DE1448720A1

DE1448720A1 - Selbsttaetiges Kartierungssystem

Info

Publication number: DE1448720A1
Application number: DE19631448720
Authority: DE
Inventors: Sidney Bertram
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Bunker Ramo Corp
Priority date: 1962-11-28
Filing date: 1963-11-28
Publication date: 1968-10-24
Also published as: DE1798389B2; CH463128A; DE1798389A1; NL143339B; US5345086A

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges- liartierungssystem und insbesondere ein System zur Erzeugung einer orthographischen Projektion und einer Höhenkarte aus Geländeaufnahmen.

Auf verschiedenen Gebieten ist es erforderlich, information einer Überfläche in dreidimensionaler ^orm zu gewinnen und zu übertragen. Solche- Gebiete sind beispielsweise die landkartenherstellung, die Vermessung, die Steuerung von Werkzeugmaschinen, die Herstellung von Mustern und Matrizen, die Projektierung von Strassen u.dgl. in einigen iUllen wurden bereits automatische Reproduktionsverfahren

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Patentanwalt» Dlpl.-Ing. Martin Licht, DIpl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phye. Sebastian Herrmann

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

verwendet, ..bei welchen; eine Kopier--- und' Aufzeiehniingse'iny--^; richtung in Abhängigkeit von der- Form' eines-■ Mode-ll^i ge- ■'"■""--■ steuert werden. Dies- ist natürlich beispielSWeise¹ bei''der -, Herstellung von - topographischen Karten nicht mögliehy - da - "' die erforderliche Information praktisch nicht' direkt vom ' "·'- ■ tatsächlichen Gelände abgeleitet werden kann. Selbst in ;- ; ^: ' den· fällen,'wo die Verwendung von selbst tätigen Reprodukti ons*- einrichtungen too'glich ist, besteht die Schwierigkeit, dass '· irgendeine ■ direkte' Kopplung zwischen- dem lormmodell und- -deir- ·" E-opier- oder^: Aufzeichnungs'einrichtung^: erforderlich: lst^" W.'e—>■"-ctenfall's' 'könnten die^r beicannten fieprodüictionsverfahren be^'^ "'-■-·- * ■'· trächtlich- ver-bessert, d.h. innerhalb kurzer' Zei-t niitweö'iSer Auf wand ■durchgefühi't' werden,· wenn .eine'Anlage zur Verfügung"* stände, mit der einfach genau und selbsttätig¹ die" gewünschte Information von .S t,er$ο aufnahmen der, ürginalf läctie abgeleitet werden kpnnte. .-„.,...--.... - , "'. ■;...-,". ..;-.- . . ■- .-■..-..- -.·.-·

Pur eine solche Anlage oder'ein solches System be'stetft· ■'■" ·^: besoäders auf dem'G-ebiet ^;der Herstellung von"töpograp^hisehen ^r L'andkarten' Bedarf > d^!a -zur· ErzielTaiig' der gewünschten,: ihforiäa-- *' "tion iiaiidvermessungsverfahren^ erf order 11 eh" sind,·, die mühsam¹ "■■'■' kostspielig und zeitraubend sind und"'manchmal auch^s"gardurcng^;eführt werden können, falls*.es*· sxch um· ein' liches &ebiet der-Erde' 'handjelt^-iDageg^:en 'konrten 'L innerhalb' kurzeo'ter' Z^i^ an ge dem"· Punkt Cer Erde gemäöttt ^r#e^riden. Die Entwicklung von l/tif taufn'ähiiiekameras und· der ^

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nahmeverfahren ist soweit gediehen, dass die gemachten Aufnahmen die gewünschten Details enthalten, selbst wenn sie in grossem Abstand von der Erde gemacht worden sind. Derartige LuftMldaufnahmen werden z. Z. noch manuell ausgewertet. Die vorliegende Erfindung befasst sich nun insbesondere mit dem Problem der automatischen Ableitung der gewünschten topographischen Information von Stertοaufnahmen des gegebenen Gebietes. Die Erfindung wird daher im Zusammenhang mit diesem Anwendungsgebiet beschrieben. Die Grundlagen der vorliegenden Erfindung sind ganz allgemein überall dort anwendbar, wo eine bestimmte Oberfläche durch Ster&oaufnahmen reproduziert werden kann und ist nicht auf das spezielle Gebiet der Kartenherstellung beschränkt, anhand dessen die Erfindung beschrieben wird.

Auf dem Gebiet der Luftvermessung, d.h. der Bestimmung der topographischen Eigenschaften eines gegebenen Geländes, ist es bereits möglich, aus Aufnahmen, die von einem über . a das Gebiet fliegenden Flugzeug gemacht worden sind, ausreichende topographische Karten herzuleiten. Dabei verwendet man üblicherweise zur Ableitung von Kartenwerten aus den SterJBoaufnahmen analoge Kartierungsinstrumente. In einem solchen Instrument zeigt das virtuelle Bild von sich überlappenden Gebieten zweier Aufnahmen das Gelände im wahren ReIi.ef. Aus einem solchen Bild kann man den Verlauf der verschiedenen Höhenlinien durch Messungen ermitteln.

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Zur Bedienung der bekannten manuellen Kartierungsinstrumente sind Fachkräfte erforderlich* Darüberhinaus ist. die Kartierung mit manuellen Instrumenten sehr mühsam.

Von der Anmelderin wurde bereits auch ein automatisches Kartierungssystem entwickelt,.- das eine wesentlichst Verbesserung gegenüber den manuellen Instrumenten darstellt* Dieses automatischen ICartierungssystem ermöglicht praktisch eine Automatisierung der üblichen Programmierungsverfahren* Es wird ein abgeändertes Eelßh-G-erät verwendet, wodurch die ganze
Anlage schwer und umfangreich wird und dieGenauigkeit durch Verwendung mechanischer Projektionssysteme und zugeordneter Apparaturen begrenzt ist* Obwohl bei diesem automatischen
System keine so gut geschulten Fachkräfte mehr erforderlich sind, ist die Einstellung vor Beginn der automatischen Auswertung der Stereobilder ziemlich zeitraubend und erfordert auch geschultes Personal,,

Der Erfindung' liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbesser— jtes.. System zur selbsttätigen Herleitung topographischer Information -aus Sterfioaufnahmen zu schaffen* Das System soll
schneller und vielseitiger sein als die bisher bekannten.
Systeme. Auch die Überwachung und Wartung des Systems soll
einfacher sein.,» Weiterhin soll eine "Genauigkeit erzielt werden, die vergleichbar 1st mit "d'ön "Unbestimmtheiten., die auf den . Sterßoaufnahmen vorhanden¹ sind, welche die Quelle der topographischen'· Information darstellen. Das:* System soll auch so

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ausgestaltet sein, dass es leicht späteren Erfordernissen und Entwicklungen angepasst werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein photogrammetrysches System zur Darstellung geometrischer Information von einem Gegenstand, der auf zwei von verschiedenen Kamerastandpunkten aufgenommenen photographischen Aufnahmen dargestellt ist, mit einem ersten elektrischen Signalgenerator zur Bestimmung eines optischen Merkmals einer Flächeneinheit der ersten Aufnahme und mit einem zweiten elektrischen Signalgenerator zur Bestimmung eines optischen Merkmals einer Flächeneinheit der zweiten Aufnahme und mit einer Korrelat!οnseinrichtung zur Bestimmung des Korrelationsgrades zwischen den Ausgangssignalen des ersten und zweiten Signalgenerators, der dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Hechensystem vorhanden ist, das Mittel zur Aufnahme photogrammetrischer Werte der ersten und zweiten Aufnahme besitzt und dazu dient, um von Punkt zu Punkt die Beziehung zwischen den Koordinaten eines Baumpunktes in '

einem Koordinatensystem und den Aufnahmekoordinaten dieses Baumpunktes auf der ersten und zweiten Aufnahme zu bestimmen, der Beehner mit Ausgangsmitteln ausgerüstet ist, um den ersten und zweiten Signalgenerator getrennt auf Flächeneinheiten der ersten und zweiten Aufnahme zu richten, die zusammen die gleichen Baumpunkte festlegen, im Beehner Mittel· zur Veränderung der ersten Koordinate des Baumpunktes im Ivoordinatensystem und zur Veränderung der Lage des ersten und zweiten Signalgenerators vorhanden sind, durch welche die durch die

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Korrelationseinrichtung definierte Korrelation zwischen : den von den Signalgeneratoren erzeugten Signale auf einen Maximalwert gebracht und auf diese Weise die Lage eines Gegenstandes festgelegt wird, der auf den Flächeneinheiten abgebildet ist, auf welche der erste und zweite Signalgenerator gerichtet ist, und weiterhin Mittel zur Darstellung des Ortes des Gegenstandes, der durch die photogrammetry sehen Daten und die Aufnahmen festgelegt ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden zwei in Form von Diapositiven vorliegenden 5-t er eo aufnahmen auf einem Tisch zusammen mit zwei lichtempfindlichen Bögen angordnet, auf die die Information gedruckt werden soll. Der Tisch ist in zwei Sichtungen verschiebbar, so dass die Diapositive nach einem vorgegebenen Muster analysiert werden können. Die Abtastung erfolgt dadurch, dass die Diapositive unter zwei Lichtfleckabtaster verschoben werden, die durch zugeordnete Linsensysteme einzelne Lichtbündel auf ausgewählte Flächeneinheiten der entsprechenden Diapositive projizieren· Die lichtempfindlichen Bögen oder Hegative, auf denen eine orthogonale Abbildung und eine Höhenkarte aufgedruckt werden sollen, werden zusammen mit den Diapositiven unterhalb von zwei Kathodenstrahlröhren bewegt, welche zum Aufdrucken der gewünschten Information auf die"Kegative vorgesehen sind. Da „ die Diapositive und die zu bedruckenden Negative auf clem gleichen 'fisch angeordnet sind, wird eine erhöhte Genauigkeit

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der Information und eine verbesserte Einstellgenauigkeit der entsprechenden Teile erzielt.

Die projezierten Lichtbündel werden durch die photographischen Details der Diapositive moduliert"und treffen dann auf entsprechende Photovervielfacherröhren, wo sie in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden* Diese elektrischen Signale sind zwar hinsichtlich ihres Inhaltes einander ähnlieh, können Jedoch eine zeitliche Phasenverschiebung aufweisen, die davon abhängt, in welchem Kasse die durch entsprechende abgetastete Fläeheneinheiten dargestellten Geländedetails miteinander -übereinstimmen. Erfindungsgemäss sind die entsprechenden Linsen- beweglich, damit die bestimmten i'eile der entsprechenden Diapositive, auf denen die Lichtbündel fallen, kontrolliert werden können. Die entsprechenden elektrischen Signale der Photovervielfacher werden so verarbeitet, dass sich ein Höhenfehlersignal ergibt, das eine Punktion der relativen Phasenverschiebung zwischen den beiden Signalen ist. Das Höhenfehlersignal.wird als Ablenkungssteuersignal einem der Lichtpunktabtaster zugeführt, so dass die relative Phasenverschiebung auf ein Minimum herabgesetzt wird. Der erforderliche Anteil des Ablenkungssteuersignales wird als Eingangssignal dem Zifferrechner zugeführt, so dass dieser den Höhenänderungen folgen kann. Der Rechner kann,dann ein Signal liefern, durch welches die zum Drucken der Höhenkarte vorgesehene Kathodenstrahlröhre gesteuert werden kann.

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Die Stellung des Tisches wird durch den zugeordneten Ziffernrechner überwacht, der das gesamte System steuert. Dem Rechner wird gemass Transfprmationsgleichungen, die im Rechenprogramm enthalten sind, Information über die Lage und Orientierung der Kameras "bei der Aufnahme und über damit in Beziehung'stehende Faktoren zugeführt und darüberhinaus auch noch Information, welche die zur Kompensation der Aberration des Kam'eralinsensystems, der G-leichmässigkeit und der Grössenstabilität·der Diapositive erforderlichen Korrekturen betrifft» Ein Teil dieser Information wird automatisch in den Rechner eingespeist, wenn die Diapositive zunächst, während der anfänglichen Ausrichtung mit Hilfe von Bezugspunkten ausgerichtet werden. Auf diese Weise kann die Vorbereitungsarbeit, die erforderlich ist, bevor das System auf automatische Abtastung geschaltet werden kann, wesentlich verringert werden. Durch Verwendung der Kombination einer Analogeinrichtung zur Korrelation der Information auf den Diapositiven mit einer digitalen Einrichtung zur Bestimmung der Grosser irgendeines Höhenfehlers und zur Durchführung der '~[\ erforderlichen Transformationen kann die Geschwindigkeit, mit der zwei Sterfcoaufnahmen ausgewertet werden können, wesentlich erhöht werden. Die Ansprechgesehwindigkeit und die Ein-Stellgenauigkeit von zur Abtastung ausgewählten Diapositivflachen kann weiter dadurch verbessert werden, dass sowohl die Stelleinrichtungen für die zur Projektion der Lichtbündel

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vorgesehenen Linsensysteme als auch die Ablenkschaltungen der Lichtbündelquellen gesteuert werden. Die Stelleinrichtungen für die Linsensysteme arbeiten elektromechanisch und ihre Ansprechgeschwindigkeit auf vom Hechner gelieferte Steuersignale ist dadurch "begrenzt. Da jedoch ein Fehlersignal erzeugt wxrd, welches den Ablenkschaltung en der. zugeordneten Lichtpunktabtaster zugeführt wird, um die Abweichung von der wahren Stellung des Linsensystems zu kompensieren, erhält man eine sehr kurze Ansprechzeit, des Lichtbundeleinstellteils des Syatems. Weiterhin ist eine Sperrschaltung vorgesehen,, ,die bewirkt, dass das Abtastliehtbundel in Übereinstimmung mit der Bewegung der Diapositive bei jeder der Abtastung unterliegenden Flächeneinheit bewegt wird, so dass keine Relativbewegung zwischen den Abtastlichtbundein und den Diapositiven während der Abtastung stattfindet. Ist einmal der Abtastvorgang eingeleitet worden, dann, verläuft mit Ausnahme der Flächen, deren G-eländecharakter nicht für automatische Auswertung geeignet ist, vollständig selbsttätig. Im System ' ( sind erfindungsgemäss Einrichtungen vorgesehen, durch welche ^ der automatische Abtastvorgang beim Auftreten solcher Gebiete geändert werden kann. Falls automatische Arbeitsweise nicht möglich ist, wird ein Signal erzeugt, wodurch das · Bedienungspersonal in Kenntnis gesetzt wird und den Vorgang manuell steuern kann, bis wieder automatischer Betrieb möglich ist. .... ... ...... ■ . -_:. ... ... . . . .-

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Üie Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher er-" läutert, in denen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der automatischen Abtastung eines Stereobildes,

I'ig. 2 vereinfachte Y/ellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des in'U¹Ig^I- gezeigten Syötems,^;'^'^{: :} ■-. '

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der geometrischen Abmessungen fn·¹'einer idealisierten Anordnung^

·' Pig. 4^; ein Blockschaltbild' einer AusfüHrungsf öriti^:der Er-' findung,

Ji'ig» 5 eine perspektivische Darstellung eines Teils der Ausführungsform nach Fig. 4, "

Jj'ig. 6 ein mit Hilfe der Ausführungsform nach Fig. 4 gewonnenes orthogonales Bild,

Fig. 7 eine mit Hilfe der Ausführungsform nach Fig. 4 gewonnene und dem orthogonalen .Bild nach _tJfig. 6 entsprechende Höhenkarte, ,. ..-- ." ~ .

zur ,Erläuterung, der· der Heehenanlage.. währ end -eines einem sinzigen. Punkt.- zuge?-^ ..-"„■"■ ordneten Rechenizyk:lus.j.. _t._; .,-. -,ι:·,.-,-:.-._;■ _f,-_ri.,_t.^,_:,~ .^^;^.;.-^-^^«,-^^ '*u Fig·*- 9- .eine Darstellung>:d_:er_wsechs>verschie.d€neii n^ die bei/Betrieb:der in fig_v.4-gejzeigten

Fig. 1OA und Fig. lüB Blockschaltbilder zur näheren Erläuterung der Ausführungsform nach flg. 4,

I'ig. 11 ein Blockschaltbild eines Teils der in den Fig. 4, 1üA und 1OB gezeigten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 ein Schaltbild eines Teils von Fig. 11,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines anderen Teils der in den Fig.'4 und 10B gezeigten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 ein Schaltbild eines Teils von Fig. 1OB und

Fig. 15 ein Blockschaltbild eines anderen Teils von Fig. 1OB.

Vor der näheren Erläuterung der Erfindung soll zunächst einiges über die Grundlagen der Höhenmessung aus Luftbildern gesagt werden.

Eine vereinfachte Anordnung zur Ableitung von Höhenwerten aus zwei Stereoaufnahmen ist in Fig. 1 dargestellt. Die Stereoaufnahmen 11 und 12 sind so einjustiert, dass ihre Lage und Orientierung sehr genau mit der Lage und der Orientierung übereinstimmen, die sie z.Z. der Aufnahme in der Kamera eingenommen haben. Mit Hilfe von zwei Lampen 15 wird Licht' durch bestimmte Gebiete der Aufnahmen 11 und 12 auf entsprechende Photovervi elf acherröhren P1 und ΐ 2^:. projeziert. Mit Hilfe einer über das Gesichtsfeld bewegbaren Maske 16 lässt sich die abzutastende Flächeneinheitrfestlegen. Die" Linie 18 stellt das Schnittprofil des von*den Sterfcöaufnahmen 11 und 12 projezierten Bildes dar. Es soll nun näher auf einen'

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auf dem Profil 18 liegenden Punkte,P eingegangen werden₉ der den Schnittpunkt von zwei von den Lampen 15 aus-gehenden Lichtbündeln darstellt. Zur Vereinfachung sei angenommen, dass die dem Punkt P, entsprechenden Lichtbundel in Form eines einzigen positiven Impulses moduliert sind.

In J?ig. 2 sind die Signale dargestellt, welche die Photoverfielfacher P1 und P2 liefern, wenn die Maske 16 von links nach rechts über,das Bildfeld von Pig. 1 bewegt wird. Wenn die Maske 16 das projίzierte Bild in der richtigen Höhe C durchläuft, fallen die dem Punkt P entsprechenden. Photovervielfaehersignale zusammen, wie dies in Pig. 2 durch die Wellenformen A dargestellt ist. Palis die Maske 16 das projizierte Bild jedoch in einer über-dem Bildprofil liegenden Höhe H durchläuft, empfängt der Photovervielfacher P2 das modulierte Lichtsignal zu einem Zeitpunkt, der vor dem Zeitpunkt liegt, in dem der Photovervielfacher P1 das modulierte Lichtsignal empfängt. Dies ist näher in Pig. 2 durch die Wellenformen B dargestellt. Die zeitliche Verschiebung; der entsprechenden Photovervielfaehersignale hängt von der Abweichung der Maske 16 von der richtigen Höhe ab. Palis sieh die Maske 16 auf einer unter dem Profil des projezierten Bildes liegenden Höhe befindet, empfängt der Photovervielfacher P1 ein Signal vor dem Photovervielfacher P2, wie dies in Pig., 2 durch die Wellenformen C dargestellt ist. Der zeitliche" Ab-. stand der Photovervielfaehersignale ist also proportional zur Richtung und Abweichung von der wahren Höhe der abgetasteten

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Punkte des projizierten Bildprofils.und kann zur Erzeugung eines Fehlereignals verwendet werden, das einer Einrichtung zugeführt wird, welche die tatsächliche Höhe der Maske 16 derart steuert, dass sie mit dem. Bildprofil 1ö folgt, wenn sie über das Bildfeld des pro31zierten Bildes bewegt wird.

G-ewohnlich besitzen die Photovervi elf achers ignale-. nicht die in I¹Ig. 2 dargestellten gut definierten Spitzen. Palis es sieh jedoch bei den abgetasteten Flächeneinheiten um Bilder des gleichen G-eländes handelt, sind die Signale einander sehr ähnlich und unterscheiden sich nur durch den auf Höhenzähler zurückzuführende Zeitdifferenz. Zur Verwendung geeigneter Schaltungen lassen sich Fehlersignale erzielen, mit deren Hilfe sich die Bildoberfläche automatisch verfolgen lässt.

Hachdem nun anhand der Fig... 1 und 2 di.e Arbeitsweise eines mechanischen Abtastsystems näher erläutert, wurde, muss darauf hingewiesen werden, dass beim System nach der ·. Erfindung die tatsächliche Höhe eines mechanischen Abtastrelementes zur Bestimmung der gewünschten. Höhe nicht gemessen'· wird. Vielmehr wird erfindungsgemäss eine Digitaleinrichtung mit einer Analogeinrichtung verwendet, um die relative Lage· der abgetasteten Flächeneinheiten so zu ändern, dass man die gewünschte Zeitdifferenzkorrektur erhält. Die dazu erforderliche relative Verschiebung wird verwendet, um die gewünschte Höhenanzeige zu erhalten. Man-verwendet digitale

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Einrichtungen, falls eine Genauigkeit erforderlieh ist, die nicht'mehr mit Än-alogg era-ten erzielbar lsi;. Reicht eine massige Genauigkeit· aus,' dann verwendet man Analoggeräte_e Analoggeräte werden auch dort eingesetzt, wo die Geschwindigkeit*öder¹^ ^; * -' Speicherkapazität eines Ziffernrechners- nicht mehr ausreicht. Ein Zififertireehn'er ist besonders dann angebracht, wenn Korrekturglieder für" 'die Aberration der linsen., den Filmschwund, die ^: '' ' ■ Erdkrümmiing und andere Grossen- eingeführt 'werden sollen, um eine mit derAufIosungsgrenze der entsprechenden'Aufnahmenvergleichbare Genauigkeit des Systems zu erzielen.; --■-.-*

Zur Aufnahme von zwei zu Kartierungszwecken geeigneten Bildern verwendet man gewöhnlich eine im wesentlichen senkrecht stehende Luftbildkamera. Die beiden Bilder werden in einem solchen Abstand voneinander aufgenommen, dass sich einerseits die BiIdflachen optimal' überdeekeh und andererseits die Basis für Höh'enmessungen möglichst grο&s ist* in der Fig. - ' 3 die Geometrie eines idealisierten Stereosystems-dargestellt, bei welchem die Kamera während devi..Aufnahmen genau senkrecht steht und die Achsen der beiden Aufnahmen mit der Fluglinie zusammenfallen. Das System nach der vorliegenden Erfindung. soll zunächst so beschrieben werden", als ob es mit einer solchen idealisierten Photograph!e verwendet würde. Anschliessend soil-ngpier erörtert werdenf"w±e^s:Q.äs-S:3r§temr den auftretenden Situationen ahgepass"t^; werden." kann»· ■"';'

In Fig. 3 sind in einer senkrecht zur Fluglinie liegenden Ansicht die Brennpunkte 01 und 02 der Aufnahmen D1 und D2 und ein Profil eines aufzunehmenden Geländes dargestellt. Der Abstand der Brennpunkte 01 und 02 ist mit D bezeichnet» F ist die Kamerabildweite und der über einer Bezugsebene mit der Höhe h liegende Punkt P besitzt die Koordinaten X Y und Z. Positive Bilder erscheinen auf den entsprechenden Diapositiven beim Punkt Pt mit den Koordinaten x., und y.. und beim Punkt P₂ mit den Koordinaten X₂ ^un(3- 7o* ^ln ^äer ^^amera sind die Filmnegative oberhalb der Linsenbrennpunkte O^ und O₂ angeordnet, sie sind jedoch in Pig. 3 unterhalb den Brennpunkten in einer Lage dargestellt, die sie beim Projezieren unter Verwendung von Punktlientquellen einnehmen.

.Aus den bei ähnlichen Dreiecken geltenden Beziehungen können die folgenden Formeln abgeleitet werden:

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(2) ^X2 = D-X . ^X2 = -ψ- (D-X)

Für y^ und y₂ können ähnliche Ausdrücke aus einer parallel zur Flugrichtung liegenden Darstellung des Systems abgeleitet werden. Da bei Betrachtung in dieser .Richtung die Diapositive D^ und D₂ fluchten, ist y-j gleich y₂ und man kann Schreibens

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Sind die Koordinaten der Punkte P* und Pg, d.h. x., J-\ und Xp» yp bekannt, dann kann man aus diesen Gleichungen die entsprechenden Geländekoordinaten X, Y, Z bestimmen.-Tatsächlich ist es jedoch bequemer, einen Ort X, Y anzunehmen so dass (χ*, y* ) und (xo» Yo^ ^u^tionen ^von 2 werden» Z kann dann dadurch bestimmt werden, ■ indem man die Punkte P^ und P₂ bestimmt, die den obigen Gleichungen (1), (2) und (3)"genügen und in Wechselbeziehung stehende Bilder darstellen. Hat man daher einmal einen bestimmten Anfangspunkt in Ge-' ländekoordinaten. festgelegt, dann kann man die Abtastung automatisch durchführen, wobei X und X in einer festgelegten Weise fortschreiten und Z sich aus der Rückführung von der analogen Abtastung mit den entsprechenden Werten von χ und y ergibt. Der Zusammenhang mit X₂ und y₂ist durch aufeinanderfolgende Lösungen der obigen Gleichungen festgelegt. Im Laufe der Abtastung ergibt sieh aus Höhenmessungen an in der Itfähe liegenden Punkten eine wahrscheinliche Höhe für den nächsten Punkt auf der Profillinie. Durch eine Abtastung an der vorgegebenen Stelle wird dann dieser Punkt nachgeprüft und der entsprechende richtige Wert erzielt.

Die in i'ig. 3 gezeigte idealisierte Anordnung kann in der Praxis nicht verwirklicht werden* Bei Wind falt die

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^^; -^{: νΛ} 144S72Ö

Längsachse des aufnehmenden Flugzeuges nicht mit der Flugrichtung zusammen und es ergibt sich ein Schwenkfehler, da die üameraaehse nicht mit der Fluglinie zusammenfällt. Aus flugdynamisehen G-ründen Ist es weiterhin sehr schwierig, eine stabile Aufnahmeplattform zu erzielen. Bei den meisten Aufnahmen Ist die Kamera etwas verkippt und es'ist ziemlich wahrscheinlich, dass die beiden Aufnahmen eines Stereopaares von etwas verschiedenen Höhen aus gemächt wuräen. Derartige Probleme sind näher in dem von der American Society of Photogrammetry herausgegebenen Buch "Manual of Photogrammetry" zweite Auflage 1952, insbesondere in Kapitel δ "Basic : Mathematics of Photogrammetry" erläutert. Beim System nach der vorliegenden ilrfindung müssen die Geländekoordinaten X, Y und Z mit den Filmkoordinaten χ und. y in" Beziehung gesetzt werden. Auf Seite 368 und folgende des vorgenannten Buches ist näher dargelegt, dass die Koordinaten des Punktes im Photosystem aus den gegebenen Koordinaten des' gleichen Punktes Im Geländesystern berechnet werden können,'inäem manDeterminanten mit der folgenden Matrix auflöst: ■

X -U.J v^ W^ ■ ..." . .-.'-.-. Y U2 Vg Wg

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■ ■ - -■■-■■ 1440720 - ie -

Die verschiedenen Parameter _:u,- ν,,, w- sind. die.JtichyfnAngj3-^. ,; kosinuswerte.,der. entsprechenden. ,KoOr/dinatenachsen -des... ._tu. ,.,,... .,.--Photo systems -im GieländekOordinatensystem und können weiter als trigonometrische Punktionen ^er Yerkippung,, Verschwenliiing und des Azimuts definiert .werden,, wie dies.aus Tafeel-te \Q# 26 auf Seite 368 des oben genannten. Buches ersiehtlieh, ist. >-,. ·. Ba alle trigonometrischen^ÄusdriicJie- fpr- eine .bestimmt^ Äuf-r,. , nähme lonstanten.sindf.. werden, die; G-leichungen ziemlich ein-. . fach,,; wenn man die entsprechenden numerischen 7/erte. einfuhrt. G-euiäss der-obigen mathematischen, Entwicklung; wird, der beim System nach: der.Erfindung.verwendete Ziffernrechner derart- ■ prOgrammiert, dass er Biapp si ti vs teilen Vx, j errechnet,, die bestimmten !funktionen, der- .Greländestellen X Y Z entsprechen.* Biese Funktionen,können als IransfOrmatiOnsfunktionen des , . Systems betrachtet und- durch, die .folgenden. G-leichungen gestellt werden: _s .....-■;..

Ba 'jedem BiapositiV eine ^Gleichung ^r4"-und 5 muss der' Ziffernrechner 'dä-e bei den Gleichungen' iiwMmal Ib d.h.' ftir^: jede-s· Di apositiv "einmal»' Di^Mäsehinenkoordinaten χ "Wy untersciieid-en dich voii deri'Gfeländekijoräinaten X ^; Y durbh" einen gewählten konstant eh''JaktorV Bex^'Zi

BADORlGiHAt

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liefert, wie weiter unten näher erläutert ist, während des Betriebes des Systems einen Wert für die iiöhenkoOrdinate Z. Zusätzlich zu den obigen trigonometrischen Punktionen, die von der Kamerastellung bei der Aufnahme abhängen und in die Koeffizienten der entsprechenden durch die G-leiehungen 4 und 5 dargestellten Transformationsfunktionen eingehen, werden die Koeffizienten entsprechend dem auf die Anbringung der Diapositive auf dem Schlitten zurückzuführenden Fehler modifiziert, damit die Transformation in richtiger Beziehung zur tatsächlichen Stellung der Diapositive im System steht. Diese Modifizierung wird vor dem automatischen Betrieb des Systems vorgenommen, wenn der Ziffernrechner auf einen gegebenen Satz von Diapositiven eingestellt wird. Dabei wird die entsprechende Information automatisch während der Einstellung in den Ziffernrechner eingegeben.

Pig. 4 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines selbsttätigen Kartierungssystems nach der Erfindung» Das System 20 enthält einen verschiebbaren Schlitten 22, auf dem neben den Diapositiven D^ und Dg auch ein zur Erzeugung einer orthogonalen Karte vorgesehenes Negativ ILj und ein zur Erzeugung einer Höhenkarte vorgesehenes Negativ 13"2^anS^e~ ordnet ist. Beide Diapositive werden zum Abtasten, Analysieren und zur Bestimmung der Höhe des entsprechenden Geländes verwendet. Der Schlitten 22 kann mit Hilfe eines mechanisch

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angekuppelten Antriebs 24 genau .sowohl in x- als auch in y- - Richtung verschollen werden,, Dem Antrieb 24 werden vom zugeordneten Ziffernrechner 30 Äntriebsbefehle zugeführt. Bei der Peststellung des G-eländeprofils wird im Gegensatz zur Abtastung so vorgegangen, dass der Sehlitten 22 in y-Eichtung hin- und hergeschobeh wird, wobei am,Ende Jeder Verschiebung in y-fiichtung der Tisch in x-Richtung um einen vorgegebenen Betrag bewegt wird. Den DiapositivenD>j und Dg zugeordnete Photovervielfacherröhren 26. und 27 sind in der Fähe des Schlittens 22 derart befestigt, dass ihre relative lage in-Bezug auf die entsprechenden Lichtpunktabtaster konstant bleibt, *

Die x- und y-K.oordin.aten des Schlittens 22 werden dem ' Ziffernrechner 30 über eine y-Ablesestufe 28 zugeführt. Unter Verwendung der von dieser Stufe zugeführten Information "steuert der Ziffernrechner 30 die relative Lage der Linsen 32 und 33 unter Verwendung von x-Stelleinrichtungen 35 und und y-Stelleinrichtungen 37 und 38. Auf diese Weise können die entsprechenden zur Abtastung vorgesehenen -Flächeneinheiten ausgewählt werden. Als Lichtquellen werden für die Abtastung der Diapositive zwei Lichtpunktabtaster 40 und 41L verwendet. Die Lichtpunktabtaste-r 40 und 41 liefern kleine helle Lichtpunkte, die zur Abtastung über die Diapositive bewegt werden. Wie bei Fernsehgeräten erfolgt die schnelle Abtastung in , der x-Richtung, während man bei Bewegung des Schlittens 22

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in der y-Richtung ein Profil erhält, Zur Belichtung der Negative N^ und IL) sind Kathodenstrahlröhren 43 und 44 vorgesehen* Die Ablenkungssehaltungen der Höhren der Lichtpunktabtaster 40 und 41 "und der Kathodenstrahlröhren 43 und 44 sind mit 46, 47, 48 und 49 bezeichnet. Mit Hilfe der Ablenkungsschaltungen 46-48 wird erreicht^ dass die zugeordnete Röhre ein entsprechendes Raster erzeugt* Die Ablenkungsschaltung 49 bewirkt, dass mit Ausnahme während des Druckvorganges das Elektronenbündel der Röhre 44 in einer stationären Lage gehalten wird. Die Ablenkungsschaltungen 46 und 47 der Lichtpunktabtaster sind mit den entsprechenden Stelleinrichtungen 35-38 für die Linsen 32 und 33 gekoppelt um' eine genauere Einstellung des beleuchteten Bildes zu erzi'elen. Jede der Ablenkungsschaltungen 46-48 ist mit einem Synehronisierungsimpulsgenerator 50 gekoppelt. Mit den Ablenkungssehaltungen 46 und 47 der Lichtpunktabtaster ist ein Rasterformmodulator 52 gekoppelt, der durch den Rechner und eine Geländesimulatorstufe 54 gesteuert wird. Der Rechner 30 ist mit den Analogeinheiten des Systems 20 durch geeignete Ziffer-Analog-Umsetzer 56, 57, 58 und 59 und einen Analog-Ziffer-Umsetzer 60 gekoppelt. Die Ausgangssignale der Photovervielfacher 26 und 27 werden einer zur Bestimmung des Höhen-und Kippfehlers dienenden Schaltung 62 und einer Wählsehaltung 63 zugeführt. Die Schaltung 62 stellt Abweichungen von der tatsächlichen Höhe und eine Verkippung fest und

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liefert entsprechende Signale an den Rechner,, so dass die entsprechenden Korrekturen gemacht werden können,, Die Wählshaltung 63 legt fest, welche der von den Photovervi elf achern 26 und 27 stammenden Signale mit Hilfe der Rohre 43 ausgedruckt werden.

Der Tisch 22 ist in der aus Fig* 5 ersichtlichen Weise auf zwei Schlitten 81 und 82 montiert, welche die gewünschte Querverschiebung des Tisches 22 liefern» Der y-Schlitten 81 ist auf Hollenlagerblöcken gelagert_s die auf einer Führung aufsitzen, die die Gestalt eines umgekehrten V hat, so-dass der verhältnismässig schwere Schlitten ohne unerwünschtes Seitenspiel abgestütz-fcwird. Der ^--Schlitten wird durch eine Präzisionskugelmutterführungsschraube 84- angetrieben, deren ■ flügelmutter zur Verringerung des toten Gangs vorgespannt ist. Der Antrieb des y-Schlittens 81 erfolgt mit Hilfe eines Zweiphasenstellmotors 85, der für 4-00 Hertz ausgelegt ist. Auf diese Weise wird der y—Schlitten 81 stossfrei angetrieben und die Stellung des Schlittens 81 wird dem Rechner 30 über einen Umsetzer 86 zugeführt,, der die Stellung der Motorwelle in binäre Signale umsetzt. ·. . ■

Der x-Schlitten 82 wird sehr genau Stufe für Stufe weiterbewegt, so dass zur Übertragung seiner Stellung auf den Rechner 3U weniger Aufwand erforderlich ist_e Der x-Schlitten 82 ist durch Kugellager gelagertj die auf Hohlwellen gleiten, die

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am y-Sehlitten 81 angeordnet sind. Der y-Sehlitten 82 wird durch einen Stellmotor (nicht gezeigt) über, eine Kugelmutteriflihrungsschraube 88 angetrieben, die so ausgelegt ist, dass kein toter Gang entstehen kann. Ein Schrittschaltmotor belegt den x-Schlitten 82 jeweils um 0,25 mm weiter, !falls mehr als ein Schritt erforderlich ist, wird Bier--Motor solange erregt, Ms die gewünschte Stellung erreicht ist. Die Anzahl der gemachten Schritte wird durch den Rechner 30 gezählt, der auf diese Weise die Stellung des x-Schlittens 82 feststellt.

Die ofaen beschriebene Anordnung zur Steuerung der Stellung des Tisches 22 ist so ausgelegt, dass maximale Binstellgenauigkeit erzielt wird. Die Genauigkeit der stufenweise ver~ änderbaren lage des x-Sehlittens beträgt ungefähr + 0,0050 mm. Trotz des verhältnismässig hohen Gewichtes des Schlittens, kann dieser am Ende jeder Profilquerung aus einer Geschwindigkeit von 25 mm pro Sekunde innerhalb von 60 Millisekunden auf die Geschwindigkeit 0 abgebremst werden, was einen Bremsweg von ungefähr 0,9 mm entspricht. Da die Lage des y—Schlittens dem Rechner in Form von Ziffersignalen übermittelt wird und ausserdem die lage des y-Schlittens innerhalb der oben angegebenen Genauigkeit eingestellt werden kann, sind mit dem System nach der Erfindung Messungen an vorgegebenen Punkten möglich, die innerhalb sehr enger Toleranzen der durch den Rechner festgelegten Werte liegen.

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Zur Erzielung der erforderlichen Relativbewegung zwischen den zur Abtastung auf den entsprechenden Diapositiven ausgewählten Flächeneinheiten sind die den Lichtpunktabtastern , und 41 zugeordneten Linsensysteme beweglich angeordnet, wobei die Bewegung durch den Rechner 30 gesteuert wird. Die beiden Linsensysteme sind identisch aufgebaut und liefern'auf den ■ Diapositiven eine Bildverkleinerung von 16:1. Jedes System enthält einen x-und y-Stelltrieb. Grundsätzlich gleitet der y-Schlitten auf-dem x-Schlitten. Man verwendet ein Reduziergetriebe einschliesslich einer vorgespannten Kugelmutterführungsschraube, um einen toten Gang auszuschalten und eine genau steuerbare ,Einstellung der Linsen zu erzielen. Durch Verwendung von unter Vorspannung stehenden Kugellagern, die in V-Führ.ungsnuten .laufen, wird erzielt, dass die x- und y-Achsen immer rechtwinkelig zueinander liegen und-die Achsen kein zeitliches Spiel besitzen. Die Steuerschaltungen enthalten Stellmotoren 35-38, die in einer geschlossenen Schleife angeordnet und für 400 Hertz ausgelegt sind. Die Stellmotoren 35-38 werden durch den Rechner 30 über Digital-Analog-Umsetzer 56-59 gesteuert. In der Rückkopplungsschleife werden Präzisionspotentiometer als Stellungsübertrager verwendet.

Zur Verbesserung der Genauigkeit Und Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit des Systems wird der Ablenkungsschaltung des ,zugeordneten Lichtpunktabtasters ein Servofehlersignal zugeführt, um irgendeinen Stellfehler des Linsenservosysterns zu kompensieren.

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Dieses Fehlersignal lenkt den Easter des Lichtpunktabtasters so ab, dass die Mitte der gewünschten Diapositivflache abgetastet wird, selbst wenn die Linse noch durch den Stell-. motor in ihre Lage bewegt wird. Dadurch erhält man eine sehr schnelle wirksame Ansprechgeschwindigkeit für das Linseneinsteilsystem, so dass bei automatischem Betrieb des ganzen Systems eine hohe Geschwindigkeit und hohe Genauigkeit erzielt wird.

Die Lichtpunktabtaster 40 und 41 liefern einen hellen kleinen Lichtttlitz von sehr kurzer Dauer, dessen Bild sich über die Diapositive bewegt, wodurch ein Raster für die Abtastung der Diapositive entsteht.

Mi-t Hilfe der aus den Ablenkungsschaltungen 46 und 47, dem Taktimpulsgenerator 50 und dem Hasterformmodulator 52 bestehenden Steuerschaltung für die Haster können drei verschiedene Raster auf der Basis jedes Abtasters erzeugt werden. Ein 75 χ 75 mm - Raster liefert eine verhältnismässig grosse Abtastfläche und wird während der Einstellung zusammen mit einem tragbaren Stereobetrachter 61· verwendet, mit dem dann eine Fläche von 2,5 χ 2_f5 mm auf den Diapositiven betrachtet werden kann. Bei der Einstellung kann auch der 38 χ 38 mm-Raster verwendet werden, der eine kleinere Flächenabtastung (2,5 x 2,5 mm) ergibt und daher ein vergrössertes Bild auf dem tragbaren Stereobetrachter 71 zur Folge hat. Bei beiden Hastern wird die gleiche Bildfläche beobachtet. Im automatischen

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Betrieb wird ein. 19 x 19 m - Raster mit Au Zeilen und 120 Hertz durch eine elektronische Kippschaltung erzeugt. Diese Sastergrösse ergibt eine abgetastete Fläche von. 1,25. χ 1,25 mm auf dem Diapositiv. Die geometrische Form des Rasters wird bei automatischem Betrieb durch den Rasterformmodulator 52 bestimmt. Die von den Tastern 4-0 und 4-1 ausgehenden licht blind el werden nach Durchgang durch die Diapositive D- und Dp von den Photovervielfachern 26 und 27 empfangen. Die dabei entstehenden elektrischen Signale werden verwendet, um eine orthogonale Karte zu erzeugen. Darüberhinaus werden diese Signale auch zur Erzeugung eines direkten Bildes im Stereo- \ betrachter und in der Höhenabtastschaltung verwendet.

Auch die Negative N-j und Ng sind auf dem Tisch 22 angebracht und folgen daher der Bewegung der Diapositive D- und Dg. Die Negative werden beim Betrieb des Systems in Abhängigkeit von der. von den Diapositiven abgeleiteten Information belichtet. Die dem für die orthogonale Aufnahme vorgesehenen

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/ Negativ N- zugeordnete Kathodenstrahlröhre 43 wird derart gesteuert, dass sie die von einem ausgewählten Photovervielfacher 26 oder 27 erhaltene Information über das Gelände in Form einer Marke reproduziert. Die dem für die Höhenkarte vorgesehenen Negativ Ν« zugeordnete Kathodenstrahlröhre 44 wird derart gesteuert, dass sie die durch den Rechner 30 berechnete Höheninformation, reproduziert. Mit Hilfe dieser beiden Kathodenstrahlröhren 43 und 44 werden die Ausgangswerte '■- auf die Negative Ii.; und ί^ -gedruckt, spdass eine orthogonale Auf nähme und eine Hähenkarte entsteht. Von der

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werden dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 43 Signale zugeführt, wodurch das Elektronenbündel in Abhängigkeit von der Geländeinformation moduliert wird. Die durch die Linse 65 dargestellte Abbildungsoptik fokusiert dieses Bild auf die empfindliche Filmschicht des Negatives H\j· Die Filmschicht wird also belichtet, wenn sich der Tisch 22 über das Stereofeld bewegt. Dem Steuergitter der anderen Kathodenstrahlröhre 44 werden während der automatischen Abtastung Signale vom Rechner 30 zugeführt. Bei der automatischen Abtastung wird kein Ablenkungssignal verwendet sodass die kathodenstrahlröhre 44 eine Linie auf -dem Negativ H₀ belichtet, wenn der'Tisch 22 in y-Sichtung verschoben wird.

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Beim Betrieb des in- Figur 4 dargestellten Systems nach der Erfindung erfolgt die automatische- Abtastung der Dia-

• positive, die Analyse der abgeleiteten Information und das Ausdrucken der orthogonalen Aufnahme und der Höhenkarte unter Steuerung des Rechners 30. Es kann zwar irgendein großer schneller Rechner mit der entsprechenden Eingangs-Ausgangs-Kennlinie für diese Funktion verwendet werden, jedoch ist das System so ausgelegt, daß es mit einem kleinen billigen Digitalrechner auskommt. Wenn das System auf automatischen Betrieb geschaltet ist, arbeitet der Digitalrechner 30 nach einem speziellen Programm und berechnet, wo einer gegebenen geographischen lage und geschätzten Höhe entsprechende homologe Punkte auf den beiden Diapositiven zu finden *

. sind.- Die verschiedenen "Servoantriebe zum Verschieben der Linsen 33 und 32 werden durch das Ausgangssignal des Rechners so gesteuert, daß die elektronische Abtastung auf Flächen der Diapositive bewegt werden, von denen errechnet wurde, daß in ihrer Mitte die homologen Punkte liegen. Die zugeordnete Korrelationssehaltung in der Fehlerabtastschaltung 62 schätzt dann die relative Verschiebung der abgetasteten Flächen ab und liefert Signale, die zum Rechner zurückgeführt werden, um den Fehler--in der geschätzten Höhe anzuzeigen. Das Fehlersignal und die sich daraus ergebende Höhe werden dann verwendet, um

_;" den nächsten Höhenwert zu schätzen* Der Vorgang schreitet dann fort, wobei der Rechner die Berechnung des nächsten Punktes in der Folge durchführt. Im weiteren Verlauf wird der Gebietscharakter auf das für die orthogonale Karte vorgesehene Negativ

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N₁ und der Höhenwert auf die für die Höhenkarte vorgesehene Negativ Np ausgedruckt.

Eine typische orthogonale Aufnahme ist in !Figur 6 dargestellt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird die ortho-^% gonale Aufnahme linie um Linie gedruckt, wenn sich das Negativ N| unter der Kathodenstrahlröhre 43 hin-und herbewegt, so daß die auf den Diapositiven erscheinenden photographischen Details reproduziert werden. In Figur 7 ist eine entsprechende Höhen«-— Karte dargestellt, die auf das Negativ N₂ mit Hilfe der Kathodenstrahlröhre 44 gedruckt wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird die Höhenkarte in drei verschiedenen Schattierungen gedruckt, im vorliegenden Ealle schwarz, grau und weiß. Jede Schattierung zeigt einen verschiedenen Höhenbereich an, der vom Bedienungspersonal durch Einstellung des Maßstabes der Karte gewählt werden kann (beispielsweise der Bereich von 370 - 375 Meter). Die Schattierungen wiederholen sich bei kontinuierlicher Änderung der Höhe. Verwendet man diese Art der Höhendarstellung, dann wird zusätzlich zur Sichtung der Höhenänderung auch angezeigt, daß die Änderung an einem bestimmten Punkt auftritt. Eine Änderung von schwarz nach grau kann also bedeuten, daß die Höhe vom Bereich 370 - 375 Meter auf den Bereich 365 -

370 Meter abgenommen hat, wohingegen eine Änderung des gleichen schwarzen Bereiches zum weißen Bereich anzeigen würde, daß die • Höhe vom Bereich 370 - 375 Meter auf den nächst höheren Bereich von 375 - 3Ö0 Meter zugenommen hat. Die Festlegung der üblichen Höhenlinien ist daher sehr einfach, man braucht dabei nur die entsprechenden Punkte miteinander zu verbinden, in denen sich die

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Höhe ändezfe, wie dies in Figur 7 dargestellt ist.

Bas System nach der vorliegenden Erfindung prüft geographische lagen, deren Abstand ein Vielfaches von 0,25 mm in der y-Riehtung ist, die daher senkrecht zur Fluglinie auf der orthogonalen Aufnahme ist. Di.e entsprechenden Lagen auf den beiden Diapositiven haben voneinander den gleichen Abstand, falls die Flächeneinheit, die gerade abgetastet wird, auf der gewählten Bezugshöhe liegt. Wegen der entsprechenden Maßstabsänderungen auf den Diapositiven kann der Abstand bei über der Bezugshöhe liegenden Flächen größer und bei unter der Bezugshöhe liegenden Flächen kleiner sein. ■

Der Abtastvorgang wird in Übereinstimmung mit der in Figur gezeigten Skizze des Rechenprogramms gesteuert. Diese Skizze kann als Punktzyklus bezeichnet^ werden und stellt eine vorgegebene Steuerfolge für den Rechner während der Berechnung einer einzelnen Einheitsfläche für einen Satz von homo.logen Punkten auf den entsprechenden Diapositiven dar. Der Zyklus dauert bei dem Rechner 30, der bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, etwas über 15 Millisekunden. Während des Punktzyklus's wird die von der Lesestufe für die y-Stellung erzeugte Gfraueode information und die von der Stufe zur Bestimmung des Höhen- und Kippfehlers abgeleitete Höhenänderungsinformation dem Rechner zugeführt. Unter Verwendung der bereits im Rechner gespeicherten Information von den vorher abgetasteten homologen Punkten wird eine neue Höhe für die abzutastenden Stellen geschätzt, die neuen Diapositivkoordi-. naten werden berechnet und die entsprechende Information wird

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vom Ausgang des Rechners den entsprechenden Teilen des Systems zugeführt, um die gewünschte Zentrierung auf den Dispositiven für die nächste Analyse der neuen homologen Punkte zu erzielen. Der Zyklus wird dann abgeschlossen und während der automatischen Abtastung immer wieder wiederholt, beispielsweise 500 000 mal für einen Satz von Diapositiven.

Die Art und Weise, wie die Abtastung einer bestimmten Flächeneinheit vor sich geht, soll nun näher anhand von Figur 9 erläutert werden, die Muster 9a - 9f zeigt. In 9a ist das Abtastmuster für einen .Iiiehtfleckab taster dargestellt* Die Form des Abtastmusters ändert sich unter Steuerung des Easterformmadulators 52, hat jedoch gewöhnlieh die Form eines Parallelogrammrasters und nieht die Form eines rechteckigen Rasters, da Ablenkkomponenten sowohl den Ablenkschaltungen für die x- als auch die y-Achse zugeführt werden, um die Neigung des Geländes zu kompensieren. Die von den Photovervielfachern 26 und 27 während einer einzigen vollständigen Abtastung erzeugten elektrischen Signale werden durch geeignete Gatter hindurchgeführt, um in fünf verschiedenen Korrelationskanälen fünf verschiedene Abtastmuster zu erzeugen, die mit 9b, 9c, 9d, 9e und Sf bezeichnet sind. Entsprechende Signale von den beiden Photovervielfachern 26 und 27 für jedes der entsprechenden Abtastsegmente werden verglichen, um Höhenfehlersignale für jedes Segment zu erzeugen. Das dem Abtastsegment 9b entsprechende Mittelflächensignal erzeugt ein wahres Höhenfehler signal und wird dem Rechner 30 zugeführt, um die Höhe zu korrigieren. Die den Mustern 9c und 9d entsprechenden Links-

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und Rechtssegmentsignale ergeben ein der x-Aehse zugeordnetes Kippfehlersignal, -während die Ober- und Uht er segment signal e, die den Mustern 9e und 9f entsprechen, ein y-Achsenfehlersignal ergehen. Wenn die !Correlation zwischen entsprechenden Signalen , in der Mittelfläche schlecht ist, können die Signale von allen fünf Segmenten der Muster Td - f kombiniert werden, um ein besseres Höhenfehlersignal zu erzeugen. Die Kippfehlersignale' werden im Rasterformmodulator 52 verwendet, um eine Neigungsinformation zu liefern. Die Kippfehlersignale werden auch zum Rechner 30 zurückgeführt, um eine genauere Extrapolation des nächsten Höhenwertes zu ermöglichen,-!wodurch der Höhen-' fehler für den Anfang des nächsten Meßzyklus wesentlich ver-

- .'·■.-' .· ■ - ■ - - . " - -■'.■-' ringert wird.

Die beiden Diapositive D^ und D2 und das für die orthogonale Karte vorgesehene Negativ N^ .werden über entsprechende Flächen synchron abgetastet. Die Raster der Lichtpunktabtaster werden je nach dem Betrag und der Richtung der Geländeneigung in Bezug auf die Kamerastellung verschieden stark schräggestellt, um eine genaue Anpassung an den Quadratraster zu erzielen, der zur Abtastung des für die orthogonale Karte vorgesehenen Negativs verwendet wird. Der von der Kathodenstrahlröhre 43 gelieferte Raster wird durch eine quadratische Maske so umrahmt, daß nur die Mittelfläche des Rasters zur Belichtung des Negatives N-j verwendet wird. Weiterhin wird eine etwas . über der Ebene des Negatives liegende quadratische Öffnung verwendet, um eine Verschleierung des Negatives während der

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zur Belichtung der Gesamtfläche verwendeten Zeitspanne zu verhindern.

In dem in den Figuren 1ΟΔ und 1OB gezeigten Blockschaltbild der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind nähere Einzelheiten dargestellt. In den Figuren 10Ä und 1OB sind die einzelnen Elemente mit den gleichen Bezugszahlen ■bezeichnet. Dem Digitalrechner 30 wird Information in Form von allgemeinen Programminstruktionen zugeführt, die beispielsweise auf einem Papierband 101 aufgezeichnet ist. Weiterhin werden dem Digitalrechner 30 noch von einem Datensehreiber 102 Daten über die auszuwertenden Diapositive zugeführt. Der Datenscnreiber 102 ermöglicht es dem Bedienungspersonal, den Rechner auf manuellen Betrieb umzuschalten. Der Datensehreiber 102 kann eine speziell angeschlossene Schreibmaschine sein. Die vom Beeimer gelieferte Information wird einem elektronischen Schalter 104 zugeführt, der unter Steuerung durch den Hechner 30 die Steuersignale den verschiedenen Teilen zur rechten Zeit zuführt. Zur Steuerung der entsprechenden Servoeinrichtungen 35 - 38 zum Antrieb der linsen und der anderen Analoggeräte wird die digitale Information durch Digital-Analog-Wandler 56 - 59 unter Steuerung durch e'ine Digital-Analog-Steuereinheit 55 umgesetzt. Von verschiedenen Teilen des Systems wird Information zum .Rechner 30 zurückgeführt. Für die in analoger Form vorliegende Information ist ein Analog-Digital-Wandler 60 vorgesehen, der die analoge Information in digitale Form bringt, in der sie durch den Rechner 30 verarbeitet werden kann. Die mit Hilfe des Tisches 22 -

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erzielte mechanische Kupplung zwischen den Diapositiven IL und· Dv? und den negativen F^ und N,, ist durch die gestrichelte linie 106 dargestellt, die sich auch zum Geber 86 erstreckt, der die gewünschte Information über die Lage des y-Schlittens Ö1 im Grraucode liefert, und die auch zu verschiedenen Potentiometern 107, 10ö und 109 fünrt, die entsprechende Standortsignale erzeugen, welche dem Rasterformmodulator 52 zugeführt werden.

Modulierte Signale von den entsprechenden Photovervielfachern 26 und 27 werden nach Verstärkung in Videoverstärkern 110 . und 112 über entsprechende Stufen 114 und 115 zur automatischen Verstärkerregelüng einer Korrelatorstufe 116 zugeführt, die ein Teil der Fehlerbestimmungsstufe 62 ist. Das Ausgangssignal der Korrelatorstufe 116 wird dem Fehlerdetektor 117 zugeführt, der die entsprechenden Fehlersignale liefert, welche dann dem Rechner 30 und dem Rasterformmodulator 42 zugeführt werden. Von den Ausgängen der Videoverstärker 110. und 112 stammende Videosignale werden auch einem Stereobetrachter,.61 zugeführt, der vom Bedienungspersonal zu, der der automatischen Abtastung vorausgehenden Einstellung des Systems verwendet wird. Die Videosignale werden auch einem Videowähler 118 zugeführt, der durch den Rechner 3^Ü derart gesteuert wird, daß er von zwei Videosignalen eines auswählt, das dann über einen Videoverstärker 120 zum Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 43 geführt wird, die zum Drucken der orthogonalen Karte dient.· Wie bereits besehrieben wurde,, wird die Lage der entsprechenden

η ciän Fi /·ηκ "

Diapositive und Negative durch die x- und y-Antriebsstufe 24 gesteuert, die eine y-Servoeinrichtung 24a, einen Schrittsehaltmotor 24b und eine Schlittensteuerstufe 24c enthält. Ein Taehometerausgangssignal der y-Servoeinrichtung 24a wird einer Bewegungssperrschaltung 130 zugeführt, welche ein entsprechendes Signal an die Ablenkungsschaltungen 46 - 49 abgibt, so daß die Rasterbilder der Lichtfleckabtaster und der Kathodenstrahlröhren zusammen mit dem Auswerttisch bewegt werden können und es daher nicht erforderlich ist, daß der Schlitten an jedem Abtastpunkt angehalten wird. Ein Zeichengenerator 126 und ein Zeichensehalter 127 ermöglichen das wahlweise Drucken von verschiedenen Bezugszeichen auf die negative N- und N₂-In Verbindung mit der Kathodenstrahlröhre 43 zum Drucken der orthogonalen Aufnahme ist eine Austastschaltung 134 vorgesehen, welche auf bestimmte Signale von der Fehlerbestimmungssehaltung 62 hin einen Druckvorgang verhindert, falls während der automatischen Abtastung eine mangelhafte Korrelation vorliegt. Mechanisch miteinander gekuppelte Sehalter 140A - 14ÖF dienen zur Einstellung der verschiedenen Betriebsarten des Systems. Mit Hilfe der Sehalter 140 kann das Bedienungspersonal das System auf automatischen Betrieb, Handbetrieb oder Markierungsbetrieb einstellen.

Die Korrelationsstufe 116 enthält eine Anzahl von parallelen Kanälen, von denen jeder ein einen Kippfehler oder Höhenfehler darstellendes Fehlersignal liefert, welches der Fehlerdetektoratufe 117 zugeführt wird. Man erhält die Fehlersignale, indem man die Ausgangssignale zweier Korrelatoren subtrahiert, die

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■ von einer Hominalhöhe in beiden Richtungen etwas abweichen. Das Höhenfehlersignal, wird verwendet, um die Raster der Lichtpunktabtaster 40 und 41 in y-Richtung relativ zueinander fortzuschalten und auf diese Weise ,den beobachteten Höhenfehler , zu kompensieren. Nach Jedem Schritt wird durch Prüfen der Differenz festgestellt, ob ein zusätzlicher Fehler-vorhanden ist, und die Folge wird solange fortgesetzt, bis Gleichheit erzielt wird, bei welcher die Abtastung an der richtigen Höhe erfolgt.

Die Arbeitsweise der Korrelationss'tufe 116 ist aus Figur ersichtlich, die in Form eines Blockschaltbildes die zur Erzeugung des* Höhenfehlersignals dienende Schaltung zeigt, welche einen Kanal der Kprrelationsstufe 116 bildet. Die Ausgänge* •zweier Korrelatoren 151 und 152 sind mit einem Differenzverstärker 154 gekoppelt. Die von den entsprechenden Photovervielfächerröhren stammenden Signale werden den Korrelatoren 151 und 152 als Eingangssignale zugeführt. Dabei wird jedem Korrelator das Signal von einem Photovervielfacher unmittelbar zugeführt, während das Signal vom anderen Photovervielfacher über eine entsprechende Verzögerungsstufe 155 bzw. 156 zugeführt wird. Das Ausgangsfehlersignal wird vom Differenzverstärker 15Φ- geliefert,, der die entsprechenden Ausgangssignale der Korrelatoren 151 and 152 miteinander vergleicht, so daß .das daraus resultierende Signal ein Maß für die Verschiedenheit, der beiden Korrelatorausgangssignale ist. Wegen der Verzögerung, ' die eines der Eingangssignale in einer Verzögerungsstttfe 155 oder 156 erleidet, wird die Korrelation zwischen dem verzögerten

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Signal und dem unverzögerten Signal je nach dem, ob die zeitliche Verschiebung der Photovervielfachersignale durch die Verzögerung kompensiert wird oder nicht, entweder verbessert oder verschlechtert.' Die in vereinfachter Form in Figur 2 dargestellten zeitlich verschobenen Signale werden dadurch im einen Korrelator in bessere Korrelation gebracht, während ihre Korrelation im anderen Korrelator verschlechtert wird. Das Ausgangssignal des einen Korrelators, beispielsweise des Korrelators 151» nimmt daher zu, während das Ausgangssignal des anderen Korrelators, beispielsweise des Korrelators 152, abnimmt. Die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen wird im Differenzverstärker 154 gebildet, der ein Fehlersignal bestimmter Polarität liefert, dessen Größe ein Maß für den Höhenfehler ist. Palis andererseits die Signale zeitlich zusammenfallen, was darauf hindeutet, daß die geschätzte Höhe richtig ist, weicht die Korrelation in jedem der Karrelatoren 151 und 152 um den dem Eingangssignal in der Verzögerungsstufe erteilten Verzögerungsbetrag ab. Die Ausgangssignale der Korrelatoren 151 und 152 sind also gleich groß, so daß das sich ergebende Fehlersignal, das gleich der Differenz dieser Ausgangssignale ist, den Wert. Hull hat. Wie anhand von Figur 2 bereits erläutert wurde, ist das Höhenfehlersignal dabei eine Funktion der Größe und Richtung der Abweichung von der wahren Höhe. Der Digitalrechner 30 kann daher di« erforderlichen Höhenkorrekturen machen (durch Einjustierung der relativen lagen derabgetasteten Elemente der Diapositive D₁ und D₂), um die richtige Höhe zu erzielen. ·

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Das in Jigur 1 dargestellte Blοckdiagramm enthält aber darüberhinaus auch noch einen dritten Korrelator 160, dem' unmittelbar von den Photovervielfachern Signale zugeführt werden. Das Ausgangssignal dieses Correlators 160 wird einer Schwellwertschaltung 161 zugeführt, um ein auf Mangel an Korrelation hinweisendes Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird verwendet, um eine Anzeige zu liefern, wenn das System beim automatischen Abtastvorgang außer Tritt kommt, worauf der Mangel an Korrelation zwischen den beiden von den Photoverfielfachern stammenden Signalen zurückzuführen ist. Wenn daher der Korrelatiohswert unter eine vorgegebenen Schwellwert absinkt, wird ein auf Mangel an Korrelation hinweisendes Signal der Austastschaltung 134 (Figur V^A) zugeführt, um die Kathodenstrahlröhre 43 daran zu hindern, daß sie eine fehlerhafte photographische Information ausdruckt. Das auf Mangel an Korrelation hinweisende Signal löst auch eine Alarmanlage 135 aus, so daß das Bedienungspersonal auf diesen Zustand hingewiesen wird, das dann die Diapositivteile durch den Stereobetrachter 61 prüfen und über eine im Rechenprogramm vorgesehene manuelle Eingriffsmöglichkeit das System wieder auf die richtige Spur bringen kann. .

Eine für die Korrelatoren 151, 152 und 160 geeignete Korrelations schaltung ist in figur 12 dargestellt. Diese Korrelationssehai tung arbeitet multiplikativ und enthält Widerstände 210, Dioden 212 und einen. Kondensator, <ϋθ alle zwischen äen Sekundä'rwieilungen zweier Iransformatoren 216 und/217 liegen, denen als Eingangssignale die zu korrelierendeii Signale A und B augeführt

werden. Benachbarte Dioden 212 ergeben zusammen mit den Y/iderständen 210 angenähert eine quadratische Beziehung zwischen Strom und Spannung. Die G-egentakttransformatoren 216 und 217 dienen dazu, daß beide Polaritäten der beiden Eingangssignale A und B zur Verfügung stehen. Die Ausgangsspannung e am Kondensator 214 kann folgendermaßen geschrieben werden:

dt

in der K eine willkürliche Proportionalitätskonstante, R der Widerstand eines der Widerstände 210 und C die Kapazität des Kondensators 214 ist. Je nach dem, ob A + B und A-B positiv oder negativ ist, werden verschiedene der Dioden 212 in den leitenden Zustand übergeführt, um ladung zum Kondensator 214 zu transportieren oder davon zu entfernen. Die obige Gleichung vereinfacht sich zus

Die Ausgangsspannung e_Q ist ein Maß für das Durchschnittsprodukt der beiden Signale A und B, das heißt also ein Maß für den Korrelationsgrad zwischen beiden, falls beispielsweise A und B oszillierende Signale mit willkürlichen Eigen-

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■ schäften sind, hat das Produkt viele positive und negative Anteile und daher .einen geringen Durchschnitt. JTaIIs A und B identisch sind, haben die Augenblicksprodukte immer einen positiven Wert und bilden daher eine sich, nicht aufhebende Polge. ~~~ Das durch die Gleichung (7) dargestellte Integral kann zwar nur angenähert mit der in Figur 12 gezeigten einfachen Schaltung erhalten werden, diese Schaltung eignet sich jedoeh sehr gut zum Nachweis der-Korrelation zwischen den Signalen.

Beim Betrieb des in den Figuren 4 und 1OA und 1OB dargestellten Systems wird der Betriebsartwählschalter 140 zunächst auf Handbetrieb eingestellt, damit das System für automatische Abtastung eingestellt werden kann. Der Handbetrieb dient ;dazu, damit bestimmte Konstanten festgestellt werden können, die zu einer erfolgreichen automatischen Abtastung dem Heeimer zügeführt werden. Die Diapositive D₁ und j)_r werden dabei ziemlich genau in Bezug, auf die durch den Rechner gesteuerten Stellantriebe für den Auswertungstisch 22 eingestellt. Die Diapositive D.J und D2 besitzen bestimmte Punkte, sogenannte Durchgangspunkte, die auf -jeder Aufnahme durch Greländekoordinaten festgelegt sind, die bereits bestimmt und vom Papierband 101 in den Digitalrechner 30 eingegeben sind. Zur Vorbereitung des Systems auf automatische Arbeitsweise müssen bestimmte photogrammetrische Parameter dem Rechner 30 eingegeben werden, was mit Hilfe des Datenschreibers 102 und des Papierbandes 101 erfolgt» Diese Parameter betreffen · die in kartesisehen Koordinaten angegebene lage der Kameras bei der Aufnahme und der DurehgangBpunkte auf den· Diapositiven, " die Korrektur des Kameralinsenfehlers und Information über die

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Höhenintervalle, Nachdem die Diapositive D^ und Dg auf dem Auswertungstisch 22 angeordnet sind, werden die x- und y-Schlitten durch den Bedienungsmann unter Steuerung durch den Rechner auf den ersten ausgewählten Durchgangspunkt bewegt. Wenn die Schlitten die richtige Lage erreicht haben, kann der Durchgangspunkt mit dem Stereobetrachter 61 beobachtet werden, der pro Diapositiv eine Bildröhre und ein genau eingestelltes, elektronisch projeziertes Fadenkreuz enthält. Der Stereobetrachter 61 liefert doppelt vergrößerte Ansichten der entsprechenden Diapositivflächeneinheiten einschließlich des Durchgangspunktes, der abgetastet wird, wenn das System auf manuelle Arbeitsweise geschaltet ist. Durch Steuerung des Rechners 30 über den Datenschreiber 102 kann der Bedienungsmann das System richtig auf den ersten Durchgangspunkt auf jedem Diapositiv mit Hilfe der Fadenkreuze des Stereobetrachters 61 ausrichten. Bei diesem Ausrichtvorgang werden die vorher dem Rechner 30 vom Papierband 101 zugeführten Koordinaten so juetiert, daß sie den Maschinenkoordinaten des Auswerttisches 22 entsprechen. Durch diese Einjustierung wird eine eventuell beim Aufmontieren der Diapositive auf den Auswerttisch entstehende Ungenauigkeit kompensiert, wodurch die Genauigkeit des Systems verbessert und zugleich der Ausrichtvorgang verkürzt wird» da eine genaue Einjustierung der · physikalischen Lage der Diapositive nicht erforderlich ist. Durch den Ausrichtvorgang wird auch eine eventuell sonst in der Elektronik vorhandene Drift kompensiert, wodurch die Stabilität des Systems zusätzlich verbessert wird. Bei der Ausrichtung wird von den im Rechner 30 der zur richtigen Fest-

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Stellung der vorgegebenen Durchgangspunkte erforderliche Korrekturbetrag addiert oder davon abgezogen. Der Rechner 30 nimmt die korrigierte Information auf und errechnet die richtigen Koordinaten für den zweiten Durchgangspunkt, der geprüft werden soll. Der Bedienungsmann betätigt dann den. Rechner derart, daß die Diapositive in die zur Abtastung des zweiten Durchgangspunktes geeignete lage gebracht werden. Der Ausrichtvorgang wird dann wiederholt, so daß der zweite Durchgangspunkt auf die entsprechenden Fadenkreuze im Stereobetrachter 61 zentriert wird. Unter Verwendung der korrigierten Information über die Lage des zweiten Durohgangspunktes und der korrigierten Information über die Lage des ersten Durchgängspunktes errechnet dann der Sechner 30 neue Koeffi zieret en für die Transformationsgleichungen des Rechenprogramms, welche die Beziehung zwischen entsprechenden Punkten auf entsprechenden Diapositiven und den ffiaschinenkoordinaten des Auswertungstisches 22 angeben, wobei letztere zum Ausdrucken der entsprechenden Punkte auf die Negative IL· und Np ausgewählt werden. Der Rechner 30 bewirkt dann die Abtastung eines dritten Durchgangspunktepaares, damit die Genauigkeit der dem Rechner zugeführten Information geprüft werden kann. Ist die Lage des dritten Durchgangspunktes erfolgreich festgestellt /worden, dann wird das System durch Betätigung des Betriebsartschalters 140 auf automatischen Betrieb geschaltet.

vVährerict der Zelt* in welcher das System manuell gesteuert wird, ist weder die Kathodenstrahlröhre 43 noch die Kathoden-■ Strahlrohre %t$ m flachea^ oder Höhende tails auf die Negative

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N₁ und Np zu drucken. Während jedoch mit dem System die verschiedenen Durchgangspunkte beim Ausrichtvorgang abgetastet werden, kann es erwünscht sein, die lage der Durchgangspunkte und anderer bestimmte Markierungspunkte von den abgetasteten Diapositiven auf die orthogonale Karte und die Höhenkarte zu übertragen. Dies kann wahlweise erfolgen, indem man die Betriebsartwählsehalter 140 von Handbetrieb auf Markierungsbetrieb umschaltet und die Ausdrucksschaltung erregt, die den Zeichengenerator 126 und den Zeichenwählschalter 127 enthält. Der in Betrieb befindliche Zeichengenerator 126 liefert ent-

4 *

sprechende Zeichendrucksignale an die Ablenkschaltungen der Kathodenstrahlröhren 43 und 44. Diese Signale bestehen aus einer 400-Hz-Weehselspannung und besitzen eine Amplitude und Phasenbeziehungen, daß das gewünschte Zeichen in Form einer ausgewählten Lissajous-Figur gebildet wird. Mit Hilfe des Zeichenwählschalters 127 kann eingestellt werden, welche von den Xissajous¹sehen Figuren an den Kathodenstrahlröhren 43 und 44 entwickelt wird. Zur Erzeugung eines Kreises werden beispielsweise zwei 400-Hz-Spannungen mit einem Phasenunterschied von 90° vom Zeichengenerator 126 über die Ablenksehaltungen 46 und 49 den orthogonalen Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhren 43 und 44 zugeführt. Von der Arbeitsweise des Systems gesehen, ist es ohne Bedeutung, zu welcher Zeit im Arbeitszyklus die ausgewählten Zeichen ausgedruckt werden. Es ist jedoch praktisch, die Zeichen während des Handbetriebs auszudrucken.

Hat man dem Rechner 30 die einschlägige Information ein-

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; - 44 -

. schließlich, der Information zugeführt_t die während des oben beschriebenen Ausrichtungsvorganges entsteht, dann ist das Kartierungssystem nach der Erfindung fertig für die automatische Abtastung der Diapositive und für die" Bedrückung der Negative. Bei der automatischen Abtastung werden geographische Lagen geprüft, die um Vielfache von 0,25 mm des Systemmaßstabs auf einem senkrecht zur !Fluglinie auf der orthogonalen Aufnahme liegenden Profil auseinanderliegen. Diese Lagen werden dadurch ausgewählt, daß der Eechner 30 genau die Lage des Auswertungstisches 22 steuert. Der Rechner 30 wird zur Berechnung'der Lage von einem gegebenen geographischen Ort und einer geschätzten Höhe .entsprechenden homologen Punkten aufvden beiden Diapositiven verwendet. Obwohl die Diapositive D. und Dp und die Negative N-j. und Ν« -relativ zueinander auf dem Auswertungstisch 22 fest angeordnet sind, können doch Flächeneinheiten der Diapositive 1>2 und D-, die abgetastet werden, relativ zueinander und in Bezug auf den Auswertungstisch 22 mit Hilfe der Linsenservoeinrichtungen 35 - 38 und der durch den Hasterformmodulator 52 gesteuerten Ablenksehaltungen 46 und 47 verschoben werden. Unter Steuerung durch den Rechner 30 richten die Linsenservoeinrichtungen 35 - 38 die elektronische Abtastung auf Flächen, von denen errechnet wurde, daß sie in der Mitte des Bildes des gewählten Geländepunktes auf den Diapositiven D₁ und Dp liegen.

Die Hastergröße der Kathodenstrahlröhren 4-0, 41, 43 ist so bemessen, daß ungefähr eine Flächevon 1,25 χ 1,25 mm auf.dem Negativ N^ und eine entsprechende Fläche auf den Diapositiven .D.J und D₂ abgetastet wird, wobei jedoeh nur der Zentralteil

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dieser Fläche tatsächlich auf das Negativ N^ gedruckt wird. Nachdem die Intensität der Lichtbündel durch das photographische Detail der Diapositive moduliert worden ist, fallen die Lichtbündel auf die Photovervielfächer 26 und 27,. welche die optische Information in entsprechende elektrische Videosignale umsetzen. Falls die abgetasteten Teile der beiden Diapositive den richtigen Abstand haben, der der richtigen wirklichen Höhe entspricht, ist die Zeitdifferenz zwischen den* entsprechenden Videosignalen der Photovervielfächer 26 und 27 gleich Null, wie dies in Diagramm A von Figur 2 dargestellt ist. In einem solchen Falle wird von der Fehlerbestimmungsschaltung 62 ein Höhenfehler mit dem Wert Null an den Rechner berichtet. Falls jedoch die abgetasteten Teile der Diapositive D^ und Dg nicht richtig relativ zueinander ausgerichtet sind, entsteht zwischen entsprechenden Elementen der Videosignale eine Zeitdifferenz, wie dies in den Diagrammen B oder G in Figur 2 dargestellt ist. IDi diesem Falle wird in der Fehlerbestimmungsschaltung 62 die relative Lage der Videosignale so lange verschoben* bis die Zeitdifferenz Null wird. Das dabei entstehende Fehlersignal wird als Korrekturanzeige dieser Unstimmigkeit dem Rechner 30 zugeführt. Die Fehlerinformation wird vom Rechner 30 zur Korrektor der geschätzten Höhe verwendet. Diese wird dann zur Extrapolation der Höhe der nächsten zu prüfenden Fläche verwendet. Für jeden Ort, der geprüft wird, extrapoliert der Rechner aus den vorhergehenden Höhenwerten einen Schätzwert für die nächstfolgende Höhe,. Die im Rechner 30 gespeicherte Höheninformation wird im Laufe .der Abtastung

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. 1Λ48720

durch die HÖhenfehlersignale fortlaufend revidiert und korri-. giert. Dabei wird die korrigierte Höheninformation durch den Rechner 30 verwendet, um. die Helligkeit des Strahlenbündels der Kathodenstrahlröhre 44 mit Hilfe der Intensitätssteuer-

schaltung 145 zu steuern. In ähnlicher Weise wird die Kathodenstrahlröhre 43 betätigt, um ein Bild auf dem Negativ F^ aufzuzeichnen, das dem Videosignal entspricht, das aus den von den Photovervielfachern 26 und 27 stammenden Videosignalen durch den durch, den Rechner 30 gesteuerten YideοSignalwähler 118 ausgewählt worden ist. Auf diese Weise wird der Geländecharakter auf das Negativ N.. und der Höhenwert auf das Negativ.. Np gedruckt, und zwar.an den entsprechenden GFeländekoordinatensteilen. Sowohl die von der Fehlerbestimmungsschaltung 62 gelieferte Information über Höhe und Neigung oder Geländeneigung wird zur Einstellung der Gestalt der Raster der Lichtpunktabtaster 40 und 41 verwendet, um zu erreichen, daß die abgetasteten !!flächen der Diapositive D₁ und Dp genau der abgetasteten fläche des Negatives N. entsprechen. Zu diesem Zwecke dient der Rasterformmodulator 52, der durch Steuerung, der Ablenkungssehaltungen 46 und 47 die Raster der !lichtpunktabtaster in Abhängigkeit von der Geländeneigung und dem Geländeort in Bezug auf die Mitte der gerade abgetasteten Fläche schräg stellt,

Die Art und Weise, in der das System nach der Erfindung eine größere Genauigkeit bei der Punkt-zu-PAinkt-Abtastung· mit Hilfe der Veränderung der form der Raster der Lichtpunktabtaster erzielt, soll nun näher erläutert werden. Dazu wird Bezug auf die oben bereits angegebenen Transformationsfunktionen (4) und (5) genommen _r die nachfolgend nocheinmal angegeben sind.

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(4) x = F(X, Y, Z)

(5) X= G(X, Y, Z)

Diese Transformationsfunktionen geben die Beziehung zwischen den kartesischen Koordinaten der auf den entsprechenden Diapositiven erscheinenden Raster der Lichtpunktabtaster und den Geländekoordinaten X, Y, Z an. Die Geländekoordinaten stehen wiederum durch den vom Bedienungspersonal eingestellten konstanten Maßstabsfaktor mit den Masehinenkoordinaten χ und y in Beziehung*, die der augenblicklichen Lage des Auswerttisches 22 entsprechen. Es wird angenommen, daß die Abtastung einer gegebenen Flächeneinheit des für die orthogonale Karte vorgesehenen.Negativs entsprechend den folgenden kartesischen Koordinatengleichungen erfolgt:

(ö) χ = x_Q +LAx

(9) y = y₀ +LAy

In diesen Gleichungen können χ und y als die Koordinaten des Mittelpunkts der Abtastung betrachtet werden, während I_iX und /Ay innerhalb vorgegebener Abweichungsgrenzen von den Mittelpunktkoordinaten liegen. Schreibt man die Transformationsfunktionen in ähnlicher Weise, so kann die Funktion (4) folgendermaßen entwickelt werden:

(4) x = F(X, Y, Z)
'(10) = F(X₀, Y_o,Z_o) +Jf-ΔΧΗ

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Jedoch ist Z eine Punktion des info. Ige der Geländeneigung von X und Y abhängigen Höhenfehlers und kann folgendermaßen geschrieben werden:

(11)

Aus den Gleichungen (10) und (11)'ergibt sich:

(12) χ = P(X₀,Y₀, Z₀

Die Punktion (5) und die entsprechenden· 'Punktionen für das' zweite Diapositiv können in ähnlicher Weise entwickelt werden. Es ist also ersichtlich, daß die Diapositivabtastungen durch ein Muster mit veränderlichem.Maßstab und veränderlicher Neigung bewegt werden müssen, um eine solche Anpassung an den quadratischen Raster der orthogonalen Projektion zu erzielen, dai3 der gerade beobachtete Punkt mit dem gerade ausgedruckten Punkt übereinstimmt und die Korrelation zwischen den Diapositiven verbessert wird. Da die HöheZ sich mit den Geländekoordinaten , X und Y ändert, ändern sich auch die Koeffizienten der entsprechenden X- und Y-Variablen entsprechend, wodurch für eine solche Einstellung des Maßstabes und der Form der Raster der. lichtpunktabtaster gesorgt wird, daß die Abtastung des orthogonalen Negatives dem verschiedenartigen Gelände angepaßt ist. ■ Bei vertikaler Aufnahme und ebenem Gelände ist die Porm des

'Diapositivrasters identisch mit dem Raster des für die orthogonale Projektion vorgesehenen Negativs. Wenn jedoch das Gelände geneigt ist, wird jedoch der Diapositivraster parallelfb'rmig

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ausgebildet, damit er zu dem. quadratischen .Raster für das Negativ paßt.

Die Hasterformmodulatorscnaltung 52 dient zur Steuerung der gewünschten Schrägstellung der Diapositivraster ent-

sprechend den oben erläuterten Prinzipien, Figur 13 zeigt · ein Blockschaltbild eines einzigen Kanals des Rasterformmodulators 52. Jj¹Ur jede Ablenkschaltung des Lichtpunktabtasters ist eine solche Schaltung vorgesehen. Information über die Höhe wird vom Rechner 30 zugeführt und nach kurzzeitiger Speicherung in den Registern 225 und 226 durch einen Digital-Analog-Umsetzer 220 in brauchbare Form gebracht. Information über die Neigung erhält man durch eine Korrelationsschaltung, die mit den Teilabtastungs-Videosignalen betrieben wird, -wie in Figur 8 gezeigt ist. Multiplikation eines Faktors mit einem anderen erreicht man, indem man einen Digital-Analog-Umsetzer mit dem Ausgangssignal von einem anderen Digital-Analog-Umsetzer erregt, beispielsweise den Umsetzer 224 mit dem Ausgangssignal des Umsetzers 222. Die Potentiometer 107, 108 und 109 liefern elektrische Signale, welche die Koordinaten'. des Diapositivschlittens darstellen. Die Potentiometer 107 und 108 liefern die gewünschten X- und Y-Koordinaten, während das Potentiometer 109 einen Faktor B-X liefert, der durch Fadenverschiebung zwischen dem Potentiometer 109 und dem Potentiometer 108 entsteht und für die speziellen Transformationsgleichungen von Nutzen ist. Ein Spannungsteiler 227 dient zusammen mit einem mit den Potentiometern 107 - 109 verbundenen Schalter 228 zur Erzeugung eines positiven öder-negativen Vor-

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- 5o - ■ ι..;'

zeichens,, aas mit Hilfe des Schalters 228 eingestellt iv^ra kann, wenn, der Schlitten sich durch diese Punkte bewegt, bei denen eine Änderung des Vorzeichens erforderlich ist. Einem Impulsgenerator 230 werden Synchronisationsirapulse vom Syrichronisationsimpulsgenerator 50 zugeführt. Der Impulsgenerator 230 dient zum. Rückstellen eines Integrators 232, der die von den verschiedenen Eingängen des Rasterformmodulators zugeführten Signale speichert. Gegebenenfalls sind Gleichstromverstärker 233 vorgesehen, um gegebenenfalls auftretende Einführungsverluste zu kompensieren. Pas Ausgangssignal des Integrators 232 wird einem Gleichphasenverstärker 234 zugeführt, der wiederum, die notwendigen Gegentaktspannungen an die zugeordnete Ablenk- ^:- ι schaltung des Idchtpunktabtasters liefert. Der Gleichphasen- r^;-..■■; verstärker 234 enthält ein Potentiometer 236, mit dem der Haster ν des Lichtpunktabtasters auf verschiedene Bezugshöhen eingestellt werden kann. Durch Erhöhung oder Verringerung der Einstellung· ^: des Potentiometers-236 kann man den gewünschten Maßstab f ür / ■ einen großen Höhenbereieh umfassende Diapositive erzielen.

•Damit das Abtasten der Diapositive und das Belichten der Negative:durchgeführt werden kann, ohne daß an jedem abzutastenden Punkt der y-Schlitten des Auswertungstisches angehalten und wieder in Bewegung versetzt zu werden braucht, ist eine Anord- · nung vorgesehen, welche die Relativbewegung der Abtastbündel * in Bezug auf die entsprechenden Diapositive und Negative arretiert. ^. Dies wird mit Hilfe der Bewegungssperrschaltung 130 erreicht,

Sl die Signale an die Ablenkungsschaltungen 46 - 49 liefert, durch

*■ welche die Elektronenbündel so abgelenkt werden., daß dadurch die

Bewegung des Auswertungstisches für jeden abzutastenden Punkt ausgeglichen wird. Die Bewegung,s.sp errs ehaltung 130 gewährleistet

nicht nur, daß während der Prüfung der Punkte bei der automatischen Abtastung keine Eelativbewegung zwischen dem y-Schlitten und den Kathodenstrahlröhren stattfinden kann, sondern hat zusätzlich den Vorteil zur Folge, daß der y-Schlitten nicht bei jedem Abtastzyklus angehalten zu werden braucht.

■Wie aus Figur 14 ersichtlich ist, enthält die Bewegungssperrschaltung 130 zwei in verschiedenen Kanälen liegende Verstärker 240A und 240B, denen ein gleichgerichtetes Geschwindigkeitssignal über einen Gleichrichter 242 von einem Tachometer zugeführt wird, der an die zur Bewegung des y-Schlittens vorgesehenen Servoeinrichtung gekuppelt ist. Die Amplitude des gleichgerichteten Signals ist eine lineare Funktion der Geschwindigkeit des y-Schlittens. Information über die Lage erhält man durch Integration der Geschwindigkeitsinformation in den beiden getrennten Kanälen, welche die Verstärker 240A und 240B und in den Hückkopplungsleitungen der Verstärker liegende Kondensatoren 244A und 244B enthalten.

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Die Ausgänge der zwei Integrationskanäle stehen mit den Ablenkschaltungen der Kathodenstrahlröhren in Verbindung, so dass die Raster der Kathodenstrahlröhren eine entsprechende Strecke mit der entsprechenden Geschwindigkeit abgelenkt werden, so dass keine Relativbewegung zwischen dem Schlitten und den'Rastern vorhanden ist. Das Ausgangssignal jedes Verstärkers 24-OA und 240B ist sägezahnförmig und stellt das' Integral des vom Steiltrieb des y-Schlittens stammenden Eingangssignals dar. Die Sägezahnwellenformen sind als Zeitfunktionen ineinander verschlungen und werden unter Steuerung durch den Oszilator 248 durch wechselseitig einander ablösende Änderungen in der Graucodemarkierung der Tiahlage abgebrochen.

Der Digitalrechner 30 steuert den zur Einschaltung eines der beiden Wellenformen dienenden Schalter 249» wodurch die Raster der Kathodenstrahlröhren einschliesslich der Lichtpunktabtaster durch die entsprechenden Ablenkschaltungen zusammen mit dem Tisch während eines bestimmten Rechenzyklus bewegt werden und zu Beginn des nächsten Rechnzyklus ' in- die nächsterwünschte Stellung gebracht werden, wo sich der Zyklus wiederholt. Dieser Zyklus wird von der.Taktgebung des Rechners in Gang gesetzt, die unabhängig von den Graucodeänderungen

'ist, die regelmässig während der kontinuierlichen Bewegung des Auswertungstisehös erscheinen. Aufgrund dieser vorteilhaften Anordnung werden die Raster so gesteuert, dass sie der Bewegung des Auswertungstisches in einer Weise folgen,

■ derzufolge. die Relativbewegung zwischen den beiden Anäögsystemen während Zeitintervallen arretiert ist, die dem

Betriebszyklus des Digitalrechners 30 entsprechen. Das Kechenprogramm enthält ein mögliches Verzögerungsintervall, so dass Tischgeschwindigkeiten möglich sind, die unterhalt dem durch das Programm ermöglichten Maximalwert liegen» Das Digitalsystem und das Analogsystem wird also im wirksamen Gleichlauf gehalten.

Um eine richtige Betätigung der Äblenkungsschaltungen auf das Tachometersignal hin zu erzielen, ist es erwünscht, dass die Kondensatoren 244A und 244B sehr rasch zur richtigen 2eit entladen werden können und trotzdem im nebenschluss zu den Kondensatoren eine hohe Impedanz für die Dauer des normalen Betriebsintervalls aufrechterhalten wird, damit die Ablenkungsspannungen bei verhältnismässig grossen Zeitintervallen, insbesonder während des manuellen Betriebes des Systems, in hohem G-rade stabil gehalten werden. Die Schaltung nach Pig, enthält eine besondere Anordnung zur Erzielung dieser Stabilität. Im Nebenschluss zu den Kondensatoren .24-4A und 244B liegt jeweils eine Neonröhre 246A bzw· 246B, Jeder Neonröhre 246A bzw. 246B ist eine Spule 247A bzw. 247B zugeordnet, die Höhre gewickelt und an den Oszillator 248 gekoppelt ist, um in der Nähe d$r Neonröhre ein elektromagnetisches Feld hoher Frequenz aufrechtzuerhalten. Der Oszillator 248 wird mit der Ankunft einer Änderung in dem vom Wellenübertrager 28 (Fig. 10) gelieferten G-raucode angestossen und liefert das erforderliche » elektromagnetische Feld abwechslungsweise an der einen oder anderen Neonröhre, wodurch die Röhre ionisiert und ein

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niederohmiger Sntladungsweg im. Nebenschluss zum zugeordneten integrationskondensator gebildet wird. Mit Ausnahme des !Falles, dass die Neonröhren 246A und 246B ionisiert sind, bilden sie einen hochohmigen Ifebensehlussweg zu den zugeordneten Kondensatoren 244A und 244B, so dass eine Ladung mit verlässlicher Stabilität verhältnismässig lange Zeit aufrecht-erhalten werden kann. Mit Hilfe der Bewegungsöperrschaltung I30 wird erreicht, dass sich die Raster der Kathodenstrahlröhren in jeder der" Abtastung unterworfenen Stellung in Übereinstimmung mit dem Auswertung s ti sch bewegen, wodurch die G-esamtgenauigkeit des Systems verbessert und sich die zur Steuerung der Lage der Auswertungstischschlitten dienende Einrichtung vereinfacht.

Obwohl die beim System nach der Erfindung verwendeten Korrelatoren zur Feststellung der beim Abtastvorgang auftretenden Höhen- und Neigüngsfehler die gewünschten Pehlersignale liefern, 'ist eine Verfeinerung dieser Signale erwünscht, um die G-enauigkeit zu verbessern, mit welcher die relative Einstellung der Diapositive in Abhängigkeit von den festgestellten Höhenfehlern gesteuert wird. Es ist weiterhin eine Steuerung der Diapositivabtaststellung zur Erzielung einer unmittelbaren Korrektur des Höhenfehlers ohne Zuhilfenähme des Digitalrechners erwünscht, um das ßechenprogramm so einfach wie nur möglich zu halten. Eine diesen Wünschen genügende Anordnung ist in Fig. 15 dargestellt, welche ein

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Blockschaltbild des in Fig. 10 bereits dargestellten Fehlerdetektors 117 und des Analog- Digital- Umsetzers 60 zeigt.

Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, werden einem Integrator 260 analoge Fehlersignale von der in Fig. 11 dargestellten !Correlatorsehaltung zugeführt. Der Integrator 260 hat vorzugsweise die gleiche Form wie ein in Fig. H dargestellter Integrationskanal und besteht aus einem Verstärker mit einem kapazitiven Rückkopplungskreis und aus einer Anordnung zur Rückstellung des Integrators- durch Entladung des im Rückkopplungskreis liegenden Kondensators. Das Ausgangssignal des Integrators 260 wird zwei parallel zueinanderliegenden Schmitt-Triggern 262 und 63 zugeführt. Der eine Schmitt-Trigger dient zur Erzeugung eines positiven Fehlersignals und der andere Schmitt-Trigger zur Urzeugung eines negativen Fehlersignals. Bekanntlich ist der Schmitt-Trigger eine Schaltung, der ein über einem bestimmten Schwellwert liegendes Einganssignal zugeführt werden muss, damit ein Ausgangsimpuls erzeugt wird. Die von den Schmitt-Triggern262 und 263 stammenden Ausgangsimpulse werden einem reversiblen Binärzähler 265 zugeführt, der in geeigneten Abständen ein digitales Fehlersignal an den Digitalrechner 30 abgibt. Die Ausgangssignale des Binärzählers 265 werden auch über einen Digital-Analog-Umsetzer 267 der AbIenkungssehaltung eines der lichtpunktabtaster zugeführt,» Wenn der im Integrator 260 durch Integration des Ausgangssignals der Eorrelator-

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U4872C;

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schaltung gewonnene Höhen-fehler einen vorgegebenen Wert erreicht, wird ein entsprechender Schmitt-Trigger erregt, so dass dem reversiblen Binärzähler 265 ein Impuls zugeführt wird. Gleichzeitig dient der Ausgangsimpuls des erregten Schmitt-Triggers zur Bucksteilung des Integrators 260. Bei Weiterschaltung des Binärzähl'ers 265 wird eine geeignete •Spannung der Ablenkungsschaltung des zugeordneten Lichtpunktabtasters zugeführt, wodurch eine Relativbewegung der abgetasteten Punkte auf den Diapositiven erzielt wird, derart, dass eine Korrektur des festgestellten Höhenfehlers erfolgt. Solange ein additiver Fehler in der dur'ch die Diapositive' dargestellten Höhe vorliegt, wird diese-Korrektur sehr schnell solange wiederholt, bis eine richtige Höhe erreicht ist. Auf diese Y/eise wird, eine Messung der Höhe an jedem abgetasteten Punkt in jedem Rechenzyklus erzielt. V/enn der Höhenfehler 0 ist, dann wird der im Binärzähler gespeicherte · Zählwert dem Digitalrechner zugeführt, der die Höheninformation speichert und in der bereits beschriebenen Weise ~verwendet.

Das selbsttätige Kar tierungssystem nach der vorliegenden Erfindung' dient zur Herstellung von photographischen Karten, in denen topographische Information dargestellt ist, die von zwei einem Stereobild entsprechenden Diapositiven ,entnommen wurde. Die mit dem System nach der ,Erfindung.bergestellten orthogonalen Aufnahmen und Höhenkarten können

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mosaikartig zusammengesetzt werden, um eine vollständige topographische Karte einer grössen !Fläche zu schaffen· Das System nach der vorliegenden !Erfindung ermöglicht die Herstellung von Landkarten aus Luftaufnahmen in kürzester Zeit ohne wesentliche Schwierigkeiten. Die hergestellten Karten zeichnen sich durch grosse Genauigkeit und durch gute Darstellung der Einzelheiten aus. Das System nach der vorliegenden Erfindung arbeitet zuverlässiger und vielseitiger als die "bisher bekannten Systeme. Besonders vorteilhaft ist beim System nach der vorliegenden Erfindung, dass ein Steriobetrachter β1 vorhanden ist, der die Betrachtung der Diapositive im veränderlichen Masstab und mit einer Vielseitigkeit ermöglicht, die durch die bei den bisher in den photogrammetry— sehen Geräten verwendeten Betrachter auftretenden Beschränkungen nicht eingeengt ist. Die mit dem System nach der vorliegenden Erfindung erzielbare Genauigkeit nähert sich den von den Aufnahmen selbst gesetzten Auflösungsgrenzen. Da weiterhin ein Digitalrechner zur Steuerung der Abtastung verwendet wird, ergibt sich die Möglichkeit, dass das System weiteren Entwicklungen ohne weiteres angepasst werden kann, da das 'Rechenprograana ohne Schwierigkeiten abgeändert werden kann. Durch Verwendung eines Digitalrechners als Steuereinrichtung entfallen auch viele sich, amf die Genauigkeit auswirkenden mechanischen feile, die fcei konventionellen photogrammetrisciiea Geräten erforderlich sind«.

obwohl die Erfindung anhand der automatischen Karten— herstellung beschrieben worden ist, kann die Erfindung natürlich- auch auf vielen anderen Arbeitsgebieten Verwendung finden.. Die- in Form der Höhenkarte vorliegende Information kann in einer.anderen zugeordneten Anlage verwendet werden, bei welcher die information über die Höhe unmittelbar zur Steuerung der Bewegung einer Fräsmaschine, oder einer anderen spanabhebenden Werkzeugmaschine verwendet wird, um eine gewünschte Oberfläche zu reproduzieren. Die durch das System nach der vorliegenden Erfindung gewonnene Höheninformation kann beispielsweise auch in digitaler Form auf einem Magnetband gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt und/oder an einem anderen Ort weiter-verwendet werden.

Die vorstehend l>ese'hriebene Ausführurigsform kann natürlich im fiahmen der Erfindung in vielerlei Hinsicht abgeändert" werden. ."' ■" ^; " ^{; :} ■■/"■·"

Claims

Patentanmeldung: Selbsttätiges Kartierungssystem Patentansprüche

1. Photogrammetrisehes System zur Darstellung geometrischer Information über einen Gegenstand, der auf zwei von verschiedenen Kamerastandpunkten aufgenommenen photographischen Aufnahmen dargestellt ist, mit einem ersten elektrischen .Signalgenerator zur Bestimmung eines optischen Merkmals einer Flächeneinheit der ersten Aufnahme und mit einem zweiten elektrischen Signalgenerator zur Bestimmung eines optischen Merkmals einer Flächeneinheit der zweiten Aufnahme und mit einer Korrelationseinrichtung zur Bestimmung des Korrelationsgrades zwischen den Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Signalgenerators, dadurch gekennzeichnet, dass eine JRechenanlage vorhanden ist, die Mittel zum Empfang photogrammetrischer Werte der ersten und zweiten Aufnahme aufweist und dazu dient,

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtech.-Ing. Axel Hansmann, Dlpl.-Phys. Sebastian Herrmann

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um von Funkt zu .Punkt die Beziehung zwischen den Koordinaten eines Raumpunktes in einem Koordinatensystem und die photo,-, graphischen Koordinaten dieses Hauptpunktes auf der ersten und zweiten Aufnahme zu bestimmen,.die Rechenanlage mit Ausgangsmitteln ausgerüstet ist, um den ersten und zweiten Signalgerierator getrennt auf Flächeneinheiten der ersten und zweiten Aufnahme zu richten, die zusammen die gleichen Raumpunkte festlegen, im Rechner Mittel zur Veränderung der ersten Koordinate des Raumpunktes im Koordinatensystem und zur Veränderung der Lage des ersten uncl zweiten Signalge— nerators vorhanden sind, durch welche die durch die Korrelationseinrichtung definierte Korrelation zwischen den von den Signalgeneratoren erzeugten Signale auf einen Maximalwert gebrächt und auf diese Weise die Lage eines Gegenstandes festgelegt wird, der auf den Flächeneinheiten abgebildet ist, auf welcher der erste und zweite Signalgenerator gerichtet ist, und weiterhin Mittel zur Darstellung des Ortes des Gegenstandes, der durch die photogrammetrischen Daten und die Aufnähmen festgelegt ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur unabhängigen Änderung einer anderen als der ersten Koordinate vorgesehen sind und darüberhinaus ein geschlossenes Schleifensystem vorhanden ist, das durch die Rechenanlagegesteuert wird und dazu dient, um die erste Koordinate zu ändern und- die Signalgeneratormittel entsprechend derart

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auszurichten, dass die durch den Korrelator angezeigte Korrelation auf einem Maximalwert gehalten und dadurch automatisch eine laufende' Anzeige der Gegenstandsfläche entlang der anderen Koordinate dargestellt· wird* '

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Signalgenerator als auch der zweite Signalgenerator eine Kathodenstrahlröhre und Mittel enthält, welche die Abtastung wenigstens eines Teils der Oberfläche der Bohre mittels eines Lichtfleckes "bewirken, Mittel zur Abbildung dieses Teils der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre auf die Aufnahmeflächeneinheit und lichtempfindliche-Mittel vorhanden sind, auf welche das durch die Aufnahme hindurchgehende Licht fällt und die ein Signal erzeugen, welches die geometrisch verteilten Merkmale der Aufnahme in Serienform anzeigen.

4* System nach Anspruch 3»dadurch gekennzeichnet, dass,.. auf die Ablenkungsspannungen der. ersten und zweiten. Kja.thodenstrahlröhre einwirkende Mittel vorhanden sind,, welche den . Lichtfleck entlang einer Heihe von parallelen teilen führen, und dass beide Winkel dieser Zeilen in Bezug auf die Koordinatensysteme jeder Aufnahme wie der Winkel der Linie, der den. Anfang jeder Zeile verbindet, derart gewählt werden, dass die Zeilen, entlang denen Abtastung stattfindet, ein Maximum an homologen Gegenstands elementen enthalten, die auf der ersten und zweiten Aufnahme dargestellt sind»

■ ■ . a ' ^et ■ ■■

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Ablenkspannungen einwirkenden Mittel das Abtastmuster für jede neu abgetastete Fläche unter Zugrundelegung der früher bestimmten G-elUndemerkmale der G-egen— standsfläche ändern.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abb"i!düngemittel eine Linse enthalten, welche das Bild des abgetasteten Teils der Kathodenstrahlröhrenoberfläehe verkleinert,

7. System nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die' Mittel zur relativen Einstellung der Signalgeneratormittel entweder eines oder mehrere der folgenden Mittel enthalten: Mittel zum Bewegen der Aufnahmen in Bezug auf einen Maschinenrahmen, Mittel zur Änderung der Lage einer Linse in Bezug auf den Maschinenrahmen und Mittel zur Änderung der Lage einer Fläche auf der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre, die durch den Lichtfleck abgetastet wird, wobei die ersten zweiten und dritten Mittel einzeln oder in Kombination mit anderen Mitteln betätigt werden.

8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass ein erstes optisches Signalgeneratorsystem vorgesehen · ist, welches elektrische Information empfängt, die in Beziehung zu den elektrischen Signalen steht, die iron den ersten und zweiten Signalgenerätoren erzeugt werden, und

weiterhin Mittel zum AbMlden des durch den optischen Signalgenerator gebildeten Bildes auf einen photographischen Auffänger vorhanden sind, wobei der Ort des Bildes auf dem Auffänger in der Rechenanlage in Form der Koordinaten in einer Fläche des Koordinatensystems festgelegt ist.

9. System nach. Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die llittel zur unabhängigen Änderung einer anderen Koordinate als der ersten Koordinate auf eine zweite Koordinate einwirken, die senkrecht zur Verbindungslinie der Kamerastandpunkte verläuft.

10. System nach Anspruch 9, dadurch, gekennzeichnet, dass bei einer Profildarstellung die Mittel zum unabhängigen Ändern der zweiten Koordinate der Flächeneinheiten derart eingestellt sind, dass sie in diskreten sich wiederholenden Stufen arbeiten, wobei bei jeder Stufe die Flächeneinheit auf eine benachbarte Fläche jeder Aufnahme verlegt wird, so dass Information in einer Bei he von Schritten von einem engen Bereich der G-egenstandsflache gebildet wird, die sich entlang der zweiten Koordinatenachse erstreckt.

11. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel zur gleichzeitigen Verschiebung der dritten Koordinate einer Flächeneinheit jeder Aufnahme und zur Umkehrung der Sichtung der sich wiederholenden Verschiebung der zweiten Koordinate, wenn durch die Verschiebung die Flächeneinheit in eine Zone gebracht wird, die in der Nähe der Grenze der durch beide -

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6Η

Aufnahmen überdeckten Fläche liegt» ·

12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Aufnähme auf einer·Unterlage befestigt ist, die im Laufe der !Profilbildung kontinuierlich in der zweiten Koordinatenrichtüng bewegt wird, Mittel vorgesehen sind, welche eine Kompensationsbewegung entweder einer oder beider Linsen und der Äbtastfläche auf der Kathodenstrahlröhre bewirken, so dass die Flächeneinheit der Aufnahme, die durch den Lichtfleck abgetastet wird, im wesentlichen konstant gehalten wird, und die nach beendeter Ab- . tastung einer Flächeneinheit eine schnelle Bewegung entweder einer oder beider Linsen und der Abtastfläche bewirken, so dass das Bild der Abtastfläche auf eine neue Flächeneinheit gerichtet wird, und weiterhin dadurch gekennzeichnet,dass diese Mittel diese Arbeitsweise' solange fortsetzen, bis eine quer zur gewöhnlich durch die erste und zweite Aufnahme überdeckte Fläche beendet ist, ·■-'-;■ · · .

13. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Darstellung der ersten Koordinate auf einer Oberfläche, die derart ausgebildet sind, dass mit ihnen erste, zweite '"""-"- und dritte Oberflächenzeichen geschrieben werden können, die, wenn sie.in dieser Ordnung oder in WiederhAlungengeschrieben sind, einen kontinuierlichen Ans,tieg, der ersten Koordinate *-:>"'· anzeigen,- so dass ,eine erste FläeJae, .wenn sie in einem Reichen, dargestellt;-ist und an,zwei Flächen ängrenz-t.> die, beide gleiejier-

0^5/05^! fi ;-

1$

weise durch ein anderes Zeichen bezeichnet sind, dann und nur dann bezeichnet wird dass sie einen Ort enthält, in denen die erste coordinate durch einen Extremwert läuft,

14. System nach Anspruch 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Darstellung der ersten Koordinate eine vierte Kathodenstrahlröhre, und eine festsbehende Linse enthalten, die Kathodenstrahlröhre Information über die erste Koordinate empfängt, die. den korrelierten Flächeneinheiten der ersten und zweiten Aufnahme zugeordnet ist, die Koordinateninformation zur Veränderung der Lichtintensität des Lichtfleekes der vierten Kathodenstrahlröhre verwendet wird und Mittel vorhanden sind, durch welche das durch Linse gebildete Bild des Lichtes auf einen photographischen Auffänger in Abhängigkeit mit einer orthogonalen Hauptkoordinate der Flächeneinheit geführt wird.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der photographische Auffänger auf einem l¹isch befestigt ist, der auch die' Aufnahmen abstützt und der in Richtung der zweiten und dritten Koordinaten verschiebbar ist. ·

16. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über die ersten Koordinaten der G-egenstandsflache auf den photographischen Auffänger in i'orm von drei verschiedenen optischen Dichten aufgezeichnet wird,, die

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drei Helligkeitswerten des Liehtfleckes der vierten Kathodenstrahlröhre zugeordnet sind.

17. System nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenanlage einen Ziffernrechner enthält, dem photogrammetrische Werte über die erste und zweite Aufnahme in Form von EingangsSignalen zugeführt werden und der derart programmiert ist, dass er X, Y, Z - Koordinaten eines orthogonalen Systems in x¹ y^f- und x¹.¹ y¹ '- Koordinaten der ersten und zweiten Aufnahme umsetzt,

18. System nach Anspruch 17, dadurch "gekennzeichnet, dass der xieehner Ausgabeeinrichtungen mit Di_:gital-Analog-U'msetze,rn besitzt, deren Ausgange mit dem x, y-Antrieb je4er Aufnahme-, koordinate verbunden ist. ·....-

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19, System nach'Anspruch 17,' dadureh.gekennzeichnet,, dass,. zusätzlich zum Digitalrechner eine Analogreeheneinrichtung · vorhanden ist, deren .Ausgangssignale zusammen rn^t den Ausgangs signal en der Digital-Analog-Umsetzer zur Betätigung der x, y-Antriebe der Aufnahme dienen. . . ... _v.

20, System nach Anspruch 17, dadurch· gekennzeichnet, dass ■ der-Tisch, auf welcher Aufnahmen für YevSchiebung in-die ■ X- und Y-Eichtuiig befestigt sind, mit. Einrichtungen verbunden ist,· weichig die Iiage des Tisches in digitale Signale umsetzen, und die X- und X-Koordinaten des (Disches absatzweise dem ;>. .

Digitalrechner zuführen.

21. System nach Anspruch 20 und 1Ü, dadurch gekennzeichnet, ■ dass die Digital-Analog-Umsetzer ein den digitalen Vierten X.J, y\j, den Aufnahme koordinaten der ersten Aufnahme, und den digitalen Werten χ«» Ύοι &^en Aufnahmekoordinaten der zweiten Aufnahme, entsprechende Signale erhalten und diesen Signalen entsprechende analoge Ausgangssignale erzeugen, die den entsprechenden x- und y- Servotrieben der Linsen zugeführt werden, welche Bilder der Kathodenstrahlröhren auf der ersten und zweiten Aufnahme bilden, während das Fehlersignal jedes dieser Servotriebe als Eingangssignal den Ablenkungsschaltungen der Kathodenstrahlröhren zugeführt wird, um das digitale Ausgangssignal des Digitalrechners im wesentlichen ohne Verzögerung auf Flächen anzuwenden, von denen die Signalgeneratoren ein Signal erhalten.

22. System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass ein Stereobetrachter vorhanden ist, der zwei weitere Kathodenstrahlröhren enthält, denen die Signale- des Bildes des ersten und zweiten Signalgenerators zugeführt werden, der Sterio—. betrachter mit Mitteln zur unmittelbaren Beobachtung der-Flächeneinheiten der. ersten und zweiten Aufnahmen versehen ist und auf jedem den von den. Kathodenstrahlröhren gebildeten

. Bildern eine Markierung vorhanden ist, die bei der Eingabe photogrammetrischer Daten in den Digitalrechner verwendet werden

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kann und die es möglich macht, die A'ufnahmekoordinaten mit den Stellen .in Beziehung zu setzen, wo die Aufnahmen auf ihren Unterlagen angeordnet sind.

23. Verfahren zur G-ewinnung und Darstellung von Information aus zwei von verschiedenen Kamerastandpunkten aus von einer einzigen G-egenstandsflache gemachten Aufnahmen und aus diesen Aufnahmen zugeordneten photogrammetrysehen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner derart.programmiert wird, dass er von Punkt zu Punkt die Beziehung zwischen den Koordinaten eines Saumpunktes in einem·vorgegebenen Koordinatensystem und den Aufnahmekoordinaten -dleses Punktes auf .".■* t - - "/"■■■ / ,

.den ersten und zweiten Aufnahmen liefert, mit Hilfe des Rechners erste und zweite Signalgeneratormittel auf' Flächen gerichtet werden, die homologe Punkte der ersten und zweiten Aufnahme enthalten, und die Korrelation der von den Signalgeneratoren erzeugten Signale bestimmt und der Ort des Gegenstandes dargestellt wird, für den Korrelation ifes-tgsstellt worden ist. _; -.■.--■

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