CH695121A5 - Verfahren und Anordnung zur Durchführung von geodätischen Messungen mittels Videotachymeter. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von geodätischen  Messungen zur Objektpunktbestimmung mit digitalen Videosensoren und  insbesondere mittels mit einer elektronischen Kamera ausgestatteter  Videotachymeter sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.                                                          



   Aus der DE 3 628 350 ist bekannt, ein Tachymeter mit einer Videokamera  zu koppeln, um gleichzeitig mit der Punktaufnahme ein Videobild des  Punktes mit der Punktnummer auf dem Zieltafelträger aufzunehmen. 



   Es ist ferner bekannt, mittels fotoelektrischer Detektoren, die im  Brennpunkt des Fernrohrs eines geo-dätischen Gerätes angebracht sind,  die Lage spezieller Zielmarken zu erfassen. Aus der DE 3 538 812  ist bekannt, die Lage einer speziell strukturierten Zielmarke mit  einem positionsempfindlichen Detektor zu erfassen. Aus der DE 19  528 465 ist bekannt, die Lage einer selbstleuchtenden oder reflektierenden  Zielmarke mittels Schwerpunktbildung aus Zeilen- und Spaltensummenfunktionen  zu bestimmen. In beiden Fällen sind spezielle Zielmarken (Zieltafeln  oder Reflektoren) notwendig, um die Position eines Punktes zu bestimmen.                                                       



   Aus der DE 19 604 018 ist ein Verfahren zur Vermessung von Gebäudestrukturen  bekannt, bei dem Kanten, die einer Vermessung mit einem reflektor-losen  Laserentfernungsmesser nicht direkt zugänglich sind, dadurch vermessen  werden, dass in unmittelbarer Nähe der Kante Punkte entfernungsmässig  vermessen werden, aus denen eine Ebene rechnerisch festgelegt wird.  Die winkelmässige Position der Kante wird mit Fernrohr und Fadenkreuz  eines Theodoliten visuell bestimmt und in die zuvor bestimmte Ebene  hineingerechnet. Dem Verfahren haftet der Nachteil an, dass mehrere  Anzielungen visuell erforderlich sind, um die Position der Kante  zu bestimmen. Dabei können sich Fehler ergeben, die vor Ort nicht  sofort zu finden sind. 



   Ein Verfahren zur Ausmessung von Gebäuden nach der DE 68 904 911  T2 beinhaltet einen mit -einem Entfernungsmesser gekoppelten Theodoliten,  mit dem die einen Raum umgebenden Flächen an je mindestens drei Punkten  angemessen werden und so die Lage der Flächen im Raum ermittelt werden.  Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es in der Anwendung auf Innenräume  beschränkt bleibt, da es fordert, dass der auszumessende Raum im  Wesentlichen von Wänden begrenzt wird. 



     Die DE 19 800 336 verwendet eine Kamera mit einem an dieser angebrachten  Entfernungsmesser. Die Punktbestimmung erfolgt in der aus der Photogrammetrie  bekannten Weise vermittels zweier Kameraaufstellungen und der Aufnahme  dreier Punkte mit bekannten geometrischen Beziehungen zueinander  in beiden Aufnahmen. Aus der US 5166 878 ist eine Vorrichtung bekannt,  bei der von drei Punkten aus Panoramaaufnahmen gemacht werden. Über  gemeinsame Punkte in den Aufnahmen erfolgt die Berechnung der Aufnahmestandpunkte  sowie der Koordinaten in den Bildern. In ähnlicher Weise beschreibt  die WO 97/36 147 ein Verfahren zur Bestimmung der Kameraposition  bei Stereoaufnahmen mit beliebiger Orientierung aus drei Punkten  mit bekannten Abständen, die in beiden Bildern vorhanden sein müssen.                                                          



   Diesen aus der Photogrammetrie übernommenen Lösungen haftet der Nachteil  an, dass eine zweite geeignete Kameraposition vorhanden sein muss,  welche jedoch nicht immer gefunden werden kann. Aufgabenstellung  der Tachymetrie ist es, mit nur -einer Messung möglichst alle notwendigen  Mess-daten über einen Punkt zu erhalten und zu bestimmen. 



   Aus der DE 19 730 257 ist eine Gestaltmessung mit einer CCD-Kamera  bekannt, bei der fokussierabhängig eine Korrektur der Verzeichnungsfehler  erfolgt, um im Unterschied zu üblichen photogrammetrischen Kameras  auch bei auf Nähe fokussierter Optik arbeiten zu können. 



   Aus dem Tagungsband: "Optical 3-D Measurement Techniques III" der  Tagung der Universität Wien vom 2. bis 4. Oktober 1995, Seiten 251  bis 262, ist bekannt, Videobilder einer, in einen Theodoliten eingebauten  CCD-Kamera auszuwerten. Das Videomesssystem besteht aus zwei oder  mehr Videotheodoliten. Mit geeigneten Bildverarbeitungsverfahren  wird der Kontrast der anzumessenden Objekte im Bild verstärkt. Die  Auswertung erfolgt, wie bei photogrammetrischen Aufnahmen üblich,  durch Identifikation entsprechender Punkte in Aufnahmen beider Standorte  und die anschliessende Koordinatenbestimmung. 



   Aus dem Prospekt der Firma Measurements Devices Ltd. betreffend das  Gerät "Surveyor <TM>  ALS with Video Option" ist bekannt, dass ein  reflektorlos messendes Tachymeter zusätzlich mit einer Video-kamera  ausgerüstet ist. Das Videobild wird auf -einem Rechnerdisplay wiedergegeben.  Die Anzielung eines Punktes kann durch Markierung des Punktes auf  dem Bildschirm mit der Maus ausgelöst werden. Zu diesem Punkt werden  dann Strecke und Winkel gemessen. Ein aus der Berechnung von gemessenen  Punktkoordinaten im Rechner erzeugtes Geländemodell kann gleichzeitig  mit dem Videobild auf dem Bildschirm wiedergegeben werden, um Modell  und Wirklichkeit miteinander vergleichen zu können. Bei diesem Gerät  findet keine Bildverarbeitung statt, jeder Punkt muss einzeln angezielt  und gemessen werden. 



     So ist es die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes  der Technik zu beseitigen, die Messungen zu vereinfachen und erleichtern,  indem die Notwendigkeit entfällt, die Messungen von mehreren Tachymeterstandpunkten  aus durchzuführen und das eine Videotachymeter mit einem externen  Rechner zu verbinden. Ferner soll die Bedienung des Geräts vereinfacht  werden und auch von ungelerntem Personal erfolgen können, und die  Bestimmung von Punkten im Bild soll eindeutig möglich sein, ohne  dass jeder interessierende Punkt einzeln angezielt werden muss. 



   Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit den im ersten Anspruch dargelegten  Merkmalen gelöst. In den weiteren Ansprüchen sind Einzelheiten und  weitere Ausführungen zur Erfindung beschrieben. 



   So werden in dem Videotachymeter ein Objektiv mit einer elektronischen  digitalen Kamera, mit Pixel-Matrix im Brennpunkt, eine Fokussierungseinrichtung  zur Fokussierung des Bildes auf die Matrix der Kamera, ein Display  zur Anzeige des Bildes der Kamera und weiterhin Streckenmesser und  Winkelmesssysteme zur Bestimmung der Horizontal- und Vertikalwinkel  der aus Objektiv und Kamera gebildeten Anordnung vorgesehen, wobei  ein Pen, eine Maus, Trackball oder ähnliche Systeme zur Kennzeichnung  von Bildinhalten des Displays verwendet werden. Die Pixelmatrix kann  als eine CCD-Matrix oder als eine CMOS-Bildsensormatrix ausgebildet  sein.

   Vermittels einer Transformation werden gekennzeichneten Pixeln  auf dem Display Pixel der elektronischen Kamera zugeordnet, und innerhalb  der Bild-inhalte der zugeordneten Pixel der elektronischen Kamera  wird mittels an sich bekannter Methoden der Bildverarbeitung nach  Strukturen (z.B. Punkte, Kanten, Ecken) gesucht. Es wird die Position  und Orientierung dieser Strukturen in Bezug auf die Zielachse der  durch Objektiv und Kamera gebildeten Anordnung ermittelt und mit  Hilfe der mit dem Streckenmesser bestimmten Distanz zu mindestens  einem Bildpunkt sowie der mit den Winkelmesssystemen gemessenen Winkel  Abmessungen dieser Strukturen im Objektraum in der jeweiligen Betrachtungsebene  bestimmt. 



   In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Anzeige der jeweiligen  Mess- und Rechenwerte im Display. 



   Es ist vorteilhaft, die berechneten Strukturen im Display kontrastmässig,  durch Blinken oder Farbe hervorzuheben. 



   Es ist weiterhin vorteilhaft, ein Lineal in das Display einzublenden,  dessen Massstab im Objektraum durch Distanzmessung kalibriert wurde.                                                           



   Weiterhin ist es vorteilhaft, die Messbilder mit den dazu berechneten  Daten zur Dokumentation des Messprozesses abzuspeichern. 



     Es ist weiterhin vorteilhaft, einen beliebigen Teil des Bildes  der elektronischen Kamera mit ihrer vollen Auflösung auf dem Display  zur Abbildung zu bringen. Dazu kann es von Vorteil sein, ein Zielkreuz  oder Messmarken mit auf dem Display zu erzeugen. 



   Bei Anzeige oder Abspeicherung kann es von Vorteil sein, die Auflösung  zum Bildrand zu reduzieren. Das kann durch einen nichtlinearen Abbildungsmassstab  geschehen. 



   Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung  zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die erfindungsgemäss  durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst wird. 



   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert  werden. Es zeigen:      Fig. 1 eine Übersicht eines erfindungsgemässen  Videotachymeters,     Fig. 2 eine Darstellung der Pixelzuordnung  zwischen Display und Kamerachip,     Fig. 3 eine Darstellung der  graphisch orientierten Datengewinnung auf dem Display,     Fig.  4 die Zuordnung zwischen Objekt- und Bildraum und     Fig. 5 ein  in das Bild eingeblendetes Lineal.  



   Die Fig. 1 zeigt ein Videotachymeter 1, das auf einem Stativ 2 aufgestellt  ist. Das Tachymeter 1 verfügt über einen Dreifuss 3, eine Stütze  4 und ein Fernrohr 5 mit einer elektronischen Kamera mit CCD-Matrix  oder einer CMOS-Bildsensormatrix. Die Stütze 4 ist um eine vertikale  Stehachse 9 drehbar. Das Fernrohr 5 mit der Kamera ist um eine horizontale  Kippachse 10, die in der Stütze 4 gelagert ist, drehbar. 



   Das Videotachymeter 1 verfügt über nicht näher dargestellte an sich  bekannte Winkelmesssysteme zur Messung der Drehung um die Stehachse  9 (Horizontalwinkel) und um die Kippachse 10 (Vertikalwinkel gegen  die Horizontalebene), einen nicht dargestellten Neigungssensor zur  Messung der Neigung der Stehachse 9 in zwei zueinander senkrechten  Richtungen und ein nicht dargestelltes Streckenmesssystem zur Bestimmung  von Distanzen zu Objektpunkten und evtl. Basispunkten sowie von Objektstrukturen  im Objektraum und anderen Bildinhalten. Stehachse 9 und Kippachse  10 stehen senkrecht aufeinander. 



   Das Fernrohr 5 enthält zusammen mit der eingebauten elektronischen  Kamera in an sich bekannter Weise ein Objektiv, eine Fokussierlinse  sowie einen bildgebenden Empfänger, z.B. eine CCD-Matrix, die in  der Brennebene des Objektivs des Fernrohrs oder der Kamera angeordnet  ist. Die CCD-Matrix ist über einen Rechner mit einem Display 6 des  Videotachymeters verbunden, wobei das Display 6 das Bild des Objektes,  das auf der CCD-Matrix abgebildet ist, wiedergibt. 



   Wird ein Ziel- oder Objektpunkt, der zum Beispiel durch einen Reflektor  7 dargestellt ist, mit dem Vi-deo-tachymeter angezielt, was durch  Betätigung der Triebknöpfe 11, 12 am    Videotachymeter bewirkt wird,  so kann das Bild 8 des Reflektors 7 im Display 6 betrachtet werden.  Indem die Bildwiederholrate des Displays 6 ausreichend hoch ist,  zum Beispiel 10 bis 25 Bilder pro Sekunde, kann mit dem Display 6  der Reflektor 7 in gleicher Weise angezielt werden wie ein Zielpunkt  bei konventionellen Fernrohren mit einem Okular. 



   Die Fig. 2 zeigt in einem Blockschaltbild die CCD-Matrix 20 sowie  das Display 6. Das Display 6 ist hier schematisch als über die Schaltung  84 zur Aufbereitung des Bildsignals für die Anzeige mit der CCD-Matrix  20 verbunden gezeichnet. Das Display 6 ist ein sogenannter Touchscreen,  d.h. durch Berühren einzelner Stellen auf dem Display 6 können analog  der Bedienung einer Tastatur dem Geräterechner bestimmte Bedienschritte  und Kommandos mitgeteilt werden. Insbesondere können mit einem Pen  einzelne Punkte 21 auf dem Display 6 berührt und damit markiert werden,  wobei der Rechner die Koordinaten (x', y') des berührten Pixels ermitteln  kann.

   Im Allgemeinen haben aber Displays nicht unbedingt dieselbe  Anzahl Pixel wie sie die Kamerachips besitzen, so dass einem Punkt  21 mit den Pixelkoordinaten (x', y') des Displays 6 ein Pixel 22  (x, y) der CCD-Matrix 20 zugeordnet werden muss. Dabei liege bei  der CCD-Matrix 20 die x-Achse in horizontaler Zeilenrichtung und  die y-Achse in vertikaler Spaltenrichtung. Beim Display 6 liegen  analog die x'-Achse in horizontaler Zeilenrichtung und die y'-Achse  in vertikaler Spaltenrichtung. 



   Im einfachsten Fall einer Abbildung des gesamten Bildinhalts auf  die Gesamtfläche des Displays gelten folgende Zuordnungen: a Anzahl  der Pixel in einer Zeile der CCD- Matrix b Anzahl der Pixel in  einer Spalte der CCD-Matrix c Anzahl der Pixel in einer Zeile des  Displays d Anzahl der Pixel in einer Spalte des Displays 



   



   Es gilt: x = lnt [x' * a / c]                                       [1] y = lnt [y' * b / d]                               [2] 



   



   Wird also ein Punkt 21 mit den Koordinaten (x', y') des Displays  6 des Videotachymeters markiert, wird diesem mit Hilfe der Gleichungen  [1] und [2] ein Pixel 22 mit den Koordinaten (x, y) der CCD-Matrix  20 zugeordnet. Die Funktion Int bedeutet dabei den ganzzahligen Anteil.  Diese Markierung kann nun in der aus Rechnerprogrammen für die Bildverarbeitung  an sich bekannten Weise nicht nur für Punkte, sondern auch für Kanten,  Ecken und ähnliche geometrische Figuren und Objekte erfolgen. In  gleicher Weise kann mit Hilfe des Displays für den Rechner durch  Markierung eines Softkeys mitgeteilt werden, um was für ein geometrisches  Objekt es sich gerade handelt. 



     Mit Hilfe der Gl. [1] und [2] ist es möglich, diese Objekte im  Datensatz der CCD-Matrix 20 wiederzufinden. In der Umgebung der so  berechneten Pixel (x, y) wird dann nach dem markierten Objekt mittels  an sich bekannter Bildverarbeitungsalgorithmen gesucht. Der Begriff  Umgebung bedeutet dabei, dass der Suchbereich um so viele Pixel erweitert  werden muss, wie für eine sichere Subpixelinterpolation der gesuchten  geometrischen Objekte erforderlich sind. Weiterhin soll hier bemerkt  werden, dass anstelle -einer CCD-Matrix auch eine CMOS-Bildsensormatrix  eingesetzt werden kann. 



   Das dazu erforderliche Vorgehen zeigt Fig. 3. Das Display 6 ist hierbei  in zwei Bereiche unterteilt, einen Bildbereich 30 und einen Bedienbereich  36. Der Bildbereich 30 zeigt als Bildinhalt Objekte, die von der  CCD-Kamera des Videotachymeters 1 aufgenommen werden, so das Bild  8 des Reflektors 7, der am Zielort im oder am Objektpunkt aufgestellt  ist, weiterhin beispielsweise eine Hausfront 31 mit der Hauskante  33 und dem Fenster 32. Mit einem Cursor 34 wird nun in an sich von  Computern mit grafischer Bedienoberfläche her bekannter Weise ein  Objekt (z.B. eine Kante oder ein Punkt) markiert. In Fig. 3 ist die  Hauskante 33 mit einer Markierung 35 umgeben, die mit Hilfe des Cursors  34 erzeugt wurde. 



   Im Bedienbereich 36 des Displays 6 sind softwaremässig erzeugte Tasten  37-41 vorhanden. Durch Berührung dieser Tasten mit dem Pen kann mit  Hilfe der Software in dem markierten Bereich 35 nach -einem geometrischen  Objekt gesucht werden. Die Taste 37 bewirkt die Suche nach einem  Punkt, die Taste 38 nach einer Kante, die Taste 39 nach einer Ecke.  Die Taste 40 hat die Funktion: Fangen eines beliebigen Objekts, d.h.  durch Betätigung dieser -Taste ermittelt die Software des verwendeten  Rechners selbst die Art des Objekts. Im Beispiel der Hauskante 33  wird die Taste 38 betätigt.

   Die Soft-ware des Rechners des Videotachymeters  1 bestimmt für die Pixelkoordinaten (x', y') des durch die Markierung  35 umgrenzten Bereichs des Displays 6 die zugehörigen Pixel (x, y)  der CCD-Matrix mittels der Gleichungen [1] und [2] und sucht in diesem  Bereich beispielsweise nach einer Kante. 



   Die Subpixelinterpolation der geometrischen Objekte erfolgt durch  an sich bekannte Verfahren der Bildverarbeitung. Die durch Subpixelinterpolation  gefundene Kante kann dann vorteilhaft mit einer anderen Farbe im  Display 6 hinterlegt werden, um ihre berechnete Lage zu kennzeichnen.  Mit der Escapetaste 41 kann dann beispielsweise die Menüebene oder  der Bedienbereich 36 verlassen werden. In der gezeigten Weise lassen  sich alle geometrischen Objekte im Bild markieren und ihnen Koordinaten  im System der CCD-Matrix 20 zuordnen. 



   Fig. 4 zeigt die Zuordnung zwischen je einer -Ebene im Objekt- und  Bildraum. So ist eine Ebene E im Objektraum einer Ebene E' im Bildraum  in der Ebene der CCD-Matrix 20 zugeordnet. Die optische Achse 50  des Videotachymeters 1 ist durch einen Punkt P im    Objektraum,  den Objektivhauptpunkt 52 des schematisch gezeichneten Fernrohrobjektivs  53 und den Durchstosspunkt P' der optischen Achse 50 durch die CCD-Matrix  20 markiert. Dieser Durch-stoss-punkt P' habe die Koordinaten (x  m ; y m ) im Koordinatensystem der CCD-Matrix 20. 



   Die Bildebene E' der CCD-Matrix 20 ist senkrecht zur optischen Achse  50. In der Bildebene liegen der Durchstosspunkt P' der optischen  Achse 50 und ein Bildpunkt B'. Der Bildpunkt B' habe die durch Sub-pixelinterpolation  erhaltenen Koordinaten (x i ; y i ). Die Ablage s des Punktes B'  zum Durchstosspunkt P' der optischen Achse 50 in x-Richtung ergibt  sich aus (x i  - x m ). Die Ablage t des Punktes B' zum Durchstosspunkt  P' der optischen Achse 50 durch die Ebene E' in y-Richtung ergibt  sich aus (y i - y m ). 



   In einer Objektebene E senkrecht zur optischen Achse liegt der zu  bestimmende Objektpunkt B, dessen Abbildung der Punkt B' in der Bildebene  E' ist, sowie ein Durchstosspunkt P auf der optischen Achse, welcher  der Durchstosspunkt der optischen Achse 50 durch die Ebene E ist,  in der der Objektpunkt B liegt. Der Objektpunkt B kann Teil eines  entsprechend Fig. 3 markierten und interpolierten geometrischen Objekts  33 (Fig. 4) sein. Der Objektpunkt B hat die zu bestimmende seitliche  Ablage a und die Ablage in der Höhe c zum Durchstosspunkt P in der  Ebene E senkrecht zur optischen Achse 50. Diesen Ablagen sind Ablagen  (Koordinaten) a und c zuordenbar. 



   Wenn der Abbildungsmassstab M bekannt ist, können diese Koordinaten  (a; c) bestimmt werden. Es ergibt sich: 



   a = M * (x i  - x m )                                        [3]  c = M * (y i - y m ) [4] 



   



   Der Massstab M kann auf verschiedene Weise bestimmt werden. So kann  eine Distanzmessung sowohl nach einem Reflektor oder auch reflektorlos  zum Punkt P erfolgen. Der Massstab M ergibt sich nach bekannten optischen  Gesetzen zu: M = g / b                                          [5] 



   



   Dabei ist b die Bildweite, d.h. der Abstand der CCD-Matrix 20 von  der bildseitigen Hauptebene des Objektivs 53. Die Gegenstandsweite  g ist der Abstand des Punktes P von der objektseitigen Haupt-ebene  des Objektivs 53, die aus der gemessenen Distanz und den Optikdaten  des Fernrohres 5 bestimmt werden kann. Die Distanz ist der Abstand  des Punktes P von der Stehachse des Videotachymeters, um welche dieses  schwenkbar ist. 



     Weiterhin kann eine trigonometrische Entfernungsmessung direkt  zum Punkt B beziehungsweise dem geometrischen Objekt, das den Punkt  B enthält, in der Weise durchgeführt werden, dass ein zweites Videotachymeter  denselben Punkt anmisst, wobei die Distanz beider Geräte und ihre  gegenseitige Orientierung zueinander bekannt sind. Diese Verfahren  sind bekannt und nicht Gegenstand dieser Erfindung. 



   Mit Hilfe der Distanz, der mit den Winkelmesssystemen des Tachymeters  gemessenen Horizontal- und Vertikalwinkel sowie der Geräteneigungen  können wiederum in bekannter Weise angezielten Objektpunkten P Koordinaten  zugeordnet werden. Den aus dem Bildinhalt der CCD-Matrix 20 extrahierten,  geometrischen Objekten können mit Hilfe der Gleichungen [3] und [4]  bei horizontaler Zielung Koordinaten in Bezug auf angezielte Objektpunkte  P zugeordnet werden. Bei geneigter Zielung sind die Messwerte entsprechend  bekannter Gesetzmässigkeiten aus der Photogrammetrie zu reduzieren.  Somit ist es möglich, von geometrischen Objekten Koordinaten zu bestimmen.                                                     



   Die Fig. 5 zeigt eine andere erfindungsgemässe Ausbildung des Displays  6 des Videotachymeters 1, bei welcher anstelle einer digitalen Bildverarbeitung  eine analoge Messmöglichkeit im Bild besteht. Das Display 6 zeigt  zunächst Rahmenmarken 62 sowie ein Zielkreuz 63, das die optische  Achse 50 (Fig. 4) markiert. Diese Rahmenmarken 62 werden softwaremässig  erzeugt. Wird mit dem Videotachymeter 1 ein Reflektor angezielt,  erscheint im Display 6 das Bild des Reflektors 8. Weiterhin ist das  Bild eines ebenfalls im Bildfeld befindlichen auszumessenden Objekts  8', zum Beispiel ein Baum, zu sehen, der sich zumindest näherungsweise  in gleicher Entfernung wie der Reflektor 8 befindet. Bei bekannter  Distanz zum Reflektor 8 können mit Hilfe der Gleichungen [3] und  [4] die Massstabsgrössen a und c (Fig. 4) berechnet werden.

   Diese  Grössen werden an einem Massstab 64 dargestellt. Der Massstab 64  kann um seinen Nullpunkt 65 gedreht und frei mit einem Cursor verschoben  werden. Somit ist es dem Benutzer möglich, durch Anlegen des Massstabs  64 an Bilder von Messobjekten 67 (z.B. Kante des Baumes 8') Messungen  vorzunehmen, zum Beispiel den Durchmesser des Baumes zu messen. Die  Messgrösse des Massstabes 68, die Lage des Cursors zum Zielkreuz  69 und der Massstab des Displaybildes 70 können ebenfalls vorteilhaft  auf gesonderten Feldern oder an ausgewählten Stellen im oder auf  dem Display 6 angezeigt werden. Es ist auch möglich, den vertikalen  Cursormassstab 71 mit dem Neigungswinkel des Fernrohrs 5 (Fig. 1)  gegen die Horizontal-ebene zu variieren, damit die Grösse c in die  vertikale Richtung projiziert wird. 



   Zur Verdeutlichung können auch berechnete Strukturen auf dem Display  kontrastmässig hervorgehoben werden, beispielsweise durch ein Blinken  der Strukturen oder durch eine farbliche Kennzeichnung derselben.                                                              



     Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel  beschränkt. So kann das Display am Fernrohr oder auch vom Tachymeter  entfernt angebracht sein. Das Bild kann unterschiedlich gezoomt oder  mit von der Mitte zum Rand variierendem Abbildungsmassstab dargestellt  werden. Messbilder können zusammen mit den aus ihnen extrahierten  Messdaten abgespeichert werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bestimmen der Koordinaten von Objektpunkten mittels eines mit einer elektronischen, eine Pixelmatrix umfassenden Kamera ausgerüsteten, an einem Tachymeterstandpunkt angeordneten Videotachymeters, - wobei mit Hilfe der elektronischen Kamera des Videotachymeters zu vermessende Objektpunkte und/oder -strukturen umfassende Bilder aufgenommen werden, welche auf einem Display des Video-tachy-meters dargestellt und in einem Rechner gespeichert werden, und die, die zu vermessenden Objektpunkte und/oder -Strukturen umfassenden Bildinhalte auf dem Display bezeichnenden Pixel mittels elektronischer Mittel markiert oder gekennzeichnet werden,

und dass mit Hilfe des Streckenmessers des Videotachymeters die Distanz zu mindestens einem Objektpunkt und mit den Winkelmesssystemen des Videotachymeters Höhen- und Horizontalwinkel zu dem mindestens einen Objektpunkt gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, - dass mittels einer Transformation so markierten oder gekennzeichneten Pixeln auf dem Display Pixel auf der Matrix der elektronischen Kamera zugeordnet werden, - dass innerhalb der Bildinhalte der zugeordneten Pixel der elektronischen Kamera mittels Methoden der Bildverarbeitung nach Strukturen, wie Punkten, Kanten, Ecken gesucht wird, - dass die Position und Orientierung dieser Strukturen in Bezug auf die durch Objektiv und Kamera gebildete Zielachse des Videotachymeters ermittelt wird,

- und dass mit den ermittelten Distanzen- und der mit den Winkelmesssystemen gemessenen Winkeln die Abmessungen dieser Strukturen im Objektraum in der jeweiligen Betrachtungsebene bestimmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige jeweiliger Mess- und Rechenwerte im Display vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten Strukturen im Display kontrastmässig, durch Blinken oder Farbe hervorgehoben werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lineal in das Display eingeblendet ist, dessen Massstab im Objektraum durch Distanzmessung kalibriert ist.

5.

Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbilder mit den dazu berechneten Daten zur Dokumentation des Messprozesses in einem Rechner abgespeichert werden.

6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiger Teil des durch die elektronische Kamera aufgenommenen Bildes mit seiner vollen Auflösung auf dem Display des Videotachymeters abgebildet wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zielkreuz oder Messmarken mit auf dem Display erzeugt und sichtbar gemacht werden.

8.

Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend - eine elektronische Kamera mit Pixel-Matrix zur Aufnahme von Bildern, welche die zu vermessenden Objektpunkte und/oder -strukturen umfassen, ein Display zur Darstellung der auf der Pixel-Matrix abgebildeten Objektpunkte und/oder -strukturen, - Strecken- und Winkelmesssysteme zur Messung von Distanzen, Horizontal- und Vertikalwinkeln zu den Objektpunkten und/oder -Strukturen, - einen Rechner zum Speichern und Verarbeiten der aufgenommenen Bilder und elektronische Mittel, mit denen die die zu vermessenden Objektpunkte und/ oder -strukturen umfassenden Bildinhalte auf dem Display bezeichnenden Pixel markiert werden, gekennzeichnet durch - eine Rechenschaltung zur Zuordnung der auf dem Display markierten Pixel zu Pixeln auf der Matrix der elektronischen Kamera durch Transformation,

- eine Bildverarbeitungseinrichtung zum Erkennen von geometrischen Figuren, welche die auf der Matrix zugeordneten Pixel bilden, - eine Rechenschaltung zur Ermittlung der Position und Orientierung dieser geometrischen Figuren in Bezug auf die Zielachse des Videotachymeters, und eine Rechenschaltung zur Bestimmung der Abmessungen derjenigen Strukturen im Objektraum, die den geometrischen Figuren auf der Matrix entsprechen, und zwar unter Berücksichtigung der zu diesen Strukturen gemessenen Distanzen und Horizontal- und Vertikalwinkel.

9.

Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - das Display mindestens einen Bedien- und einen Bildbereich besitzt, - Mittel zur Markierung und Suche nach Objektpunkten und -strukturen auf dem Bedienbereich vorgesehen sind, und - auf dem Display softwaremässig erzeugte Tasten für verschiedene geometrische Figuren und Strukturen vorgesehen sind, mit denen, mit Hilfe von entsprechender Software in einem, durch einen Cursor im Bildbereich markierten Objektbereich nach entsprechenden Figuren und Objektstrukturen recherchiert werden kann.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel-Matrix der Kamera CCD- oder CMOS-Elemente umfasst.