DE2223381C3 - Verfahren zur Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern und Stereo-Auswertegerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art

Aus dem Aufsatz »Coherent Optical Parallel Processing« von K r u I i k ο s k i et aU veröffentlicht im Bendix Technical Journal, Sommer 1968, Seiten 59—65, ist ein solches Verfahren beschrieben. Aus dem von dem zweiten Stereobild modulierten Licht wird mit Hilfe einer Schlitzblende ein Lichtstreifen ausgeblendet und der ausgeblendete LichU'reifen einer eindimensionalen Fourier-Transformation unterzogen. Der Schlitz erstreckt sich senkrecht zur Stereogrundlinie des Stereobildpaares. Die sich ergebende Lichtverteilung wird auf ein eindimensionales Fourier-Hologramm des ersten Stereobildes gelenkt, das zuvor erstellt worden ist Die Fourier-Multiplikation der Fourier-Transformierten des aus dem zweiten Stereobild austretenden Lichtes mit der eindimensionalen Fourier-Transformierten des ersten Stereobildes führt in der Meßebene zum Aufbau einer Linie, welche die Parallaxe längs des durch den w> Schlitz auf dem zweiten Stereobild bestimmten Bereiches darstellt. Bei der Aufnahme der Stereobilder können diese bzw. die bei der Aufnahme benutzten Kameras bezüglich der Stereogrundlinie gegeneinander verdreht sein, so daß die beiden Stereobilder nicht coplanar zueinander sind. Der Hauptnachteil des bekannten Verfahrens b?steht nun darin, daß bei der Auswertung solcher nicht coplanarer Stereobilder in der Meßebene eine gebrochene oder in Abschnitte unterteilte Ausgangslinie for die Bildpqrallaxe aufgebaut wird, Es ist nicht möglich, festzustellen, welches Segment des zweiten Stereobildes längs des schmalen Schlitzes der Schlitzblende durch einen bestimmten Abschnitt der gebrochenen Ausgangs- bzw. Meßlinie dargestellt wird. Daher kann das bekannte Verfahren nur bei der Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern eingesetzt werden, die coplanar, d.h. nicht gegeneinander verdreht, sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten coplanaren oder nicht coplanaren Stereobildern ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt also die Parallaxenmessung durch Multiplikation der Fourier-Transiormierten jeweils eines einzigen Punktes des zweiten Stereobildes oder einer kleinen Fläche auf diesem Stereobild mit dem Fourier-Hologramm des zweiten Stereobildes. Diese Multiplikation führt zu dem sich vom Hologramm fort erstreckenden Produktstrahl. Die Laufrichtung des Produktstrahls ist ein Maß für die Bildparallaxe zwischen dem Punkt bzw. der kleinen Fläche auf dem ersten Stereobild und dem konjugierten Punkt bzw. der konjugierten kleinen Fläche auf dem zweiten Stereobild. Das Fourier-Hologramm des ersten Stereobildes ist ein zweidimensionales Muster oder eine dieses Muster wiedergebende Datenfolge. Das zweidimensional Muster stellt die Summe zweier Wellenfelder dar, von denen das eine ein von einer Lichtquelle ausgehendes Bezugswellenfeld ist und das andere Wellenfeld die Fourier-Transformierte eines das Stereobild darstellenden Wellenfeldes ist. Ein solches Fourier-Hologramm eines Stereobildes stellt sowohl die Amplitude als auch die Phase der Fourier-Transformierten des Stereobildes dar. Mit anderen Worten: Ein Fourier-Hologramm eines Stereobildes ist ein Interferenzbild für die X- und V-Koordinaten eines jeden Punktes dieses Stereobildes.

Die Maßnahmen gemäß Anspruch 2 ermöglichen die Erstellung eines Fourier-Hologramms, das die X- V-Koordinaten eines jeden Punktes des ersten Stereobildes darstellt. Das auf das erste Stereobild gerichtete cohärente Licht, vorzugsweise ein kollimierter Laserlichtstrahl, wird durch die Bildinformation moduliert, so daß die Bildinformation dem Lichtstrahl aufgeprägt wird. Der modulierte Lichtstrahl wird durch die Linsenbaugruppe, die von einer sphärischen Linse gebildet sein kann, fourier-transformiert. In der bildseitigen Brennebene der sphärischen Linse wird ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger angeordnet derart, daß der modulierte und fourier-transfoimierte Strahl mit einem Bezugsstrahl ein Interferenzmuster aufbauen kann, das auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird. Bei der Erstellung des Fourier-Hologramms wird die Winkelrichtung zwischen dem Stereobild und dem Aufzeichnungsträger sorgfältig gemessen, so daß die Orientierung des Interferenzmusters auf dem Aufzeichnungsträger bekannt ist. Diese Messung wird so di rrhgeführt, daß die Bildkoordinaten des aufgezeichneten Hologramms, d. h. die Projektion der X- und K-Koordinatenachsen des zweiten Stereobildes auf dem Aufzeichnungsträger während der

Erstellung des Hologramms bekannt sind. Damit können bei der anschließenden Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern die Bildkoordinatenrichtungen des aufgezeichneten Hologramms mit den Koordinatenachsen des zweiten Stereobildes gefluchtet werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Produktstrahl eine Meßebene schneidet, die sich senkrecht zu einer durch den Koordinatenanfangspunkt des Hologramms laufenden Linie erstreckt, wobei der Winkel zwischen der Linie und der durch den Koordinalenanfangspupkt des Hologramms verlaufenden Normalen gleich dem Winkel zwischen der Normalen und dem bei der Erstellung des Fourier-Hoiogramms verwendeten zweiten Strahls ist und der Schnittpunkt der Linie mit der Meßebene den X- K-Koordinatenanfangspunkt auf der Meßebene bestimmt.

Hierbei ist es zweckmäßig, daß der Produktstrahl durch eine Fokussiereinrichtung auf die Meßebenc fokussiert wird und aus der gemessenen Laufrichtung des Produktstrahls die dem aufbelichteten Punkt des zweiten Stereobildes zugeordneten X- Y-Parallaxen gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:

wobei Ap_x und zip, die X-Parallaxe bzw. die K-Parallaxe ist, X und Y die Koordinaten des Auftreffpunktes des Produktstrahls auf der Meßebene sind, f* die Brennweite der Fokussierungseinrichtung für die Fokussierung des Produktstrahls auf die Meßebene ist und f, die Brennweite der Fourier-Transformationseinrichtung ist, die bei Erzeugung der Fourier-Transformierten jeweils eines einzigen Punktes des zweiten Stereobildes mittels des auf das zweite Stereobild auffallenden dünnen Lichtstrahls eingesetzt wird.

Gerät 10 umfaßt eine Laserquelle Ϊ4, welche einen dünnen Laserstrahl 16 auf einen halbdurchlässigen Spiegel 18 wirft. Die beiden Ausgangsstrahlen 20 und 22 verlassen den halbdurchlässigen Spiegel. In den Bahnen der Strahlen 20 und 22 liegen zwei jeweils gleiche Objektivlinsen 24 und Kollimationslinsen 26, um diese Strahlen aufzuweiten und anschließend zu kollimieren. Das Stereobild 12 ist so angeordnet, daß es den kollimierten Strahl 20 nach der Umlenkung durch den

ίο Spiegel 52 empfangen und modulieren kann. Das Bild 12 ist auf dem Bildwagen 28 angebracht, der die Grundplatte 30 mit dem Innenteil 3ΐ zur Halterung des Stereobildes 12 enthält, welches im Außenteil 34 drehbar gelagert ist. Somit ermöglichen die beiden Teile

r, 32 und 34 der Grundplatte 30, daß das Stereobild 12 durch Betätigung der Schraube 36 um die Achse des kollimierten Strahls 20 gedreht werden kann. Zur Bewegung des Stereobildes 12 längs der gezeigten V-Achse ist die Grundplatte 30 an der Schraube 38 für die V-Achse angebracht, die ihrerseits auf der Schraube 40 für die X-Achse montiert ist, um das Stereobild in der gezeigten X-Achse zu bewegen. Die Schrauben 36, 38 und 40 werden durch Bewegungsvorrichtungen 42 wie Servomotoren oder Handräder angetrieben. Strahlenausgangsseitig vom Stereobild 12 ist die sphärische Linse 44 angeordnet, um von diesem Stereobild den modulieren Lichtstrahl 20 aufzunehmen und die Fouriertransformierte dieses Lichtstrahls zu bilden. In der bildseitigen Brennebene der sphärischen Linse 44 ist

jo ein Registrierfilm 46 angeordnet. Die beiden Spiegel 48 und 50 lenken den Bezugsstrahl 22 so, daß er das Licht der Linse 44 in der Nähe des Registrierfilms 46 schneidet und interferiert. Die beiden Spiegel 48 und 50 sind vorgesehen, damit die Strahlen 20 und 22

j5 annähernd die gleiche Weglänge durchmessen und damit miteinander interferieren und ein Hologramm bilden können.

Der Verschluß 54 ist so angeordnet, daß er das Laserlicht von der Quelle 14 empfängt und dessen Fortpflanzung sperrt, wenn kein Hologramm aufgenommen wird, beispielsweise während der Vororientie-

uie nrimuuiig nuinet mcii aucii am cm

wertegerät gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 8.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei der Herstellung des Fourier-Hoiogramms der durch das erste Bild modulierte Lichtstrahl und der Bezugsstrahl durch Strahlteilung aus einem kohärenten Ausgangsstrahl abgeleitet werden und der Ausgangsstrahl in vorgegebener Richtung polarisiert wird.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren genauer erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Gerätes zur Erstellung eines Fourier-Hoiogramms eines durchsichtigen Stereobildes, das sich beispielsweise auf einem photographischen Film befindet, und

F i g. 2 eine perspektivische schematische Ansicht eines Gerätes zur Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern, wobei ein von dem ersten Stereobild mit Hilfe des Gerätes gemäß F i g. 1 erstelltes Fourier-Hologramm und das andere Stereobild des Stereobildpaares zum Einsatz kommt.

Die Fig. 1 zeigt das Gerät zur Erstellung eines Fourier-HologTamms eines ersten Stereobildes 12. Das Lichtstrahlen überbelichtet, die auf ihn zu anderen Zeitpunkten auftreffen. Ein Verzögerungsmodulator für Laserlicht 56 ist zwischen dem Verschluß 54 und dem halbdurchlässigen Spiegel 18 angeordnet, um die Polarisationsrichtung des Strahles 16 und damit auch die Polarisationsrichtung der Strahlen 20 und 22 zu drehen. Die Polarisationsrichtung dieser beiden Strahlen muß gedreht werden, da das Stereobild 12, oder genauer der fotographische Film, auf dem sich das Bild befindet, die Polarisationsrichtung aller auf dem Film auftreffenden Laserstrahlen dreht, ausgenommen des in einer bestimmten Richtung polarisierten Laserstrahls. Die durch den fotographischen Film nicht gedrehte Polarisationsrichtung ist für verschiedene Filme verschieden und wird während der Herstellung des Films ermittelt. Wenn die Polarisationsrichtung des Strahls 20 gegenüber der des Strahls 22 gedreht wird, dann geht die Kohärenz zwischen den beiden Strahlen verloren und sie interferieren nicht miteinander. Somit dient der Lichtmodulator 56 zur Polarisierung der Strahlen 20 und 22 in einer solchen Richtung, daß die Polarisationsrichtung des Strahls 20 nicht durch das Stereobild 12 gedreht werden kann. Ein eigener Heüigkeitsregler 58 ist im Gang der Strahlen 20 und 22 angeordnet, so daß der Bezugsstrahl 22 am Registrierfilm 46 mit der gleichen Helligkeit auftreffen kann und wegen der durch

das Stereobild 12 verursachten Dämpfung des Strahles 20 nicht heller ist als dieser. Der Helligkeitsregler 58 gestattet auch die Bildung eines Hologramms, dessen Helligkeit annähernd gleich ist der Helligkeit des zweiten Stereobildes der durch das Stereobild 12 dargestellten topographischen Aufnahme. Zur Messung der Bildparallaxe wird dieses zweite Stereobild mit dem durch das Gerät 10 aufgenommenen Hologramm verglichen.

Für den Betrieb wird das Stereobild 12 im Wagen 28 angebracht, und seine Stellung wird mit Hilfe der Schrauben 36, 38 und 40 so justiert, daß der kollimierte Strahl 20 der Linse 26 das gesamte Stereobild 12 ausleuchtet. Das Stereobild 12 wird auch so ausgerichtet, daß es genau mit dem Registrierfilm 46 fluchtet. Diese Fluchtung oder Ausrichtung wird durch die Bedienung gemessen, so daß sie die Orientierung aus dem auf dem film 46 aufgenommenen Fouricr-transformierten Hologramm erkennt, d.h. sie kennt die Orientierung der Projektion der Koordinatenachsen X und Kdcs Stereobildes 12 auf dem Registrierfilm 46. Die Ausrichtung des Stereobildes 12 und des Regislrierfilms 46 muß festgelegt werden, damit anschließend das foiiriertransformicrte Hologramm des Stereobildes 12 mit dem zweiten Stereobild der durch das Stereobild 12 dargestellten topographischen Aufnahme zur Fluchtung gebracht und die Parallaxe gemessen werden kann.

Anschließend wird die Polarisationsrichtung der Strahlen 20 und 22 mit dem Modulator 56 eingestellt. Die Strahlen werden in einer solchen Richtung polarisiert, daß die Polarisalionsrichtung des Strahles 20 durch das Bild 12 nicht gedreht werden kann, wenn zur Aufnahme des Strahles 20 ein Bildzerleger oder Zerstreuungsprisma (nicht gezeigt) nahe dem Film 46 angeordnet wird. Ein Zerstreuungsprisma ist eine bekannte Einrichtung mit einer bestimmten Polarisationsrichtung, das kein polarisiertes Licht durchläßt, dessen Polarisationsrichtung gegenüber der vorgegebenen Richtung um 90° versetzt ist. Das Zerstreuungsprisma ist so angeordnet, daß es kein Licht durchläßt, das in der durch den Modulator 56 vorgegebenen Richtung oisri-iCrl !**

vom Zerstreuungsprisma empfangen wird, dann weiß man, daß da: Bild 12 die Polarisationsrichtung des Strahles 20 gedreht hat und daß dieser nicht in der Richtung polarisiert ist, in der er durch das Bild 12 nicht beeinflußt wird. Die durch den Modulator 56 gegebene Polarisationsrichtung wird wie die Ausrichtung des Zei Streuungsprismas gedreht, so daß dieses kein in der durch den Modulator 56 vorgegebenen Richtung polarisiertes Licht durchläßt. Wird vom Zerstreuungsprisma kein Licht durchgelassen, dann weiß man, daß die Polarisationsrichtung der Strahlen 20 und 22 so liegt, daß das Bild 12 die Polarisationsrichtung des Strahles 20 nicht dreht und damit die Kohärenz zwischen den beiden Strahlen zerstört.

Dann werden die Helligkeitsregler 58 entsprechend eingestellt und der Verschluß 54 betätigt, damit sich das Licht zum Registrierfilm 46 fortpflanzen kann. Das Stereobild 12 beugt den kollimierten Strahl 20 und überträgt damit Bilddaten an den Strahl. Der gebeugte Strahl trifft auf die sphärische Linse auf, die aus ihm die Fouriersche Transformation bildet. Von der Linse 44 wird der Lichtstrahl auf den Registrierfilm 46 gelenkt. Der Bezugsstrahl 22 wird durch die Spiegel 48 und 50 so gelenkt, daß er den Strahl 20 schneidet und mit diesem nahe dem Registrierfilm 46 interferiert und damit ein Interferenzbild oder Hologramm 60 bildet, das auf dem Film 46 aufgenommen wird. Da sich der Registrierfilm 46 (Fig. I) an der bildseitigen Brennebene der Linse 44 befindet, trifft der gebeugte und Fouricr-lransformierte Strahl 18 nur auf einen Punkt oder eine kleine Fläche

-> auf. Das Fourier-transformierte Hologramm 60 wird somit nur auf einem kleinen Teil des Films 46 aufgenommen. Jedoch werden die Koordinaten A"und Y eines jeden Punktes auf dem Stereobild 12 durch das aufgezeichnete Hologramm 60 dargestellt.

in F i g. 2 zeigt das Gerät zur Abgabe eines Ausgangssignals für die Bildparallaxc unter Verwendung des durch das Gerät 10 aufgenommenen I'ouricr-transformierten Hologramms 60. Das Gerät ist mit dem Wagen 64 für das zweite Stereobild 66 bestückt. Das Stereobild

π 66 gibt die durch das Stereobild 12 dargestellte topographische Aufnahme von einem anderen Aussichtspunkt aus wieder. Der Wagen 64 ist dem in F i g. 1 gezeigten Wagen 28 für das Stereobild 12 identisch. Der Wagen 64 gesiaiiei es, üäs Siercübiiu GG genau mit dem

:o aufgenommenen Hologramm 60 zu fluchten. Die Laserstrahlquclle 68 gibt den dünnen Laserstrahl 70 ab, der auf einen Punkt oder eine kleine Fläche wie den Punkt 72 des Stereobildes 66 auftrifft. Zwischen diesem Stereobild und der Laserstrahlquelle 68 ist der Wagen

_'i 74 zur Abtastung des Strahles 70 am Stereobild 66 angeordnet. Der Wagen 74 ist mit den beiden Schrauben 76 und 78 für die Y-Achse und Λ-Achse ausgestattet, wobei die Schraube 76 auf der Schraube 78 angebracht ist. Die beiden Rhombusprismen 80 und 82 sind durch

in die hohle Kupplungsmuffe 84 miteinander verbunden, die ermöglicht, daß diese Prismen gegeneinander verdreht werden können. Das Ende 86 des Prismas 80 ist durch den Träger 88 drehbar am Wagen 74 befestigt und kann jedoch nicht verschoben werden. Der von der

S) Quelle 68 ausgesandte Laserstrahl 70 tritt am Ende 86 in das Prisma ein. Das Prisma 80 leitet den eingetretenen Laserstrahl 70 durch die Hohlmuffe 84 an das Prisma 82 weiter. Der Strahl durchläuft das Prisma 82 und wird von dessen Ende 90 aus auf das Stereobild 66 projiziert.

mi Das Ende 90 des Prismas 82 ist mit Hilfe des zweiten Trägers 92 am Wagen 94 drehbar befestigt, wobei dieser Wacrpn auf Her Schraube 76 für die Y-Achse fährt. Das Ende 90 des Prismas 82 kann somit durch eine Verstellung der Schrauben 76 und 80 für die X- und

4> Y-Achse so bewegt werden, daß er den Strahl 70 am Stereobild 66 abgreift und bewirkt, daß der Strahl auf jeden beliebigen Punkt des Stereobildes auftrifft.

Die sphärische Linse 94 empfängt das Licht vom Stereobild 66, bildet aus dem empfangenen Licht die

■ίο Fouriersche Transformation und fokussiert den Lichtstrahl auf das Hologramm 60. Das Hologramm 60 ist in der bildseitigen Ebene der Linse 94 angeordnet. Der auf das Hologramm 60 auftreffende Fourier-transformierte Strahl 70 wird mit der Information des Hologramms 60 multipliziert, wobei sich das Signalprodukt 96 vom Hologramm aus fortpflanzt. Das Signalprodukt 96 ist ein paarweise zugeordnetes Bildsignal. Ferner bewirkt auch der auf das Hologramm 60 auftreffende Fouriertransformierte Strahl 70, daß andere Signalprodukte vom Hologramm abgestrahlt werden. Diese Signale pflanzen sichauf den Bahnen 98 und 100 fort. Damit sind diese anderen Signale genügend gegenüber dem Signalprodukt 96 räumlich versetzt, so daß sie mit diesem Signal nicht interferieren können oder Fehlanzeigen an das Gerät zur Messung der Fortpflanzungsrichtung des Signals % abgeben können. Das Signalprodukt 96 pflanzt sich in der allgemeinen Richtung der Bahn 102 fort, und die Versetzung der Fortpflanzungs-

richtung des Signals 96 gegenüber der Bahn oder Linie 102 ergibt eine Anzeige für die Bildparallaxe. Die Linie 102 durchläuft das Hologramm 60, d. h. durch den Mittelpunkt des Registrierfilms 46 und trifft auf diesen Film in einem Winkel auf, der gleich ist dem Winkel, mit welchem der Bezugsstrahl 22 auf den Film 46 während der Aufnahme des Hologramms auftraf. Zur Messung der Fortpflanzungsrichtung des Signalprodukts 96 ist die Linse 104 auf der Linie 102 angeordnet, um das Signal 96 auf einen Punkt in der Meßebene 106 zu fokussieren. Die Meßebene 106 liegt senkrecht zur Linie 102. Die Stelle, an welcher das Produktsignal 96 auf die Ebene 106 auftrifft, wird durch den auf dem Wagen 110 angebrachten Fotodetektor 108 gemessen, der die Meßebene 106 überstreicht und abtastet. Beim Empfang des Signals 96 gibr der Detektor 108 ein elektrisches Alisgangssignal an den Schreiber 112 ab. Bei Anliegen des Signals vom Fotodetektor 108 zeichnet der Schreiber 112 die Stellung der Schrauben für die X- und K-Achse des Wagens 110 auf und hält damit die Koordinaten X und Y in der Stellung, in welcher der Detektor 108 das Signal 96 empfängt. Die Koordinaten X und K werden mit Bezug auf die Stelle gemessen, an welcher die Linie 102 die Ebene 106 schneidet. Die Versetzung des Signals 96 in der X-Achse der Ebene 106 stellt ein Maß für die X-Parallaxe und die Versetzung in der K-Achse der Ebene 106 ein Maß für die K-Parallaxe dar. Je größer die Versetzung des Signals % gegenüber dem Koordinatenausgangspunkt der Achse in der Ebene 106 ist, umso größer ist die Bildparallaxe zwischen dem Punkt 72 auf dem Stereobild 66 und dem zugeordneten Punkt auf dem Stereobild 12. Am Schreiber 112 liegen auch Signale von den Antriebsmotoren des Wagens 74 an, die er zur Abgabe von Ausgangssignalen zur Anzeige dafür verwendet, welche Punkte in der topographischen Aufnahme des Stereobildes 66 durch Parallaxenmessungen dargestellt werden.

Für den Betrieb wird das Stereobild 66 im Wagen 64 montiert, der so eingestellt wird, daß das Stereobild 66 mit dem aufgenommenen Hologramm 60 fluchtet. Das heißt, die Koordinaten X und Y des Bildes 66 werden

—,:. a— ν—. ι: .— ν ..-Λ ν A_nr- ο..Γ_πη*,^

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Hologramms zur Fluchtung gebracht, so daß die beiden Koordinatenachsen gegeneinander nicht verdreht sind. Diese Ausrichtung wird bezüglich der Z-Achse des Stereobildes 66 oder des Hologramms 60 gemessen, d. h. anhand einer zur Ebene des Stereobildes 66 oder des Hologramms 60 senkrechten Achse. Nach der Ausrichtung des Stereobildes 66 und des Hologramms 60 wird der Laserstrahl 70 von der Quelle 68 durch die Prismen 80 und 82 auf einen Punkt oder eine kleine Fläche 72 auf dem Stereobild 66 gelenkt. Das Bild 66 moduliert den Strahl 70 und überträgt damit die Bilddaten für den Punkt 72 auf den Strahl. Der modulierte Strahl gelangt an die sphärische Linse 94, welche aus ihm die Fouriersche Transformation bildet und ihn dann zum aufgenommenen Hologramm 60 weiterleitet. Der auf das Hologramm 60 auftreffcndc Fourier-transformierte Strahl 70 bewirkt eine Fortpflanzung des Signals 96 vom Hologramm aus. Die Linse 104 fokussiert das Signal auf die Meßebene 106. Die Fortpflanzungsrichtung des Signals 96. d. h. die Differenz zwischen der Stelle, an welcher die Linie 102 die Ebene 106 schneidet, und der Stelle, an welcher das Signal 96 auf diese Ebene auftrifft. wird durch den über die Ebene 106 geführten Detektor iOS gemessen. Bei Empfang des Signals 9C gibt der Detektor 108 ein Ausgangssignal an den Schreiber 112 ab. Dieses vom Detektor 108 an den Schreiber 112 übertragene Signal bewirkt, daß dieser die Stellungen der Schrauben für die X- und K-Achse des Wagens 110 aufzeichnet und damit auch die Koordinaten X und Y des Detektors 108. Die gemessenen Koordinaten X und Y des Signals 96 dienen dann zur Berechnung der Parallaxe nach der vorstehenden Gleichung. Parallaxenmcssungen werden für verschiedene Punkte auf dem Stereobild 66 durch Bewegung der Prismen 80 und 82 vorgenommen, wodurch der Strahl 70 über das Stereobild 66 geführt wird. Punkte auf einem Stereobild, die Punkte verschiedener Höhe in einer topographischen Aufnahme darstellen, besitzen verschiedene Prallaxenwene und bewirken damit, daß sich das Signalprodukt 96 in verschiedenen Richtungen fortpflanzt. Diese Richtungen werden gemessen, um die Differenzen der Parallaxe und Höhe der verschiedenen Punkte zu ermitteln.

Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich. Beispielsweise kann der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Registrerfilm 46 c!Mr^h pinen Phntnrhrnmfilm oder einen Fotonolymerfilm ersetzt werden, und die in den F i g. 1 und 2 getrennt gezeigten Geräte können vereinigt werden, um eine Vorrichtung für Echtzeitmessungen der Bildparallaxe zu schaffen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuiicen

Claims (13)

1. Patentansprüche;

   U Verfahren zur Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildem, bei dem zunächst von dem ersten Stereobild ein Fourier-Hologramm erstellt und bei der Messung von dem zweiten Stereobild moduliertes Licht fourier-transformiert wird und auf das Fourier-Hologramm des ersten Stereobildes gelenkt I ο wird, um eine Fourier-Multiplikation zu bewirken und das aus dem Hologramm austretende Licht zur Bestimmung der Parallaxe benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem ersten Stereobild (12) ein Fourier-Hologramm (60) erstellt wird, das die X- K-Koordinaten eines jeden Punktes des ersten Stereobildes (12) darstellt, daß mittels eines auf das zweite Stereobild (66) auffallenden dünnen Lichtstrahls (70) die Fourier-Transformierte jeweils eines einzigen Punktes erzeugt wird, daß die Laufrichtung eines aus dem Hologramm (60) austretenden Produktstrahls (96) gemessen wird, dessen Laufrichtung ein Maß für die Bildparallaxe des von dem dünnen Lichtstrahl (70) auf dem zweiten Stereobild (66) aufbelichteten Punktes (72) ist, und daß der dünne Lichtstrahl (70) über die interessierenden Punkte des zweiten Stereobildes (66) nacheinander geführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fourier-Hologramm (60) des jo ersten Stereobildes erstellt wird, indem ein Strahl (20) kohärenten Lichts in einer vorgegebenen Richtung derart polarisiert wi-.d, daß bei Auftreffen des ersten Strahls (20) auf das erste Stereobild (12) die Polarisationsrichtung unveri. idert bleibt, und auf das erste Bild (12) gelenkt wird, danach der durch das erste Bild modulierte Strahl durch eine Linsenbaugruppe (44) fourier-transformiert wird, im wesentlichen in der bildseitigen Brennebene der Linsenbaugruppe ein Aufzeichnungsträger (46) angeordnet wird und auf dem Aufzeichnungsträger (46) ein zweiter Strahl (22) kohärenten Lichts gelenkt wird, der mit dem durch das erste Bild modulierten und fourier-transformierten Strahl (20) interferierbar ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fourier-Hologramm (60) erstellt wird derart, daß seine X-V-Koordinaten winkelmäßig mit den X- V-Koordinaten des zweiten Stereobildes (66) ausgefluchtet sind, wobei die winkelmäßige Ausfluchtung bezüglich einer Achse χι bestimmt wird, die sich senkrecht zur X- und V-Achse des zweiten Stereobildes (66) erstreckt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von mehreren aus dem Hologramm (60) austretenden Produktstrahlen die « Laufrichtung eines Produktstrahls (96) gemessen wird, der nicht senkrecht zur Ebene des Hologramms verläuft.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktstrahl (96) M) eine Meßebene (106) schneidet, die sich senkrecht zu einer durch den Koordinatenanfangspunkt des Hologramms (60) laufenden Linie (102) erstreckt, wobei der Winkel zwischen der Linie (102) und der durch den Koordinatenanfangspunkt des HoIo- M gramms (60) verlaufenden Normalen (98) gleich dem Winkel zwischen der Normalen (98) und dem bei der Erstellung des Fourier-Hologramms (60) verwendeten zweiten Strahls (22) ist und der Schnittpunkt der Linie (102) mit der Meßebene (106) den X- K-Koordinatenanfangspunkt auf der Meßebene (106) bestimmt
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Produktstrahl (96) durch eine Fokussiereinrichtung (104) auf die Meßebene (106) fokussiert wird und aus der gemessenen Laufrichtung des Produktstrahls die dem aufbeikhteten Punkt (72) des zweiten Stereobildes (66) zugeordneten X- V-Parallaxen gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden:

   wobei Ap_x und Ap_y die .Y-Parallaxe bzw. die Y-Parallaxe ist, X und Y die Koordinaten des Auftreffpunktes des Produktstrahls (96) auf der Meßebene (106) sind, /_a die Brennweite der Fokussierungseinrichtung (104) für die Fokussierung des Produktstrahls (96) auf die Meßebene ist und f, die Brennweite der Fourier-Transformationseinrichtung (94) ist, die bei Erzeugung der Fourier-Transformierten jeweils eines einzigen Punktes des zweiten Stereobildes (66) mittels des auf das zweite Stereobild (66) auffallenden dünnen Lichtstrahls (70) eingesetzt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit des bei der Erzeugung des Fourier-Hologramms (60) eingesetzten Bezugsstrahls (22) gegenüber der Helligkeit des auf das ersten Stereobild (12) auffallenden Lichtstrahls (20) veränderbar ist, um die Intensität des Bezugsstrahls (22) an die Intensität des Lichtstrahls (20) nach Austritt aus dem ersten Stereobild (12) anzupassen.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Fourier-Hologramms (60) der durch das erste Bild (12) modulierte Lichtstrahl (20) und der Bezugsstrahl (22) durch Strahlteilung (18) aus einem kohärenten Ausgangsstrahl (16) abgeleitet werden und der Ausgangsstrahl (16) in vorgegebener Richtung (56) polarisiert wird.
9. 9. Stereo-Auswertegerät für die Messung der Parallaxe zwischen Punkten auf zwei einander zugeordneten Stereobildern, mit einem Träger für ein Fourier-Hologramm des ersten Stereobildes, einer vor dem Träger des zweiten Stereobildes angeordneten Lichtquelle, einer Einrichtung für die Fourier-Transformation des von dem zweiten Stereobild modulierten und auf das Fourier-Hologramm des ersten Stereobildes fallenden Lichtes und einer Einrichtung für die Erfassung des aus dem Hologramm austretenden Lichtes in einer Meßebene zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (68) im wesentlichen eine Punktlichtquelle ist, daß das Fourier-Hologramm (60) des ersten Stereobildes (12) ein die X- Y-Koordinaten eines jeden Punktes des ersten Stereobildes (12) darstellendes Hologramm ist, daß der Bildträger (32) des zweiten Stereobildes (66) derart verstellbar ist, daß es in den X- K-Koordinaten bezüglich des Hologramms aus-

   gefluchtet ist, und daß die Einrichtung zur Erfassung des aus dem Hologramm austretenden und auf die Meßebene fokussierenden Produktsignallichts (96) eine den Auftreffpunkt des Produktsignals auf die Meßebene erfassende Photodetektoreinrichtung (108) ist
10. 10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildträger (64) des zweiten Stereobildes (66) durch eine Antriebseinrichtung (42) um eine zur Bildebene senkrechte Achse drehbar und in zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen versetzbar ist
11. 11. Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fourier-Hologramm (60) und der Meßebene (106) eine Linse (104) zur Fokussierung des Produktstrahls (96) auf einen Punkt in der Meßebene (106) angeordnet ist
12. IZ Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die Photodetektoreinrichtung (108) auf einem Wagen (110) angeordnet ist und ausgangsseitig mit einem Schreiber (112) verbunden ist
13. 13. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle (68) und dem zweiten Stereobild (66) eine Kombination aus zwei Rhombusprismen (80, 82) angeordnet ist, die durch eine hohle Kupplungsmuffe (84) miteinander verbunden sind, die eine^Verdrehung der Prismen gegeneinander und den Obertritt eines Strahls von einem Prisma (80) zum anderen χ Prisma (82) ermöglicht, und daß die Prismenkombination (80, 82) derart auf einem Wagen (74) angeordnet ist, daß der aus dem anderen Prisma (82) austretende Strahl (70) auf einen beliebigen Punkt (72) des zweiten Stereobildes (66) lenkbar ist