DE1934500C - Photogrammetrisches Auswertegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein photogrammetrisches Auswertegerät mit zwei ein Paar von stereoskopischen Bildern tragenden Kammern, welche mit Objektiven versehen und in ein Gestell eingebaut sind, zwei Lichtquellen, welche von einem gegenüber dem Gestell verschieblichen Sockel getragen werden und zwei Lichtbündel aussenden, welche die Bilder von zwischen den Lichtquellen und den Objektiven angeordneten Meßmarken auf die beiden Bilder projizieren, und einer Vorrichtung zur stereoskopischen Beobachtung der Lichtbündel nach ihrem Durchgang durch die Bilder, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß für jeden beobachteten Abschnitt des Gegenstandes die Bilder und die Lichtbündel Stellungen einnehmen, welche zu denen homolog sind, welche diese Bilder und die von dem betrachteten Abschnitt des Gegenstands kommenden Lichtbündel bei der Aufnahme der Bilder einnahmen.

Bekanntlich erscheinen die Bilder der Meßmarken auf den Bildern einem die Lichtbündel in stereoskopischer Sicht betrachtenden Beobachter wie eine einzige räumliche Meßmarke, welche dem Beobachter gestattet, jeden beobachteten Abschnitt des Gegenstands durch eine Regelung der Stellung des beweglichen Sockels so anzuvisieren, daß diese räumliche Meßmarke mit dem betrachteten Abschnitt des Gegenstands zusammenfällt.

Es sind photogrammetrische Auswertegeräte bekannt, bei welchen z. B. durch jine in einer undurchsichtigen Platte vorgesehene durchsichtige Zone (oder durch eine in einer durchsichtigt,ι Platte vorgesehene undurchsichtige Zone) gebildete Marken auf der Bahn der Lichtbündel in einer konstanten Entfernung von den Gegenstandsknotenpunkten der Objektive durch Halter gehalten werden, welche um diese Knotenpunkte schwenkbar sind und durch den beweglichen Sockel geführt werden.

Wenn der Beobachter den beweglichen Sockel zur Vornahme des Anvisierens verschiebt, bewegen sich die Meßmarken auf auf die Gegenstandsknotenpunkte zentrierten Kugelabschnitten, und die von den Objektiven gebildeten Bilder dieser Meßmarken liegen auf nichtebenen Oberflächen. Da die Bilder eben sind, sind die auf den Bildern von den Objektiven gebildeten Bilder der Meßmarken nicht für alle möglichen Stellungen des Sockels scharf.

Ferner sind photogrammetrische Auswertegeräte bekannt, hei welchen die Marken in einer konstanten Entfernung von den von dem beweglichen Sockel getragenen Lichtquellen angeordnet sind.

Wenn der Beobachter das Anvisieren vornimmt, verschiebt er den beweglichen Sockel auf einer zu der Oberfläche des photographierten Gegenstands homologen Oberfläche, so daß sich die Meßmarken ebenfalls auf dieser homologen Oberfläche bewegen.

Wenn die Oberfläche des dargestellten Gegenstands ein erhebliches Relief besitzt, wie dies z. B, bei Luftaufnahmen eines bergigen Geländes der Fall ist, liegen die von den Objektiven gebildeten Bilder dieser Meßmurken auf nichtebenen Oberflüchen. Wie bei dem vorhergehenden Fall sind daher die Bilder dieser Meßmarken auf den ebenen Bildern nicht fUr alle möglichen Stellungen des Sockels scharf.

In beiden Füllen ist es möglich, daß die räumliche McUmarkc nicht scharf erscheint, wenn über diese gewisse beobachtete Abschnitte des Gegenstands nn· visiert werden, wodurch Uitgenauigkeitun bei der fitruplmchcn «der photogrnphischen) Wiedergabe entstehen, welche bekanntlich auf der Wiedergabe der Verschiebungen des beweglichen Sockels beruht. Aufgabe der Erfindung ist es, derartige photogrammetrische Auswertegeräte so auszubilden, daß die räumliche Meßmarke stets so scharf erscheint, daß der Beobachter genau alle beobachteten Abschnitte des Gegenstands anvisieren kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Meßmarken so ausgebildet und angebracht sind, daß

ίο sie ausschließlich in einer festen Ebene bewegbar sind, welche in bezug auf die Objektive zu einer der mittleren Stellung der Bilder entsprechenden Ebene konjugiert ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kammern an das Gestell angelenkt sind, derart, daß die Gegenstandsknotenpunkte der Objektive gegenüber dem Gestell eine feste Lage haben, kann die feste Ebene, in welcher sich die Meßmarken bewegen, einen solchen Abstand von den Gegen-

Standsknotenpunkten der Objektive haben, daß die von den Objektiven erzeugten Bilder dieser Meßmarken scharf auf den Bildern erscheinen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner eine mechanische Verbindung zwischen jeder

»5 Lichtquelle und dem Gestell derart vorgesehen sein, daß bei einer beliebigen Lage des beobachteten Abschnitts des Gsgenstandes das von der Lichtquelle ausgesandte Lichtbündel auf den Gegenstandsknotenpunkt des entsprechenden Objektivs richtet und die

entsprechende Meßmarke auf der Bahn dieses Lichtbündeis gehalten wird.

Hierbei können die Meßmarken von Platten getragen werden, welche in einer ersten zu der Ebene parallelen Richtung auf einem Rahmen gleiten kön-

nen, welcher in das Gestell so eingebaut ist, daß er in einer zweiten zu der ersten Richtung senkrechten und zu der Ebene parallelen Richtung verschieblich ist.

Weiterhin kann jede mechanische Verbindung

einen teleskopischen Stab aufweisen, welcher an einem Ende an einen Festpunkt des Gestells und an seinem anderen Ende an einen Festpunkt des beweglichen Sockels angelenkt ist, wobei die Lichtquelle an diesen Stab mit Hilfe eines Parallelogramms angelenkt ist, derart, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Lichtbündel praktisch zu dem Stab parallel ist, wobei diese Stäbe durch die die entsprechenden Meßmarken tragenden Platten in Löchern treten, in welchen sie gleiten können.

Es ist ein Gerät bekannt, mit welchem der gleiche Zweck verfolgt wird wie mit der Erfindung, bei der man sich aber zweier hohler Stangen bedient, in deren Innerem zwei Lichtquellen angeordnet sind, wobei das Ganze in Verbindung mit optischen Kardangelcnken sehr kompliziert aufgebaut ist. Die beiden Lichtquellen projizieren auf die zu betrachtenden Bilder Lichtpunkte und sind in geeigneter Weise verstellbar, aber ohne daß man sich in spezieller Weise der Parallelogramm-Anordnung entsprechend der Er-

6ö flndung bedient. Das bekannte Gerät hat unter anderem den Nachteil, daß es einerseits sehr komplizierte optische Kardangelenke benötigt und andererseits Projektionen hervorruft, die je nach der Richtung der hohlen Stangen unterschiedlich sind, Tatsächlich

«3 stellt sich die Projektion rund dar, wenn die hohle Stange senkrecht zum Bild gerichtet ist, und im Gegensatz dazu ist die Projektion oval im Falle schrägstehender Stangen.

Demgegenüber verwendet die Erfindung MeU-marken, die immer in einer gleichen Ebene liegen und die gemäß denjenigen Grenzen projiziert werden, die der Ausrichtung durch die beiden Lichtquellen entspricht. Hierfür genügt es, daß sich die Meßmarken in Ebenen bewegen, die das kinematische System nach der Erfindung auf Grund der Parallelogramm-Gelenke umfaßt.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme

durchsichtigen Oberflächen 26,27 vorgesehene durchsichtige Zonen gebildet, sie können jedoch mich durch in durchsichtigen Oberflächen vorgesehene undurchsichtige Zonen gebildet werden.

Die Vorrichtung 16 zur stereoskopischen Hcobachtung wird durch ein Stereoskop gebildet, welches Spiegel 28, 28 if, 28 h und 29, 29«, 29/» entliäU. welche auf die Okulare 30 bzw. 31 die Bündel F, bzw. F., nach ihrem Durchgang durch die Bilder 3

auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren io und 4 werfen.

einzige Abbildung ein erfindungsgemäßes photo- Das Stereoskop wird von Gleitschienen 32, 33

grammetrisches Auswertegerät in einer axionometri- getragen, welche dun'h eine Verschiebung desselben sehen schaubiidlichen Darstellung zeigt. eine Beobachtung des gesamten photographierten

Das nachstehende Ausführungsbeispiel ist beson- Gegenstands ermöglichen.

den für-die Wiedergabe von stereoskopischen Paaren 15 Damit für jeden beobachtete» Anschnitt des Gegcn-V011 Luftaufnahmen bestimmt. stands die Bilder 3,4 und die Lichtbündel F₁, F.,

Nachstehend sind nur die für das Verständnis der - . . ■-..

Erfindung wesentlichen Teile beschrieben, während insbesondere die die Verschiebungen des beweglichen Sockels des Simulators auswertende (graphische oder photographische) Wiedergabevorrichtung nicht erläutert ist.

Das Auswertegerät enthält zwei Kammern 1 und 2, welche ein stereoskopisches Paar von Bildern 3 bzw. 4 tragen, mit nicht dargestellten Objektiven versehen und in einem Gestell 8 angeordnet sind, zwei Lichtquellen 9,10, welche von einem in bezug

f d Gtll 8 hide Skl 11 t

Stellungen einnehmen, welche zu denen homolug sind, welche diese Bilder and die von dem betrachteten Abschnitt des Gegenstands kommenden Licht-

bündel bei der Aufnahme der Bilder 3, 4 einnahmen, ist es in dieser Technik bekannt, eine Einstellung der Stellungen der Kammern 1 und 2 gegenüber dem Gestell 8 und der Lichtquellen 9 und 10 gegenüber dem Sockel 11 vorzunehmen.

Diese Einstellung ist nicht im einzelnen beschrieben, zum Verständnis der Erfindung sei nur darauf hingewiesen, daß die Bilder 3,4 in ihrer Aufnahtnestellunu entsprechende Stellungen gebracht werden.

Bei während eines waagerechten Fluges aufge-

zwei Lichtquellen 9,10, welche von einem in bezug auf das Gestell 8 verschiedenen Sockel 11 getragen

werden und zwei Lichtbündel F₁, F., aussenden. uci waun.uu .....^ „~~_b -._ _a—

welche die Bilder 12, 13 von zwischen den Licht- 30 nommenen Luftaufnahmen sind daher die Bilder 3, 4 quellen 9, 10 und den Objektiven der Kammern 1,2 waagerecht und in dem Auswertegerät in einer angeordneten Meßmarken 14,15 auf die beiden BiI- ~" ~ ' "~~ '"

der 3,4 projizieren, und eine Vorrichtung 16 zur kih Bbht d Büdl F F

waagerechten Ebene P., angeordnet, wie dies die Zeichnung zeigt.

Diese waagerechte Ebene P₁ bildet die der mut-

nach ihrem Durchgang durch die Bilder. ' " 35 leren Stellung der Bilder 3, 4 entsprechende weiter

Dk Ausbildung ist so getroffen, daß für jeden unten erläuterte Ebene. Es ist zu bemerken, daU es beobachteten Abschnitt des Gegenstands die Bilder 3,4 und die Lichtbündel F₁, F., Stellungen ein-

der 3,4 projizieren, und eine Vorrichtung 16 zur slereoskopischen Beobachtung der Bündel F₁, F., nach ihrem Durchgang durch die Bilder

der ,₁, , g

nehmen, welche zu denen homolog sind, welche i Bild d di d bh Abhi

kel kleine

nicht 5 übersteigen.

Das photogrammetrische Auswertegerät ist nun wesentlich dadurch gekennzeichnet, daß die Mcßk 1415 bildt nd angeordnet sind

je nach den Aufnahmebedingungen nötig sein kann, die Bilder 3. 4 in eine solche Lage zu bringen, daß

nenmen. wciuie cu utrncu iiumuiug Mim, imuit die Normalen zu ihnen einen kleinen Winkel mit der diese Bilder und die von dem betrachteten Abschnitt 40 Normalen zu dieser Ebene bilden, wobei dieser Windes Gegenstands herkommenden Lichtstrahlen bei kel kleine Werte hat, welche in den meisten Fällen der Aufnahme der Bilder 3, 4 einnahmen.

Die Lichtquellen 9. 10 sind mit Hilfe von Kugelgelenken 17, 18 an Halter 19, 20 angelenkt, welche **,.:»..,....... _e

je durch einen L-förmigen Stab mit einem lotrechten 45 marken 14,15 so ausgebildet und angeordnet sind. Abschnitt 19a, 20a und einem waagerechten Ab- daß sie sich ausschließlich in einer festen Ebene P₁ schnitt 19ft, 20ft gebildet und von dem Sockel 11 bewegen können, welche in bezug auf die Objektive getragen werden. Die Stellungen dieser Halter 19,20 der Kammern 1 und 2 zu der der mittleren Stellung an dem Sockel 11 können in waagerechten, zuein- der Bilder 3, 4 entsprechenden Ebene/', konjuander senkrechten Richtungen .r und y durch be- 50 giert ist.

" ' In dem häufigsten Fall, in welchem zur Einstellung

der Bilder 3,4 die Kammern 1 und 2 des Auswertegerätes z. B. durch Kardangelenke 5, 6 an eine fest

einem Reflektor und einem Kondensator Komninicrie. mit dem Gestell 8 verbundene Platte 7 ungclcnki nicht dargestellte Lampe gebildet, wouei diese An- 55 sind, so daß die Gegenstandsknotenpunkte N₁, N₂ Ordnung ein Lichtbündel F₁, F₁ aussenden kann, der Objektive eine feste Lage zu dem Gestell 8 haben dessen Fokussiertwgszone an der Stelle der Meß' und z.B. in der Ebene der Plnttv7 liegen, hat die marken 14,15 liegt. feste Ebene P₁ einen solchen Abstand D von den

Der Sockel 11 wird von einem lotrechten Halter Knotenpunkten N_v N_y daß die von den Objektiven 21 getragen, dessen Länge in einer zu den Rieh- βο der Kammern 1 und 2 erzeugten Bilder 12,13 der hingen* und ν senkrechten lotrechten Richtung ζ Meßmarken 14,15 scharf auf den Bildern 3,4 ereinstellbar ist. Oer Halter 21 wird seinerseits von scheinen.

einem Schlitten 22 getragen, welcher in der Rieh- Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung weist das

tungy auf einem Schlitten23 gleiten kann, welcher Auswertegerät mechanische Verbindungen 34, 35 an fest mit dem Gestell 8 verbundenen Schienen 24 65 zwischen den Lichtquellen 9,10 und dem Gestell 8 und 25 angebracht ist, so daß er in der Richtung χ auf, damit bei beliebiger Lage des beobachteten Abverschieblich ist. Schnitts des Gegenstands das von d«r Lichtquelle 9

Die Meßmarken 14,15 werden e. B. durch in un- (odc 10) kommende Lichtbündel F₁ (oder F₁) auf

ander senkrechten Richtungen .r und y durch be kannte, nicht darstellte Mittel eingestellt werden. z.B. von dem Sockel U getragene Gleitschienen. Die Lichtquellen 9,10 werden je durch eine mit einem Reflektor und einem Kondensator kombinierte.

den Gegenstandsknoienpunkl /V₁ (oiler /V₂) des entsprechenden Objektivs gerichtet und dfc entsprechende Meßniarke 14 (oder 15) auf der Bahn des l.ichlhündels /·', (oder /'.,) gehalten wird.

Hei einer zweckmäßigen Ausführung werden die Meümarken 14, 15 von Platten 36, 37 getragen, welche in der Richtung y auf einem Rahmen 38 gleiten können, welcher nn fest mit dem Gestell 8 verbundenen Schienen 39, 4» angebracht ist. so daß er in der Richtung.ν in der Ebene/', \erschicblich ist. Die mechanischen Verbindungen 34, 35 werden /weckmüUig durch Stäbe 41. 42 gebildet, welche einen teleskopischen Abschnitt 43,44 besitzen und unabhängig von der lage des beobachteten Abschnitts des Gegenstands parallel zu den Lichtbündcln /', und /·., bleiben.

Hierfür sind die Stiibc 41.42 an ihren oberen Enden an die Platte 7 durch Kugelgelenke 45,46 und an ihren unteren Luden an die Halter 19,20 durch Kugelgelenke 47, 48 angelenkt, welche an den den Abschnitten 19«, 20« benachbarten Enden der Abschnitte 19/), 20b angeordnet sind.

Außerdem werden die Lichtquellen 9,10 von Armen 49. 50 getragen, welche in einer Flucht mit den Lichtbiindcln /·", und F., liegen und an die Halter 19. 20 durch Kugelgelenke 17, 18 angelcnkt sind, welche an den von den Abschnitten 19«, 20« entfernten Enden der Abschnitte 19fr. 20ft angeordnet sind, lenker 51. 52. deren Langen gleich den Längen der waagerechten Abschnitte 19/) und 20/) der Halter 19 und 20 sind, sind parallel zu diesen Abschnitten 19/i und 20/> angeordnet und an den Stab 41 und den Arm 49 Ivw. den Stab 42 und den Arm 50 angelenkl. so daß der Stab 41. der Abschnitt 196, der Arm 49 und der Lenker 51 sowie der Stab 42. der Abschnitt 20/>. der Arm 50 und der Lenker 52 ein Gclcnkparallclogramm bilden, welches bei beliebiger Lage des beobachteten Abschnitts des Gegenstands in der durch den Stab 41 und das Lichtbündel F₁ oder durch den Stab 42 und das Lichtbündel F₂ definierten Ebene bleibt.

Schließlich treten die Stäbe 41,42 durch die Platten 36.37 in Löchern 53. 54. in welchen sie gleiten können. Die Abstände zwischen dem Kugelgelenk 45 und dem Knotenpunkt N₁. dem Loch 53 und der Meßmarke 14 und den Kugelgelenken 47 und 17 sind bei beliebiger Lage des beobachteten Abschnitts des Gegenstands gleich und konstant. Ebenso sind die Abstände zwischen dem Kugelgelenk 46 und dem Knotenpunkt Λ'... dem Loch 54 und der Meßmarke 15 und den Kugelgelenken 48 und 18 bei beliebiger Lage des beobachteten Abschnitts des Gegenstands gleich und konstant.

Bei der Wiedergabe verschiebt der Beobachter in den Richtungen x. y und c den beweglichen Sockel 11 so. daß für jeden beobachteten Abschnitt des Gegenstands die räumliche Meßmarke und der betreffende Abschnitt des Gegenstands, welche durch die Lichtbiindcl F, und F., projiziert werden, zusammenfallen. Offenbar erscheinen die Bilder 12,13 der Meßmarken 14.15 stets scharf in der der mittleren Lage der Bilder 3.4 entsprechenden Ebene P.,. selbst wenn der Sockel 11 bedeutende Verstellungen in der Richtung ζ erfährt, was bei der Wiedergabe eines ein erhebliches Relief besitzenden Gecenstands der Fall im.

Wenn die Normalen zu den Bildern 3.4 einen kleinen Winkel mit der Normalen /u der P.benc /'., bilden, sind die Bilder 12,13 auch noch scharf, da, wie dies in dieser Technik bekannt ist, die Objektive der Kammern 1 und 2 eine sehr geringe öffnung und somit eine genügende Tiefenschärfe haben, um ein scharfes Bild der Meßmarken 14,15 auf etwas von der Ebene /'., verschiedene Ebenen zu projizieren.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Phologrammetrtsches Auswertegerät mit

ίο zwei ein Paar von stereoskopischen Bildern tragenden Kammern, welche mit Objektiven versehen und in ein Gestell eingebaut sind, zwei Lichtquellen, welche von einem gegenüber dem Gestell versehieblichen Sockel getragen werden und zwei Lichtbiindel aussenden, welche die Bilder von zwischen den Lichtquellen und den Objektiven angeordneten Meßmarken auf die beiden Bilder projizieren, und einer Vorrichtung /ur stereoskopischen Beobachtung der Lichtbündel nach ihrem Durchgang durch die Bilder, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß für jeden beobachteten Abschnitt des Gegenstands die Bilder und die Lichtbündel Stellungen einnehmen, welche zu denen homolog sind, welche diese Bilder und die von dem betrachteten Abschnitt des Gegenstands kommenden Lichtbündel bei der Aufnahme der Bilder einnahmen, d a durch gekennzeichnet, daß die Meßmarken (14,15) so ausgebildet und angebracht sind, daß sie ausschließlich in einer festen Ebene (P₁) bewegbar sind, welche in bezug auf die Objektive zu einer der mittleren Stellung der Bilder (3, 4) entsprechenden Ebene (P₂) konjugiert ist.

2. Photogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch L bei welchem die Kammern an das Gestell angelenkt sind, derart, daß die Gegenstandsknotenpunkte der Objektive gegenüber dem Gestell eine feste Lage haben, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Ebene (P₁). in welcher sich die Meßmarken (14, 15) bewegen, einen solchen Abstand (D) von den Gegenstandsknotenpunkten [N₁. N.,) der Objektive hat, daß die von den Objektiven erzeugten Bilder (12,13) dieser Meßmarken (14, 15) scharf auf den Bildern erscheinen.

3. Photogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch 1 oder 2. gekennzeichnet durch eine mechanische Verbindung (34, 35) zwischen jeder

Lichtquelle (9,10) und dem Gestell (8). derart, daß bei einer beliebigen Lage des beobachteten Abschnitts des Gegenstands das von der Lichtquelle (9, 10) ausgesandte Lichtbündel (F₁. F₂) auf den Gegenstandsknotenpunkt (N₁. N.,) des

entsprechenden Objektivs gerichtet und die entsprechende Meßmarke (14, 15) auf der Bahn dieses Lichtbündels (F₁, F.,) gehalten wird.

4. Photogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet! daß die Meßmarken (14,15) von Platten (36, 37) getragen werden, welche in einer ersten zu der Ebene (P.,) parallelen Richtung (y) auf einem Rahmen (38) gleiten können, welcher in das Gestell (8) so eingebaut ist. daß er in einer zweiten zu der ersten Richtung (y) senkrechten und zu der Ebene (P.,) paral'elen Richtung (λ:) verschieblich ist.

5. Photogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dal', jede

mechanische Verbindung (34, 35) einen teleskopischen Stab (41, 42) aufweist, welcher an einem Ende an einen Festpunkt (45, 46) des Gestells (8) und an seinem anderen Ende an einen Festpunkt (47, 48) des beweglichen Sockels (11) angelenkt ist, wobei die Lichtquelle (9,10) an diesen Stab (41,42) mit Hilfe eines Parallelogramms (4t, 196, 49, Si; 42, 206, 50, 52) angelenkt ist, derart, daß das von der Lichtquelle (9,10) ausgesandte Lichtbündei (F., F₁) praktisch zu dem Stab (41, 42) parallel ist, wobei diese Stäbe (41 42) durch die die entsprechenden Meßmarken (14, 15) tragenden Platten (36,37) in Löchern (53, 54) treten, in welchen sie gleiten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ,

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