Brevet FR2032497A1 — publié le 19701127

■- :sr .f"! ■■£§■.- - 70 07073 1 2032497 La présente invention se rapporte à des mécanismes de commande de variation d'échelle pour les appareils d'enregistrement photogrammétriques et notamment pour des appareils cartographiques. Dans la photogrammétrie, deux photographies d'une même région sont utili-5 sées stéréoscopiquement pour produire une carte de la région considérée. Ces photographies sont généralement obtenues d'un avion : inévitablement, les photographies sont plus ou moins inclinées par rapport à l'horizon et il se produit des différences de hauteurs entre les deux positions de prise de vues, différences qui doivent être corrigées lorsqu'on utilise les photogra-10 phies pour tracer une carte de la région. Il existe déjà des enregistreurs photogrammétriques pourvues de mécanismes permettant de corriger complètement et exactement ces erreurs, mais ces appareils ont le défaut d'être compliqués et coûteux. Il existe également d'autres instruments plus simples qui permettent des corrections approximatives, qui sont beaucoup moins chers, mais égale-15 ment moins précis et, de ce fait, sont moins bien adaptés pour la production de cartes à échelle réduite. ' La présente invention se rapporte à des mécanismes de commande de variation d'échelle pour des appareils cartographiques dits " de troisième ordre" c'est-à-dire, d'appareils qui n'assurent que des corrections approximatives 20 des écarts par rapport à la position idéale des positions de prise de vues . Comme base pour une correction approximative, on suppose, dans la présente invention, que tous les déplacements angulaires de l'appareil photographique prenant les vues sont petits, de sorte que l'on peut admettre que la valeur du sinus dé l'angle d'inclinaison est égale à l'angle lui-même et que la valeur 25 de son cosinus est égale à 1. Si l'on prend deux directions horizontales orthogonales x, x, l'axe x étant dans un plan vertical passant par les emplacements auxquels les deux photographies sont prises, et si l'on désigne par x^, et x2, les coordonnées des points coïncidents sur chacune des photographies, on trouve qu'en 30 utilisant l'approximation angulaire spécifiée ci-dessus, il est possible de définir les corrections nécessaires A à apporter à ces coordonnées comme suit : . A Ei = + il*]2 + + A —2 = —2 + —2—2^ + -2^-2 + —2—2^2 35 + i A X2 = £2' + b2'X22 + ç2'x2 + d2'x2l2 Selon l'invention, un mécanisme de commande de variation d'échelle pour un enregistreur photogrammétrique comprend une table à dessin, une monture pour 40 tenir un organe de dessin destiné à tracer un plan sur cette table, une première fcjî 70 07073 2 2032497 et une seconde tables mobiles l'une par rapport à l'autre qui sont montées sur un chariot et qui sont adaptées respectivement à supporter deux photographies d'une même région, des moyens reliant l'une, au moins, desdites tables mobiles à ladite monture, un système optique à travers lequel ladite région représen-5 tée sur les deux photographies peut être vue en stéréoscopie, des moyens pour effectuer séparément un réglage relatif entre le système optique de chacune des deux tables mobiles de façon à produire, au moins en partie, la correction voulue de l'inclinaison de chacune des photographies par rapport à l'horizontale et de la différence de hauteurs des deux positions auxquelles les photo-10 graphies ont été prises, un dispositif d'agrandissement réglable reliant les-dits organes de dessin à l'une des deux tables mobiles et des moyens de transmission de mouvement reliés à la première table mobile de façon à faire varier l'espacement desdites tables mobiles quand l'agrandissement varie. Le terme "agrandissement" est utilisé ci-contre dans un sens absolu et 15 entend comprendre aussi dans son acceptation un "agrandissement" négatif. Dans un mode de réalisation préféré, ledit dispositif d'agrandissement réglable comprend un système pantographique comportant un bras portant ledit organe de dessin et qui est relié à travers des éléments de suspension audit chariot, lesdits éléments de suspension étant déplaçables perpendiculairement 20 à ladite table de dessin et audit chariot. De préférence, les, moyens de transmission de mouvement comprennent une biellette articulée à l'une desdites tables mobiles et audit chariot commun, un ruban étant également monté entre ladite biellette et lesdits éléments de suspension. 25 La liaison d'articulation entre la première table mobile et la biellette comporte, de préférence, un bloc coulissant sur une tige fixée à la première table et qui porte un galet au contact de la biellette. L'invention comprend aussi un enregistreur photogrammétrique équipé d'un mécanisme de commande .de variation d'échelle tel que spécifié ci-dessus. 30 Cet enregistreur comporte, de préférence, un agencement stéréoscopique qui est parfaitement symétrique pour les deux photographies. Ledit enregistreur comporte, de préférence, un dispositif de mesure de hauteur. Ledit agencement peut comporter, au moins, un miroir rotatif disposé pour 35 recevoir la lumière de l'une desdites photographies, les rotations étant commandées par deux systèmes de leviers associés avec des moyens de correction d'inclinaison appropriés, et il peut être prévu un repère éclairé mobile dont la translation est commandée par un système de leviers associés aux moyens de correction d'inclinaison. 40 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la :'W 70 07073 3 2032497 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est un plan schématique d'un enregistreur photogrammétrique équipé d'un mécanisme de commande de variation de hauteur conforme à l'inven- 5 tion ; - la figure 2 montre en perspective un détail du mécanisme de correction x de l'appareil de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de face schématique dudit mécanisme de correction montrant sa liaison avec le système optique ; 10 - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 de l'un des mécanismes de coïrectioù ; - la figure 5 est une vue schématique en perspective de l'une des moitiés de l'agencemènt stéréoscopique symétrique incorporé dans l'appareil de la figure 1, certains éléments optiques évidents, mais qui ne sont pas essentiels pour la 15 compréhension de l'invention, ayant été volontairement omis pour plus de clarté; et, - la figure 6 est une vue schématique du mécanisme de commande de variation de hauteur de l'invention, le côté gauche de cette vue étant en plan et le côté droit en élévation. 20 En se référant aux figures 1 et 5, on voit un appareil cartographique qui comprend unè base fixe sur laquelle un chariot plan 4 peut glisser horizontalement, des tables de montage 6,8 sur lesquelles les paires respectives de photographies 5, 7 peuvent glisser séparément à la surface du chariot 4. Le mouvement relatif entre les tables 6, 8 et les repères respectivement éclairés 25 (voir ci-dessous) est commandé par des correcteurs X^, X^, dans la direction x et Y^, dans la direction Les photographies peuvent être tournées dans le plan de leurs tables 6,8. Le dispositif d'examen stéréoscopique représenté sur la figure 5 comprend, pour chaque photographie, un miroir primaire 10 tournant autour d'un axe paral-3° lèle à la direction x et est incliné de 45° sur l'horizontale; un miroir secondaire semi-réfléchissant 11 qui peut être fixe ou peut être rotatif autour d'un axe vertical, un troisième miroir 15 et un oculaire 17. A travers l'oculaire 17, les photographies peuvent être examinées en stéréoscopie, le mouvement du chariot permettant d'examiner les différentes régions de celles-ci et le déplace-35 ment des tahles 6 et 8 permettant de faire coïncider les images des photographies projetées par le dispositif d'examen. Sur le côté de chaque miroir 10 sont disposés respectivement des repères éclairés 12 dont la lumière peut être projetée à travers les miroirs secondaires 11, les images des deux repères pouvant alors être vues sous la forme d'un seul repère confondu représentant 40 un point dans l'espace dé l'image stéréoscopique observée sur les photographies. 70 07073 4 2032497 Ainsi, la lumière issue de la photographie 7 vient frapper le miroir 10 d'où elle est renvoyée parallèlement à la direction £ pour être réfléchie par les miroirs 11 et 15 vers l'oculaire 17. Le repère 12 vient se superposer sur l'image virtuelle de lajhotographie 5. Le repère 12 pourrait être mobile sui-5 vantt une direction parallèle à la direction ^ et pourrait être commandé par des moyens non représentés à partir du correcteur °u bien, lorsque le miroir 11 peut tourner, le repère 12 pourrait être fixe et la roration du miroir pourrait être commandée par des moyens non représentés à partir du correcteur X^. La rotation du miroir 10, suivant de petits angles est commandée par un système de 10 leviers (non représenté) relié au correcteur décrit ci-dessous. Le cas échéant, le miroir 15 pourrait tourner autour d'un axe vertical afin de maintenir l'image du repère au milieu du champ de l'oculaire. Cette rotation pourrait être liée au repère ou bien pourrait être sous la commande de l'opérateur. 15 Quand le repère semble toucher le sol, les sources des images des deux repères 12 sont sur des images virtuelles correspondantes de leurs photographies . Une table à dessin 14, placée sur le côté de la base, porte un stylet d'enregistrement 16 supporté par un agrandissement variable P ayant un bras de 20 pantographe 18 ( figure 6) et une biellette rigide (nonieprésentée) du chariot 4, est fixée à un manchon 124 faisant partie d'une suspension 22 reliée au bras 18, Le bras 18 est articulé en 123 au stylet 16 afin de déplacer celui-ci au-dessus de la table à dessin 14 quand le chariot 4 se déplace, l'extrémité supérieure du bras étant empêchée de se déplacer par une seconde suspension 24. 25 Ainsi, un mouvement du chariot 4 tel qu'un repère flottant est maintenu au contact d'une particularité donnée du modèle photographique stéréoscopique, fait que le stylet 16 trace cette particularité à une échelle prédéterminée, à condition que les photographies ne soient pas inclinées et que la région examinée ne présente pas de variations de hauteur. L'agrandisseur variable P renvoie 30 un signal de retour, comme décrit plus en détail ci-après, vers l'une des photographies -afin de déplacer cette dernière dans la direction x. Cette rétroaction est conçue de façon que l'agrandissement produit par l'agrandisseur variable P soit automatiquement réglé exactement à la valeur exigée par la parallaxe du point auquel le repère flottant touche le sol. 35 Pour corriger l'inclinaison des photographies, on utilise les corrections x et j mentionnées ci-dessus par l'action d'un certain nombre de mécanismes identiques dont chacun produit un certain déplacement de la photographie par rapport au repère. On conçoit que ces formes de mouvement relatif sont? en principe, interchangeables et que les modes de déplacement décrits ci-après, ne sont sim-40 plement que ceux qui se sont révélés les plus pratiques à utiliser. 70 07073 5 2032497 On va décrire d'abord les correcteurs x. Des mécanismes identiques X^, X^ sont prévus des deux côtés de l'instrument et sont montés sur le chariot principal 4. Comme le montre la figure 2, chaque mécanisme comprend trois supports 26a_, 261? et 28 fixes par rapport aux tables 6 et 8. Le milieu d'une tige 30ci, 30_b, 32 est respectivement fixé à chacun de ces supports. Les pivots des supports 26ji et 2613 sont coaxiaux et parallèles à l'axe x du chariot 4, tandis que l'axe du pivot du support 28 est parallèle à l'axe £ de ce chariot 4. La tige 32 du support 28 a des extrémités fourchues qui embrassent les tiges 30a, 30b, de sorte qu'une rotation de la tige 32 autour de son pivot fait tourner d'un même angle, mais suivant des directions opposées, les tiges 30a et 30b autour de. leups pivots. Si 1,'axe des pivots des supports 26a et 26b_ représente l'axe x' et celui du support 28, l'axe le résultat d'un déplacement des tiges 30a, 30b^ est que la surface délimitée par une série de droites tracées perpendiculairement à l'axe pr' ^t joignant les tiges 30a, 30b^ a, en tout point, une ordonnée, perpendiculaire au plan x' , proportionnelle au produit de ses coordonnées x', 2,'. Etant donné que les axes x', sont parallèles aux axes x, du chariot 4, cette ordonnée verticale varie aussi directement avec son produit de coordonnées x X* Un organe suiveur qui trace la surface engendrée par les tiges 30a^ 30b et qiji, ajoute une seconde correction est représenté sur la figure 3. Ce mécanisme-suiveur comprend une tige 34 montée sur le châssis principal 2 de façon à pouvoir coulisser verticalement sur celui-ci et dont l'extrémité inférieure porte uçjbloc 36 auquel deux tiges 38 sont articulées librement pour basculer ensemble, les tiges 38 reposant sur les tiges 30ci, 30^b. L'angle entre les tiges 38 est réglable et lorsqu'elles sont coaxiales, le centre du pivot du bloc 36 trace directement la surface engendrée par les inclinaisons opposées des tiges 30a.et 30b.. En inclinant mutuellement les tiges suiveuses 38, il en résulte une nouvelle composante de mouvement verticale car, lorsque les tiges 30a, 30b_ 1 r/v" se.déplacent avec la table 6 dans la direction x', le bloc 36 trace, par rapport à l'axe une trajectoire incurvée approximativement parabolique. Pour qu'elle soit véritablement parabolique, le déplacement vertical associé du bloc 36 doit être proportionnel à x^ , alors que la courbe réelle tracée est circulaire et, par conséquent, n'est pas une véritable parabole, mais entre les limites des réglages angulaires nécessaires des tiges 38, les valeurs quantitatives obtenues des déplacements verticaux du centre du pivot des tiges correspondent à une approximation extrêmement étroite à la relation désirée. Quand les tiges suiveuses 38 se déplacent par rapport aux tiges 30a, 3013, le guide 34 et le bloc 36 occupent une position verticale qui est fonction de la somme de quantités proportionnelles à x j et' à x^. Sur le côté droit de 70 07073 6 2032497 l'instrument, ceci est introduit dans le dispositif d'examen stéréoscopique en déplaçant le repère 12 ou le miroir 11 dans la direction modifiant ainsi l'effet de parallaxe de l'image confondue des deux repères 12. L'invention comporte, de préférence, un autre mécanisme de correction 2 5 pour chaque photographie afin d'engendrer les termes et £ P°ur les cor rections IS 2. spécifiées par les équations ci-dessus. Sur la figure 1, on voit des correcteurs Y^, Ypour les corrections £ et la figure 4 montre l'un de ces mécanismes qui engendre les déplacements de correction nécessaires par les mêmes moyens que les correcteurs X^, X^. Dans 10 ce mécanisme, des tiges 50a^ 50^b, équivalentes aux tiges 30ji, 30^b d'un correcteur x et qui sont montées à pivotement sur le chariot 4 de la même manière, sont maintenant orientées parallèlement à l'axe x du chariot et une autre tige (non représentée) est articulée à leurs extrémités de la même manière que la tige 32 est articulée aux tiges 30ci et 30b^. Des tiges suiveuses 52 sont arti-15 culées à un bloc 54 et une tige de guidage verticale 56 est fixée au bloc, fait tourner le miroir 10 par un mécanisme de leviers représenté sur la figure 4. De même, que pour les correcteurs x, le déplacement de la tige de guidage 56 peut être transformé en un déplacement du repère 12 ou du miroir 11 suivant une direction perpendiculaire au chariot 4. 20 Les mécanismes de correction ci-dessus compensent l'inclinaison des photo^ graphies, mais une correction supplémentaire est nécessaire lorsque les régions représentées sur les photographies ont des hauteurs variables car toute variation de la distance au sol est indiquée par une mesure différente sur une photographie, selon le niveau du sol, par suite de la variation de l'échelle pho-25 tographique avec la hauteur. En conséquence, l'appareil cartographique est pourvu de moyens pour faire varier le rapport entre les déplacements du chariot 4 et ceux du stylet 16 en fonction des variations de la parallaxe observée entre les photographies par suite des variations, de niveau. En se référant à la figure 6, on notera que l'agrandissement produit par 30 le bras pantographique 18 est déterminé par les distances séparant respectivement les suspensions 22, 24 du plan de la table à dessin 14. Dans la présente -construction, la hauteur de la suspension 24 est invariable, mais celle de la suspension 22 peut être modifiée en continu pendant le tracé pour corriger les variations de hauteur de différents points correspondants des photographies. 35 Pour pouvoir corriger les variations de hauteur de la région considérée, c'est-à-dire, pourpouvoir corriger le tracé d'une carte préparée à partir des photographies en éliminant la distorsion de la représentation photographique de cette région due à des différences de hauteur des différents points de la région, il faut choisir l'échelle à laquelle un contour est tracé sur la carte 40 conformément à la hauteur relative de ce contour. 70 07073 7 2032497 A cette fin, on voit, en se référant à la figure 6, que le manchon 124 de la suspension 24 est fixé à un câble ou à un ruban 66 passant autour de poulies 68,69,70 vers une roue (non représentée, mais de préférence, montée sur le chariot 4) qui peut être réglée par l'opérateur, de préférence, au moyen d'une roue 5 à pédale. Au ruban 66 est relié un pivot 74, le pivot 74 étant au contact de l'une des extrémités d'une biellette horizontale 125 dont l'autre extrémité 126 est articulée au chariot 4. Entre les pivots 74 et 126, la biellette 125 est reliée ai 127 à la photographie de droite 7, ou plutôt à la table mobile de droite 8. Dé préférence, la liaison 127 comprend un agencement (non représenté) 10 comportant un galet relié à la biellette 125 et monté sur un bloc qui peut glisser dans la direction sur une tige fixée à la table 8. Le pivot 74 est contraint de se déplacer le long d'une droite parallèle à la direction x. Le facteur d'agrandissement de l'agrandisseur est le rapport de la longueur de la perpendiculaire e^ joignant la suspension 24 à la table à dessin 14 et de 15 la perpendiculaire e^ joignant la suspension 24 à la suspension 22 et est toujours supérieur à l'unité. La géométrie de la biellette 125 et de ses articulations est telle que lorsque la distance entre le pivot 74 et une droite parallèle à passant par l'extrémité 126 est égale à e^, la longueur de la perpendiculaire parallèle à x, entre cette droite et la liaison 127 est égale à la 20 parallaxe d'un point quelconque quand la liaison 127 a été correctement réglée dans la direction j. Une biellette 128 articulée en 129 sur la droite passant par l'extrémité 126, parallèlement à la direction £ est au contact du pivot 74. Un pivot 130 est au contact de la biellette 128 et est contraint de se déplacer parallèle-25 ment à la direction 2.. Le mouvement du pivot 130 est enregistré par un mouvement d'horlogerie 131 ou par une graduation appropriée. La géométrie est telle que la différence entre deux lectures de l'indicateur 131, quand deux points sont examinés sur les photographies, est proportionnelle à la différence de hauteurs de ces deux points au-dessus du sol. 30 Four maintenir le stylet 16 au contact de la table, le bras pantographique 18 pourrait coulisser librement dans des manchons cylindriques constituant les éléments intérieurs des suspensions 22, 24. Une autre difficulté peut se présenter du fait que le bras pantographique 18 a tendance à glisser par gravité vers une inclinaison croissante. Ceci peut 35 rendre difficile le déplacement de ce bras dans la direction opposée et il peut en résulter une perte de sensibilité pendant le tracé. Pour remédier à cet inconvénient, un contrepoids pourrait être fixé à l'élément intérieur de l'une ou de l'autre des suspensions afin d'exercer un moment de rappel contrebalançant la force de gravité qui s'exerce sur le bras 18. Il est à noter que cette force 40 de rappel augmente et décroît avec l'inclinaison du bras de la même façon que la force de déplacement, de sorte qu'un équilibre est maintenu entre les deux forces, quelle que soit la position du stylet sur la table 14. 70 07073 8 2032497 REVERDICAT ION S 1. Mécanisme de commande de variation d'échelle pour un enregistreur photogrammétrique ou un appareil cartographique, caractérisé en ce qu'il comprend une table à dessin, une monture pour tenir un organe de dessin destiné à tracer un 5 plan sur cette table, une première et une seconde tables mobiles l'une par rapport à l'autre qui sont montées sur un chariot et qui sont adaptées respectivement à supporter deux photographies d'une même région, des moyens reliant l'une, au moins, desdites tables mobiles à ladite monture, un système optique à travers lequel ladite région représentée sur les deux photographies peut être vue en 10 stéréoscopie, des moyens pour effectuer séparément un réglage relatif entre le système optique de chacune des deux tables mobiles de façon à produire, au moins en partie, la correction voulue de l'inclinaison de chacune des photographies par rapport à l'horizontale et de la différence de hauteurs des deux positions auxquelles les photographies ont été prises, un dispositif d'agrandissement 15 réglable reliant lesdits organes de dessin à l'une des deux tables mobiles et des moyens de transmission de mouvement reliés à la première table mobile de façon à faire varier l'espacement desdites tables mobiles quand l'agrandissement varie. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif 20 d'agrandissement réglable comprend un système pantographique comportant un bras portant ledit organd de dessin et qui est relié à travers des éléments de suspension audit chariot, lesdits éléments de suspension étant déplaçables perpendiculairement à ladite table de dessin et audit chariot. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un chariot 25 commun est prévu pour lesdites tables mobiles, ledit bras étant relié à ce chariot commun à travers lesdits éléments de suspension. 4. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de transmission de mouvement comprennent une biellette articulée à l'une desdites tables mobiles et audit chariot, un ruban étant éga- 30 lement monté entre cette biellette et lesdits éléments de suspension. 5. Mécanisme selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison d'articulation entre la première table mobile et la" biellette comporte, de préférence, un bloc coulissant sur une tige fixée à l'une desdites tables, et qui porte un galet au contact de la biellette. 35 6. Enregistreur photogrammétrique ou appareil cartographique équipé d'un mécanisme de commande de variation d'échelle, tel que spécifié dans l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte,de préférence, un agencement stéréoscopique qui est complètement symétrique pour 40 les deux photographies» 70 07073 2032497 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de mesure de hauteur. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit agencement peut comporter, au moins un miroir rotatif conçu •pour recevoir la lumière de l'une desdites photographies, les rotations étant commandées par deux systèmes de leviers associés à des moyens de correction d'inclinaison appropriés et à repère éclairé. 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le repère éclairé est mobile, sa translation étant commandée par un système de leviers associé aux moyens de correction d'inclinaison.