DE1234035B - Stereophotogrammetrisches Auswertegeraet mit Mitteln zur Erfassung von Gelaendeprofilen - Google Patents

Description

DEUTSCHES VMTWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 42 c-10/02

Nummer: 1234 035

Aktenzeichen: Z 6895 IX b/42 c

I 234 035 Anmeldetag: 9.Oktober 1958

Auslegetag: 9. Februar 1967

Die Erfindung betrifft ein stereophotogrammetrisches Auswertegerät mit Mitteln zur Erfassung von Geländeprofilen aus stereophotogrammetrischen Geländeaufnahmen, bei dem eine stereoskopische Meßmarke relativ zu dem visuellen Geländemodell mit Hilfe eines über Spindeln angetriebenen Kreuzschlittens in den drei kartesischen Koordinatenrichtungen und von einem gesonderten Antrieb über ein Reibradgetriebe insbesondere längs einer der Richtung nach einstellbaren Profilspur in einer Meßebene und in einer dazu senkrechten Richtung bewegbar ist, die Bewegungen des Kreuzschlittens auf die senkrecht zueinander orientierten Verstellspindeln einer Zeicheneinrichtung gegeben werden und/oder die Stellungen des Kreuzschlittens an einer Koordinatenregistriereinrichtung abgelesen werden können.

Es sind stereophotogrammetrische Auswertegeräte bekannt, bei denen zum Zeichnen von Profilen auf das Zeichenblatt einer Zeicheneinrichtung in der Richtung der Profilspur eine erste Führung gelegt ist, in der eine zweite senkrecht zu diesem Lineal angeordnete und den Zeichenstift aufnehmende Führung verschiebbar ist. Wird jetzt der die Meßmarke oder die Luftbilder tragende Kreuzschlitten in der einen Koordinatenrichtung bewegt, dann verschiebt sich die Meßmarke parallel zu der erstgenannten Führung. Verstellt man dabei die Höhe der Meßmarke jeweils derart, daß sie das Gelände in Richtung der Profilspur abtastet, dann wird diese Abtastbewegung durch Bewegung des Zeichenstiftes in der zweiten Führung festgehalten (vgl. Schwidefsky, »Grundriß der Photogrammetrie«, Stuttgart 1954, S. 86).

Die bekannte Einrichtung hat verschiedene Nachteile. Durch die vorgesehene Hebelübertragung dei Bewegung des Schlittens auf den Zeichenstift ist die Meßgenauigkeit begrenzt. Die starre Verbindung zwischen Zeichenstift und Kreuzschlitten bedingt ferner, daß der Zeichentisch zum Gerät nicht beliebig aufgestellt werden kann. Dies wird häufig gewünscht, um die Bewegung des Zeichenstiftes gut beobachten zu können. Außerdem kann der Maßstab der Profilzeichnung nicht geändert werden, weil die Zeichenstiftbewegung fest mit der Bewegung des Kreuzschlittens gekuppelt ist. Schließlich hat diese Ausbildung aber auch noch einen konstruktiven Nachteil. Es müssen nämlich zusätzliche Mittel vorgesehen sein, um den Kreuzschlitten von einer seiner Antriebsspindeln trennen zu können, weil sonst der Antrieb der Marke durch die andere Spindel blockiert würde.

Es ist ferner bekannt, die Meßmarkensysteme eines stereophotogrammetrischen Auswertegerätes mit Hilfe von Reibradgetrieben unter beliebig einstellbaren Stereophotogrammetrisches Auswertegerät mit
Mitteln zur Erfassung von Geländeprofilen

Anmelder:

Fa. Carl Zeiss, Heidenheim/Brenz

Als Erfinder tTenannt:

Dr. Kurt Schwidefsky, Karlsruhe;
Hans Utz, Heidenheim/Brenz

Richtungswinkeln in einer Ebene oder auch räumlich auf einer Geraden zu führen.

Eine besonders vorteilhafte Kopplung zwischen der Meßmarkenbewegung und der Zeichen- bzw. Registriereinrichtung eines stereophotogrammetrischen Auswertegerätes der eingangs beschriebenen Art wird erfindungsgemäß erreicht durch einen gemeinsamen Antrieb, der einerseits in an sich bekannter Weise die Antriebswelle des Reibradgetriebes in Rotation versetzt und andererseits als Drehwertgeber für die Verstellspindel in der Abszissenrichtung der Zeicheneinrichtung dient und/oder eine Kontakteinrichtung zur Auslösung der Koordinatenregistriereinrichtung in gleichmäßigen Zeitabständen betätigt.

Hierdurch entfallen die bei den bekannten Geräten mit starrer Verbindung zwischen Meßschlittensystem und Zeichenstift auftretenden Nachteile, und es ist zusätzlich noch eine höchst einfache Koordinatenregistrierung möglich.

Als Antrieb kann ein in seiner Geschwindigkeit regelbarer Motor vorgesehen sein; der Antrieb kann aber auch von Hand erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wirken die Spindeln für die Meßmarkenverschiebung über elektrische Nachlaufsteuerungen auf den Zeichenstift, und es ist ein Schalter vorgesehen, der die Nachlaufsteuerung für den Zeichenstift in der Ordinatenrichtung wahlweise mit der Spindel für die Relativbewegung der Meßmarke in der y-Richtung oder z-Richtung und die Nachlaufsteuerung des Zeichenstiftes in der Abszissenrichtung wahlweise mit dem Antrieb des Reibgetriebes oder der Spindel für die Meßbewegung in der ^-Richtung verbindet. Dieser Schalter erfüllt folgenden Zweck:

Kuppelt er die Antriebsmittel der Meßmarke für die χ- bzw. y-Richtung mit den Nachlaufsteuerungen des Zeichenstiftes in der Abszissen- bzw. Ordinaten-

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richtung, dann kann das Auswertegerät wie bisher zum Kartieren benutzt werden. Wird dagegen die ^-Bewegung der Meßmarke auf die Ordinatenrichtung des Zeichenstiftes gegeben und dieser andererseits in der Abszissenrichtung durch den Antrieb des Reibgetriebes verschoben, dann dient das Gerät zum Zeichnen eines Profils.

Man kann also das Gerät durch einfaches Umschalten für verschiedene Zwecke verwenden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand eines Auswertegerätes für Horizontalaufnahmen dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 das Auswertegerät in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 eine Einzelheit der F i g. 1.

In F i g. 1 sind zwei Geländeaufnahmen 1 und 2 jeweils an einem in einem festen Gelenk 3 und 4 drehbaren Hebel 5 und 6 befestigt. Die anderen Enden der Hebel 5 und 6 sind mit Kugelgelenken 7 und 8 an einem durch eine Spindel 9 in der Höhe verstellbaren Träger 10 befestigt.

Wie in F i g. 1 angedeutet ist, werden die Geländeaufnahmen 1 und 2 über zwei Okulare 11 und 12, Spiegelprismen 13 und 14, ObjektivUnsen 15 und 16 und zwei weitere Spiegelprismen 17 und 18 betrachtet. In der Bildebene der Okulare sind zwei Meßmarken 19 und 20 angeordnet, die sich den Geländeaufnahmen 1 und 2 überlagern. Blickt man in die Okulare, dann sieht man das in den Bildern 1 und 2 dargestellte Gelände stereoskopisch; ebenso vereinigen sich die Marken 19 und 20 zu einer in dem stereoskopischen Geländemodell erscheinenden Meßmarke.

Der Träger 10 zusammen mit der Spindel 9 ist auf einem Wagen 21 gelagert, der mittels Rollen 22 auf einer Führung 23 verschiebbar ist. Die Verschiebung wird durch eine Spindel 24 bewirkt. Die Führung 23 ist in senkrecht zu ihr angeordneten Führungen 25 und

26 durch eine Spindel 27 verschiebbar. Indem man die Führung 23, den Wagen 21 und den Träger 10 verstellt, ändert man die relative Lage der Meßmarke zu dem dargestellten Gelände. Durch geeignete Verschiebung hat man es in der Hand, die räumliche Meßmarke mit dem Gelände in geeigneter Weise zur Berührung zu bringen. Setzt man beispielsweise die Höhe des Trägers 10 fest und verschiebt jetzt die räumliche Meßmarke am Gelände entlang, dann zeichnet ein mit dem Wagen 21 verbundener Zeichenstift 28 die zu der eingestellten Höhe ζ gehörenden Höhenschichtlinien auf einem Blatt Papier 29 auf.

Die Verschiebung des Wagens 21 in der x-Riehtung wird durch ein Handrad 30 bewirkt, welches über Kegelräder 31 die Spindel 24 dreht. Die Verschiebung des Wagens 21 in der y-Richtung wird durch ein Handrad 32 bewirkt, welches die Spindel

27 dreht und dabei die Führung 23 verschiebt. Der Träger 10 wird dagegen bei Betätigen einer

Fußscheibe 33 verstellt, welche über eine Kardanwelle 34 mit der Antriebsspindel 9 verbunden ist.

Zum Zeichnen eines Profilschnittes, dessen Spur Sp in der jcy-Ebene, wie auf dem Papier 29 dargestellt, mit der ^-Richtung den Winkel u einschließt, ist folgende Einrichtung vorgesehen.

Die Spindel 27 ist über Kegelräder 35, 36, 36' und eine biegsame Welle 37 mit einem Antriebsaggregat 38 verbunden. Die Spindel 24 ist über die Kegelräder 31, die Antriebswelle 31', Kegelräder 31" sowie durch eine biegsame Welle 39 unmittelbar mit dem Aggregat 38 verbunden. Das Antriebsaggregat 38 dreht die

Wellen 37 und 39, wie später noch zu zeigen sein wird, derart, daß sich der Schlitten in der x-Richtung proportional dem Cosinus des Winkels u bewegt und daß sich die Führung 23 in der y-Richtung proportional dem Sinus des Winkels u bewegt. Die Meßmarke läuft deshalb im Geländemodell längs der Profilspur Sp. Um das Profil selbst zu erhalten, muß der Benutzer mit der Fußscheibe 33 die räumliche Meßmarke derart in der Höhe verstellen, daß sie stets mit dem Gelände in Berührung bleibt. Diese Bewegung wird über eine Nachlaufsteuerung einem Zeichenstift 40 mitgeteilt. Die Spindel 9 ist hierzu mit einem elektrischen Steuerelement 42 verbunden, welches eine Spannung entsprechend der Drehung der Spindel 9 erzeugt, z. B. mit einem Drehmelder. Die erzeugten Steuerspannungen werden über eine gestrichelt eingezeichnete Leitung 43 einem Empfänger 44 zugeführt, welcher über einen Verstärker 45 einen Motor 46 steuert, der seinerseits eine Antriebsspindel 47 dreht. Die Spindel 47 verschiebt einen Schlitten 48, der wiederum auf einem Schlitten 49 angeordnet ist und den Zeichenstift 40 trägt. Die Spindel 47 wirkt über zwei Zahnräder 50 und eine Welle 51 auf den Empfänger 44 zurück, derart, daß dieser die Spannung Null liefert, wenn der Nachlauf erreicht worden ist.

Die zweite Bewegung, die zum Zeichnen des Profils notwendig ist, erhält der Zeichenstift unmittelbar vom Antriebsaggregat 38. Mit dem Antriebsaggregat ist wieder ein elektrisches Steuerelement 52 verbunden, welches über eine gestrichelt eingezeichnete Leitung 53 mit einem Empfänger 54 verbunden ist. Dieser steuert seinerseits über einen Verstärker 55 einen Nachlaufmotor 56. Der Motor 56 dreht eine Welle 57 und verschiebt dadurch den Schlitten 49.

Auf der Welle 57 sitzt ein Kegelrad 59, welches über ein Kegelrad 59' und eine biegsame Welle 60 über das Aggregat 54 den Nachlauf des Motors 56 regelt.

Mit den Antriebsspindeln 24, 27 und 9 ist über Wellen 61, 62 und 67 ein Zählwerk 65 verbunden. Dieses registriert die x-, y- und z-Bewegungen der Marke ,auf die Rollen 63, 64 und 66. Wie noch zu zeigen sein wird, löst das Antriebsaggregat 38 im Zählwerk 65 in bestimmten Intervallen ein Druckwerk aus, welches die Ergebnisse auf ein Blatt Papier 68 registriert.

F i g. 2 zeigt das Innere des Antriebsaggregates 38 der F i g. 1. Es ist hier ein in seiner Geschwindigkeit regelbarer Motor 70 vorgesehen, der über Kegelräder 71, 72 eine Reibscheibe 73 dreht. Auf der Reibscheibe 73 läuft eine Rolle74. Der Abstand der Rolle 74 von der Drehachse der Reibscheibe 73 ist über Hebel 75, 76 und eine Kurvenscheibe 77 einstellbar. Die Kurvenscheibe 77 ist mit einem Drehknopf 78 verbunden. Mit dem Drehknopf 78 kann auf einer Skala 79 (F i g. I) der Winkelwert u, unter dem das Profil gezeichnet werden soll, eingestellt werden. Die Rolle 74 greift bei dieser Einstellung von der Scheibe 73 einen Wert proportional Cosinus u ab und dreht die Zahnräder 79', 80, die ihrerseits die Welle 39 drehen. Auf der Reibscheibe 73 läuft eine weitere Rolle 81, welche über Hebel 82, 83 und eine Kurvenscheibe 84 ebenfalls in ihrem Abstand von der Drehachse eingestellt werden kann. Die Kurvenscheibe 84 ist über Kegelräder 110, 111, eine Welle 112 und Kegelräder 113, 114 mit dem Drehknopf 78 verbunden. Wird der Drehknopf 78 auf den Winkel-

Claims (3)

»vert u eingestellt, dann entfernt sich die Rolle 81 von der Drehachse der Scheibe 73 so weit, daß sie sich proportional dem Sinus des WinkelM dreht. Ihre Drehbewegung überträgt sie auf Zahnräder 87, 88, 89. Das Zahnrad 89 dreht die biegsame Welle 37. Die Zahnräder 79' und 87 sitzen in Führungen 90 und 91 der Hebel 75 und 82, so daß sie sich mit diesen Hebeln drehen, jedoch die Rollen 74 und 81 axial bewegt werden können. Die Enden der Hebel 75 und 82 drehen sich in Buchsen 92 und 93. Wie in F i g. 2 ferner angedeutet ist, wird die Regelung der Laufgeschwindigkeit des Motors über ein Potentiometer 86 bewirkt. Das Potentiometer wird durch den Drehknopf 85 (Fig. 1) eingestellt. Mit dem Kegelrad 72 ist ein Steuerelement 52 über eine Welle 115 verbunden. Auf der Welle 115 sitzt eine Kontaktscheibe 116, welche je nach Stellung der Scheibe 116 einen Schalter 117 öffnet und schließt. Der Schalter 117 steuert über eine Verbindungsleitung 118 ein nichtgezeichnetes Druckwerk im Zählwerk 65. In F i g. 1 sind zwei weitere Steuerelemente 100 und 101 vorgesehen. Das Element 100 ist über die Kegelräder 31 mit der die x-Verschiebung bewirkenden Spindel 24 verbunden. Das ElementlOl ist mit der die ^-Verschiebung bewirkenden Spindel 27 verbunden. Wie ferner zu erkennen ist, können die von diesen Elementen erzeugten Steuerspannungen über Leitungen 102 und 103 über Schalter 104, 105 ebenfalls den Empfängern 54 und 44 zugeführt werden. Schließen die Schalter 104 und 105 die letztgenannten Kreise, dann arbeitet das Gerät als normales Kartiergerät, indem jetzt auf den Zeichenstift 40 die χ- und y-Bewegung der Meßmarke übertragen werden. Die z-Leitung liegt jetzt tot. Der Zeichenstift 40 zeichnet z. B. Höhenschichtlinien auf, wenn bei dieser Geländeabtastung die Höhe ζ festbleibt. Die beschriebene Zeicheneinrichtung kann deshalb je nach Stellung der Schalter 104 und 105 kartieren oder Profilschnitte beliebiger Richtung zeichnen. Die Zeicheneinrichtung 28, 29 könnte deshalb entfallen. Patentansprüche:

1. Sterophotogrammetrisches Auswertegerät mit Mitteln zur Erfassung von Geländeprofilen aus stereophotogrammetrischen Geländeaufnahmen, bei dem eine stereoskopische Meßmarke relativ zu dem visuellen Geländemodell mit Hilfe eines über Spindeln angetriebenen Kreuzschlittens

in den drei kartesischen Koordinatenrichtungen und von einem gesonderten Antrieb über ein Reibradgetriebe insbesondere längs einer der Richtung nach einstellbaren Profilspur in einer Meßebene und in einer dazu senkrechten Richtung bewegbar ist, die Bewegungen des Kreuzschlittens auf die senkrecht zueinander orientierten Verstellspindeln einer Zeicheneinrichtung gegeben werden und/ oder die Stellungen des Kreuzschlittens an einer Koordinatenregistriereinrichtung abgelesen werden können, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Antrieb (52), der einerseits in an sich bekannter Weise die Antriebswelle(IlS) des Reibradgetriebes in Rotation versetzt und andererseits als Drehwertgeber für die Verstellspindel (51) in der Abszissenrichtung der Zeicheneinrichtung dient und/oder eine Kontakteinrichtung (117) zur Auslösung der Koordinatenregistriereinrichtung (65) in gleichmäßigen Zeitabständen betätigt.

2. Stereophotogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Antrieb ein in seiner Geschwindigkeit regelbarer Motor ist.

3. Stereophotogrammetrisches Auswertegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln des Kreuzschlittens für die Meßmarkenverschiebung in an sich bekannter Weise über elektrische Nachlaufsteuerungen auf die Verstellspindeln der Zeicheneinrichtung wirken und daß ein Schalter (104, 105) vorgesehen ist, der die Nachlaufsteuerung für die Verstellspindeln (47) in der Ordinatenrichtung der Zeicheneinrichtung wahlweise mit der Spindel für die Relativbewegung der Meßmarke in der y- oder z-Richtung und die Nachlaufsteuerung der Verstellspindel in der Abszissenrichtung (57) der Zeicheneinrichtung wahlweise mit dem Antrieb des Reibgetriebes oder der Spindel (24) für die Meßmarkenverschiebung in der x-Richtung verbindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 022 809, 361155, 877, 376 121;

schweizerische Patentschrift Nr. 260 613;
USA.-Patentschrift Nr. 2 686 099;
Buchholz, Photogrammetrie, Berlin 1954, S. 104 bis 106.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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