DE2506020C3

DE2506020C3 - Verfahren zur Auswertung stereoskopischer Bilder und Vorrichtung zur Auswertung derselben

Info

Publication number: DE2506020C3
Application number: DE2506020A
Authority: DE
Inventors: Gerald A. Farmington Brumm; Uuno V. Southfield Helava; Arliss E. Royal Oak Whiteside
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1974-02-13
Filing date: 1975-02-13
Publication date: 1980-01-03
Also published as: IT1031495B; US3901595A; CH600304A5; JPS593684B2; DE2506020B2; DE2506020A1; FR2260831A1; GB1490397A; CA1018757A; FR2260831B1; JPS50115858A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung stereoskopischer Bilder zur Ermittlung konjugierter Punkte der beiden stereoskopischen Bilder, bei dem die Bilder mittels Abtastköpfen bahnartig abgetastet werden, von den Ausgangssignalen der Abtastköpfe abhängige Datenblöcke gespeichert und zur Bestimmung konjugierter Punkte korreliert werden.

Ein solches Verfahren wird mittels des in der US-PS 43 210 beschriebenen automatischen Stereökartiergerätes durchgeführt. Zwei kleine Lichtflecke werden über die beiden Stereobilder geführt und durch die Bildinformation moduliert. Die Korrelation zwischen den Intensitäten des modulierten Lichtes der beiden Lichtpunkte auf den beiden verschiedenen Stereobildern wird gemessen und dient zum Ermitteln der konjugierten Punkte, d. h. der Punkte, die den gleichen

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Bildinhalt auf den beiden verschiedenen Stere'obildern aufweisen. Konjugierte Punkte lassen sich aus dem Korrelationsmaximum bestimmen. Die jeweiligen Lagen der konjugierten Bildpunkte auf den beiden Stereobildern werden verwendet, die genaue Lage und die Höhe der konjugierten Bildpunkte in der Natur zu bestimmen.

Aus der DE-OS 22 59 762 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die bahnartige Abtastung längs epipolarer Linien erfolgt, wodurch die Bestimmung konjugierter Punkte auf eine eindimensionale Korrelation beschränkt werden kann.

Um mit der notwendigen Genauigkeit über die gesamte Fläche der Stereobilder hinweg arbeiten zu können, werden bei dem bisherigen Verfahren in den \ϊ Stereoauswertgeräten durch Servomotoren angetriebene Sch'itten verwendet, um die Bilder relativ zu den Abtastköpfen entsprechend dem Abtastmuster zu bewegen. Darüber hinaus wird bei einigen Siereoauswertegeräten das ganze Abtastmuster elektronisch bezüglich der Bilder mit Hilfe Braunscner Rohren abgelenkt, so daß man sehr rasch kleine Auslenkungen auf den einzelnen Bildern erreichen kann, wobei jedoch nicht auf die Servomotoren verzichtet werden kann. Die Absatzgeschwindigkeit der bekannten Stereoauswerte geräte ist jedoch in erster Linie durch die Trägheit der Servomotoren und die Trägheit der mechanischen Teile begrenzt, die die Geschwindigkeit bestimmen, mit de^r ein genaues Verfolgen und Ausmessen der Abtastlinie erfolgen kann. Neuere Versuche, die Geschwindigkeit JO der mechanischen Teile und damit die Geschwindigkeit, mit der Daten aus den Stereobildern gewonnen werden können, zu vergrößern, hatten keinen Erfolg.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Abtastgeschwindigkeit erhöht wird und die Bestimmung der konjugierten Punkte beschleunigt erfolgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei jeder Relativbewegung /wischen Abtastkopf und Bild von dem Abtastelement des Abtastkopfes mehrere parallele ίο Bahnen abgetastet und jeweils von einer Bahn geschnittenen Bildbereichen zugeordnete Datenblöcke gespeichert werden und die jedem Bahnenpaar zugeordneten Datenblöcke nacheinander korreliert werden, wobei das Erreichen der maximalen Korrelation des einen Datenblockpaares zum Verschieben der Daten in dem einen Datenblock des nachfolgenden Datenblockpaares relativ zu dem anderen Datenblock verwendet wird, derart, daß die Verschiebung der beim vorhergehenden Datenblockpaar zur maximalen Kor- W relation führenden Verschiebung entspricht.

Das Aotasten in mehreren Bahnen bedeutet nicht, daß dadurch die Richtung der Einzellinienabtastung festgelegt ist. Durch das Anlegen mehrerer paralleler Abtastbahnen wird die Voraussetzung für die Gewin- ^r>^r> nung mehrerer vergleichbarer Datenblöcke ge-schaffen.

Die Datenblöcke werden vorübergehend abgespeichert. Daten aus einem jeden Paar von Datenblöcken, die entsprechend der Bildinformation beider Bilder entsprechen, werden dann korreliert. Aus der Korrelation wird ein Signal abgeleitet, das der Zuführung der Daten im nächsten Paar von Datenblöcken aus dem Speicher zur Korrelationsbestimmung dient. Daraus wird auch ein Signal abgeleitet, durch weiches die Daten in einem der Dalenblöcke in eine derart verschobene Lage gebracht werden, bei der beim vorhergehenden Paar von Datenblödien die maximale Korrelation erhalten wurde.

Da die verschiedenen parallelen Bahnen nacheinander gemessen werden und die zum Erhalt der maximalen Korrelation erforderlichen Verschiebungen weniger zahlreich sind, kann die Datenerfassung mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die um ein Vielfaches größer ist als die Bewegungsgeschwindigkeit der mechanischen Teile. Hierdurch wird die Arbeitsgeschwindigkeit erheblich erhöht

Das Ausmessen der verschiedenen parallel zueinander verlaufenden Bahnen kann dadurch erfolgen, daß das Abtastelement das zugeordnete Bild zunächst in einem einer Bahn zugeordneten Bildbereich und dann in einem der nächsten der parallelen Bahnen zugeordneten Bildbereich in jeweils vorgegebener Abtastfolge abtastet und die jeweils einem Bildbereich zugeordneten Datenblöcke vollständig nacheinander gespeichert werden.

Andererseits ist es möglich, daß das Abtastelement das zugeordnete Bild längs Abtastlinien abtastet, die sich quer zur Richtung der zi -inander parallelen Bahnen erstrecken, und dabei alle von jeweils einer Bahn geschnittenen Bildbereiche überqueren, und daß die beim Überqueren der Bildbereiche jeweils gewonnenen Teildatenblöcke nacheinander so gespeichert werden, daß nach vollständigem Überfahren der Bildbereiche die den Bildbereichen zugeordneten Datenblöcke vollständig gespeichert vorliegen.

Die Arbeitsgeschwindigkeit bei beiden möglichen Verfahrensführungen wird natürlich erhöht, wenn die die Bildbereiche überquerende Abtastlinie im wesentl· chen parallel zu epipolaren Linien der Bilder verläuft.

Die Erfindung richtet sich auch juf eine Vorrichtung zur Auswertung stereoskopischer Bilder /ur Ermittlung konjugierter Punkte und geht dabei aus von einer Vorrichtung mit zwei Bildträgern für die beiden stereoskopischen Bilder, zwei jeweils einem Bildträger zugeordneten optischen Abtastköpfen, deren Abtaststrahl relativ zu den Bildträgern bewegbar in einem Speicher für die Speicherung von von den Ausgangssignalen der Abtastköpfe abhängigen Datenblöcken in (■',gitaler Form, einem dem Speicher nachgeschalteten Korrelator für die Korrelation der gespeicherten Daten und einer dem Korrelator nachgeschalteten Steuereinheit für die Steuerung der Abtastung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen. da3 Antriebe für die Bewegung der Bilder relativ /u den Abtastköpfen vorgesehen sind und die Abtaststrahlen durch eine Ablenkeinrichtung im wesentlichen quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen Abtastkopf und zugeordnetem Bild auslenkbar sind, daß die Ablenkeinrichtung ausgangsseitig jeweils mit dem Steuereingang eines dem Ausgang eines Abtastkopfes zugeordneten Analogdigital-Wandlers verbunden ist, daß zwischen dem Ausgang des Korrelators und einem Steuereingang des Speichers bv«. einem Steuertingang des Korrelators eine Parallaxenänderungsschaltiing eingeschaltet ist, die an den Speicher ein Ausspeicher-Signal für die Ausspeicherung der zu korrelierenden Daten df"r Datenblöcke in den Korrelator und an den Korrelator ein Sigml zum Verschieben der aus gespeicherten und zu korrelierenden Blockdaten zueinander entsprechend der maximalen Korrelation der vorher korrelierten Blockdaten abgibt.

Die Umwandlung der analogen Abtastsignale in Digitalsignale duix;h die Analogdigital-Wandler erlaubt die vorübergehende Speicherung der Daten in dem Speicher, so daß die Korrelation der Daten unabhängig von dem Abtasten erfolgen kann. Entsprechende

Datenblöcke können nacheinander dem Speicher entnommen werden und in der Vorrichtung on-line korreliefl werden. Aus den Korrelationswertcn werden die Parallaxenkenngrößen berechnet und an einen Datenspeicher der Vorrichtung weitergegeben, wo die Daten weiterverarbeitet werden^ Um z* B. Höhenangaben längs eines vorgegebenen Gitters oder einer vorgegebenen Schnittlinie einzutragen; Änderungen der Adressen der geometrischen Lage und der Parallaxe werden ebenfalls direkt im Gerät on-line ausgeführt, wodurch die Speicherung der Daten und die Berechnung der Korrelationswerte vereinfacht wird.

Da während jeder Verschiebung der Bilder durch die mechanischen Teile für mehr als eine Linie Parallaxenkenngrößen bereitgestellt werden, wird die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht, mit der die konjugierten Punkte bssiirrm! werden können und ro''* Ηργ Hip Parailaxenkenngrößen berechnet werden. Diese Geschwindigkeitserhöhung wird erhalten, ohne daß die Geschwindigkeit der mechanischen Teile und der ihnen zugeordneten Servomotoren erhöht wird.

Weitere Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. IA eine Möglichkeit für das bildbereichsweise Abtasten eines Stereobildes, wobei die abzutastenden Bereiche diskrete Punkte umgeben, die ihrerseits auf einer Mehrzahl paralleler Bahnen liegen;

F i g. 1B eine andere Möglichkeit des Abtastens eines Stereobildes;

F i g. 2 ein Blockschaltbild der wichtigsten Blöcke einer Auswertevorrichtung, bei welcher eine Mehrzahl paralleler Bahnen eines Stereobildes abgetastet wird und hieraus die Parallaxenkenngrößen berechnet werden;

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung mit Abtastung längs paralleler Bahnen.

Fig.4 eine weitere Ausführungsform, bei der Kathodenstrahlröhren in den AbtastKopfen Verwendung finden; und

F i g. 5 ein zur Beschreibung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Auswertevorrichtung verwendetes Flußdiagramm.

Die F i g. 1A und 1B zeigen Verfahren zum Abtasten von Stereobildern längs paralleler Bahnen.

Die Fig. IA zeigt ein Abtastverfahren, bei dem der Abtaststrahl nacheinander auf eine jede unterschiedlicher Bahnen 1 bis 5 gerichtet wird. Bei jeder Bahn wird der vom Abtaststrahl erzeugte Lichtpunkt in vorgegebener Weise über Bildbereiche 6 bis 10 geführt, in denen Punkte 11 bis 15 liegen. Das Abtasten der einzelnen Bereiche 6 bis 10 kann auf herkömmliche Weise erfolgen, z. B. durch elektronische Ablenkung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre, die auf ihrem Leuchtschirm einen Lichtpunkt erzeugt oder durch Ablenken eines scharf gebündelten Lichtstrahles auf elektrooptische Weise, mechanische Weise, elektromechanische Weise, akustische Weise oder auf anderweitige bekannte Art und Weise. Der scharf gebündelte Lichtstrahl wird durch eine geeignete Lichtquelle erzeugt, etwa einen Laser. Bei dem in Fig. IA dargestellter. Verfahren erfolgt das Abtasten innerhalb der Bereiche 6 bis 10 im wesentlichen in Richtung der dargestellten Y- und ,Y-Achse (vergleiche das in Fig. IA rechts dargestellte Achsenkreuz). Wie dem Fachmann bekannt ist, kann das Abtasten auch derart vorgenommen werden, daß der Lichtfleck in irgendeiner anderen geeigneten Richtung abgelenkt wird, wobei der Lichtfleck bei seiner Bewegung das gewünschte Gebiet überstreicht. Die Bewegung, die durch den von den Servomotoren angetriebenen Schlitten erzeugt wird, erfolgt im wesentlichen in /-Richtung, d. h. parallel zu den verschiedenen parallelen Bahnen, die abgetastet werden.

Diese Bewegung kann jedoch auf den einzelnen Bildern des Stereobildes so erfolgen, daß die Bewegungsrichtungen gegeneinander geneigt sind. Dies ist auf die Steuerung der Servomotoren zurückzuführen, durch welche geometrische Verzerrungen korrigiert werden und durch welche die nachfolgenden konjugierten Punkte innerhalb des Abtastmusters gehalten werden, während die Schlitten die gewünschten Gebiete der Stereobilder durchlaufen. Die Steuerung von Stereokartiergeräten zum Ausgleich von Bildverzerrungen und zum Ausgleich von Änderungen in der Höhe der Landschaft ist bekannt und braucht zum Verständnis der Erfindung nicht im einzelnen erläutert zu werden

Da die Abtastgeschwindigkeit des Lichtpunktes um Größenordnungen größer ist als die von den Servoantrieben erzeugte Geschwindigkeit, können viel mehr als die dargestellten fünf Bahnen und die diesen zugeordneten Rildbereiche abgetastet werden, bevor der Abtaststrahl wieder zur ersten Bahn zurückgeholt wird, um den Bereich um den nachfolgenden nächsten Punkt 16 auf der ersten Bahn abzutasten. In F i g. 1A ist der Punkt 16 zwar außerhalb des bei der Messung um den Punkt 1 liegenden Bereichs 6 dargestellt, der Punkt 16 kann jedoch auch innerhalb des zuvor abgetasteten Bereichs 6 liegen. Der Abstand benachbarter Punkte, die beim Fortschreiten längs einer vorgegebenen auszumessenden Bahn abgetastet werden, hängt von der Abtastgeschwindigkeit, der Zahl der parallel abgetasteten Bahn und der Bewegungsgeschwindigkeit des von einem Servomotor angetriebenen Schlittens ab.
Die Fig. IB zeigt ein Verfahren zum Abtasten mehrerer Bahnen, bei dem ein aus einer einzigen Linie

Ciiut

einzige Linie überquert die Mehrzahl paralleler Bahnen, und der jeder dieser Bahnen zugeordnete einzelne Meßwert wird dadurch erhalten, daß die Auslesevorrichtung über eine Torschaltung aktiviert wird oder daß die Daten für jede der parallelen Bahnen in einem anderen Teil der Auswertevorrichtung ausgesondert werden. Die verschiedenen parallel zueinander verlaufenden Bahnen sind wieder mit 1 bis 5 bezeirh.net. Auf diesen liegen wiederum Punkte 11 bis 15, genauso wie in F i g. 1A. Anstatt jeden der einzelnen Bildbereiche 6 bis 10 getrennt und nacheinander abzutasten wie in F i g. 1A, wird die Abtastiinie so geführt daß sie jede der verschiedenen parallelen Bahnen überquert, die bei jedem Abtasten einmal gemessen werden. Dies kann etwa dadurch erfolgen, daß eine Reihe paralleler Abtastlinien über die verschiedenen parallelen Bahnen gelegt wird, wie in Fig. IB durch gestrichelte Linie 18 angedeutet ist Diese Abtastlinien verlaufen im wesentli-

chen senkrecht zu der von den durch die Servomotoren angetriebenen Schlitten erzeugten Bewegung, d. h. von links nach rechts oder von rechts nach links. Aus praktischen Gründen kann es vorteilhaft sein, ein Abtasten in zwei Richtungen vorzunehmen, bei dem benachbarte Linien in entgegengesetzter Richtung abgetastet werden, wie durch die Abtastlinie 18 angedeutet ist Das Abtasten in zwei Richtungen räumt die verlorene Bewegung des Lichtstrahles aus, die sonst

auftritt, wenn der Lichtstrahl ifi seine Ausgangslage zurückkehrt, bevor die nächste Linie abgetastet wird. • Die Bildbereiche 6 bis 10 stellen typische Unterabschnitte einer jeden Abiastlinie dar, die zur Korrelation der Bildinformation bei jeder der Mehrzahl paralleler Bahnen verwendet werden können. Die Unterabschnitte können dadurch erhalten werden, daß der Empfänger der Auslesevorrichtung durch eine Torschaltung nur dann aktiviert wird, solange der Abtaststrahl sich in den gewünschten Gebieten befindet, oder dadurch, daß die iö Daten auf elektronische Weise vor Ausführen der Korrelation ausgesondert werden. Wie schon unter Bezugnahme auf die F i g. IA ausgeführt worden ist, läßt sich das Verfahren auf das Abtasten von viel mehr als den fünf dargestellten parallelen Bahnen anwenden, da, wie erwähnt, ein sehr großer Unterschied zwischen der Abtastgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des von eine πι Sei vumuior bewegten Schlittens besteht.

Das in F i g. IB dargestellte Verfahren läßt sich direkt auf das in der DE-OS 22 59 762 beschriebene, oben erläuterte epipolare Abtastverfahren anwenden. Beim Abtasten paralleler Bahnen verlaufen die abgetasteten Bahnen im wesentlichen senkrecht zu den epipolaren Linien und die Abtaslrichtung verläuft im wesentlichen parallel zu den epipolaren Linien. Eine Auswertevorrichtung, bei der die Bilder längs epipolarer Linien abgetastet werden, können im Betrieb die Parallaxekenngrößen längs mehr als fünfzig paralleler Bahnen während des Abtastens auf einer Abtastlinie bereitgestellt werden.

Die spätere Verarbeitung der durch Abtasten längs paralleler Bahnen erhaltenen Daten wird in ihren wesentlichen Zügen unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild der F i g. 2 erläutert. Zwei Ausleseeinrichtungen 21 und 22 lesen die analoge Information eines Paares nicht dargestellter Stereobilder aus. Die Bildinformation wird in digitale Daten umgewandelt und in einem Speicher 23 in Form von Datenblöcken gespeichert, welche dem abgetasteten Bildbereich oder der abgetasteten Bahn zugeordnet sind. Jede der Ausleseeinrichtunaen weist eine Lichtquelle auf. durch welche entsprechende Punkte auf jedem der Stereobilder beleuchtet werden. Die beleuchteten Punkte werden so geführt, daß sie unabhängig voneinander entsprechende Bereiche oder entsprechende Linien der beiden « Bilder abtasten. Hierfür kann irgendeines der bekannten oben beschriebenen Verfahren verwendet werden. Es kann eine einzige Lichtquelle verwendet werden, und die beiden die beleuchteten Punkte erzeugenden Lichtstrahlen können durch optische Geräte erzeugt werden, z. B. durch Strahlteiler, Spiegel, Prismen und dergleichen. Wahlweise können die Ausleseeinrichtungen zwei unabhängige Lichtquellen aufweisen, von denen jede einen entsprechenden Punkt auf den beiden Bildern beleuchtet. Das Abtasten der entsprechenden Bereiche kann auf irgendeine geeignete Weise erfolgen, z. B. durch Ablenkung von Elektronen, wenn die Lichtquellen Kathodenstrahlröhren sind, oder durch mechanische, elektromechanische, akustische oder elektrooptische Ablenkung eines Lichtstrahles, wenn stationäre Lichtquellen, wie z. B. Laser, verwendet werden. Jede Ausleseeinrichtung weist einen Empfänger auf, der der Helligkeit der beleuchteten Punkte entsprechende Signale erzeugt, wobei die Helligkeit der beleuchteten Punkte der durch die Biidinformation der Stereobilder modulierten Helligkeit des zum Abtasten verwendeten Lichtstrahles entspricht. Die Ausleseeinrichtungen weisen ferner Einrichtungen zum Aufbereiten der Daten auf, um diese bezüglich der geometrischen Verzerrungen der Bilder zu korrigieren, z. B, bezüglich der Erhebung des Geländes, des verwendeten Maßslabes, der Geometrie des Stereobildes, bezüglich durch die Atmosphäre hervorgerufener Verzeichnungen und bezüglich Verzerrungen, welche beim Abtasten auftreten. Die Ausleseeinrichtungen weisen ferner Analogdigitalwandler auf. Die Ablenkeinrichtung für das Ablenken der Abtaststrahlen kann in den oben beschriebenen Ausleseeinrichtungen enthalten sein oder sie kann durch unabhängige Einheiten der Auswertevorrichtung gebildet sein, welche die erforderlichen Funktionen erfüllen.

Die unter Bezugnahme auf die Ausleseeinrichtungen 21 und 22 beschriebenen Teile finden sich in den meisten Stereokartiergeräten in einer oder anderer Form. Die verschiedenen Möglichkeiten zum Erzeugen der Bilddaten sind dem FuChrnsnn hpi/»nnt

Die von den Ausleseeinrichtungen 21 bzw. 22 erzeugten digitalen Daten werden vorübergehend als getrennte Datenblöcke in dem Speicher 23 gespeichert. Die Datenblöcke weisen einen für das Abtastmuster charakteristischen Aufbau auf. Die gespeicherten Datenblöcke können einem abgetasteten Bildbereich zugeordnet sein, wenn das Abtasten blockweise erfolgt, wie in Fig. IA dargestellt. Wahlweise können die gespeicherten Datenblöcke einer einzigen Abtastlinie zugeordnet sein, wenn das Abtasten wie in Fig. IB dargestellt erfolgt. Der Speicher kann eine Speicherkopplungselektronik aufweisen, welche verschiedene Arbeiten ausführt, z. B. das Abspeichern der von den Ausleseeinrichtungen erzeugten Datenblöcke im Speicher in aufeinanderfolgender Reihenfolge und/oder das Puffern von Datenblöcken, wenn die Datenblöcke schneller erzeugt werden als Daten abgespeichert werden können.

Segmente entsprechender abgespeicherter Datenblöcke, d. h. zumindest ein Segment aus einem von der Ausleseeinrichtung 21 erzeugten Datenblock und mindestens ein Segment aus einem von der Ausleseeiiirichtung 22 erzeugten Datenblock, werden auf einen sehr schnell arbeitenden Korrelator 24 gegeben, in dem die Korrelationsfunktion berechnet wird. Der Korrelator 24 korreliert die entsprechenden Segmente der Datenblöcke, die ihm von dem Speicher 23 zugeführt werden, und erzeugt Signale, die angeben wie gut die Daten in den beiden Segmenten zusammenpassen. Der Korrelator 24 verschiebt ferner die Daten eines Segmentes bezüglich der Daten des anderen Segmentes und berechnet die Korrelationsfunktion zwischen diesen beiden Segmenten in verschiedenen gegeneinander verschobenen Lagen. Das Verschieben der Daten und die Berechnung der Korrelationsfunktion werden unter Verwendung von beim Stereokartieren bekannten Verfahren durchgeführt Die den verschiedenen gegeneinander verschobenen Lagen der Segmente entsprechenden Korrelationswerte werden dann durch eine Korrelationsauswerteschaltung 25 ausgewertet, die die Parallaxekenngrößen zwischen den beiden Segmenten der Datenblöcke bestimmt, bei denen eine maximale Korrelation zwischen den beiden Segmenten erhalten wird. Ist die maximale Korrelation und sind die Parallaxekenngrößen zwischen den beiden entsprechenden Segmenten der Datenblöcke bestimmt worden, so wird ein ParaHaxensigna! auf den Eingang einer Parallaxeänderungsschaltung 27 gegeben, welche die Übergabe der nächsten einander zugeordneten Segmente von Daten an den Korrelator 24 einleitet. Die

neuen Segmente von Bilddaten ersetzen die vorherigen im Korrelator 24 befindlichen Segmente, und die zuvor miteinander korrelierten alten Daten werden verworfen. Die Parallaxekenngrößen werden ferner einer Steuereinheit 26 übermittelt, wo sie gespeichert werden und später zur Berechnung der zum Erstellen der Karte erforderlichen Größen verwendet werden.

Die Parallaxeänderungsschaltung 27 weist einen Speicher auf, der die Form einer Funktionstafel für die Parallaxenadresse hat. Dieser Speicher speichert die ("arallaxenkenngrößen für jede der abgetasteten parallelen Bahnen. Die Parallaxeänderungsschaltung 27 erzeugt Adreßsignale für das nächste zu korrelierende Segment von Daten, wobei die Adreßsignale die gegenseitige Lage der Datensegmente charakterisiert, bei der bei der vorhergehenden Korrelationsbestimmung eine maximale Korrelation zwischen den beiden enisprei-lieiiueii DaicfiuluCkcn gefunden würde, jedesmal wenn neue Parallaxekenngrößen berechnet werden, wird die Funktionstafel durch die neuen Parallaxenkenngrößen auf den neuesten Stand gebracht, wodurch die Funktionstafel auf dem neuesten, den Parallaxekenngrößen entsprechenden Stand gehalten wird.

Die von der Parallaxeänderungsschaltung 27 erzeugten Signale dienen dazu, die neuen Datenblöcke aus dem Speicher 23 auszuwählen und sie dem Korrelator 24 zu (äbermitteln. Die Parallaxeänderungsschaltung 27 liefert ferner geeignete Signale an den Korrelator 24, die dazu verwendet werden, die geeigneten, zu korrelierenden D.Mensegmente aus den Datenblöcken auszuwählen. Zumindest die Daten eines der ausgewählten Datensegmente werden durch die von der Parallaxeänderungsschaltung zugeführten Signale derart verschoben, daß die Daten der Datensegmente in eine so gegeneinander verschobene Lage gebracht werden, bei der bei derselben parallelen Bahn zuvor eine maximale Korrelation der Daten gefunden wurde. Hierdurch wird die zum Erhalten der maximalen Korrelation erforderliche Zahl von Verschiebungen der Daten vermindert.

Werden die Bilddaten dadurch erzeugt, daß eine Abtastlinie quer übe·· die Mehrzahl paralleler Bahnen geführt wird, so kann die Parallaxeänderungsschaltung zugleich die Datensegmente in Untersegmente unterteilen, wobei jedes der Untersegmente die Daten für eine vorgebbare Anzahl von Datenpunkten auf der Abtastlinie enthält, welche vor und hinter einer jeden der parallelen Bahnen liegen. Die Adresse mindestens eines der Untersegmente wird gemäß der Funktionstafel der Parallaxenänderungsschaltung derart abgeändert, daß die zum Erhalt maximaler Korrelation erforderliche Verschiebung der Daten möglichst klein gehalten wird. Die Parallaxeänderungsschaltung 27 beschleunigt auf diese Weise die Korrelationsbestimmung erheblich, da die Anzahl der Datenverschiebungen vermindert wird, die vorgenommen werden müssen, um die konjugierten Biidbereiche bei jeder der aufeinanderfolgenden parallelen Bahnen zu erkennen.

Die in der Steuereinheit 26 gespeicherten Parallaxekenngrößen werden dazu verwendet, die Erhebung des Geländes zu berechnen, die Steuersignale für die Ausleseeinrichtungen zu berechnen und die zum Erstellen der gewünschten Karte erforderlichen Daten zu berechnen. Die Steuereinheit 26 dient auch dazu, aus vom Bedienungspersonal eingegebenen Daten Korrektursignale zu berechnen, die für geometrische Verzerrungen der fotografischen Bilder charakteristisch sind. Die Korrektursignale werden einer Abtaststeuerung 28 zugeführt, die ihrerseits Steuersignale erzeugt, durch welche die Ausleseeinrichlungen 21 und 22 derart gesteuert werden, daß sie bezüglich der geometrischen Verzerrungen der Stereobilder korregierte Bilddaten bereitstellen.

Fig.3 ist ein Blockschaltbild, bei dem Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsforrri der Auswertevorrichtung dargestellt sind. Die Bilddaten werden dadurch erhalten, daß das Stereobild, wie unter Bezugnahme auf Fig. IB ausgeführt, linienweise quer über die verschiedenen parallelen Bahnen abgetastet wird. Um die Auswertung der Daten zu vereinfachen, erfolgt das linienweise Abtasten längs epipolarer Linien, wie in der DE-OS 22 97 762 beschrieben ist.

Eine als Laser 100 dargestellte Lichtquelle erzeugt einen scharf gebündelten Lichtstrahl 101, der °ine optische Ablenkeinrichtung 102 durchsetzt, in der der Lichtstrahl 101 dynamisch abgelenkt wird, so daß ein !inienweises Abtasten des Stereobildes in ein?** Richtung erfolgt, die im wesentlichen senkrecht zur Richtung der mechanischen Verschiebung der Stereobilder liegt. Der Lichtstrahl wird durch eine optische Vorrichtung, z. B. einen Strahlteiler 103, geteilt, so daß zwei voneinander unabhängige Lichtstrahlen 104a und 1046 erhalten werden. Durch Spiegel 105 oder andere optische Bauelemente werden die Lichtstrahlen 104;i und 1046 auf die stereoskopisch aufgenommenen fotografischen Bilder 106a und 1066 gerichtet. Durch die Lichtstrahlen 104a und 1046 werden die Bilder 106a und 106/? längs entsprechender epipolarer Linien abgetastet.

Das Abtasten aufeinanderfolgender epipolarer Linien erfolgt über Servoantriebe 107a und 1076, durch welche die Bilder 106a und 1066 in zu den epipolaren Linien senkrechter Richtung mechanisch bewegt werden. Es versteht sich, daß zwei unabhängige Lichtquellen verwendet werden können, oder daß der Strahlteiler 103 vor der optischen Ablenkeinrichtung 102 angeordnet sein kann und daß getrennte optische Ablenkeinrichtungen verwendet werden können, um jeden der von einander getrennten Lichtstrahlen 104a und 1046 abzulenken. Die optische Ablenkeinrichtung 102 weist ferner eine Kodiereinrichtung auf, die bei jeder Ablenkung des Lichtstrahles um einen weiteren Schritt ein Signal erzeugt, wodurch eine der Stellung der Lichtstrahlen auf den Bildern zugeordnete Lageadresse erhalten wird.

Die fotografischen Bilder 106a und 1060 werden auf von einer Steuereinheit 110 gelieferte Signale hin von den Servoantrieben 107a und 1076 mechanisch in einer im wesentlichen senkrecht zu den epipolaren Linien verlaufenden Richtung bewegt. Durch das linienweise Abtasten infolge der Ablenkung der Lichtstrahlen und die mechanische Bewegung der Bilder werden insgesamt entsprechende Biidbereiche auf jedem der Bilder durch die Lichtstrahlen abgetastet wie dies auch bei bekannten Kartiergeräten der Fall ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die v^ der Steuereinheit UO abgegebenen die Servoantriebe 107a und 1076 steuernden Signale auch Signale aufweisen können, durch welche die Bewegung der Bilder durch die Servoantriebe 107a und 1076 bezüglich geometrischer Verzerrungen und Parallaxeverzerrungen korrigiert wird. Damit tasten die Lichtstrahlen stets einander zugeordnete Bereiche auf den Bildern ab. Die Lichtstrahlen 104a und 1046 werden durch die Bildinformation der Bilder 106a und 1066 moduiieri und werden dann durch eine Optik 109a bzw. 1096 auf einen Empfänger 108a bzw. 1086 fokussiert Die Empfänger 108a und 1086 wandeln die durch den Bildinhalt der Bilder 106a und 1066

modulierte Lichtintensität der Lichtstrahlen 104a und 104ό jeweils in ein elektrisches Analogsignal um, das dem auftreffenden modulierten Licht entspricht. Die Analogsignale werden auf den Eingang von Analog-Digitalwandlern lila und lllö gegeben. Dort wird das Analogsignal zu einem vorgebbaren Zeitpunkt übernommen, d. h. gesampled, und in digitale Daten umgewandelt. Dies erfolgt auf Übernahmesignale hin, die von Verzerrungskorrekturschaltungen 112a bzw. 1120 erzeugt werden, jede der Verzerrungskorrekturschaltungen 112a und 112i> weist eineFunktionstafel mit Information über die geometrischen Verzerrungen auf, die in dem betrachteten Bild längs der abgetasteten epipolaren Linie vorgefunden werden. Die in der Funktionstafel abgespeicherten Daten werden von der Steuereinheit 110, ausgehend von der Lage der Abtasllinie auf dem Bild und den erfahrungsgemäß in jerlrni Bild angetroffenen geometrischen Verzerrungen, berechnet. Bei fortschreitendem Abtasten eines jeden der Bilde längs der parallelen Bahnen, was über die mechanische Bewegung der Bilder durch die Servoantriebe 107a und 107£> bewerkstelligt wird, wird die Funktionstafel mit neuen von der Steuereinheit 110 bereitgestellten Daten auf den neuesten Stand gebracht, um bei fortschreitendem Abtasten der Bilder Änderungen der in den verschiedenen Gebieten der Bilder angetroffenen geometrischen Verzerrungen und der Parallaxekenngrößen auszugleichen.

Die Verzerrungskorrekturschaltungen 112a und 1126 erhalten die von der der Ablenkeinrichtung 102 zugeordneten Kodiereinrichtung erzeugten Signale sowie ein von der Steuereinheit 110 bereitgestelltes Signal, das einer Startadresse entspricht, bei der die Übernahme von Daten beginnen soll. Aus diesen Daten und den in der Funktionstafel enthaltenen Informationen berechnen die Verzerrungskorrekturschaltungen die Punkte längs der Abtastlinie, an denen Meßwerte von dem durch den zugeordneten Empfänger gelieferten Analogsignalen abgenommen werden sollen, damit eine Korrektur bezüglich der geometrischen Verzerrungen erhalten wird. Ferner liefern die Verzerrungskorrekturschaltungen 112a und 112ötür jeden Meßwert die zugeordnete korrigierte Lageadresse. Die den Punkten, an denen Meßwerte übernommen werden sollen, entsprechenden Signale werden auf den zugeordneten Analog-Digitalwandler It la und 1116 gegeben, der von dem ihm zugeführten Analogsignal nur an solchen Punkten Meßwerte abnimmt und diese in digitale Daten umwandelt, die ihrerseits so pusgesucht sind, daß eine Korrektur der geometrischen Verzerrungen erhalten wird.

Die digitalisierten Meßwerte für jedes der Bilder werden dann getrennt in einer Kopplungselektronik 113 eines Hilfsrechners 114 gespeichert, bis eine vollständige Abtastung durchgeführt worden ist Die gespeicherten Meßwerte bilden einen Satz entsprechender Datenblöcke, wobei ein Datenblock den Daten eines der Bilder und der andere Datenblock den Daten des anderen Bildes zugeordnet ist. Die beiden entsprechenden Datenblöcke werden dann an den Hilfsrechner 114 weitergegeben, wo sie getrennt abgespeichert werden. Der Speicher des Hilfsrechners kann ein einziger Speicher sein, in den die komplementären Datenblöcke aufeinanderfolgend abgespeichert werden; der Speicher kann auch zwei getrennte Speicher aufweisen, und zwar jeweils einen für die Datenblöcke eines der Bilder. Werden, wie unter Bezugnahme auf Fig. IB beschrieben, die Bilder in beiden Richtungen abgetastet, so Vann die Kopplungseleklronik 113 des Hilfsrechners 114 ferner die Reihenfolge umkehren, in der die beim Abtasten in entgegengesetzter Richtung erzeugten Diilen an den Hilfsrechner 114 weitergegeben werden.

Damit folgen die im Hilfsrechner 14 augea'peicherten Daten in gleicher Reihenfolge aufeinander. Der Hilfsrechner 114 kann verschiedene Säize einander entsprechender Datenblöcke für die später vorzunehmende Bestimmung der Korrelation speichern. Der

to Hilfsrechner kann ein sehr rasch arbeitender Speicher oder auch ein Minicomputer sein, welcher darüber hinaus zusätzliche Aufgaben wahrnehmen kann, z. B. das Filtern zum Herausheben von Kanten oder das Summieren zum Mitteln der Daten.

Vorgebbare Segmente der in dem Hilfsrechner 114 gespeicherten Datenblöcke werden seriell aus dem Hilfsrechner entnommen. Dies erfolgt auf Signale hin, die von einer Parallaxenänderungsschaltung 115 bereitgestellt werden. Die Segmente der Datenblöcke werden dann an einen Pufferspeicher 116 weitergegeben, wo sie zur weiteren Verarbeitung und zur Auswertung der Korrelation durch einen Korrelierrechner 117 gespeichert werden. Bei der einfachsten Ausfühiungsform der Parallaxenänderungsschaltung 115 wird ein Segment aus einem zu einer vorgegebenen Abtastlinie auf dem Bild 106a gehörenden Datenblock Λ'und ein entsprechendes Segment aus einem dem Bild 106Ö entsprechenden Datenblock B' dem Hilfsrechner 114 entnommen. Um jedoch auch die Parallaxekenngrößen in V-Richtung, d. h. die Parallaxekenngrößen in einer zu der Mehrzahl paralleler abgetasteter Bahnen paralleler Richtung zu erhalten, werden vergleichbare Segmente von Datenblöcken ßund B"ebenfalls vom Hilfsrechner 114 zu dem Pufferspeicher 116 weitergegeben, wobei die Datenblöcke ßund B"Abtastlinien zugeordnet sind, die der betrachteten Abtastlinie unmittelbar benachbart sind und jeweils zu einer ihrer Seiten liegen. Auf von der Parallaxeänderungsschaltung 115 abgegebene Befehle hin wird ein Untersegmenl des dem Datenblock 4' entnommenen Segmentes, das bei der ersten Bahn liegt, die bei dem parallelen bahnweisen Abtasten überstrichen wird, an den Kurreiieiieuiiict J17 wCiicrgCgcbcn. Zugleich werden erste Untersegmente do aus den Datenblöcken B. ß'und ß"entnommenen Segmente an den Korrelierrechner 117 weitergegeben. Die Untersegmente der Datensegmente ß. ß'und ß"sind etwas größer als das Untersegment des Datensegmentes A', so daß die Daten gegeneinander verschoben werden können, um die maximale Korrelation unkonjugierte Bildbereiche ermitteln zu können, wie dies auch bei bekannten Stereokartiergeräten erfolgt. Der Korrelierrechner 117 korreliert dann das Untersegment des Datensegmentes A'mit den entsprechenden Untersegmenten der Datensegmente B, ß'und ß"und liefert die Korrelationswerte an eine Korrelationsauswerteschaltung 118, in der die Korrelationswerte ausgewertet werden und die Parallaxe berechnet wird. Die Korrelationsauswerteschaltung 118 kann ein für diesen speziellen Zweck vorgesehener Computer oder wahlweise ein im Handel erhältlicher Minicomputer sein, der den zu erfüllenden Aufgaben entsprechend programmiert ist Die Parallaxekenngrößen werden dann an die Steuereinheit 110 und an die Parallaxeänderungsschaltung 115 weitergegeben.

Über die Paraüaxeändcrungsschaltung 1J5 bewirkt dann die Korrelationsauswerteschaltung 118 die Übergabe eines zweiten Untersegmentes des Datensegmentes A'und entsprechender Untersegmente der Daten-

segmente B, B' und B". weiche Bilddaten der in der vorgegebenen Reihenfolge nächsten der parallelen Bahnen entsprechen, an den Korrelierrechner 117. Dort werden die oben beschriebenen Operationen wiederholt. Dann werden die Parallaxekenngrößen für das zweite Segment bestimmt. Dieses Arbeiten erfolgt so lange, bis die Parallaxekenngrößen für jede der abgetasteten parallelen Bahnen bestimmt worden sind.

Nachdem die dem Datenblock A' zugeordneten Daten korreliert worden sind, werden die in dem Pufferspeicher 116 gespeicherten Datensegmente A' und B verworfen und der Pufferspeicher wird mit neuen Datensegmenten gefüllt, die Datenblöcken Λ "und B'" entnommen sind, welche den am nächsten benachbarten Abtastlir.itn auf den beiden Bildern zugeordnet sind. Die Ermittlung der Korrelation der neuen Daten erfolgt dann wiederum so. wie dies obenstehend beschrieben worden ist.

Die Paraüaxeänderungsschaltung 115 bewerkstelligt eine Aufarbeitung der Daten, welche dem Arbeiten der Verzerrungskorrekturschaltung vergleichbar ist, wobei eine Korrektur bezüglich der Parallaxe zwischen den miteinander korrelierten Untersegmenten erfolgt. Die Parallaxeänderungsschaltung 115 weist eine dynamische Funktionstafel auf. in der die Parallaxekenngrößen eines jeden Untersegmentes der Daten B enthalten sind, welche bei den vorhergehenden Berechnungen der Parallaxe durch die KorrelaJionsauswerteschaltung 118 ermittelt worden sind. Liefert die Korrelationsauswerteschaltung 118 einen Befehl zur Überstellung der nächsten Untersegmente A und B aus dem Pufferspeicher 116 zum Korrelierrechner 117. so ändert die Parallaxeänderungsschaltung die Adresse des überstellten Segmentes von B-Daten gemäß den dem betrachteten Untersegment zugeordneten Parallaxekenngrößen. welche bei der Auswertung des vorhergehenden Datensegnientes für das entsprechende vorhergehende Untersegment ermittelt worden sind. Durch die Parallaxeänderungsschaltung wird die Anzahl der Datenverschiebungen wesentlich herabgesetzt, die /ur Bestimmung konjugierter Punkte der Bildinformatnm erforderlich sind. Damit wird die Geschwindigkeit der Korrelationsbestimmung erhöhl. Die Parallaxekenn größen können auf diese Weise für aufeinanderfolgende Punkte auf einer großen Zahl von Linien ermittelt werden, ohne daß die Rechenkapa/ität der angefunde nen elektronischen Schaltungen überschritten wird

Die Parallaxekenngrößen werden zusammen mit ihrer Adresse an die Steuereinheit 110 weitergegeben, wo sie dann weiter zur F.rstellung der gewünschten Karle verarbeitet werden. Wie bei bekannten Kartier geräten wird in der Steuereinheit 110 die erforderliche Verarbeitung der Parallaxekenngrößen im unabhängi gen offline Betneb vorgenommen, wobei die Parallaxe kenngrößen von der erfindungsgemäßen on line F.in richtung in den Speicher der Steuereinheit 110 eingegeben werden. Die Steuereinheit 110 wird ferner da/u verwandt, die Steuersignale für die mechanischen Antnebseinheiten zu berechnen, durch welche die fotografischeil Bilder 106a und 1066 so bewegt werden, daß entsprechende Gebiete der Bilder unter Berücksichtigung der geometrischen Verzerrungen und Änderungen in der Erhebung und Neigung des Geländes innerhalb des Abtastgebietes verbleiben.

Dem Fachmanne sind elektronische Schaltungen geläufig, welche die unter Bezugnahme auf die Verschiedenen Sehallungsteile des Blockschaltbildes der Fig.3 beschriebenen Aufgaben erfüllen können. Schaltungen zum Führen der Abtaststrahlen, z. B. die Verzerrungskorrekturschaltungen 112a und 1126 und die Parallaxeänderungsschaltung 115 sowie elektronische Schaltungen zum Bestimmen der Korrelationswerte auf eine ganze Anzahl von Art und Weisen sind in den obengenannten Patentschriften beschrieben und brauchen hier nicht näher beschrieben zu we~den.

Fig.4 zeigt ein weiteres Verfahren zur Gewinnung digitaler Bilddaten, welche gleicherweise bei der

to erfindungsgemäßen Einrichtung verwendbar ist. Anstelle des in F i g. 3 dargestellten Lasers weist diese andere Ausführungsform zwei Kathodenstrahlröhren 120a und 1206 auf, die auf ihren Schirmen jeweils einen Lichtfleck erzeugen. Die beiden Lichtflecke werden durch Linsen 122a und 1226 auf die stereoskopisch aufgenommenen Bilder 106a und 1066 fokussiert. Wie bei dem bevorzugten \usführungsbeispiel werden die Lichtflekke durch die Bildinformation auf dem jeweiligen sterensknnischen Bild moduliert. Das modulierte Licht wird durch Linsen 109a und 109Zj auf die Empfänger 108a und 1086 fokussiert. Die Empfänger 108a und 1086 liefern ihrerseits analoge Bilddaten, die dann, wie oben unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben, durch die Analog-Digitalwandler 111a und 1116 in digitale Daten umgewandelt werden Das Führen der Lichtflecke über die Bilder erfolgt dadurch, daß die Lage der Lichtflecke auf dem Schirm uer Kathodenstrahlröhren auf elektronische Weise geändert wird, wozu elektronische Ablenkschaltungen 124a bzw. 1246 vorgesehen sind.

Derartige elektronische Ablenkschaltungen sind dem Fachmanne bekannt und brauchen nicht näher beschrieben /u werden. Die Lage der Lichtflecke auf den Schirmen der jeweiligen Kathodenstrahlröhre angebenden Signale können leicht von den elektronischen Ablenkschallungen dbgenommen werden und werden auf die Eingänge der Verzcrrungskorrekturschaltungen 112a und 1126 gegeben, so daß. wie oben unter Bezugnahme auf Pig. 3 beschrieben, den digitalen Daten die richtige Lageadresse zugeordnet werden kann. Der Rest der in F i g. 4 dargestellten Auswerteeinrichtung gleicht dem der in F i g. 3 dargestellten Auswerteeinrichtupg.

Das Arbeiten des parallele Bahnen abtastenden Stcrcokartiergerätes gemäß der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf das in F i g. 5 dargestellte Flijßdiagramm erläutert. Aus zwei stereoskopist hen Bildern A bzw. B werden durch linienweises Abtasten längs epipolarer Linien der beiden Bilder unter Verwendung von Lichtstrahlen analoge Bilddaten erzeugt (vergl. Blöcke 200a und 2006/ wie dies unter Bezugnahme auf die in F i g. 2 dargestellten Ausleseein richtungen 21 und 22 beschrieben worden ist. Aus den Signalen, die von den den analoge Signale liefernden Ausleseeinrichtungen zugeordneten Ablcnkeinric'ntungen bereitgestellt werden, werden digitale Adreßsignalc erzeugt (vergl. Block 202). Die digitalen Adrcl.Kignale werden auf den Eingang einer Adreßänderungsschal tung gegeben, in der die Adreßsignale durch der geometrischen Verzerrung entsprechende Signale abgeändert werden, so daß vorbekannle geometrische Verzerrungen der Bilder korrigiert werden (vergl. Blöcke 204.7 und 2046/ Diese der geometrischen Verzerrung der Bilder zugeordneten Signale werden aus Daten hergestellt, die auf den Eingang der Steuereinheit des Stefeokäf liefgerätes gegeben werden (vergl. Block 206). Die abgeänderten digitalen Adreßsignale Werden dann dazu verwendet, die Analogsignale der Bilddaten zu samplen (vergl. Blöcke 208a und 2086J

und die aus den beiden stereoskopischen Bildern ausgelesenen Analogdaten in digitale Daten umzuwandeln. Da die Adreßsignale abgeändert werden, bevor die Analogsignale gesampled werden, ist sichergestellt, daß die Meßwerte an einander entsprechenden Punkten auf beiden Bildern abgenommen werden. Die digitalen Daten werden dann seriell aufgesammelt und zu Blöcken digitaler Daten zusammengestellt (Blöcke 210a und 2t0b), welche den beim Abtasten einer Linie eines jeden Bildes erzeugten Daten entsprechen. Die gewonnenen Datenblöcke werden dann vor Bestimmung der Korrelation zeitweilig gespeichert (Block 212).

Die Korrelation von Daten, die aus entsprechenden Bereichen auf den beiden stereoskopischen Bildern stammen, erfolgt wie nachstehend beschrieben. Zumindest zwei den entsprechenden Bereichen auf den beiden stereoskopischen Bildern zugeordnete Datenblöcke werden durch ein Datenbiockauswahlsignal dem zur vorübergehenden Speicherung verwendeten Speicher entnommen. Da'» Datenauswahlsignal wird von der in F i g. 3 dargestellten Parallaxeänderungsschaltung bereitgestellt und über eine Leitung 224 übertragen. Während die Korrelation durchgeführt wird, werden die beiden Datenblöcke in einem Pufferspeicher gespeichert (Block 214). Einander entsprechende Segmente aus den beiden im Pufferspeicher gespeicherten Datenblöcke werden diesem dann entnommen und über eine Leitung 228 auf den Korrelierrechner 117 (vergl. F i g. 3) gegeben, wo einander entsprechende Datensegmente korreliert werden (vergl. Block 216). wodurch die ODen beschriebenen Korrelationswerte erhalten werden. Dann werden die Korrelationswerte ihrerseits ausgewertet und die Parallaxekenngrößen werden berechnet (Block 218).

Die Adresse der zu korrelierenden Dalensegmente werden nacheinander erzeugt (Block 222). Die nacheinander erzeugten Adressen von Datensegmenten sind Datensegmenten zugeordnet, in denen digitale Daten stehen, die einen vorgegebenen Abstand von jeder der abgetasteten parallelen Bahnen aufweisen und zu beiden Seiten derselben liegen. Wegen der Parallaxe sind die entsprechenden Bildbereichc auf den beiden Bildern auf den Bildträgern in Wirklichkeit gegeneinander versetzt. Deshalb sind auch die Daten in den Datenblöcken vergleichbar gegeneinander verschoben. Um die zum Erhalten maximaler Korrelation erforderliche verschobene Lage der Daten herauszufinden, wäre ein sehr umfangreiches Verschieben der Daten in den einander entsprechenden Segmenten erforderlich, wenn die Segmente gemäß den ursprünglich erzeugten Adressen für die Segmente ausgewählt würden. Um dem abzuhelfen, werden die ursprünglich erzeugten Adressen für die Segmente durch die Parallaxekenngrößen abgeändert (Block 220). so daß die Adressen für die Segmente im Hinblick auf die Parallaxe korrigiert werden, welche bei der Korrelation der vorhergehen den Datenblöcke gefunden wurde. Die Parallaxeänderungsschaltung verschiebt die Adressen der Segmente eines der Datenblöcke derart, daß das betrachtele Segment dieselbe verschobene Lage aufweist, bei der bei der Korrelation des entsprechenden Segmentes des vorhergehenden Datenblöckes eine maximale Korrelat lion gefunden wurde. Durch diese Änderung der Adressen für die Segmente wird nicht nur die Anzahl der Verschiebeoperationen herabgesetzt, die zum Herausfinden der Verschiebung zwischen den beiden Segmenten mit maximaler Korrelation erforderlich ist, es wird auch die Größe des Segmentes herabgesetzt, das zum Ermitteln der Korrelation erforderlich ist, und darüber hinaus wird die Geschwindigkeit der Korrelationsbestimmung erhöht Die abgeänderten Adreßsignale für die Segmente werden als Segmentauswahlsignale ausgegeben und über eine Leitung 226 an den Speicherpuffer weitergegeben. Die abgeänderten

to Adreßsignale für die Segmente wählen nacheinander die aufeinanderfolgenden Segmente einander zugeordneter Daten aus, die korreliert werden sollen.

Die Parallaxesignale werden ferner zur Steuereinheit weitergegeben, die die erforderlichen Kartiersignale erzeugt (Block 230). Die Erzeugung der Kaniersignalen der Steuereinheit kann unter Verwendung irgendeines der bekannten Verfahren erfolgen. Die Steuereinheit erzeugt ferner Steuersignale (Block 232), welche die Gewinnung analoger Bilddaten aus einander entsprechenden Gebieten auf den beiden stereoskopischen Bildern steuern. Dieses Steuern ist bei bekannten automatischen Stereokartiergeräte-i üblich und braucht zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht in Einzelheiten erläutert zu werden.

Wichtig ist, daß die Parallaxekenngrößen bei einer einzigen mechanischen Verschiebung bei einer Mehrzahl paralleler Bahnen ermittelt werden. Diese Fähigkeit wird dadurch erhalten, daß die analogen Bilddaten in digitale Daten umgewandelt werden, daß die digitalen Daten unmittelbar on-line bezüglich der geometrischen Verzerrungen der stereoskopischen Bilder korrigiert werden, daß die digitalen Daten vorübergehend gespeichert werden können, damit die Gewinnung von Bilddaten und die Bestimmung der Korrelation unabhängig voneinander vonstatten gehen können, und daß die digitalen Daten vor der Korrelierung in eine solche gegeneinander verschobene Lage gebracht werden, in der bei der Korrelierung der vorhergehenden Datensegmente mit Bilddaten aus der Umgebung derselben parallelen Bahn die maximale Korrelation gefunden wurde. Durch dieses Verfahren werden sowohl die geometrischen Verzerrungen als auch die auf der Parallaxe beruhenden Verzerrungen vor der Korrelierung entfernt, wodurch die Korrelierung on-line mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, die mit der Geschwindigkeit der Erzeugung von Bilddaten vergleichbar ist.

Es versteht sich, daß die unter Bezugnahme auf die F i g. 5 beschriebene Verarbeitung der Bilddaten sowohl uürch fest verdrahtete Schaltungen als auch durch programmierbare Schaltungen erfolgen kann. Da sich jedoch die gespeicherten Daten ständig ändern, ist ein Rechner mit einem löschbaren, d. h. überschreibbaren Speicher ein wichtiger Bestandteil der gesamten Auswertevorrichtung.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Abtastlinie verwendet, die eine Mehrzahl von Bahnen quert (F i g. 1 B). Bei der bildbereichsweisen Abtastung nach Fig. IA wird die Korrektur des Abtasters bezüglich geometrischer Verzerrungen vörteilhafterweise durch die Strahlablenkeinfichtüng vorgenommen und nicht an den Von den Empfängern gelieferten Bilddaten. Die diskreten nachher von den elektronl· sehen Schaltungen verarbeiteten Datenblöcke entspre' chen dann einem Gebiet anstatt einer Linie.

Hierzu 4 Blati Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Auswertung stereoskopischer Bilder zur Ermittlung konjugierter Punkte der beiden stereoskopischen Bilder, bei dem die Bilder mittels Abtastköpfen bahnartig abgetastet werden, von den Ausgangssignalen der Abtastköpfe abhängige Datenblöcke gespeichert und zur Bestimmung konjugierter Punkte korreliert werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Relativbewegung zwischen Abtastkopf (21, 22; 120a, \20b) und Bild (106a, 106Z>J von dem Abtastelement (104a, 104Z)J des Abtastkopfes (21,22; 120a, 120ό; mehrere parallele Bahnen (1—5) abgetastet werden und jeweils von einer Bahn geschnittenen Bildbereichen (6—10) zugeordnete Datenblöcke gespeichert werden und die jedem Bahnenpaar zugeordneten Datenblöcke nacheinander korreliert werden, wobei das Erreichen der maximalen Korrelation des einen iDatenblouRpaares zum Verschieben der Daten in dem einen Datenblock des nachfolgenden Datenblockpaares relativ zu dem anderen Datenblock verwendet wird, derart, daß die Verschiebung der beim vorhergehenden Datenblockpaar zur maximalen Korrelation führenden Verschiebung entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement (104a; \Q4b) das zugeordnete Bild (106a; \06b) zunächst in einem einer Bahn (1—5) zugeordneten Bildbereich (6—10) und dann in einem der nächsten der parallelen Bahnen (1—5) zugeordneten Bildbereich (6—10) in jeweils vorgegebener Abta.Jolge abtastet und die jeweils einem Bildberuch zugeordneten Datenblökke vollständig nacheinande gespeichert werden (Fig. IA). SS

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastelement (104a: \04b) das zugeordnete Bild (106a; 106Z>;iängs Abtastlinien (18) abtastet, die '»ich quer zur Richtung der zueinander parallelen Bahnen (1—5) erstrecken, und dabei alle von jeweils einer Bahn (1—5) geschnittenen Bildbereiche (6—10) überqueren, und daß die beim Überqueren der Bildbereiche jeweils gewonnenen Teildatenblöcke nacheinander so gespeichert werden, daß nach vollständigem Überfahren der Bildbereiche die den Bildbereichen zugeordneten Datenblöcke vollständig gespeichert vorliegen (Fig. IB).

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die die Bildbereiche (6—10) w überquerende Abtastlinie (18) im wesentlichen parallel zu epipolaren Linien der Bilder (106a. 106Z)J verläuft.

5. Vorrichtung zur Auswertung slereoskopischer Bilder zur Ermittlung konjugierter Punkte gemäß ^ dem Verfahren nach einem der Ansprüche I —4, mit zwei Bildträgern für die beiden stereoskopischen Bilder, zwei jeweils einem Bildträger zugeordneten optischen Abtastköpfen, deren Abtaststrahl relativ zu den Büdträgern bewegbar ist, einem Speicher für die Speicherung von von den Ausgangssignalen der Abtastköpfe abhängigen Datenblöcken in digitaler Form, einem dem Speicher nachgeschalteten Korrelator für die Korrelation der gespeicherten Daten und einer dem Korrelator nachgeschalteten Steuereinheit für die Steuerung der Abtastung, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebe (107a, 1076,) für die Bewegung der Bilder (106a, 106b) relativ zu den Abtastköpfen (100; 120a, 120ώ; 108a, 1086; vorgesehen sind und die Abtaststrahlen (104a, 1040J durch eine Ablenkeinrichtung (102; 124a, 124öj im wesentlichen quer zur Richtung der Relativbewegung zwischen Abtastkopf und zugeordnetem Bild auslenkbar sind, daß die Ablenkeinrichtung (102; 124a, 124Z)J ausgangsseitig jeweils mit dem Steuereingang eines dem Ausgang eines Abustkopfes (108a; i08b) zugeordneten Analogdigitalwandlers (lila; 1116,) verbunden ist, daß zwischen dem Ausgang des Korrelators (24; 116, 117) und einem Steuereingang des Speichers (23; 114) bzw. einem Steuereingang des /Correlators eine Parallaxenänderungsschaltung (27; 115) eingeschaltet ist, die an den Speicher ein Ausspeichersignal für die Ausspeicherung der zu korrelierenden Daten der Datenblöcke in den Korrelator und an den Korrelator ein Signal zum Verschieben der ausgespeicherten und zu korrelierenden Blockdaten zueinander entsprechend der maximalen Korrelation der vorher korrelterten Blockdaten abgibt

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ablenkeinrichtung (102; 124a,) und den zugeordneten Analogdigitalwandlern (lila, 111Z)J jeweils eine Verzerrungskorrekturschaltung (112a: 1126J eingeschaltet ist, die in Abhängigkeit von ihr zugeführten vorgegebenen Verzerrungskorrektur-Steuersignalen den zeitlichen Abstand der Punkte beeinflußt, an denen die analogen Ausgangsspannungen der zugeordneten Abtastköpfe (108a; 1086;digitalisiert werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abtastkopf eine Kathodenstrahlröhre (120a; 1206/ eine Ablenkeinheit (124a; 1246J, Fokussierungsoptiken (122a, 109a; 1226, 1096J und photoelektrische Wandler (108a. 108i>;aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß für den Aufbau beider Abtastköpfe eine einen scharf gebündelten Lichtstrahl (101) erzeugende Lichtquelle (100). eine Strahlteil- und Umlenkeinheit (103—105), die den Lichtstrahl (101) in zwei Lichtstrahlen (104a. 1046,) aufteilt und jeweils auf ein Stereobild (106a, \0bb) umlenkt, mindestens eine Ablenkeinheit (102) und für jeden Strahlengang eine Fokussierungsoptik (109.7; \09b) und ein photoelektrischer Wandler (108a; 1086,) vorgesehen sind.