DE636235C - Verfahren und Vorrichtungen zum Festlegen der aeusseren Orientierung von Messbildern - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen, zum Festlegen der Aufnahmelage (äußeren Orientierung) von Meßbildern, welche aus Luftfahrzeugen gemacht werden, die Stellung von Anzeigemitteln, wie z. B. von Libellen oder Pendeln, Kompassen, Höhenbarometern, Sonnenstandsanzeigen, gleichzeitig mit der Geländeaufnahme zu registrieren.
, Wenn auch solche Registrierungen infolge der Schwankungen und sonstigen unkontrollierbaren Bewegungen des Luftfahrzeuges nur Annäherungswerte bringen, so geben sie doch immerhin einen gewissen Anhalt, aus dem man in erster Annäherung die Aufnahmelage ermitteln und dadurch die ersten Einstellarbeiten am Auswertegerät, am Entzerrungsgerät, Doppelprojektor, stereoskopischen Kartiergerät usAv. abkürzen kann.

Bei Doppelprojektoren ist es bekannt, nach erfolgtem Einpassen der Bilder durch optische Lotung den Aufnahmelotpunkt (Nadir) ins Bild zu übertragen, so daß dann, falls das betreffende Bild noch einmal in das Auswertegerät eingelegt werden sollte, diese zweite Einstellung an Hand des so erhaltenen Bildnadirs verhältnismäßig schnell erfolgen kann.

Sind die Aufnahmeelemente, Neigung, .Kantung usw. bekannt, also z. B. durch die Registrierung der Anzeigemittel gegeben, so könnte man den Bildnadir an sich durch Zeichnung oder Rechnung ermitteln und mit Hilfe dieses Bildnadirs das erste Einpassen am Auswertegerät vornehmen. Diese Rechnungen oder Zeichnungen benötigen aber Zeit.

Die Erfindung bezweckt nun, diese Vor- arbeiten wesentlich abzukürzen und dadurch die Geländevermessung wirtschaftlicher zu gestalten, als es bisher möglich war.

Nach der Erfindung wird gleichzeitig mit jeder Geländeaufnahme, jedoch getrennt von ihr eine Anzeige des Lotpunktes photographiert und diese Anzeige danach auf die Geländeaufnahme unmittelbar übertragen. Dazu dienen eine Vorrichtung, welche die Raumlage der Aufnahmeplatte anzeigt und photographisch festhält (Nadirvorrichtung), und eine zweite Vorrichtung, welche die Übertragung der Anzeigen der Raumlage auf die Geländeaufnahmeplatten ermöglicht.

Die erste Vorrichtung besteht aus einer unter dem Einfluß der Schwerkraft stehenden Lotvorrichtung, einer Dosenlibelle, mit der ein im Sonnenlicht Schatten werfendes Mittel zusammenwirkt, und zwar in der Weise, daß der Schatten auf der Dosenlibelle während der ganzen Dauer der Aufnahmen den gleichen Abstand von der Achse der Lotvorrich-. tung beibehält, sofern die Dosenlibelle ihre waagerechte Lage nicht ändert. Die Lage des Schattens und andere Anzeigen der Lötvorrichtung werden auf eine besondere Platte photographiert, so daß man sie genau und deutlich wiedererkennt. Die hierzu vorgesehene photographische Kammer hat dieselbe Bildweite wie die Geländeaufnahmekammer.

Die zweite Vorrichtung ist 'ein einem Retuschierpult ähnliches Ubertragungsgerät, in das die..Geländeaufnahrhen und die zugehörigen Aufnahmen der jRaumlageanzeigsJiig 5_S übereinandergelegt werden. i'.Py'

Die Zeichnungen zeigen die Vorrichtungisti; der Erfindung in Ausführungsbeispielen, und' zwar;

Abb. ι ein Schema der Einrichtung zur

ίο photographischen Aufnahme der Anzeigen für die Raumlage der Geländeaufnahmeplatten, Abb. 2 ein Schema der Steuerung des Schatten werfenden Mittels,

Abb. 3 die Abbildung der Anzeigen, Abb. 4 das Übertragungsgerät schaubild- * lieh, ·

Abb. S schematisch die Spiegeleinrichtung zum Einstellen der Meßmarken am Übertragungsgerät,

Abb. 6 die Vorrichtung zum Einreißen der Marken,

Abb. 7 bis 9 Einzelheiten des Übertragungsgerätes. ■■

Die Lotvorrichtung besteht, nach der Eriindung aus zwei oder mehreren konzentrisch übereinanderliegenden, durchsichtigen Dosenlibellen i, 2 von verschiedener Trägheit, über welchen sich ein in der Sonnenbelichtung Schatten werfendes Mittel 3 befindet, dessen Schatten 4 auf die Libellenteilung geworfen und . mit den verschiedenen LibeUenteilungslinien (Abb. 3) abgelesen werden kann. Außerdem sind eine Uhr S, ein Kompaß 6, ein Barometer 7 und Zählwerke 8 vorgesehen. Die Teilungen und die Anzeigemittel werden, um eine vorteilhafte Anordnung mit vorteilhafter Beobachtung zu verbinden, unter Verwendung von Spiegeln 9,10,11,12 oder Prismen, . allenfalls unter Einschaltung einer Sammellinse 13 zu einer transparenten Projektionsoder Betrachtungsscheibe 14 geleitet. Die Vorgänge auf der Libellenplatte können dann auf der Scheibe 14 mit Hilfe eines Zeigers 15 verfolgt werden. Dieser Zeiger 15 ist durch Hebel 16 mit der pendelnd aufgehängten Auf- " nahmekammer 17 verbunden, so daß die Hauptachse derselben entsprechend den Bewegungen des Zeigers gelenkt werden kann.

Die Einstellung des Schatten werfenden 5<j Mittels 3 nach dem Stand der Sonne wird dadurch erreicht, daß das Uhrwerk 5 mittels einer mechanischen Übertragung 18 (Abb. 1,2) eine Lochplatte 19 durch Bogenführungen, von denen in der Zeichnung nur einige 20 55. dargestellt sind, in zwei "waagerechten Richtungen (längs und quer) und auch nach der Höhe verschiebt. Hierbei wird eine auf der Lochplatte 19 gelagerte Glasplatte 21 mittels festliegender Bogenführungen 22 (Abb. 2) an der Teilnahme der einen waagerechten Bewegung (Längsbewegung) gehindert, dagegen zu einer rechtwinklig zur dazu verlaufenden Bewegung (Querbewegung) gezwungen. Die Form der Bogenführungen wird durch die ^Sonnenbahn bestimmt, so daß der Schatten >iu.es Mittels 3 bei jedem Sonnenstand sich in ' 'Mfeicher Entfernung vom Zentrum der Ebene 4 Tbefindet. Steht diese Vorrichtung still, so fällt der Schatten dauernd auf ein und denselben Punkt. Wird sie in waagerechter Ebene gedreht, so bewegt sich der Schatten auf einem Kreis, dessen Zentrum Mittelpunkt der gemeinsamen Teilung ist. In der Lotachse " dieses Zentrums befindet sich das Mittel 3. Durch Drehen der Vorrichtung, was selbsttätig durch einen Kompaß, sonst vermittels einer Schraube 23 erfolgen kann, wird erreicht, daß trotz Drehens des Vorrichtungsträgers ■ der Schatten immer auf denselben Punkt der Ebene 4 fällt. Auf diese Weise g₀ kann die Lage von Aufnahmen zur Sonnenrichtung mit großer Annäherung ermittelt werden.

Zur Vereinfachung der Bedienung·könnten wichtige Sta'dien, wie z. B. eine Ankündigung g₅ der Belichtung selbst, mittels geeigneter Lichtsignale angezeigt werden. Für Aufnahmen aus Fahrzeugen, insbesondere aus Luftfahrzeugen, könnte z. B. ein Navigationsgerät mit einer Betrachtungsscheibe, auf welche das _go Gelände projiziert wird, benutzt werden. Diese Betrachtungsscheibe muß mit der Betrachtungsscheibe 14 übereinstimmen, so daß, zweckmäßig selbsttätig, während der Aufnahmezeit die Projektionen der Anzeigen und die des Geländes erscheinen.

Neben dieser unmittelbaren Beobachtung der Anzeigen werden sie auch photographisch festgelegt. Das geschieht mittels einer unter der Lotvorrichtung, und zwar mit dieser gleichachsig gelagerten Kammer 24, zweckmäßig für Filmaufnahmen. Der Objektivhauptpunkt 25 dieser Kammer 24 kann hierbei in der Mittelachse aller Anzeigen, insbesondere derjenigen der Dosenlibellen, liegen. Während die von den Libellen ausgehenden Strahlen in die Kammer 24 unmittelbar gelangen, werden die Gradteilungen 5', 6\ 7' durch Spiegel 10, 9 in die Kammer 24 gespiegelt, so daß auf der photographischen Platte das Bild nach Abb. 3 erscheint. Um die durch den lichtdurchlässigen Spiegel 11 hervorgerufene Strahlenbrechung auszugleichen, kann eine planparallele Glasplatte in den inneren Strahlengang der Kammer 24 einge- n₅ schaltet werden.

Soll mit dieser photographischen Registrierung gleichzeitig eine Beobachtung der Anzeigen nach Art der oben beschriebenen er- . , folgen, so wird das' unter der Vorrichtung befindliche · Brechungsmittel 1 (Spiegel oder Prisma) halb durchlässig und halb brechend

ausgeführt. Weiter ist für diese Registrierung eine dauernd parallele Lagerung der Vorrichtung zur Meßkammer 17, die in Abb. 1 in anderem Maßstabe angedeutet ist, notwendig. Die gleichzeitige Auslösung der Verschlüsse der Registrierkammer 24 und der Meßkammer 17 erfolgt zweckmäßig durch bekannte elektromagnetische Mittel. Für die Übertragung der Anzeigen der Lotvorrichtung auf die Meßaufnahme ist es vorteilhaft, die Registrierkammer 24 mit einem Meßmarkensystem W₁ x, y,z (Abb. S), das demjenigen der Meßkammer 17 entspricht, zu versehen.

Die angenäherte Feststellung des Lotpunktes und seine Markierung auf das betreffende Meßbild wird nun mittels eines einem Retuschierpult ähnlichen Gestelles (Abb. 4 bis 9) vorgenommen, welches zur besseren Durchleuchtung der Aufnahmen auf seiner Unterseite mit einer elektrischen Beleuchtung oder mit Reflexionsspiegeln für Tageslicht ausgerüstet sein kann. Auf einem mit Meßmarken versehenen lichtdurchlässigen Rahmen 26, der für die verschiedenen in Frage kommenden Markensysteme oder Plattenformate auswechselbar und zur besseren Bedienung in bekannter Weise drehbar sein kann, wird die Aufnahme der Registrierkammer auf-' die Meßaufnahme gelegt. Beide werden auf die Meßmarken des genannten Rahmens 26 durch Mikrometerschrauben 27, 28, 29 in richtiger Lage zueinander einjustiert und mittels Schrauben festgestellt. Unter Verwendung eines vorteilhaft abklappbaren Lineals aus Stahl oder Glas 30 (Abb. 4 bis 6), welches eine geeignete Mikrometerverstellung hat, werden dann zum besseren Einjustieren der Meßplatten in diese Übertragungsvorrichtung die Meßmarken W₁ X₁ y, 2 durch Linien verl angert, was durch Einritzen mittels feiner Nadeln 31 (Abb. 6) geschehen kann. Dieses Einritzen kann unmittelbar von Hand oder auch zur größeren Genauigkeit und zur Zeitersparnis mechanisch dergestalt erfolgen, daß die hierbei am Lineal 30 angeordneten Nadeln 31 durch Federn 32 und Stangen 33 (Abb. 6) nach deren Auslösung diese Linien selbsttätig ziehen. Hierbei kann auch gleichzeitig mittels einer Punktiervorrichtung 34 das Zentrum des Markensystems markiert werden. Beim mechanischen Ziehen der Linien könnten bei kreuzförmiger Ausbildung des Lineals 30 alle Meßmarken, gleichzeitig z. B. durch Betätigung eines Knopfes 52 verlängert werden. Zum Erhöhen der-Genauigkeit könnten auf dem Lineal verstellbare Einstellupen oder Mikroskope oder Diopter angebracht werden. Auf der Vör.-richtung ist ferner eine Punktiervorrichtung 34^fl (Abb. 4 und 8) angebracht, die nach dem Wegklappen des Lineals 30 mittels eines Koordinatetischlittens 35 über die Meßplatte geführt wird und mit'welcher dann die aus der Gesamtsumme der übertragenen Anzeigen sich ergebende Mittellage oder die voraussichtliche Lage des Lotfußpunktes markiert werden kann, und zwar derart, daß diese neue Marke keine Verwechslungen mit anderen Markierungen, z. B. der exakten Lotpunktmarke, zuläßt. Weiter ist auf der Vorrichtung ein in seiner Führung verstellbarer Glasschneider 36 (Abb. 4) angebracht, mittels dessen die Aufnahmen auf ein für die Auswertung zweckmäßiges, z.B. achteckiges Format beschnitten werden. Durch ein derartiges Verfahren wird die Raumorientierung der Aufnahmen erleichtert und die bei anderen Verfahren notwendige Zeit abgekürzt.

Der Arbeitsgang bei der Benutzung der Übertragungsvorrichtung ist folgender: Die Meßplatte wird in den Rahmen 26 des Pultes gelegt, und das Kreuzlineal 30 wird darübergeklappt. Sodann erfolgt mittels der Justiereinrichtung (Abb.5), bestehend aus den unter dem Rahmen 26 angeordneten Spiegeln 37 bis 43 oder Lupen 44 bis 47 und dem Okular 48, das Einjustieren der Aufnahmemeßmarken w, Xj y_} ζ auf die entsprechenden Marken w\ x', y', z' des Kreuzlineals 30, welche Marken sich auf dem verschiebbaren Glasfenster 49 (Abb. 6) befinden, mittels der Justierschrauben 27, 28, 29. Ein, Druck auf den Knopf 52 (Abb. 6) löst sowohl die durch Sperrklinke 53 gehaltene Punktiervorrichtung 34, welche mittels Spannvorrichtung 54 wieder gespannt wird, als auch mittels Schubstangen 33 die Sperrklinken 55 aus, wobei Federn die Halter, welche mit den Markenfenstern 49 verbunden sind, zurückziehen, die Schutzgleiter 56 von den Bogen 57 abgleiten und die Federn 32 die Nadeln 31 auf die Aufnahmeplatten drücken, so daß deren Marken ^w> x> y, ^s durch Nadelstriche verlängert werden. Hiernach wird die Aufnahme (Abb. 3) der Registrierkammer mittels Gummisaugpfropfens 58 (Abb. 7) glatt auf die mit Saugschlitzen 59 und einem Loch 60 (Abb. 9) versehene Glasplatte 61 befestigt und auf den Rahmen 26 (Abb. 4) so gelagert, daß ihre Dorne 62 (Abb. 7) in die Löcher 62^a (Abb. 4) eingreifen. Die Meßmarken der Aufnahmen der Registrierkammer werden mittels der Justiervorrichtung 37 bis 43 (Abb. 5) und der Justierschrauben 27 bis 29 eingerichtet. Hiernach wird die Punktiervorrichtung 34^a (Abb."4, 8) auf den Punkt eingestellt, welcher sich nach Maßgabe der Anzeigen als Aufnahmestandpunkt ergibt, und nach Drücken auf den Knopf 63 die Sperrklinke 64 der iao durch Spannvorrichtung 65 gehaltenen Punktiervorrichtung 66 ausgelöst und durch den

Film der Aufnahme der Registrierkammer-der betreffende Punkt auf der Meßauf nähme punktiert. Schließlich kann nach Entfernen der Anzeigenaufnahmen mittels des Glasschneiders 36 (Abb. 4) die Platte auf das geringste Format beschnitten werden.

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum. Festlegen der äußeto ren Orientierung von Meßbildern, die aus Luftfahrzeugen aufgenommen werden, bei dem gleichzeitig mit der Geländeaufnahme die Stellung von Anzeigemitteln, wie einer Dosenlibelle, einem Kompaß usw., photographisch festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Geländeaufnahme, aber getrennt von ihr die Anzeige des Lotpunktes photographiert und diese Anzeige danach auf die Geländeaufnahmeplatte unmittelbar übertragen wird.

2. Vorrichtung zum Registrieren des Lotpunktes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine große Dosenlibelle C¹) gegenüber einer Registrierkammer (24) angeordnet ist, daß ferner diese Registrierkammer dieselbe Bildweite hat als , die Geländeaufnahmekammer (17) und daß die Registrierkammer (24) schließlich mit der Aufnahmekammer (17) zwangsläufig so verbunden ist, daß beide Aufnahmeachsen parallel verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere übereinander angebrachte Dosenlibellen (1, 2) von verschiedener Trägheit,

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3 zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch i,. dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtdurchlässige Platte (21) mit einem Schatten werfenden Mittel. (3) mittels eines Uhrwerkes nach dem jeweiligen Stande der Sonne so verschoben wird, daß der Schatten (4) des Mittels (3) während der ganzen Aufnahmezeit den gleichen Abstand vom Zentrum der Dosenlibelle einnimmt, solange die letztere ihre waagerechte Lage nicht ändert.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4 mit einem Kompaß, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompaß die Vorrichtung und damit die zweckmäßig· mit einer Windrosenteilung (Abb. 3) versehene Dosenlibelle steuert.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dalß der Registrierkammer (24) ein in seiner Mitte durchbrochener Spiegel (10) vorgelagert ist, so daß ein Kreis des Kompaßbildes (5') und die Anzeige (7') des Höhenmessers (7) im Registrierbild (Abb. 3) das Bild der Dosenlibelle (4') umgeben.

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß' der Registrierkammer (24) ein halb spiegelndes und halb durchsichtiges Mittel (11) vorgeschaltet ist, das eine Beobachtung der Ein- .-Stellungen der Anzeigemittel auf einer Auffangscheibe (14) während des Aufnahmevorganges gestattet.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 7, gekennzeichnet durch einen über der Auffangscheibe (14) bewegbaren Zeiger (15), mit dem die Geländeaufnahmekammer (17) "und die Registrierkammer (24) zwangsläufig verbunden sind.

9. Registrierkammer nach Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit Meßmarken (w bis z) versehen ist, die den Meßmarken der Geländekammer (17) entsprechen.

10. Übertragungsgerät zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein einem Retuschierpult ähnliches Gestell mit einem drehbaren, auswechselbaren Rahmen (26, Abb. 4), in welchen die Aufnahmen des Geländes und der Anzeigen übereinander eingelegt werden,

11. Überträgungsgerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Spiegelanordnung (37 bis 43, Abb. 5), mittels der alle Meßmarken der beiden übereinandergelegten Bilder gleichzeitig zu beobachten sind. ^!

12. Übertragungsgerät nach Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einstechnadel (34, Abb. 6) für das Meßmarkenzentrum Reißnadeln (31) so verbunden sind, daß beim Einstechen des Zentrums gleichzeitig alle Meßmarken eingerissen (verlängert) werden, wobei auch der Nadirpunkt eingestochen werden kann.

13. Verfahren für das Übertragungsgerät nach Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kammern (17 und 24) jeweils gleichzeitig aufgenommenen Filme mit ihren Meßmarken übereinstimmend aufeinandergelegt und die Angaben auf der Platte mit der Libellenaufnah'me durch Einstechen auf die Aufnahmeplatte der Kammer (17) übertragen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen