sowohl den Horizontal- als auch den Verti- kalparallaxenfehler beim Einfahren auf einen neuen Messpunkt automatisch auszugleichen.

Die zusätzliche Verschiebung der Schlitten 25 und 27 relativ zum Wagen 21 dient dazu, um Ver zerrungsfehler beim Einfahren auf einen neuen Mess- punkt auszugleichen. Der Pantograph 29 führt, da die Schlitten 25 und 27 auf dem Wagen 21 gelagert sind, sowohl die Bewegungen der Wagen 21 und 23 als auch der Schlitten 25 und 27 aus.

In Fig. 3 erkennt man, dass eine Reihe von Po tentiometern vorgesehen sind, an denen Spannungen abgegriffen werden, welche schliesslich Nachlauf- motore steuern, die ihrerseits die Verschiebungen der Schlitten bewirken.

Die Steuerung der Verschiebebewegungen erfolgt nach den eingangs angegebenen Formeln. Zur Ein stellung der Parallaxe p_, wird durch einen an Wagen 21 befindlichen Drehknopf mit der Bezifferung p_. ein Abgriff auf einem pPotentiometer verschoben. Zur Einstellung der Basis b an dem gleichen Poten- tiometer wird der Knopf b benutzt. Zur Einstellung der Konstanten k1 bisk7 und k9 bis k12 sind an dem Träger 4 die Potentiometer mit den entsprechend be zifferten Drehknöpfen vorgesehen.

Ausserdem ist an diesem Träger noch ein AM-Potentiometer für die Massstabeinstellnug AM angeordnet. Schliesslich ist an diesem Träger ein Schalter 40 vorgesehen sowie ein Umschalter 41, welcher einen Widerstand 114 (Fig. 3) ein- und ausschaltet, um die von einem Zähl werk 141 angezeigten Höhenwerte Jh entweder in Metern oder im Fuss zu erhalten. Am Tisch 1 ist ferner ein h-Potentiometer für die Einstellung der Flughöhe h, am Wagen 21 ein Potentiometer für die Einstellung der Konstante ks vorgesehen.

Die in Fig. 3 mit x bezeichneten Potentiometer sind auf dem Wagen 23 befestigt. Die mit y bezeich neten Potentiometer dagegen am Tisch 1. Die Ab griffe an den x-Potentiometern sind mit dem Wagen 21 fest verbunden, die Abgriffe für die y-Potentio- meter am Wagen 23.

Das Schaltschema nach Fig. 3 zeigt vier Schalt gruppen, welche punktiert eingerahmt worden sind und die die Bezeichnung 1, Il,111 und IV tragen.

Die Gruppe I bewirkt die 4x- und .dy-Verschie- bung der Schlitten 25 und 27 mit Hilfe der Nachlauf- motore 31 und 34. Sie enthält zunächst zwei Poten- tiometer x und y mit der Bezifferung 101 und 102, welche konstante Eingangsspannung haben und an denen beim Verschieben des Wagens 21 bzw. 23 die Spannungen x und y abgegriffen werden.

Parallel zu den Abgriffen liegen die k1- und k@-Potentio- meter, an denen durch Drehen der kl- und k.-Knöpfe die Spannungen xkl und ykr abgegriffen werden.

An einem p"b-Potentiometer 1l2 ist in einer noch näher zu beschreibenden Weise die Spannung (b -p,.) gelegt, und es wird dort nach Drehen des Knopfes p, die Spannung
EMI0004.0046
abgegriffen. Schliesslich ist in der Gruppe I ein bp Potentiometer 113 vorgesehen, an dem ebenfalls die Eingangsspannung(b - p,) liegt und die Spannung b abgegriffen wird. Parallel zu diesem Abgriff ist das dM-Potentiometer gelegt.

Durch Drehen am AM- Knopf erhält man hier die Spannung
EMI0004.0054
Die an den k1-, k@-, p,b- und AM-Potentiometern abgegriffenen Spannungen sind hintereinandergelegt und einem Impedanzwandler 1W zugeführt, dess-.n Ausgangsspannung sowohl an ein x-Potentiometer 110 als auch an ein y-Potentiometer 111 gelegt ist.

Unter einem Impedanzwandler wird hierbei ein ge gengekoppelter Verstärker verstanden, der bei kon stanter Spannungsübertragung im Ausgangskreis niederohmig im Eingangskreis hochohmig ist. Im Kreis I sind weiterhin die in Fig. 4 dargestellten Jx- und dy-Potentiometer vorgesehen, an denen mit Hilfe der Nachlaufmotore 31 und 34 die Spannungen (-4x) und (-dy) abgegriffen werden.

Die am x-Po- tentiometer 110 und am ,Ix-Potentiometer abgegrif fenen Spannungen sind hintereinandergelegt und einem Verstärker zugeführt, der seinerseits den Nachlaufmotor 31 speist. Die am y-Potentiometer 111 und am dy-Potentiometer abgegriffenen Span nungen sind ebenfalls hintereinandergelegt. Sie wer den über einen Verstärker dem Motor 34 zugeführt.

Solange die letzten beiden Kreise nicht im Gleich gewicht sind, das heisst nicht die Spannung 0 liefern, drehen sich die Motore 31 und 34 und verschieben dabei die Abgriffe 37 und 38 und mit ihnen die Schlitten 25 und 27.

Der Kreis IV ist unmittelbar an den Kreis 1 an geschlossen, indem die am p,b-Potentiometer abge griffene Spannung als Eingangsspannung an das h-Potentiometer gelegt ist. Weiterhin ist ein Jh-Po- tentiometer vorgesehen, welches die Spannung (-.Jh) liefert. Die am h- und Jh-Potentiometer abgegrif fenen Spannungen sind hintereinandergelegt und wer den über einen Verstärker einem Motor 50 zuge führt. Der Motor 50 verstellt einerseits den Abgriff am ih-Potentiometer und betätigt gleichzeitig das in Fig. 1 angedeutete Zählwerk 141.

In Reihe zum Ah-Potentiometer liegt ein Wider stand 114. Dieser kann durch den Schalter 41 ein- und ausgeschaltet werden. Hierdurch ist die Möglich keit gegeben, die Jh-Werte im Zählwerk entweder in Meter oder in Fuss zu erhalten.

Der Stromkreis II betätigt einen Nachlaufmotor 51, welcher den Träger 18 in der Aper Richtung ver schiebt. Um diese Verschiebung zu bewirken, wer den die x- und y-Spannungen des Kreises I als Ein gangsspannungen den k,,- und kl-Potentiometern zu geführt.

Die hier durch Drehen der k.1- und k5 Knöpfe abgegriffenen Spannungen haben dann die Grösse xk,, und ykl. Im Kreis 1I sind ein weiteres y-Potentiometer 103 sowie zwei weitere x-Potentio- meter 104, 105 vorgesehen, an denen ebenfalls kon stante Eingangsspannung liegt und weiterhin ein (x - b)-Potentiometer, welches die Spannungx - b liefert.

Parallel zu den Abgriffen dieser Potentio- meter liegen die k6- und k7-Potentiometer sowie zwei und rF-Potentiometer. Die Bedeutung dieser Po tentiometer wird an Hand der Fig. 6 beschrieben werden.

Die an den kr,- und k7-Potentiometern abge griffenen Spannungen sind wieder hintereinander gelegt und werden einem Impedanzwandler 53 zu geführt, dessen Ausgangsspannung Eingangsspan- nung für ein weiteres x-Potentiometer 106 ist. Die an den ra- und rB-Potentiometem abgegriffenen Spannungen liegen ebenfalls hintereinander und sind einem a-Potentiometer zugeführt.

Ausserdem ist im Kreis 1I noch ein k3-Potentiometer vorgesehen sowie ein Jpx- Potentiometer, welches die Spannung -Ap, liefert und dessen Abgriff durch den Nachlaufmotor 51 betätigt wird. Die am k5-, k4-, k3-, Jp"- sowie am x-Potentiometer 106 und am a-Potentiometer ab gegriffenen Spannungen sind hintereinandergelegt und über einen Verstärker dem Motor 51 zugeführt.

Solange der letztgenannte Kreis nicht die Gesamt spannung 0 hat, dreht sich der Motor und verstellt dabei den Abgriff am Potentiometer .-ip, sowie den Schlitten 19.

Der Kreis III ist entsprechend dem Kreis 1I auf gebaut. Die vom x- und y-Potentiometer 101 und 102 des Kreises I gelieferten Spannungen sind k9 und klo-Potentiometern zugeführt. Im Kreis III sind ausserdem ein weiteres x-Potentiometer 107, dessen abgegriffene Spannung einem kll-Potentiometer zu geführt ist und ein y-Potentiometer 108 vorgesehen, dessen abgegriffene Spannung einem kl2-Potentio- meter zugeführt ist.

Die am k11- und kl2-Potentio- meter abgegriffenen Spannungen sind wieder hinter- einandergelegt und einem Impedanzwandler 54 zu geführt. Die von diesem Wandler gelieferte Span nung ist einem weiteren y-Potentiometer 109 zuge führt. Schliesslich gehört zu diesem Kreis auch das k5-Potentiometer und ein Jp, Potentiometer, dessen Abgriff durch den Motor 52 gesteuert wird.

Die am y-Potentiometer 109, am klo-, am k9- und am ks- Potentiometer ebenso wie die am Ap,-Potentiometer abgegriffenen Spannungen sind hintereinandergelegt und über einen Verstärker dem Motor 52 zugeführt, der, solange er unter Spannung steht, den Träger 18 verschiebt.

Wie aus Fig.3 ferner zu erkennen ist, haben das y-Potentiometer 102 des Kreises I, das y-Poten- tiometer 103, das x-Potentiometer 104 des Kreises 1I ebenso wie das (x-b)-Potentiometer dieses Kreises keinen Mittenabgriff. Vielmehr ist hier der Null punkt verlagert. Eine entsprechende Nullpunktverla gerung ist für das y-Potentiometer 108 sowie für das y-Potentiometer 109 des Kreises III vorgesehen.

Die Nullpunktverlagerung hat den Vorteil, dass vier Mess- punkte leichter mit vier Kartenpunkten zur Deckung gebracht werden können als bisher.

Die Ausführung eines elektrischen Nullpunkts abgriffes ist in Fig. 2 dargestellt. An einem Poten- tiometer, welches hier die Bezifferung 60 trägt und irgendeines der genannten Potentiometer verkörpern kann, liegt die von einem Transformator T kom mende konstante Eingangsspannung. Mit Hilfe eines Abgriffes 61 wird am Potentiometer 60 eine Teil spannung abgegriffen. Der Abgriff 61 kann entweder fest mit einem der Schlitten verbunden sein oder auch, wie in Fig. 4 dargestellt, mit Hilfe einer Spin del verschoben werden.

Der in Fig. 2 eingezeichnete strichpunktierte Pfeil 62 zeigt auf die Mitte 0 des Potentiometers 60, welche den Nullpunkt verkörpern soll.

An dieser Stelle müsste der zweite Draht für den Abgriff angelötet sein. Solche Lötstellen stören nun die Linearität des Spannungsabgriffes. Aus diesem Grunde sind parallel zum Potentiometer 60 zwei Wi derstände 63 und 64 gelegt, von denen der Wider stand 64 regelbar ist. Zwischen diesen Widerständen ist nun der zweite Draht für den Abgriff angeordnet. Durch Ändern des Widerstandes 64 lässt sich jetzt der ideelle Nullpunkt 0 in gewünschtem Masse auf dem Potentiometer 60 verlagern.

Diese Verlagerung hat den weiteren Vorteil, dass hierdurch Justierungen der Nullagen der einzelnen Potentiometerabgriffe leicht vorgenommen werden können. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil beispielsweise bei Verschiebung des Abgriffes 61 durch eine Spindel aus fertigungstechnischen Gründen selten genau erreicht werden kann, dass im ge wünschten Zeitpunkt die Spannung 0 abgegriffen wird.

Aus diesem Grunde können sämtliche der in Fig. 3 dargestellten Potentiometer den gezeigten einstellbaren Nullpunkt haben.

Fig. 5 zeigt das p,b-Potentiometer des Kreises I der Fig. 3.

An dem p,b-Potentiometer liegt die Transforma- torspannung nicht in der üblichen Weise, sondern sie wird diesem Potentiometer über zwei Abgriffe b und p,' zugeführt. Mit dem p,'-Abgriff ist ein pg'- Abgriff fest verbunden. In Erweiterung des Falles nach Fig. 2 sind bei diesem Potentiometer zwei Null punkte 0' und 0" vorgesehen.

Der Nullpunkt 0" wird über eine Widerstandsschaltung 70, 71, 72 und 73 gebildet, wobei der Widerstand 73 wieder regelbar ist. Zwischen den Widerständen 71 und 72 ist die zweite Leitung für den Spannungsabgriff am Poten- tiometer (p,b) angeschlossen. Der Nullpunkt 0' ist so gelegt, dass zwischen ihm und dem durch den Ab griffb bestimmten Punkt die Spannungb liegt.

Beim Verschieben der Abgriffe pp' nach rechts wird diese Eingangsspannung um den Betrag p, vermin dert, so dass als Eingangsspannung nur noch (b-p,) zur Wirkung kommt. Von dieser Spannung greift jetzt mit Hilfe des zweiten Nullpunktes 0" der Ab griff p," die Spannung p, ab, so dass die abgegriffene Spannung p,l(b - p,) ist.

Das Potentiometer (bp,) des Kreises I ist entspre chend aufgebaut, nur dass hier zwei b-Abgriffe vor gesehen sind.

Schliesslich zeigt Fig.6 noch den Abgriff am r,1-Potentiometer. rA war die Grösse des Abstandes des Messpunktes B vom Bildmittelpunkt. Um diesen Abstand unabhängig von der Lage des Punktes B im Bild 2 jederzeit zu erhalten, ist am Mittelpunkt M des Bildes 2 eine Schnur befestigt, welche über eine Rolle oder Öse 80 geführt ist. Die Rolle 80 ist um die Achse B-B drehbar, und die Achse B -B ist um eine feste GeräteachseA -A drehbar. Am untern Ende der Schnur sind ein Gewicht 81 und ein Kon- takt 82 befestigt.

Der Kontakt 82 greift auf dem rA-Potentiometer eine bestimmte Spannung ab. Ver schieb sich der Mittelpunkt M radial zur Achse A -A, dann hebt oder senkt sich das Gewicht 81 samt dem Kontakt 82, und eine entsprechende Span nung wird am Potentiometer r_1 abgegriffen.

Eine entsprechende Einrichtung ist für die Ein stellung des Wertes rp für das rechte Luftbild 3 vor gesehen.

Dieselbe an Hand der Fig. 3 beschriebene Nach laufsteuerung lässt sich erreichen, wenn anstelle der Potentiometer wenigstens teilweise kapazitive und; oder induktive Elemente verwendet werden. Im Falle einer Potentiometersteuerung kann die Einrichtung im übrigen sinnentsprechend statt mit Wechselstrom mit Gleichstrom betrieben werden. Hierdurch ändern sich nur die in den Verstärkern vorzusehenden Mass nahmen.

Die Wirkungsweise des Gerätes ist wie folgt: Zum Einstellen des Auswertegerätes brauchen die Konstanten k1 bis k12 zunächst nicht bekannt zu sein. Man stellt diese Konstanten folgendermassen im Gerät ein: Es werden fünf identische Punkte im linken und im rechten Luftbild gesucht und nach einander unter Berücksichtigung der ihnen zuge ordneten HöheAh bzw. Parallaxe p., betrachtet. Diese Punkte werden sich bei nicht eingestelltem Gerät mit den Messmarken nicht decken.

Vielmehr wird, wenn die rechte Messmarke auf den rechten ersten Bildpunkt eingestellt ist, der linke Bildpunkt irgendwo neben der linken Messmarke liegen. Man dreht jetzt den ersten Drehknopf, beispielsweise den Knopf k., so lange, bis der entsprechende Nachlauf motor 51 den Bildpunkt so weit verschoben hat, dass er auf einer Senkrechten durch die linke Mess- marke liegt. Dasselbe wiederholt man für den zwei ten Bildpunkt mit dem zweiten Einstellknopf k1 und so fort.

Nunmehr betrachtet man die Messpunkte noch einmal nacheinander und dreht an den Knöpfen kg bis k1, so lange, bis die identischen Messpunkte nicht nur auf einer Senkrechten durch die entspre chenden Messmarken liegen, sondern auf dieser Senk rechten bis in die Messmarken gewandert sind, so dass sich also jetzt die fünf Punkte sowohl im rechten als auch im linken Bild mit der rechten bzw. linken i,J.essmarke decken.

Zur Beseitigung des Entzerrungsfehlers und der Massstabdifferenzen werden dann vier Bildpunkte aus den Luftbildern herausgesucht, deren Kartenlage be kannt ist und mit Hilfe des Pantographen mit den entsprechenden Punkten der Karte 131 zur Deckung gebracht.

Hierzu verstellt man die KnöpfeAM, k1 und k.. Da hierbei durch Ändern des Massstabes beim Drehen am DM-Knopf jeweils alle vier Punkte gewöhnlich in beiden Richtungen wandern, kann man, wie vorher beschrieben, durch Verlagerung des Nullpunktes an den vorher genannten Potentiometern den Koordinatennullpunkt, welcher normalerweise Bildhauptpunkt ist, derart verlagern, dass er mit einem der vier Punkte zur Deckung kommt. Diese Verlagerung ist für die Auswertung unschädlich, weil nach einer solchen Verlagerung die k1- bis k12- Knöpfe nachgestellt werden müssen und hierdurch eine Kompensation eintritt.

Nachdem nunmehr die Konstanten und Bezugs grössen im Gerät eingestellt sind, kann man beispiels weise durch Drehen an der p; Schraube eine be stimmte Geländehöhe Jh einstellen und im stereo skopischen Geländemodell mit Hilfe der räumlich überlagerten Messmarken eine Höhenschichtlinie bei festgehaltener Höheneinstellung abtasten. Hierzu wer fen die Wagen 21 und 23 bewegt.

Dabei ändert sich entsprechend der angegebenen Korrekturformeln einerseits der Abstand der Luftbilder 2 und 3 von einander, so dass Höhenfehler durch nicht senk rechte Aufnahmeachsen automatisch ausgeschaltet werden, und anderseits wird durch die zusätzliche Verschiebung der Schlitten 25 und 27 der Entzer- rungsfehler beseitigt, so dass der Pantograph mit Hilfe des Bleistiftes 30 eine fehlerfreie Höhenschicht linie aufzeichnet. Am Höhenzählwerk Ah wird dabei die zugehörige Geländehöhe abgelesen.

Claims

PATENTANSPRUCH Stereoskopisches Auswertegerät für mit nahezu lotrechter Aufnahmerichtung aufgenommenen Luft bildern, bei dem die Luftbilder relativ zu zwei Mess- marken zum Festlegen des Messpunktes in einer der Messebene parallelen Ebene verschiebbar angeordnet sind, bei dem ferner die Messbewegungen auf einen Zeichenstift oder eine Koordinatenanzeigevorrichtung übertragen werden, und bei dem Analogrechner vor gesehen sind, die wenigstens a)

die durch nicht lotrechte Aufnahmeachsen im Mo ment der Aufnahme bedingten Horizontalparallaxen- fehler automatisch durch eine Abstandsänderung der Luftbilder oder der Messmarken voneinander nach einer Näherungsgleiehung korrigieren sowie b) die durch Zentralprojektion der Luftbilder gegenüber einer Orthogonalprojektion bewirkten Ab weichungen in der Grundrisslage und c) die durch die schiefe Aufnahmeachse des der Messung zugrundeliegenden Luftbildes bedingten projektiven Verzerrungen beseitigen,

indem die letz ten beiden Rechner entweder einem mit den ver schiebbaren Luftbildern oder Parallaxenmarken über einen Pantographen verbundenen Zeichenstift eine zusätzliche Korrekturbewegung erteilen oder im Fall, dass die Ergebnisse in einer Anzeigevorrichtung er halten werden, diese Ergebnisse selbsttätig korri gieren, gekennzeichnet durch elektrisch rechnende Analogrechner als Korrekturrechner und von diesen gesteuerte Nachlaufmotore, die ihrerseits auf die Ge- räteabgriffe (Bildverschiebungen, Markenverschie bungen, Pantographeneinstellung) wirken. UNTERANSPRÜCHE 1.

Auswertegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Beseitigung jedes der drei genannten Fehler eine selbständige Rechen gruppe vorgesehen ist, und dass das den Fehler nach a) beseitigende Rechenglied eine Flächengleichung zweiter Ordnung löst. 2. Auswertegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner zur Beseitigung des Fehlers unter Ziffer a) für jede Koordinatenrichtung einmal vorgesehen ist. 3.

Auswertegerät nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rechenglied in der x-Rich- tung den Horizontalparallaxenfehler nach der Glei chung Jp, = k3 + k4x + k,

y + k6xy + k7X2 und in der y-Richtung den Vertikalparallaxenfehler nach der Gleichung dpy = k8 + kgx + kloy + kllxy + k12y2 eliminiert, wobei die Konstanten k3 bis k12 abhängig von den Neigungen der Aufnahmeachsen und den Lagen der Projektionszentren der Luftbilder im Mo ment der Aufnahme sind. 4.

Auswertegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied für die Beseitigung des Fehlers nach a) die Gleichung 4p., = k3 + k-,x + kgy + k6xy + k7X2 + a(rss[x-b] + rAx) löst, wobei rA der Abstand zwischen Bildmitte und Messpunkt im linken Luftbild ist, r1;

der Abstand zwischen Bildmitte und Messpunkt im rechten Luft bild und a eine Konstante, welche von dem verwen deten Aufnahmeobjektiv abhängig ist. 5. Auswertegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die Fehler nach b) und c) eliminierenden Rechengruppen für die Korrektur verschiebung 4x in der x-Richtung die Gleichung EMI0007.0043 und für die y-Richtung die Gleichung EMI0007.0045 lösen, wobei k1 und k2 abhängig von der Neigung des der Messung zugrundeliegenden Luftbildes ge genüber der Horizontalen sind, p, die eingestellte Horizontalparallaxe und b die Basis ist,

wobei ferner IM ein einstellbarer Massstabfaktor ist, um den der Geländeplan gegen das Messbild vergrössert oder ver kleinert gezeichnet wird. 6. Auswertegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Rechengruppe vor gesehen ist, welche die resultierende Horizontal parallaxe p, in die Höhe dh nach der Gleichung EMI0007.0052 umrechnet und die Grösse .Jh in einem Zählwerk an zeigt, wobeib die Basis ist und lz die Flughöhe. 7.

Auswertegerät nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Produktes k4x ein x-Potentiometer (101) mit konstanter Eingangs spannung und der abgegriffenen Spannung x vor gesehen ist, dass parallel zu diesem Abgriff ein k.l- Potentiometer liegt, an dem die Spannung xk4 ab gegriffen wird, dass zur Bildung des Produktes k5y ein y-Potentiometer (102) vorgesehen ist, an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Span nung y abgegriffen wird und parallel zu diesem Ab griff ein k5-Potentiometer, an dem die Spannung yk5 abgegriffen wird,

dass zur Bildung des Produktes k6y ein zweites y-Potentiometer (103) mit konstanter Eingangsspannung und der abgegriffenen Spannung y vorgesehen ist und parallel zu diesem Abgriff ein k6-Potentiometer, welches die Spannung yk6 liefert, dass zur Bildung des Produktes k7x ein zweites x-Po- tentiometer (104) vorgesehen ist, an dem die kon stante Eingangsspannung liegt und die Spannung x abgegriffen wird,

dass parallel zu diesem Abgriff ein k7-Potentiometer liegt, an dem die Spannung xk7 abgegriffen wird, dass zur Bildung der Grösse rR(x-b) ein (x - b)-Potentiometer mit konstanter Eingangs spannung und der abgegriffenen Spannung (x-b) vorgesehen ist und parallel:

zu diesem Abgriff ein rss- Potentiometer, an dem die Spannung rss(x-b) abge griffen wird, dass zur Bildung der Grösse rAx ein drittes x-Potentiometer (105) vorgesehen ist, an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Span nung x abgegriffen wird, dass parallel zu diesem Ab griff ein rA-Potentiometer liegt, an dem die Span nung xrA abgegriffen wird, dass zur Bildung der Grösse EMI0007.0092 die Abgriffe am rA- und r.-Potentiometer hinter einander geschaltet sind,

und die abgegriffene Span nung als Eingangsspannung an ein a-Potentiometer gelegt ist, an dem die Spannung EMI0007.0097 abgegriffen wird, dass die Abgriffe am k6- und k7 Potentiometer hintereinandergeschaltet sind und die abgegriffene Spannung einem Impedanzwandler zu geführt ist, dass dessen Ausgangsspannung einem vierten x-Potentiometer (106) als Eingangsspannung zugeführt ist und an diesem Potentiometer die Grösse x(k6y) + x(k7x) abgegriffen wird,

dass ferner ein k3- Potentiometer mit konstanter Eingangsspannung und der abgegriffenen Spannung k?, vorgesehen ist, dass ferner ein 4p1 Potentiometer vorgesehen ist, an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Span nung (-dps) abgegriffen wird, wobei dieser Abgriff von einem Nachlaufmotor gesteuert wird, dass die Abgriffe am a-Potentiometer, am vierten x-Potentio- meter (106),

am k5-Potentiometer, am k4-Potentio- meter, am k3 Potentiometer und am ApX-Potentio- meter hintereinandergeschaltet sind und die dort abgegriffene Spannung über einen Verstärker dem Nachlaufmotor zugeführt ist. B.

Auswertegerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lösung der Gleichung dpy - k8 + kox + kloy + kllxy + k12y2 ein erstes x-Potentiometer (101) vorgesehen ist, an dem eine konstante Eingangsspannung liegt und die Spannung x abgegriffen wird, dass parallel zu diesem Abgriff ein k9-Potentiometer liegt, an dem die Span nung xka abgegriffen wird, dass ferner ein erstes y-Potentiometer (102)

mit der konstanten Eingangs spannung und der abgegriffenen Spannung y vor gesehen ist, dass parallel zu diesem Abgriff ein klo-Potentiometer liegt, an dem die Spannung yklo abgegriffen wird, dass ferner ein zweites x-Potentio- meter (l07) vorgesehen ist, an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Spannung x abge griffen wird, dass parallel zu diesem Abgriff ein kll-Potentiometer liegt, an dem die Spannung kllx abgegriffen wird, dass ein zweites y-Potentiometer (108) vorgesehen ist, an dem die konstante Eingangs spannung liegt und die Spannung y abgegriffen wird,

dass parallel zu diesem Abgriff ein k12-Potentiometer liegt, an dem die Spannung ykl2 abgegriffen wird, dass die Abgriffe am k1 y.- und kl2-Potentiometer hintereinandergeschaltet sind und die dadurch ab gegriffene Spannung einem Impedanzwandler zuge führt ist, dessen Ausgangsspannung Eingangsspan nung für ein drittes y-Potentiometer (109) ist, an dem die Spannung y(kllx + kl2y) abgegriffen wird, dass ferner ein kg-Potentiometer vorgesehen ist,

an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Spannung k3 abgegriffen wird, dass ferner ein zIpy- Potentiometer vorhanden ist, an dem die konstante Eingangsspannung liegt und die Spannung (-dpy) abgegriffen wird, wobei dieser Abgriff durch einen Nachlaufmotor (52) gesteuert wird, dass die Abgriffe an den Potentiometern (ks, kg, klo), am y-Potentio- meter (l09)

sowie am dpy-Potentiometer hinterein- andergeschaltet sind und die an diesen Potentio- metern abgegriffene Spannung über einen Verstärker dem genannten Nachlaufmotor zugeführt ist.

9. Auswertegerät nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lösung der Gleichungen EMI0008.0051 ein erstes x-Potentiometer (101) vorgesehen ist, an dem eine konstante Eingangsspannung liegt und die Spannung x abgegriffen wird, dass parallel zu diesem Abgriff ein kl-Potentiometer liegt, an dem die Spannung xkl abgegriffen wird, dass ein erstes y-Po- tentiometer (102) vorgesehen ist, an dem die kon stante Eingangsspannung liegt und die Spannung y abgegriffen wird,

dass parallel zu diesem Abgriff ein k2-Potentiometer liegt, an dem die Spannung yk2 abgegriffen wird, dass ferner ein (p,b)-Potentiometer (112) vorgesehen ist, an dem die Spannung (b-p,) liegt, und die Spannung EMI0008.0064 abgegriffen wird dass ferner ein (bp,)-Potentiometer (113) mit der Eingangsspannung 6-p, und der abRe,eriffenen Spannung EMI0008.0068 vorgesehen ist, dass parallel zu diesem Abgriff ein 4M-Potentiometer liegt, an dem die Spannung EMI0008.0070 abgegriffen wird, dass die Abgriffe am k1,

k2, am (p,b)-Potentiometer (1l2) und am _ 1M-Potentiometer in Reihe geschaltet sind und die so erhaltene Span nung einem Impedanzwandler zugeführt ist, dass dessen Ausgangsspannung einerseits an ein zweites x-Potentiometer (110) gelegt ist und anderseits an ein zweites y-Potentiometer (111), dass ausserdem ein Jx-POtentiometer vorgesehen ist, an dem die Span nung -4x abgegriffen wird und dessen Abgriff von einem ersten Nachlaufmotor (31) gesteuert wird,

dass ferner ein zly-Potentiometer vorgesehen ist, an dem die Spannung -Jy abgegriffen wird und dessen Ab griff von einem zweiten Nachlaufmotor (34) gesteuert wird, dass die Abgriffe am zweiten x-Potentiometer (110) und am Jx-POtentlometer hintereinanderge- schaltet sind, und die so erhaltene Spannung über einen Verstärker dem ersten Nachlaufmotor (31) zugeführt ist, dass die Abgriffe am zweiten y-Potentio- meter (111)

und am Jy-Potentiometer hintereinander geschaltet sind und die so erhaltene Spannung dem zweiten Nachlaufmotor (34) zugeführt ist. 10. Auswertegerät nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die am p,b-Potentiometer (112) abgegriffene Spannung EMI0008.0095 einem h-Potentiometer zugeführt ist, und ein weiteres ih-Potentiometer mit konstanter Eingangsspannung und der abgegriffenen Spannung (-Jh) vorgesehen ist, dass die Abgriffe am h-Potentiometer und am Jh-Potentiometer in Reihe liegen, dass die so erhal tene Spannung über einen Verstärker einem Nach laufmotor (50)

zugeführt ist, welcher einerseits den Abgriff des Jh-Potentiometers verstellt und ander seits ein Zählwerk betätigt. 11. Auswertegerät nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Grössep, im (p,b)- Potentiometer (112) sowohl im Eingang als auch im Ausgang durch einen gemeinsamen Schlitten einstell bar ist. 12. Auswertegerät nach den Unteransprüchen 7, 8, 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunkte an einem oder mehreren der Potentiometer (102, 103, 104, 108 109) sowie (x - b)-Potentiometer unsymme trisch zum Mittenabgriff liegen. 13.

Auswertegerät nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass in diesem Stromkreis in Reihe zum Ah-Potentiometer ein ein- und ausschalt barer Widerstand liegt, welcher es gestattet, die GrösseAh wahlweise in Meter oder Fuss anzugeben. 14. Auswertegerät nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Abgriffe an den rÄ und r$ Potentiometem durch je einen gewichts- belasteten Faden betätigt werden, die in den Mittel punkten der Luftbilder befestigt sind .und die über eine feste Umlenkung geführt sind. 15.

Auswertegerät, dadurch gekennzeichnet, dass die rein Ohmschen Elemente der Unteransprüche 8, 9 und 10 wenigstens teilweise durch kapazitive und/ oder induktive Elemente ersetzt sind.