DE1448720B - Photogrammetrische Vorrichtung zur automatischen Herstellung von photographischen Karten mit topographischer Information - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine photogrammetrische Vorrichtung zur automatischen Herstellung von photographischen Karten mit topographischer Information, bei der ein Stereobildpaar und Aufnahmematerial für photographische Karten auf einem Träger angeordnet sind, der zur photoelektrischen Abtastung der Bilder verschiebbar ist, die unter Steuerung durch eine Rechenanlage durchgeführt wird und während der einander entsprechende Bereiche der Stereobilder durch Abtaststrahlen rasterförmig abgetastet und durch Vergleich der Abtastsignale des Stereobildpaares Signale zur Steuerung der Belichtungseinrichtung für das Aufnahmematerial erzeugt werden.

Es ist bereits eine Vorrichtung der vorgenannten Art bekanntgeworden, bei der auf einem in zwei Richtungen verschiebbaren Träger ein Stereobildpaar sowie Filmnegative zur Erstellung eines Orthophotos sowie einer Höhenkarte angeordnet sind. Zur Abtastung der Stereobilder und zur Belichtung der Filmnegative sind oberhalb des beweglichen Trägers Abtaststrahlgeneratoren angeordnet. Unterhalb der Stereobilder sind Photoelektronenvervielfacher angeordnet, die Abtastsignale liefern. Die Abtastung erfolgt selbsttätig unter Steuerung durch einen Rechner. Der Träger wird dabei in y-Richtung verschoben, bis die Abtaststrahlen den Rand der Stereobilder erreichen. Der Träger wird dann in x-Richtung weitergeschaltet und dann wieder in y-Richtung zurückbewegt usw. Während der Bewegung des Trägers in y-Richtung werden entsprechende Bereiche der Stereobilder rasterförmig abgetastet, wobei durch Vergleichen der von den Photoelektronenvervielfachern gelieferten Abtastsignale ein Fehlersignal erzeugt wird, aus dem Stellsignale zur Einsteuerung der Abtaststrahlen auf homologe Punkte sowie Steuersignale für die Abtaststrahlgeneratoren zur Belichtung der Filmnegative gewonnen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art derartig auszugestalten, daß der die Stereobilder und die Filmnegative tragende Träger bei der Abtastung ohne zeitraubendes Anhalten bewegt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß bei der Abtastung einander entsprechender Bereiche der Stereobilder zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen fortlaufend bewegtem Träger und dem Abtastraster die Abtaststrahlen proportional zur Bewegung des Trägers durch eine auf die Ablenkschaltungen der Abtaststrahlgeneratoren einwirkende Schaltung auslenkbar wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, daß bei der mit hoher Geschwindigkeit durchführbaren Abtastung keine die Abtastgenauigkeit beeinträchtigende Relativbewegung zwischen Abtaststrahlen und Träger auftritt.

Die auf die Ablenkschaltungen der Abtaststrahlengeneratoren einwirkende Schaltung ist zweckmäßigerweise als Integrationsschaltung ausgebildet, an der ein der Geschwindigkeit des Trägers proportionales Signal als Eingangssignal anliegt und deren dem Integral des Eingangssignals proportionales Ausgangssignal an die Ablenkschaltungen der Abtaststrahlengeneratoren angelegt ist. Die Integrationsschaltung weist insbesondere zwei Integrationskanäle auf, von denen jeder einen Verstärker enthält, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator liegt, und die über einen vom Rechner gesteuerten Umschalter an die Ablenkschaltungen anschließbar sind.

Die Erfindung wird nun näher an Hand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß ausgestalteten photogrammetrischen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild der auf die Ablenkschaltungen der Abtaststrahlengeneratoren einwirkenden Schaltung.

Die in F i g. 1 gezeigte photogrammetrische Vorrichtung weist einen verschiebbar gelagerten Träger 22 auf, auf dem neben einem Stereobildpaar in Form von Diapositiven D1 und D 2 auch ein zur Erzeugung einer orthogonalen Karte vorgesehenes Negativ Nl und ein zur Erzeugung einer Höhenkarte (Profilschraffenplan) vorgesehenes Negativ N 2 angeordnet ist. Der Träger 22 kann mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 24 genau sowohl in x- als auch in y-Richtung verschoben werden. Die Antriebseinrichtung 24 weist eine Steuerschaltung 24 c auf, der vom Ziffernrechner 30 Antriebsbefehle zugeführt werden. Die Steuerschaltung 24 c steuert den mechanisch an den Träger 22 angekuppelten y-Stellmotor 24 α sowie den mechanisch an den Träger 22 angekuppelten x-Stellmotor 246. Der x-Stellmotor 24 & ist als Schrittschaltmotor ausgebildet, bei dessen Ansteuerung der Träger 22 einen Schritt in x-Richtung weitergeschaltet wird. An den Träger 22 ist mechanisch ein Analog-Digital-Umsetzer 28 angekuppelt, der die y-Stellung des Trägres 22 in Form von nach dem Graucode verschlüsselten Binärsignalen an den Rechner 30 liefert.

Zur Abtastung der Diapositive Dl und D 2 sind oberhalb des Trägers 22 fest angeordnete Lichtpunktabtaster 40 und 41 vorgesehen, denen unterhalb der Diapositive in bezug auf die Lichtpunktabtaster fest angeordnete Photoelektronenvervielfacher 26 und 27 zugeordnet sind. Die Lichtpunktabtaster 40 und 41 liefern kleine helle Lichtpunkte, die zur Abtastung über die Diapositive rasterförmig bewegt werden können, wobei die schnelle Abtastung in X-Richtung verläuft. Bei der Auswertung der Diapositive Dl und D 2 wird der Träger 22 unter Steuerung durch den Rechner 30 in y-Richtung hin- und hergeschoben, wobei am Ende jeder Verschiebung in y-Richtung der Träger um einen vorgegebenen Schritt in ^-Richtung weitergeschaltet wird. Zur Einstellung der Abtaststrahlen der Lichtpunktabtaster 40 und 41 auf entsprechende Bereiche der Diapositive D1 und D 2 sind den Lichtpunktabtastern 40 und 41 Linsen 32 und 33 zugeordnet, die mittels steuerbaren x-Stelleinrichtungen 35 und 36 sowie y-Stelleinrichtungen 37 und 38 verstellbar sind.

Zur Belichtung der Negative Nl und N 2 sind Katodenstrahlröhren 43 und 44 vorgesehen. Die Ablenkungsschaltungen der Röhren der Lichtpunktabtaster 40 und 41 und der Katodenstrahlröhren 43 und 44 sind mit 46, 47, 48 und 49 bezeichnet. "Mit Hilfe der Ablenkungsschaltungen 46 bis 48 wird erreicht, daß die zugeordnete Röhre ein entsprechendes Raster erzeugt. Die Ablenkungsschaltung 49 bewirkt, daß mit Ausnahme während des Belichtungsvorgangs das Elek'tronenbündel der Röhre 44 in einer stationären Lage gehalten wird. Die Ablenkungsschaltungen 46 und 47 der Lichtpunktabtaster sind mit den entsprechenden Stelleinrichtungen 35 bis 38 für die Linsen 32 und 33 gekoppelt, um eine genauere Einstellung des beleuchteten Bildes

zu erzielen. Jede der Ablenkschaltungen 46 bis 48 ist der abgetasteten Flächen ab und liefert Signale, die mit einem Synchronisierungsimpulsgenerator 50 ge- zum Rechner zurückgeführt werden, um den Fehler koppelt. Mit den Ablenkungsschaltungen 46 und 47 in der geschätzten Höhe anzuzeigen. Das Fehlerder Lichtpunktabtaster ist ein Rasterformmodulator signal und die sich daraus ergebende Höhe werden 52 gekoppelt, der durch den Rechner 30 und eine 5 dann verwendet, um den nächsten Höhenwert zu Geländesimulatorstufe 54 gesteuert wird. Der Rech- schätzen. Der Vorgang schreitet dann fort, wobei der ner 30 ist mit den Analogeinheiten der Vorrichtung Rechner die Berechnung des nächsten Punktes in der durch geeignete Digital-Aanalog-Umsetzer 56, 57, 58 Folge durchführt. Im weiteren Verlauf wird der Ge- und 59 und einen Analog-Digital-Umsetzer 60 ge- bietscharakter auf das für die orthogonale Karte vorkoppelt. Die Ausgangssignale der Photovervielfacher io gesehene Negativ Nl und der Höhenwert auf die für

26 und 27 werden einer zur Bestimmung des Höhen- die Höhenkarte vorgesehene Negativ N 2 ausgedruckt, und Kippfehlers dienenden Schaltung 62 und einer Damit das Abtasten der Diapositive und das Be-Wählschaltung 63 zugeführt. Die Schaltung 62 stellt ·. lichten der Negative durchgeführt werden kann, ohne Abweichungen von der tatsächlichen.Höhe und eine daß an jedem zur Abtastung vorgesehenen Punkt der Verkippung fest und liefert entsprechende Signale an 15 Träger 22 angehalten und wieder in Bewegung verden Rechner, so daß die entsprechenden Korrekturen setzt zu werden braucht, ist erfindungsgemäß eine gemacht werden können. Die Wählschaltung 63 legt Schaltung 130 vorgesehen, die Signale an die Abfest, welche der von den Photovervielfachern 26 und lenkschaltung 46 bis 49 liefert, durch welche die

27 stammenden Signale mit Hilfe der Röhre 43 aus- Elektronenstrahlen der Lichtabtaster bzw. Kathodengedrückt werden. 20 strahlröhre synchron zur Bewegung des Trägers 22 in

Auch die Negative Nl und N 2 sind auf dem Trä- y-Richtung ausgelenkt werden, so daß keine die Geger 22 angebracht und folgen daher der Bewegung Genauigkeit vermindernde Relativbewegung zwischen der Diapositive D1 und D 2. Die Negative werden in Träger 22 und Elektronenstrahl auftritt.
Abhängigkeit von der von den Diapositiven ab- Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist die Schaltung getasteten Informationen belichtet. Die dem für die 25 130 zwei Verstärker 240/1 und 240 B auf, denen über orthogonale Aufnahme vorgesehenen Negativ Nl eine Diode 242 das Ausgangssignal eines Tachozugeordnete Katodenstrahlröhre 43 wird derart ge- meters zugeführt wird, der an die Antriebswelle des steuert, daß sie von einem ausgewählten Photover- y-Stellmotors 24 α gekuppelt ist. Die Amplitude des vielfacher 26 oder 27 erhaltene Information über das den Verstärkern 240/1 und 240B zugeführten gleich-Gelände in Form einer Marke reproduziert. Die dem 30 gerichteten Signals ist also eine lineare Funktion der für die Höhenkarte vorgesehenen Negativ N 2 züge- Geschwindigkeit des Trägers 22 in y-Richtung. Im ordnete Katodenstrahlröhre 44 wird derart ge- Rückkopplungskreis des Verstärkers 240/1 liegt ein steuert, daß sie die durch den Rechner 30 berechnete Kondensator 244/4, und im Rückkopplungskreis des Höheninformation reproduziert. Mit Hilfe dieser bei- Verstärkers 240 B liegt ein Kondensator 244 B, so den Katodenstrahlröhren 43 und 44 werden die 35 daß zwei getrennte Integrationskanäle für das gleich-Ausgangswerte auf die Negative Nl und N 2 ge- gerichtete Tachometerausgangssignal vorliegen. Das druckt, so daß eine orthogonale Aufnahme und eine Ausgangssignal jedes Integrationskanals entspricht Höhenkarte entsteht. Von der Wählschaltung 63 wer- dem Integral des Tachometerausgangssignals und den dem Steuergitter der Katodenstrahlröhre 43 wird unter Steuerung durch einen Oszillator 248 Signale zugeführt, wodurch das Elektronenbündel in 40 periodisch abgebrochen, so daß es eine Sägezahn-Abhängigkeit von der Geländeinformation moduliert wellenform aufweist. Der Oszillator 248 wird durch. wird. Die durch die Linse 65 dargestellte Abbildungs- die vom Analog-Digital-Umsetzer 28 gelieferten binäoptik fokussiert dieses Bild auf die empfindliche ren Graucodesignale derart gesteuert, daß die AusFilmschicht des Negativs Nl. Die Filmschicht wird gangssignale der beiden Integrationskanäle abwechalso belichtet, wenn sich der Träger 22 bewegt. Dem 45 selnd bei aufeinanderfolgenden Graucodeänderungen Steuergitter der anderen Katodenstrahlröhre 44 wer- abgebrochen werden. Die sägezahnwellenförmigen den während der Abtastung Signale vom Rechner 30 Ausgangssignale der Integrationskanäle sind daher zugeführt. Bei der Abtastung wird kein Ablenkungs- zeitlich gegeneinander versetzt. Die Ausgänge der signal verwendet, so daß die Katodenstrahlröhre 44 Integrationskanäle stehen mit den Ablenkschaltuneine Linie auf dem Negativ N 2 belichtet, wenn der 5° gen 46 bis 49 über einen Umschalter 249 in Verbin-Träger 22 in y-Richtung verschoben wird, dung, der durch den Rechner 30 derart gesteuert

Beim Betrieb der in F i g. 1 dargestellten Vorrich- wird, daß die Rastender Lichtabtaster 40 und 41 und tung erfolgt die automatische Abtastung der Dia- der Katodenstrahlröhren 43 und 44 durch die entpositive, die Analyse der abgeleiteten Information sprechenden Ablenkschaltungen 46 bis 49 synchron und das Ausdrucken der orthogonalen Aufnahme 55. mit dem Träger 22 während eines Rechenzyklus des und Höhenkarte unter Steuerung des Rechners 30. Rechners 30 abgelenkt werden und zu Beginn des Der Digitalrechner 30 arbeitet nach einem speziellen, nächstfolgenden Rechenzyklus in die nächst-Programm und berechnet, wo einer gegebenen geo-t gewünschte Position gebracht werden, wo der Rechengraphischen Lage und geschätzten Höhe entspre- zyklus wiederholt wird. Der Rechenzyklus wird durch chende homologe Punkte auf den beiden Diapositiven 60 die Taktsignale des Rechners in Gang gesetzt, die zu finden sind. Die verschiedenen Servoantriebe zum unabhängig von den Ausgangssignalen des Analog-Verschieben der Linsen 33 und 32 werden durch das Digital-Umsetzers 28 sind, die regelmäßig während Ausgangssignal des Rechners so gesteuert, daß die der kontinuierlichen Bewegung des Trägers 22 aufelektronische Abtastung auf Flächen der Diapositive treten. Die Raster werden also derart gesteuert, daß gerichtet wird, von denen errechnet wurde, daß in 65 sie der Bewegung des Trägers 22 während dem ihrer Mitte die homologen Punkte liegen. Die züge- Rechenzyklus des Rechners 30 entsprechenden Zeitordnete Korrelationsschaltung in der Fehlerabtast- Intervallen synchron folgen,
schaltung 62 schätzt dann die relative Verschiebung Damit die Kondensatoren 244 A und 244 B zum

richtigen Zeitpunkt rasch entladen werden können, ist im Nebenschluß zum Kondensator 244 A eine Neonröhre 246 A und im Nebenschluß zum Kondensator 244 B eine Neonröhre 246 B angeordnet. Der Neonröhre 246 A ist eine Spule 247 A und der Neonröhre 246 B eine Spule 247B zugeordnet. Jede Spule ist auf die zugeordnete Neonröhre gewickelt, so daß bei Stromdurchgang durch die Spule ein elektromagnetisches Feld erzeugt und dadurch die zugeordnete Neonröhre gezündet und dadurch der zugeordnete Kondensator entladen wird. Der Oszillator 248 wird beim Auftreten einer Graucodeänderung angestoßen und aktiviert abwechslungsweise die Spulen 247,4 und 247B, so daß die Kondensatoren 244A und 244 B abwechselnd entladen werden. Falls kein elektromagnetisches Feld vorliegt, gewährleistet die Neonröhre einen hochohmigen Nebenschlußweg zu den zugeordneten Kondensatoren, so daß keine Entladung der Kondensatoren auftreten kann.

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Photogrammetrische Vorrichtung zur automatischen Herstellung von photographischen Karten mit topographischer Information, bei der ein Stereobildpaar und Aufnahmematerial für photographische Karten auf einem Träger angeordnet sind, der zur photoelektrischen Abtastung der Bilder verschiebbar ist, die unter Steuerung durch eiiie Rechenanlage durchgeführt wird und während der einander entsprechende Bereiche der Stereobilder durch Abtaststrahlen rasterförmig abgetastet und durch Vergleich der Abtastsignale des Stereobildpaares Signale zur Steuerung der Belichtungseinrichtung für das Aufnahmematerial erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abtastung einander entsprechender Bereiche der Stereobilder (Dl, D 2) zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen fortlaufend bewegtem Träger (22) und dem Abtastraster die Abtaststrahlen proportional zur Bewegung des Trägers durch eine auf die Ablenkschaltungen (46 bis 49) der Abtaststrahlengeneratoren (40, 41, 43, 44) einwirkende Schaltung (130) auslenkbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (130) als Integrationsschaltung ausgebildet ist, an der als Eingangssignal ein der Geschwindigkeit des Trägers (22) proportionales Signal anliegt und deren dem Integral des Eingangssignals proportionales Ausgangssignal an die Ablenkschaltungen (46 bis 49) angelegt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsschaltung zwei Integrationskanäle aufweist, von denen jeder einen Verstärker (240/4 bzw. 240 B) enthält, in dessen Rückkopplungskreis ein Kondensator (244 A bzw. 244 B) liegt, und die über einen vom Rechner (30) gesteuerten Umschalter (249) an die Ablenkschaltungen (46 bis 49) angeschlossen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem Kondensator (244 A bzw. 244B) ein in den stromleitenden Zustand steuerbares Schaltelement (247A bzw. 2475) liegt und die Schaltelemente abwechselnd in den stromleitenden Zustand steuerbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen