Auswertegerät für stereophotogrammetrische Aufnahmen.
Die Erfindung betrifft ein Auswerte- gerät mit stereokopischem Betrachtungssystem f r stereophotogrammetrische Aufnahmen. Dasselbe zeichnet sich dadurch aus, da¯ zwei Einrichtungen zur Nachbildung des Aufnahmestrahlenganges durch je ein gesondert gelagertes und gegenüber der zugehörigen Einrichtung einstellbares Raumkreuzsehlittensystem lenkbar sind, wobei diese getrennten Systeme gemeinsamen Antrieb und gemeinsame, einstellbare Vorrichtungen zum Ablesen und Registrieren des Auswerteergebnissesbesitzen.
Es ist möglich, ein derartiges GerÏ so auszubilden, da¯ unter Einhaltung eines möglichst kurzen und möglichst geradlinigen Strahlenganges optische Gelenke vermieden werden und da¯ die Basis als ideeller Ab stand-der Polo-der beiden Nachbildungs- einrichtungen ein, geführt werden kann.
Die Basis als veränderlichen Absband der Pole der beiden Nachbildungseinrichtungen einzuf hren, stellte bisher grole Anforderungen an den Konstrukteur. Die Basis durch einen geometrischen Runstgriff an anderer Stelle einzuführen, bedingte die Einf hrung eines zusätzlichen Abstandes zwischen den den Strahlengang bei der Aufnahme nach bildendenTeilen'desGerätes,welche daher durch sehr starre Verbindungen zusammen- gehalten werden muBten, die sich auf unbewegliche und bewegliche Elemente verteilten, so dass eine strenge, konstante Orientierung der letzteren Elemente gegenüber den ersteren eingehalten werden mute. Im Betrieb hatte diese Anordnung weiter den Nachteil,
da¯ die gegenseitige Orientierung der Bilder bei der Orientierung zum Lot jeweils zunächst gestort wurde, um nachher wieder hergestellt werden zu m ssen. Diese Nachteile können bei zweckmäBiger Ausbil- dung des erfindungsgemässen Gerätes ver- mieden werden.
Auch besteht der Vorteil, daB die Lage der beiden aus je einer Nachbildungseinrich- tung und einem. Raumsclllittensysbem be- stehenden Geräteteile frei von jedwelcher me chanischen Bindung (mitAusnahmeder sehr anpassungsfÏhigen Transmissionen zur ge meinsamen Steuerung beider Raumkreuz schlittensysteme) gewählt werden darf, was zu Gunsten der Vereinfachung des Betrachtungssystems ausgen tzt werden kann. Vor allem wird es möglich, mit nur sehr wenigen optischen Teilen auszukommen.
Aus demsel- ben Grunde bietet es keine konstruktiven Schwierigkeiten, die Basis als ideeller Abstand der Pole der beiden Nachbildungs- einrichtunlgen einzuführen, das heisst als Abstand dieser Pole, wenn man sich beide Ge räteteile so zueinander verschoben und verdreht vorstellt,da-ssbeide Raumkreuzschlit tensysteme kongruent werden, das heisst sich Punkt für Punkt decken.
Die beiliegenden Figuren zeigen beispielsweise und rein schematisch Ausfüh- rungsformen des Auswertgerätes nach der Erfindung oder dienen zu deren Erläu- terung. Es stellen dar :
Fig. 1 ein Auswertegerät im SchrÏgri¯, ohne die Ablese- und Registriervorrich tungen.
Fig. 2 einen Teilschnitt nach Linie IùII zu Fig. 1 in vergr¯¯ertem Massstab,
Fig. 3 wiederum einen SchrägriB mit biegsamerTransmission der einzelnen Teile der Raumkreuzschlittensysteme,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer derartigen Transmission im Schrägriss und
Fig. 5,6,7 und 8 dienen zur Erläuterung für die Einführung der Basis als ideeller Abstand der Pole der beiden Nachbilde- einrichtungen.
Gemäss. Fig. 1 handelt es sich um ein Auswertegerät mit stereoskopischem Betrachtungssystem f r Stereophotogrammetrie, wobei sowohl auf der Bild-wie auf der Raumkreuzschlittensystemseite die Projek tionsstrahlen als Raumlenker verkörpert sind. Die Einzelteile der beiden GerÏteteile, welche auf einer gemeinsamen Grundplatte 1 ruhen, sind mit gleichen Bezugszeiehen versehen, nur tragen die Bezugszeichen des rechten Teils zum Unterschied gegenüber jenen des linken Teils einen Index.
Diese Teile werden in folgendem der Anschaulichkeit ha. lber als äGerÏtehÏlften" bezeichnet, wobei jedoeh nur auf die in Fig. 1 dargestell- ten Teile des ganzen GerÏtes (und unter Weglassung der Grundplatte 1) Bezug genommen wird.
Beschrieben wird im folgenden nur die eine GerÏtchÏlfte, eine Beschreibung auch der ändern Gerätehälfte erübrigt sich, weil die beiden Hälften in ihrem Aufbau und Zusammenbau vollkommen bereinstimmen.
¯bereinstimmung besteht lediglich nicht hinsichtlich der Okulare 2 und ; 2'der beiden Betrachtungssysteme 3 und 3'; diese beiden Okulare wÏren bei vollkommen gleichem Zusammenbau der einzelnen Elemente der beiden Hälften um 180 zueinander versetzt ; sie müssen jedoch naturgemäss gleichgerichtete Einblickoffnungen haben.
Der Aufbau der beiden Gerätehälften ist im übrigen folgender :
Auf der gemeinsamen Grundplatte 1 ruht der Hauptträger, bestehend aus einem Win kelstück, dessen waagrechter Schenkel mit 4, dessen lotrechter Schenkel mit. a bezeich- net ist. Der waagrechte Schenkel 4 ist auf der gemeinsamen Grundplatte 1 verscliiebbar geführt ; dies zum Zwecke der Einstellung des Aehsenabstandes der beiden Okulare 2 und 2'. Der senkrechte Schenkel 5 trägt auf der ei. nen Seite das Betrachtungssystem 3 nebst Okular 2. Der Strahlengang der Be trachtungssysteme ist in Form gestrichelter Pfeile angedeutet.
Auf der andern Seite des lotrechten Schenkels 5 des Hauptträgers ist in diesem eine Drehscheibe 6 eingelassen, deren Mittelpunkt mit der Achse des Strahlenganges zusammenfällt. Zweck der Drehbarkeit ist die Berücksichtigung der Eantung der Aufnahmen, das hei¯t der Drehung der Aufnahmen in ihrer eigenen Ebene. Die Seheibe 6 ist mit einem recht- eckigen Ausschnitt 7 versehen, welcher der Führung eines Rahmens 8 dient. In diesem Rahmen ist, senkrecht zu seiner Bewegungs- freiheit in dem Ausschnitt 7, ein zweiter Rahmen 9 verschiebbar geführt, welcher das Bild 10 tragt. Es kann daher das Bild 10 in zwei aufeinander senkrecht stehenden Rich tungen in der Scheibe 6 bezw. dem Hauptträger 4,5 bewegt werden.
An der Scheibe 6 ist. ein Arm 11 befestigt, dessen abgewinkel- ter Schenkel 12 der Lagerung des Pols 13 eines Raumlenkers 14 dient. Der Pol 13 wird gebildet durch eine Kugel, welche in einer entsprechend kugelschalenformigen Fassung des Schenkels 12 liegt. Dieser Lenker 14 ist durch eine Grelenkhülse 15 mit einer Platte 16 gekuppelt, welche verschiebbar auf einem senkrecht zur Bildebene ausladenden, mit dem Bildträger 9 fest verbundenen Teil 17 geführt und in einer bestimmten Lage jeweils feststellbar ist.
Es ist somit der Abstand der Platte 16, ber welche der Raumlenker 14 auf den Bildträger 9 wirkt, gegenüber der Bildebene veränderlich, was die Einstellung eines beliebigen Abstandes zwischen dem Pol 13 und dem geometrischen Ort der Gelenkhülse 15 gestattet. Die Gelenkhülse 15 be- steht aus einer Kugel, welche in einer kugelschalenförmigen Fassung der Platte 16 liegt und in welcher der Lenker 14 achsial verschiebbar geführt ist. Es ist ersichtlich, da. ss die Bewegungen, welche der Lenker 14 um das Kugellager 13 ausführt, sich nur als Verschiebunjgen des Bildes 10 in dessen eigener Ebene auswirken können.
Jeder beliebige Punkt des mit Hilfe einer an der Scheibe 6 befestigten Lichtquelle 18 durch leuchteten Bildes 10 kann durch das Be traohtungssystem 3 hindureh von dem zur Fokussierung gegenüber demselben einstell- baren Okular 2 aus angezielt werden, entsprechende Lage des Lenkers 14 voraus- gesetzt. Die Teile le 2, 3, 5ù9 und 11ù18 bilden eine N'achbildungseinrichtung, deren Zweck darin besteht, für jeden Punkt des Bildes 10 den Aufnahmestrahl dieses Punktes nachzubilden. Diese Nachbildung erfolgt hier auf mechanischem Wege durch den Lenker 14, der die Lage des Projektionsstrahls einnimmt.
Die Nachbildungseinrichtung ent spricht einem Photogoniometer, wobei aber die Winkelkoordinaten des Strahls im Ge gensatz zum Fhotogoniometer nicht messbar sind. Dagegen werden für jede Lenkerlage zwei, dem angezielten Bildpunkt entspre- chende Lagekoordinaten durch das Raum scblittensystem weiter übertragen. Wie schon erwähnt, fallt die'durch'den gestrichelten Pfeil angedeutete Zielachse der Betrachttmgss- systemhÏlfte mit der Drehachse der Scheibe 6 zusammen und verläuft senkrecht zur Bildebene. Der Lenker 14 ist an seinem freien Ende durch eine Gelenkhülse 19 mit einem Schlitten 20 gekuppelt.
Die Gelenkhülse 19 ist genau so ausgebildet, wie die Gelenkhülse 15. Der Schlitten 20 ist einer der drei Schlitten eines Raumkreuzschlittensystems ; er ist in dem zweiten Schlitten 21 vertikal verschiebbar geführt. Der zweite Schlitten 21 ist seinerseits horizontal und parallel zur Bildebene in dem dritten Schlitten 22 geführt, und dieser dritte Schlitten 22 ist hori-zontal und senkrecht zur Bildebene in einem Winkelstück 23 verschiebbar geführt, wenn alle Einstellungen in der Mittellage sind. Das Winkelstück 23 ist mit dem Schenkel 24 auf dem horizontalen Schenkel 25 eines Winkelig um eine Achse 26 drehbar.
Der senkrechte Schenkel 27 dieses Winkels ist um eine Achse 28 drehbar an einem Träger 29 angelenkt. Es ist demnach dass Raumkreuzschlittensystem 20,21,22 bezw. sein Träger 23 kardanartig aufgehängt ; die Kardanachsen sind die Achsen 26 und 28. Der TrÏger 29 ist auf einem Ständer 30 verschiebbar, und zwar horizontal und parallel zur Bildebene, wenn alle Einstellungen in der Mittellage sind. Der StÏnder 30 ist auf dem Hauptträger 4,5 um eine vertikale Achse 31 drehbar.
Sind alle Einstellungen in der Mittellage, so sind die am Schenkel 25 angeordnete Drehachse 26 des Trägers 23 und die am TrÏger angeordnete Drehachse 31 des Ständers 30 parallel zur Bildebene und senkrecht zur Richtung der Verschiebung des Trägers 29, während die Drehachse 28 f r die Bewegung des Schenkels 27 relativ zum Träger 29 parallel zu dieser Richtung liegt. Das das Raumkreuzschlittensystem tra-gende Winkelstück 23 kann somit gegen iiber dem WinLel 11, 12, in welchem der Pol 13 des Raumlenkers 14 gelagert ist, so ein- gestellt werden, wie es die gegenseitige Orien tierung, die Orientierung zum Lot, sowie die Einführung der Basis erfordern, ohne dass optische Gelenke erforderlich sind.
Auch bedarf die Basis, die teilweise in der einen Gerätehälfte, teilweise in der andern durch Verschiebung des Trägers 29 gegenüber dem Ste. nder 30 eingeführt werden kann, keiner künstlichen Vergrösserung.
Wie schon erwähnt, sind der Aufbau und der Zusammenbau der rechten Gerä. tehälfte genau dieselben, wie zur linken Gerätehälfte beschrieben. Die Schlitten 20,21,22 des Raumkreuzschlittensys. tems der linken Gerätehälfte und die Schlitten des Raumkreuz- schlittensystems der rechten Gerätehalfte sind durch biegsame Transmissionen, die der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung weggelassen wurden, miteinander verbunden und besitzen gemeinsamen Antrieb, beispiels- weise in Form von Kurbeln, wobei beide HÏlften um gleiche Beträge angetrieben werden.
An diese Transmissionen sind an sich bekannte, einstellbare Vorrichtungen angeschlossen, welche das Ablesen und Re gistrieren des Auswerteergebnisses gestatten, und schliesslich sind selbständige Steuerungen für die Einstellbewegungen vorgesehen.
Selbstverständlich kann das Gerät oder jede Hälfte im Raum z. B. um 90 gedreht werden, in welchem Falle die vorstehend erwÏhnten Ausdr cke ävertikal" und ähorizon tal"vertauschtwerdenmüssten.
Der Ausdruck äSchlitten" ist in seiner all gemeinsten Bedeutung zu verstehen ; Schlitten wurden in dem Ausführungsbeispiel dfleshalh gewählt, weil sie sich leichter zeichnen lassen ; sie können aber auch als Wagen ausgebildet werden.
Die Fig. 2, welche einen Schnitt nach Linie IùII zu Fig. 1 darstellt, lässt die prinzipielle Anordnung der Optik 32 zwischen der Aufnahme 10 und dem Ablenkungs- prisma 33 erkennen. Dabei sind das Objektiv 32 und die Indexplatte 34 mit der Drehscheibe 6 fest verbunden.
In Fig. 3 ist dasselbe Raumkreuzschlittensystem gezeigt, wie in Fig. 1. nur sind der Übersichtliehkeit halber die beiden Raumlenker und alle zwischen diesen liegenden Teile weggelassen ; desgleichen die Teile 27, 29 und 30. Es handelt sich bei der Darstellung der Fig. 3 lediglich darum, ein Aus führungsbeispiel für die Kupplung der Schlitten der beiden Raumkreuzschlittensysteme durch biegsame Transmissionen zu zeigen. Die Schlitten sind, wie in Fig. 1 mit 20, 21, 22 bezw. 20'. 21', 22'bezeichnet. Zur gebenseitigen Verschiebung der einzelnen Schlitten dienen Schraubenspindeln 35, 36 und 37 bezw. 35', 36'und 37'.
Es bewirken die Spindeln 35 bezw. 35'die gegenseitige Verschiebung zwischen den Schlitten 20 und 21 bezw. 20'und 21', die Spindeln 36 bezw.
36'die gegenseitige Verschiebung zwischen den Schlitten 21 und 22 bezw. 21'und 22' und die Spindeln 37 bezw. 37'die gegenseitige Verschiebung zwischen den Schlitten 22 und 23 bezw. 22'und 23'. Die Spindeln , 35 und 35' sind über biegsame Wellen 38 und 38'je mit einer Welle 39. 39'verbunden ; die Enden dieser Wellen stehen bei 40 über Kegelrader einerseits mit einer Welle 41, anderseits mit einer Welle 42 in Verbindung.
Die Welle 41 ist über Kegelrader 43 mit einer übliehen Kurbel 44 verbunden ; die Welle 42 wirkt auf eine Kupplung 45, welche über eine biegsame Welle 46 eine Spindel 47 auf einem Schlitten bezw. Wagen 48 treibt. Die Spindel 47 betÏtigt einen Schlitten bezw. Wagen 49, der auf dem Schlitten bezw. Wagen 48 verschiebbar ist und einen Zeichenstift 50 trägt. Es ist er sichtlich. dass durch Drehen der Kurbel 44 die Schlitten 20 bezw. 20'gleichzeitig und um gleiche BetrÏge angetrieben werden k¯nnen und dass sich die Bewegung dieser Schlitten auf die Spindel 47 und damit auf den Schlitten 49 bezw. den Zeichenstift 50 bertrÏgt.
In derselben Weise sind die Spindeln 36 und 36'iiber biegsame Wellen 51,51', Wellen 52,52', KegelrÏder 53 einerseits mit einer Welle 54, anderseits mit einer Welle 55 gekuppelt. Die Welle 54 steht über Kegelräder 56 mit einer zweiten Kurbel 57 in Verbindung, während die Welle 55 über eine Kupplung 58 auf eine Spindel 59 arbeibet, die auf den Schlitten oder Wagen 48 wirkt, so da. dieser senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens oder Wagens 49 sich auf der Zeichenunterlage 60 bewegt. Der Zeichenstift 50 registriert. daher koo. rdinator- graphenmϯig die Auswerteergebnisse in einer Ebene (Planzeichnung).
Die Hohenablesungen erfolgen mit Hilfe eines Zählwerkes 61 ber eine Kupplung 62 und eine Welle 63. Letztere steht über ein Kegelradgetriebe 64 mit einer Welle 65 in Verbindung, die durch eine Fu¯scheibe 66 betrieben wird. Von dem gleichen Kegel radgetriebe 64 aus werden die Spindeln 37 bezw. 37' der Schlitten 22 bezw. 22'betrie- ben, und zwar mittels der Wellen 67,67' un, der biegsamen Wellen 68, 68'.
Bei der Ausf hrungsform der Fig. 4 handelt es sich lediglich um eine andere Art der Transmission. In dieser Figur ist der Übersichtlichkeit halber lediglich die Übertragung der Schlitten 21,22 bezw. 21', 22' gezeigt. Die ¯bertragung der brigen Schlitten erfolgt sinngemϯ. In diesem Falle arbeitet die Kurbel 57 iiber ein Kegelrad 69 auf Wellen 70,70'und 71. Die Welle 71 entspricht der We'lle 55 der Fig. 3 und treibt ber die Kupplung 58 die Spindel 59 bezw. den Wagen 48 nebst Zeichenstift 50. Die Welle 70 wirkt über Kegelräder 72 und entsprechende Zwischenwellen 73 auf eine Welle 74, deren eines Ende an den Ha. uptträger 1 mittels eines Kardangelenkes 75, der. en anderes Ende, ebenfalls mittels eines Kardangelenkes 76, an n einem winkelf¯rmigen Ansatz des Schlittens 21 gelagert ist.
Die Welle 74 ist, wie aus der Figur ersichtlich, längenveränderlich ausgebildet. Kegelräder 77 bewirken die Übertragung der Dreh- bewegung der Welle 74 auf die Spindel 36, welche die gegenseitige Bewegung der Schlit- ten 20 und 21 gegenüber dem Schlitten 22 bewirkt. Dieselbe Anordnung befindet sich auf der ändern Gerätehälfte. Dort sind fdie entsprechenden Teile mit gleichen Be zugszeichen und einem Index bezeichnet. Es führt daher beim Drehen der Kurbel 57 der Zeichenstift 50 die gleichen Bewegungen aus, welche'die Schlitten 20 und 21 bezw. 20'und 21'. gegenüber dem Schlitten 22 bezw. 22' erhalten.
In sinngemässer Weise erfolgt der An- trieb des Schlittens bezw. Wagens 49 in der dazu senkrechten Richtung; die Einrichtung f r die Eohenablesungen wird ebenfalls sinn gemma. angeordnet. Fig. 4 zeigt ein Ausf h rungsbeispiel zur Erzeugung der Drehung des Teils. 27 gegenüber dem Teil'29. Dar Teil 27 trägt eine Zwinge 78, deren Spindel 79 entgegen der Wirkung einer Rückholfeder 80 auf den Teil 29 wirkt.
Die Fig. 5 bis 8 dienen der Erläuterung der Basis als ideeller Abstand der Pole der beiden Photogoniometer.
Die Fig. 5 zeigt, wie die Basis theoretisch eingeführt werden sollte. Es sind, wie in Fig. 1, die Pole mit 13 und 13', die Lenker mit 14,14'bezeichnet. Ein rekonstruierter Punkt ist als A eingeführt ; das Raumkreuz- schlittensysstem ist gestrichelt angedeutet.
Die Basis ist der Abstand zwischen den beiden Polen 13 und 13'.
Die Fig. 6 zeigt, wie die Basis bei be kannten Geräten eingeführt wird. (Vergl. z. B. Baesehlin & Zeller, Lehrbuch der r Photogrammetrie, 1934, Seite 93 und ff). Es sind wieder die Pole mit 13 und 13', die Lenker mit 14 und 14'bezeichnet. Hier ist eine Zwisohenbasiseingeführt,derenLänge dem Abstand der Pole 13 und 13'entspricht.
Das Raumkreuzschlittensystem ist gestrichelt angedeutet. Die tatsächliche Basis entspricht dem Abstand des Punktes C des Lenkers 14' von dem Punkt B der Zwischenbasis.
Fig. 7 zeigt,wiedieBasiseingeführt wird. Die Pole sind mit 13 und 13'bezeichnet, die Lenker mit 14,14' ; die beiden Raum kreuzschliitiensys. teme sind gestrichelt ange- geben und mit I, II, III bezw. I'II'. III' bezeichnet ; ein rekonstruierter Punkt ist als A eingetragen.
In Fig. 8 ist gezeigt, wie die Basis erscheint, wenn man sich die beiden Raum kreuzschlitteneysteme gemäss Fig. 7 in kon gruenter Deckung denkt. Die Pole, deren Abstand die Basis bildet, sind mit 13 und 13', die taumlenker mit 14,14'bezeichnet.
Zum Gebrauch des Gerätes werden zunÏchst die Bilder (10, Fig. 1, 10') an die Bildträger (9,9') befestigt und die Teile 16, 16' gegen ber den Teilen 17, 17' eingestellt, so da¯ die Lagen der Gelenkh lsen 15, 15'gegenuber den Bildern : der innerm Orientierung der Aufnahmekamera entsprechen. Dann werden die Teile 29,29' zu den Teilen 30,30'eingestellt und der ungefähren Basis entspreehend auf den er erwünschten Modellma. Bstab reduziert.
Es folgt nun die sogenannte gegenseitige Orientierung der beiden Aufnahmen, die darin besteht, versuchsweise die Teile 6,6' zu 4,4', die Teile 30,30'zu 4,4'und etwa den Teil 27 zu 29 so einzustellen, dass für mindestens f nf Punkte des Stereogrammes bei Anzielen des Punktes auf Bild 10 im Betrachtungss, ystem 2, 3 gewisse Einstellm- gen von 20,20'zu 21,21'von 21,21'zu 22,22-'und von 22, 22' zu 23, 23' gefunden werden können, für welche der konjugierte Punkt a. uf Bild 10'eben auf der Ziellinie des Betrachtungssystems 2', 3'liegt..
Dann erfolgt die Berichtigung des Ma¯stabes, indem die Teile 29,29'zu 30, 30'so nachgestellt werden, dass nunmehr die Ent- fernung von mindestens einem Paar geodä- tisch bekannter Punkte des Stereogrammes gleich ausfällt, ob man diese Entfernung aus den geodätischen Koordinaten errechnet oder ob man sie aus den Lagenuuterschieden des Stiftes 50 (Fig. 3) und des Zeigers des Zählwerkes 61 beim aufeinanderfolgenden Anzielen der Punkte unter Berücksichtigujig des erwünschten Eartenmassstabes errechnet.
Weiter kommt die sogenannte absolute Orientierung, die darin besteht, zuerst versuchsweise die Teile 25,25' (Fig. 1) zu 24, 24'und 27,27'zu 29,29'so einzustellen, dass f r mindestens drei geodätisch bekannte Punkte des Stereogrammes gleiche Höhen- unterschiede errechnet werden können, ob man von den geodätischen Höhen ausgeht oder ob man von den Lageuntersehieden des Zeigers des Zählwerkes 61 (Fig. 3) bei aufeinanderfolgendem Anzielen der Punkte aust geht.
Dann wird durch Ausrücken, Verdrehen und Wiedereinrücken der Kupplun- gen 45, 58 und 62 sowie Drehen des Zeichenblattes in seiner Ebene bei mindestens zwei geodätisch bekannten Passpunkten dafür ge sort, dass beim Anzielen der Punkte der Stift 50 mit den kartierten Pa¯punkten zusammenfällt und dass das Zählwerk 61 die geodätische H¯he mindestens eines der Pa¯punkte richtig angibt.
Werden jetzt die Teile 20,20' (Fig. 1) zu den Teilen 21,21', die Teile 21,21'zu den Teilen 22,22'und die Teile 22,22'zu den Teilen 23, 23'so bewegt, dass der Raumindex des gesamten Betrachtungssystems einer beliebigen Raumlinie des Stereo- grammes 10,10'folgt, so zeichnet der Stift 50 (Fig. 3) den Grundriss dieser Linie auf der Karte, während das Zählwerk 61 jederzeit die Höhe des soeben erreichten Punktes der Linie anzeigt.
Um die in obiger Schilderung des Gebrauches des Gerätes erwähnten Einstellungen von 20,20' (Fig. 1) zu 21,21'von 21, 21'zu 22, 22' und von 22,22'zu 23,23'vorzunehmen, werden die Kurbeln 44,57 (Fig. 3) und die Fussscheibe 66 vom Opera- teur nach im Betrachtungssystem festgestell- ten Bedarf gedreht, wobei der Zeichenstift 50 und der Zeiger des Zählwerkes 61 bei geschlossenen Kupplungen 45, 58,62 mitbewegt werden.
Um die Einstellungen von 16,16' (Fig. 1) zu 17,17'und von 29,29'zu 30, 30' vorzunehmen, werden die Betätigungsknopfe der entsprechenden Einstellschrauben vom Ope l'ateur gedreht, welcher die abzulesenden bezw. einzustellenden Grössen an zweckmässig angebrachten Skalen und Mikrometertrom- meln beobachtet.
Um endlich die Einstellun. gen von 6,6' zu 4,4', von 30,30'zu 4,4', von 27,27'zu 29,29'und von 24,24'zu 25,25'vorzunehmen, werden vom Operateur die zu 79,79' (Fig. 4) ähnlichen Betatigungsschrauben, von denen je eine bei diesen Gelenken vor handen ist, gedreht, so dass die gegen die Betätigungsschrauben durch Federn (etwa, 80,80') angedrückten Hebel (etwa 29,29') eine Drehung um die Gelenkachsen (etwa 28,28') ausführen. Den Umfang der Drehung bestimmt der Operateur nach dem im Betrachtungssystem festgestellten Bedarf oder gegebenenfalls an Hand von Beobachtungen der Ablese-und Einstellgrossen an Skalen und Mikrometertrommeln, mit welchen die betreffenden Antriebsmechanismen versehen sind.
Evaluation device for stereophotogrammetric recordings.
The invention relates to an evaluation device with a stereocopic viewing system for stereophotogrammetric recordings. The same is characterized by the fact that two devices for simulating the recording beam path can each be steered by a separately mounted and adjustable space crossbar system with respect to the associated device, these separate systems having a common drive and common, adjustable devices for reading and registering the evaluation result.
It is possible to design such a device in such a way that optical joints are avoided while maintaining a beam path that is as short as possible and as straight as possible and that the base can be introduced as an ideal distance - the polo - of the two replicating devices.
Introducing the base as a variable spacing of the poles of the two replica facilities has previously placed great demands on the designer. Introducing the base at another point by means of a geometrical grip necessitated the introduction of an additional distance between the parts of the device that formed the beam path during the recording, which therefore had to be held together by very rigid connections that were distributed between immovable and movable elements so that a strict, constant orientation of the latter elements towards the former had to be maintained. In operation this arrangement had the further disadvantage
that the mutual orientation of the images was initially disturbed in the orientation to the perpendicular, in order to have to be restored afterwards. These disadvantages can be avoided with a suitable design of the device according to the invention.
There is also the advantage that the position of both consists of one replication device and one. Room sled system existing device parts may be chosen free of any mechanical link (with the exception of the very adaptable transmissions for the joint control of both space sled systems), which can be used to simplify the viewing system. Above all, it becomes possible to get by with very few optical parts.
For the same reason, there are no constructive difficulties in introducing the base as the ideal distance between the poles of the two replication devices, i.e. as the distance between these poles, if one imagines both parts of the device to be shifted and twisted in such a way that both spatial cross slide systems to become congruent, that is, to coincide point by point.
The enclosed figures show, for example and purely schematically, embodiments of the evaluation device according to the invention or serve to explain them. They represent:
Fig. 1 shows an evaluation device in SchrÏgrī, without the reading and Registriervorrich lines.
FIG. 2 shows a partial section along line III to FIG. 1 on an enlarged scale,
3 again shows an oblique view with flexible transmission of the individual parts of the space cross slide systems,
4 shows another embodiment of such a transmission in an oblique view and FIG
5, 6, 7 and 8 serve to explain the introduction of the base as the ideal distance between the poles of the two replicating devices.
According to. 1 is an evaluation device with a stereoscopic viewing system for stereophotogrammetry, the projection beams being embodied as spatial guides on both the image and the spatial cross slide system side. The individual parts of the two device parts, which rest on a common base plate 1, are provided with the same reference numerals, only the reference numerals on the right-hand part bear an index in contrast to those on the left-hand part.
In the following, for the sake of clarity, these parts are referred to as "device halves", although reference is only made to the parts of the entire device shown in FIG. 1 (and omitting the base plate 1).
In the following, only one half of the device is described; a description of the other half of the device is also unnecessary because the two halves are completely identical in terms of their structure and assembly.
The only difference is that the eyepieces 2 and 2 do not match; 2 'of the two viewing systems 3 and 3'; If the individual elements of the two halves were assembled in exactly the same way, these two eyepieces would be offset by 180 to one another; However, they must naturally have the same viewing openings.
The structure of the two device halves is as follows:
On the common base plate 1 rests the main beam, consisting of a Win kelstück, the horizontal leg with 4, the vertical leg with. a is designated. The horizontal leg 4 is guided on the common base plate 1 so that it can be locked; this for the purpose of setting the axis distance of the two eyepieces 2 and 2 '. The vertical leg 5 carries on the egg. nen side the viewing system 3 together with the eyepiece 2. The beam path of the viewing systems is indicated in the form of dashed arrows.
On the other side of the vertical leg 5 of the main beam, a turntable 6 is embedded in this, the center of which coincides with the axis of the beam path. The purpose of the rotatability is to take into account the orientation of the recordings, that is, the rotation of the recordings in their own plane. The Seheibe 6 is provided with a rectangular cutout 7, which is used to guide a frame 8. In this frame, perpendicular to its freedom of movement in the cutout 7, a second frame 9 is displaceably guided, which carries the image 10. It can therefore the image 10 in two mutually perpendicular directions in the disc 6 respectively. the main beam 4.5 are moved.
Is on the disc 6. an arm 11 is attached, the angled leg 12 of which serves to mount the pole 13 of a space link 14. The pole 13 is formed by a ball which lies in a correspondingly spherical shell-shaped socket of the leg 12. This handlebar 14 is coupled by a Grelenkhülse 15 with a plate 16, which is slidably guided on a perpendicular to the plane of the image projecting, firmly connected to the image carrier 9 part 17 and can be locked in a certain position.
The distance between the plate 16, via which the spatial guide 14 acts on the image carrier 9, relative to the image plane is variable, which allows any distance between the pole 13 and the geometric location of the joint sleeve 15 to be set. The joint sleeve 15 consists of a ball which lies in a socket-shaped mount of the plate 16 and in which the link 14 is axially displaceably guided. It can be seen there. ss the movements that the link 14 executes around the ball bearing 13 can only have an effect as a displacement of the image 10 in its own plane.
Any point of the image 10 illuminated with the aid of a light source 18 fastened to the disk 6 can be aimed by the transmission system 3 from the eyepiece 2 which is adjustable for focusing with respect to the same, provided that the handlebar 14 is in the appropriate position. The parts le 2, 3, 5 59 and 11ù18 form a replication device, the purpose of which is to replicate the recording beam of this point for each point of the image 10. This replication takes place here mechanically by the control arm 14, which assumes the position of the projection beam.
The simulation device corresponds to a photogoniometer, but the angular coordinates of the beam, in contrast to the photogoniometer, cannot be measured. On the other hand, for each position of the handlebars, two position coordinates corresponding to the targeted image point are further transmitted by the spatial panel system. As already mentioned, the line of sight of the viewing system half, indicated by the dashed arrow, coincides with the axis of rotation of the disk 6 and runs perpendicular to the image plane. The handlebar 14 is coupled at its free end to a slide 20 by a joint sleeve 19.
The joint sleeve 19 is designed exactly like the joint sleeve 15. The slide 20 is one of the three carriages of a space cross slide system; it is guided in the second slide 21 so as to be vertically displaceable. The second slide 21 is in turn guided horizontally and parallel to the image plane in the third slide 22, and this third slide 22 is guided horizontally and perpendicular to the image plane in an angle piece 23 so that it can be displaced when all the settings are in the central position. The angle piece 23 can be rotated with the leg 24 on the horizontal leg 25 at an angle about an axis 26.
The vertical leg 27 of this angle is hinged to a support 29 so as to be rotatable about an axis 28. It is therefore that space cross slide system 20,21,22 respectively. its carrier 23 suspended like a gimbal; the cardan axes are the axes 26 and 28. The carrier 29 can be displaced on a stand 30, namely horizontally and parallel to the image plane, when all settings are in the central position. The stand 30 can be rotated about a vertical axis 31 on the main support 4, 5.
If all settings are in the central position, the axis of rotation 26 of the carrier 23 arranged on the leg 25 and the axis of rotation 31 of the stand 30 arranged on the carrier are parallel to the image plane and perpendicular to the direction of displacement of the carrier 29, while the axis of rotation 28 for the movement of the Leg 27 is relative to the carrier 29 parallel to this direction. The angle piece 23 carrying the space cross slide system can thus be adjusted with respect to the angle 11, 12 in which the pole 13 of the space link 14 is mounted, as is the mutual orientation, the orientation to the perpendicular, and the introduction the base without the need for optical joints.
Also requires the base, which is partly in one half of the device, partly in the other by moving the carrier 29 relative to the Ste. nder 30 can be introduced, no artificial enlargement.
As already mentioned, the structure and assembly of the right devices. half exactly the same as described for the left half of the device. The carriages 20,21,22 of the space cross slide system. Tems of the left half of the device and the carriages of the space cross slide system of the right half of the device are connected to one another by flexible transmissions, which have been omitted in the drawing for the sake of clarity, and have a common drive, for example in the form of cranks, with both halves by the same amount are driven.
These transmissions are connected to adjustable devices which are known per se and which allow the evaluation result to be read and recorded, and finally, independent controls are provided for the setting movements.
Of course, the device or each half in the room z. B. rotated by 90, in which case the above-mentioned expressions ävertikal "and ähorizon valley" would have to be interchanged.
The expression "sled" is to be understood in its most general meaning; sleds were chosen in the exemplary embodiment dfleshalh because they are easier to draw; however, they can also be designed as wagons.
FIG. 2, which shows a section along the line III to FIG. 1, shows the basic arrangement of the optics 32 between the receptacle 10 and the deflection prism 33. The objective 32 and the index plate 34 are firmly connected to the turntable 6.
In FIG. 3 the same space cross slide system is shown as in FIG. 1, only the two space links and all parts lying between them are omitted for the sake of clarity; likewise the parts 27, 29 and 30. The illustration in FIG. 3 is merely a matter of showing an exemplary embodiment for the coupling of the slides of the two space cross slide systems through flexible transmissions. The carriages are, as in Fig. 1 with 20, 21, 22 respectively. 20 '. 21 ', 22'. Screw spindles 35, 36 and 37 respectively serve for the mutual displacement of the individual carriages. 35 ', 36' and 37 '.
It cause the spindles 35 respectively. 35 'the mutual displacement between the carriages 20 and 21 respectively. 20 'and 21', the spindles 36 and
36 'the mutual displacement between the carriages 21 and 22 respectively. 21 'and 22' and the spindles 37 and 37 'the mutual displacement between the carriages 22 and 23 respectively. 22 'and 23'. The spindles 35, 35 and 35 'are each connected to a shaft 39, 39' via flexible shafts 38 and 38 '; the ends of these shafts at 40 are connected to a shaft 41 on the one hand and to a shaft 42 on the other hand via bevel gears.
The shaft 41 is connected to a conventional crank 44 via bevel gears 43; the shaft 42 acts on a coupling 45, which BEZW via a flexible shaft 46 a spindle 47 on a carriage. Car 48 drives. The spindle 47 actuates a slide respectively. Car 49, respectively on the slide. Carriage 48 is displaceable and carries a pen 50. It is visible. that by turning the crank 44, the carriage 20 respectively. 20 'can be driven at the same time and by the same amount and that the movement of this carriage on the spindle 47 and thus on the carriage 49 or. the pen 50 transfers.
In the same way, the spindles 36 and 36 'are coupled to a shaft 54 on the one hand and to a shaft 55 on the other hand via flexible shafts 51, 51', shafts 52, 52 ', bevel gears 53. The shaft 54 is connected to a second crank 57 via bevel gears 56, while the shaft 55 works via a coupling 58 on a spindle 59 which acts on the slide or carriage 48, so there. this moves perpendicular to the direction of movement of the slide or carriage 49 on the drawing pad 60. The pen 50 registers. hence koo. rdinator- graphenmϯig the evaluation results in one level (plan drawing).
The height readings take place with the aid of a counter 61 via a coupling 62 and a shaft 63. The latter is connected to a shaft 65 via a bevel gear 64, which is operated by a washer 66. From the same bevel gear 64 from the spindles 37 BEZW. 37 'of the carriage 22 respectively. 22 'operated by means of shafts 67, 67' and flexible shafts 68, 68 '.
The embodiment of FIG. 4 is merely a different type of transmission. In this figure, for the sake of clarity, only the transfer of the carriages 21,22 respectively. 21 ', 22' shown. The other slides are transferred in the same way. In this case, the crank 57 works via a bevel gear 69 on shafts 70, 70 'and 71. The shaft 71 corresponds to the shaft 55 of FIG. 3 and drives the spindle 59 or the spindle 59 via the coupling 58. the carriage 48 with pen 50. The shaft 70 acts via bevel gears 72 and corresponding intermediate shafts 73 on a shaft 74, one end of which is connected to the Ha. uptträger 1 by means of a universal joint 75, the. The other end, likewise by means of a universal joint 76, is mounted on an angular extension of the slide 21.
As can be seen from the figure, the shaft 74 is designed to be variable in length. Bevel gears 77 effect the transmission of the rotational movement of the shaft 74 to the spindle 36, which causes the mutual movement of the carriages 20 and 21 with respect to the carriage 22. The same arrangement is found on the other half of the device. The corresponding parts are identified there with the same reference symbols and an index. When the crank 57 is turned, the drawing pen 50 therefore performs the same movements which the carriages 20 and 21 respectively. 20 'and 21'. opposite the carriage 22 respectively. 22 'received.
The slide is driven in a corresponding manner. Carriage 49 in the direction perpendicular thereto; the facility for the marriage readings is also meaningful. arranged. Fig. 4 shows an exemplary embodiment for generating the rotation of the part. 27 opposite the part '29. The part 27 carries a clamp 78, the spindle 79 of which acts on the part 29 against the action of a return spring 80.
FIGS. 5 to 8 serve to explain the basis as the ideal distance between the poles of the two photogoniometers.
Figure 5 shows how the basis should theoretically be introduced. As in FIG. 1, the poles are denoted by 13 and 13 'and the links by 14.14'. A reconstructed point is introduced as A; the space cross slide system is indicated by dashed lines.
The basis is the distance between the two poles 13 and 13 '.
Fig. 6 shows how the base is introduced in known devices. (See e.g. Baesehlin & Zeller, Textbook of Photogrammetry, 1934, page 93 and ff). The poles are again marked with 13 and 13 ', the handlebars with 14 and 14'. An intermediate base is introduced here, the length of which corresponds to the distance between poles 13 and 13 '.
The space cross slide system is indicated by dashed lines. The actual base corresponds to the distance of the point C of the handlebar 14 'from the point B of the intermediate base.
Figure 7 shows how the base is introduced. The poles are marked 13 and 13 ', the handlebars 14.14'; the two space kreuzschliitiensys. Temes are indicated by dashed lines and with I, II, III or. I'II '. III 'denotes; a reconstructed point is entered as A.
In Fig. 8 it is shown how the base appears if you think of the two space cross slide systems according to FIG. 7 in con gruent congruence. The poles, the distance between which forms the base, are marked with 13 and 13 ', the wobble guide with 14.14'.
To use the device, the pictures (10, Fig. 1, 10 ') are first attached to the picture carriers (9, 9') and the parts 16, 16 'are set against the parts 17, 17' so that the positions of the joint sleeves 15, 15 'with respect to the images: correspond to the internal orientation of the recording camera. Then the parts 29,29 'are adjusted to the parts 30,30' and the approximate base according to the desired model size. Bstab reduced.
The so-called mutual orientation of the two recordings now follows, which consists in setting parts 6,6 'to 4,4', parts 30,30 'to 4,4' and approximately part 27 to 29 so that for at least five points of the stereogram when aiming at the point on image 10 in the viewing, ystem 2, 3 certain settings from 20.20 'to 21.21' from 21.21 'to 22.22-' and from 22, 22 'to 23, 23' can be found for which the conjugate point a. In picture 10 'lies on the finish line of the viewing system 2', 3 '.
The scale is then corrected by adjusting the parts 29, 29 'to 30, 30' so that now the distance from at least one pair of geodetically known points of the stereogram turns out to be the same whether this distance is eliminated the geodetic coordinates are calculated or whether they are calculated from the positional differences of the pin 50 (Fig. 3) and the pointer of the counter 61 when aiming at the points one after the other, taking into account the desired earth scale.
There is also the so-called absolute orientation, which consists of first setting parts 25,25 '(Fig. 1) to 24, 24' and 27,27 'to 29,29' so that for at least three geodetically known points of the Stereogram equal height differences can be calculated, whether one is starting from the geodetic heights or whether one is starting from the differences in position of the pointer of the counter 61 (FIG. 3) when aiming at the points one after the other.
Then by disengaging, twisting and re-engaging the couplings 45, 58 and 62 as well as rotating the drawing sheet in its plane at at least two geodetically known control points, the pin 50 coincides with the mapped Pā points when aiming at the points and that the counter 61 correctly indicates the geodetic height of at least one of the pāpoints.
If the parts 20, 20 '(Fig. 1) are now moved to the parts 21, 21', the parts 21, 21 'to the parts 22, 22' and the parts 22, 22 'to the parts 23, 23' that the spatial index of the entire viewing system follows any spatial line of the stereogram 10, 10 ', the pen 50 (FIG. 3) draws the outline of this line on the map, while the counter 61 always shows the height of the point just reached Line indicates.
In order to make the settings of 20.20 '(Fig. 1) to 21.21' of 21, 21 'to 22, 22' and from 22.22 'to 23.23' mentioned in the above description of the use of the device the cranks 44, 57 (FIG. 3) and the foot disk 66 are rotated by the operator according to the need determined in the viewing system, the drawing pen 50 and the pointer of the counter 61 being moved with the clutches 45, 58, 62 closed.
In order to make the settings from 16, 16 '(Fig. 1) to 17, 17' and from 29, 29 'to 30, 30', the operating buttons of the corresponding adjusting screws are turned by the operator who controls the readings or parameters to be set are observed on appropriately attached scales and micrometer drums.
To finally the setting. From 6.6 'to 4.4', from 30.30 'to 4.4', from 27.27 'to 29.29' and from 24.24 'to 25.25', the surgeon will actuating screws similar to 79.79 '(Fig. 4), one of which is available at these joints, so that the lever (approx.29.29') pressed against the actuating screws by springs (about 80.80 ') ) rotate around the joint axes (approx. 28.28 '). The surgeon determines the extent of the rotation according to the need ascertained in the observation system or, if necessary, on the basis of observations of the reading and setting values on scales and micrometer drums with which the drive mechanisms concerned are provided.