DD126404B1 - Vorrichtung zur differentialentzerrung mit automatischem bildkorrelator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Differentialentzerrung mit automatischem Bildkorrelator, die mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung zweier gleichartiger Beleuchtungsstrahlengänge und in jedem Beieuchtungastrahlengang nacheinander ein opti3che3 Abbildungssystem, eine Bildebene, dio mit einem ersten Kbtor zur Höheneinstellung, einem zweiten Uotor zur Vorschubsteuerung und einem dritten Fotor zum Antrieb in eine zum Vorschub rechtwinklige Richtung gekoppelt ist, ein weiteres optisches Abbildungssystem und einen lichtelektrischen Empfänger enthält, der über den Bildkorrelator rait den tiotor zur Höhensteuerung verbunden ist.

Charakteristik^der^bekannten technischen Lösungen: Bekannte Vorrichtungen zur Differentialentzerrung mit automatischer Bildkorrelation, bei denen -der Schwerpunkt eines von einer Lichtquelle erzeugten Rasters mit der Ließmarke eines photogramaetrischen Auswertesystems zusammenfällt, ermöglichen ein automatisches Aufsetzen der Meßmarke auf eine ModelIoherfläche im statischen Betrieb. Im dynamischen Betrieb v/ird die Heßnarke durch motorische Antriebe bewegt. Hierbei entsteht stets eine Regelabweichung im Bildkorrelator. Im indirekten Betrieb zwischen Differentialentzerrungsgerät und Stereoauswertegerät, d. h. getrennte Lbdelloberflächenaufnahine und -auswertung mit Zwischenspeicherung der Llodellprofile, läßt sich diese Abweichung durch eine zusätzliche Verschiebung der gespeicherten Uodellprofile

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gegeneinander korrigieren. Nachteilig ist dabei der infolge, dos notwendigen Speichers hohe gerätetechnische Aufwand und der notwendige Mehraufwand an Zeit für den Auswert evorgang,

Im direkten dynamischen Betrieb zwischen Differentialentzerrungsgerät und Auswertegerät verursachen die Regelabweichungen Verschiebungen von benachbarten Bilddetails gegeneinander, die von der Profillängsneigung abhängig sind. Zu ihrer Verringerung muß die Abtastgeschwindigkeit der Meßmarke wesentlich verkleinert werden.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, ein Differentialentzerrungsgerät mit automatischer Bildkorrelation zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet und im dynamischen Betrieb eine hohe Abtastgeschwindigkeit im Zusammenhang mit der Korrektur der dynamischen Fehler gestattet.

Darlegung йез У/езепз der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es in einer Differentialentzerrungsvorrichtung die Möglichkeit der Abtastrastersteuerung zu schaffen.

Erfindungsgeraäß wird diese Aufgabe in einer Vorrichtung zur Differentialentzerrung mit automatischem Bildkorrelator, die mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung zweier gleichartiger Beleuchtungsstrahlengänge und in jedem Beleuchtungsstrahlengang nacheinander ein optisches Abbildungssystem, eine Bildebene, die mit einem ersten Motor zur Höheneinstellung, einem zweiten Ibtor zur Vorschubsteuerung und einem dritten Motor zum Antrieb in eine zum Vorschub rechtwinklige Richtung gekoppelt ist, ein weiteres optisches Abbildungssystem und einen lichtelektrischen Empfänger enthält, der über den Bildkorrelator mit dem Motor zur Höheneinstellung verbunden ist, und bei der vorzugsweise ein Tachogenerator vorhanden ist, dadurch gelöst, daß mit dem Motor der Vorschubsteuerung der Tachogenerator gekoppelt ist, der über

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eine Reat^rr.rzeugungs- und -ablenkeinheit mit der Lichtquelle elektrisch verbunden lot.

Die elektrische Verbindung erfolgt in der Weise, daß der Rastererzeup;im£3~ und -ablenkeinheit eine zusätzliche Ablcnkopannung zugeführt wird, die das Raster so auslenkt, daß die dynamischen Fehler des Systems zur Steuerung der Höbe ein I.-inimum werden und gegenüber den bekannten Lösungen eine größere Vorschubgeschwindigkeit erreicht wird.

Nachfolgend wird die' Erfindung an Hand der sch ernatischen Zeichnung nl'her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufrißdarstellung der bisherigen Arbeitsweise,

Fig. 2 eine Aufrißdarstellung der Arbeitsweise der Erfindung,

Fig. 3 eine Ausfilhrungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 eine weitere Aus filhrungs form der erfindungsgeFiäßen Vorrichtung

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Rastersteuerung. In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre 1 entlang der х-, у-, z-Achse eines in einem Itodellprofil 2 angeordneten Koordinatensystems 3 bewegbar. Über dem J'odellprofil 2 befindet sich ein Projektor 4 mit einer Bildebene 5. Auf den Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre 1 wird durch eine nichtdargestellte Elektronikeinheit ein Raster 6 mit einem Rasterschwerpunkt 7 erzeugt. Zum Abtasten des Modellprofils 2 mittels des Rasters б wird die Kathodenstrahlröhre 1 in y-Richtung verschoben. Dabei erfolgt eine automatische Höheneinstellung der,Kathodenstrahlröhre 1 in. z-Richtung. Zwischen dem Raster3chwerpunkt 7 und einer Iv'eßmarke 8 eines aus Platzgrtincien nicht dargestellten optischen Auswertegerätes, die beide auf einer Geraden senkrecht übereinanderliegen, beateht eine Höhendifferenz /Az infolge des Nachlauf fehlera der Höheneinstellung der Kathodenstrahlröhre Daraus ergeben sich Versetzungsfehler _\y benachbarter Го-dellprofilotreifen in der Projektion auf der Bildebene 5.

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Pig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß das Raster 6 nit dem Rasterachwerpunkt 7 in y-Richtung verschoben ist. Der Raster3chwerpunkt 7 fällt nicht mehr mit der I'oßmarke 8 zusammen, sondern eilt dieser in Abtastrichtung voraus. Die Ver3etzungsfehler / \y werden hierdurch bei vorhandenen nachlauf fehlern Az eliminiert. In Fig. 3 ist eine Kathodenstrahlröhre 9 entlang einer z- und y-Spindel 10, 11, die der z- und y-Achse des Koordinatensystems 3 in Fig. 1 entsprechen, bewegbar, Nicht mitgezeichnet sind der Übersichtlichkeit wegen ein Motor mit Spindel zur Verschiebung der Kathodenstrahlröhre 9 in x-Richtung. Im Strahlengang des auf dem Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre 9 erzeugten Rasters 12 befinden sich ein Projektor mit einer Bildebene 14 und einem über dieser befindlichen lichtelektrischen Empfänger 15 und ein Projektor 16 mit einer Bildebene 17 und einem zugehörigen lichtelektrischen Empfänger 18. Die beiden lichtelektrischen Empfänger 15, 18 sind elektrisch mit einem elektronischen Korrelator 19 verbunden, der einen Kotor 20 an der z-Spindel 10 steuert. Ein Motor 21 ist mit der Spindel 11 gekoppelt. Der biotor 21 ist über eine «Velle mit einem Tachogenerator 22 verbunden. Dieser ist elektrisch über einen Verstärker 23 und eine Rastererzeugungs- und -ablenkeinheit mit der Kathodenstrahlröhre 9 verbunden. Eine Bildwiedergaberöhre 24 ist mit dem elektronischen Korrelator 19 elektrisch verbunden. In ihrem Strahlengang befinden sich ein optisches Abbildungssystem 25, eine Spaltblende 26 und eine Filmtrommel 27. Die beiden Projektoren 13, 16 sind so zueinander orientiert, daß ein Stereomodell gebildet wird. Die lichtelektrischen Empfänger 15, 18 setzen den über die Projektoren 13, 16 und die Bildebenen 14, 17 auftreffenden Lichtpunkte des auf der Kathodenstrahlröhre 9 erzeugten Rasters 12 in zwei elektrische Signale um. Diese werden im elektronischen Korrelator 19 auf ihre Phasenlage verglichen, und es wird ein Differenzsignal gebildet, das dem Ltotor 20 zugeleitet wird. Durch den blotor 20 erfolgt über die Spindel 10 eine Verschiebung der Kathodenstrahlröhre 9 in z- Richtung, solange

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bis die Phasenverschiebung verschwindet. Auf der mit dem elektronischen Korrelator 19 verbundenen Bildwiedergaberöhre 24 wird der abgetastete Bildausschnitt rekonstruiert und über da3 optische Abbildungssystem 25 durch die Spaltblende 26 auf die Filmtrommel 27 projiziert. Der Lbtor 21 verschiebt die Kathodenstrahlröhre automatisch entlang der Spindel 11 in y-Richtung, wa3 einer automatischen Abtastung der Bildebenen 14, 17 entspricht. Die Filmtrommel 27 wird gleichzeitig synchron dazu gedreht. Durch den mit dem Motor 21 verbundenen Tachogenerator 22 wird eine der Abtastgeschwindigkeit in y-P.ichtung proportionale, richtungsabhängige Gleichspannung über den Verstärker 23 an die Kathodenstrahlröhre 9 geliefert. Hier wird sie der zur Rastererzeugung notwendigen Ablenkspannimg überlagert und führt dazu, daß das Raster in y-Richtung entsprechend Fig. 2 vorauseilt.

In Fig. 4 sind Kathodenstrahlröhren 28, 29 als Lichtquellen fest angeordnet. In deren Strahlengang befinden sich je ein optisches Abbildungssystem 30, 31, je eine Bildebene 32, 33, die entlang der Achsen der Bildkoordinatensysteme (x¹, y'), (x¹¹, y") bewegbar sind, je ein zweites optisches Abbildungssystem 34, 35 und je ein lichtelektrischer Empfänger 36, 37. Diese sind mit einem elektronischen Korrelator 38 elektrisch verbunden, der mit einem T.otor 39 gekoppelt ist. Ein Ifotor 40, ein Motor 41 und Motor 39 stellen zusammen mit einem mechanischen TransforEationssystem 42 die Steuereinrichtung der Bildebenen 32, 33 dar. Der Ifotor 40 ist über eine V/elle mit einem Tachogenerator 43 verbunden, der elektrisch über eine Rastererzeugung und -ablenkeinheit 44 mit den Kathodenstrahlröhren 28, 29 verbunden ist. Die auf den Kathodenstrahlröhren 28, 29 durch die Rastererzeugungseinheit 44 gebildeten Abtastraster 45, 46 gelangen über die Abbildungssysteme 30, 31, die Bildebenen 32, 33 und die Abbildungssysteme 34, 35 auf die lichtelektrischen Empfänger 36, 37. Die hier gebildeten elektrischen Signale werden im-Korrelator 38 phasenverglichen, und dieser bildet

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ein entsprechendes Differenzsignal. Durch Motor 39 und das mechanische Transformationssystem 42 erfolgt entsprechend diesem Signal eine Verschiebung der Bildebenen 32, 33 gegeneinander, bis im Korrelator 38 keine Fnasendifferenz mehr auftritt. I'otor 40 und 41 übernehmen ebenfalls Über das mechanische Transformationssystem 42 die automatische Verschiebung der Bildebenen entlang der transformierten y-'und x-Achsen des Lfodellkoordinatensystems. Der mit dem Motor verbundene Tachogenerator 43 liefert eine der Vorschubgeschwindigkeit in y-Richtung proportionale, richtungsabhängige Gleichspannung, die in der Rasterablenkeinheit 44 mit der Ablenkspannung für die Kathodenstrahlröhren 28, 29 summiert wird. Je nach Größe der Gleichspannung erfahren die Raster 45, 46 in y-Richtung eine zusätzliche Ablenkung.

Im statischen Betrieb sind in beiden Ausführungsformen die Rastersteuerung über die Tachogeneratoren 22 (Fig. 3) und 43 (Fig. 4) nicht in Betrieb.

In Fig. 5 liefert eine Rastererzeugungseinheit 47 die für die Kathodenstrahlröhren 48, 49 nötigen Ablenkspannungen U und U · Der mit einem Motor 50 über eine Welle verbünde У dene Tachogenerator 51 gibt ein der Motorgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung proportionales Gleichspannungssignal Über einen Verstärker 52 auf einen Summierer 53, der zugleich Teil der Rastererzeugungs- und -ablenkeinheit 47 ist. In diesem Summierer 53 werden die Spannung U der Rastererzeugungs- und -ablenkeinheit 3 und die vom Tachogenerator kommende Gleichspannung überlagert und die Ablenkspannung an den Kathodenstrahlröhren 48, 49 für die y-Richtung entsprechend der Größe der Gleichspannung variiert.

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Claims (1)

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Vorrichtung zur Differentialentzerrung mit automatischem Bildl'orrelator, die mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung zweier gleichartiger BeleuchtungsStrahlengänge und in jedem Beleuchtungsstrahlengang nacheinander ein optisches Abbildungssystem, eine Bildebene, die mit einem ersten Motor zur Höheneinstellung, einem zv/eiten I.btor zur Vorschubsteuerung und einem dritten Motor zum Antrieb in eine zum Vorschub rechtwinklige Richtung gekoppelt ist, ein weiteres optisches Abbildungssystem und einen lichtelektrischen Empfänger enthält, der über den Bildkorrelator mit dem Kotor zur Höheneinstellung verbunden ist, und bei der vorzugsweise ein Tachogenerator vorhanden ist, gekennzeichnet dadurch, daß mit dem biotor der Vorschubsteuerung der Tachogenerator gekoppelt ist, der über eine Rastererzeugungs- und -ablenkeinheit mit der Lichtquelle elektrisch verbunden ist.

Hierzu... ^LSsiten Zeichnungen

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