DD126404B1

DD126404B1 - Differential equalization device with automatic image correlator

Info

Publication number: DD126404B1
Application number: DD19347276A
Authority: DD
Inventors: Werner Marckwardt
Original assignee: Werner Marckwardt
Priority date: 1976-06-21
Filing date: 1976-06-21
Publication date: 1982-12-29
Also published as: DE2722505A1; DD126404A1; CA1090120A

Description

1 93 Д 7 21 93 Д 7 2

Anwcrdtmgp.goblet dor Erfindungг Anwcrdtmgp.goblet the invention

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.The invention relates to an apparatus for differential equalization with automatic image correlator, the at least one light source for generating two similar illumination beam paths and in each Beieuchtungastrahlengang successively an opti3che3 imaging system, an image plane, dio with a first Kbtor for height adjustment, a second Uotor for feed control and a third Fotor to Drive is coupled in a direction perpendicular to the feed direction, another optical imaging system and a photoelectric receiver, which is connected via the image correlator rait the tiotor for height control.

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 Characteristics of the known technical solutions: Known differential equalizing devices with automatic image correlation, in which the center of gravity of a grid generated by a light source coincides with the pass mark of a photogrammetric evaluation system, allows the measuring mark to be placed automatically on a model surface during static operation. In dynamic operation, the Hessnarke is moved by motor drives. This always produces a control deviation in the image correlator. In indirect operation between Differentialentzerrungsgerät and stereo evaluation, ie separate Lbdelloberflächenaufnahine and evaluation with intermediate storage of Llodellprofile, this deviation can be achieved by an additional shift of the stored Uodellprofile

31363136

- 2 - 193 Д7 2- 2 - 193 Д7 2

gegeneinander korrigieren. Nachteilig ist dabei der infolge, dos notwendigen Speichers hohe gerätetechnische Aufwand und der notwendige Mehraufwand an Zeit für den Auswert evorgang,correct each other. The disadvantage here is the result of, dos necessary memory high equipment expense and the necessary overhead on time for the evaluation 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.In direct dynamic operation between the differential equalizing device and the evaluation device, the control deviations cause shifts of adjacent image details relative to one another, which depend on the profile inclination. To reduce them, the scanning speed of the measuring mark must be substantially reduced.

Object of the invention:

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.The aim of the invention is to provide a differential equalizing apparatus with automatic image correlation, which avoids the mentioned disadvantages and in dynamic operation allows a high scanning speed in connection with the correction of the dynamic errors.

Explanation йез У / езепз the invention:

Aufgabe der Erfindung ist es in einer Differentialentzerrungsvorrichtung die Möglichkeit der Abtastrastersteuerung zu schaffen.The object of the invention is to provide in a differential equalization device the possibility of the sampling grid control.

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 überErfindungsgeraäß this object is in an apparatus for differential equalization with automatic image correlator, the at least one light source for generating two similar illumination beam paths and in each illumination beam path successively an optical imaging system, an image plane with a first motor for height adjustment, a second Ibtor for feed control and a third Motor is coupled to the drive in a direction perpendicular to the feed direction, another optical imaging system and a photoelectric receiver, which is connected via the image correlator with the motor for height adjustment, and in which preferably a tachometer generator is provided, achieved in that with the motor the feed control is coupled to the tachogenerator, the over

31363136

- э - 193 Д 7 2- э - 193 Д 7 2

eine Reat^rr.rzeugungs- und -ablenkeinheit mit der Lichtquelle elektrisch verbunden lot.a retrieval generating and deflecting unit electrically connected to the light source 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.The electrical connection is made in such a way that the Rastererzeup; ~ in £ 3 and -ablenkeinheit an additional Ablcnkopannung is fed, the so deflects the grid, that the dynamic error of the system for controlling the Hoebe be an I-inimum and compared with the known solutions a larger feed rate is achieved.

Nachfolgend wird die' Erfindung an Hand der sch ernatischen Zeichnung nl'her erläutert. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing. Show it:

Fig. 1 eine Aufrißdarstellung der bisherigen Arbeitsweise,1 is an elevational view of the previous procedure,

Fig. 2 eine Aufrißdarstellung der Arbeitsweise der Erfindung,FIG. 2 is an elevational view of the operation of the invention; FIG.

Fig. 3 eine Ausfilhrungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung,3 is a Ausfilhrungs form of the device according to the invention,

Fig. 4 eine weitere Aus filhrungs form der erfindungsgeFiäßen VorrichtungFig. 4 shows a further filfrungs form of erfindungsgeFiäßen device

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.Fig. 5 is a block diagram of the raster control. In Fig. 1, a cathode ray tube 1 along the х, у-, z-axis of a arranged in a Itodellprofil 2 coordinate system 3 is movable. Above the J'odellprofil 2 is a projector 4 with an image plane 5. On the luminescent screen of the cathode ray tube 1, a grid 6 is generated with a grid center 7 by an unrepresented electronics unit. For scanning the model profile 2 by means of the grid б the cathode ray tube 1 is moved in the y direction. In this case, there is an automatic height adjustment of the cathode ray tube 1 in. Z-direction. Between the Raster3chwerpunkt 7 and a Iv'eßmarke 8 a not from Platzgrtincien optical evaluation device, both of which lie vertically on a straight line beateht a height difference / Az as a result of the Nacha Fehla height adjustment of the cathode ray tube This results in misalignment _ \ y adjacent Го-dellprofilotreifen in the projection on the image plane 5.

31363136

- 4 - 193472- 4 - 193472

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, solangePig. 2 differs from Fig. 1 in that the grid 6 to the latching era xis is moved in the y direction 7 nit. The raster focus 7 no longer coincides with the mark 8, but precedes it in the scan direction. The propagation errors / \ y are thereby eliminated in existing trailing errors Az. In Fig. 3 is a cathode ray tube 9 along a Z and Y-spindle 10, 11, corresponding to the z and y-axis of the coordinate system 3 in Fig. 1, movable, Not marked are marked for clarity, a motor with spindle for Displacement of the cathode ray tube 9 in the x direction. In the beam path of the grid 12 produced on the luminescent screen of the cathode ray tube 9 there are a projector with an image plane 14 and a light-electric receiver 15 and a projector 16 with an image plane 17 and an associated photoelectric receiver 18. The two photoelectric receivers 15, 18th are electrically connected to an electronic correlator 19, which controls a Kotor 20 on the z-spindle 10. A motor 21 is coupled to the spindle 11. The biotor 21 is connected via a «Velle with a tachometer generator 22. This is electrically connected to the cathode ray tube 9 through an amplifier 23 and a grid generation and deflection unit. An image display tube 24 is electrically connected to the electronic correlator 19. In their beam path are an optical imaging system 25, a slit diaphragm 26 and a film drum 27. The two projectors 13, 16 are oriented to each other so that a stereo model is formed. The photoelectric receivers 15, 18 convert the light spots of the grid 12 generated on the cathode ray tube 9 into two electrical signals via the projectors 13, 16 and the image planes 14, 17. These are compared in the electronic correlator 19 to their phase position, and it is a difference signal is formed, which is fed to the Ltotor 20. Through the blotor 20 via the spindle 10, a shift of the cathode ray tube 9 in the z direction, as long as

31363136

- 5 - 1 9 3 4 7 2- 5 - 1 9 3 4 7 2

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.until the phase shift disappears. On the image display tube 24 connected to the electronic correlator 19, the scanned image detail is reconstructed and projected through the slit diaphragm 26 onto the film drum 27 via the optical imaging system 25. The Lbtor 21 automatically moves the cathode ray tube along the spindle 11 in the y direction, wa3 corresponds to an automatic scanning of the image planes 14, 17. The film drum 27 is simultaneously rotated in synchronism therewith. By means of the tachogenerator 22 connected to the motor 21, a direction-dependent direct voltage proportional to the scanning speed in the y direction is supplied to the cathode ray tube 9 via the amplifier 23. Here it is superimposed on the necessary for grid generation Ablenkspannimg and causes the grid in the y-direction according to FIG. 2 leads.

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 bildetIn Fig. 4, cathode ray tubes 28, 29 are fixedly arranged as light sources. In the beam path are each an optical imaging system 30, 31, each image plane 32, 33, along the axes of the image coordinate systems (x ¹ , y '), (x ¹¹ , y ") are movable, each a second optical imaging system 34th These are electrically connected to an electronic correlator 38 which is coupled to a T. motor 39. An actuator 40, a motor 41 and motor 39 together with a mechanical transformation system 42 provide the control means The actuator 40 is connected via a volt to a tachogenerator 43 which is electrically connected to the cathode ray tubes 28, 29 via a halftone generation and deflection unit 44. Those on the cathode ray tubes 28, 29 through the halftone generating unit 44 formed scanning raster 45, 46 pass through the imaging systems 30, 31, the image planes 32, 33 and the imaging systems 34, 35 on the photoelectric receiver 36, 37th The electrical signals formed herein are phase locked in the correlator 38 and form it

31363136

193 Λ 72193 Λ 72

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.a corresponding difference signal. By means of the motor 39 and the mechanical transformation system 42, a shift of the image planes 32, 33 relative to each other takes place according to this signal, until in the correlator 38 no more fna difference occurs. I'otor 40 and 41 also take over the mechanical transformation system 42, the automatic displacement of the image planes along the transformed y 'and x-axes of the Lfodellkoordinatensystems. The tachogenerator 43 connected to the motor supplies a directional DC voltage proportional to the feed rate in the y-direction, which is summed in the raster deflection unit 44 with the deflection voltage for the cathode ray tubes 28, 29. Depending on the size of the DC voltage, the grids 45, 46 experience an additional deflection in the y-direction.

Im statischen Betrieb sind in beiden Ausführungsformen die Rastersteuerung über die Tachogeneratoren 22 (Fig. 3) und 43 (Fig. 4) nicht in Betrieb.In static operation, in both embodiments, the grid control via the tachogenerators 22 (FIG. 3) and 43 (FIG. 4) are not in operation.

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.In FIG. 5, a raster generating unit 47 supplies the deflection voltages U and U necessary for the cathode ray tubes 48, 49. The tachogenerator 51, which is connected to a motor 50 via a shaft, outputs a DC voltage signal which is proportional to the motor velocity and the direction of movement via an amplifier 52 to a summer 53 , which is also part of the Rastererzeugungs- and -abliegeinheit 47. In this summer 53, the voltage U of the grid generation and deflection unit 3 and the DC voltage coming from the tachogenerator are superimposed, and the deflection voltage on the cathode ray tubes 48, 49 for the y direction is varied according to the magnitude of the DC voltage.

31363136

Claims

193 A 7 2

Erf in flrmrrr p.nspr υ cn

Apparatus for differential equalization with automatic Bildl'orrelator, the at least one light source for generating two similar illumination beam paths and in each illumination beam path successively an optical imaging system, an image plane, with a first motor for height adjustment, a zve /. I.btor for feed control and a third Motor is coupled to the drive in a direction perpendicular to the feed direction, another optical imaging system and a photoelectric receiver which is connected via the image correlator with the Kotor for height adjustment, and in which preferably a tachogenerator is present, characterized in that with the biotor the feed control is coupled to the tachogenerator which is electrically connected to the light source via a grid generating and deflecting unit.

For this ... ^ LSsiten drawings

3136