DE2101511B2 - Zweibildkartiergeraet zum kontinuierlichen und direkten grafischen aufzeichnen der darstellung eines steroskopischen optischen modells - Google Patents
Zweibildkartiergeraet zum kontinuierlichen und direkten grafischen aufzeichnen der darstellung eines steroskopischen optischen modellsInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Zweibildkartiergerät zum kontinuierlichen und direkten grafischen Aufzeichnen
der Darstellung eines stereoskopischen optischen Modells, das von modifizierten Orthofotos gebildet ist,
wobei durch zwei seitlich nebeneinander angeordnete I.irhinuellen die auf zwei verschiebbaren Trägerplatten
angeordneten, als Karte od. dgl. aufzuzeichnenden Fotos bzw. Bilder beleuchtet sind und diese Platten
od. dgl. über ein bewegliches Bauteil verbunden sind.
Es sind fotogrammetrische Auswertungsverfahren
und Aufzeichnungsgeräte bekannt, die jedoch insofern nachteilig bzw. kostspielig sind, als eine hinreichende
von diesen nicht erreichbare Genauigkeit gefordert wird. Dies gilt auch für eine genaue Anordnung des
Randes und der Neigung von Bildern sowie der für fotografische Bilder verwendeten Projektoren als auch
für Kartiergeräte.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Aufzeichnungsgeräte besteht darin, daß ihre Schreibtechnik unvollkommen
ist Deshalb erfolgt das Aufzeichnen in vorläufiger Form durch Bleistift, während das endgültige
Auftragen in einem separaten Arbeitsverfahren erfolgt, welches teurer und zeitraubender ist.
Es ist bereits eine Vorrichtung zur Herstellung einer Orthofotografie für stereoskopische Auswertung bekannt,
mit einer relativ zu den Lichtquellen bzw. Projektoren verschiebbaren Grundplatte. Die Grundplatte
trägt einen lichtempfindlichen Film. Die Grundplatte kann in einer ersten Richtung relativ zu den
Projektoren, ferner senkrecht zur Ebene des Films versetzt werden. Für diese Versetzung der Grundplatte
selbst wird unter anderem eine aus mehreren Rollen und einem Käfig bestehende mechanische Anordnung
vorgesehen, an anderen z. T. schienenförmigen Platten werden über Kugelgelenke zylindrische Rohre für
teleskopische Verbindungsstangen befestigt, so daß zwei Projektoren an Zwischenplatten befestigt sind. Es
liegt ein beachtlicher mechanischer Aufwand vor, wobei durch die Vielzahl einzelner Bauteile die Herstellung
teuer bzw. die Meßgenauigkeit verbesserungsbedürftig
bleibt. Es ist schwierig, bei der bekannten Anordnung Bezugselemente vorzusehen. Für die verschiebbaren
Projektoren müssen zusätzliche Schienen vorgesehen werden, wodurch sich auch die Bauhöhe der Apparatur
vergrößert. Die vorgeschlagene Vorrichtung bezweckt die Herstellung der Orthofotografien, für die nachfolgende
stereoskopische Auswertung ist sie aber nicht vorgesehen (ältere DT-PS 17 97 256).
Bei einem anderen Zweibildkartiergerät zur stereoskopischen Auswertung arbeitet man mit vertikal
angeordneten Platten, was aber eine außerordentliche hohe Präzision und erhöhte Kosten des Geräts verlangt.
Ein anderes Gerät eignet sich lediglich zur punktförmigen Übertragung bzw. Auswertung, wobei keine
kontinuierliche, direkte und linienförmige grafische Aufzeichnung möglich ist. Solche Geräte haben nur
beschränkten Anwendungsbereich. Andere Geräte arbeiten wiederum mit einer Tischverschiebung ähnlich
der Verschiebung einer Grundplatte mit zugehörigem großen mechanischen Aufwand oder benötigen zur
Verbesserung der Genauigkeit Zusatzgeräte. Hierzu gehören die teuren, anschließbaren Rechenanlagen
(Vermeßungstechnik. 9. Jahrgang, 1961, Heft 1, S. 18-24).
Bei einem anderen Gerät zur stereoskopischen Auswertung erfolgt wiederum lediglich eine Punktübertragung
der Koordinatenwerte. Diese Auswertung ist aber zeitraubend (Photogrammetric Engineering, 1966,
S. 1016-1023). Eine andere stereoskopische Auswertung sieht wiederum lediglich eine punktförmige
Markierung an Bildern vor, was eine grafische linienförmige Auftragung nicht ermöglicht und zeitraubender
ist (DT-PS 12 59 581).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem
21 Ol
solchen Zweikartiergerät die Kosten zu verringern, die Vorrichtung zu vereinfachen, die Bauhöhe zu verrin
gern, die Bedienung zu vereinfachen und eine große oder vergrößerte Genauigkeit auch bei größeren
Bildern unter Wahrung linienförmiger Aufzeichnung zu gewährleistea
Crfindungsgemäß wird hierfür ausgehend von den
eingangs bezeichneten Zweibildkartiergerät vorgeschlagen, daß dieses Bauteil ein beide Trägerplatten
gemeinsam abstützender, in x- und y-Richtung horizon- ίο
tal verfahrbarer auf einer Grundplatte elastisch
abgestützter Führungswagen ist, daß die erste und die zweite Trägerplattenfläche in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen sowie zu ihnen in einer parallelen
Ebene verschiebbar gelagert sind und ferner eine dieser Plattenflächen um eine senkrecht zu diesen beiden
Richtungen verlaufende Achse drehbar gelagert ist, daß die Vorrichtung eine Binokularoptik für d?s erste und
zweite Bild sowie je Bild Meßmarken enthaltende
Markierplatten aufweist, die im optischen Strahlengang liegen, und im Abstand zur Plattenebene angeordnet
sind und der Wagen über einen Griff oder eine Antriebseinrichtung bewegbar ist und daß ein in bezug
auf die Betrachtungsoptik fest angeordnetes Schreibgerät zur Aufzeichnung in den Bildern vorhanden ist.
Hierdurch wird auch eine gleichmäßige Genauigkeit der Konturenbildung sichergestellt, und eine Wiederholung
der Aufzeichnungsschritte entfällt. Die Bedienung des Gerätes ist vereinfacht, an die Bedienungsperson
können weniger Anforderungen gestellt werden. Man kann auch einfache Papierkontaktkopien von Luftaufnahmen
oder ihrer Vergrößerungen sicher auswerten.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Ausführungsform des Geräts ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise durchbrochene
Ansicht des Geräts und
Fig.2 eine schematische optische Anordnung eines
binokularen Betrachtungssystems für Stereobilder.
Gemäß Fig. 1 ist ein Tisch 1 zur Abstützung einer
Grundplatte 2 aus Glas vorgesehen, auf welcher ein Führungswagen 4 mit Hilfe von Luftkissen 3 an drei
Punkten abgestützt wird. Der Führungswag^n 4 enthält
zwei durchsichtige Trägerplatten 5 und 6 zur Aufnahme der Fotobilder 7 und 8. Der Wagen 4 ist über eine
parallelogrammartig geführte Gelenkeinrichtung eines Pantografen an den Tisch 1 befestigt, so daß eine
Rotation verhindert und der Wagen lediglich in den x- und y-Richtungen, ohne ansonsten die Richtung zu
ändern, bewegt werden kann.
Eine Binokular-Optik 10 gestattet über die Spiegel 11
und 12 die Beobachtung der beiden Fotos 7 und 8 derart,
daß eine Synthese eines optischen Modells einer Landschaftsoberfläche gewährleistet ist. Wenn auch die
Trägerplatte 5 zum Führungswagen 4 festliegt, so kann doch die Trägerplatte 6 in x- und y-Richtungen, bezogen
auf den Wagen 4, durch geeignete Bauelemente wie einen Schraubenantrieb verstellt und um eine vertikale
Achse rotiert werden, so daß ein zuverlässiges Ausrichten des Fotos 8 zum Foto 7 bei Betrachtung
durch die Binokular-Optik !0 gegeben ist. Höhenänderungen — in Richtung der z-Koordinate — der zu
beobachtenden Einzelheiten gewinnt man, indem die Trägerplattenfläche 6 relativ zum Wagen 4, in der
x-Richtung, verstellt wird. Diese Verstellungen sind um das betrachtete optische Modell in
Koinzidenz mit einer »schwimmenden« Meßmarke zu bringen. Die Höhe kann direkt abgelesen und die
Rotation der Z-Antriebsschraube in einer geeigneten Weise angezeigt bzw. registriert werden, z. B. durch ein
elektronisches Anzeigegerät 12a.
Die x- und y-Bewegungen des Wagens 4 können z. B.
mit Hilfe von Skalen, Schrauben, Zahnstangen, Kodier einrichtungen, durch elektrische oder optische Anzeigegeräte
u. dgl. gemessen, registriert bzw. angezeigt werden. Zum Beispiel kann die Bewegung des Wagens
dadurch registriert werden, daß ein Maschengitter 20 in die Fläche der Platte 2 eingesetzt und eine Wiedergabeoptik
21 verwendet wird, die dieses Gitter überstreicht und jede Überquerung einer Gitterlinie in der
x-R:chtung und unabhängig hiervon in der y-Richtung registriert
Die Bedienungsperson bewegt den Führungswagen 4 in der gewünschten Richtung relativ zur Meßmarke und
den Schreibwerkzeugen, indem sie einen vorstehenden Griff 22 verstellt.
Haben die Gittermarkierungen einen hinreichend kleinen Abstand und ist das Anzeigegerät mit einem
Zählgerät verbunden, stehen die x- als auch die y-Koordinaten des Wagens 4 jederzeit zur Verfügung
und können auf dem Anzeigegerät 12a dargestellt werden. Als elektronische Auszählgeräte können digital
anzeigende Röhren verwendet werden.
Über den Stereobildern 7 und 8 ist eine fest mit dem Tisch 1 verbundene Brücke 15 vorgesehen, die ein
Schreibgerät in Form von Schreibelementen 16, 17 trägt, die in Berührung mit den jeweiligen Orthofotos
und in Übereinstimmung mit der Meßmarke dieses Fotos bewegbar sind. Eine Lichtquelle für Beleuchtung
der Orthofotos wird in dem Gehäuse 18 bzw. 19 des Schreibgeräts 16 und 17 vorgesehen.
Die unteren Flächen der Luftkissen 3 sind flach ausgeführt. Nach Betätigung eines Fußschalters 34 wird
Druckluft über eine nicht dargestellte Zuführung von unten diesen Kissen 3 zugeführt, so daß der ganze
Führungswagen 4 um einige Mikron über das Niveau der Grundplatte 2 angehoben werden kann.
Da jetzt der Wagen an jeder seiner Abstützung auf den Luftkissen »schwimmt«, kann er sehr leicht von
Hand bewegt und durch das Pantogrr(gelenk zwangsgeführt
werden, unter beibehaltung seiner räumlichen Winkellage. Wenn ditse Luftabstützung verwendet
wird, ist die Reibung in der Einheit lediglich durch Änderung des dem Luftkissen 3 durch die Bedienungsperson
zugeführten Luftdrucks vorbestimmt.
Wenn die Bedienungsperson den Handgriff 22 auf der Stirnfläche 23 des Führungswagens 4 ergreift, kann sie
den Wagen 4 in jeder Richtung relativ zu den im Optikss stern ersichtlichen Meßmarken bewegen. Wenn
ein Zeichnen oder Aufschreiben von geometrisch vorbestimmten Linien notwendig ist. können geeignete
Schablonen 24 verwendet werden. In diesem Falle ist ein beweglicher, vom Griff getragener Stift vorhanden, der
in eine Furche der eine vorbestimmte Form aufweisenden Schablone gesenkt wird. Die Schablone ist, z. B.
n.agnetisch, an eine Fläche 25 angeklammert und kann
willkürlich ausgerichtet werden. Somit folgen der Griff 22 und der Wagen 4 Linien, die durch die Schablone
vorbestimmt sind, und man erhält eine saubere Aufzeichnung der gewünschten Information einer oder
beider Bilder 7 oder 8, oder von durchsichtigen Deckfolien od. dgl. durch die Schreibelemente 16 oder
17. Es können geeignete elektronische Bauteile vorgesehen werden, um die Schreibelemente 16,17 nach
21 Ol 511
oben oder unten zu fahren, indem z. B. Fußschalter 32 und 33 betätigt werden. Befindet sich das Schreibgerät
in Berührung mit dem Bild 7 oder 8, so wird jede Bewegung des Führungswagens 4 kraftschlüssig auf
diesem Bild registriert.
An Stelle der Schablone kann eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) verwendet werden. In diesem Falle
erfolgt die Bewegung des Wagens 4 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung, die ihrerseits mit einem aus der
Flugtechnik bekannten Steuerrad oder einer Steuersäule, betätigt durch die Bedienungsperson, gekoppelt
sein kann. Deshalb hat die Person das Gefühl, daß sie die Meßmarken über dem Stereomodell führt, und sie kann
geometrisch vorbestimmte Bewegungen ausführen, die wesentlich genauer wären, als wenn der Wagen von
Hand bewegt würde.
Die Korrektur der Z-Bewegung auf dem Bild 8 kann mit Hilfe eines Fußrades 31 vorgenommen werden, das
die Plattenfläche 6 in gewünschter Weise in der x-Richtung bewegt, vorzugsweise über eine Synchronübertragung.
Wenn eine nicht lineare Skalenbeziehung der z-Koordinate für die Orthofotos verwendet wird, so
kann eine analog oder digital arbeitende Korrektureinrichtung oder eine Rechenmaschine in Verbindung mit
der Synchronübertragung verwendet werden, so daß über die x-Koordinate des Wagens 4 eine geeignete
χ-Verschiebung des Bildes 8 ausgeführt wird, wenn die Höhe (oder die z-Koordinate) gemessen wird.
Der dritte Fußschalter 34, welcher zur Zu- oder Abschaltung der Luft zu den Luftkissen 3 dient, arbeitet
somit als Start- oder Bremseinrichtung.
Wenn auch eine Luftabstützung des Wagens 4 dargestellt ist, die praktische Vorteile hat und ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt, so sind doch, je nach Einzelfall, Abänderungen möglich, wobei
Luftkissen nicht verwendet zu werden brauchten. 2'.u diesem Zweck kann man Kugellager oder andere
Reiblager niedrigen Reibwertes verwenden.
Der optische Strahlenverlauf ist eingehender in F i g. 2 dargestellt. In die Binokularoptik 40 fällt das
Licht von Bildern, die auf den Plattenflächen 5 und 6 liegen. Nachdem das Licht eine Markierplatte 41
durchsetzt hat, fällt es auf die jeweiligen Spiegel 11, 12
bzw. 45 und dann zum Augcnokular 48.
Der die zweite Markierplatte 42 durchsetzende Lichtstrahl fällt in den zweiten, dritten bzw. vierten
Spiegel 46, 47 und 50 und gelangt dann in das zweite Augenokular 49. Durch geeignete Auswahl der Augenokulare
48 und 49 kann die Vergrößerung eingestellt
ίο werden. Durch Spiegel geeigneter Größe kann man
einen großen Teil des Bildes sehen, und ist eine eingehendere Betrachtung erwünscht, so erfolgt eine
stärkere Vergrößerung in den Augenokularen 48 und 49. Markierplatten 41 und 42 sind so eng wie möglich an
oder auf den Plattenflächen 5 und 6 vorhandenen Bildern angeordnet. Wenn man durch die Binokularoptik
die auf den Markierplatten 41 und 42 vorhandenen Meßmarken betrachtet, erscheinen diese als eine
einzige Meßmarke im Raum, in welchem das optische.
durch die Stereofotos gebildete Modell vorhanden ist. Indem diese Meßmarke an einen beliebigen Punkt des
Stereomodells gebracht wird, können seine freien x-.y- und z-Koordinaten gemessen und registriert werden.
Man kann in ähnlicher Weise, indem man mit der Meßmarke an sich beliebige Einzelheiten des Stereomodells
verfolgt, eine grafische Darstellung (eine Landkarte) gewinnen. Ein eine Karte zeichnendes oder
schreibendes Bauteil kann mit dem Griff 22, wenn erwünscht, verbunden werden.
In der dargestellten Apparatur ist der Wagen 4
beweglich, und das ganze optische System sowie die Schreibelemente sind fest, jedoch kann man. je nacr
Einzelfall, eine andere Lösung mit einer beweglicher Zeicheneinheit und einer Meßmarke, mit eineir
mindestens teilweise beweglichen Betrachtungssystem verbinden. Verwendet man ein bewegliches Betrach
tungssystem, aber einen festen Hauptwage", so wärer die Schreibgeräte mit dem Betrachtungssystem verbun
den.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Zweibildkartiergerät zum kontinuierlichen und direkten grafischen Aufzeichnen der Darstellung
eines stereoskopischen optischen Modells, das von modifizierten Orthofotos gebildet ist, wobei durch
zwei seitlich nebeneinander angeordnete Lichtquellen die auf zwei verschiebbaren Trägerplatten
angeordneten, als Karte od. dgl. aufzuzeichnenden Fotos bzw. Bilder beleuchtet sind und diese Platten
od. dgl. über ein bewegliches Bauteil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil
ein beide Trägerplatten (5, 6) gemeinsam abstützender, in x- und y-Richtung horizontal
verfahrbarer, auf einer Grundplatte (2) elastisch abgestützter Führungswagen (4) ist, daß die erste
und die zweite Trägerplattenfläche (5, 6) in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen sowie zu
ihnen in einer parallelen Ebene verschiebbar gelagert sind und ferner eine dieser Plattenflächen
(5,6) um eine senkrecht zu diesen beiden Richtungen verlaufende Achse drehbar gelagert ist, daß die
Vorrichtung eine Binokularoptik (10) für das erste und zweite Bild (7, 8) sowie je Bild Meßmarken
enthaltende Markierplatten (41,42) aufweist, die im optischen Strahlengang liegen, und im Abstand zur
Plattenebene (5, 6) angeordnet sind und der Wagen (4) über einen Griff (22) oder eine Antriebseinrichtung
bewegbar ist und daß ein in bezug auf die Betrachtungsoptik (10) fest angeordnetes Schreibgerät
(16, 17) zur Aufzeichnung in den Bildern (7, 8) vorhanden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Schreibelemente (16, 17)
des Schreibgeräts optisch zu einer bzw. je einer Markierplatte (41,42; 20) des zugehörigen Bildes (7,
8) in Flucht angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Schreibelemente (16, 17)
an einer Brücke (15) fest angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungswagen (4) durch Luftkissen
(3) elastisch abgestützt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Anzeige- und/oder Registriergerät
(12a,) die Höhenkoordinate (Z), in Abhängigkeit von der Bewegung der zweiten
Trägerplatte (6) relativ zur ersten Trägerplatte (5), darstellbar, z. B. elektronisch darstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schablone od. dgl. (24)
aufweist, die mit dem Führungswagen (4) gekoppelt bzw. über den Griff (22) in Verbindung steht, und
welche starr /ur Binokularoptik (10) befestigt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (32,33) zur Fernbetätigung
der Schreibelemente (16,17) vorhanden ist.
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