DE1184626B - Verfahren zur Herstellung eines differentiell entzerrten orthogonalen Bildplanes vonraeumlichen Objekten und Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 03 b

Deutsche Kl.: 57 a - 5/09

Nummer: 1184 626

Aktenzeichen: Z10284IX a/57 a

Anmeldetag: 8. August 1963

Auslegetag: 31. Dezember 1964

Bekanntlich weisen Zentralperspektive Aufnahmen, die von einer senkrecht über einem unebenen Objekt angeordneten Kamera aufgenommen wurden, durch das Relief des Objektes bedingte Maßstabsverzerrungen auf.

Derartige Aufnahmen lassen sich jedoch zur Herstellung eines orthogonalen Bildplanes mit einheitlichem Maßstab verwenden, wenn man diese in bekannter Weise bei der Reproduktion mit Hilfe sogenannter Orthoprojektoren differentiell entzerrt.

Das diesen bekannten Verfahren zugrunde liegende Prinzip sei an Hand der F i g. 1 erläutert.

Wie aus der schematischen Darstellung dieser Figur ohne weiteres zu entnehmen ist, werden die von den Objektpunkten 1, 2, 3, 4 und 5 zentralperspektiv gewonnenen Bildpunkte 1', 2', 3', 4' und 5' der Aufnahme 6 nur dann durch den angedeuteten Projektor 7 (Projektionszentrum 0) auf eine Projektionsebene 8 in den einer strengen Orthogonalprojektion entsprechenden Punkten 1", 2", 3", 4" *o und 5" abgebildet, wenn beispielsweise bei ortsfestem Projektor die Projektionsebene 8 für jeden einzelnen Punkt in die jeweils den zugehörigen Objektpunkten entsprechende Höhenlage gebracht wird, z. B. bei der Projektion des Bildpunktes 2' in »5 die gestrichelt eingezeichnete Lage 9 oder bei der Projektion des Bildpunktes 4' in die gestrichelt eingezeichnete Lage 10.

Um eine orthogonalprojektive Abbildung zu erhalten, muß also die zentralperspektiv gewonnene Aufnahme 6 unter fortlaufender, dem Höhenprofil des Objektes angepaßter Änderung des Projektionsabstandes 11 (Abstand des Projektionszentrums 0 von der jeweiligen Lage der Projektionsebene 8), was einer Änderung des Abbildungsmaßstabes entspricht, reproduziert werden, d. h. auf eine in der Projektionsebene 8 angeordnete lichtempfindliche Schicht aufbelichtet werden.

Diesen Vorgang bezeichnet man als differentielle Entzerrung einer Zentralperspektiven Aufnahme und die entsprechenden Geräte als Orthoprojektoren.

Es sind Orthoprojektoren bekanntgeworden, bei denen eine Spaltblende über die in der Projektionsebene angeordnete lichtempfindliche Schicht, auf der der Bildplan aufbelichtet werden soll, auf Bahnen parallel zu einem Bildrand hin- und hergeführt und nach jeder Hin- und Rückführung um die Breite der Blendenöffnung seitlich versetzt werden, so daß die darunterliegende lichtempfindliche Schicht in schmalen, der Breite der Blendenöffnung entsprechenden aneinander anschließenden Streifen belichtet wird.

Dabei wird der Projektionsabstand entsprechend Verfahren zur Herstellung eines differentiell
entzerrten orthogonalen Bildplanes von räumlichen Objekten und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Fa. Carl Zeiss, Heidenheim/Brenz

Als Erfinder benannt:
Herbert Mondon, Oberkochen

der Höhe des jeweiligen Objektabschnittes, dessen Bild durch den mittleren Teil der Blendenöffnung freigegeben wird, gesteuert, und gleichzeitig wird durch mit dem Projektor verbundene Zusatzsysteme für eine automatische Scharfeinstellung der Abbildung und für eine gleichmäßige Belichtung des Bildplanes bei jeder Einstellung des Projektionsabstandes gesorgt. ,

Die innere Orientierung des verwendeten Projektors entspricht dabei der der Aufnahmekammer, und die äußere Orientierung des Projektors wird dabei gemäß den bei der Aufnahme des zu entzerrenden Bildes herrschenden Lageverhältnissen der Aufnahmekammer eingestellt.

Zur praktischen Durchführung einer differentiellen Entzerrung ist es bekannt, einen derartigen Orthoprojektor mit einem stereophotogrammetrischen Auswertegerät zu kuppeln, das mit Hilfe eines vom gleichen Objekt aufgenommenen Stereobildpaares in bekannter Weise Höhenprofile ermittelt, die zur Steuerung des Projektionsabstandes in den Orthoprojektor direkt eingegeben werden. Dabei wird die die Höhenprofile abtastende Meßmarke des Auswertegerätes und die die lichtempfindliche Bildplanschicht abschnittsweise freigebende Blende im Orthoprojektor völlig synchron geführt, so daß die Meßmarke im Auswertegerät stets an derjenigen Stelle im stereoskopischen Modell steht, die dem durch die Mitte der Blendenöffnung freigegebenen Bildelement entspricht.

Dabei erfolgt die Führung der stereoskopischen Meßmarke längs der in einer Bezugsebene im stereoskopischen Modell verlaufenden Profilspur vielfach automatisch, so daß zur Aufnahme der Höhenprofile

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Dabei wird jedoch jedes Folgeprofil in entgegengesetzter Richtung wie das vorhergehende abgetastet. Bei einer derartigen Abtastung, beispielsweise über den in F i g. 6 in orthogonaler Darstellung eingezeichneten Hohlweg 39 bzw. Damm 40, ergeben sich die in den F i g. 7 a, 7 b und 7 c dargestellten wechselseitigen Profilverschiebungen. Hierin stellen die ausgezeichneten Kurven 41, 42 und 43 den gemessenen Verlauf und die gestrichelt eingezeichneten Kurven

längs der vorgegebenen Profilspur der Bedienungsmann des Auswertegerätes die Meßmarke nur noch der Höhe nach, und zwar so, daß sie stets an der Oberfläche des Stereomodells aufzusitzen scheint, nachführen muß.

Diese dem jeweiligen Profilverlauf entsprechenden Nachführbewegungen werden ebenfalls synchron auf die Verstellelemente zur Änderung des Projektionsabstandes im Orthoprojektor übertragen.

Es sind auch nach dem Blink- bzw. Anaglyphen- io 41', 42', 43' den tatsächlichen Verlauf der Höhenverfahren arbeitende Auswertegeräte bekanntgewor- profile über den Profilspuren 36, 37, 38 dar.
den, bei denen einer der beiden zur Ermittlung der Diese wechselseitigen Profilverschiebungen führen Höhenprofile dienenden Projektoren die Funktion schließlich dazu, daß der Hohlweg 39 bzw. der des Orthoprojektors übernimmt und zur Belichtung Damm 40 der F i g. 6 bei der streifenweisen Belichdes Bildplanes herangezogen wird, während die 15 tung des Bildplanes in der in Fig. 8 angegebenen Strahlung des anderen Projektors durch Einfügung Weise 39" bzw. 40" erscheint,
eines geeigneten Farbfilters für die Belichtung des Die störende Wirkung der geometrisch bedingten Bildplanes ausgeschaltet wird. Klaffungen in den Streifenrändern des Orthobild-

Bei der streifenweisen Belichtung des Bildplanes planes läßt sich durch Verringerung der Breite der nach dem bekannten Verfahren und mit den be- 20 einzelnen durch den Orthoprojektor belichteten kannten Geräten treten nun folgende Schwierig- Streifen mildern. Dies bedeutet jedoch für die Widerkeiten auf, die an Hand eines Beispieles aus der gäbe eines gleich großen Objektabschnittes eine ErLuftbildmessung näher erläutert werden sollen. höhung der Anzahl der zu belichtenden Streifen und

F i g. 2 a zeigt einen Geländeausschnitt in strenger bei dem bisher bekanntgewordenen Verfahren zur

Orthogonalprojektion mit einer geradlinig über eine 35 Herstellung eines orthogonalen Bildplanes, bei dem

Bergkuppe führenden Autostraße 12 und einem für jeden einzelnen Belichtungsstreifen ein zuge-

gleichmäßig ansteigenden Damm 13. In den Fig. 2b, höriges Steuerprofil ausgemessen werden muß, einen

2 c und 2d sind die längs der Linien 14, 15 und 16 erheblichen Mehraufwand bei der Profilausmessung

verlaufenden Längsprofile 17, 18, 19 und in den im Auswertegerät. Da jedoch aus Genauigkeitsgrün-

Fig. 2e und 2f die längs der Linien 20, 21 verlau- 30 den für jedes auszumessende Profil eine angemessene

fenden Querprofile 22, 23 des in F i g. 2 a in Ortho- Zeitspanne benötigt wird, muß aus wirtschaftlichen

gonalprojektion dargestellten Geländes eingezeichnet. Mit 24, 25, 26 bzw. 27, 28, 29 sind entsprechende Punkte der Straße 12 bzw. des Dammes 13 bezeichnet.

Die F i g. 3 a, 3 b und 3 c zeigen die zentralperspektiven Abbildungen 24', 25', 26' bzw. 27', 28', 29' in eine in gleichbleibendem Abstand von dem Projektionszentrum 0 angeordnete Projektionsebene 30.

Gründen die Anzahl der auszumessenden Profile beschränkt werden, was bei den bekannten Verfahren zwangläufig zu einer Verbreiterung der Belichtungsstreifenbreite führt, die die Klaffungen deutlich erkennen lassen.

Nach der Erfindung werden diese Nachteile bei der Herstellung eines differentiell entzerrten orthogonalen Bildplanes von räumlichen Objekten durch

F i g. 4 gibt die entsprechende Situation in einem 40 die Projektion von Zentralperspektiven Aufnahmen Zentralperspektiven Luftbild 31 (in gleichem Maß- des Objektes und streifenweise Belichtung photograstab der F i g. 2 a) wieder. phischer Schichten unter fortlaufender, dem Höhen-

Wird dieses Luftbild gemäß den eingangs beschrie- profil des Objekts angepaßter Änderung des Abbilbenen Verfahren in einem Orthoprojektor differentiell dungsmaßstabes dadurch vermieden, daß der Bildentzerrt, so weist der Orthobildplan 32 nach Fig. 5 45 plan in mindestens 2 η — 1 Streif en belichtet wird, an den Rändern der Belichtungsstreifen 33, 34, 35 wenn η die Anzahl der Streifen ist, für die zugehörige von der Breite b rein geometrisch bedingte Klaffen Höhenprofile zur Steuerung des Abbildungsmaßauf, die dadurch entstehen, daß für die gesamte Stabes direkt gemessen wurden, und daß die Höhen-Streifenbreite b lediglich die längs der Mittellinie der werte zur Steuerung des Abbildungsmaßstabes bei Streifen gemessenen Höhenwerte zur Steuerung der 50 den übrigen dazwischenliegenden Streifen aus den Einstellung des Projektionsabstandes bei der Beiich- benachbarten gemessenen Höhenprofilen automatisch

ermittelt werden.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß bei der gleichen Anzahl von ausgemessenen Profilen eine Verringerung der Belichtungsstreifenbreite erfolgen kann, so daß die Klaffungen in den Streifenrändern erheblich herabgesetzt werden.

Ferner wird hierdurch im Bildplan die absolute Lagegenauigkeit für alle Details, die auf genähert

die Reaktionszeit des Auswerters bedingten Nach- 60 stetig verlaufenden Flächen im aufgenommenen führverzögerungen bzw. durch die bei automatischen Objekt liegen, verbessert und die Nachbargenauigkeit Einrichtungen auftretenden Schleppfehler entstehen. der auf verschiedenen Belichtungsstreifen liegenden Die Profilabtastung des Auswertegerätes wird am Punkte erhöht.

wirtschaftlichsten längs einer mäanderförmigen Bahn Der Durchführung des Verfahrens nach der Er-

(vgl. F i g. 6) mit gleichmäßigem Schrittvorschub 65 findung dient ein Interpolationsspeicher, der mit ohne Leerrücklauf geführt. Höhenwerte werden hier- Hilfe einer Interpolationseinrichtung aus den gemesbei längs der Parallelen zu einer Bildkante (y-Rich- senen Profilen eine vorwählbare Anzahl von Zwitung) verlaufenden Bahnteile 36, 37, 38 ermittelt. schenprofilen automatisch ermittelt.

tung im Orthoprojektor herangezogen werden. Lediglich die auf den Mittellinien liegenden Punkte 24", 25", 26" bzw. 27", 28", 29" stellen somit exakte Orthogonalprojektionen dar.

Diesen den Gesamtbildeindruck und die Genauigkeit des Bildplanes zerstörenden Klaffen überlagern sich folgende weitere Fehler, die bei der Ausmessung der Höhenprofile im Auswertegerät infolge der durch

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Interpolationsspeichcrs bringt noch den Vorteil mit sich, daß die im photogrammetrischen Auswertegerät zu leistende Arbeit zur Abtastung der Profile auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann. Weiterhin können hierbei Profilabtastung und Belichtung des Bildplanes zeitlich völlig unabhängig voneinander durchgeführt werden. Insbesondere ist auch eine wesentlich schnellere Belichtung des Bildplanes möglich, als die Meßgeschwindigkeit des Auswerters bei gleichzeitiger Profilabtastung im Auswertegerät zulassen würde.

Der Interpolationsspeicher nach der Erfindung besteht beispielsweise aus einem Informationsträger, auf dem die gemessenen Höhenprofile aufgetragen sind, zwei Abtasteinrichtungen, die die Höhenwerte an einander zugeordneten Punkten der aufgetragenen Höhenprofile paarweise abtasten, einem mit den Abtasteinrichtungen schwenkbar verbundenes Interpolationslineal und einen längs des Interpolationslineals periodisch versetzbaren Interpolationstaster, der die am Interpolationslineal abgegriffenen Höhenwerte auf die Mittel zur Verstellung des Projektionsabstandes im Orthoprojektor überträgt.

Die Erfindung sei nun an Hand der F i g. 9 bis 12 näher erläutert.

In den F i g. 9 a bis 9 c ist der Zusammenhang zwischen der Führung der Meßmarke zur Profilabtastung im stereophotogrammetrischen Auswertegerät und der Führung der Belichtungsblende im Orthoprojektor nach dem bekannten und nach dem Verfahren nach der Erfindung schematisch gegenübergestellt.

F i g. 9 a zeigt die beispielsweise mäanderförmige Führung der Profilmeßmarke 44 des Auswertegerätes in einer Bezugsebene xy des Geländemodells. Profile werden hierbei längs der parallel zur y-Richtung (eine Bildkante) im gleichen Abstand α zueinander verlaufenden Profilspuren 45, 46, 47 aufgenommen, indem der Auswerter die Meßmarke 44 der Höhe nach (in der dritten Koordinatenrichtung senkrecht zur *y-Ebene) im Geländemodell aufsitzen läßt. Mit 44' und 44" sind Punkte auf den Profilspuren bezeichnet, die die gleiche y-Koordinate (y„) aufweisen, deren x-Koordinate jedoch um den jeweils gleichen Betrag α versetzt sind.

Nach dem bekannten Verfahren (vgl. F i g. 9 b) erfolgt die streifenweise Belichtung im Orthoprojektor längs der den Profilspuren 45, 46, 47 (Fig. 9a) entsprechenden Bahnen 45', 46', 47' in der Projektionsebene x'y mit Hilfe einer Spaltblende 48, deren Öffnungsbreite O₁ dem gegenseitigen Abstand α der Profilspuren 45, 46, 47 entspricht. Dabei wird wie bereits beschrieben, der Projektionsabstand der Projektionsebene x'y' des Orthoprojektors durch das im Auswertegerät gemessene Profil gesteuert, und zwar beispielsweise bei Führung der Belichtungsblende 48 längs der Linie 45' durch das im Auswertegerät längs der Profilspur 45 aufgenommene Profil und bei Führung der Belichtungsblende 48 längs der Linie 46' durch das zugehörige, über die Profilspur 46 aufgenommene Profil usw. Bei dem bekannten Verfahren wird also die Änderung des Projektionsabstandes bei der Belichtung jedes Belichtungsstreifens durch ein gemessenes Höhenprofil gesteuert.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung (vgl. F i g. 9 c) erfolgt die Belichtung des in der Projektionsebene x'y' angeordneten Bildplanes durch eine Blende 49 mit einer kleineren Blendenöffnung feg, und die Führung der Blende erfolgt auf engeren Bahnen, so daß die Belichtung eines gleich großen Objektabschnitts (Fig. 9b und 9c haben den gleichen Darstellungsmaßstab) mit einer größeren Streifenzahl als bei dem bekannten Verfahren erfolgt. Die Lage der Belichtungsbahnen 45', 46' und 47' ist die gleiche wie in Fig. 9b. Die Steuerung des Projektionsabstandes bei der Belichtung längs dieser ίο Bahnen erfolgt wie beim bekannten Verfahren durch die über den zugehörigen Profilspuren 45, 46, 47 (F i g. 9 a) gemessenen Höhenprofile. Dagegen erfolgt die Steuerung des Projektionsabstandes bei der Belichtung längs der mit einem Index α bzw. b versehenen Zwischenbahnen durch Höhenprofile, die aus den gemessenen Höhenprofilen interpoliert werden.

Der Projektionsabstand im Orthoprojektor wird beispielsweise bei der in Fig. 9c eingezeichneten Lage der Blende 49 auf der Linie 45' durch den Höhenwert, der bei der in Fig. 9a eingezeichneten Lage der Meßmarke 44 über der Profilspur 45 gemessen wurde, gesteuert. Hat die Mitte der Blende 49 die in F i g. 9 c mit 49' bezeichnete Stelle erreicht, so wird der Projektionsabstand durch den Höhenwert gesteuert, der mit Hilfe der Meßmarke 44 an der Stelle 44' (F i g. 9 a) gemessen wurde. Nimmt die Mitte der Blende dagegen die Zwischenlagen 49 a bzw. 49 b ein, so erfolgt die Steuerung des Projektionsabstandes im Orthoprojektor durch Höhenwerte, die aus den obigen Höhenwerten interpoliert werden.

In der Fig. 9c sind lediglich zwei Zwischenstreifen 45'fl, 45'6 bzw. 46'a, 46'b eingezeichnet, jedoch können durch geeignete Wahl der Blendenspaltbreite und eine entsprechend enge Führung der Belichtungsblende auch eine größere Anzahl von Zwischenstreifen eingeschaltet werden.

Der prinzipielle Aufbau einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Anordnung ist in der Fig. 10 schematisch dargestellt. Hierin ist das an sich bekannte System eines Orthoprojektors, hier durch den Projektor 50 (Projektionszentrum 0), die verstellbare Projektionsebene 51, deren zweite Dimension senkrecht zur Zeichenebene liegt, und die streifenweise geführte Belichtungsblende 53 angedeutet, mit einem erfindungsgemäßen Interpolationsspeicher verbunden, auf dessen Informationsträger 54 die gemessenen Höhenprofile P_n, P_K„ _{+ 1)} usw. aufgetragen sind. Die Höhenprofile P_n und P(„_+X) sind über unmittelbar benachbarte Profilspuren, beispielsweise über die Spuren 45 und 46 in F i g. 9 a, gemessen worden. Die Abstände Z₁ bzw. Z_n+1 der einzelnen Kurvenpunkte von der Bezugslinie 55 entsprechen dabei den gemessenen Höhenwerten. Der Informationsträger 54 ist durch gerätefeste Führungen 56, 57, 58, 59 geführt und in den Richtungen +y und — y verschiebbar, zwei in einem festen Abstand α voneinander durch die gerätefesten Führungen 60, 61 geführte Abtasteinrichtungen 62, 63 sind in Richtung der Höhenwerte ζ verschiebbar und tasten die auf dem Informationsträger aufgezeichneten Profilkurven an einander zugeordneten Punkten (gleiche y-Koordinate bei der Profilausmessung [vgl. hierzu Fig.9a beispielsweise die Schnittpunkte der Profilspuren 45, 46 mit der Geraden y„]) ab. Die beiden Abtasteinrichtungen 62, 63 tasten also gleichzeitig die Profilhöhen z„ und Z_{n + 1}

ab und geben dem mit ihm verbundenen Interpolationslineal 64 die Neigung.

Az

ν =

— Z_n

und diesen in den Richtungen +y' bzw. —y' verschiebt. Auf weitere Details des an sich bekannten Orthoprojektors ist in der Darstellung der besseren Übersicht wegen verzichtet worden.

Auf den zum erfindungsgemäßen Interpolationsspeicher gehörigen Informationsträger 83, der beispielsweise aus einem undurchsichtig beschichteten an sich lichtdurchlässigen Material besteht, sind die gemessenen Original-HöhenprofileP_n,P_{n + 1}, P_n+,usw.

gerätefesten Führungen 69, 70 geführt ist, auf die Projektionsebene 51. Steht der Taster 65 in der Stellung t₀, so steuert er bei Verschiebung des Informa-

ander angeordnete und durch gerätefeste Führungslager 95 bzw. 96 geführte und in den Richtungen der Höhenwerte ζ verstellbare Wagen 97, 98 tragen an

Zl = Z_n

Zn +1 — Z_n

Ein am Interpolationslineal 64 anliegender Taster 65,
der durch eine Programmsteuerung üblicher Art in
periodischer Folge beispielsweise in die Stellungen f₀,
7j . . . ί_β gebracht werden kann, überträgt die am Interpolationslineal abgegriffenen Höhenwerte mit Hufe 10 eingeritzt, deren Höhenwerte z_n bzw. Z_{n + x} sich wiederdes Übertragungssystems 66, 67, 68, das durch die um aus dem Abstand der Profilkurven von einer Bezugslinie 84 ergeben. Der Informationsträger 83 ist auf zwei Rollen 85, 86 aufgewickelt und kann, von dem Führungslager 87 geführt, mittels der Transport-

tionsträger 54 in der +v-Richtung die Bewegung der 15 getriebe 93, 94, 95 in den Richtungen +v und — y Projektionsebene 51 in der Richtung des Doppel- bewegt werden. Zwei im festen Abstand a_x voneinpfeilsz' nach dem gemessenen Originalprofil P_n und " " "

in der Stellung t₆ nach dem gemessenen Originaiprofil P_{n + 1}. Für die dazwischenliegenden Stellungen des

Tasters werden Zwischenprofile / übertragen, deren 20 ihren über den Informationsträger 83 ragenden Enden

photoelektrische Abtasteinrichtungen 103 bzw. 104, die in der Fig. 12 näher dargestellt sind und zum Einfangen der eingeritzten Profile dienen.

Wie aus der Fig. 12 ersichtlich, wird der Informationsträger 83 von der einen Seite her durch die sich in der z-Richtung erstreckende röhrenförmige Lichtquelle 100 beleuchtet. Da die auf dem Informationsträger aufgetragene lichtundurchlässige Schicht nur an den Stellen beseitigt wurde, in denen die Profilkurven (z. B. P_n) eingeritzt sind, erscheinen die Profile von der anderen Seite des Informationsträgers betrachtet als schmale leuchtende Linien. Von diesen wird nun ein sehr kurzer, durch die Breite des Spaltes 101 bestimmter Abschnitt mit HiMe der Optik 102

Schlitzblende 53 gleichzeitig synchron mit der Bewe- 35 auf das geteilte Photoelement 103 a, 103 ft stark vergung des Informationsträgers 54 geführt wird, nimmt größert abgebildet.

die Blende 53 beispielsweise bei der Stellung des Die Photoelemente der mit dem Wagen 98 verbun-

Tasters 65 in der Stellung t₀ nach und nach alle Lagen denen, entsprechend aufgebauten Abtasteinrichtung ein, die durch den Kurvenverlauf P_n angezeigt sind. 104 sind in der Fig. 11 mit 104a, 104ft bezeichnet, Ferner folgt beispielsweise die Blende 53 bei Einstel- 40 Die beiden Hälften der Photoelemente 103 a, 103 ft lung des Tasters in Stellung t₂ dem Kurvenverlauf I₂ bzw. 104 a, 104 ft sind in bekannter Weise gegenein- und bei der Stellung t_e dem Kurvenverlauf P_{n +}1. Die ander geschaltet und geben so lange eine von Null Kurven P_n und P'_{n +1} entsprechen dabei völlig den ge- verschiedene Differenzspannung ab, die ihrerseits in messenen Originalprofilen P_n bzw. P_{n + v} während die den Verstärkern 105 bzw. 106 verstärkt wird und mit

Höhenwert für jeden Punkt sich nach der Formel

Az k ~*" ' k

berechnet, worin für k der Bruchteil der Strecke einzusetzen ist, um die der Taster aus der Ausgangsstellung t₀ herausgerückt ist, beispielsweise ist für die StellungZ₁ bei der in Fig. 10 angenommenen Unterteilung:

Zl₁ — Z_n + 7, ZlZ

und für die Stellung t₂:

zi, = z_n + ²/e Az Da die in der Projektionsebene 51 verschiebbare

Kurve I₂' dem in der Taststellung t, Zwischenprofil entspricht.

Bei dem in F i g. 11 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist mit 71 der die zu entzerrende Aufnahme 88 abbildende Projektor be-

₂ interpolierten 45 Hufe von Nachlaufmotoren 107 bzw. 108 auf die gerätefest gelagerten Verstellspindeln 109 bzw. 110 der in der z-Richtung verschiebbaren Wagen 97 bzw. 98 einwirkt, bis die abgebildeten Profilabschnitte genau symmetrisch zur Teilungslinie 103 c bzw. 104 c der

zeichnet, dessen Beleuchtungssystem 89 über einen 50 Photoelemente 103 a, 103 ft bzw. 104 a, 104 ft liegen.

mit dem Blendenwagen73 verbundenen und um den Wie bereits bei der Beschreibung der Fig. 10 erDrehpunkt 91 drehbaren Lenker 90 in bekannter Weise
gesteuert wird. Ein von dem Lenker 90 gleichzeitig ge

steuertes Blendensystem 92 sorgt dafür, daß lediglich

wähnt, werden auch hier einander zugeordnete Punkte (gleiche v-Koordinaten auf den Profilspuren) der gemessenen Profile abgetastet. Ein Interpolationslineal

die unmittelbare Umgebung der Blendenöffnung 73 a 55 111 ist einerseits um einen auf dem Wagen 97 festvom Projektor 71 belichtet wird. liegenden Drehpunkt 112 drehbar gelagert und ande-

Der Projektionstisch 72 kann mit Hilfe der an ihm rerseits mit einer Führungsnut 113 versehen, in die befestigten Muttern 74, 75 und den gerätefest ge- ein auf den Wagen 98 montierter Mitnehmer 114 einlagerten Spindeln 76, 77 gegenüber dem als fest- greift. Das Interpolationslineal 111 ist ferner mit stehend angenommenen Projektor 71 in den Rieh- 60 einem Spalt 115 versehen, durch den das Licht einer tungen des Doppelpfeiles z' verstellt werden. Auf dem unter dem Lineal in der Richtung des Spaltes ange-Projektionstisch 72 sind zwei Verstellspindeln 78, 79, brachten Lichtquelle (nicht eingezeichnet) tritt. Über die in die Muttern 78 a, 79 a eines den Blenden- dem Interpolationslineal 111 ist ein als Brücke auswagen 73 tragenden Trägers 80 eingreifen, befestigt, gebildeter Interpolationstaster 116 angeordnet, der welcher eine Verstellung des Trägers 80 in den Rieh- 65 mehrere beispielsweise nach Fig. 12 ausgebildete tungen des Doppelpfeiles x' ermöglichen. Auf dem Tasteinrichtungen trägt, von denen in der Fig. 11 Träger 80 ist eine weitere Verstellspindel 81 befestigt, wiederum nur die geteilten Photoelemente 117, 118, die in die Mutter 82 des Blendenwagens 73 eingreift 119, 120, 121 und 122 eingezeichnet sind. Diese

9 10

Tasteinrichtungen sind in gleichen Abständen von- so eingestellt, daß das mit ihm verbundene geteilte

einander angeordnet, und zwar so, daß das geteilte Photoelement 117 den Lichtspalt 115 des Interpola-

Photoelement 117 den über den Drehpunkt 112 des tionslineals 111 einfängt.

Interpolationslineals 111 liegenden Abschnitt des Aus dieser Ausgangsstellung treibt der Synchron-Lichtspaltes 115 erfaßt und die anderen Tasteinrich- 5 antrieb 142 einerseits mit Hilfe der Spindel 81 den tungen den Abstand a_x der beiden Wagen 97 und 98 Blendenwagen 73 entlang dem zu belichtenden Bildgleichmäßig unterteilen. planstreifen auf den rechten Endlagekontakt 146 zu

Der Interpolationstaster 116 ist durch gerätefest (+/-Richtung) und läßt synchron mit dieser Bewegelagerte Verstellspindeln 150 und 151 geführt und gung mit Hilfe der Transportgetriebe 93, 94, 95 die parallel zu sich selbst in den Richtungen des Doppel- io auf dem Informationsträger 83 eingeritzten Profilpfeiles ζ verstellbar. kurven P_n und P_n+1 unter den Abtasteinrichtungen

Die beiden Hälften der Photoelemente 117, 118, 103, 104 nach links (+y-Richtung) ablaufen, und

119, 120, 121 und 122 sind jeweils gegeneinander- zwar derart, daß, wenn der Blendenwagen 73 den

geschaltet, und die resultierende Differenzspannung rechten Endlagekontakt 146 erreicht hat, gerade die

wird über Zuleitungen 123, 124, 125, 126, 127 und 15 rechten Endpunkte der Profilkurven P_n und P_{n +} , ein-

128 an die Kontakte Zi₀, k_v k_v k_z, k_i und &_s eines gefangen werden.

Stufenschalters 129 gegeben. Über den im eingezeich- Während dieses Ablaufes überträgt die Abtastein-

neten Drehsinn verstellbaren Schaltfinger 130 können richtung 103, die mit Hilfe der geteilten Photozellen

die mit den einzelnen Kontakten des Stufenschalters 103 a, 103 b, des Verstärkers 105, des Nachlaufmotors

129 verbundenen Tasteinrichtungen nacheinander mit ao 107 und der Spindel 109 die Profilkurve P_n eingedem Verstärker 131 verbunden werden. Der Ver- fangen hält, den jeweils abgetasteten Höhenwert z„ stärker 131 speist einen Nachlaufmotor 132, der über den Wagen 97 auf den Drehpunkt 112 des Intereinerseits über die Getriebeteile 133, 134, 135, 136, polationslineals 111.

137 und die Verstellspindeln 117, 118 den Inter- In gleicher Weise werden die Höhenwerte Z_{n + 1} der

polationstaster 116 so lange verstellt, bis das mit dem 35 jeweils abgetasteten Punkte des FolgeprofUs P_{n + 1} Verstärker 131 über den Schaltfinger 130 verbundene über die geteilten Photozellen 104 a, 104 b, den Ver-Photoelement den Lichtspalt 115 im Interpolations- stärker 106, den Nachlaufmotor 108, die Spindel 110, lineal 111 nach Art der Tasteinrichtungen 103 und den Wagen 98 und den Mitnehmer 114 auf das an- 104 eingefangen hat, und verstellt andererseits gleich- dere Ende des Interpolationslineals 111 übertragen,

zeitig über die Getriebeelemente 138, 139, 140 und 30 dessen Lichtspalt 115 somit eine Neigung erhält, der 141 und die Verstellspindeln 76, 77 den Projektions- der Höhenwertdifferenz Δ ζ der jeweils an den Profiltisch 72 des Orthoprojektors im gleichen Sinne. kurven P_n und P_{n + 1} abgetasteten Punkte entspricht.

Ein Synchronantrieb 142 ist einerseits mit der An- Bei diesem Ablauf verbleibt der Schaltfinger 130

triebsspindel 81 für den Blendenwagen 73 und ande- des Stufenschalters 129 auf dem mit dem geteilten

rerseits über ein Differentialgetriebe 143 mit dem 35 Photoelement verbundenen Kontakt Jt₀, so daß allein Transportgetriebe 93, 94, 95 für den Informations- das Photoelement 117 des Interpolationstasters 116 träger 83 verbunden. auf den Nachlaufmotor 132 einwirken kann. Der

Ein Schrittschaltwerk 144, welches ein Programm- Nachlaufmotor 132 verstellt dann über die Getriebe schaltwerk allgemein üblicher Bauart ist, steuert über 133, 134, 135, 136 und 137 und die Spindeln 150

die Spindeln 77, 78 die Weiterschaltung des Blenden- 40 und 151 den Interpolationstaster 116 in der Richtung wagenträgers 80, die Einstellungen des Schaltfingers des Doppelpfeiles ζ derart, daß das Photoelement 117

130 im Stufenschalter 129, die Drehrichtungsumkehr den über dem Drehpunkt 112 befindlichen Teil des des Synchronantriebes 142 und schließlich den Lichtspaltes 115 des Interpolationslineals 111 einge-Weitertransport des Informationsträgers 83 um den fangen hält. Diese Nachlaufbewegung wird gleich-Profilabstand a. Das Schrittschaltwerk 144 erhält 45 zeitig über die Getriebeteile 138, 139, 140 und 141 seine Fortschaltimpulse von den Endlagenkontakten und die Spindeln 76, 77 auf den Projektionstisch 72 145 und 146, d. h., jedesmal, wenn der Schlitz- übertragen, so daß letzterer seinen Abstand von dem blendenwagen 73 einen Bildstreifen abgefahren hat feststehenden Projektor 71 im Sinne der Höhenwert- und in die linke oder rechte Endlage kommt, wird änderung des abgetasteten gemessenen Profils P_n die Programmwalze im Schrittschaltwerk um eine 50 ändert.

Stellung weitergeschaltet. Erreicht nun der Blendenwagen 72 den rechten Die Wirkungsweise des in Fig. 11 dargestellten Endlagekontakt 146, so erhält das Schrittschaltwerk Ausführungsbeispieles ist folgende: 144 von diesem einen Fortschaltimpuls. Das Schritt in der Ausgangsstellung zur Belichtung desjenigen schaltwerk 144 versetzt nun mit Hufe der Spindeln Bildplanstreifens, bei dem die Steuerung des Projek- 55 78, 79 den Blendenwagenträger 80 beispielsweise in tionsabstandes im Orthoprojektor durch das züge- der +^'-Richtung um die Breite der Blendenöffnung hörige, gemessene Höhenprofil P_n erfolgen soll, be- 73 α (Ausdehnung dieser Blendenöffnung in den Richfindet sich der über der Bildplanschicht 72a geführte tungen —*' bzw. +*')» so daß die Blende in der Aus-Blendenwagen 73 beispielsweise in der durch den gangsstellung zur Belichtung des Anschlußstreifens linken Endlagekontakt 145 begrenzten Endlage. Der 60 im Bildplan gelangt. Gleichzeitig schaltet das Schritt-Informationsträger 83 ist dann so weit verschoben, schaltwerk 144 den Drehsinn des Synchronantriebes daß die linken Endpunkte der eingeritzten Profil- 142 um und verstellt den Schaltfinger 130 auf den kurven P_n und des Folgeprofils P_n+1 unter den Ab- Kontakt ^₁ des Stufenschalters 129.
tasteinrichtungen 103 bzw. 104 zu liegen kommen Der Synchronantrieb 142 verschiebt nun den und von diesen in der beschriebenen Weise einge- 65 Blendenwagen 73 in umgekehrter Richtung auf den fangen werden. Der Schaltfinger 130 berührt den linken Endlagekontakt 145 zu (—/-Richtung) und Kontakt K₀ des Stufenschalters 129. Der Interpola- synchron damit den Informationsträger 83 nach rechts tionstaster 116 ist mit Hilfe des Nachlauf motors 132 (-^y-Richtung), so daß die auf dem Informations-

träger eingeritzten Profilkurven P_n und P_{n + 1} ebenfalls in umgekehrter Richtung als bei dem vorherigen Ablauf von den Abtasteinrichtungen 103 und 104 abgetastet werden.

Da nun aber das geteilte Photoelement 118 des Interpolationstasters 116 an dem Nachlaufmotor 132 angeschlossen ist, wird nun der Interpolationstaster 116 derart nachgesteuert, daß das getrennte Photoelement 118 den Lichtspalt 115 des Interpolationslineals 111 eingefangen hält.

Auf Grund der gewählten Anzahl der Photoelemente des Interpolationstasters 116 und deren gegenseitigen Abstand (hier z. B. sechs Photozellen mit einem gegenseitigen Abstand Ve O₁) werden nun durch den Nachlauf motor 132 auf den Projektionstisch 72 Höhenwerte übertragen, die sich gegenüber den jeweils an der Profilkurve P_n abgetasteten Höhenwerten um ein Sechstel des Differenzbetrages zwischen den an den Profilkurven P_n+1 und P_n abgetasteten Höhenwerten unterscheiden. so

Hat nun der Blendenwagen 73 wiederum den linken Endlagekontakt 145 erreicht, so erhält das Schrittschaltwerk 144 von diesem einen Fortschaltimpuls. Das Schrittschaltwerk verschiebt dann den Blendenwagenträger 80 abermals um eine Blendenöffnungsbreite in der +^'-Richtung weiter, kehrt den Drehsinn des Synchronantriebes abermals um und schaltet schließlich den Schaltfinger 130 auf den Kontakt k₂ des Stufenschalters 129 weiter.

Der Ablauf des Blendenwagens 73 und des Informationsträgers 83 entspricht dann wieder dem zuerst beschriebenen Ablauf. Da jetzt aber das geteilte Photoelement 119 des Interpolationstasters 116 den Nachlaufmotor 132 steuert, bis dieses Photoelement den Lichtspalt 115 des Interpolationslineals 111 eingefangen hat, werden auf den Projektionstisch 72 Höhenwerte übertragen, die sich gegenüber den jeweils an den Profilkurven P_n abgetasteten Höhenwerten um zwei Sechstel des Differenzbetrages zwischen den an den Profilkurven P_{n +1} und P_n abgetasteten Höhenwerten unterscheiden.

Dieser Vorgang wiederholt sich nun jedesmal, wenn der Blendenwagen einen Bildstreifen abgefahren hat und in die rechte oder linke Endlage kommt, wobei der Schaltfinger 130 im eingezeichneten Drehsinn auf den nächsten Kontakt des Stufenschalters 129 weitergeschaltet wird und auf den Projektionstisch 72 Zwischenprofile übertragen werden, die sich von den vorhergehenden um ein weiteres Sechstel des Differenzbetrages der Höhenwerte zwischen den gemessenen Höhenprofilen P_n und P_{n +1} unterscheiden.

Ist schließlich derjenige Bildplanstreifen belichtet, bei dem die von dem geteilten Photoelement 122 des Interpolationstasters 116 am Lichtspalt 115 des Interpolationslineals 111 abgegriffenen Zwischenhöhenwerte zur Steuerung des Projektionstisches 72 herangezogen wurden, so schaltet das Schrittschaltwerk 144 über das Differentialgetriebe 143 und das Transportgetriebe 93, 94, 95 den Informationsträger 83 zusätzlich um den Profilabstand α weiter. Hierdurch rückt das Folgeprofil P_n+j an die Stelle des Profils P_n und das Folgeprofil P_{n + 2} an die Stelle des Folgeprofils P_n+1.

Der bisher beschriebene Vorgang wiederholt sich dann in gleicher Weise mit den übrigen auf dem Informationsträger aufgetragenen Höhenprofilen bei der weiteren Belichtung des Bildplanes.

In der Fig. 13a ist nochmals der exakte Grundrißplan der F i g. 2 a wiederholt, der sich im Luftbild in der Form nach Fig. 13b (vgl. hierzu Fig. 4) darstellt. Fig. 13 c zeigt das Ergebnis einer differentielien Entzerrung nach den bisher bekannten Verfahren (vgl. Fig. 5), und Fig. 13b gibt schließlich die gleiche Situation nach einer Entzerrung nach der Erfindung mit beispielsweise sechsfacher Interpolation wider.

Das Verfahren nach der Erfindung ist natürlich nicht an eine sechsfache Interpolation gebunden. Auch läßt sich bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Vorwahl eines abgeänderten Programms im Schrittschaltwerk 144 erreichen, daß der Schaltfinger 130 des Stufenschalters beispielsweise lediglich auf jeden zweiten Kontakt des Stufenschalters 129 weitergeschaltet wird und daß entsprechend große Versetzungen des Blendenwagenträgers bei angepaßter Größe der Blendenöffnung 73 a erfolgen.

Ferner ist die Erfindung keineswegs auf die in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiele eines Interpolationsspeichers beschränkt. Selbstverständlich können in Durchführung des Erfindungsgedankens einzelne dargestellte Bestandteile des Interpolationsspeichers durch äquivalente Mittel ersetzt werden. So kann beispielsweise die Abtastung des Interpolationslineals über mechanische Abgriffe, photoelektrische oder elektromechanische Einfangeinrichtungen od. dgl. erfolgen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines differentiell entzerrten orthogonalen Bildplanes von räumlichen Objekten durch die Projektion von zentralperspektiven Aufnahmen des Objektes und streifenweiser Belichtung photographischer Schichten unter fortlaufender, dem Höhenprofil des Objektes angepaßter Änderung des Abbildungsmaßstabes, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildplan in mindestens 2n — 1 Streifen belichtet wird, wenn η die Anzahl der Streifen ist, für die zugehörige Höhenprofile zur Steuerung des Abbildungsmaßstabes direkt gemessen wurden, und daß die Höhenwerte zur Steuerung des Abbildungsmaßstabes bei den übrigen dazwischenliegenden Streifen aus den benachbarten gemessenen Höhenprofilen automatisch ermittelt werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit einem Orthoprojektor verbundenen Interpolationsspeicher, bestehend aus einem Informationsträger, auf dem die gemessenen Höhenprofile aufgetragen sind, zwei Abtasteinrichtungen, die die Höhenwerte der aufgetragenen Höhenprofile an einander zugeordneten Punkten paarweise abtasten, einen mit den Abtasteinrichtungen schwenkbar verbundenen Interpolationslineal und einen längs des Interpolationslineals periodisch versetzbaren Interpolationstaster, der die am Interpolationslineal abgegriffenen Höhenwerte auf die Mittel zur Verstellung des Projektionsabstandes im Orthoprojektor überträgt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

409 760/230 12.64 0 Bundesdruckerei Berlin