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Anzeigeanordnung für ein Orthophoto-Kartiergerät Die Erfindun- bezieht
sich auf eine Anzeigeanordnung für ein Orthophoto-Kartiergerät, auf ein Orthophoto-Kartiergerät
selbst sowie auf ein Verfahren zur Anzeige der aus der Darstellung von zwei Photos
eines Stereo-Luftphotopaares resultierenden Parallaxe0 Die Erfindung ist eine ileiterbildung
der Patentanmeldung P 19 56 141.2 der Anmelderin. In dieser Anmeldung sind im einzelnen
die bei der Photogrammetrie zu beachtenden Gesichtspunkte sowie eine bevorzugte
Ausführungsform eines Orthophoto-Kartiergerätes zur automatischen Erzeugung von
Orthophotos aus einem Paar Stereo-Luftphotos beschrieben0 Diese Einzelheiten sind
in der vorliegenden Beschreibung nicht wiederholt.
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Beim Betrieb eines Orthophoto-Kartierertes ist es vorteilhaft, eine
visuelle Anzeige der von den Abtastenrichtungen abgetasteten Fläche zu schaffen.
Bei bekaiinten Systemen werden
im allgemeinen Stereo-Betrachtungseinrichtungen
fiir eine visuelle Anzeige verwendet, Vorteilhaft wäre es aber, eine vereinfachte
Anzeigeanordnung zu haben, die nicht nur eine Anreiz ge der abzutastenden Fläche
schafft, sondern die eirer Bedienungsperson auch den Grad und die Richtung der bestehenden
Parallaxe anzeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anzeigeanordnung für ein
Orthophoto-Kartiergerät zu schaffen, Weiterhin soll die Erfindung: eine Anzeige
der in den abzutastenden Photos vorhandenen Parallaxe erzeugen. Ferner soll die
Erfindung ein Orthophoto~Kartiergerät und eine Anzeigeanordnunffl zur uliedergabe
der Parallaxe schaffen, ohne daß die Bedienungsperson eine Stereo-Betrachtungseinrichtung
benötigt, Gemäß der Erfindung werden Video-Signale von linken und rechten Aufnahmegeräten
abwechselnd einer einzigen Anzeigeeinrich tung, beispielsweise einem herkömmlichen
Fernsehgerät, zugeführt. Die Anzeige flimmert dann auf dem Fernsehgerät in den Bereichen,
wo eine Parallaxe vorhanden ist. enn keine Parallaxe vorhanden ist, oder wenn die
Abtastraster durch die Anordnung verzerrt worden sind, um die Parallaxe zu beseitigen,
dann bleibt das Bild gleichförmig erhalten. Wenn die Anzeigezeit für die linken
und rechten Aufnahmeeinheiten verschieden lang ist, dann kann die Bedienungsperson
die Richtung feststellen, in der Parallaxe vorhanden ist. Hierdurch ist nicht nur
für die Bedienungsperson eine Anzeige des speziellen Bereichs in einem Satz Photos
geschaffen, wo die Parallaxe am größten ist, sondern die Bedienungsperson kann auch
manuell die Photo-Stufenkoordinaten steuern, um d-ie Parallaxe in einem ausgewählten,
beobachteten Bereich zu beseitigen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden alhand der
Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung
erläutert.
Fi*ur 1 zeigt eine teilweise schaubildliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die in Figur 1 dargestellte Anordnung entspricht im wesemtlichen der
in Figur 3 der vorerwähiten Anmeldung dargestellten Anordnung, enthält aber noch
die Parallaxen-Anzeigeanordausgeführt Erfindung. In der in Figur 1 dargestellten
Anordnung sind Diapozitive 12A und 12B auf Schlitten 17 und 18 der Abtant- und Schlittentransporteinrichtungen
41 und 42 befestigt.
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Die Schlitten können in der X- und der Y-Richtung bewegt werden, und
zwar in der X-Richtung mittels Antriebsmotoren 19 und 20 und in der Y-Richtung durch
Antriebsmotoren 21 und 22.
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Zur Vereinfachung der Beschreibung ist das Diapositiv 12A als linkes
Photo und das Diapositiv 12B als rechtes Photo bezeichnet. Lichtquellen 23 und 24
beleuchten die Diapositive, die von linken und rechten Abtaster 25 und 26, beispielsweise
herkömmlichen Fernseh-Aufnahmegeräten, die im allgemeinen als Vidikon bezeichnet
werden, ab#etastet werden. Ein Abtast-Kartiergerät 43 weist eine Kathodenstrahlröhre
59 und ein optisches System zur Kartierung eines lichtempfindlichen Filmes 43A af.
Ein Rechner 29, der irgendein im Heinel erhältlicher Rechner sein kann, löst die
Grundresektionsgleichungen uyld gibt auf Leitunen 44x, 44y, 45x, 46y an die Abtaster
41 und 42 und das Kartiergerät 43 Stufen-Koordinatenbefehle. Ein Steuerschalter
48 führt während der manuellen Operationen die befehle dem Rechner zu. Der elektronische
Norrelator 49 erzeugt x-und Y-Parallaxen-fehlersignale entsprechend den Zeittaktdifferenzen
einander entsprechender Elemente der linken und rechten Video-Signale auf Ausgangsleitungen
50 und 51 von den Abtastern 25 und 26; weiterhin schafft er ein #Z-Signal, was genauer
in der vorerwähnten Anmeldung der Anmelderin beschrieben ist.
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Die Anordnung arbeitet etwa folgendermaßen: Zuerst erzeugt ein Folgeprogramm
zur Überprüfung ein Paar Bildkoordinaten. Über Leitungen 46 werden Stufen-Koordinatensig1lale
dem Kartiergerät
43 zugeführt, wodurch der lichtempfindliche Film
in dem Kartiergerät in die den gewählten Bildkoordinaten entsprechende Lage gebracht
wird. Zweitens werden unter Zugrundelegung einer anfänglichen oder geschätzten Geländehöhe
(Z) die Stufenkoordinaten flir die linken und rechten Abtaster berechnet; diese
Koordinaten werden zur Betätigung der Abtaster 25 hzw. 26 auf Leitungen 44 und 45
gegeben. Der Korrelator verarbeitet die auf den Leitungen 50 bzw. 51 zugeführten
linken und reich ten Video-Signale und bestimmt die über den abgetasteten Bereich
gemittelten Parallaxefehler in X und Y-Richtung. Das sich ergebende X-Parallaxen-Fehlersignal
Wird von dem Korrelator über eine Leitung 52 dem Rechner zugeführt und bewirkt eine
wanderung des anfänglichen Z-Wertes in einer Richtung, in der der Parallaxefehler
in X-Richtung abnimmt. Der Rechner berechnet dann auf der Grundlage des neuen Z-Wertes
die Stufenkoordinaten der Abtaster und führt die geänderten Stufenkoor dinaten über
die Leitungen 44 bzw. 45 den linken und rechten Abtastern zu. Der Korrelator tastet
die auf den Leitungen 50 und 51. eingehenden Video-Signale weiter ab und gibt ein
neues Parallaxesignal in X-Richtung auf die Leitung 52 ab, über die es dem Rechner
29 zugeführt wird. Die Auswertung der Parallaxe in X-Richtung und die Bestimmung
einer neuen Z-Koordinate wird iterativ sola### fortgesetzt, bis der mittlere Fehler
in X-Richtung auf einen annehmbaren Wert verringert ist.
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Über die Leitung 53 wird dem Rechner auch ein remitteltes Y-Parallaxensigral
zugeführt, das während der Einstellung und Ausrichtung des Lodells neue Stufenkoordinaten
für die Abtaster in der Y-Richtung erzeugt. Nach der Ausrichtung sollte das Parallaxensignal
in Y-Richtung null sein; während der Umbilldung des Modells spricht der rechner
auf die Parallaxe-Fehlersignale in Y-Richtung nicht an.
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Das Kartiergerät 43 erzeugt auf einem in ihm befindlichen, lichtempfindlichen
Filn ein Ortophoto. Die Kathodens trahlröhre in dem Kartiergerät 43 wird synchron
Init den Kathodenstrahlröhren
in den Abtastern 25 und 26 abgetastet;
eines der Video-Signale aus den Abtasten wird zur Modulation der Lichtintensität
des Abtastfleckes in dem Kartiergerät verwendet Der Strahl des Kartiergeräts folgt
dem unverzerrten bzvJo unverzeichneten Abtast-Rastermuster der Vidikons, während
das Ab tast-Rastermuster für die Vidikons verändert wird, um die Parallaxe in der
vorbeschriebenen Weise zu beseitigen0 Das Video-Sipnal von dem linken oder rechten
Abtaster wird über die Leitungen 50 und 51 und den Abtast-Wahlschalter 54 sowie
über die Leitung 55 dem Kartiergerät 43 zugeführt. Normalerweise wird das linke
Video-Signal zum Kartieren der Fläche auf der linken Seite und das rechte Video-Signal
zum Kartieren der Flächen auf der rechten Seite des Bildes gewählt. Zu diesem Zweck
wird von dem Rechner 29. ein Links/Rechts-Signal über die Leitung 55A dem Wahlschalter
54 zugeführt. Der RecXler gibt ferner über eine Leitung 56A ein Dunkeltastsignal
ab, das in einer Summierschaltung 57A mit dem vom Schalter 54 zugeführten Video-Signal
kombiniert wird0 Das Dunkelabtastsignal vermindert den Lichtausgang von der Kathodenstrahlröhre
59 auf Null abgesehen von der gewünschten KartierperiodeO Der Abtastgenerator 56
erzeugt die zum Abtasten der Diapositive und des lichtempfindlichen Filmes benötigten
Ablenkspannungen. Das Abtastmuster oder Raster ist normalerweise rechteckig, da
die üblichen Fernseh-Aufnahmeeinrichtungen verwendet werden; die Rastersignale für
die Abtaster 25 und 26 werden aber, wie weiter unten beschrieben wird, wenn erforderlich,
für die Eintragung geformt. In der in Figur 1 dargestellten Anordnung werden die
Ablenkspannungen des Abtastgenerators 56 über Leitungen 57 und 58 der Kathodenstrahlröhre
59 des Kartiergerätes und über Leitungen 57 und 59A dem Rasterformer 62 für die
linke Abtastkamera und über Leitungen 57 und 60 dem Rasterformer 63 für die rechte
Abtastkamera zugeführt. Abtasten Bezugssignale werden über Leitungen 57 und 61 dem
Korrelator 49 zugeführt.
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Die Rasterformer 62 und 63 nehmen beide über die Leitungen 64 und
65 AZ-Simnale von dem Korrelator 49 und weiterhin über Leitungen 66 und 67 Signale
von dem Rechner 29 auf.
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Die Rasterformer 62 und 63 wandeln die von dem Abtastgenerator auf
den Leitungen 59A und 60 zugeführten Rechteck-Rasterspannungen um und erzeugen auf
den Leitungen 66A bzw. 67A Raste#pannungen, die in den Abtasters bzw. Fernsehkameras
25 und 26 Raster erzeugen, die gegenüber ihrer normalen rechteckigen Form verzerrt
sind. Auf diese Weise werden die linken und rechten Stereo-Bilder so umgeformt,
daß die Video-Signale auf den Leitungen 50 und 51 einander ähnlicher werden, und
das Bild in dem Abtast-Kartiergerät bezüglich des Maßstabs und anderer Verzerrungen
korrigiert wird, die aufgrund nicht orthogonaler Bedingungen bei der Aufnahne der
Bilder entstanden sind0 Die vorbeschriebene Anordnung entspricht im wesentlichen
der Beschreibung in der vorerwähnten Patentammeldung. In der vorliegenden Anordnung
ist aber ein herkömmlicher Fernseh-Lonitor 47 fiber den Links/Rechts-Anzeigesteuerschalter
80 mit den Abtastern bzwO Fernseh-Aufnahmekameras 25 und 26 verbur den0 Die Ausgangsleitungen
50 und 51 für die Video-Signale sind über Leitungen 50A und 51A mit de Rechts/Links-Steuerschalter
80 verbunden, der seinerseits über Leitungen 80A und 80B mit dem Fernsehgerät 47
verbunden ist. Das Raster für das Fernsehgerät 47 wird über Leitungen 59A und 81
von dem Abtastgenerator 56 zugeführt.
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Der S#uerschalter 80 ist ein herkömmlicher, elektronischer Schalter,
der automatisch entweder die linken oder die rechten Video-Signale mit dem Fernsehgerät
47 verbindet. Der Steuerschalter wird mittels einer Zeittakt-Schaltung, wie beispielsweise
eines Oszillators oder eines Impulsgenerators und eines Zählers, gesteuert, so daß
er die Aufnahmeeinheiten abwechselnd an den Monitor anschaltet. Wenn keine Parallaxe
vorhanden ist,
beobachtet die Bedienungsperson keia Nechts/Links-Flackern
auf dere Bildschirm. Wenn aber eine Parallaxe vorhanden ist ufl der übrige Teil
der Anordnun noch nicht betrieben wird, um die Raster für die Aufnahmeeinheiten
zur Beseitigung der Parallaxe zu verzerren, dann beobachtet die Bedienungsperson
ein flimmerndes Bild, wobei die Stärke des Fliuimerns in einem vorgegebenen, abzutastenden
bereich proportional der Parallaxe und umittelbar die Parallaxe anzeigt, die in
dem speziellon Bereich vorhanden ist. In dem Wiedergegebenen Bereich würde das Flimmern
in der Links/Rechts-Richtung auftreten. Die Bedienungsperson beobachtet eine Verminderung
des Flimmerns, wenn das System arbeitet und das Raster für die Abtast-Vidikons zur
Beseitigung der Parallaxe verzerrt. Damit ist eine ei-nfache und schnelle Überprüfung
möglich, um festzustellen, ob das Systerr: riclltic- arbeitet oder nicht. Eine solche
A-nzeigemöglichkeit einmet sich auch dafür, um einem potentiellen Kunden die Arbeitsweise
der Anordnung vorzuführen.
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Die Anordnung kann nit Hilfe der linken und rechten Bernseh-Aufnehmesignale
arbeiten, die abwechselnd bei gleicher Zeitbasis angezeigt werden; oder aber die
Anzeigelänge für eine Aufnahmeinheit ist vorteilhafterweise länger als die Anzeigezeit
für die andere Aufnahmeinheit. Aierdurch ist dann für die Bedienungsperson die Richtung
der Parallaxe angezeigt.
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Eine dieAnzeigezeit steuernde Einheit 82 ist dann über eine Leitung
83 mit dem Links/Rechts-Anzeigesteuerschalter 80 gekoppelt. Die Einheit 82 liefert
die r-otwerAi-en Steuersignale, durch die die relative Anzeigezeit der linken und
rechte zur nahmeeinheiten aus dem Gleichgewicht gebracht ist; die Bedienungsperson
stellt dann die Einheit 82 ein und -ist dadurch un terrichtet, welche Aufnahmezeit
die längste Anzeige liefert.
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Bei der vorliegenden Anordnung hat sich ein Anzeige-Zeitverhliltnis
von drei zu eins als sehr brauchbar erwiesen. In der Anordnung wurde dann das linke
Bild dreimal solange wie das rechte Bild dargestellt; die Bedienungsperson wird
daher unmittelbar über die Richtung unterrichtet, in der eine Parallaxe vorhanden
ist.
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Der elektronische Schalter kann irgendein herkömmlicher Schalter bekannter
Bauart sein, beispielsweise eine integrierte Schaltung, die von Motorola unter der
Typenbezeichnung MC 1445 hergestellt wird. Die die relative Anzeigezeit steuernde
Einheit 82 kann ebenfalls ein herkömmlicher Zeittaktoszillator oder ein Digitalzähler
sein, der in einfacher Weise den Steuerschalter 80 abwechselnd von dem linken auf
das rechte Bild umschaltet.