DE1798409B1 - Photogrammetrisches,stereoskopisch und raeumlich-analog arbeitendes Universalauswertegeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein photogrammetrisches, stereoskopisch und räumlich analog arbeitendes Universalauswertegerät zur affinen und winkeltreuen Auswertung bei normaler, zu den Geräteachsen paralleler Bildlage, mit Korrektionsvorrichtungen für eine konstante Bildverschiebung in Richtung des Azimuts der Nadirdistanz und für eine variable Brennweitenveränderung zur Umformung des geneigten Meßbildes auf den Normalfall, wobei eine weitere Korrektionsvorrichtung vorgesehen ist, die eine variable Bildverschiebung in Abhängigkeit vom eingestellten Bildpunkt und der Bildneigung in Richtung des Azimuts der Nadirdistanz bewirkt und diese Korrektionsbewegung linear mit der variablen Brennweitenänderung gekoppelt ist und die Einstellungen der einzelnen Korrektionsvorrichtungen für die konstante Bildverschiebung, die variable Brennweitenänderung und die variable Bildverschiebung proportional miteinander gekoppelt sind und wobei ferner die variable Bildverschiebung durch einen das Meßbild tragenden Zwischenwagen geschieht, der auf dem Bildhauptwagen horizontal und parallel zu sich selbst geführt wird und von einer Kardanhülse steuerbar ist, die an der Vertikalbewegung der Grundplatte teilnimmt und auf einem in Azimut-Richtung der Nadirdistanz geneigten Lenker gleitet, nach Patent 1 448 607.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere konstruktive Vereinfachung dieses Universalauswertegeräts mit der Folge, daß z. B. die Anfertigung einiger hochgenauer Führungen entfällt und in weiterer Folge das gesamte Gerät nicht nur einfacher, sondern auch noch zuverlässiger wird.

Die Erfindung erreicht diesen Zweck dadurch, daß der genannte Hilfslenker von einer auf dem Bildzwischenwagen gelagerten Kardangabel getragen und die Neigung des Hilfslenkers von einer kardanisch gelagerten Führungshülse bestimmt ist, die horizontal in x- und j-Richtung und vertikal auf dem Bildzwischenwagen einstellbar ist.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die für eine strenge Affinauswertung nach dem Hauptpatent geltenden Verhältnisse im Bildraum,

F i g. 2 schematisch den Gesämtaufbau des Auswertegerätes,

F i g. 3 a einen Aufriß des rechten Bildwagens mit vertikalem Hauptlenker,

F i g. 3 b desgleichen mit geneigtem Hauptlenker, F i g. 4 in perspektivischer Sicht die Vorrichtung zur variablen Bildverschiebung.

In F i g. 1 liegt der Hauptschnitt in Richtung der Nadirdistanz in der Zeichenebene. Die Affinitätsrichtung fällt in die Lotlinie, die Affinitätsachse verläuft horizontal durch das Aufnahme- bzw. das Perspektivitätszentrum O. Demnach liegen, den allgemeinen Regeln der Affinität folgend, entsprechende Bild- und Modellpunkte jeweils auf Lotlinien. Der Modellraum ist in F i g. 1 nicht mit dargestellt, da er ohne Einfluß auf die nachfolgenden Erörterungen ist.

Sämtliche einander entsprechenden lotrechten Strecken stehen zueinander im Verhältnis des Affinitätsfaktors k:

_tg/

tgr ■

(D

Dies gilt allgemein sowohl für den Bild- als auch den Modellraum.

Das affine Bild der Aufnahme-Bildebene 33 ist die Auswerte-Bildebene 53', das affine Bild des Projektionsstrahles PO ist der Strahl P'O. Die Nadirdistanz ν der Aufnahme geht über in die Nadirdistanz / der Auswertung. Bei einer strengen Affinauswertung muß daher der optische oder mechanische Lenker nach P' weisen, wobei aber der zugehörige Bildpunkt P von der Meßmarke eingestellt sein muß.

Die angestrebte Lösung fordert eine horizontale Bildlage. Die Bildebene wird daher um die durch den Nadirpunkt JV laufende Bildhorizontale, die normal zur Zeichenfläche steht, in die horizontale Ebene gekippt und parallel zu sich selbst vertikal verschoben, so daß sie durch JV' bzw. JV₀ geht. Sämtliche Bildpunkte, mit Ausnahme derjenigen, die auf der durch JV laufenden Bildhorizontalen liegen, haben damit gegenüber ihrer strengen Affinlage P₀ eine Verschiebung in Richtung des Hauptschnittes (Azimut der Nadirdistanz) vollzogen. Diese Verschiebung As des Punktes P

As = S-S₀ = ^S° ^ ' ^5v'

COS V

Js

ist streng proportional zu seinem horizontalen Abstand S₀ von der durch JV bzw. JV₀ laufenden Bildhorizontalen.

Geht man von der Horizontalbildebene S₀ als Auswerte-Ebene aus, dann ist linear abhängig von S₀ die Kammerkonstante C₀ um den Betrag

ν = S₀ ■ tg ν

kontinuierlich zu verändern und gleichzeitig eine Bildverschiebung Δ s in Richtung des Hauptschnittes zu bewirken. Weiterhin ist zu beachten, daß eine konstante Bildhauptpunktverschiebung

D = c · tg ν

(4)

ebenfalls in Richtung des Hauptschnittes erforderlich ist, da im Hauptpunkt JV₀ des Bildträgers nicht der Hauptpunkt H der Aufnahme, sondern der Nadirpunkt JV liegen muß.

Das Auswertegerät arbeitet mit festen, horizontalen Kreuzschlitten für die Bildwagenführungen.

Der y-Wagen 22 (vgl. F i g. 2) läuft auf den gerätefesten y-Führungen 17 und 23. Auf dem y-Wagen läuft der x-Wagen 18, der die z-Säule 20 trägt, auf dem der Basiswagen 21 in z-Richtung auf- und abwärts bewegt werden kann. Die beiden Hauptlenker 3 und 9 sind in den Kardanen 15 bzw. 25 drehbar gelagert. Das Kardan 15 kann mit der Zy-Führung 16 und mit der ^-Führung 19, das Kardan 25 kann mit der fc_z-Führung 24 am Basiswagen 21 verstellt werden. Die Bildhauptwagen 28 und 12 mit den Meßbildern und den (nicht dargestellten) Korrektionsvorrichtungen werden von den Hauptlenkern 3 bzw. 9 vermittels der Kardane 2 bzw. 10 horizontal auf Kreuzschlittenführungen 26 und 27 bzw. 13 und 14 bewegt, wobei sich die Lenker um die als Projektionszentren wirkenden Hauptkardane 4 bzw. 8 drehen. Zur Veränderung der Brennweiten können diese Hauptkardane an Führungen 5 bzw. 7 vertikal verstellt werden. Die Beobachtung der Meßbilder geschieht über eine einfache, feste Beobachtungsoptik 1 und 11 mit einem Doppelokular 6.

Die Fig. 3a, 3b und 4 zeigen nun Einzelheiten des rechten Bildwagens.

Der Hauptlenker 9 verschiebt über das Kardan 10 und den Brennweitenwagen 32 den Bild-Hauptwagen 12. Der Brennweitenwagen 32 entspricht der Grundplatte gemäß dem Hauptpatent. Das Kardan 10 ist an dem Brennweitenwagen 32 befestigt. Der Brennweitenwagen 32 ist mittels der Führungen 47 und 48 vertikal verschiebbar auf dem Bild-Hauptwagen 12 angeordnet. Auf dem Brennweitenwagen 32 ist auf einem Kreuzschlitten 36 der Tastkopf 35 in zwei rechtwinkligen Komponenten D_xl und D_yl verschiebbar befestigt und wird mittels der Federn 49 und 50 gegen die Platte 33 gedrückt. Die Platte 33 ist allseitig kippbar auf dem Bild-Hauptwagen 12 kardanisch ίο um den Kardanpunkt 34 gelagert, wobei der Abstand der Plattenführungsebene von diesem Kardanpunkt34 dem Radius des kugelförmigen Tastkopfes 35 entspricht, so daß in Nullstellung der Korrekturvorrichtung (Nadirdistanz Null) der Tastkopfmittelpunkt 35 mit dem Kardanzentrum 34 zusammenfällt. Normal auf der Platte 33 und zentrisch zu ihrem Drehpunkt 34 steht der Lenker 31. Er gleitet durch die kardanisch gelagerte Führungshülse 30, die an einer Führung 29 vertikal verstellbar, gerätefest angeordnet ist, so daß der Abstand / beliebig eingestellt werden kann.

Wird der Bild-Hauptwagen 12 von dem Hauptlenker 9 verschoben, dann neigt sich auch der Lenker 31 und kippt damit die Platte 33. Bei dezentrierter Stellung des Tastkopfes 35 wird diesem und damit dem Brennweitenwagen 32 mit dem Kardan 10 eine Vertikalverschiebung ν erteilt, die der erforderlichen momentanen Brennweitenänderung entspricht.

Auf dem Bild-Hauptwagen 12 ist durch die Kreuzschlittenführung 42 der Bild-Zwischenwagen 41 um kleine Beträge horizontal verschiebbar gelagert. Er trägt das Meßbild 39, das auf dem Bild-Zwischenwagen 41 mit einer weiteren Kreuzschlittenführung 40 um den konstanten Betrag D in zwei Komponenten D_x und D_y dezentriert und in bekannter Weise ge-

kantet werden kann.

Ebenfalls auf dem Bild-Zwischenwagen 41 ist mit zwei Kardanen 38 und 45 ein weiterer Hilfslenker 46 gelagert. Der Lenkerdrehpunkt 38 ist unveränderlich, die kardanisch gelagerte Führungshülse 45 kann mittels der Kreuzschlittenführung 43 horizontal auf dem Bild-Zwischenwagen um den Betrag D₂ ebenfalls in zwei Komponenten D_x2 und D_y2 dezentriert und mit der Führung 44 vertikal verschoben und damit der Abstand h beliebig eingestellt werden.

Auf diesem Lenker 46 gleitet eine weitere, kardanisch am Brennweitenwagen 32 gelagerte Führungshülse 37, die entsprechend der momentanen Vertikalverschiebung ν des Brennweitenwagens 32 bei geneigtem Lenker 46 eine kleine horizontale Ver-Schiebung As des Bild-Zwischenwagens bewirkt. Die Dezentrierung D₂ des Kardanhülsendrehpunktes 45 und damit die Neigung des Lenkers 46 bleibt während der Auswertung konstant. In Nullstellung der Korrektionsvorrichtungen, also

D = D₁= D₂ = O

(Nadirdistanz ν = 0), fallen die Kardanpunkte 37 und 38 zusammen, der Lenker 46 steht dann vertikal, und eine Bildverschiebung A s findet nicht statt. Die Dezentrierung D des Meßbildes 39, die Dezentrierung D₁ des Tastkopfes 35 und die Dezentrierung D₂ des Kardanpunktes 45 finden, wie bereits erwähnt, jeweils in x- und y-Komponenten statt, dabei sind jeweils die x-Verschiebungen untereinander und die y-Verschiebungen untereinander proportional in geeigneter Weise, z. B. durch Spindeln, Hooksche Schlüssel und übersetzungsgetriebe, gekoppelt (in der Figur

ist diese Kopplung nicht dargestellt), so daß die (Längs- und Querneigung) nur jeweils an einer Beziehungen bestehen: Stelle, wobei entsprechend Gleichung (4) die Be

ziehungen

5 D_x = c-\% »χ

und (4a)

Dy = C ■ tg Ρ,

bestehen.

io Es läßt sich bei entsprechender Anwendung der Ausführungen im Hauptpatent leicht nachweisen. Die Dezentrierung der Korrektionsvorrichtungen daß die Konstruktion die in den Formeln (1) bis (4) erfolgt somit für die beiden Freiheitsgrade v_x und r_y aufgestellten Bedingungen streng erfüllt.

	Dx1	= «i ·	Dx
bzw.
	Dx2	= M2-	Dx
und
	D ι	= M1 ·	Dy
bzw.
	Dy2	= M2-	Dy.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Photogrammetrisches, stereoskopisch und räumlich analog arbeitendes Universalauswertegerät zur affinen und winkeltreuen Auswertung bei normaler, zu den Geräteachsen paralleler Bildlage, mit Korrektionsvorrichtungen für eine konstante Bildverschiebung in Richtung des Azimuts der Nadirdistanz und für eine variable Brennweitenveränderung zur Umformung des geneigten Meßbildes auf den Normalfall, wobei eine weitere Korrektionsvorrichtung vorgesehen ist, die eine variable Bildverschiebung in Abhängigkeit vom eingestellten Bildpunkt und der Bildneigung in Richtung des Azimuts der Nadirdistanz bewirkt und diese Korrektionsbewegung linear mit der variablen Brennweitenänderung gekoppelt ist und die Einstellungen der einzelnen Korrektionsvorrichtungen für die konstante Bildverschiebung, die variable Brennweitenänderung und die variable Bildverschiebung proportional miteinander gekoppelt sind und wobei ferner die variable Bildverschiebung durch einen das Meßbild tragenden Zwischenwagen geschieht, der auf dem Bildhauptwagen horizontal und parallel zu sich selbst geführt wird und von einer Kardanhülse steuerbar ist, die an der Vertikalbewegung der Grundplatte teilnimmt und auf einem in Azimut-Richtung der Nadirdistanz geneigten Lenker gleitet, nach Patent 1 448 607, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfslenker (46) von einer auf dem Bildzwischenwagen (41) gelagerten Kardangabel getragen und die Neigung des Hilfslenkers (46) von einer kardanisch gelagerten Führungshülse (45) bestimmt ist, die horizontal in x- und y-Richtung und vertikal auf dem Bildzwischenwagen (41) einstellbar ist.