DE281024C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Aufgabe, vom Luftschiff oder einem Flugapparat aus photographische Aufnahmen des überflogenen Gebietes zu machen, welche die Herstellung von Karten und Plänen für Kataster- und ingenieurtechnische Zwecke gestatten, wird bei dem nachstehend beschriebenen Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung hauptsächlich dadurch ermöglicht, daß zwei in festem Abstand voneinander angeordnete,

ίο gleichgerichtete Einzel- oder Mehrfachkameras Verwendung finden, daß ferner alle Objektive gleichzeitig selbsttätig geöffnet werden, daß die. Kameras erst zu arbeiten beginnen, wenn das Luftschiff oder der Flugapparat in horizontaler .Fluglinie eingestellt ist, und daß schließlich durch zwei Registrierkameras die Angaben aller Hilfsinstrumente, wie die Stellung von Uhren, Aneroide, Libellen, Meßlatten u. dgl. m., aufgenommen werden.

Bei den starren Luftschiffen kann zur Anbringung der Kabinen für die photographischen Apparate der starre Kiel 1, wie ihn Fig. 1 zeigt, unmittelbar verwendet werden, bei nichtstarren Systemen dagegen muß erst ein solcher starrer Kiel geschaffen werden. Die Befestigung der Kabinen 2 an dem Kiel, erforderlichenfalls unter Einschaltung einer Abfederung, wie Pneumatikschlauch o. dgl., geschieht in der Weise, daß ein Losnehmen und ein Versetzen ermöglicht ist.

Hierdurch ist man in der Lage, die Basis der Stereoaufnahmen zu verändern. Am Boden 3 der Kabinen ist eine Abfederung 4 beliebiger Art angebracht, um beim Landen des Luftschiffes ... Stöße von den Kabinen' abzuhalten.

Für diesen Zweck wäre die bekannte Automobilachsenfederung mit Glyzerinkompression brauchbar.

An den einander zugekehrten Wänden 5,6 der Kabinen ist das feste Auflager 7 (Fig. 2) für einen eigenartig gebauten, die Kameras tragenden Tisch 8 angebracht. Die Einrichtung des genannten Tisches ist aus Fig. 3 ersichtlich. Auf der Platte 7 ruht zunächst eine Platte 8, die auf einer Seite als Schlitten ausgebildet sein kann, auf, und zwar vermittels Kugelringstücke 9. Diese Platte 8 hat einen Ausschnitt io," der die freie Beweglichkeit der weiteren Teile des Tisches gewährleisten soll, welche mit ihm durch Kardanaufhängung verbunden sind. Wie Fig. 3 zeigt, sind Schneiden 11 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen der Platte 8 angeordnet, auf welchen der Ring 12 aufruht. Dieser trägt nun zwei weitere Schneiden 13, welche in bekannter Weise zu den Schneiden 11 um 90 ° verdreht angebracht sind. Erst auf den Schneiden 13 ruht die Platte 14, welche die Aufnahme- und Registrierkamera trägt. Die Schneiden 11 und 13 werden vorteilhaft aus künstlichem Rubin gewählt. In Fig. 2 sind der Deutlichkeit halber die bei der praktischen Ausführung in einer Ebene liegenden Teile 8, 12 und 14 auseinandergerückt. Die Platten 8 der beiden Kabinen 2 sind miteinander durch Drähte 15, 16 verspannt, wie Fig. 3 andeutet. Diese Drähte sind aus Invar hergestellt, da sich diese Legierung als gegen Temperaturdifferenzen am unempfindlichsten bewiesen hat. Um ein Durchhängen der Drähte

15, i6 zu vermeiden, werden Hängeeisen mit dem festen Kiel ι verbunden, an welchen Tragrollen 17 angebracht sind.

Auf der in der beschriebenen "Weise aufgehängten Platte 14 sind eine Uhr 18, U-förmig angeordnete, aperiodische Libellen 19, 20, 21 und ein Aneroid 50 angebracht. Die Uhr oder besser ihre photographisch festgelegten Zeitangaben dienen nicht nur zur chronologischen Einreihung der Aufnahmenummern, sondern zur späteren astronomischen Bestimmung von Polhöhe und Azimut jeder einzelnen Platte. Die Platte 14 hat in der Mitte eine Durchbrechung 22, durch welche hindurch eine Nummer — in Fig. 3 ist Nr. 276 eingeschrieben — sichtbar wird. Diese Nummer ist diejenige einer photographischen Platte, welche in der an der Platte 14 angehängten Kamera 23 gerade belichtet wird. Es erscheint also jedesmal bei einer Aufnahme in der Öffnung 22 eine neue Platten- oder Mägazinnummer.

In Fig. 2 ist zwar nur eine einfache Kamera 23 angedeutet, für Kartenaufnahme größeren Umfanges wird aber eine sieben- oder neunfache Kamera verwendet werden, oder allgemein eine größere Anzahl von facettenartig gelagerten Kameras, deren Objektivachsen zueinander einen gleichen Winkel, z. B. 30°, bilden, deren Objektivlinsen also auf einer Kugelfläche ähnlieh wie beim Auge einer Fliege liegen.

Von ganz neuen Grundgedanken muß die stereophotogrammetrische Vermessung im Luftschiffe ausgehen. Da gerade die Stereophotogrammetrie durch die oben als neu genannte biachsiale gleichzeitige Aufnahme die Aufnahmeplatten durch die stereoskopische Wirkung im Komparator oder in einem mechanischen Auftrageapparat auszumessen gestattet, wird also bei diesem Verfahren das Relief der Landschaft im Komparator gesehen. Man muß daher vor allem darauf bedacht sein, den Einblick in das Gelände auf den Maximalwert zu bringen, und es ist daher ratsam, nach den Forschungen und Untersuchungen nur einen Abweichungswinkel von 30° von der Horizontalebene höchstenfalls zu nehmen. Benutzt man sodann Brennweiten von über 20 cm, so kann man mit diesen langbrennweitigen Kameras im Gegensatz zu den Panoramakameras aus 1000 m Höhe gut brauchbare Aufnahmen machen. Die Höhe gibt wiederum eine große Fläche, was die früheren Vorrichtungen durch kleine Brennweiten und unklare Bilder zu erreichen hofften. Ein weiterer Vorteil der stereophotographischen Aufnahmen gegenüber den früheren einfachen Aufnahmen aus dem Ballon und ihren Auswertungsarten besteht darin, daß jede Aufnahme von jeder Kassette in Zusammenhang mit der entsprechend anderen Kassette im Apparat 2 stereophotogrammetrisch ausgewertet werden kann ohne Rücksicht auf die anliegenden Platten.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß wir keine mathematischen Berechnungen, keine perspektivischen Gesetze zur Auswertung benötigen, sondern im Apparate einfach durch Koinzidenzstellung der Marke auf die gleichen (identen) Bildpunkte die Perspektive der Photographie selbsttätig in die rechtwinkligen Koordinaten einer jetzt gebräuchlichen topographischen Karte umarbeiten können.

Dem Bekannten gegenüber ist die biachsiale stereophotogrammetrische Aeroaufnahme als Zweck der ganzen Vorrichtung anzusehen und ihre Verwendung zur Herstellung von Karten ebenfalls neu. Erstrebt ist, durch das Ineinandergreifen der technischen Einzelheiten die Ausführung einer synchron biachsialen Aerophotoaufnahme, welche dem stereophotogrammetrischen Normalfalle möglichst nahekommen soll, zu bezwecken. Terrestrisch ist der stereophotogrammetrische Normalfall gegeben, wenn mit zwei Phototheodoliten die optischen Achsen senkrecht auf der Basis stehen bei vertikal gestellten Alhydadenachsen. Außerdem ist die Höhenlage der beiden optischen Achsen als möglichst gleich anzustreben. , Diese drei Bedingungen sind schon bei stereophotogrammetrischen Vermessungen im Gelände, wie z. B. beim Eisenbahnbau, schwer zu erreichen. Im Luftschiffe müssen also im Augenblick der Aufnahme die Luftschiffachse horizontal, die beiden Kameraachsen vertikal und zueinander orientiert sein, um den stereophotogrammetrischen Normalfall zu ergeben.

Um die eben genannte Einstellung zu erhalten, sind eine Reihe von Vorrichtungen erforderlich, von denen bisher nur die Anbringung der Aufnahmekameras und die Konstruktion des Kardangehänges beschrieben sind.

Auf der Platte 14 ist das Gestell 24 für die Registrierkamera 25 angebracht. Zur Abschwächung von Stoßen sind die Kameras 23 und 25 elastisch gelagert, was z. B. durch einen Pneumatikschläuch geschehen kann. Es würde auch genügen und für manche Zwecke vorteilhafter sein, wenn die Kameras 23, 25 fest miteinander verbunden und dann ihre Verbindungsstellen auf die Platte 14 pneumatisch gelagert würden. Es wäre aber noch besser, wenn die gesamte Einrichtung des Kärdangehänges auf den Befestigungsflanschen der Vermessungskabine in der angegebenen Weise gelagert würde. Durch ein entsprechendes Aufpumpen ■ dieses Schlauches kann dann die Federung geregelt werden.

Die Registrierkamera 25 ist eine dreifache. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind zwei Spiegel 26, 27 verwendet, welche die von unten und oben in die Objektive 28, 29 ein

fallenden Lichtstrahlen um 90° ablenken, so daß diese mit den durch das Objektiv 30 einfallenden Strahlen durch getrennte Rohre auf eine vertikal gestellte Platte 31 fallen. Es ist nun noch ein Gautiersches Gitter vorgesehen, welches ebenfalls mitphotographiert wird. An den einander zugekehrten Wänden 5, 6 der Kabinen 2 sind zwei Kreuzlatten 32, 33 angebracht, aus denen mittels des durch das Objektiv 30 aufgenommenen Bildes bzw. aus deren Lage im Bilde zu dem mitphotographierten Gitter die gegenseitige Lage der optischen Achse 34 der Teilkameras 29, 28, 23 festgelegt oder der Höhenunterschied der Aufnahmen bestimmt wird. Auf diese Weise können alle mathematischen Angaben für die Stellung der beiden Achsen der zwei Aufnahmekameras im Augenblick der Aufnahme, genauestens zueinander festgelegt werden.

Eine weitere Registrierung für die augenblickliche Lage der einzelnen Achse 34 erfolgt durch eine der Teilkameras mit dem Objektiv 29. Über diesem Objektiv befindet sich nämlich dicht unter dem Kiel 1 die Basis, welche aus Invarband hergestellt und zwischen den beiden Kabinen 2 ausgespannt ist. Dieses Band trägt eine Millimeterteilung oder zwecks genauerer photographischen Aufnahmen eine aus Platindrähten hergestellte Millimeterteilung. In ähnlicher Weise wie der Invardraht 15 ist auch das Invarband über Rollen 37 geleitet.

Die Spannung des Invarbandes erfolgt durch ein Gewicht, dessen Aufhängedraht 38 über eine Rolle 39 geleitet ist. Zur Erleichterung

.35 der Spannung und Verhinderung jeglicher schädlichen Durchbiegungen ist die Rolle 39 sowie auch die übrigen Rollen mit Kugelringlagerung versehen. Wie das Invarband sind auch die Invardrähte 15, 16 durch Gewichte 40 gespannt.

Unter bestimmten Bedingungen kann von der Anordnung der Teilung auf dem Invarbande und von der phographischen Aufnahme dieser Teilung Abstand genommen werden. In diesem Falle muß dann an der Unterseite des Bandes 35, wie Fig. 4 zeigt, die besonders aus Fig. 5 ersichtliche Vorrichtung angebracht werden. Diese besteht aus einem Ring 41, durch welchen die Stellschrauben 42 zur Regulierung der Lage der Platte 43 hindurchgreifen. Die Platte 43 trägt in der Mitte ein Kugelringlager 44 für ein von der Registrierkamera ausgehendes Stangenrohr 45, um etwaige Schwankungen der einen Kamera in Richtung der Verbindungslinie der Kameras auch auf die zweite Kamera zu übertragen.

Die Spiegel 26, 27 der Registrierkamera 25 können auch fehlen. In diesem Falle ist nach Fig. 6 ein Filmstreifen oder ein lichtempfindliches Papierband im erforderlichen Abstand an den drei Objektiven 28, 30, 29 vorbeigeführt, was mit Hilfe eines Uhrwerkes leicht zu bewerkstelligen ist. Zur Erzeugung recht deutlicher Aufnahmen durch die Registrier kamera ist es vorteilhaft, unter den Libellen 19, 20, 21 und über der Teilungsplatte 35 des Invarbandes 36 Spiegel anzubringen. Das bereits genannte Gautiernetz ist nur für die Aufnahme des Lattenkreuzes, also für die durch das Objektiv 30 gehenden Strahlen erforderlich. Die Basiskonstanten sind so gewählt, daß 1 mm Abweichung 5 Sekunden bedeutet, und daß durch Schätzung von ¹Z_1nIHm 0,5 Sekunden bestimmt werden kann. Es genügen hiermit diese Angaben, um den stereophotogrammetrischen Normalfall zu erreichen, da letzterer bei terrestrischen Arbeiten bis 10 Sekunden Abweichung gestattet.

In Verbindung mit der Aufnahmekamera 23 ist ein Ikonometer 46 auf einer Seite zur Achse 34 angeordnet; als Gegengewicht hierzu dient am besten ein Chronograph, der die Tourenzahl, die Zeit und gegebenenfalls die Achsenneigungen aufschreibt. An der unteren Öffnung des in Fig. 7 im Längsschnitt wiedergegebenen Ikonometers bewegt sich ein endloses, mit einer Marke versehenes Band 47 vorbei. Ist die Weite der Öffnung = s, so muß die Länge des Bandes auf jeder Seite bis zum Wendepunkte an der

Rolle —- sein, so daß nach der Bewegung des

Bandes genau abgepaßt werden kann, wann die Aufnahmeapparate in Tätigkeit gesetzt werden müssen und wann die aufgenommene Fläche überflogen ist. Dieses Band könnte gleich-dasjenige des Chronographen sein, welches sich ja mit gleichmäßiger, beliebig gebremster Geschwindigkeit abwickelt.

. Bei dem bisher beschriebenen Verfahren war vorausgesetzt, daß eine Horizontalstellung des Luftschiffes erfolgt sei. Sobald nun die richtige Lage des Luftschiffes eingetreten ist, wird ein Stromkreis geschlossen, eine rote Glühlampe leuchtet auf oder es wird ein anderes Zeichen gegeben, so daß der Beobachter mit Hilfe desselben Stromkreises die Verschlüsse sämtlicher Objektive der Kameras in beiden Kabinen beeinflussen und die ganze Vorrichtung für die selbsttätige Aufnahme in Tätigkeit setzen kann. Derselbe Stromkreis, welcher die elektrische Auslösung sämtlicher Momentverschlüsse der Kameras bewirkt, beeinflußt auch den Chronographen, welcher die Längs- und Querachsenschwankungen , des Fahrzeuges aufzeichnet, so daß sich für den Augenblick der Aufnahmen die Abweichungen von der Horizontalen feststellen lassen.

Zur Erzielung brauchbarer aerogeodätischer oder stereophotogrammetrischer Aufnahmen aus einem Luftfahrzeuge ist das Hauptgewicht auf

die gegenseitige Lage der in zwei getrennten Kabinen untergebrachten Apparate zu legen. Im besonderen sind hierzu Vorrichtungen erforderlich, welche durch Anwendung der Photographie die in einem bestimmten Augenblick vorhandenen Stellungen aller einzelnen Apparate und des ganzen Luftschiffes ermöglichen. Es erfolgt also gleichzeitig mit einer Mehrfachaufnahme die photographische Registrierung

ίο des Libellenstandes, der Länge und Neigung der Basis, die Festlegung der Achsenstellung, d. h. die Bestimmung der gegenseitigen Achsenlagen der beiden Kameras selbst beim Schwanken des Luftschiffes. Hierbei wird eine möglichst parallel und zur Basis senkrechte Lagerung der Achsen der beiden Kameras durch das Kardangehänge und durch die zwangläufige gegenseitige Orientierung der an das Kardangehänge sich anreihenden Grundplatte mittels zweier Invardrähte erreicht.

Claims (7)

Pate nt-An SP rüche:

1. Verfahren zur Herstellung aerogeodätischer Stereo-Aufnahmen, dadurch gekennzeichnet, daß durch zwei in festem Abstand voneinander angeordnete, gleichgerichtete Einzel- oder Mehrfachkameras bei horizontaler Lage des Flugschiffes oder Flugapparates die Aufnahmen unter gleichzeitiger photographischer Registrierung der augenblicklichen Achsenlage und des Standes aller Hüfsinstrumente gemacht werden.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei an dem Luftfahrzeuge befestigten, gegeneinander abgesteiften Kabinen (2) die Aufnahmekameras in einem Kardangehänge unter Einschaltung einer um einen kleinen Winkel drehbaren Grundplatte (8) und darüber die Registrierkameras (25) untergebracht sind, wobei die Grundplatten (8) gegenseitig, durch Invardrähte (15, 16) verspannt sind und an jeder Kabine dem horizontal arbeitenden Objektiv (30) der Registrierkameras gegenüber Kreuzlatten und den' vertikal arbeitenden Objektiven (29) gegenüber die Teilung eines horizental liegenden Invarbandes sich befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (9), welcher die Grundplatte (8) mittels Kugeln abstützt, unter Einschaltung einer Federung in Gestalt eines Pneumatikschlauches auf dem Befestigungsflansch der Vermessungsbabine aufruht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabinen (2) federnd, z. B. durch Auflage mittels Piieumatikschlauches, mit dem Kiel verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe von Hilfsinstrumenten (Libellen, Uhr, Aneroid, Kassettennummer) zur. photographischen Feststellung der Achse auf der Mittelplatte des Kardangehänges angebracht , ist, wahrend die zur Bestimmung des Aufnahmeterrains dienenden Instrumente mit der Aufnahmekamera in unmittelbarer Verbindung stehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Momentverschlüsse aller Kameras in dem gleichen Stromlireise liegen wie der Chronograph.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Registrierkamera (25) durch einen Stab (45) unter Fortfall des Objektivs (29) mit dem darüberliegenden Invarband (35) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.