DE19950465A1

DE19950465A1 - Vorrichtung zur ferngesteuerten Aufnahme von Luftbildern hoher Auflösung

Info

Publication number: DE19950465A1
Application number: DE1999150465
Authority: DE
Inventors: Michael Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2000-11-02

Abstract

Luftbilder hoher Auflösung, insbesondere von Gebäuden, konnten bisher nur von Kleinflugzeugen oder Helikoptern aufgenommen werden. An Bord sind mindestens zwei Besatzungsmitglieder - Pilot und Luftbildfotograf. Dieses Verfahren ist aufwendig und kostspielig. Die neue Vorrichtung soll den technischen und personellen Aufwand reduzieren und Betriebskosten senken. DOLLAR A An einer Seilwinde (13) hängt ein mit Heliumgas gefüllter, kleiner Fesselballon (1) und transportiert einen Montagerahmen (5) mit Leitwerk (6), Akku (7), Luftbildkamera (2), Videokameramodul (3), Mehrkanalfunkempfänger (8), Getriebemotoren (9, 10) und Servos (11, 12) in 20 bis 500 Meter Höhe. Am Sucher der Luftbildkamera (2) ist ein Videokameramodul (3) montiert, dessen Videosignal zu einem Monitor (4) am Boden gefunkt wird. Vom Boden sendet eine Funkfernsteuerung (15) die Steuersignale an die Mehrkanalfunkempfänger (9, 14) für Seilwinde (13), Getriebemotoren (9, 10) und Servos (11, 12). Getriebemotoren (9, 10) richten die Luftbildkamera (2) aus. Servos (11, 12) betätigen Zoomobjektiv (16) und Auslöser. Die Vorrichtung ist von einer Person zu bedienen. Luftbilder werden mit geringerem technischen und personellen Aufwand und niedrigeren Betriebskosten aufgenommen. DOLLAR A Aufnahme von Luftbildern hoher Auflösung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ferngesteuerten Aufnahme von Luftbildern hoher Auflösung aus geringer Höhe (20-500 Meter), insbesondere von Gebäuden, Dörfern, Städten und Landschaften. Solche Luftbilder werden in der Regel bisher nur mit mehrköpfiger Besatzung von tieffliegenden Flugzeugen und Helikoptern, verbunden mit hohem technischen Aufwand und hohen Betriebskosten aufgenommen.

Weiterer Aufwand ist erforderlich, um bei Flugzeugen den Einfluß der Eigenbewegung auf die Luftbildaufnahme zu kompensieren. Damit befassen sich z. B. die Druckschriften DE 36 21 897 A1, DE 37 08 683 A1 und DE 40 07 713 C2. Die Nutzung und der Vertrieb solcher mit großem Aufwand gewonnener Luftbilder sind daher bisher weitgehend auf gewerbliche Kunden be schränkt.

In der Druckschrift DE 197 19 620 A1 wird ein Verfahren zur Erstellung, Bearbeitung und Nutzung von Luftbildaufnahmen vorgestellt, das ein flächendeckendes Angebot von Luftbildern durch Verbreitung über neue elektronische Medien (z. B. Internet) verspricht. Für bestimmte gewerbliche und planerische Anwendungen, bei denen es nicht auf hohe Auflösung und damit hohe Bildqualität ankommt, mag dieses Verfahren genügen. Für Aufnahmen, die auch höchsten Ansprüchen gerecht werden sollen, muß jedes Objekt, insbesondere jedes Gebäude mit einer hochauflösenden Kamera aufgenommen werden. Dies bedeutet in der Praxis, daß jedes Objekt gezielt angeflogen werden muß, wodurch wiederum die oben erwähnten hohen Betriebskosten anfallen.

Die in den Druckschriften DE 196 45 981 C2 und DE 44 36 419 A1 vorgestellten Vorrichtungen und Verfahren beziehen sich auf vom Boden aus funkferngesteuerte Fluggeräte (Drohnen, Modellsegelflugzeuge mit E-Antrieb). Drohnen sind ferngesteuerte Fluggeräte, die zur zivilen oder militärischen Überwachung und Aufklärung von unübersichtlichen Geländen eingesetzt werden. Sie sind betriebstechnisch noch aufwendiger als normale Kleinflugzeuge, die zur Luftbildaufnahme aus geringer Höhe eingesetzt werden. Außerdem sind sie nicht darauf ausge legt, Luftbilder von hoher fotografischer Auflösung zu liefern, weil sie sich viel zu schnell bewegen. Ferngesteuerte Modellsegelflugzeuge haben auch bei geringer Flughöhe eine nicht zu vernachlässigende Lateralgeschwindigkeit. Dies erschwert auch die exakte Einstellung des Aufnahmeobjektes, daher ist dieses Verfahren wohl nur zur Erstellung von Übersichtsaufnahmen geeignet. Außerdem ist die Person, die die Fernsteuerung des Modellflugzeuges bedient, mit dem Manövrieren des Modellflugzeuges schon ausgelastet.

Da für alle vorgenannten Verfahren in der Praxis das Problem besteht, ein bestimmtes Aufnahme objekt nicht in aller Ruhe einstellen zu können, wird oft ein wesentlich größerer Bereich um das Aufnahmeobjekt abgelichtet. Das eigentliche Objekt muß dann später auf fototechnischem Wege aus der Rohaufnahme ausgeschnitten werden, wodurch einiges an Auflösungsqualität des Luftbildes verloren geht.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur ferngesteuerten Aufnahme von Luftbildern hoher Auflösung zu entwickeln, die mit erheblich geringerem personellen und betriebstechnischen Aufwand bedient werden kann, und die der bedienenden Person die nötige Ruhe und Zeit läßt, den Bildausschnitt für das Aufnahmeobjekt bereits bei der Aufnahme exakt einzustellen und damit das maximale Auflösungsvermögen des verwendeten Abbildungsmediums auszuschöpfen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe einer an einem mit Heliumgas gefüllten Fesselballon (1) hängenden, funkferngesteuerten Luftbildkamera (2), deren Sucherbild durch ein Videokameramodul (3) per Funksignal zu einem Monitor (4) am Boden übertragen wird, gelöst. Dadurch kann vom Boden aus das Motiv der Luftbildkamera genau eingestellt werden. Die Vorrichtung ist von einer Person zu bedienen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Montagerahmen (5), an dem die Luftbildkamera (2) befestigt ist, durch ein Leitwerk (6) in seiner räumlichen Lage stabilisiert. Der Montagerahmen und das Leitwerk werden aus Aluminium, glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), Kohlenstoffaser oder einem beliebigen anderen Material mit hoher Stabilität und geringem Gewicht gefertigt. Der Fesselballon kann auch in Form eines Zeppelins ausgeführt werden, dessen horizontale und vertikale Heckleitwerke in der Ballonform integriert sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt die Vorrichtung mit allen wesentlichen Komponenten. Nach Befüllen des Fesselballons (1) mit einer ausreichenden Menge Ballongas wird die oben beschrie bene Nutzlast daran befestigt. Der Fesselballon (1) mit Nutzlast wird über ein Seil mit der Winde (13) verbunden. Diese Seilwinde (13) ist durch einen Mehrkanalfunkempfänger (14) von der Funkfernsteuerung (15) aus bedienbar. Die Getriebemotoren (9, 10) und Servos (11, 12) sind durch den Mehrkanalfunkempfänger (8) ebenfalls von der Funkfernsteuerung (15) aus bedienbar. Alle weitere Bedienung erfolgt nun von der Funkfernsteuerung (15) mit integriertem Monitor (4). Die Seilwinde (13) wird betätigt, bis der Fesselballon (1) die gewünschte Höhe erreicht hat. Durch das Leitwerk des Fesselballons nimmt die Vorrichtung eine stabile Lage in der Luft ein. Die Getriebemotoren und der Servo (12) des Zoomobjektivs (16) werden nun solange betätigt, bis auf dem Monitor (4) das gewünschte Fotomotiv eingestellt ist. Dann wird der Servo (11) des Auslösers der Luftbildkamera (2) betätigt und das Luftbild aufgenommen. Im Falle der Verwen dung einer fotografischen Emulsion hat die Luftbildkamera (2) einen automatischen Film transport, sodaß die Luftbildkamera (2) nun für die Aufnahme des nächsten Objektes bereit ist. Nach Aufnahme aller gewünschten Objekte wird der Fesselballon (1) über die Seilwinde (13) wieder eingeholt.

Claims

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Luftbildern hoher Auflösung aus geringer Flughöhe von Objekten, wie Gebäuden, Dörfern, Städten, Landschaften, dadurch gekennzeichnet, daß das Sucherbild einer vom Boden funkferngesteuerten Luftbildkamera (2), die an einem Fesselballon (1) hängt, durch ein Videokameramodul (3) per Funksignal zu einem Monitor (4) am Boden übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbildkamera (2) in einem Montagerahmen befestigt ist, wodurch die Luftbildkamera (2) beliebig um eine horizontale und eine vertikale Achse durch vom Boden aus funkferngesteuerte Getriebemotoren (9, 10) ausgerich tet werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbildkamera (2) ein Zoomobjektiv (16) hat, welches vom Boden aus funkferngesteuert werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser der Luftbildkamera (2) vom Boden aus funkferngesteuert werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbildkamera (2) den Film mit der fotografischen Emulsion nach jeder Aufnahme automatisch weitertransportiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbildkamera (2) eine elektronische Digitalkamera ist mit einem hochauflösenden CCD (Charge Coupled Device) und einem digitalem Festspeicher RAM (Random Access Memory), der mehrere Bilder zwischen speichern kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbildkamera (2) als Digitalkamera die elektronischen Bilder automatisch per Funk an einen digitalen Empfänger (Computer) am Boden überträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagerahmen (5) aus Aluminium oder GFK (glasfaserverstärktem Kunststoff) oder Kohlenstoffaser oder einem beliebigen anderen Material mit hoher Stabilität und geringem Gewicht gefertigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fesselballon (1) die Form eines Zeppelins hat, dessen horizontale und vertikale Heckleitwerke in der Ballonform integriert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fesselballon (1) mit einer vom Boden aus funkferngesteuerten Seilwinde (13) auf- und abbewegt werden kann.