DE1448607C - Photogrammetric, stereoscopic and spatial-analog working universal evaluation device - Google Patents
Photogrammetric, stereoscopic and spatial-analog working universal evaluation deviceInfo
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Description
1 21 2
Die Erfindung betrifft ein photogrammetrisches, c) die Einstellung der Quer- und Längsneigungs-The invention relates to a photogrammetric, c) the setting of the transverse and longitudinal inclination
stereoskopisch und räumlich-analog arbeitendes Uni- kompensation an jeweils nur einem Einstell-stereoscopic and spatially analog working uncompensation at only one setting
Versalauswertegerät zur affinen und winkeltreuen Aus- element gestattet und damit die-^ebräuchliche !Upper case evaluation device for affine and conformal design elements permitted and thus the common ones!
wertung mit normaler, zu den Geräteachsen paralleler Orientierung der Bilder ermöglicht,
Bildlage, mit Korrektionsvorrichtungen für eine kon- 5 d) rein optisch-mechanisch und mit starrer Meß-Evaluation with normal orientation of the images parallel to the device axes is possible,
Image position, with correction devices for a con- 5 d) purely opto-mechanical and with rigid measuring
stante Bildverschiebung in Richtung des Azimuts der Optik arbeitet und damit eine einfache Differen- !stante image shift in the direction of the azimuth of the O operates ptik and a simple differentiation!
Nadirdistanz und für eine variable Brennweiten- tialentzerrung und automatische Auswertung auf jNadir distance and for variable focal length equalization and automatic evaluation to j
änderung zur Umformung des geneigten Meßbildes optischem Wege gestattet, jchange to reshape the inclined measurement image optical path permitted, j
auf den Normalfall. e) eine einfache und mechanisch leicht zu beherr-to the normal case. e) a simple and mechanically easy to master
D.e genaue stereoskopische Auswertung von Meß- 10 schende Konstruktion erlaubt> so daß die für The exact stereoscopic evaluation of measuring construction allows> so that the for
.bildpaaren geschieht vorwiegend mit optisch-mecha- Präzisiönsgeräte erster Ordnung erforderliche.pairing of images is mainly done with optical-mechanical precision devices of the first order required
n.sch arbeitenden Auswertegeraten in denen die Meß- Genauigkeit erreicht werden kann,
bilder zueinander und in bezug auf die Gerateachsenn.sch working evaluation devices in which the measuring accuracy can be achieved,
images to each other and in relation to the device axes
die gleiche innere und äußere Orientierung haben wie Ausgehend von der eingangs bezeichneten Vorrichbei
der Aufnahme. Im Analogieverfahren wird durch 15 tung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß eine weistrenge
Wiederherstellung der Strahlenbündel die Aus- tere Korrektionsvorrichtung vorgesehen ist, die eine
wertung vollzogen. Meßbilder, die mit extrem kurzen variable Bildverschiebung in Abhängigkeit vom ein-(Überweitwinkelauf
nahmen) oder extrem langen Brenn- gestellten Bildpunkt und der Bildneigung in .Richtung
weiten (Schmalwinkelaufnahmen) aufgenommen wur- des Azimuts der Nadirdistanz bewirkt, und daß diese
den, lassen sich entweder wegen der großen Bildwinkel 20 Korrekturbewegung linear mit der variablen Brennoder
wegen der überwäßig großen Abmessung der weitenänderung gekoppelt ist und daß die Einstellun-Auswertekammern
auf diese Weise nicht oder nur gen der einzelnen Korrektionsvorrichturigen für die
unter Schwierigkeiten auswerten. Darüber hinaus konstante Bildverschiebung, die variable Brennweitenerfordern
die Kardanrahmen für die Neigung der änderung und die variable Bildverschiebung propor-Meßbilder
und der Meßoptik einen erheblichen kon- 25 tional miteinander gekoppelt sind,
struktiven Aufwand. Das Übersetzungsverhältnis dieser Koppelung kannhave the same inner and outer orientation as based on the above-mentioned Vorrich when recording. In the analogy process, this goal is achieved by the fact that a very strict restoration of the beam is provided by the external correction device, which carries out an evaluation. Measurement images which were recorded with extremely short variable image shifts depending on the one (oversize angle recordings) or extremely long focal point and the image inclination in the direction of wide (narrow angle recordings) were effected by the azimuth of the nadir distance, and that this can be achieved either because of the large image angle 20 correction movement is linearly coupled with the variable focal point or because of the excessively large dimensions of the change in width and that the setting evaluation chambers do not evaluate in this way or only evaluate the individual correction devices for those with difficulty. In addition, constant image shifting, the variable focal lengths require the gimbals for the inclination of the change and the variable image shifting proportional measurement images and the measurement optics are coupled with one another considerably,
structural effort. The transmission ratio of this coupling can
Es sind daher Versuche unternommen worden, die vorteilhaft für verschiedene Brennweitenbereiche ge-Attempts have therefore been made that are advantageous for different focal length ranges.
darauf abzielen, die geneigt aufgenommenen Meß- ändert werden.aim to change the inclined recorded measurement changes.
bilder optisch-mechanisch in ein streng normales Der mathematischen Begründung desv Erfindungs-Meßbild umzubilden und dieses affin, d. h. mit einer 30 gedankens dient das Bild 1; eine Ausführungsform von der Aufnahme abweichenden Auswertebrennweite, zeigen in stark vereinfachter Darstellung die B i 1 d e r auszuwerten. Das Verhältnis zwischen Auswerte-und 2a und 2b. ^ .the image optically and mechanically remodel into a strictly normal The mathematical justification of the V Inventive measurement image and this affinity, ie with a 30 thought the image 1 is used; An embodiment of the focal length of the evaluation deviating from the recording shows in a greatly simplified representation the B i 1 of the evaluation. The relationship between evaluation and 2a and 2b. ^.
Aufnahmebrennweite bezeichnet man als Affinitäts- In Bild 1 sind für eine strenge AffinauswertungThe focal length of the picture is referred to as affinity
faktor k. Um diesen Faktor k sind sämtliche verti- die Verhältnisse im Bildraum eines Aufnahmepunktesfactor k. All the vertical relationships in the image space of a recording point are by this factor k
kalen Strecken im Bild- und Modellraum in bezug 35 dargestellt, wobei der Hauptschnitt in Azimut-Rich-cal lines in the image and model space in reference 35, the main section in azimuth direction
auf die horizontalen Strecken verzerrt. tung der Nadirdistanz in der Zeichenebene liegt.distorted on the horizontal stretches. the nadir distance lies in the plane of the drawing.
Geräte dieser Art sind z. B. der Stereoprojektor SPR Die Affinitätsrichtung ist vertikal, die Affinitätsvon
Romanowski und der Stereograph von achse verläuft horizontal durch das Aufnahme- bzw.
Drobyscheff. Beiden'Gerätetypen haftet, der Perspektivitätszentrum O. Demnach liegen, den all-Nachteil
an, daß die zur Umbildung der Meßbilder 40 gemeinen Regeln der Affinität folgend, entsprechende
in die Normallage erforderlichen Korrektureinrich- Bild- und Modellpunkte jeweils auf Lotlinien (der
tungen nicht gekoppelt sind und nacheinander und Modellraum ist nicht mitgezeichnet). Sämtliche einiterativ
eingestellt werden müssen. Um diese Schwie- ander entsprechenden lotrechten Strecken stehen im
rigkeiten zu umgehen, sind von F. M a η e k und Verhältnis des1 Affinitätsfaktors it:
H. Sch ο eier andere Wege beschriften worden. 45 _ f ■
Die Auswertung geschieht in zwei Rißebenen, die -k = ^0 ^ _ JSV m
Reduktion auf den Normalfall geschieht bei dem Ί>
Ρ tgv "
Gerät von Manek durch Knickung der Lenker ° .
und unter Zuhilfenahme von Hilfslenkern und Dies gilt sowohl für den Bild- als auch den Modell-Brücken,
die die Rißebenen miteinander verkoppeln. 50 raum. Das affine Bild der Auf nähme-Bildebene S3 ist die
Die Lösung ist theoretisch streng, aber kompliziert. Auswertebildebene S3', das affine Bild des Projektions-Die
für Präzisionsgeräte erster Ordnung notwendige Strahls PO ist der Strahl P'O. Die Nadirdistariz ν der
Genauigkeit ist daher mit vertretbarem Aufwand Aufnahme geht über in die Nadirdistanz v' der Ausoffensichtlich
nicht zu erreichen. Das von H. S c h ο e- wertung. Bei einer strengen Affinauswertung muß
I er vorgeschlagene Meßprinzip arbeitet ebenfalls in 55 daher der optische oder mechanische Lenker nach P'
zwei Rißebenen, es ist streng und erfordert einen weisen, wobei aber der zugehörige Bildpunkt P von
hohen mechanischen und elektronischen Aufwand, der Meßmarke eingestellt sein muß.
da beide Rißebenen untereinander und mit dem Die angestrebte Lösung fordert eine horizontale
Meß-Stereokomparator elektronisch gekoppelt sind. Bildlage. Die Bildebene wird daher um die durch denDevices of this type are z. B. the stereo projector SPR The direction of affinity is vertical, the affinity of Romanowski and the stereograph of axis runs horizontally through the recording or Drobyscheff. Both device types are liable, the center of perspective O. Accordingly, there is the disadvantage that the general rules for reshaping the measurement images 40, following affinity, corresponding correction devices, image and model points required in the normal position, each on plumb lines (which are not coupled and one after the other and the model space is not drawn). All have to be set in one iteration. In order to circumvent these vertical lines corresponding to differences in difficulty, F. M a η ek and the ratio of the1 affinity factor it are:
H. Schο eier have been labeling other ways. 45 _ f ■
The evaluation takes place in two crack planes, the -k = ^ 0 ^ _ JS V m
Reduction to the normal case happens with the Ί> Ρ tgv "
Manek device by bending the handlebars °.
and with the help of auxiliary links and this applies to both the picture and the model bridges, which couple the crack planes with one another. 50 room. The affine image of the recording image plane S3 is the theoretically strict but complicated solution. Evaluation image plane S3 ', the affine image of the projection. The beam PO required for first-order precision devices is the beam P'O. The nadir distance ν of the accuracy can therefore be achieved with justifiable effort. That by H. Schο eevaluation. In the case of a strict affine evaluation, the proposed measuring principle must also work in 55, so the optical or mechanical guide after P ' two crack planes, it is strict and requires a wise, but the associated image point P of high mechanical and electronic effort, the measuring mark must be set got to.
because both planes of the crack are electronically coupled with each other and with the The desired solution requires a horizontal measuring stereo comparator. Image position. The image plane is therefore around the
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein 60 Nadirpunkt N laufende Bildhorizontale (die normalThe aim of the present invention is to obtain a 60 nadir point N running image horizontal (the normal
räumlich-analog arbeitendes photogrammetrisches zur Zeichenfläche steht) in die horizontale Ebene ge-spatially analogous working photogrammetric to the drawing surface) in the horizontal plane
Auswertegerät zu schaffen, das kippt und parallel zu sich selbst vertikal verschoben,To create an evaluation device that tilts and shifts vertically parallel to itself,
so daß sie durch N' bzw. N0 geht. Sämtliche Bildpunkteso that it goes through N ' and N 0, respectively. All pixels
a) mit normaler Bildlage ohne aufwendige Kardane _ mit Ausnahme derjenigen, die auf der durch N zur Neigung der Meßbilder und der Meßoptik 6s |aufenden Bildhorizontalen liegen — haben damit arbeitet, gegenüber ihrer strengen Affinlage P0 eine Verschie-a) with normal image position without complex gimbals _ with the exception of those that are on the slope indicated by N for the inclination of the measurement images and the measurement optics 6s | are o f s the image horizontally - have thus works against their strict Affinlage P 0 is a displacement
b) die Affinauswertung mit beliebigen Aufnahme- bung in Richtung des Hauptschnittes (Azimut der brennweiten und Affinitätsfaktoren erlaubt, Nadirdistanz) erfahren.b) the affine evaluation with any exposure exercise in the direction of the main section (azimuth of the focal lengths and affinity factors allowed, nadir distance).
Dieser VerschiebungsbetragThis shift amount
= J= J
Jn =J n =
COSVCOSV
ist streng proportional seinem horizontalen Abstand J0 von der durch N bzw. N0 laufenden Bildhorizontalen. is strictly proportional to its horizontal distance J 0 from the image horizontal running through N or N 0.
Geht man von der Horizontalbildebene S0 als Auswerte-Ebehe aus, dann ist das Problem gelöst, wenn man eine Vorrichtung findet, die linear abhängig von S0 die Kammerkonstante c0' um den BetragIf one assumes the horizontal image plane S 0 as the evaluation plane, then the problem is solved if one finds a device which linearly depends on S 0 by the chamber constant c 0 'by the amount
ν = J0 ig/ν = J 0 ig /
(3)(3)
kontinuierlich steuert und gleichzeitig eine Bildverschiebung A s bewirkt. Außerdem ist eine konstante Bildhauptpunktverschiebungcontrols continuously and at the same time causes an image shift A s. In addition, there is a constant image principal point shift
1515th
= ctg ν= ctg ν
(4)(4)
ebenfalls in Richtung des Hauptabschnittes erforderlich, da im Hauptpunkt N0 des Bildträgers nicht der Hauptpunkt H der Aufnahme, sondern der Nadirpunkt N liegen muß.required also in the direction of the main portion, since the main point N of the image carrier does not need the principal point H are the intake, but the nadir point N 0th
In den B i 1 d e'r η 2a und 2b ist eine technische Ausführung des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Bild 2a zeigt das Gerät in Normalstellung mit vertikalem Lenker, aber mit eingestellten Korrektionsvorrichtungen, wobei wegen der bequemeren Darstellung der Sonderfall angenommen wurde, daß die eingestellten Dezentrierungen in der Zeichen-. ebene liegen. Bild 2b zeigt das Gerät in Arbeitsstellung mit geneigtem Hauptlenker, der in der Darstellung ebenfalls in die Zeichenebene gelegt wurde. In the B i 1 d e'r η 2a and 2b is a technical Implementation of the inventive concept shown schematically. Figure 2a shows the device in normal position with vertical handlebars, but with adjusted correction devices, because of the more comfortable Representation of the special case was assumed that the set decentering in the character. lie level. Figure 2b shows the device in the working position with inclined main link, which was also placed in the drawing plane in the illustration.
Der Bildhauptwagen W1 mit dem Meßbild M wird durch den Hauptlenker L1 über dem gerätefest stehenden Beobachtungs- und Meßsystem B parallel zu sich selbst in einer Horizontalebene in beiden Koordinatenrichtungen je und y bewegt. Der Hauptlenker L1 greift dabei am Bildwagenkardan AT2 an und dreht sich um das gerätefeste Kardanzentrum AT1, die Bewegung wird durch das Modellpunktkardan K3 (in der Fachliteratur als Aufpunkt bezeichnet) eingeleitet. Auf dem Bildhauptwagen W1 ist die das Bildwagenkardan AT2 tragende Grundplatte G vertikal verschiebbar angeord- net. Die gewünschte Auswertebrennweite c0' läßt sich entweder durch eine feststellbare vertikale Verschiebung des Kardans K1 am feststehenden Gerät oder durch eine feststellbare Verschiebung des Bildwagenkardans AT2 an der Grundplatte G vor Beginn der Aus-Wertung einstellen. - / .;The main image carriage W 1 with the measurement image M is moved by the main link L 1 over the fixed observation and measurement system B parallel to itself in a horizontal plane in both coordinate directions y and y. The main link L 1 engages the picture carriage cardan AT 2 and rotates around the device-fixed cardan center AT 1 , the movement is initiated by the model point cardan K 3 (referred to in the specialist literature as the starting point). On the main picture carriage W 1 , the base plate G carrying the picture carriage cardan AT 2 is arranged so as to be vertically displaceable. The desired evaluation focal length c 0 'can be set either by a detectable vertical displacement of the cardan K 1 on the stationary device or by a detectable displacement of the picture carriage cardan AT 2 on the base plate G before the start of the evaluation. - /.;
Die variable Änderung der Brennweite als Funktion der Bildneigung und des Abstandes J0 wird von einer Platte P und dem Hilfslenker L2 gesteuert. Die Platte P ist um einen in der Platten- bzw. Führungsebene .liegenden Punkt AT5 am Bild wagen W1 allseitig kippbar kardanisch gelagert. Der Lenker L2 ist mit der Platte P starr verbunden, er steht normal zu ihr, und die Lenkerachse verläuft durch den Kardanpunkt AT5. μThe variable change in the focal length as a function of the image inclination and the distance J 0 is controlled by a plate P and the auxiliary link L 2 . The plate P is mounted in a cardanic manner around a point AT 5 on the image dare W 1 that is in the plate or guide plane. The link L 2 is rigidly connected to the plate P , it is normal to her, and the link axis runs through the cardan point AT5. μ
Das andere Lehkerende führt durch die kardanisch gelagerte^ aber gerätefeste Führungshülse AT4. Der vertikale Abstand /zwischen den beiden Kardanzentren AT4 und AT5 kann durch eine feststellbare vertikale Verschiebung von Ki meßbar vor Beginn der Auswertung verändert und auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Bei einer Bildwagenbewegung schwenkt somit der Lenker L2 um den Punkt KA und kippt die Platte P um AVThe other Lehkerende leads through the gimbal mounted ^ but device-fixed guide sleeve AT 4 . The vertical distance / between the two cardan centers AT 4 and AT 5 can be changed by a detectable vertical displacement of Ki measurable before the start of the evaluation and set to a desired value. In the event of a carriage movement, the link L 2 thus pivots about the point K A and tilts the plate P about AV
2424
ι- 5 A
12 ) ι- 5 A
12 )
Der Platte P steht der vertikale Tastkopf A gegenüber. Er ist in zwei zueinander rechtwinklig stehenden Koordinatenrichtungen, die mit den .v- und _y-Geräteachsen parallel laufen, horizontal auf der Grundplatte G verschiebbar angeordnet. In seiner Nullstellung, die einer horizontalen Bildlage (Aufnahmeneigung ν = O) entspricht, steht er genau unter dem Kardan,AT5. Bei einer Bildneigung wird der Tastkopf A um den Betrag D1 in Äzimutrichtung der Nadirdistanz (Hauptschnittrichtung) feststellbar verschoben, wobei die Verschiebung D1 mit Hilfe des Kreuzschlittens S1 in den beiden Komponenten DX1 und Dy1 erfolgt.The plate P is the vertical probe head A opposite. It is arranged horizontally on the base plate G so that it can be moved horizontally in two coordinate directions at right angles to one another, which run parallel to the .v and _y device axes. In its zero position, which corresponds to a horizontal image position (recording inclination ν = O), it is exactly below the cardan, AT 5 . When the image is tilted, the probe head A is shifted noticeably by the amount D 1 in the azimuth direction of the nadir distance (main cutting direction), the shift D 1 taking place with the aid of the compound slide S 1 in the two components D X1 and Dy 1 .
Mit seinem oberen Ende berührt der Tastkopf A stets die Platteneberie P. Das Zentrum des kugelförmigen Kopfes von A liegt stets in der Führungsebehe der Platte P, in der auch AT5 liegt. Statt dieses Kugelkopfes kann man ein Kardan benutzen, das in" der Führungsebene von P gleitet.The upper end of the probe head A always touches the plate area P. The center of the spherical head of A is always in the guide plane of the plate P, in which AT 5 also lies. Instead of this ball head, you can use a cardan that slides in "P 's guide plane.
Da die Grundplatte G vermittels der beiden Führungen F1 und F2 vertikal beweglich ist, folgt sie stets der Vertikalbewegung des Bolzens A in Abhängigkeit von der Kippung der Platte P. Dabei führt jeweils nur eine solche Bewegungskomponente des Lenkers L2 zu einer Vertikalbewegung des Bolzens A bzw. der Grundplatte G, die in der Hauptschnittrichtung (Azimut der Nadirdistanz) liegt. Wie man leicht einsehen kann, bewegt sich daher das Kardan AT5 stets auf einer Ebene, deren Neigung von der Dezentrierung D1 und dem vertikalen Abstand / der Lenkerkardane AT1 und K5 abhängt.Since the base plate G is vertically movable by means of the two guides F 1 and F 2 , it always follows the vertical movement of the bolt A depending on the tilting of the plate P. Only one such movement component of the link L 2 leads to a vertical movement of the bolt A or the base plate G, which lies in the main cutting direction (azimuth of the nadir distance). As can easily be seen, the cardan AT 5 therefore always moves on a plane, the inclination of which depends on the decentering D 1 and the vertical distance / the link cardan AT 1 and K 5.
Es bestehen die einfachen Beziehungen (Bild 2b)There are the simple relationships (Figure 2b)
•x ..■-;■/■ V = D1- • x .. ■ -; ■ / ■ V = D 1 -
Die Dezentrierung D1 ist direkt oder über eine Übersetzung«! mit einer Dezentrierung D des Bildträgerwagens W3 gegen den Zwischenwagen W2- ebenfalls in zwei rechtwinkligen horizontalen Komponenten Dx und Dy — gekoppelt, entweder mechanisch oder mit Drehmeldern. Für diese Dezentrierung wird nach Formel 4 gefordert:The decentering D 1 is direct or via a translation «! with a decentering D of the image carrier carriage W 3 against the intermediate carriage W 2 - also in two right-angled horizontal components D x and Dy - coupled, either mechanically or with resolvers. For this decentering the following is required according to Formula 4:
wobei .whereby .
Dx = C-IgV*,D x = C-IgV *,
Dy = C -IgVy,Dy = C -IgVy,
D*= Dx*+ Dy\D * = D x * + Dy \
D1 = U1-D.D 1 = U 1 -D.
Formel (6) in (5) eingesetzt, ergibt
" c-tgi>.Formula (6) inserted into (5) gives
"c-tgi>.
V = M1 V = M 1
In Formel (3) wird gefordert, daß
»· — J0 tg v. In formula (3) it is required that
»· - J 0 tg v.
i 44Ö 607i 44Ö 607
Mit Formel (1) ergibt sich daher für die Übersetzung MjWith formula (1) therefore results for the translation Mj
und für den Absland /and for the Absland /
(7)(7)
M1 -C M 1 -C
(8) Daraus leitet man nach einer Reihenentwicklung von tg ν ab:(8) From this one derives after a series expansion of tg ν :
+ 4). ο»+ 4 ). ο »
Vor Beginn des Orientierungsprozesses wird daherTherefore, before starting the orientation process
(Λ) = 2-c-k-ü2 (13)(Λ) = 2-ck-ü 2 (13)
eingestellt. Das Korrekturgliedset. The correction link
Man kann daher einige wenige Übersetzungsstufen wählen und ist gleichzeitig in der Lage, durch Variation von / die Bedingung (8) exakt einzuhalten.One can therefore choose a few gear ratios and at the same time be able to vary them of / to adhere exactly to condition (8).
Obige Formeln sind vollkommen streng, und die beschriebene Vorrichtung erfüllt somit die geforderte Steuerung der Auswertebrennweite.The above formulas are completely strict, and the device described thus fulfills the requirements Control of the evaluation focal length.
Zur Korrektur von Ji dient ein zweiter Hilfslenker L3. Er ist um einen festen Drehpunkt A8 am Bildwagen W1 kardanisch gelagert. Das andere Lenkerende führt durch eine ebenfalls am Bildwagen W1 befestigte kardanisch gelagerte Führungshülse A8. Der vertikale Abstand Λ zwischen A'6 und A8 kann durch eine feststellbare Vertikalverschiebung von A6 meßbar verändert werden. Dieses Kardan A8 läßt sich außerdem mit Hilfe eines Kreuzschlittens S2 horizontal verschieben. Wobei diese Dezentrierung D2 wiederum in zwei Komponenten DX2 und Dy2 erfolgt und mit der Übersetzung H2 direkt mit der Dezentrierung D gekoppelt ist. In der Nullstellung D2 = 0 steht der Hilfslenker L3 vertikal. Während der Auswertung, also bei einer Bildwagenbewegung, bleibt diese bei der Orientierung eingestellte Lenkerstellung im Gegensatz zu L2 unverändert. A second auxiliary link L 3 is used to correct Ji . It is gimbaled around a fixed pivot point A 8 on the picture carriage W 1. The other end of the handlebar leads through a gimbal-mounted guide sleeve A 8, which is also attached to the picture carriage W 1 . The vertical distance Λ between A ' 6 and A 8 can be changed measurably by a detectable vertical displacement of A 6. This cardan A 8 can also be moved horizontally with the aid of a cross slide S 2. This decentering D 2 in turn takes place in two components D X2 and Dy 2 and is coupled directly to the decentering D with the ratio H 2. In the zero position D 2 = 0 , the auxiliary link L 3 is vertical. During the evaluation, that is to say in the case of a picture carriage movement, this handlebar position set during the orientation remains unchanged in contrast to L 2.
Auf dem Lenker L3 gleitet eine weitere kardanisch gelagerte Führungshülse K-, deren Zentrum für ν — 0 mit dem Drehzentrum A8 des Lenkers L3 zusammenfällt. Diese Kardanhülse ist durch die Führung F3 vertikal und parallel zu sich selbst geführt und nimmt über den Mitnehmer E an der Vertikalbewegung »· der Grundplatte G teil. Die Führung F3 steht vertikal auf dem Bildträger-Zwischenwagen W2. der auf dem BiIdhauptwagen W1 ruht und diesem gegenüber kleine horizontale Parallelverschiebungen ausführen kann. Bei einer Korrekturbewegung ν der Grundplatte G gleitet daher das Kardan A7 auf dem schräg gestellten Lenker und nimmt dabei in horizontaler Richtung den Bildwagen W2 und den auf ihm ruhenden Bildwagen W3 mit dem Meßbild M mit. Diese Verschiebung Ji erfolgt zwangläufig in Richtung des Azimuts der Neigung des Lenkers L3, die infolge der Dezentrierung D2 mit der Hauptschnittrichtung, also dem Azimut der Nadirdistanz, übereinstimmt. Es bestehen folgende Beziehungen:Another gimbal-mounted guide sleeve K- slides on the link L 3 , the center of which for ν - 0 coincides with the center of rotation A 8 of the link L 3 . This cardan sleeve is guided vertically and parallel to itself by the guide F 3 and takes part in the vertical movement of the base plate G via the driver E. The guide F 3 stands vertically on the image carrier intermediate carriage W 2 . which rests on the image main carriage W 1 and can perform small horizontal parallel shifts in relation to it. During a corrective movement ν of the base plate G , the cardan A 7 slides on the obliquely positioned link and thereby takes the picture carriage W 2 and the picture carriage W 3 with the measurement image M resting on it with it in the horizontal direction. This shift Ji inevitably takes place in the direction of the azimuth of the inclination of the link L 3 , which, as a result of the decentering D 2, coincides with the main cutting direction, that is to say the azimuth of the nadir distance. The following relationships exist:
Δ h = c · k · ti» Δ h = c · k · ti »
(14)(14)
kann in der Regel vernachlässigt werden. Bei größeren Nadirdistanzen läßt sich // nach einer vorläufigen Orientierung ohne weiteres zum endgültigen Betragcan usually be neglected. With larger ones After a preliminary orientation, nadir distances can be easily converted to the final amount
h = \h)+ Ah'.h = \ h) + Ah '. (15)(15)
verbessern, da dann ν ausreichend genau bekannt ist.improve, since then ν is known with sufficient accuracy.
Der Orientierungsprozeß mit einem nach diesem Prinzip konstruierten Gerät geschieht in der gleichen Weise wie an einem bekannten konventionellen Stereokartiergerät. Zu Beginn der Orientierung ist wie bei jenen Geräten die Auswertebrennweite einzustellen.The orientation process with a device constructed according to this principle happens in the same way In the same way as on a known conventional stereo mapping device. At the beginning of the orientation is like at set the evaluation focal length for those devices.
die in diesem Fall den Betrag ,in this case the amount
hat; der strenge Wert:
c-k has; the strict value:
ck
c-kc-k ΙΛιν* \ ΙΛι ν * \
cosv \ 2 /cosv \ 2 /
(16)(16)
(17)(17)
V Ji _
V
hH
hH
ü2 · D _ H1 - üt - c* · tg'v.JQ ü 2 D _ H 1 - ü t - c * tg'v.JQ
h ~h ~ h-fh-f
(10) Nach Gleichung (2) wird gefordert, daß(10) According to equation (2) it is required that
As = MvM 5."A = *.·*«"·■'»β·*-V 2 \ 12 I h-f As = MvM 5. "A = *. · *« "· ■ '» β · * -V 2 \ 12 I hf
(ID unterscheidet sich praktisch nicht von (C0'), aber nach der vorläufigen Orientierung läßt sich dieser Einstellwert ebenfalls wie A mit dem Glied zweiter Ordnung^ korrigieren. (ID practically does not differ from (C 0 '), but after the preliminary orientation, this setting value can also be corrected, like A, with the second-order term ^.
Neben dieser Auswertebrennweite ist der nach Gleichung (8) berechnete Abstand / und der nach Gleichung (13) berechnete Wert A einzustellen.In addition to this evaluation focal length, the distance calculated according to equation (8) and the one according to Set the value A calculated by equation (13).
Die relative und absolute Orientierung geschieht dann in gleicher Weise wie bei den bekannten konventionellen Auswertegeräten,-wobei die Dezentrierung Dx der Längsneigung und die Dezentrierung Dy der Quemeigungskomppnente entspricht. Im Gegensatz zu jenen Auswertegeräten gibt es hier jedoch keine primären und sekundären Neigungsachsen. Die linearen Dezentrierungen Dx und Dv wirken sich bei der absoluten Orientierung vorteilhaft aus, da die im Modell gemessenen Höhenfehler nicht in Winkelwerte umgerechnet werden müssen, sondern unmittelbar lineare Korrektionen für Dx und Dy ergeben.The relative and absolute orientation then takes place in the same way as in the known conventional evaluation devices, with the decentering D x corresponding to the longitudinal inclination and the decentering D y corresponding to the cross-slope component. In contrast to those evaluation devices, however, there are no primary and secondary inclination axes here. The linear decentrations D x and D v have an advantageous effect on the absolute orientation, since the height errors measured in the model do not have to be converted into angle values, but instead result in direct linear corrections for D x and D y .
Das vorliegende Konstruktionsprinzip bietet folgende Vorteile: The present construction principle offers the following advantages:
Das Gerät ermöglicht die strenge Auswertung von Meßbildern sämtlicher praktisch vorkommenden Auf* nahmebrennweiten.The device enables the strict evaluation of measurement images of all practically occurring occurrences * took focal lengths.
Die horizontale Bildlage und die horizontal beweglichen Bildträger erlauben die Konstruktion einer sehr einfachen und feststehenden Beobachtungsoptik.The horizontal picture position and the horizontally movable picture carriers allow the construction of a very simple and fixed observation optics.
Die stets horizontalen Bildträger verursachen keine deformierenden und damit genauigkeitsmindernden Kräfte. Sämtliche beweglichen Geräteteile, auch die Lenker, können exakt gegeneinander ausgewogenThe always horizontal image carriers do not cause any deforming and therefore accuracy-reducing Powers. All moving parts of the device, including the handlebars, can be precisely balanced against each other
werden, so daß sie sich in jeder Stellung im Gleichgewicht befinden. . -so that they are in equilibrium in every position condition. . -
Neigbare Bildträger und die hierfür notwendigen Rahmen und Kardane entfallen. Statt dessen lassenTiltable picture carriers and the necessary frames and cardans are not required. Instead, leave it
sich die Bild- und Modellwagcn auf horizontalen und gerätefesten Führungen bewegen.the picture and model wagons on horizontal and move device-fixed guides.
Die Korrektionsvorrichtungen für die Neigungskompensation führen nur kleine, stark untersetzte Bewegungen aus, die betreffenden Bauteile lassen sich daher mit hoher Präzision herstellen und ergeben genaue Korrekturen.The correction devices for inclination compensation only perform small, heavily stocky ones Movements from, the relevant components can therefore be produced and produced with high precision accurate corrections.
Die Korrektionseinrichtungen sind untereinander proportional gekoppelt, so daß für einen Freiheitsgrad der Orientierung jeweils nur ein Bedienungselement zu betätigen ist. Der Örientierungsprozeß erfolgt in der gleichen Weise wie bei den klassischen Auswertegeräten. The correction devices are proportionally coupled to one another, so that for one degree of freedom orientation, only one control element has to be operated at a time. The process of orientation takes place in the same way as with the classic evaluation devices.
Die Korrektureinrichtung zur Kompensation der Bildneigung kann ohne zusätzlichen Aufwand dem Ausgleich von beliebigen systematischen Verzeichnungsfehlern des Aufnahmeobjektivs. der Kompensation atmosphärischer Einflüsse und der Erdkrüminung dienen.The correction device to compensate for the image tilt can be without additional effort Compensation of any systematic distortion errors of the taking lens. of compensation atmospheric influences and the curvature of the earth.
Die stets horizontale Meßbildlage und die feststehende Beobachtungsoptik gestatten, eine einfache Zusatzeinrichtung für die Orthoprojektion zur Differentialentzerrung bergigen Geländes anzusetzen.The always horizontal measurement image position and the fixed observation optics allow a simple Additional device for orthoprojection for differential equalization mountainous terrain.
Der Modellraum wird stets optimal in den .v-, v- und r-Bereichen genutzt, da die Auswertung stets mit einer mittleren Kammerkonstante zwischen etwa 150 und 200 mm vorgenommen werden kann.The model space is always optimally in the .v-, v- and r-ranges are used, since the evaluation always uses a mean chamber constant between about 150 and 200 mm can be made.
Claims (6)
Family
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