DE2401606A1 - Vorrichtung zum herstellen von reihenluftbildaufnahmen - Google Patents

Description

Teiefon 5 58 05 86

Centre National d'Etudes
Spatiales

127-129 Rue de 1'Universite 14. Januar 1974

75 Paris, Frankreich Anwaltsakte M-2948

Vorrichtung zum Herstellen von Reihenluftbildaufnahmen

Die Erfindung betrifft die Fotografie, insbesondere eine Vorrichtung zum Herstellen von Reihenluftbildern, insbesondere von einer Ballongondel aus.

Zum Herstellen von Luftbildern, die anschließend vorteilhaft für vielfältige Zwecke ausgenutzt werden können, kann man mit hoch fliegenden Flugzeugen arbeiten, was vielfältige Probleme für die Verwirklichung der Vorrichtung aufwirft, oder mit Ballons, z.B. Stratosphärenballons, was viel leichter zu verwirklichen ist« Die Erfindung behandelt diese letztere Art von Vorrichtungen, ■ ' .

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Die vorhandenen Vorrichtungen, die zum Arbeiten in unter einer ballongondel aufgehängtem Zustand bestimmt „simi, haben zahlreiche Nachteile, sie sind nämlich schwer (etwa 22ü kg), sperrig und sehr teuer. Ihr übertriebenes Gewicht hat insbesondere seinen Grünt in der prinzipiellen Auslegung, nach der sie mit einer Einrichtung Versehen sind, die eine dauernde Drehung oder Drehmöglichkeit vorsehen.

Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß sie an einem senkrechten Zapfen an der Gondel aufgehängt sind, was bereits von sich aus Schwierigkeiten mit· sich bringt, da der Zapfen kräftig und untersucht sein muß, um unter den schwierigen Umgebungsbedingungen (niedrige Temperatur una hohes Vakuum) zu arbeiten, - und weil die Vorrichtung zum Drehen um den Zapfen gut ausgewuchtet sein muß. Daraus ergibt sich, daß die Vorrichtung insbesondere Orientierungs- und Visiersysteme (Hotor.Trägheitsrad) haben muß,, die ihrerseits schwer und sperrig sind. Es müssen wichtige Einrichtungen (Batterien) vorgesehen werden, die die Vorrichtung während des Flugs dauernd versorgen können und die ebenfalls schwer und sperrig sind. Das hohe Gewicht der gesamten Vorrichtung hat eine unangenehme Rückwirkung auf den Preis der ganzen Anlage, da in der Tat für den Start zum bequemen Arbeiten zwei Ballone vorgesehen werden müssen, wobei der Hilfsballon in einer bestimmten Höhe ausgeklinkt wird.

Mit diesen vorhandenen Vorrichtungen wird das Aufnehmen der Fotografien unmittelbar durch eine lokale eingebaute Uhr gesteuert. Da die Orientierung der Gondel von einer Fotografie zur folgenden

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sich ändert, wird im allgemeinen eine Folge von unterschiedlich orientierten übergreifenden Fotografien erhalten, die keine stereoskopische Interpretation mehr zuläßt.

Die Erfindung hat zum Ziel, die gerade angegebenen Nachteile zu beseitigen, d.h. sie beabsichtigt die Herstellung einer Vorrichtung, die viel leichter (etwa 12 kg) ist als die vorhandenen, weniger sperrig und viel billiger als diese (etwa zehnmal billiger) und die überdies die Herstellung einer Folge von Fotos mit der gleichen Orientierung gestattet sowie die stereoskopische Beobachtung zuläßt. Weitere Vorteile ergeben sich noch aus der Beschreibung: Robustheit, Einfachheit usw.

Diese Verbesserung konnte hauptsächlich aufgrund der Tatsache erhalten werden, daß mau sich darauf beschränkt, mit einer Wiederorientierung der Vorrichtung in periodisch wiederholten kurzen zeitlichen Intervallen zu arbeiten. Hierfür kann die Gondel unter Zwischenschaltung eines Zapfens ohne Begrenzung der Drehung aufgehängt werden. Die Vorrichtung wurde jedoch aus Kostengründen in der Weise ausgelegt, daß sie ohne Zapfen arbeiten kann, z.B. und vorzugsweise mit Hilfe eines Hakens oder einer ähnlichen Einrichtung.

Unter der Wirkung des Windes ist der Ballon Momenten ausgesetzt, die ihn um sich selbst mit einer Drehzahl von einigen Graden je Sekunde zum Drehen bringen. Das dauernde Ausrichten einer Gondel in einer festen Richtung (z.B. Magnetfeld) überträgt sich folglich über eine zunehmende Verdrehung des Aufhängeseils. Es

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muß dann ein Zapfen vorgesehen werden, dessen Rolle es ist, die Gondel vom Ballon abzukuppeln. Wenn im Gegensatz hierzu die Ausrichtung der Gondel nur während kurzer durch ausreichende Intervalle getrennter Augenblicke aufgesucht wird, wird es möglich, die Gondel durch Einwirkung eines Moments wieder zu orientieren, das das Aufhängeseil mit maximal einer halben Umdrehung verdreht, wobei dieses Moment von einem durch einen Motor angetriebenen Trägheitsrad geliefert wird.

Genauer gesagt, die Orientierung der Gondel wird im Rahmen der Erfindung nur in dem Zeitpunkt der Bildaufnahmezeitpunkte aufgesucht, was eine große Vereinfachung ihrer Elemente gestattet und folglich eine bedeutende Gewichtsverminderung mit entsprechender korrekter Orientierung der aufeinanderfolgenden Fotonegative.

Selbstverständlich bleibt die Verwendung eines Zapfens, dessen tatsächliche Kosten hoch sind, zum Sicherstellen einer korrekten Funktion unter schweren Bedingungen bei großer Höhe möglich.

Die Abwandlung dieser Eigenschaften gestattet die Verwirklichung einer besonders wirkungsvollen und vorteilhaften Vorrichtung.

So ist eine in einer Gondel befestigte und aufgehängt arbeitende Vorrichtung für Luftbildaufnahmen mit einem oder mehreren Fotoapparaten, die zum Boden hin gerichtet sind, wenn die Gondel am Ballon aufgehängt ist, mit einem Verbindungselement zwischen dem Ballon und der Gondel, mit einem eine Uhr enthaltenden Zeitsteuerorgan zum gleichzeitigen Auslösen der aufeinanderfolgenden

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Fotoaufnahmen eines oder der Anordnung der Fotoapparate und mit einem die Ausrichtung der Vorrichtung um eine durch das Verbindungselement gehende Achse steuernden Organ, gekennzeichnet durch eine Intervallbemessungseinrichtung, die die Folge der aufeinanderfolgenden Fotoaufnahmen herstellt, durch eine Einpeileinrichtung zum Einpeilen der Orientierung der Gondel gegen-

End
über der Richtung des/magnetfelds und durch eine Einrichtung zum Auslösen jeder Bildaufnahme, wenn eine voreingestellte Orientierung erreicht ist.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Fotoapparate enthält, wird vorgeschlagen, die Fotografien in Bändern mit verschiedenen Wellenlängen herzustellen. Das heißt, daß jede den betrachteten Fotoapparaten entsprechende Emulsion auf Bänder mit verschiedenen Wellenlängen empfindlich ist, etwa auf Schwarz und Weiß, Farbe, Infrarot, fnfrarotfarbe. Diese Technik gestattet, das Gelände in gedrängtester und vollständigster Weise zu analysieren.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung besser erklärt und verstanden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht von vorne einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht von hinten;

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Fig. 3 ein Schema des Stabilisationsgehäuses; Fig. 4 ein Schema des Befehlserzeugers; Fig. 5 ein Prinzipschema der Vorrichtung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese ist auf einer Gondel angebracht, die gebildet ist durch einen Basisrahmen oder eine Basisplatte I₁ die durch Stützen 3 mit einem oberen Rahmen oder einer oberen Platte 2 verbunden ist zur Bildung eines starren Ganzen, das über einen kräftigen Ring 6 an einem ein Verbindungsorgan mit dem Ballon bildenden Haken 5 aufgehängt werden soll.

Die Vorrichtung enthält im wesentlichen folgende Teile:

wenigstens einen Fotoapparat 6, der zum Aufnehmen von aufeinanderfolgenden Vielfachansichten bestimmt ist, in dem er hierzu durch eine elektrische Steuerung gesteuert wird (z.B. eine Kamera vom Typ Hasselblad, 500 EL/70); der Apparat oder die Apparate sind senkrecht angebracht, wobei ihre nach unten gerichteten Objektive gegenüber einer oder mehreren entsprechenden öffnungen in der Platte 1 gerichtet sind. Im Oberteil enthält jeder Apparat ein Negativmagazin 7;

einen Motor 8 mit geringer Leistung, der z.B. bei Vollast 3 A bei 5 V aufnimmt;

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ein vom Motor angetriebenes Untersetzungsgetriebe 9; ein der Stabilisierung dienendes Trägheitsrad 10;

eine Batterie 11, die im vorliegenden Fall eine leichte Zelle oder ein leichter Akkumulator von 5 V ist;

einen Befehlserzeuger 12;

ein Steuergehäuse 13 für die Stabilisierung;

einen magnetischen Meßfühler 14.

In Fig. 5 sind ebenfalls mehrere dieser Elemente zu finden. Die Intervallbemessungseinrichtung oder der Befehlserzeuger 12, der eine ihn steuernde Uhr H enthält, liefert vor dem Ballonstart Steuerimpulse mit vorgegebenen zeitlichen Intervallen an eine Stabi lisiervorrichti'ng 13. Diese Steuerimpulse sind sehr kurz. Es genügen 5 Sekunden. Man kann jedoch zum Erhalten einer gewissen Sicherheitsspanne 15 Sekunden wählen. Während dieser Impulsabgabe wird die Orientierung des Apparats mit derjenigen verglichen, die durch den magnetischen Meßfühler 14 gegeben ist und es wird die Stabilisierung durch den Motor 8, das übersetzungsgetriebe 9 und das Trägheitsrad 10 gesteuert bis die Orientierung der Vorrichtung mit der gewählten übereinstimmt, z.B. voller Osten, wobei die Vorrichtung hierzu dank der Verdrehung des Aufhängeseils schwenkt. Am Ende eines Verzugs T, der zum Erreichen der Stabilisierung ausreicht, z.B. 10 oder 20 Sekunden, in Fig. mit & T bezeichnet, wird die Aufnahme der Fotografie ausgelöst.

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Die Aufnahme der folgenden Fotografie geschieht auf gleiche Weise. Da der Motor 8 umsteuerbar ist, kann er dem Trägheitsrad die der Orientierung gemäße Richtung erteilen.

In Fic. 3 sind im einzelnen die Versorgungskreise für die Stabilisierung dargestellt. Ein Multivibrator 17 liefert ein Rechtecksignal, deren Frequenz etwa 50 kHz beträgt. Ein durch zwei teilender Teiler 19 führt diese Frequenz auf 25 kHz zurück. Der Grund für das Vorhandensein dieses Teilers ist die Sicherstellung einer zyklischen Beziehung mit der Größe von genau 1 für das Eingangssignal des magnetischen Meßfühlers 14, der die vom Magnetfeld abhängige stetige Differenzspannung liefert. Ein Phasenvorei!kreis 18 stellt die Dämpfung und die Stabilität der Steuerung sicher. Ein stetiger Verstärker 20 versorgt den Motor

In Fig. 4 ist der Kreis des Befehlserzeugers zu sehen. Die Uhr H beeinflußt einen ersten Teiler 21 (durch 16 teilend) gefolgt von einem zweiten Teiler 20 (ebenfalls durch 16 teilend). Dank dem Spiel eines Mehrfachunterbrechers 23 kann der passende Ausgang des Teilers 22 gewählt werden zur Bestimmung des Intervalls, das der Windgeschwindigkeit im Augenblick des Loslassens des Ballons am besten entspricht, oder anders gesagt, der Folgefrequenz der Interval I bemessungseinrichtung.

Ein Kreis 27 steuert ein Relais, das ein Stabilisierungsgehäuse 13a, 13b in Betrieb setzt. Ein UND-Glied 24 steuert einen Kreis 25, der die Aufnahme der Ansichten mit einer gewissen auf dem Teiler 21 abgegriffenen Verzögerung auslöst.

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Es versteht sich von selbst, daß die dargestellte und oben beschriebene Vorrichtung nur ein Beispiel darstellt und daß es im Rahmen der Erfindung möglich ist, Elemente durch andere technische Äquivalente zu ersetzen. Insbesondere kann der magnetische Meßfühler durch jedes äquivalente Organ (Bussole, Kompaß usw.) ersetzt werden, das auf die Richtung des Erdmagnetfelds entsprechend seiner waagerechten Komponente empfindlich ist.

Es sind auch noch andere Varianten möglich und bleiben im Rahmen der Erfi ndung, z.B.: -

Wenn die Interval 1 bemessungseinrichtung den Augenblick der Bildaufnahmen anzeigt, wird die Stabilisiervorrichtung in Betrieb gesetzt und wird die Auslösung des Fotoapparats so lange bewirkt wie der magnetische Meßfühler die Ausfluchtung der Gondel mit dem Erdmagnetfeld anzeigt.

Wenn die Interval 1bemessungsvorrichtung den Augenblick der Bildaufnahme anzeigt, wird die Stabilisiervorrichtung während 15 Sekunden in Betrieb gesetzt, wobei die Auslösung des Fotoapparats anschließend daran durch den magnetischen Meßfühler während der Ausfluchtung der Gondel bewirkt wird.

Es genügt demnach hierfür,die Verbindungskreise zwischen den Hauptelementen zu ändern.

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Claims (12)

1. " ¹⁰ " 240160S

   Patentansprüche

   ( 1* An einer Gondel befestigte und aufgehängt arbeitende Vorrichtung für Luftbildaufnahmen mit einem Fotoapparat, der zum Boden hin gerichtet ist, wenn die Gondel am Ballon aufgehängt ist, mit einem Verbindungselement zwischen dem Ballon und der Gondel, mit einem Steuerorgan für die Bildherstellung durch den Fotoapparat und mit einem die Ausrichtung der Vorrichtung um eine durch das Verbindungselement gehende Achse steuernden Organ, gekennzeichnet durch eine Intervallbemessungseinrichtung, die die Folge der aufeinanderfolgenden Fotoaufnahmen herstellt, durch eine Einpei1 einrichtung zum Einpeilen der Orientierung der Gondel gegenüber der Richtung des Erdmagnetfelds und durch eine Einrichtung zum Auslösen jeder Bildaufnahme, wenn eine voreingestellte Orientierung erreicht ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ebenfalls eine Stabilisiereinrichtung enthält zum Stabilisieren der Orientierung der Gondel gegenüber dem magnetischen Meridian während eines kurzen Zeitraums, wobei diese Einrichtung unter der Steuerung der Intervallbemessungseinrichtung angeordnet ist, die deren Inbetriebsetzung auslöst.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Fotoaufnahme am Ende dieses Zeitraums automatisch bewirkt wird.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpeileinrichtung den Fotoapparat auslöst, sobald die gewünschte Orientierung erreicht ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Interval 1bemessungseinrichtung die Auslösung des Fotoapparats durch die Einpeileinrichtung bewirkt, sobald die voreingestellte Orientierung erreicht ist, wenn einmal die Stabilisiereinrichtung in Funktion getreten ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement so ausgelegt ist, daß'es eine starre Verbindung mit dem Aufhängeseil sicherstellt, wobei die Drehungen der Gondel durch die Verdrehung des Seils bewirkt werden und die Schwenkamplitude der Gondel durch das Drehmoment begrenzt wird.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement durch ein aus Haken und Ring bestehendes Ankuppelsystem gebildet wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisiereinrichtung einen magnetischen Meßfühler oder ein äquivalentes Organ, das auf die Richtung des ersten Magnetfelds anspricht, und Kreise enthält zum Aufnehmen der vom Fühler gelieferten Spannung und zu deren Ausübung an einem ein Trägheitsrad antreibenden Motor.

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9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreise unter der Steuerung der Intervallbemessungseinrichtung angeordnet sind, damit sie nicht während eines kurzen Zeitintervalls unter Spannung gesetzt werden.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Interval 1bemessungseinrichtung mit einem Satz von Tasten oder äquivalenten Organen versehen ist, damit in bestimmten Grenzen vor der Abfahrt des Ballons deren Folgefrequenz eingestellt werden kann.
11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zum Boden hin gerichtete Fotoapparate vorgesehen sind, und daß das gleichzeitige Aufnehmen von Fotografien durch jeden Apparat durch die die Folge der Fotoaufnahmen steuernden Intervallbemessungseinrichtung ausgelöst wird.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede den Apparaten entsprechende Fotoemulsion für Bänder mit unterschiedlicher Wellenlänge empfindlich ist.

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