DE2147469C3 - Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion der Meßwerte auf die Horizontaldistanz und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhenausdehnung eines entfernten Gegenstandes (Baumstamm) - Google Patents
Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion der Meßwerte auf die Horizontaldistanz und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhenausdehnung eines entfernten Gegenstandes (Baumstamm)Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion
der Meßwerte auf die Horizontaldistanz und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhcnausdehnung
eines entfernten Gegenstandes (Baumstamm) mit einer Fernrohroptik und einer Pendehrommel, auf deren
Mantelfläche eine im Gesichtsfeld der Fcrnrohroplik sichtbare Meßskala aufgezogen ist.
Vorrichtungen dieser Art beruhen im wesentlichen auf der Tatsache, daß die Entfernung eines Gegenstandes
von einem Beobachter in einem bestimmten Verhältnis zur Breitenausdehnung dieses Gegenstandes
steht, wenn der Beobachter die Breitenausdehnung unter einem bestimmen Sehwinkel wahrnimmt, weil das
Verhältnis der halben Breilcnausdehnung zur Entfernung des Gegenstandes in einem solchen Fall dem Tangens
des halben Schwinkels entspricht. Wird daher in das Gesichtsfeld einer Fernrohroptik eine horizontale
Skala eingespiegelt, so bestimmen die Skaleneinheiten
b-stimmte Sehwinkel. Alle anvisierten Gegenstände, die im Gesichtsfeld der Fernrohropt.k die gleiche Breite
wie eine Skaleneinheit aufweisen, besitzen daher ein bestimmtes Verhältnis zwischen ihrer Breite und Entfernung
Kann nun durch einen am Ort des zu vermessendenGegenstandes angebrachten Maßstab der Länae
einer Skaleneinheit ein bestimmter Meßwert zugeordnet werden, so kann in einfacher Weise die Entfernung
des Gegenstandes vom Beobachter angegeben werden, da hierfür lediglich das durch den sich aus der
Skaleneinheit bestimmenden Sehwinkel gegebene Verhältnis zwischen der F.ntfernung und der Breite des Gegenstandes
mit dem der Skaleneinheit zugeordneten Meßwert multipliziert zu werden braucht. Durch entsprechende
Wahl dieses Verhältnisses, beispielsweise 100:1. läßt sich die Entfernung direkt an dem am Ort
des zu messenden Gegenstandes aufgebauten Maßstab ablesen.
Auch d;e Breitenausdehnung kann mit solch einer
Vorrichtung ohne Schwierigkeiten bestimmt werden, weil nur die der Breitenausdehnung entsprechende Anzahl
der Skaleneinheiten mit dem einer Einheit zugeordneten Meßwert multipliziert werden muß.
Damit die im Gelände gemessene Entfernung bzw. Breite eines Baumstammes auf die Horizontalebene reduziert
werden kann, ist die in das Gesichtsfeld der Fernrohroptik eingespiegelte Skala auf einer Pendeltrommel
aufgezogen und besitzt vertikale Einheitsstreifen, die sich nach dem Cosinus des Neigungswinkels
der optischen Achse des Fernrohres gegenüber einer Horizontalen verjüngen. Auf Grund der Gewichtsbelastung
der Pendeltrommel bleibt diese beim Verschwenken der Vorrichtung um eine horizontale Achse gegenüber
einer Horizontalen in Ruhe, dreht sich aber gegenüber der Vorrichtung, so daß der in das Gesichtsfeld
des Fernrohres eingespiegelte Teil der Skaleneinheitsstreifen jeweils eine den Neigungswinkel des Gerätes
berücksichtigende Breite aufweist, die die automatische Reduktion der tatsächlichen Entfernung auf
die Horizontalebene gewährleistet. Da mit der Skala auf der Pendeltrommel ohne weiteres die Neigung der
Vorrichtung abgelesen werden kann, kann auch die Höhenausdehnung eines Gegenstandes bestimmt werden.
Zu diesem Zweck braucht lediglich die Differenz der in Prozent angegebenen Neigung der beiden die
Höhe des Gegenstandes bestimmenden Visierpunkte gebildet und diese Differenz mit dem einer horizontalen
Skaleneinhcit zugeordneten Meßwert multipliziert zu werden.
Mit Hilfe der eingespiegelten Skaleneinheiten kann aber auch die relative Stammkreisfläche eines Waldbestandes
bestimmt werden, die die Summe der Stammquerschnittsflächen eines Bestandes zur Fläche dieses
Bestandes ins Verhältnis setzt. Die relative Stammkreisfläche wird dabei mit der sogenannten Winkelzählprobc
ermittelt, die sich die Tatsache zunutze macht, daß nicht nur ein unter einem bestimmten Sehwinkel
wahrnehmbarer Stammkreisdurchmesser ein bestimmtes Verhältnis zur Entfernung dieses Stammes
besitzt, sondern daß auch ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Kreisfläche dieses Stammes und der Fläche
des durch die Entfernung des Stammes gegebenen Kreises besteht. Entspricht daher der Durchmesser
eines Baumstammes der Länge einer eingespiegeltcn Skaleneinheit, so kann, da der der Skaleneinheit entsprechende
Sehwinkel bekannt ist, das Verhältnis zwi-
sehen der Stammkreisfläche und der Flache jenes Kreises
angegeben werden, dessen Radius der Entfernung des Baumstammes vom Beobachter gleich ist. Überragt
jedoch ein Baumstamm diese Skalcneinheit. so muß er sich innerhalb dieses Grenzkreises befinden. Die Zahl 5
der Bäume, deren Durchmesser eine Skaleneinheit überragt, gibt demnach die Zahl der Bäume an, die innerhalb
ihres Grenzkreises stehen und folglich auch das durch den Sehwinkel vorgegebene Flächenverhältnis
zu ihrem Grenzkreis aufweisen, so daß eine Multiplikation dieser Bäumezahl mit dem vom Sehwinkel bestimmten
Flächenverhältnis bereits die relative Stammkreisfläche ergibt.
Nachteilig bei bekannten Geräten dieser Art, wie sie beispielsweise in den OE-PS 1 72 305 und 1 74 480 beschrieben
sind, ist, daß die für die genaue Skalenablcsung erforderliche scharfe Meßkante di-rch eine knapp
vor der Skala liegende Abdeckung erreich! wird. Dadurch können Meßkante und Skalenbild nicht gleichermaßen
völlig scharf eingestellt werden, weil sich unterschiedliche Abstände der Meßkante und des Skalenbildes
von der Lupe ergeben. Außerdem wird die Skala auf der Pendeltrommel durch ein eigenes Fenster von
außen beleuchtet, was besondere Rücksichtnahme auf Nichtverdeckung des Beleuchtungsfensters während
der Meßarbeit erfordert.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu vermeiden und eine Vorrichtung der
eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln Meßkantc und Skalenbild gleichermaßen
völlig scharf eingestellt und die Vergrößerung des Skalenbildes zum Zweck der Feinjustierung geringfügig
variiert werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß in der Abbildungsebene der Fernrohroptik die horizontale
Oberkante eines Prismas liegt, das den unterhalb seiner Oberkante auftreffenden, zur unteren Gesichtsfeldhälftc
gehörigen Gang der Sehstrahlen über ein weiteres Prisma zu zwei gegeneinander verstellbaren
Sammellinsen umlenkt, die das Bild des der jcweiligen
Instrumentenneigung entsprechenden Abschnittes der Meßskala in der Abbildungsebene der Fernrohroptik
unterhalb der Oberkante des Prismas entwerfen. Da die erforderliche scharfe Meßkante gemi;ß der Erfindung
nicht mehr durch eine knapp vor der Skala liegende Abdeckung, sondern durch eine in der Bildebene des
Objektivs liegende scharf geschliffene Prismenkante erreicht wird, können Meßkantc und Skalenbild
gleichermaßen völlig scharf eingestellt werden. Die Projektion der Skala erfolgt dabei durch die Kombination
zweier Sammellinsen, die gegeneinander verstellt werden können, was eine Variation der Vergrößerung
des Skalenbildes zum Zwecke der Feinjusticrung ermöglicht.
Erhält die Meßskala in weiterer Ausbildung der Erfindung
im Ablesebereich durch einen schwenkbar angeordneten Spiegel einen Teil des durch die Fernrohroptik
eindringenden Lichtes als Oberflächcnbeleuchtung zugeführt, so kann ein gesondertes Bcleuchtungsfenster
entfallen, auf dessen Abdeckung bei der Meßarbeit ebenfalls nicht mehr geachtet werden muß.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigt
F i g. I einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur optischen Distanzmessung.
F i g. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung und
F i g. 3 die beiden Gesichtsfeldhälften der Fernrohroptik für das Beispiel der Durchmessermessung eine·-
hoch über dem Boden gelegenen Baumsuininiquerschnittes.
Wie aus F i g. 1 hervorgeht, entwirkt das Objektiv1 4
der aus einem Okular I. zwei Umkehrprismen 2 und 3 und dem verstellbaren Objektiv 4 bestehenden Fernrohroptik
nach Umlenkung der Lichtstrahlen über die gekreuzten Prismen 3 und 2 ein Bild, das durch das
verstellbare Okular 1 betrachtet wird. Dieses Bild liegt in einer zur Achse des Okulars 1 senkrechten Ebene, in
der auch die obere Kante eines weiteren Prismas 5 liegt, so daß nicht nur das Bild der Fernrohroptik. sondern
auch die Kante des Prismas 5 als scharfes l.upenbild zu sehen ist.
Knapp unterhalb dieser durch das Prisma 5 gebildeten Meß- oder Visierkante wird der Sehstrahl vom
Prisma 5 zu einem Prisma 6 reflektiert und von dort über Sammellinsen 7 und 8 zur Mantelfläche einer Pendeltrommel
IO weitergeleitet, die das für die Messung erforderliche Skalenbild trägt. Die in einem Rohr 9 gefaßten
Sammellinsen 7 und 8 sind sowohl gegeneinander als auch gemeinsam verstellbar und entwerfen in
der Abbildungsebcne der Fernrohroptik ein reelles Bild der Skala, das von unten an die Meßkantc des Prismas
5 heranreicht. Die Beleuchtung der Skala auf dem Mantel der Pcndeltrommcl 10 erfolgt über den im Drehpunkt
12 schwenkbaren Spiegel 11. der einen kleinen Teil des durch das Objektiv 4 in das Gehäuse 15 eintretenden
Lichtes auf die Ablesestelle der Skala reflektiert.
Die Pcndeltrommcl 10 besitzt ein justierbares Gewicht 1.3 und einen Druckknopf 14 zum Lösen. Abbremsen
und Feststellen der sehr empfindlichen Pendelbewegung. Die genauere Form und Funktion von
Gewicht 13 und Druckknopf 14 ist. da sie für die Erfindung von untergeordneter Bedeutung ist. nicht dargestellt.
Das Objektiv 4 wird von einer Objektivfassung 16 mit durch Schraubung verstellbarem Tubus getragen.
Eine Augenmuschel 17 dient der Halterung des Okulars und der Bildbetrachtung. Auf der Unterseite des Gehäuses
15 ist ein Normgewinde 18 für ein Fotostaliv vorgesehen.
In der Vorderansicht (Fig. 2) der geschlossenen Vorrichtung ist der Riffelknopf 12 zum Verschwenken
des Bcleuchtungsspiegels 11 und ein abschraubbarer Gehäusedeckel 19 sichtbar.
In F i g. 3 ist das Gesichtsfeld der Fernrohroptik dargestellt.
Das Bild ist, wie bereits erwähnt, durch die als Meßkante fungierende Oberkante des Prismas 5 in eine
obere und eine untere Hälfte geteilt, wobei in der oberen beispielsweise das Schaftstück eines stehenden
Baumes zu sehen ist. der durch die Meßkante geschnitten wird. In der unteren Gesichtsfeldhälfte ist die
Meßskala sichtbar, deren sämtliche Werte nur an der Visierkante richtig abgelesen werden können. Mit Hilfe
dieser Meßskala lassen sich folgende Messungen durchführen:
1. Messung des Neigungswinkels der Achse der Fernrohroptik in Prozenten und Graden.
2. Optische Distanzmessung mittels verschiedener Streifenbreiten und horizontaler Einheiten verschiedener
Länge, wobei die mit Hilfe eines am Ort des zu vermessenden Baumstammes aufgestellten
Maßstabes ermittelten Meßwerte automatisch auf die Horizontaldistanz reduziert werden,
weil sich die Streifenbreiten um den Cosinus des Neigungswinkels verjüngen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion der Meßwerte auf die Horizontaldistanz
und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhenausdehnung eines entfernten
Gegenstandes (Baumstamm) mit einer Fernrohroptik und einer Pendehrommel, auf deren Mantelfläche
eine im Gesichtsfeld der Fernrohroptik sichtbare Meßskala aufgezogen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Abbildungsebene der Fernrohroptik die horizontale Oberkante eines Prismas
(5) liegt, welches den unterhalb seiner Oberkante auftreffenden, zur unteren Gesichtsfeldhälfte gehörigen
Gang der Sehstrahlen über ein weiteres Prisma (6) zu zwei gegeneinander verstellbaren Sammellinsen
(7,8) umlenkt, die das Bild des der jeweiligen Instrumentenneigung entsprechenden Abschnittes
(F i g. 3) der Meßskala in der Abbildungsebene der Fernrohroptik (4) unterhalb der Oberkante
des Prismas (5) entwerfen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßskala im Ablesebereich durch einen schwenkbar angeordneten Spiegel (Hohlspicgel)
(11) einen Teil des durch die Fernrohroptik eindringenden Lichtes als Oberflächenbelcuchuing zugeführt
erhält.
3. Breitenmessung des anvisierten Baumes durch Vergleich des im Gesichtsfeld erkennbaren Stammdurchmessers
mit den horizontalen Skaleneinhciten und Multiplikation der dem Stammdurchmesser
entsprechenden Anzahl der Skaleneinhciten mit dem einer Skaleneinheit zukommenden, an dem am
Standort des Baumes aufgestellten Maßslab ablcsbaren
Meßwert.
4. Auszählung von Winkelzählprobtn mit den runden Zählfaktoren 1A, V.\ 1. 2, 3 und 4 ni2/ha. Diese
Faktoren ergeben sich auf Grund der durch die verschiedenen Längen der horizontalen Skaleneinheiten
bestimmten Sehwinkel, die für alle Baumstämme, für die sie gelten, ein bestimmtes Verhältnis
zwischen der als Kreisfläche angenommenen, anvisierten Querschnittsfläche der Bäume und der
Fläche jenes Kreises angeben, dessen Radius der jeweiligen F.ntfernung dieser Baumstämme entspricht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712147469 DE2147469C3 (de) | 1971-09-23 | Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion der Meßwerte auf die Horizontaldistanz und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhenausdehnung eines entfernten Gegenstandes (Baumstamm) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19712147469 DE2147469C3 (de) | 1971-09-23 | Vorrichtung zur optischen Distanzmessung mit automatischer Reduktion der Meßwerte auf die Horizontaldistanz und zur gleichzeitigen Messung der Breiten- und Höhenausdehnung eines entfernten Gegenstandes (Baumstamm) |
Publications (3)
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DE2147469A1 DE2147469A1 (de) | 1973-08-16 |
DE2147469B2 DE2147469B2 (de) | 1976-05-06 |
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