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Titel: Vorrichtung zur Differentialentzerrung mit
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automatischem Bildkorrelator Änwendungsbiet der Erfindung: Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Differentialentzerrung mit automatischem Bildkorrelator,
die mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung zweier gleichartiger Beleuchtungsstrahlengänge
und in Jedem Beleuchtungsstrahlengang nacheinander ein optisches Bbbildungseystem,
eine Bildebene, die mit einem ersten Motor zur Höheneinstellung, einem zweiten Motor
zur Vorschubsteuerung und einem dritten Motor zum Antrieb in eine zum Vorschub rechtwinklige
Richtung gekoppelt ist, ein weiteres optisches Abbildungssystem und einen lichtelektrischen
Empfänger enthält, der über den Rildkorrelator mit dem Motor zur Sohensteuerung
verbunden ist.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bekannte Vorrichtungen
zur Diff erentialentz errung mit automatischer Bildkorrelation, bei denen der Schwerpunkt
eines von einer Lichtquelle erzeugten Rasters mit der Xeßmarke eines photogrammetrischen
Auswertesystems zusammenfällt, ermöglichen ein automatisches Aufsetzen der Meßmarke
auf eine Modelloberfläche im statischen Betrieb. Im dynamischen Betrieb wird die
Meßmarke durch motorische Antriebe bewegt.
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Hierbei entsteht etets eine Regelabweichung im Bildkorrelator. Im
indirekten Betrieb zwischen Differentialentzerrungsgerät und Stereoauswertegerät,
d. h. getrennte Modelloberflächenaufnahme und -auswertung mit Zwischenspeicherung
der Modeliprofile, läßt sich diese Abweichung durch eine zu-
sätzliche
Verschiebwig der gespeicherten Modellprofile gegeneinander korrigieren. Nachteilig
ist dabei der infolge des notwendigen Speichers hohe gerätetechnische Aufwand und
der notwendige Mehraufwand an Zeit fiir den Auswertevorgang.
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Im direkten dynamischen Betrieb zwischen Differentialentzerrungsgerät
und Auswertegerät verursachen die Regelabweichungen Verschiebungen von benachbarten
Bilddetails gegeneinander, die von der Profillängsneigung abhängig sind.
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Zu ihrer Verringerung muß die Abtastgeschwindigkeit der Meßmarke wesentlich
verkleinert werden.
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Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist es, ein ifferentialentzerrtinggerät
mit automatischer Bildkorrelation zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet
und im dynamischen Betrieb eine hohe Abtastgeschwindigkeit im Zusammenhang mit der
Korrektur der dynamischen Fehler gestattet.
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DarleFung des Wesens der Erfindung: Aufgabe der Erfindung ist es in
einer Differentislentzerrungsvorrichtung die Möglichkeit der Abtastrastersteuerung
zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vom Motor
der Vorschubsteuerung eine Verbindung Uber einen Tachogenerator und weber eine Rastererzeugungs-
und -ablenkeinheit zur Lichtquelle fAhrt.
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Ausführungs beispiel : Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der
schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Aufrißdarstellung
der bisherigen Arbeitsweise, Fig. 2 eine Aufrißdarstellung der Arbeitsweise der
Erfindung, Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungegemäßen Vorrichtung Fig. 4
eine weitere Ausftihrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig.
5 ein Blockschaltbild der Rastersteuerung.
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In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre 1 entlang der s-, y-, z-Achse
eines in einem Modellprofil 2 angeordneten Koordinatensystems 3 bewegbar. Über dem
Modellprofil 2 befindet sich ein Projektor 4 mit einer Bildebene 5. Auf dem Leuchtschirm
der Eathodenstrahlröhre 1 wird durch eine nichtdargestellte Elektronikeinheit ein
Raster 6 mit einem Rasterschwerpunkt 7 erzeugt. Zum Abtasten des Modellprofils 2
mittels des Rasters 6 wird die Kathodenstrahlröhre 1 in y-Richtung verschoben. Dabei
erfolgt eine automatische Höheneinstellung der Kathodenstrahlröhre 1 in z-Richtung.
Zwischen dem Rasterschwerpunkt 7 und einer Meßmarke 8 eines aus Platzgrunden nicht
dargestellten optischen Auswertegerätes, die beide aui einer Geraden senkrecht übereinanderliegen,
besteht eine Höhendifferenz dz infolge des Nachlauffehlers der Höheneinstellung
der Kathodenstrahlröhre 1. Daraus ergeben sich Versetzungsfehler a y benachbarter
Modellprofilstreifen in der ProJektion auf der Bildebene 5.
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Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß das Raster 6 mit
dem Rasterschwerpunkt 7 in y-Richtung verschoben ist. Der Rasterschwerpunkt 7 fällt
nicht mehr mir der Meßmarke 8 zusammen, sondern eilt dieser in Abtastrichtung voraus.
Die Versetzungsfehler iSy werden hierdurch bei vorhandenen Nachlauffehlern Az eliminiert.
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In Fig. 3 ist eine Eathodenstrahlröhre 9 entlang einer z- und y-Spindel
10, 11, die er z- und y-Achse des Koordinatensystems 3 in Fig. 1 entsprechen, bewegbar.
Nicht mitgezeichnet sind der Ubersichtlichkeit wegen ein Motor mit Spindel zur Verschiebung
der Kathodenstrahlröhre 9 in x-Richtung. Im Strahlengang des aui dem Leuchtschirm
der Kathodenstrahlröhre 9 erzeugten Rasters 12 befinden sich ein Projektor 13 mit
einer Bildebene 14 und einem dber dieser befindlichen lichtelektrischen Empfänger
15 und ein Projektor 16 mit einer Bildebene 17 und einem rmge-
hörigen
lichtelektrischen Empfänger 18. Die beiden lichtelektrischen Empfänger 15, 18 sind
elektrisch mit eina elektronischen Korrelator 19 verbunden, der einen Motor 20 an
der z-Spindel 10 steuert. Ein Motor 21 ist mit der Spindel 11 gekoppelt. Vom rotor
21 führt eine Verbindung tiber einen Tachogenerator 22 und einen Verstärker 23 zur
Kathodenstrahlröhre 9. Eine Bildwiedergaberöhre 24 ist mit dem elektronischen Korrelator
19 elektrisch verbunden. In ihrem Strahlengang befinden sich ein optisches Abbildungssystem
25, eine Spaltblende 26 und eine Filmtrommel 27.
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Die beiden Projektoren 13, 16 sind so zueinander orientiert, daß
ein Stereomodell geoildet wird. Die lichtelektrischen Empfänger 15, 18 setzen den
über die Projektoren 13, 16 und die Bildebenen 14, 17 auftreffenden Lichtpunkt des
auf der Kathodenstrahlröhre 9 erzeugten Rasters 12 in zwei elektrische Signale um.
Diese werden im elektronischen Korrelator 19 auf ihre Phasenlage verglichen, und
es wird ein Differenzsignal gebildet, das dem Motor 20 zugeleitet wird. Durch den
Motor 20 erfolgt über die Spindel 10 eine Verschiebung der Eathodenstrahlröhre 9
in z-Richtung, solange bis die Phasenverschiebung verschwindet. Auf der mit dem
elektronischen Korrelator 19 verbundenen Bildwiedergaberöhre 24 wird der abgetastete
Bildausschnitt rekonstruiert und über das optische Abbildungssystem 25 durch die
Spaltblende 26 auf die Pilmtrommel 27 projiziert. Der Motor 21 verschiebt die Kathodenstrahlröhre
automatisch entlang der Spindel 11 in y-Richtung, was einer automatischen Abtastung
der Bildebenen 14, 17 entspricht. Die Filmtrommel 27 wird gleichzeitig synchron
dazu gedreht. Durch den mit dem Motor 21 verbundenen Tachogenerator 22 wird eine
der Abtastgeschwindigkeit in y-Richtung proportionale, richtungsabhängige Gleichspannung
über den Verstärker 23 an die Kathodenstrahlröhre 9 geliefert. Hier wird sie der
zur Rastererzeugung notwendigen
Ablenkapannung tiberlagert und führt
dazu, daß das Raster in y-Richtung entsprechend Fig. 2 vorauseilt.
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In Fig. 4 sind Kathodenstrahlröhren 28, 19 als Lichtquellen fest
angeordnet. In deren Strahlengang befinden sich je ein optisches Abbildungssystem
30, 31, Je eine Bildebene 32, 33, die entlang der Achsen der Bildkoordinatensysteme
(x', y'), (x", y") bewegbar sind, Je ein zweites optisches Abbildungesystem 34,
35 und Je ein lichtelektrischer Empfänger 36, 37. Diese sind mit einem elektronischen
Korrelator 38 elektrisch verbunden, der mit einem Motor 39 gekoppelt ist. Bin Motor
40, ein Motor 41 und Motor 39 stellen zusammen mit einem mechanischen Transformationssystem
42 die Steuereinrichtung der Bildebenen 32, 33 dar. Zwischen dem Motor 40 und den
Kathodenstrahlröhren 28, 29 besteht eine elektrische Verbindung über einen Tachogenerator
43 und eine Rastererzeugung und -ablenkeinheit 44.
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Die auf den Kathodenstrahlröhren 28, 29 durch die Rastererzeugungseinheit
44 gebildeten Abtastraster 45, 46 gelenken über die Abbildungssysteme 30, 31, die
Bildebenen 32, 33 und die Abbildungssysteme 34, 35 auf die lichtelektrischen Empfänger
36, 37. Die hier gebildeten elektrischen Signale werden im Korrelator 38 phasenverglichen,
und dieser bildet ein entsprechendes Differenzeignal. Durch Motor 39 und das mechanische
Transformationssystem 42 erfolgt entsprechend diesem Signal eine Verschiebung der
Bildebenen 32, 33 gegeneinander, bis im Korrelator 38 keine Phasendifferenz mehr
auftritt. Motor 40 und 41 übernehmen ebenfalls über das mechanische Transformationssystem
42 die automatische Verschiebung der Bild ebenen entlang der transformierten y-
und x-Achaen des Modellkoordinatensystems. Der mit dem Motor 40 verbundene Tachogenerator
43 liefert eine der Vorschubgeschwindigkeit in y-Richtung proportionale, richtungsabhängige
Gleichspannung, die in der Rasterablenkeinheit 44 mit der Ablenkspannung für die
Kathodenstrahl-
röhren 28, 29 summiert wird. Je nach Größe der Gleichspannung
erfahren die Raster 45, 46 in y-Richtung eine zusätzliche Ablenkung.
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Im statischen Betrieb sind in beiden Ausführungaformen die Rastersteuerting
über die Tachogeneratoren 22 (Fig. 3) und 43 (Fig. 4) nicht in Betrieb.
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In Fig. 5 liefert eine Rastererzeugungseinheit 47 die für die Kathodenstrahlröhren
48, 49 nötigen Ablenkspannungen Ux und Uy Der mit einem Motor 50 verbundene Tachogenerator
51 gibt ein der Motorgeschwindig.-keit und Bewegungsrichtung proportionales Gleichspannungssignal
über einen Verstärker 52 auf einen Summierer 53.
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In diesem werden die Spannung Uy und die vom Tachogenerator kommende
Gleichspannung überlagert und die Ablenespannung an den Eathodenstrahlröhren 48,
49 für die y-Richtung variiert entsprechend der Größe der Gleichapannung.