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Vorrichtung zum Ausmessen von Meßbildpaaren. Gegenstand der Erfindung
ist eine Vorrichtung zum Ausmessen von Meßbildpaaren und zum selbsttätigen Herstellen
von Lage- und Schichtenzeichnungen sowie von Querschnitten nach zwei getrennten
Lichtbildern, die von beliebigen Punkten, beispielsweise von Luftfahrzeugen aus,
und aus beliebiger Richtung von dem wiederzugebenden räumlichen Gebilde, z. B. einem
Geländeabschnitt, aufgenommen werden.
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Es sind bereits Vorrichtungen zur Lösung dieser Aufgabe bekannt, bei
welchen die verwendeten Lichtbilder bei der Betrachtung in den Aufnahmekammern entsprechenden
Betrachtungskammern untergebracht sind und bei denen diese Kammern während der Betrachtung
unbeweglich bleiben; die Betrachtung erfolgt durch die Aufnahmeobjektive selbst
oder durch gleichartige Objektive mittels eines Doppelfernrohres mit zwei Okularen,
das durch zwei Lenker mit einem auf Schlitten in drei rechtwinklig zueinander stehenden
Richtungen bewegbaren Zeichenwerkzeug verbunden ist.
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Bei diesen Vorrichtungen mußte die Aufnahmerichtung der verwendeten
Lichtbilder im wesentlichen senkrecht zur Standlinie gehalten werden.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann die Aufnahmerichtung
jedes Lichtbildes vollständig beliebig sein, und die Lichtbilder können selbst dann
verwendet werden, wenn große Neigungen gegenüber der Standlinie auftreten. Die Aufgabe
ist gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die spiegelnden Eintrittskörper
des Betrachtungsdoppelglases, die mit den Lenkern gekuppelt sind, wie bei Rundblickfernrohren
bekannt, um zwei zueinander senkrechte Achsen zum Abtasten der Bildplatten in allen
Richtungen gegenüber den übrigen Teilen des Doppelglases, die beim Meßvorgang in
Ruhe bleiben, drehbar sind, und daß parallel zu den Lenkern Kollimatoren angeordnet
sind, die die - zweckmäßig drehbaren - Meßmarken im Unendlichen erscheinen lassen.
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Überdies weist der Erfindungsgegenstand noch folgende besondere Vorteile
auf: Die Sehrichtung wird optisch verkörpert durch einen an jedem der beiden das
Fernrohr mit dem Träger des Zeichenwerkzeugs verbindenden Lenker befestigten Kollimator.
Diese Anordnung hat den Zweck, die Richtfehler auszuschalten, die aus mechanischen
und optischen Fehlerquellen der beweglichen Teile des Fernrohres sich ergeben können.
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Die Richtebene des Betrachters (Ebene der Okularachsen) ist fest im
Raum, und die die Mittelpunkte der Okulare verbindende Linie ist wagerecht unabhängig
von der Neigung der Standlinie gegenüber der Senkrechten.
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Schließlich ermöglicht die neue Vorrichtung die stetige Aufzeichnung
von Geländequerschnitten unter Vergrößerung einer der Koordinaten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt; es zeigen Abb. r die Gesamtanordnung in Ansicht von der Seite, Abb.
2 den unteren Teil der Vorrichtung von der einen Stirnseite, Abb. 3 den gleichen
Teil von oben, Abb. q. einen senkrechten Schnitt nach E-E in Abb. x mit angehängtem
Gerät zum Aufzeichnen von Querschnitten, Abb. 5 einen Schenkel des Betrachtungsdoppelfernrohres,
Abb.6 einen schematischen Schnitt durch diesen Schenkel, Abb. 7 die Gabel, die am
einen Ende der Lenker den spiegelnden Eintrittskörper vor dem Objektiv des zugehörigen
Fernrohrschenkels hält, Abb. 8 die Gesamtanordnung von oben.
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Die beiden getrennten Lichtbilder des wiederzugebenden
Geländeabschnitts
werden in die den Aufnahmekammern entsprechenden Betrachtungskammern i eingesetzt.
Sie nehmen gegenüber dem zugehörigen Objektiv 62, welches das Aufnahmeobjektiv selbst
oder ein identisches sein kann, eine gleiche Stellung ein wie bei der Aufnahme.
Zu diesem Zweck sind Passermarken an dem Lichtbild im Augenblick der Aufnahme mitphotographiert
worden, die beim Einsetzen auf entsprechende Passermarken der Plattenträger der
Kammer genau eingestellt werden. Die Lichtbilder werden betrachtet mittels zweier
Rundblickfernrohre 2, die so gekuppelt sind, daß sie eine räumliche Betrachtung
ermöglichen.
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Die Betrachtung- jedes Lichtbildes erfolgt durch Drehen eines spiegelnden
Eintrittskörpers, beispielsweise eines Prismas 37 (Abb. 6, 7), das um zwei senkrechte
Achsen A-A und F-F (Abb. 5) gedreht werden kann. Dieses Prisma wirft die den Lenkern
5 parallelen eintretenden Lichtstrahlen in der Richtung A-A auf das Objektiv 39
(Abb. 6). Zu diesem Zweck können die Lenker 5 bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
um eine Achse GG (Abb. 5, 7) gedreht werden, die den Kanten des Prismas parallel
ist und die Achse A-A im Punkt q. (Abb. 6) schneidet. Diese Drehung nimmt durch
einen beliebigen Antrieb das Prisma in einer halbgroßen Drehung um die Parallelachse
F-F mit.
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Bei der Anordnung gemäß Abb. 6 erfolgt die Drehung beispielsweise
mittels zweier Räder 6q., 65, über die ein biegsames Band 66 geleitet ist. Der Durchmesser
des Rades 65 ist halb so groß wie der des Rades 6q.. Die Drehung des Lenkers 5 um
die Achse A-A nimmt das Prisma 37 bei seiner Bewegung mit.
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Die Lenker 5 sind bei 6 (Abb. 2) an einem Schlitten 7 angelenkt. Der
Abstand der Anlenkpunkte_ 6 kann durch Verschiebung auf zwei parallelen Gleitbahnen
8 des Schlittens 7 geändert werden. Dieser Schlitten kann parallel zu sich selbst
in allen Richtungen verschoben werden. Zu diesem Zweck kann er senkrecht auf einem
zweiten Schlitten 9 gleiten. Der Antrieb der senkrechten Bewegung kann beispielsweise
mittels einer an dem Schlitten 7 befestigten Schraube =o erfolgen. Eine von dem
Schlitten 9 getragene Mutter =i (Abb. ¢) treibt die senkrechte Bewegung an. Diese
Mutter ist äußerlich als Schneckenrad ausgebildet, das mit einer Schnecke 12 in
Eingriff steht, die an dem Querschlitten 9 befestigt ist. Dieser Schlitten verschiebt
sich quer zu einem dritten Schlitten 14 (Abb. 2). Diese Bewegung wird gesichert
durch eine Schraube 15 (Abb. 8), deren Drehung durch ein Kegelradvorgelege
bekannter Art angetrieben wird. Hierzu dient eine genutete Welle 17 und eine Kurbel
=8. Die Drehung der Schraube 12 (Abb. q.) erfolgt mittels einer anderen Nutenwelle
13 (Abb. i) des Schlittens =q.. Züm Antrieb def Welle i3 dient eine zweite genutete
Welle 16 . (Abb. 2 und 8), die parallel zur Verschiebungsrichtung des Schlittens
14. verläuft. Die Drehung der Welle 16 kann entweder unmittelbar oder von einer
Tretvorrichtung (Fußrad o. dgl.) mittels einer Stange =g (Abb. 2) bewirkt werden.
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Der Schlitten =q. kann der Tiefe nach mittels zwei seitlicher Leitschrauben
2o und 21 (Abb. 3) verschoben werden, die durch ein Kegelradvorgelege und- eine
Stange 22 verbunden sind. Die Drehung dieser Leitschrauben erfolgt durch die Kurbel
9,3.
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Die Verschiebungen der drei Schlitten 7, g, =q. können- auf Teilungen
mittels entsprechender Zeiger abgelesen werden. Der Schlitten 9 trägt den Zeichenstift
25 (Abb. i), dessen Verschiebungen sich auf einem wagerechten Reißbrett 24 auftragen.
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Nimmt man an, daß einer der Punkte 6 eine beliebige Kurve beschreibt,
welche auf einer Reliefkarte aufgezeichnet sei, welche in einem gegebenen Maßstab
den beiden Lichtbildern gemeinsamen Geländeabschnitt darstellt, so zeichnet der
Zeichenstift auf dem Reißbrett die wagerechte Projektion dieser Kurve auf, und die
Höhe eines beliebigen Punktes kann abgelesen werden auf der Teilung, die an dem
senkrecht beweglichen Schlitten 7 (Abb. i, 2) befestigt ist.
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Wenn ferner die beiden Anlenkpunkte q. (Abb. i) der Lenker 5 mit dem
Fernrohr im Maßstab des Planes (und im wesentlichen entsprechend dem Abstand 6-6)
die Lage -der Punkte im Raum darstellen, von wo aus" die entsprechenden Lichtbilder
aufgenommen sind; so ist leicht ersichtlich, daß die beiden Stangen 5 in jedem Augenblick
parallel den Sehrichtungen sind, die dem durch den Zeichenstift aufgezeichneten
Punkt entsprechen.
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Die Prismen 37 (Abb. 6) des Betrachtungsdoppelglases; deren Drehung
durch die Lenker 5 bewirkt wird, sind vor den Objektiven 62 (Abb. i) der entsprechenden
Kammern x drehbar angeordnet. Die Kammern i sind so eingestellt, daß sie mit Bezug
auf die betrachtete Ebene die gleiche Einstellung haben wie die Aufnahmekammern
im Augenblick der Aufnahme. Zu diesem Zweck sind die Kammern i i auf einem Gestell
35, 36 gelagert. Sie können um eine wagerechte Achse so kippen, daß sie die ;ewünschte
Neigung erhalten. Diese Neigung wird mittels eines Zeigers 53 auf einem Gradbogen
54 abgelesen. Das Gestell 36 ist der i Höhe nach einstellbar und kann durch eine
Klemmvorrichtung 55 festgelegt werden. Das gesamte .Gebilde kann um die senkrechte
Achse des Gestells gedreht werden. Die Ablesung des Drehungswinkels erfolgt mittels
eines Zeigers 56 1 iuf einem wagerechten Teilkreis. Das gesamte Gebilde ruht auf
einem Schlitten 58, -der der
Tiefe nach auf einer Gleitbahn
59 verschoben und mittels einer Schraube 57 festgelegt werden kann. Die Gleitbahnen
gehören zu einem Schlitten, der in der Querrichtung auf Gleitbahnen 6o verschoben
werden kann.
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Die Einstellung der Platte in ihrer Ebene erfolgt durch Drehung der
Kammer x um die optische Achse ihres Objektivs. Die Ablesung dieser Einstellung
erfolgt auf einem Teilkreis g4 mittels eines Zeigers 52. Die Platte ruht in einem
Bildrahmen 61 und wird in bekannter Weise durch natürliches oder künstliches Licht
beleuchtet.
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Nachdem man die Kammern x und die Bildplatten entsprechend der Aufnahmestellung
eingestellt hat, bilden die Lichtstrahlen, welche dem Punkt der Platte entsprechen,
wo das Bild eines Punktes im Raum, z. B. eines Geländepunktes, entstanden ist, bei
ihrem Austritt aus dem Objektiv ein Strahlenbündel, das der diesem Punkt entsprechenden
Sehrichtung, also dem Lenker 5, parallel ist.
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Die Betrachtungsvorrichtung besteht, wie bereits erwähnt, aus zwei
gekuppelten Rundblickfernrohren 2 (Abb. z, 5, 6). Jedes der Teilfernrohre umfaßt
ein Prisma mit totaler Reflektion oder einen Spiegel 37, dessen spiegelnde Fläche
dem Objektiv 62 der entsprechenden Kammer x zugekehrt ist. Dieses Prisma ist, wie
bereits erwähnt, drehbar, und seine Einstellung erfolgt durch den Lenker 5 derart,
daß die dem Lenker parallelen Lichtstrahlen in der Richtung A-A (Abb. 6) reflektiert
werden.
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Das Objektiv 39 des Fernrohres liegt in Richtung der von der Platte
kommenden Lichtstrahlen hinter dem Prisma; es ist feststehend und gibt in seiner
Brennpunktebene ein Bild der Platte. Bevor dieses Bild entsteht, werden ,die Lichtstrahlen
auf dem Prisma4o reflektiert, welches die zu A-A parallelen Strahlen in die
Richtung B-B ablenkt. Auf ihrer Bahn B-B treten die Strahlen durch ein Prisma 41
nach Wallaston, welches um die Achse B-B jeweils um den halben `'finkel gedreht
wird wie das Prisma 37 um die Achse A-A. Der Antrieb dieser Bewegung erfolgt
durch eine Einrichtung bekannter Art, beispielsweise mittels eines Zahnradvorgeleges
38, 42. Unabhängig von diesem Antrieb kann das Prisma 41: von Hand mittels
eines Griffes 43 gedreht werden. Die Strahlen erfahren dann an dem Prisma 44 eine
neue Ablenkung, die sie aus der Richtung B-B in die Richtung C-C führt.
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Die Achse des Okulars 3 kann mit der Richtung C-C zusammenfallen oder
geneigt sein; in diesem Fall muß man ein Hilfsprisma 45 (4bb. 6) benutzen. Der Teil
C-C de.. Fernrohres ist wagerecht, der gekröpfte Teil A-A, B-B kann um die Achse
C-C gedreht werden. Der Teil A-A selbst ist um die Achse B-B beweglich. Die beiden
Fernrohre 2 werden von einer- optischen - Bank 46 . (Abb: z) von - ver änderlicher
Höhe getragen, welche um die wagerechte Achse D-D kippen kann. -Man kann jeden Fernrohrschenkel
_um eia besonderes -Höhenmaß über der Bank anheben, und zwar mittels eines senkrechten
Schlittens 5=.. Diese Einstellung dient zur Wiedergabe der verschiedenen Höhen der
Aufnahmestandorte im Raum, indem die Anlenkpunkte 4 der Lenker 5 an den Fernrohren
2 die Höhenlage dieser Standorte gemessen im Maßstab der Karte mit Bezug auf eine
feste Vergleichsebene angeben. Die Länge der Standlinie stellt man durch Veränderung
des Abstands der beiden Anlenkpunkte 4 voneinander auf dem Schlitten 7 der Zeichenvorrichtung
ein.
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Das Kippen der optischen Bank 46 um die Achse D-D dient dazu, die
Richtung der Achse A-A der Fernrohre senkrecht zu der den beiden t optischen Achsen
der Kammern = parallelen Ebene einzustellen, derart, daß der Ausschlag der Drehung
der Prismen 37 um die ihren Kanten parallele Achse das vollständige Abtasten der
Platte ermöglicht. F Die Okulare 3 werden von einer wagerechten Stange 47 (Abb.
z) parallel zur Achse D-D und der Höhe nach einstellbar getragen. Der Okularabstand
ist nach dem Augenabstand des Betrachters veränderlich und wird von Fall zu g Fall
eingestellt.
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Ein Kollimator 50 (Abb. 7) ist an jedem Lenker 5 angeordnet; er schickt
in das entsprechende Fernrohr das Bild einer Marke, z. B. eines Zeigers f, der in
seiner Brennpunktebene angeordnet ist. Dieser Kollimator ist derart eingestellt,
daß die von der Zeigerspitze kommenden Lichtstrahlen nach dem Prisma 37 parallel
der Achse des Lenkers 5 gelangen. Demgemäß fällt ö das"am Austritt'aus dem Objektiv
62 ein zum Lenker 5 paralleles Strahlenbündel ergebende Bild eines Punktes der Platte
in dem Fernrohr mit dem Bild der Zeigerspitze zusammen. Diese Anordnung schaltet
die Richtfehler aus, die sich aus mechanischen und optischen Fehlerquellen der beweglichen
Fernrohrteile ergeben können. Die Zeiger f können in ihrer Ebene um ihre Spitze
gedreht werden, derart, daß ihr durch die Kupplung der Fernrohre 2 erzeugtes räumliches
Bild eine beliebige Richtung zum räumlichen Bild des Geländes einnehmen kann. Die
Lenker 5 tragen außerdem einen Sucher 49 bekannter Art (Abb. 7), der das Aufsuchen
eines anzurichtenden Plattenpunktes erleichtert.
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Bei der Benutzung der Vorrichtung stellt man zunächst die Kammern
und die Lichtbilder in die Aufnahmestellung ein. Man kippt dann die optische Bank
46 um die Achse D-D, um die Achsen A-A der Fernrohre im wesentlichen lotrecht zu
einer Ebene parallel den optischen Achsen der Kammern einzustellen. Man stellt
die-
das Fernrohr tragenden Schlitten 51 und die Schraube 63 (Abb. 5) ein, um
die Dezentrierung auf der Achse A-A des Anlenkpunktes 4 zwischen den Lenkern 5 und
dem Fernrohr zu erzielen, derart, daß die Punkte 4 einen gleichen Höhenabstand im
Maßstab der Wiedergabe von den Aufnahmelotpunkten im Raum erhalten. Man stellt den
Abstand der Punkte 6 auf den Schlitten 7 so ein, daß der wagerechte Abstand der
Achsen A-A vermindert um die der Punkte 6, parallel zur Achse D -D gemessen,
gleich der wagerechten Projektion der Standlinie im Maßstab der Karte ist.
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Man stellt hierauf mittels der drei Kurbeln 18, 23 (Abb. i) und i9
(Abb. 2) den Schlitten 7 und die Lenker 5 ein. Diese Einstellung erscheint bei der
Betrachtung als eine Bewegung der räumlich erscheinenden Marke (Zeiger zum räumlich
erscheinenden Bilde des Geländes. Man kann diesen Zeiger auf einen beliebigen Punkt
des Geländes einstellen; der Zeichenstift gibt dann seine Stellung auf dem Zeichenbrett.
Durch Verstellen der drei Kurbeln kann man die räumliche Marke an einer beliebigen
Kurve des räumlich erscheinenden Geländebildes entlangführen, so daß der Zeichenstift
die Projektion dieser Kurve im Maßstab der Karte aufzeichnet. Bewegt man nur die
beiden Kurbeln (i8, 23) für die wagerechten Verschiebungen nach Breite und Tiefe
und führt man hierbei die räumliche Marke an dem Geländebild entlang, so zeichnet
man eine Schichtenlinie.
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Wenn Querschnitte in einer senkrechten Seitenwinkelebene gezeichnet
werden sollen, so kann man die Anordnung nach Abb. 4 benutzen. Ein Werkzeugträger,
Platte 26, ist senkrecht angeordnet und trägt vier Rollen 28, auf welchen er auf
einer weiteren senkrechten, in der Zeichnung nicht dargestellten Platte gleitet.
Diese Platte ist parallel der Trägerplatte 26 und der senkrechten Ebene des aufzuzeichnenden
Geländequerschnitts. Die Platte 26 ist mit dem verschiebbaren Schlitten 9 durch
ein Stück 25 verbunden; sie kann eine beliebige Einstellung an diesem Schlitten
erhalten und dann in der eingestellten Stellung mittels eines Klemmringes 27 festgehalten
werden, Sie trägt einen Zeichenstift 33, dessen senkrechte Einstellung ein Mehrfaches
der senkrechten Einstellung des Schlittens 7 ist. Zu diesem Zweck trägt beim gezeigten
Ausführungsbeispiel die die Einstellung des Schlittens 7 steuernde Schraube =o am
unteren Ende eine Zahnstange 29, die zu gemeinsamer Drehung zwei Zahnräder
30 und 31 antreibt, die auf der gleichen Achse aufgekeilt sind. Das Rad 31
veranlaßt die Einstellung des Zeichenstiftes 33 mittels einer zweiten Zahnstange
32. Das Vergrößerungsverhältnis der Höhen ist gleich dem Übersetzungsverhältnis
der Räder 30 und 31.