DE708221C - Auswertegeraet fuer raeumlich wirkende Messbildpaare - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Auswertegerät für räumlich wirkende Meßbildpaare, insbesondere aus Senkrechtaufnahmen beim Überfliegen gebirgigen Geländes, mit einem einen Zeichenstift tragenden Rahmen, ferner mit Mitteln, um diesem Rahmen gegenüber einer die beiden Meßbilder und das Zeichenblatt aufnehmenden Tischfläche beliebige Parallelverschiebungen zu erteilen, und mit zwei Meßmarken, von denen die eine an dem Rahmen befestigt und die andere gegenüber dem Rahmen mit Hilfe eines Schlittens parallel zu jener Tischfläche einstellbar angeordnet ist.

Nach der Erfindung wird ein solches Auswertegerät mit einem Getriebe versehen, durch das der Schlitten beim Auswerten der Meßbilder im Falle des Übergangs von Geländepunkten in einer Horizontalebene mit dem Abstand H von der Aufnahmestandlinie b zu Geländepunkten, die von dieser Horizontalebene den Abstand h haben, eine Verstellung A α gegenüber dem Rahmen erfahren kann, die durch die Gleichung

A a = -f^—- oder die Näherungsgleichung

Aa =

H—h

a.h

bestimmt ist (worin α für Gelände

punkte in jener Horizontalebene die stereoskopische Horizontalparallaxe, d. h. die Differenz der Abszissen identer Bildpunkte ist), wobei jenes Getriebe zwei Einstellvorrichtungen besitzt, von denen die eine für jedes auszuwertende Meßbildpaar nur einmal zu betätigen ist und zur Einstellung einer Funktion der Werte α und H dient, während die andere jedesmal im Falle jenes Übergangs betätigt werden muß und zur Einstellung des Wertes h dient.

Für den Fall, daß der Quotient -=- größer als 50 ist, wenn also die Flughöhe im Ver-

hältnis zu den Abweichungen h der Geländepunkte von jener Horizontalebene groß ist, wird die Einstellung, die dem Schlitten durch jenes Getriebe erteilt werden kann, genau genug, wenn bei der Ausbildung des Getriebes die obige Näherungsgleichung zugrunde gelegt wird. Ein zur Erfüllung dieser Gleichung geeignetes einfaches Getriebe ist ein Hebelgetriebe mit einem doppelarmigen to Hebel, der auf einem an dem Rahmen parallel zu jener Tischfläche und senkrecht zur Richtung der Verschiebung des die eine λΐεβ-marke tragenden Schlittens entsprechend dem

Quotienten-U einstellbaren Schieber drehbar ~ ti

gelagert ist und bei einer auf seinen einen Arm in dieser Verschiebungsrichtung ausgeübten Einwirkung entsprechend h eine solche Verdrehung erfährt, daß der Schlitten durch den anderen Arm des doppelarmigen Hebels eine Verstellung Λ α entsprechend jener Näherungsgleichung erfährt.

Enthält das Gerät zwei zur Betrachtung

der beiden Meßbilder geeignete Linsen, so empfiehlt es sich, jede dieser beiden Linsen um eine zu jener Tischfläche senkrechte Achse drehbar zu lagern, und zwar diejenige Linse, die zu der an dem Rahmen festen Meßmarke gehört, an dem Rahmen und die andere Linse an jenem Schlitten.

Um eine etwa auftretende Vertikalparallaxe, d. h. Differenz der Ordinaten identer Bildpunkte, beseitigen zu können, die bekanntlich Störungen des stereoskopischen Effekts verursacht, empfiehlt es sich, die bewegliche Meßmarke nicht unmittelbar auf jenem Schlitten anzuordnen, sondern in bekannter Weise auf einem zweiten Schlitten, der auf jenem erstgenannten Schlitten einstellbar so gelagert ist, daß seine Verschiebungsrichtung zu jener Tischfläche parallel und zur Verschiebungsrichtung des erstgenannten Schlittens senkrecht ist.

In der Zeichnung dienen Abb. 1 und 2 zur Erläuterung der Erfindung. Abb. 3 stellt in einer Grundrißansicht eine Ausführungsform eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Auswertegerätes dar.

Für den Fall der Senkrechtaufnahme, d. h. für den Normalfall der stereophotogrammetrischen Luftbildaufnahme, bei der die optischen Achsen der Aufnahmeobjektive von der Brennweite / lotrecht sind, während die Standlinie AB von der Länge h waagerecht

ist, gilt die Gleichung// = ——, d.h. idente

Bildpunkte aller Geländepunkte, die in ein und derselben Horizontalebene CD (Abb. 1) mit dem Abstand H von der Standlinie AB liegen, haben ein und dieselbe stereoskopische Horizontalparallaxe a. Falls die optischen Achsen der Objektive nicht lotrecht sind (Abb. 2), liegen die Geländepunkte, die identen Bildpunkten mit konstanter Horizontalparallaxe entsprechen, in einer schraubenförmigen Fläche CD', die sich dadurch auszeichnet, daß ihre Schnittlinien mit Ebenen senkrecht zur Standlinie AB gerade Linien sind, die einander nicht parallel sind. Der lotrechte Abstand jedes Punktes der schraubenförmigen Fläche CD' von einer Horizontalebene stellt den Fehler Δ h dar, mit dem beim Ausmessen der Meßbilder die Höhe des betreffenden Punktes behaftet ist, wenn man die Höhe auf jene Horizontalebene bezieht. Punkte gleicher Höhenfehler Δ h liegen auf einer Kurve, die sich als Schnittlinie der Fläche CD' mit einer im Abstand Ah von der horizontalen Bezugsebene liegenden Ebene ergibt. Damit die Höhen fehlerkurven bestimmt werden können, muß die Krümmung der Fläche CD' und ihre Neigung gegen die horizontale Bezugsebene bekannt sein. Dazu wieder ist es erforderlich, im Gelände die Höhen von mindestens drei Punkten zu kennen und im Gerät die diesen Punkten entsprechenden Höhenunterschiede und Ordinatendifferenzen auszumessen. Bequemer, schneller und genauer kommt man zum Ziele, wenn man im Gelände die Höhen von drei Punkten 1, 2, 3, bzw. 4, 5, 6 (Abb. 2) mißt. Dann ist es möglich, nach Messung der betreffenden Höhenunterschiede die Höhenfehlerkurven aufzuzeichnen, ohne daß eine Messung der Ordinatendifferenzen erforder-Hch wäre.

Die durch Abb. 3 dargestellte Vorrichtung enthält einen Rahmen L, der mit einem Arm zum Tragen eines Zeichenstiftes C versehen ist. Mittels zweier sich nach hinten erstreckenden Arme trägt der Rahmen L eine Büchse X, in der sich mit Hilfe von Kugellagern eine Welle V drehen kann, an deren Enden zwei Walzen Y von gleichem Durchmesser befestigt sind. Mittels dieser Walzen einerseits und eines am vorderen Teil des Rahmens befestigt zu denkenden (in der Zeichnung nicht sichtbaren) Fußes anderseits sitzt der Rahmen L während des Gebrauchs des Gerätes auf einer Tischfläche auf, auf der ein Zeichenblatt und die beiden auszuwertenden Meßbilder befestigt sind. Durch Abrollen der Walzen Y auf der Tischfläche und durch Verschieben der Büchse X längs der Welle V kann der Rahmen L auf der Tischfläche in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschoben werden. Bei genügender Schwere der Bauteile ist gewährleistet, daß die Verschiebung des Rahmens sich selbst parallel bleibt. An dem Rahmen L ist ein rahmenförmiger Schlitten M in der Richtung der Achse der Büchse X verschiebbar

gelagert, und auf diesem Schlitten M ist ein zweiter rahmenförmiger Schlitten N verschiebbar so gelagert, daß seine Verschiebungsrichtung der Tischfläche parallel und zu der Verschiebungsrichtung des Schlittens M senkrecht ist. Mit A und B sind zwei kreuzförmige Meßmarken bezeichnet, die auf Glasplatten aufgetragen sind, von denen die eine (mit der Marke B) an dem Rahmen L

ίο und die andere (mit der Market) an dem Schlitten N so befestigt ist, daß die Unterflächen der Glasplatten während des Gebrauchs des Gerätes sich dicht über der Tischfläche befinden. Zum Verstellen der Meßmarke A gegenüber der am Rahmen L festen Meßmarke B dient ein doppelarmiger Hebel G, der auf einem Schieber U, der längs einer der Verschiebungsrichtung des Schlittens N parallelen Geradführung Q des Rahmens L eingestellt werden kann, um einen zur Tischfläche senkrechten Zapfen F drehbar gelagert ist. Zum Einstellen des Schiebers U dient eine Mikrometerschraube 2, die mittels eines Triebknopfes R gedreht werden kann.

Zum Anzeigen der jeweiligen Stellung des Schiebers U gegenüber dem Rahmen L dienen eine Längsteilung (für Grobanzeige) und eine Winkelteilung (für Feinanzeige). Der eine Arm des doppelarmigen Hebels G liegt an dem freien Ende einer Schraube 3 an, die an dem Schlitten M um eine der Verschiebungsrichtung dieses Schlittens parallele Achse drehbar gelagert ist und mittels eines Knopfes T gedreht werden kann. Um das Anliegen der Schraube 3 an dem doppelarmigen Hebel G zu sichern, ist eine in der Zeichnung nicht sichtbare Feder angeordnet. Der andere Arm des doppelarmigen Hebels G liegt an einem Anschlag eines Schiebers P an, der mittels einer Mikrometerschraube 1, die einen Triebknopf K trägt, gegenüber dem Rahmen L in der Richtung der Verschiebung des Schlittens M verschoben werden kann. Die Mikrometerschraube 1 ist an dem Rahmen L drehbar so gelagert, daß ihre Drehachse der der Mikrometerschraube 3 parallel ist. Zum Anzeigen der jeweiligen Stellung des jenen Anschlag tragenden Schiebers P gegenüber dem Rahmen L dienen eine Längsteilung (für Grobanzeige) und eine Winkelteilung (für Feinanzeige). Zum Einstellen des Schlittens N gegenüber dem Schlitten M dient eine Mikrometerschraube 4, die einen Triebknopf / trägt. Die jeweilige Stellung

-55 des Schlittens N gegenüber dem Schlitten M wird durch eine Längsteilung grob und durch eine Winkelteilung fein angezeigt. Von zwei im Brennweitenabstand über den Meßmarken A und B liegenden, zum Betrachten der Meßbilder dienenden Linsen ist die eine mittels eines Tragstiftes 5 an dem Rahmen L und die andere mittels eines Tragstiftes 6 an dem Schlitten M um eine zur Tischfläche senkrechte Achse drehbar gelagert.

Es seien zwei Meßbilder gegeben, die senkrechten Luftaufnahmen aus einer Flughöhe H über einer horizontalen Bezugsebene bei 60 % Überdeckung entsprechen, so daß die Nadirpunkte auf beiden Meßbildern enthalten sind. Die Horizontalparallaxe α für Geländepunkte in der Bezugsebene ist gleich dem Abstand der beiden Nadirpunktbilder z. B. auf der rechten Bildplatte.

Die Meßbilder müssen derart auf der Tischfläche befestigt werden, daß sämtliche Nadirpunktbilder auf einer Geraden liegen und daß der Abstand des Bildes des linken Nadirpunktes auf dem linken Meßbild von dem Bild des rechten Nadirpunktes auf dem rechten Meßbild genähert gleich dem Pupillenabstand des Beobachters ist.

Zum Gebrauch des Gerätes ist dieses auf die Tischfläche aufzusetzen und der den Drehzapfen F des doppelarmigen Hebels G tragende Schieber mit Hilfe des Triebknopfes R so einzustellen, daß der Abstand der Achse des Zapfens F von der Achse der Mikrometerschraube 3 einen Abstand D hat,

der durch die Gleichung bestimmt ist D — ,

worin 5¹ der gegenseitige Abstand der Achsen der Mikrometerschrauben 1 und 3 ist, während α und H die oben angegebene Bedeutung haben, wobei H im Auswertungsmaßstab z. B. ι : 20 000 gemessen ist. Alsdann ist mit Hilfe des Triebknopfes K diejenige Stellung des doppelarmigen Hebels herbeizuführen, in der dieser mit der Verschiebungsrichtung des Schlittens N einen Winkel einschließt, dessen

Tangens den Wert —^— hat, wobei an den

zu der Mikrometerschraube 1 gehörenden Teilungen der Wert H angezeigt wird. Wird dann noch die Meßmarke A mit Hilfe der Triebknöpfe / und T so eingestellt, daß die Meßmarken A und B sich mit den entsprechenden Nadirpunktbildern decken, so ist das Gerät zur Auswertung der Meßbilder gebrauchsfertig.

Bei der beschriebenen Stellung des doppelarmigen Hebels kann eine Linie von Punkten gleicher Höhe für alle diejenigen Geländepunkte aufgezeichnet werden, die in jener Bezugsebene liegen. Soll eine Höhenlinie von Geländepunkten aufgezeichnet werden, die in einer Horizontalebene liegen, deren Abstand von jener Bezugsebene den Wert h hat, so ist die Mikrometerschraube 1 mit Hilfe des Triebknopfes K so einzustellen, daß an den zugehörenden Teilungen der Wert H + h angezeigt wird, wobei der doppelarmige Hebel G dem Schlitten M mit der

Meßmarke A eine Verschiebung α erteilt, die der obigen Näherungsgleichung Δ a = ~

genügt.

Waren bei der Aufnahme die optischen Achsen der Objektive nicht lotrecht, so können bei der Kartenherstellung die auftretenden Lagefehler in Kauf genommen werden, wenn die Neigung der Achsen gegen

ίο das Lot nicht mehr als + 3° betragen hat. Die gleichzeitig auftretenden Höhenfehler sind aber auch schon bei so geringer Achsenneigung so erheblich, daß sie nicht vernachlässigt werden dürfen. Eine entsprechende

»5 Berichtigung der Höhe jedes einzelnen Punktes kann mittels der obenerwähnten, zweckmäßig, wie bekannt, auf ein durchsichtiges Papier aufgetragenen und über das linke Meßbild gelegten Höhenfehlerkurven erfolgen.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Auswertegerät für räumlich wirkende Meßbildpaare, insbesondere aus Senkrechtaufnahmen beim Überfliegen gebirgigen Geländes, mit einem einen Zeichenstift tragenden Rahmen, ferner mit Mitteln, um diesem Rahmen gegenüber einer die beiden Meßbilder und das Zeichenblatt aufnehmenden Tischfläche beliebige Parallelverschiebungen zu erteilen, und mit zwei Meßmarken, von denen die eine an dem Rahmen befestigt und die andere gegenüber dem Rahmen mit Hilfe eines Schlittens parallel zu jener Tischfläche einstellbar angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Getriebe, durch das der Schlitten beim Auswerten der Meßbilder im Falle des Übergangs von Geländepunkten in einer Horizontalebene mit dem Abstand H von der Aufnahmestandlinie zu Geländepunkten, die von dieser Horizontalebene den Abstand h haben, eine Verstellung Δ α gegenüber dem Rahmen erfahren kann, die durch die Gleichung Δ a — jr^-f oder die Näherungsgleichung

   Δ a = —yy- bestimmt ist (worin α für Geländepunkte in jener Horizontalebene die stereoskopische Horizontalparallaxe ist), wobei jenes Getriebe zwei Einstellvorrichtungen besitzt, von denen die eine (R) für jedes auszuwertende Meßbildpaar nur einmal zu betätigen ist und zur Einstellung einer Funktion der Werte α und H dient, während die andere (K) jedesmal im Falle jenes Übergangs betätigt werden muß und zur Einstellung des Wertes h dient.
2. 2. Auswertegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jenes Getriebe einen doppelarmigen Hebel (G) enthält, der auf einem an dem Rahmen parallel zu jener Tischfläche und senkrecht zur Richtung der Verschiebung des die eine Meßmarke tragenden Schlittens

   entsprechend dem Quotienten-7^ einstellbaren Schieber (U) drehbar gelagert ist und bei einer auf seinen einen Arm in jener Verschiebungsrichtung ausgeübten Einwirkung entsprechend h eine solche Verdrehung ausführt, daß der Schlitten (Ii) durch den anderen Arm des Doppelhebels eine Verstellung Δ α gemäß jener Näherungsgleichung erfährt.

   3- Auswertegerät nach Anspruch 1, das zwei zur Betrachtung der beiden Meßbilder geeignete Linsen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser beiden Linsen um eine zur Tischfläche senkrechte Achse drehbar angeordnet ist, und zwar diejenige Linse, die zu der an dem Rahmen festen Meßmarke gehört, an dem Rahmen und die andere Linse an dem die andere Meßmarke tragenden Schlitten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen