DE1274352B - Vorrichtung zur stereoskopischen Auswertung von Messbildern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES '/WWW* PATENTAMT Int. Cl.:

GOIc

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 42 c-10/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 74 352.1-52 (J 35233)

27. Dezember 1962

1. August 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur stereoskopischen Auswertung von Meßbildern in zwei aufeinander senkrecht stehenden Rißebenen, die im allgemeinen Fall der Stereophotogrammetrie aufgenommen worden sind, wobei jedem Meßbild zwei die Projektionsstrahlen in jeder Rißebene verkörpernde Doppelhebel zugeordnet sind.

Die photogrammetrische Auswertung von mit Weit- und Überweitwinkelkameras aufgenommenen Meßbildern ist mit den bekannten Universalauswertegeräten aus konstruktiven Gründen nicht oder nicht immer möglich. Es sind daher schon Spezialauswertegeräte gebaut worden, welche die Grundgleichungen der Stereophotogrammetrie exakt oder approximiert lösen und zur Auswertung der mit geringen Nadirdistanzen und bestimmter Brennweite aufgenommenen Meßbilder im Originalformat oder in einem umgebildeten Format dienen. Nachteilig ist, abgesehen von der näherungsweisen Lösung und der unter Umständen erforderlichen Umbildung, die Beschränkung des Wirkungsbereiches eines derartigen Auswertegerätes auf eine oder zwei bestimmte Brennweiten.

Ferner ist schon ein Universalauswertegerät bekanntgeworden, bei dem das mit Hilfe räumlicher Lenker verwirklichte Auswertestrahlenbündel dem Aufnahmestrahlenbündel und damit das räumliche Modell dem Gelände nicht mathematisch ähnlich ist. Dadurch, daß die Brennweite und damit der öffnungswinkel des Aufnahmestrahlenbündels bewußt nicht beibehalten und in der Regel verkleinert wird, erfährt das räumliche Modell eine gewisse Überhöhung, die Auswertung wird affin vorgenommen. Für die Überhöhung ist das als Affinfaktor bezeichnete Verhältnis der Aufnahmebrennweite zur Auswertebrennweite maßgebend. Mit diesem Affinauswertegerät können zwar mit beliebiger Brennweite aufgenommene und beliebig geneigte Meßbilder ausgewertet werden, jedoch muß jedes Meßbild eine der Veränderung der Lage des Bildhauptpunktes Rechnung tragende Verschiebung, eine sogenannte Dezentrierung erfahren, die empirisch zu bestimmen und von der Nadirdistanz bei der Aufnahme des Meßbildes sowie einer Gerätekonstanten abhängig ist. Die Einstellung der Dezentrierung jedes Meßbildes erfolgt mit Hilfe eines sehr komplizierten Mechanismus im Orientierungsverfahren und muß zur Erreichung einer hinreichenden Genauigkeit einige Male wiederholt werden. Abgesehen davon, daß ein derartiges Vorgehen umständlich ist, zumal die allgemein gebräuchlichen Neigungskomponenten φ und ω der Nadirdistanz empirisch zu bestim-Vorrichtung zur stereoskopischen Auswertung
von Meßbildern

Anmelder:

Jenoptik Jena G. m. b. H.,

Jena, Carl-Zeiss-Str. 1

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Horst Schöler, Jena

men und die Einstellelemente für den Mechanismus einer besonderen, für diese Zwecke berechneten Tabelle zu entnehmen sind, belastet der Mechanismus das Auswertegerät sowohl konstruktiv als auch genauigkeitsmäßig.

ao Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Universalgerät zur photogrammetrischen Auswertung von Luftbildern beliebiger Aufnahmebrennweite und Nadirdistanz, bei dem unter Verwendung und Einstellung der bisher gebräuchlichen Orientierungselemente, der Längsneigung φ, Querneigung ω und Kammerkonstante c_K, ohne die Notwendigkeit der Ermittlung und Einstellung einer Bilddezentrierung die Orientierung und Auswertung der Meßbilder ohne zusätzliche Orientierungsmechanismen und Bedienungselemente vorgenommen wird.

Außerdem soll die Vorrichtung geeignet sein, beim Abtasten der Meßbilder beliebig geneigten Geländes unabhängig von der Größe von Aufnahme- und Auswertebrennweite für jeden Bildpunkt gleichzeitig die zur Differentialentzerrung bedeutungsvolle effektive Brennweite der entsprechenden Senkrechtaufnahme zu liefern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine jedem Doppelhebel zugeordnete, um eine dem Projektionszentrum entsprechende Achse in einer Ebene parallel zu den Schwenkebenen der Doppelhebel schwenkbare erste Führung für einen Schlitten, auf dem ein Mitnehmer in jener Ebene verschiebbar angeordnet ist, der mit einem Gleitstück im Eingriff steht, welches auf einer rechtwinklig zur Verbindungslinie der Projektionszentren und parallel zu jener Ebene gerichteten zweiten Führung gleitet, die mit dem entsprechenden Doppelhebel in einer die Schwenkachse enthaltenden, zur Verbindungslinie der Projektionszentren parallelen Ebene verbunden ist. Außerdem sind Mittel zur Übertragung der Bewegung des Gleitstückes auf der

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zweiten Führung des einen Doppelhebels auf den Der Schlitten 190 ist mit Hilfe einer Schraube 194 Schlitten des anderen demselben Meßbild zugeord- an die Führung 188 festklemmbar.

neten Doppelhebels vorgesehen. Zwischen dem Gleitstück 183 und dem Schlitten

Zur Übertragung der Bewegung des Gleitstückes 191 ist eine Nachlaufsteuerung vorgesehen. Zu auf den Schlitten wird vorteilhafterweise eine elek- 5 dem Zweck ist mit dem Gleitstück 183 ein elektrische Nachlaufsteuerung verwendet. trisches Tastelement 195 so verbunden, daß es auf

Zwecks Einstellung des Afflnitätsfaktors ist der kleinste Lageänderungen des Gleitstückes in der Abstand der Schwenkachse der ersten Führung von Tiefenrichtung anspricht und elektrische Impulse erder Schwenkachse des zugehörigen Doppelhebels zeugt, die über eine elektrische Leitung 196 und veränderbar. Damit Längs- und Querneigung be- ίο einen an der Führung 189 vorgesehenen Motor 197 rücksichtigt werden können, sind die Schwenkungen eine in den Schlitten 191 eingreifende und an der der ersten Führungen einstellbar. Führung gelagerte Spindel 198 in Drehung versetzt.

Ebenso wie bei einer bereits vorgeschlagenen Aus- An die gerätefeste Schwenkachse 170 ist ferner ein führungsform können selbstverständlich die Schwenk- zwei Rhomben einschließendes, parallel zu den achsen der einem Meßbild zugeordneten ersten Füh- 15 Schwenkebenen der Doppelhebel 171 und 172 anrungen bzw. die Schwenkachsen der Doppelhebel geordnetes Scherenhebelgetriebe in Form einer Nürnzusammenfallend angeordnet sein. Die räumliche berger Schere mit einem Ende angelenkt, das aus Zuordnung der Führungen, Schlitten und Gleitstücke zwei Doppelhebeln 199 und 200 und vier Einfachzu den Doppelhebeln kann beliebig sein. Sie können hebeln 201 bis 204 besteht. Die Doppelhebel 199 und beispielsweise räumlich völlig getrennt angeordnet und 20 200 sowie die Einfachhebel 201 und 202 sind an zwischen der zweiten Führung und dem entsprechen- einem Ende mit Schlitzen 205 bis 208 versehen. Die den Doppelhebel können in geeigneter Weise elek- Einfachhebel 201 und 202 sind je mit dem getrische Übertragungsmittel vorgesehen sein. schlitzten Ende über eine Klemmschraube 209 bzw.

Der, näheren Erläuterung des Gegenstandes der 210 mit dem geschlitzten Ende eines Doppelhebels Erfindung dienen die stark schematisierten Dar- 25 199 bzw, 200 verbunden. Die Doppelhebel sind um Stellungen der F i g. 1 und 2 im Grund- und Aufriß. die in der Ebene H-H liegende Achse 187 schwenk-Es ist nur das einem Meßbild zugeordnete System bar und mit ihren nicht geschlitzten Enden mit den von Hebeln und Führungen dargestellt, das in allen Einfachhebeln 203 und 204 verbunden. Mit ihren den übrigen Teilen mit dem eines als Stereoautograph Doppelhebeln 199 und 200 abgewandten Enden fühbekannten photogrammetrischen Auswertegerätes 30 ren die Einfachhebel 203 und 204 einen Mitnehmer übereinstimmt. Dem zweiten Meßbild ist das gleiche 211 für eine Führung 212, in die der Mitnehmer 186 System von Führungen und Hebeln zur Herstellung eingreift. Die Führungen 181, 182 und 212 sind der Beziehungen zwischen den Bild- und Raum- selbst entlang von gerätefest angeordneten Führankoordinaten zugeordnet. gen 214, 215, 216 und 217 verschiebbar.

Um eine dem Projektionszentrum eines Meßbildes 35 Je nach der Einstellung des Scherenhebelgetriebes entsprechende gerätefeste Schwenkachse 170 sind an den geschlitzten Hebelenden ist das Verhältnis des zwei Doppelhebel 171 und 172 schwenkbar in ver- Abstandes der beiden Schwenkachsen 170 und 187 schiedenen zur Zeichenebene parallelen Ebenen zum Abstand der Schwenkachse 187 vom Mitnehmer übereinander angeordnet und an den dargestellten 211 und damit der Affinitätsfaktor veränderbar, der Enden mit Schlitzen 173 und 174 versehen. In einer 40 im vorliegenden Fall durch das Verhältnis des Ab- EbmeH-H parallel zu der nicht dargestellten von Standes k-a der beiden Schwenkachsen zum Abden Schwenkachsen der jedem Meßbild zugeord- stand« der Führung212 von der EbeneH-H gegeneten Doppelhebel gebildeten Ebene und in Fig. 1 ben ist,

senkrecht zur Zeichenebene sind an die Doppelhebel Sind die Längsneigung φ₁ durch Schwenkung der

171 und 172 über zwei in die Schlitze 173 und 174 45 Führung 188 aus der Ebene E-E, die Querneieingreifende, auf Schlitten 175 und 176 befestigte gung ω₁ durch Schwenkung der Führung 189 aus der Mitnehmer 177 und 178 zwei ebenfalls auf dem Ebene E-E, die Kammerkonstante c_K der Aufnahme-Schlitten befestigte Führungen 179 und 180 an- kamera durch Verschiebung des Schlittens 190 entgelenkt, von denen jede mit ihrem Schlitten 175 bzw, lang der Führung 188 sowie das Scherenhebelgetriebe 176 entlang einer in der Ebene H-H und parallel zu 50 an den einander zugekehrten geschlitzten Enden richden Schwenkebenen der Doppelhebel verlaufenden tig eingestellt, so werden durch Schwenken der Dop-Führung 181 bzw. 182 gleitet. Längs der rechtwinklig pelhebel 171 und 172 die Schlitten 175 und 176 entzur Ebene H-H verlaufenden Führung 179 bzw, 180 lang der Führungen 181 und 182 und die Gleitstücke ist ein Gleitstück 183 bzw, 184 verschiebbar, mit 183 und 184 entlang der Führungen 179 und 180 welchem ein Mitnehmer 185 bzw. 186 im Eingriff 55 verschoben. Auf diese Weise werden zunächst die steht. nicht dargestellten Bildkoordinaten χ und y eines

Um eine in der Ebene H-H liegende und mit der Bildpunktes einer entsprechenden Senkrechtauf-Schwenkachse 170 eine zur Ebene H-H senkrechte nähme als Abstand der Führung 179 bzw. 180 von Ebene E-E bestimmende zweite, in Tiefenrichtung B der Ebene E-E ermittelt. Die Verschiebung des Gleitin einer Führung 213 verschiebbare Schwenkachse 60 Stückes 183 in der Tiefenrichtung wird über das elek-187 sind zwei Führungen 188 und 189 um bezüglich irische Tastelement 195, die elektrische Leitung 196, der Ebene E-E einstellbare Winkel Cp₁ und W₁ den Motor 197 und die Spindel 198 in gleicher Größe schwenkbar angeordnet. Längs der Führungen 188 auf den Schlitten 191 übertragen und dieser entlang und 189 sind Schlitten 190 und 191 verschiebbar, der Führung 189 bewegt. Der auf diese Weise festauf denen senkrecht zu diesen Führungen und par- 65 gelegte Abstand der Führung 212 von der Ebene H-H allel zu den Schwenkebenen der Doppelhebel 171 ist dann gleich der Kammerkonstanten c_K der Auf- und 172 Schienen 192 und 193 vorgesehen sind, ent- nahmekamera für eine Senkrechtaufnahme des Bildlang welchen die Mitnehmer 185 und 186 gleiten. punktes mit den Koordinaten χ und y.

An Stelle des Scherenhebelgetriebes zur Einstellung des Affinitätsfaktors kann auch ein mehrstufiges oder stufenloses Übersetzungsgetriebe Verwendung finden.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, anstatt der den Doppelhebeln 171 und 172 zugeordneten Führungen und Schlitten ausschließlich elektrische Rechenelemente zu benutzen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur stereoskopischen Auswertung von im allgemeinen Fall der Stereophotogrammetrie aufgenommenen Meßbildern in zwei aufeinander senkrecht stehenden Rißebenen, wobei jedem Meßbild zwei die Projektionsstrahlen in jeder Rißebene verkörpernde Doppelhebel zugeordnet sind, gekennzeichnetdurch eine jedem Doppelhebel (171, 172) zugeordnete, um eine dem Projektionszentrum (170) entsprechende Achse in einer Ebene parallel zu den Schwenkebenen der Doppelhebel schwenkbare erste Führung (188) für einen Schlitten (190 bzw. 191), auf dem ein Mitnehmer (185 bzw. 186) verschiebbar angeordnet ist, der mit einem Gleitstück (183 bzw. 184) im Eingriff steht, welches auf einer rechtwinklig zur Verbindungslinie der Projektionszentren und parallel zu jener Ebene gerichteten zweiten Führung (179 bzw. 180) gleitet, die mit dem entsprechenden Doppelhebel (171 bzw. 172) in einer die Schwenkachse enthaltenden, zur Verbindungslinie der Projektionszentren parallelen Ebene verbunden ist, ferner gekennzeichnet durch Mittel zur Übertragung der Bewegung des Gleitstückes (183) auf der zweiten Führung (179) des einen Doppelhebels (171) auf den Schlitten (191) des anderen demselben Meßbild zugeordneten Doppelhebels (172).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Nachlaufsteuerung (195, 196, 197) zur Bewegungsübertragung.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Schwenkachse (187) der ersten Führung (188 bzw. 189) von der Schwenkachse (170) des zugehörigen Doppelhebels veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung der ersten Führung (188 bzw. 189) einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 052 125;
schweizerische Patentschrift Nr. 364 906;
französische Patentschrift Nr. 1110 305;
Vermessungstechnik, 1961, Heft 10, S. 308 bis 312; A. Buchholz, Photogrammetrie, Berlin, 1954, S. 97 bis 100.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 588/95 7.68

ι Bundesdruckerei Berlin