DD209090A3

DD209090A3 - Ablaufsteuerung bei luftbildkammern

Info

Publication number: DD209090A3
Application number: DD23294781A
Authority: DD
Inventors: Christian Elstner; Hary Toepert; Gert Lichtenauer; Volker Oehmke
Original assignee: Christian Elstner; Hary Toepert; Gert Lichtenauer; Volker Oehmke
Priority date: 1981-09-01
Filing date: 1981-09-01
Publication date: 1984-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ablaufsteuerung bei Luftbildkammern mit einem Drehscheibenverschluss und einer Vorwaertsbewegungskompensationdurch Kippung, die in Satelliten, Flugzeugen o.ae. eingesetzt werden. Mit einer erfindungsgemaessen Ablaufsteuerung wird ein minimaler Fotografierzyklus unter Einhaltung der Sollwerte fuer die Geschwindigkeit der Vorwaertsbewegungskompensation und der Verschlussgeschwindigkeit bezueglich einer vorgegebenen Aufnahmeposition zur Objektebene erzielt. Mit Hilfe einer Synchronimpulserzeugungseinrichtung wird die Verschlussstellung in Form einer Impulsfolge ausgegeben, die am Ausloeseeingang einer Startzeitermittlungsschaltung anliegt. Durch Verarbeitung einer Vorgabespannung fuer die Verschlussgeschwindigkeit, einer Vorgabespannung fuer die Geschwindigkeit der Vorwaertsbewegungskompensation und einer Vorgabespannung fuer das Hochlaufen der Steuerspannung fuer die Motoransteuerung Vorlauf wird eine Schalteinrichtung angesteuert und die Verbindung zwischen der Vorgabespannung fuer das Hochlaufen der Steuerspannung fuer die Motoransteuerung Vorlauf und einem Steuerfunktionsgeber, der mit einer Motoransteuerung Vorlauf gekoppelt ist, geschaffen. Nach der Belichtung wird der Vorwaertsbewegungskompensationsmotor mittels einer Motoransteuerung Ruecklauf in die Ausgangslage gebracht, die abhaengig von der eingestellten Vorgabespannung fuer die Geschwindigkeit derVorwaertsbewegungskompensation ist.

Description

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Titel der Erfindimg : Ablaufsteuerung bei Luftbildkammern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Ablaufsteuerung bei Luftbildkammern mit einem Drehscheibenverschluß und einer Vorwärtsbewegungskompensation durch Kippung, die in Satelliten, Plugzeugen o.a. eingesetzt werden. Sie ist überall dort anwendbar, wo es auf besonders kurze Zeitabstände zwischen zwei Aufnahmen ankommt und insbesondere bei Reihenaufnahmen mit hohen Überdeckungsgraden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In Raumflugkörpern, Satelliten, Flugzeugen und anderen geeigneten Trägermitteln werden oft Luftbildkammern verwendet, die mit elektrisch angetriebenen Verschlüssen und Vorwärtsbewegungskompensationseinrichtungen zur Erhaltung des Fotografierzyklusses und zur Beseitigung des Einflusses der Bildwanderung ausgerüstet sind. Im Artikel "Einsatz von photοgrafischen Meßkammern im Weltraum" von Prof. Dr.-Ing. G. Konecny, Universität Hanover und Dipl.-Physiker M. Schroeder, Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt Oberpfaffenhofen, veröffentlicht in "Allgemeine Vermessungsnachrichten" Heft 7, 1979, S. 257 - 265, werden mögliche Kompensationsvarianten aufgezeigt. Grundsätzlich gehen die bekannten Arbeitsprinzipien davon aus, daß elek-

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tris.ch angetriebene Verschlüsse zu bestimmten Zeiten, in denen die Fluggeschwindigkeit, die Plughöhe, die Brennweite tind der Bildwinkel des Objektivs und der Uberdeckungsgrad Berücksichtigung finden, ausgelöst v/erden.

In der Erfindungsbeschreibung DE-AS 2542 031 wird die Vorwärtsbewegungskompensation mittels einer mit einem Exzenter verschiebbaren Platte realisiert. In .Firmenschriften der Firmen Fairchild (KG 6 A Mapping Gamera), ITEK (Metrik Camera), VEB Carl Zeiss JEM (MKF-6 Multispektralfotokamera) werden luftbildkammern vorgestellt, die die Vorwärtsbewegungskompensatlon und die Verschlüsse elektrisch regeln. Dabei ist.die Auslösung von Reihenaufnahmen mit. vorgewähltem Uberdeckungsgrad unabhängig von der gewählten Belichtungszeit möglich. '..

In dem Artikel "A Large Format Camera for Shuttle", in. "Photogrammetric Engeneering & Remote Scanning" 1979, S-.' 73 wird über die Kompensation der Bildverwaschung mit Hilfe elektronisch angetriebener Spiegelsysteme berichtet. Diese bekannten Anordnungen, in denen durch einen Kippvorgang die Bildbewegung kompensiert wird., können das Erreichen der SoIlgeachwindigkeit der Vorwärtsbewegungskoni ρ ensat ion und des Verschlusses in einer exakt vorgegebenen Aufnahmeposition sur Objekt ebene· bei minimalem Fotografierzyklus nicht' ge- wäbrleisten, da. die zeitliche Folge der Bewegungsabläufe nur ,? ehr -groß aufeinander abgestimmt sind.

Ziel· der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit geringstem Aufwand einen-mi« ninal.en Fotograf'ierzyklus unter Einhaltimg der Sollwerte für die Geschwindigkeit, der Vorwärtsbewegungskompensat.ion und der Verschlußgeschwind'igkeit bezüglich einer vorgegebenen Aufnahmeposition zur Objektebene zu gewährleisten.

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Wesen der Erfindimg

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem derart zu schaffen, daß eine Zeitverkürzung für Vor- und Rücklauf der Bewegungskompensation am Gesamtzyklus erzielt wird. ..

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ablaufsteuerung bei Luftbildkämmern mit einem Drehscheibenverschluß und einer Vorwärtsbewegungskompensation, bei denen eine Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation, eine Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit, der ein auf diese Vorgabespannung reagierender Verschlußregelkreis für einen Verschlußmotor nachgeordnet ist, und eine Synchronimpulserzeugungseinrichtung zur Kennzeichnung der Verschlußstellung vorhanden sind, dadurch gelöst, daß einem Vorwärtsbewegungskompensationsmotor nacheinander eine Motoransteuerung Vorlauf, ein Steuerfunktionsgeber, der über einen Signalleitungseingang mit der Synchronimpulserzeugungseinrichtung verbunden ist, eine Schalteinrichtung und eine Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf vorgeordnet sind, daß eine Startzeitermittlungsschaltung zur Betätigung der Schalteinrichtimg an dessen Steuereingang vorhanden ist, die elektrische Verbindungen über einen ersten Summiereingang mit der Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit, über einen zweiten Summiereingang mit der Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation, über einen Auslöseeingang mit der Synchronimpulserzeugungseinrichtung und über einen Vergleichsspannungseingang zum Vergleich der aufgebauten Summenspannung ab dem Auslösemoment mit der Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf aufweist, daß eine Motoransteuerung Rücklauf über eine elektronische Schalteinrichtung mit dem Vorwärtsbewegungskompensationsmotor verknüpft ist, und daß ein Vergleicher, vorhanden ist, der über einen ersten Vergleichseingang mit der Vorgabespannung für die Geschwindigkeit·der Vorwärtsbewegungskompensation, über einen zweiten Vergleichseingang mit einem Winkelfunktionsgeber

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und über seinen Ausgang mit einem Steuereingang der elektro-. nisclien Schalteinrichtung verknüpft' ist. Dabei kann der Steuerfunktionsgeber aus einer HochlaufSteuerung und einer Haltesteuerung bestehen. Besonders einfach kann man die Hoch-· laufsteuerung gestalten, wenn man dafür einen Integrator verwendet. Die Haltesteüerung könnte derart gestaltet sein, daß sie aus einer .Umschalteinrichtung, die,; den Signalleitungseingang aufweist,, und einem Analogspeicher besteht. Ein möglicher Aufbau der Startzeitermittlungssehaltung ergibt sich, wenn sie sich aus einem elektronischen Schalter mit dem Aus-'. löse eingang zur Herstellung der Verbindung zwischen-dem- Ausgang eines Verknüpfungsgliedes, das den ersten Summiereingang und den zweiten Summiereingang aufweist, und dem Eingang eines Zeitgliedes und einem sich daran anschließenden Schwellwertschalter zusammensetzt. Hierbei ist der Schwellwertschalter über seinen Vergleichsspannungseingang mit der Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf und über seinen Ausgang mit der Schalteinrichtung verbunden. Eine einfache Variante ist denkbar, wenn für das Zeitglied ein linearer Integrator, das .Verknüpfungsglied ein;Summierverstärker, und den Schwellwertschalter ein Komperator gewählt wird. Einebesonders einfache Motoransteuerung Vorlauf kann dann realisiert.-werden, wenn für den Vorwärtsbewegungskompensationsmotor ein Schrittmotor verwendet wird. Somit kann die Motoransteuerung Vorlauf aus einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer mit nachfolgenden Impulsformer und Leistungsverstärker bestehen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß man mit geringstem Aufwand einen minimalen Fotografierzyklus unter Einhaltung der Sollwerte für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation und der Verschlußgeschwindigkeit erzielt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß bezüglich einer vorgegebenen Aufnahmeposition zur Objektebene unter Einhaltung der Sollwerte für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation und der Verschlußgeschwindigkeit eine Belichtung vorgenommen werden kann,

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Ausf ührung; sb ei spi el

Die Erfindung soll nachstehend anhand einen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen .... Fig. 1 das Funktionsschema einer erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung und- ...

Fig. 2 ein Diagramm von Impulsen, die während des Betriebes der Ablaufsteuerung auftreten.

In dem Schema nach Fig. 1 ist als Kernstück eine Luftbildkammer 1 mit den Baugruppen Verschluß 3 und Vorwärtsbewegungskompensation 2 dargestellt. Dem Verschluß 3 sind nacheinander ein Verschlußmotor 4, ein Verschlußregelkreis 6 und eine Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit vorgeordnet. Mit dem Verschluß 3 ist weiterhin eine Synchronimpuls erz eugungs einrichtung 12 vertamden. Sin elektronischer Schalter 10, der über seinen Auslöseeingang mit der Synchronimpuls erz eugungs einrichtung 12 verbunden ist, stellt die Verbindung zwischen einem Summierverstärker 9 .und einem Integrator 11 her. Zuvor wird die Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit 7 mit einer Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation 3 mittels des Summierverstärkers 9 verknüpft. Dem Integrator 11 ist ein Komperator 14f der über seinen Vergleichsspannungseingang mit einer Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf 13 verbunden ist, nachgeschaltet. Der Ausgang des Komperators 14 ist mit einer Schalteinrichtung 15 verknüpft, die am Eingang mit der Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf 13 und am Ausgang mit einem linearen Integrator 16 zusammengeschaltet ist. Dem linearen Integrator 1.6 sind in Reihe eine Umschalt- : einrichtung 17, ein Analogspeicher-18, eine Motoransteuerung Vorlauf 19 und ein Schrittmotor 5 nachgeordnet. Dabei ist die Umschalteinrichtung 17 über seinen Signalleitungseingang mit der Synchronimpulserzeugungseinrichtung 12 verbunden. Desweiteren ist eine Motoransteuerung Rücklauf

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20 vorhanden, die über eine elektronische Schalteinrichtung

21 mit den Schrittmotor 5 'verbunden ist. Über ein Steuereirigang der elektronischen Schalteinrichtung 21 ist die elektronische Schalteinrichtung 21 mit einem Vergleicher 22, der über einen ersten Vergleichseingang mit der Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation 8 und über einen zweiten Vergleichseingang mit einem Winkelfunktionsgeber 23 verknüpft ist, verbunden. Der Winkelfunktionsgeber 23 weist eine Verbindung zur Vor-' . wärtsbewegungskömpensation 2 auf.'

Each Fig.. 1 hält der Verschlußregelkreis die Verschlußgeschwindigkeit der Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit 7 folgend konstant* Mittels der Synchronimpulserzeugungseinrichtung 12 wird die Verschlußstellving in Form einer Impulsfolge ausgegeben. Dabei ist t_ß der Zeitpunkt für Verschluß Öffnung und t. der Zeitpunkt für Verschluß αchließung. Als Signal A nach Fig. 2 erscheint diese Impulsfolge am Auslöseeingang des elektronischen Schalters 10 vuiä betätigt diesen zum Zeitpunkt t... Somit gelangt eine Vorgabespannung an den Eingang des Integrators 11, die zuvor durch den Summierverstärker 9 aus den beiden Vorgabespannungen 7, 8 vorzeichenrichtig und mit einer entsprechenden Verstärkung (Anpassung an die Apparatur) gebildet wurde. Die am Ausgang des Integrators 11 entstehende Spannung und die Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf 13 werden im Komperatof 14 verglichen. Ergebnis ist ein Signal B nach Fig. 2, dessen Impulsbreite sich in Abhängigkeit von den Vorgabespannungen 7, 8 ändert und durch Ansteuerung der Schalteinrichtung 15 den Startzeitpunkt des linearen Integrators 16 festlegt. Zum Zeitpunkg t_Q wird durch den Impuls des Diagramms A entsprechend Fig. 2, der über die Signal!eitung von der Synchronimpuls erz eugungs einrichtung 12 ankommt, der Analogspeicher 18 vom linearen Integrator 16 durch die Umschalteinrichtung 17 getrennt, wobei der zuletzt gespeicherte Spannungswert gehalten wird. Nach Abschluß der Belichtung, d. h, bei Erreichen des Zeitpunktes t., stellt die elektronische Schalt-

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einrichtung 21 die Verbindung zwischen Motoransteuerimg Rücklauf 20 und Schrittmotor 5 her· Durch die Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation S wird der Standort der Endlage Rückwärts der Luft- 5 bildkammer 1 bestimmt, d. h. am ersten Vergleichs eingang liegt ein Sollwert an. Durch den Winkelfunktionsgeber 23 wird ständig ein Signal abgegeben, das dem 1ststand der Luftbildkammer 1 entspricht. Dieser Istwert.liegt am zweiten Vergleichseingang an. Durch ein So11-Ist-Wertvergleich im Vergleicher 22 bleibt die elektronische Schalteinrichtung 21 solange geschlossen, bis der Istwert den Sollwert.'erreicht hat. Danach trennt die elektronische Schalteinrichtung 21 die Verbindung zwischen Kotoransteuerung Rücklauf 20 und Schrittmotor 5 auf. Kennzeichnend für diesen gesamten Ablauf, den der Schrittmotor 5 während eines Fotografierzyklusses vollzieht ist im Diagramm C gemäß Fig. 2 dargestellt. Es verstreicht also in Abhängigkeit von der Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation 8 eine Verzögerungszeit Ty₁* bei schneller Vorwärtsbewegungskompensation oder Typ» bei langsamer Vorwärtsbewegungskompensation. Danach setzt die Hochlaufzeit entweder TtT₁ oder Τ,τρ ein, D. h., der Schrittmotor 5 wird beschleunigt und erreicht zum Zeitpunkt t_Q seine Sollwerte für die jeweils eingestellte Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation 8. Bis zum Zeitpunkt t₁ wird die Sollgeschwindigkeit des Schrittmotors 5 beibehalten und'danach, wie aus Diagramm 0 nach Fig. 2 ersichtlich, negativ beschleunigt, d. h. der Schrittmotor 5 fuhrt eine entgegengesetzte Bewegung aus. Diese Rücklauf zeit Tp,.

bzw. 'Tp,£ ist wieder abhängig von der jeweils eingestellten Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der.Vorwärts bewegungskompensation'8,. da diese die Ausgangslage bzw. die Endlage Rückwärts der Luftbilökammer 1 bei der Kompensation bestimmt.. Nach den Zeiten T₁-,., bzw. T₁₃₀ befindet sich die Luftbildkam-.

mer 1 wieder in der Ausgangslage.

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Claims

Erf indungsans pruch

1. Ablaufsteuerung bei Luftbildkammern.mit einem Drehscheibenverschluß und einer Vorwärtsbewegungskompensation, bei denen eine Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation, eine Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit, der ein auf diese Vorgabespannung reagierender Verschlußregelkreis für einen Verschlußmotor nachgeordnet ist, und eine Synchronimpulserz eugungseinrichtung zur Kennzeichnung der Verschlußstellung vorhanden sind, gekennzeichnet dadurch, daß einem Vorwärtsbewegungskompensationsmotor nacheinander eine Motoransteuerung Vorlauf, ein Steuerfunktionsgeber, der über einen Signalleitungseingang mit der Synchronimpulserzeugungseinrichtung verbunden ist, eine Schalteinrichtung und eine-Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf vorgeordnet sind, daß eine Startzeitermittlungsschaltung zur Betätigung der Schalteinrichtung an dessen Steuereingang vorhanden ist, die elektrische Verbindungen über einen ersten Summiereingang mit der Vorgabespannung für die Verschlußgeschwindigkeit, über einen zweiten Summiereingang mit der Vorg8.bespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation, über . einen Auslöseeingang mit der Synchronimpulserzeugungseinrichtung. und über einen Vergleichsspannungseingang .

zum Vergleich der aufgebauten Svmmenspannung.ab dem Auslösemoment mit. der.Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die.Motoransteuerung Vorlauf aufweist, daß eine Motoransteuerung Rücklauf, über eine elektronische Schalteinrichtung mit dem-Vorwärtsbewegungskompensationsmotor verknüpft ist, und daß ein .Vergleicher vorhanden ist, der über einen ersten Vergleichseingang mit der Vorgabespannung für die Geschwindigkeit der Vorwärtsbewegungskompensation, über einen zweiten Vergleich se ingang mit einem Winkelfunktionsgeber und über seinen Ausgang mit einem. Steuereingang der elektronischen Schalteinrichtung verbunden ist.

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2. Ablaufsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Steuerfunktionsgeber aus einer Hochlaufsteuerung und einer Haltesteuerung besteht.

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3· Ablaufsteuerung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Hochlaufsteuerung aus einem linearen Integrator besteht.

4. Ablaufsteuerung nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Haltesteuerung aus einer Umschalteinrichtung, die den Signalleitungseingang aufweist, und einem Analogspeicher besteht.

5. Ablaufsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß die Startzeitermittlungsschaltung aus einem elektronischem Schalter mit dem Auslöseeingang zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Ausgang eines Verknüpfungsgliedes, das den ersten Summiereingang und den zweiten Summiereingang aufweist, und dem Eingang eines Zeitgliedes und eines sich daran anschließenden Schwellwertschalters, der über den Vergleichsspannungseingang mit der Vorgabespannung für das Hochlaufen der Steuerspannung für die Motoransteuerung Vorlauf und über seinen Ausgang mit der Schalteinrichtung verbunden ist, besteht.

6. Ablaufsteuerung nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Zeitglied aus einem Integrator besteht.

7. Ablaufsteuerung nach Pnkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß der Schwellwertschalter aus einem Komperator besteht.

8. Ablaufsteuerung nach Punkt 5> gekennzeichnet dadurch, daß das Verknüpfungsglied aus einem Summierverstärker besteht. .

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9. Ablaufsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Vorwärtsbewegungskompensationsmotor ein Schrittmotor ist.

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10. Ablaufsteuerung nach Punkt 1 und 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Motoransteuerung Vorlauf aus einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer mit nachfolgenden Impulsformer und Leistungsverstärker besteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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