DE1241628B

DE1241628B - Registering measuring instrument for coded staff divisions

Info

Publication number: DE1241628B
Application number: DE1961F0033494
Authority: DE
Inventors: Walter Faulian; Dr-Ing Erwin Zwickert
Original assignee: Otto Fennel Soehne K G
Current assignee: Otto Fennel Soehne K G
Priority date: 1961-03-24
Filing date: 1961-03-24
Publication date: 1967-06-01
Also published as: CH392905A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

GOIcGOIc

Deutsche Kl.: 42 c-6/01German class: 42 c-6/01

Nummer: 1 241 628Number: 1 241 628

Aktenzeichen: F 33494IX b/42 cFile number: F 33494IX b / 42 c

Anmeldetag: 24. März 1961Filing date: March 24, 1961

Auslegetag: 1. Juni 1967Open date: June 1, 1967

Die Erfindung betrifft ein registrierendes Vermessungsinstrument für vercodete Lattenteilungen, für Zielweiten bis etwa 20 m.The invention relates to a recording measuring instrument for coded staff divisions, for target ranges up to about 20 m.

Nach herkömmlicher Art werden bei geodätischen Messungen Lattenablesungen in ein Protokollbuch eingetragen. Diese Art ist für den Beobachter eine hohe Belastung und führt deshalb oft zu fehlerhaften Eintragungen. Es ist anzustreben, den Beobachter vom Aufschreiben der Meßanzeigen zu entlasten.In the conventional manner, staff readings are entered in a log book for geodetic measurements. This type is a heavy burden for the observer and therefore often leads to incorrect entries. The aim is to relieve the observer from writing down the measurement displays.

Es sind Möglichkeiten bekannt, das vom Objektiv eines Vermessungsinstruments erzeugte Bild von Lattenteilungen fotografisch zu registrieren. Die so registrierten Lattenablesungen, deren Anzeige durch den Horizontalfaden des in der Bildebene angeordneten Strichkreuzes gegeben ist, werden dann im Büro mikroskopisch ausgewertet und für die Berechnung oder die spätere Ausgleichung als Meßwerte eingeführt.There are known ways of the image generated by the lens of a surveying instrument To register batten divisions photographically. The staff readings registered in this way, their display by the horizontal thread of the crosshairs arranged in the image plane is given, then in the Office microscopically evaluated and for the calculation or the later adjustment as measured values introduced.

Bei diesem Verfahren, wobei die Auswertungen wiederum von Hand aufgeschrieben oder maschinell in Klarschrift bzw. auf Lochstreifen festgehalten werden, können ebenfalls Übertragungsfehler vorkommen. In this process, the evaluations are again written down by hand or by machine are recorded in plain text or on punched tape, transmission errors can also occur.

Es würde einen technischen Fortschritt bedeuten, wenn man die registrierten Werte, ohne menschliche Ablesung und ohne Niederschrift und spätere Entnahme und Eingabe, einem Rechenautomaten direkt zur Datenverarbeitung zuführen könnte. Sie müßten dazu auf ein einheitliches Format gebracht werden. Um gleiches Bildformat der abgebildeten Lattenintervalle und Lattenbezifferungen zu erreichen, wird ein teleskopisches Objektiv verwendet, das ein Objekt in bekannter Weise innerhalb einer beschränkten Zielweite, beispielsweise etwa 20 m, unabhängig von der Entfernung stets in gleicher Größe abbildet. Zielweiten innerhalb eines solchen Bereiches fallen an bei Messungen in Industriebetrieben und im Stadtbereich. Für die Latten müßten Teilungen mit vercodeten Bezifferungen verwendet werden, damit die Anzeigen dem Rechner unmittelbar verständlich sind. Die Erreichung dieses Zieles würde Fehlerquellen ausschalten und einen Zeitgewinn bedeuten.It would mean a technical advance if one could see the registered values without human Reading and without writing down and later removal and input, an automatic calculator directly for data processing. To do this, they would have to be brought into a uniform format. In order to achieve the same image format for the staff intervals and staff numbering shown, uses a telescopic lens that confines an object in a known manner within a Target range, for example about 20 m, always depicts the same size regardless of the distance. Target ranges within such a range occur during measurements in industrial plants and in urban areas. Graduations with coded numbers would have to be used for the laths so that the Displays are immediately understandable to the computer. Achieving this goal would be sources of error switch off and save time.

Zur Lösung der genannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Bild einer Latte mit Strichteilung und codierter Bezifferung mittels eines an sich bekannten teleskopischen Objektivsystems in die Bildebene des Fernrohrobjektivs entfernungsunabhängig stets in der gleichen Größe abgebildet wird.To achieve the stated object, it is proposed according to the invention that the image of a lath with line division and coded numbering by means of a telescopic lens system known per se Always mapped in the same size in the image plane of the telescope objective, regardless of the distance will.

Die Ziellinie eines solchen als Nivellier eingesetzten Instrumentes kann mittels einer Libelle oder eines automatischen Ziellinienreglers, auch als Registrierendes Vermessungsinstrument für
vercodete LattenteilungenThe target line of such an instrument used as a level can be set by means of a level indicator or an automatic target line regulator, also as a recording measuring instrument for
coded bar divisions

Anmelder:Applicant:

Otto Fennel Söhne K. G., Kassel, Königstor 16Otto Fennel Sons K. G., Kassel, Königstor 16

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Walter Faulian, Sandershausen bei Kassel;
Dr.-Ing. Erwin Zwickert, KasselWalter Faulian, Sandershausen near Kassel;
Dr.-Ing. Erwin Zwickert, Kassel

Kompensator bezeichnet, horizontal gestellt werden. An Stelle eines Okulars dient vorzugsweise das Objektiv einer Spiegelreflexkamera für die Beobachtung der Bildebene des Fernrohrobjektivs. Die Scharfstellung des Lattenbildes, also der Fokussiervorgang, erfolgt in bekannter Weise. Nach einer Weiterbildung der beschriebenen Einrichtung befindet sich in der festen Bildebene des Fernrohrobjektivs eine rechteckige Maske mit drei zueinander parallelen Feldern derart, daß in den beiden äußeren Feldern das Bild der Lattenteilung bzw. der codierten Latten^ bezifferung abgebildet wird, während im mittleren Feld ein Steg als Index für die Lattenteilung dient. Die Breite der Felder ist so gewählt, daß das Lattenfeld mit der Teilung und dasjenige mit der codierten Bezifferung in ihrer Breite gerade exakt eingefaßt werden und damit der Hintergrund der Latte abgedeckt ist.Compensator called, be placed horizontally. The objective is preferably used instead of an eyepiece a reflex camera for observing the image plane of the telescope lens. The focus the slat image, i.e. the focusing process, takes place in a known manner. After further training the device described is located in the fixed image plane of the telescope lens rectangular mask with three fields parallel to each other in such a way that in the two outer fields the picture of the staff division or the coded staff numbering is shown, while in the middle A bar serves as an index for the slat division in the field. The width of the fields is chosen so that the picket field with the division and that with the coded numbering in their width exactly bordered so that the background of the bar is covered.

Es kann in bekannter Weise vor die obere oder untere Hälfte des Fernrohrobjektivs ein Keil vorgeschaltet sein, wodurch, zusammen mit geeigneter Bildtrennung und einer zweiten, gleichgestalteten Maske, ein im konstanten parallaktischen Winkel entfernungsabhängig versetztes Bild der Lattenteilung und der codierten Lattenbezifferung abgebildet und registriert wird.In a known manner, a wedge can be placed in front of the upper or lower half of the telescope objective be, whereby, together with suitable image separation and a second, identical Mask, an image of the lath division offset at a constant parallactic angle depending on the distance and the coded numbering is mapped and registered.

Um eine Numerierung von Nivellementspunkten und -zügen oder eine Zuordnung der beobachteten Werte zu Stand- und Zielpunktnummern zu ermöglichen, ist ein Zifferneingabewerk derart vorgesehen, daß der Beobachter dekadische Schlüsselzahlen visuell einstellt, deren entsprechende Code-Kombinationen optisch in die Bildebene des Fernrohrobjektivs übertragen werden und auf dem Film neben den Lattenbildern erscheinen und mit registriert werden.A numbering of leveling points and moves or an assignment of the observed To enable values for station and target point numbers, a numerical input unit is provided in such a way that that the observer visually sets decadic key numbers, their corresponding code combinations are optically transferred into the image plane of the telescope lens and on the film next to the Bar images appear and are registered with.

Das Zifferneingabewerk kann auch für die Eingabe von Befehlen an den Rechner durch geeignete Schlüsselzahlen benutzt werden. In diesem Fall wirdThe numeric input unit can also be used for the input of commands to the computer by suitable Key numbers are used. In this case it will

709 588/79709 588/79

der Fernrohrstrahlengang abgedeckt, so daß nur die Ziffernregistrierung auf dem Film erscheint.the telescope beam path covered so that only the Digit registration appears on the film.

Nach einer Weiterbildung der beschriebenen Einrichtung ist ein Horizontalkreis mit einem geeigneten Ringcode angeordnet, dessen Anzeigen ebenfalls optisch in die Bildebene des Fernrohrobjektivs übertragen werden und zweckmäßig an der anderen Seite der Lattenbilder abgebildet werden. Auch diese vercodeten Anzeigen werden registriert und dienen, zusammen mit den durch den Rechner zu ermittelnden Höhenunterschieden, den Entfernungen und Punktbezifferungen, für die räumliche Festlegung jedes Zielpunktes in bezug auf den Instrumentenhorizont und eine Referenzrichtung in Polarkoordinaten. Aus ihnen können Massenberechnungen und Kartierungen abgeleitet werden,According to a further development of the device described, a horizontal circle with a suitable one Ring code arranged, the displays of which are also transmitted optically into the image plane of the telescope lens and expediently be shown on the other side of the slats. These also coded Advertisements are registered and are used together with those to be determined by the computer Differences in height, the distances and numbering of points, for the spatial definition of each Target point with respect to the instrument horizon and a reference direction in polar coordinates. the end mass calculations and mappings can be derived from them,

Die Auswertung der auf dem Film festgehaltenen Registrierungen erfolgt für die beiden Bilder der Lattenteilungen zweckmäßig mit Hilfe eines Analoggliedes, das die Stellung des als Index dienenden Steges zu den abgebildeten Lattenteilungsintervallen interpoliert und den -interpolierten Wert zu der codierten Teilungsanzeige addiert, die als kleinerer Wert bei Koinzidenz zwischen Teilstrich und Index durch lichtelektrische Wandler oder andere geeignete Mittel abgegriffen wird. Die so erhaltene Gesamt- ■ anzeige des geradlinig abgebildeten Lattenbildes gilt bei horizontalem Fernrohr, dessen Ziellinie durch eine Libelle oder einen Ziellinienregler (Kompensator) eingewogen ist, als horizontale Zielung für die Ermittlung der Höhenunterschiede, während die Differenz zwischen der geradlinig abgebildeten Lattenteilungsanzeige und der durch die Keilablenkung erhaltenen zweiten Lattenteilungsanzeige als Entfernung vom Instrument zur Latte gewertet wird. Für die Abtastung der eingegebenen Ziffern und der Kreisanzeige des Horizontalkreises werden bekannte elektronische Mittel in üblicher Weise im Auswertegerät angeordnet, das alle ermittelten Werte einem elektronischen Rechner zur Datenverarbeitung in geeigneter Weise zuführt.The registrations recorded on the film are evaluated for the two images of the Picket divisions expediently with the help of an analog link, which the position of the serving as an index Steges interpolated to the mapped bar division intervals and the -interpolated value to the coded The division display is added as a smaller value if there is a coincidence between division and index is tapped by photoelectric converters or other suitable means. The overall ■ The display of the straight-lined staff image applies to a horizontal telescope with its target line through a bubble level or a target line regulator (compensator) is weighed in as horizontal aiming for the determination of the height differences, while the difference between the straight-line mapped lath division display and the second staff pitch indication obtained by the wedge deflection as the distance is scored by the instrument against the staff. For scanning the entered digits and the Circular display of the horizontal circle are known electronic means in the usual way in the evaluation device arranged that all determined values an electronic computer for data processing in a suitable Way.

In modifizierter Ausführung ist das Instrument auch für horizontale Latten mit codierter Bezifferung anwendbar. Das Fernrohr ist dazu um einen rechten Winkel um seine optische Achse gedreht anzuordnen, damit der durch den Keil festgelegte parallaktische Winkel in der Horizontalen wirkt. Die so erhaltenen Lattenregistrierungen dienen dann nur zur Bestimmung der schrägen Entfernung zwischen Instrument und Latte. Um eine Reduktion der schräg erhaltenen Entfernung auf den Horizont zu erhalten, ist, in ähnlicher Weise wie für den Horizontalkreis, zusätzlich ein Vertikalkreis oder Gradbogen mit vercodeter Teilung vorgesehen, dessen Anzeigen ebenfalls registriert werden. Die Reduktion erfolgt im elektronischen Rechengerät.In a modified version, the instrument is also available for horizontal staff with coded numbering applicable. To do this, the telescope must be rotated by a right angle around its optical axis, so that the parallactic angle determined by the wedge acts in the horizontal. The so obtained Staff registrations are then only used to determine the inclined distance between the instrument and latte. To obtain a reduction in the obliquely obtained distance to the horizon, in Similar to the horizontal circle, plus a vertical circle or degree arc with coded Division provided, whose advertisements are also registered. The reduction takes place in electronic computing device.

Eine geeignete Form einer Lattenteilung mit codierter Bezifferung wird in A b b. 1 veranschaulicht. Das Teilungsintervall beträgt 1 cm; die Bezifferung ist durch Tetraden von Zentimeter zu Zentimeter dargestellt. Teilstriche und codierte Bezifferung stehen schwarz auf weißem Grund. Zwischen beiden befindet sich ein weißes Feld in ganzer Lattenlänge, das im mittleren Feld der Maske als weißer Hintergrund für den als Index dienenden Steg abgebildet wird. Es bezeichnen: 1 die Teilstriche und 2 die codierten Ziffern. Zwischen beiden befindet sich ein freier weißer Streifen.A suitable form of bar division with coded numbering is given in A b b. 1 illustrates. The division interval is 1 cm; the numbering is by tetrads from centimeter to centimeter shown. Tick marks and coded numbering are shown in black on a white background. Between in both there is a white field in the entire length of the slat, the one in the middle field of the mask as white Background for the bridge serving as an index is mapped. It denotes: 1 the tick marks and 2 the coded digits. There is a free white stripe between the two.

Selbstverständlich können andere geeignete Symbolkombinationen verwendet werden.Of course, other suitable symbol combinations can be used.

A b b. 2 veranschaulicht die Masken in der Fernrohrobjektiv-Bildebene mit Abbildungen der Latte, des Horizontalkreises und der eingestellten Werte des Zifferneingabewerkes. Es bezeichnen 3 und 3' sowie 4 und 4' die Felder für die Lattenteilungsbilder 3 und 3' und die Bilder der codierten Bezifferungen 4 und 4', während 5 den als Index dienenden Steg im Feld 6 darstellt, in das der teilungs- und codefreie weiße Streifen der Latte abgebildet wird. Im Feld 7 ist die Kreisanzeige abgebildet, während in 8 die eingegebenen Ziffern erscheinen.A b b. 2 illustrates the masks in the telescope objective image plane with images of the staff, the horizontal circle and the set values of the Numeric input unit. 3 and 3 'as well as 4 and 4' designate the fields for the lath division images 3 and 3 'and the images of the coded numbers 4 and 4', while 5 is the bar serving as an index represents in field 6, in which the division and code-free white stripe of the staff is shown. In field 7 the circle display is shown, while in 8 the entered digits appear.

A b b. 3 ist eine schematische Darstellung des Vermessungsinstrumentes selbst. Es bezeichnen 10 und 11 das teleskopische Objektiv, der vorderen Objektivlinse 10 ist ein Keil 12 in halber Objektivöffnung vorgeschaltet. Objektiv 10 und 11 sowie Keil 12 sind in einer Fassung zueinander starr verbunden.A b b. 3 is a schematic representation of the surveying instrument itself. It denotes 10 and 11 the telescopic lens, the front objective lens 10, a wedge 12 is connected upstream in half the lens opening. Objectives 10 and 11 and wedge 12 are in a version rigidly connected to each other.

Dieses System kann durch die Fokussierung 13 auf das Ziel eingestellt werden. Das Fernrohrbild entsteht in der Bildebene 14. Über Objektiv 15 und 16, Spiegel 17 und Prisma 18 wird es in eine Bildebene 19 übertragen, wo die visuelle Einstellung des Fernrohres über Okular 20 erfolgt. Für die fotografische Registrierung wird der Spiegel 17 hochgeklappt, und Objektiv 15 entwirft das Bild der Bildebene 14 auf dem Filmstreifen 21.This system can be adjusted to the target by focusing 13. The telescope image is created in the image plane 14. It becomes an image plane 19 via the objective 15 and 16, mirror 17 and prism 18 transferred, where the visual adjustment of the telescope takes place via eyepiece 20. For the photographic Registration, the mirror 17 is folded up, and lens 15 projects the image of the image plane 14 on the filmstrip 21.

Abb. 4 zeigt den Horizontalabschnitt A-A' durch das Fernrohr. Der Horizontalkreis 22, gestrichelt gezeichnet, wird über Prisma 23, Objektiv 24 und Prisma 26 in die Bildebene 14 abgebildet. Ähnlich erfolgt die Übertragung der eingestellten Werte des Zifferneingabewerkes. Unter dem Prisma 27 werden mittels eines Zahnritzels 28 und des Einstellknopfes 29 die Zahlenschieber 30 verschoben. Das Zahnritzel 28 kann auf jeden Zahlenschieber eingeschoben werden. An den Zahlenschiebern befinden sich Nasen 31, die am Gehäuse außen im Fenster 32 visuell ablesbar anzeigen, welche Ziffern eingestellt sind. Die eingestellten Zahlensymbole, die den Ziffern auf den Nasen entsprechen, werden durch Prisma 27, Objektiv 33 und Prisma 34 ebenfalls in die Bildebene 14 abgebildet.Fig. 4 shows the horizontal section AA ' through the telescope. The horizontal circle 22, shown in dashed lines, is imaged in the image plane 14 via prism 23, objective 24 and prism 26. The transmission of the set values of the digit input unit takes place in a similar manner. Under the prism 27, the number slider 30 are moved by means of a toothed pinion 28 and the adjusting knob 29. The pinion 28 can be pushed onto any number slider. There are noses 31 on the number slides which visually indicate on the outside of the housing in the window 32 which digits have been set. The set number symbols, which correspond to the digits on the noses, are also imaged in the image plane 14 by means of prism 27, objective 33 and prism 34.

Selbstverständlich können andere geeignete Masken, als in A b b. 2 veranschaulicht, benutzt werden. Das gilt besonders dann, wenn etwa Felderlatten verwendet werden, deren Felder als Code ausgeführt sind.Of course, other suitable masks than those in A b b. 2 can be used. This is especially true if, for example, field staffs are used whose fields are implemented as codes are.

Claims

Patent claims:

1. Registering measuring instrument for coded staff divisions, for target ranges up to approx 20m, characterized in that the image of a staff with line graduation (3) and coded Numbering (4) by means of a known telescopic lens system (10,11) in the The image plane (14) of the telescope lens is always shown in the same size, regardless of the distance will.

2. Registering measuring instrument for coded staff divisions according to claim 1, characterized characterized in that in front of the lower or upper half of the telescope objective a wedge (12) is provided by a second picture of the bar division (3 ') and numbering (4'), which against the image obtained without wedge deflection by one

The amount depends on the wedge angle and the distance between the instrument and staff is, together with the image obtained without wedge deflection, for imaging in the image plane (14) of the telescope objective.

3. Registering measuring instrument for coded staff divisions according to the claims 1 and 2, characterized in that a numeric input unit (28, 29, 30) with visual setting option is provided, its code symbols corresponding to the visually set numbers are also imaged in the image plane (14) of the telescope lens and from there to Registration.

4. Registering measuring instrument for coded staff divisions according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the instrument is equipped with a coded horizontal circle (22), the displays of which are transmitted to the image plane (14) of the telescope lens and from there to registration .

5. Registering measuring instrument for coded lath divisions according to claims 2 to 4, characterized in that a telescope with a horizontally acting wedge is used in front of one half of the lens for the use of horizontal laths with line graduation and coded numbering.

6. Registering measuring instrument for coded staff divisions according to the claims 3, 4 and 5, characterized in that a coded vertical circle or degree arc is arranged is, whose displays are transferred to the image plane (14) of the telescope lens and from you can also register there.

7. Registering measuring instrument for coded staff divisions according to claim 1, characterized characterized in that it is intended for the registration of field staff and that the Fields are represented by a code at the same distance.

Considered publications:

Vermessungstechnische Rundschau, 16 (1954), pp. 321 and 322;

Vermessungstechnische Rundschau, 19 (1957), pp. 248 and 249;

Microtecnic, XI (1957), p. 238;

R ä η t s c h, optics in precision measurement technology, Munich 1949, pp. 237 and 238.

1 sheet of drawings