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Einrichtung zur Bestimmung des Abstandes eines Gegenstandes von einem
darauf blickenden Beobachter Fur die Bestimmung des Abstandes eines Beobachters
von einem Objekt ist es unbeeinem, wenn die Hände des Beobachters durch Bedienung
des Gerätes festgelegt sind. Die Abstandsbeistimmung durch Beoleachtung optischer
Zeichen ohne Mitverwendung von mit den Händen zu bedienenden Geräten, wie sie an
sich ebenfalls bereits vorgeschlagen worden ist, ist nur beschränkt anwendbar und
unbequem in ihrer Ausführung.
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Die Erfindung hat eine Einrichtung zur Abstandsbestimmung auf Grund
der Beobachtung von Visiermrarken zum Gegenstand, bei welcher als am fernen Objekt
selbst oder an seinem Ort anzubringende Visiermarken zwei Linien- oder Stabgitter
benutzt werden, welche vorzugsweise gleiche Konstanten autweisen und die so hintereinander
angeordnet werden, daß sie dem darauf blickenden I3eobachter durch optisches Zusammenwirken
der GitZtersltäbe oder -linien die bekannte Erscheinung von Überlagerungsstreifen
darbieten. Diese Üterl.agerungsstreifen weisen je nach dem Abstand des Beobachters
für diesen charakteristische Erscheinungsformen auf, so daß die besondere Erscheinungsform,
in
welcher die Überlagerungsstreifen sich dem Beobachter darbieten,
von diesem als Maß für den gesuchten Abstand benutzt werden kann.
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Die mit dem Abstand wechselnde Erscheinungsform der Überlagerungsstreifen
besteht z. 13. bei Gittern mit zueinander parallelen Linien oder Stäben in der wechselnden
Breite der UbeSrlagerungslstreifen blzw. in der wechselndenl Zahl der Streifen,
welche in dem beobachteten Gi tterfel d auftreten, wie das nachstehend näher erläutert
wird.
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Zur Nbstandsermlittlung braucht der Beobachter also nur z. B. die
Oelrlagerungsstreifen zu zählen, welche er im Gesichtsfeld sieht, um daraus unmittelbar
den Abstand zu entnehmen. Das Wesen der Erfindung besteht hiernach einerseits darin,
Überlage rungsstreifen von Linien- oder Stabgittern als Visiermarl;en zur Abstandsbestimmung
zu benutzen und andererseits gleichzeitig in der besonderen Anbringung solcher Gitter
an den Gegenständen oder Orten, deren Abstand von einem Beobachter ohne Anwendung
eines besonderen, von ihm zu bedienenden Gerätes bestimmt werden soll. Zur Erläuterung
der Erfindung dient die schematische Zeichnung.
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In Abb. I sind zwei hintereinanderliegende Stabgitter G1 und G2 dargestellt.
Blickt ein Beobachter auf das vordere Gitter. so wird er in bestimmten Winkeln die
Gitterstähe hintereinanderstehend sehen, in anderen Winkeln wird er sie dagegen
nebeneinanderstehend sehen. Sind die Stäbe z.B. schwarz und der Hintergrund hell,
so sieht man dunkle Streifen, die an denjenigen Stellen erscheinen, wo die Stäbe
scheinbar nebeneinanderstehen, heller dagegen, wo sie hintereinanderstehen. Man
wird nun bei geeigneter Dimensionierung in der Regel auf dem Gitter mehrere Streifen
sehen. Diese Streifen haben untereinander einen durch einen festen Winkel gegebenen
Abstand. Nähert man sich dem Gitter, so wird die Stre!ifelnlz,ahl großer, entfernt
man sich, so wird sie entsprechend kleiner. Die Zahl der Streifen ist umgekehrt
proportional dem Abstand des Beobachters von dem Gitter. Ein Beobachter B1 sieht
z. B. in Abb. I vier Streifen, während der Beobachter B2 nur zwei Streifen sieht.
Es können beliebig viele Beobachter ihre Entfernung von dem Gitter festlegen. Für
große Entfernungen, z.B. für Schiffe oder Flugzeuge. muß die Ano rdiiung entsprechend
groß ausgebildet werden.
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Um das Weitere verständlich zu machen, ist zu beachten, daß, vorausgesetzt
daß der Abstand der beiden Gitter konstant bleibt, die Zahl der Streifen unverändert
bleibt, wenn die Gitter bei gleichbleibender Stabzahl größer oder kleiner gemacht
werden. Entfernt man den Abstand der Gitter voneinander, so werden die Streifen
zahlreicher, und zwar ist die Zahl proportional dem Abstand der Gitter.
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Aus diesen Überlegungen ergibt sich eine wichtige Anwendung. Blickt
man nämlich entsprechend Abb. 2 auf das Gitter erst senkrecht und dann schräg, so
ergibt slich, daß die Zahl der Streifen konstant bleibt, wenn der Beobachter auf
einer Ebene wandert, die zu der Gitterebene parallel ist. Es werändert sich nämlich
stets der scheinbare Abstand der Gitter entsprechend der Entfernung des Beobachters
von dem Gitter, da in Abb. 2 abw = b konstant bleibt. Der schräg auf das Gitter
Blickende sieht das Gitter entsprechend dem Winkel kleiner, da aber die trichzahl
konstant bleibt, so muß nach obigem auch die Streifenzahl konstant bleiben. Es wird
also die Zahl der Streifen nicht von dem Abstand von dem Gitter bestimmt, sondern
von dem Abstand von der Gitterebene.
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Denkt man sich z.B. ein solches Dopl gitter waagerecht auf dem Boden
eines Flugplatzes angebracht, so wird ein Blick auf das Doppelgitter für den Flugzeugführer
ge nügen, um die Höhe anzuzeigen. Aus der Zahl der Streifen und der Schnelligkeit
des Wanderns dieser Streifen kann er auf seine Geschwindigkeit schließen. Es können
ferner z.B. an Flußläufe seitlich solche Doppelgitter angebracht und eine Fahrrinne
durch gleiche Zahl der Streifen definiert werden.
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Dies hat gegenüber anderen Visiermarken den Vorteil, daß das Doppelgitter
verhältnismäßig nahe an das Fahrzeug herangebracht werden kann und so besser auch
bei Nebel sichtbar ist.
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Bringt man solche Gitter auf bewegLichen Objekten an, wozu deren
Zusammenfassung in einem tragbaren Gerät gehört, in welchem sie von einer äußeren
Lichtquelle durchleuchtet werden können, so kann man durch Messen der auftanchenden
bzw. versch w in -denden Streifen die Geschwindigkeit auch von einem festen Ort
ans bestimmen, andererseits können Fahrzeuge ihren Abstand voneinander und ihre
relative Geschwindigkeit ablesen.
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Eine große Zahl anderer Anwendungen ergibt sich, wenn man a) die
Gitterkonstanten der beiden Gitter ungleich macht oder b) die Gitter schief gegeneinander
stellt oder c) eines der Gitter krümmt oder aber der Stababstand bei einem Gitter
in verschiedenen Abschnitten des Gitters verschieden ist.
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Zu a: Macht man die Gitterkonstante des hinteren Gitters etwas größer
als die des vorderen Gitters, so ergibt sich eine Art Brennebene, d. h. für einen
bestimmten Abstand vom Gitter tritt die besondere Erscheinung
auf,
daß keinerlei Überlagerungsstreifen respektive nur ein Streifen wahrgenommen wird,
während bei gedngerem oder größerem Abstand vom Gitter mehrere Streifen au£ treten.
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Zu b: Stellt man die Gitter derart schief gegeneinander, daß die
Gitterstriche an dem einen Ende der Striche näher aneinander sind als an dem anderen,
so erscheinen je nach der Blickrichtung des Beobachters gekrümmte oder gerade Überlagerungsstreifen,
aus deren Zahl sich der Abstand ergibt und aus deren Lage undi Form die Richtung
erkennbar ist, aus der der Beobachter auf die Gitter sieht.
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Steht der Beo,bachtier z.B. genau senkrecht vor dler Mitte des vorderen
Gitbersr, so erscheint in der Mitte ein dem Gitterstrich paralleler Überlagerungsstreifen,
während von allen anderen Richtungen die Streifen verschieden schräg im VerhäLtnis
zu den Gitterstrichen liegen und auch gekrümmt sind.
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Zu c: Macht man das hintere Gitter sveisenftlich größer als das vordere
Gitter und krümmt es, so wird je nach der Blickrichtung des Beobachters das vordere
Gitter mit verschiedenen Teilen des hinteren Gitters zusammenwirken. Es erscheinen
also je nach der Blickrichtung besondere Bilder der Überlagerungsstreifen. Dasselbe
geschieht, wenn man bei parallel gestellten Gittern den Stababstand beim hinteren
Gitter in verschiedenen Gitterabschnitten verschieden macht. Diese Gitteranordnung
ermöglicht einem die Gitter beobachtenden Fahrzeugführer, durch Festhaltung der
Zahl der sichtbaren Überltagerungsstreifen sein Fahrzeug auf einer festen Kurvenbahn
zu bewegen.
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Man kann auch Kreuzgitter anwenden; man sieht dann nicht Streifen,
sondern mehr oder weniger ausgedehnte Punkte. Solche Doppel gitter sind besonders
geeignet, um Ortslagen zu definieren, wenn man z. B. bei dem einen Gitter die Gitterkonstanten
konstant läßt, bei dem gekreuzten Gitter dagegen irgendeine Unregelmäßigkeit einführt.
Das eine Gitter gibt dann eine Ebene an; diasl ge kreuzte Gitter dagegen gibt von
jedem Punkt der Ebene ein anderes Bild, und es ist so möglich, einzelne Orte auf
der Ebene zu unterscheiden. Es gibt eine Fülle von Ausführungsformen dieser Gitter.
Es können die Gitterstäbe frei schwebend angebracht werden oder aber dunkle Striche
auf Glasplatten sein.
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Es können helle Striche oder Stäbe auf schwarzem Hintergrund oder
heller Hintergrund mit dunklen Ställen oder Strichen verwendet werden. Man wird
zweckmäßig eines der Gitter gröer machen als das andere, be sonders wenn mlan eine
Bestimmung der Höhenlage usw. durchführen will. Die Lücken des hinteren Gitters
brauchen nicht durch sichtig zu sein; sie können auch lediglich durch eine andere
Helligkeit oder Farbe ge kennzeichnet sein. Ferner können die Gitter untereinander
und der Hintergrund verschiedenfarbig gemacht werden, so daß farbige Streifen auftreten.
Die Gitter können aus Platten hergestellt werden, die durch Fräsen oder Sägen unterbrochen
werden Besonders bei Kreuzgittern wird man zum Stanzen oder Bohren der Lücken schreiten.
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Es können auch Gitterkonstruktionen verwendet werden, die selbstleuchtend
sind; es können Lampen gitterförmig aufgestellt werden, z. B. Leuchtröhren verschiedenster
Konstruktion. Unter Umständen wird man nur ein Gitter aus Lampen, das andere aber
nichtselbstleuchtend ausbilden. Man kann auch beide Gitter durch Anstrahl ungsvorrichtnngen
sichtbar machen U. ä.