Brevet FR2163422A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne un dispositif permettant d'observer stdréoscopiquement deux images mesurées et de compa- rer le stéréomodèle ainsi obtenu avec une carte donnée, un objectif et un oculaire étant associés à chaque image mesurée afin d'obtenir un faisceau de rayons producteurs d'image et des moyens optiques pour diviser les rayons étant prévus entre l'objectif et l'oculaire de chaque image mesurée, lesquels moyens optiques permettent au faisceau de rayons d'observation provenant de l'oculaire d'être divisés en un faisceau de rayons partiel en direction de l'objectif et un autre faisceau de rayons partiel. Afin de compléter des plans topographiques et d'apporter des développements thématiques dans des c,artes à l'aide de prises de vues photogrammétriques, on peut utiliser différents appareils connus dans lesquels l'image mesurée et la carte géographique sont superposées l'une à l'autre, par projection virtuelle ou réelle, de telle façon que le contenu de l'image mesurée puisse s'intégrer dans la carte géographique.Ici, il s'agit toujours d'appareils n'utilisant qu'une seule image et qui ne permettent, par conséquent, pas l'opération, souvent nécessaire ou utile, consistant à comparer le modèle tridimensionnel avec la carte géographique. I1 est également déjà connu d'observer et d'évaluer le stéréomodele et la carte l'un après l'autre et d'effectuer ainsi une comparaison des contenus des deux. Ce procédé est cependant peu approprié à effectuer une comparaison rapide, exacte et exhaustive puisque les interruptions se produisant nécessairement dans l'observation stéréoscopique au profit de l'observation de la carte ou de l'exécution de travaux de dessin constituent une charge physiologique importante et que les travaux de dessin doivent être réalisés au moins en partie de mémoire. Pour éviter les inconvénients citées, la présente invention crée un dispositif pour observer simultanément deux images stéréoscopiques et une carte, ce dispositif facilitant considéraclement l'observation et augmentant l'exactitude et la rapidit de la comparaison des deux. Ce résultat est obtenu suivant la présente invention en prévoyant des déments optiques permettant aux faisceaux de radons partiels supplémentaires séparés des deux faisceaux de rayons producteurs d'images d'être réunis en un seul faisceau de rayons d'observation pour la carte, un- dispositif optique producteur d'image étant-disposé dans le faisceau de rayons d'observation et la carte se troùvant dans le plan focal du dispositif optique tourné vers l'objet. Un tel dispositif permet, de manière simple et ininterrompue, de réaliser, avec un haut degré de précision, des compléments et des développements thématiques dans des cartes relevant de l'urbanisme, dé la sylviculture et des domaines géologique et tnorphologique. I1 est avantageux de disposer, entre les moyens optiques pour diviser les rayons et les éléments optiques pour réunir les faisceaux de rayons partiels, des obturateurs permettant, au choix, d'amener l'image de la carte géographique seulement dans l'un des deux faisceaux de rayons reprpducteurs des deux images stéréoscopiques et de la superposer à l'image mesurée correspondante. Afin que la carte géographique et l'image stéréoscopique apparaissent à la même échelle, on prévoit avantageusement, dans le faisceau de rayons d'observation pour la carte, un dispositif optique pour faire varier le grossissement et au moyen- duquel la projection de la carte peut être agrandie ou réduite d'une ma- nière appropriée. La présente invention est expliquée plus en détails cidessus à l'aide des exemples de réalisation représentés schématiquement au dessin annexé. La fig. 1 représente un exemple de réalisation de l'invention. La fig. 2 représente un deuxième exemple de réalisation de l'invention. La fig. 3 est une coupe axiale suivant la ligne 3-3 de la figure 2. Le dispositif représenté i la figure 1 possède, entre un objectif 1, 2 et un oculaire 3, 4 présentant un axe optique coudé 0î0î, 02-02' un miroir 5, 6 et un cube 7, 8 comportant une face diviseuse 9, 10. L,objectif 1, 2 et l'oculaire 3, 4 présentent un plan de formation d'image commun qui coïncide avec une face 11, 12 du cube diviseur 7, 8. Dans le plan focal de l'objectif 1, 2 situé du cté de l'objet se trouve une image mesurée 13, 14 d'une paire d'images stéréoscopiques.L'image mesurée 13, 14 est disposée sur un charot 15, 16 pouvant se déplacer parallèlement au plan du dessin et perpendiculairemént à la partie de l'axe opti que l- lX 2- 2 se trouvant au voisinage de l'imago 13, 14, lequel chariot est à son tour placé sur un chariot 17, 18 pouvant se déplacer perpendiculairement au plan du dessin et à la partie de l'axe optique 01'01, 02'02 se trouvant au voisinage de lima- ge 13, 14. Le chariot 17, 18 est monté sur une partie fixe 19, 20 de l'appareil. Dans le prolongement des parties des axes optiques 01-01 et 02-02 qui se trouvent au voisinage des oculaires 3, 4 il est prévu, à la suite du cube diviseur 7, deux prismes rectangulaires 21, 22 et, à la suite du oube diviseur 8, un prisme rectangulaire 23 comportant des pièces compensatrices optiques 24, 25 ainsi qu'à la suite des deux cubes diviseurs 7, 8 un cube 26 muni d'une face diviseuse 29, un dispositif optique 28 (dispositif pancratique) pour faire varier le grossissement et un objectif 29 présentant l'axe optique 03-03, une carte 30 se trouvant dans le plan focal de l'objectif 29, situé du côté de l'objet.La carte 30 est placée sur un chariot pouvant se déplacer parallèlement au plan du dessin et perpendiculairement à l'axe optique 03-03, lequel chariot est à son tour monté sur un chariot 33 pouvant se déplacer perpendiculairement au plan du dessin et à l'axe optique 03-03 sur une partie fixe 32 de l'appareil. Un obturateur 34 et un obturateur 35 peuvent se déplacer respectivement entre le cube diviseur 7 et le prisme rectangulaire 21 et entre le cube diviseur 8 et la pièce compensatrice 24, ces déplacements s'ef- fectuant de la manière indiquée par une double flèche 36 entre leur position représentée et celle indiquée par des traits interrompus. Avant de pouvoir procéder à une observation stéréoscopi- que correcte, il faut veiller à ce que les parties à observer des images et de la carte correspondent entre elles. Ceci est réalisé en ajustant, par exemple, l'image mesurée 14 par rapport à l'image mesurée 13 à l'aide du dispositif à chariot en croix 16, 18 de façon qu'un modèle stéréoscopique s'offre de manière connue à un observateur regardant par les oculaires 3, 4 et en déplaçant la carte 30 au moyen du dispositif à chariot en croix 31, 33 de façon qu'elle apparaisse insérée dans le modèle tridimensionnel. L'objectif 1, 2 produit,par l'intermédiaire du miroir 5, 6 et de la face diviseuse 9, 10,l'image d'au moins une partie de l'image mesurée 13, 14 dans la face 11, 12 dans laquelle l'image ainsi obtenue peut être observée par l'oculaire 3, 4. L'observation s'effectue stéréoscopiquement par les oculaires 3, 4 de sorte que l'observateur perçoit un modèle stéréoscopique de l'objet représenté par les images 13, 14.En outre, l'objectif 29 produit l'image de la carte 30 ou d'une partie de celle-ci, au moyen du dispositif optique 28, de la face diviseuse 27, des prismes 22, 21 et de la face diviseuse 9, dans le plan 11, et au moyen du dispositif optique 28, de la face diviseuse 27, des pièces compensatrices 25, 24, du prisme 23 et de la face diviseuse 10, dans le plan 12.ainsi, l'image de la carte 30 semble superposée à celles des images mesurées 13, 14 dans les plans 11, 12. S'il existe des différences d'échelle entre le modèle stéréoscopique et l'image de la carte, ces différences peuvent être éliminées à l'aide du dispositif 28 destiné à modifier le grossissement. I1 s'agit seulement de comparer une image avec la carte, cela peut se faire en amenant l'obturateur 34 ou l'obturateur 35 dans la position représentée en traits interrompus. Le dispositif représenté aux figures 2 et 3 possède deux oculaires 40, 41 et deux paires d'objectifs 42, 43 et 44, 45. Un oculaire 40, 41 et une paire de lentilles d'objectif 42, 43 ; 44, 45 déterminent chaque fois un faisceau de rayons d'observation ayant respectivement l'axe optique 04-04, 05-05. Dans le faisceau de rayons d'observation, il se trouve, entre l'oculaire 40 et la lentille d'objectif 42, successivement un cube 46 présentant une face diviseuse 47, un dispositif pancratique 48, un prisme rectangulaire 49, un filtre 50, un prisme de rotation d'image 51 et un prisme rectangulaire 52. Une image mesurée 53 se trouve dans le plan focal de l'objectif 42 situé du côté de l'objet.La face diviseuse 47 et les prismes 49, 52 servent à dévier lje faisceau de rayons d'observation à partir de ltoculai- re 40 vers l'image mesurée 53. Le dispositif pancratique 48 sert à faire varier le grossissement et, par conséquent, le réglage d'une échelle de modèle nécessaire à l'observation. Le filtre 50 permet de régler le flux lumineux de l'image mesurée 53 vers l'oculaire 40. Le prisme de rotation d'image 51 est utilisé pour faire basculer l'image mesurée 53 représentée sur une face 54 du cube diviseur 46 identique au plan d'objet de l'oculaire 40. Entre l'oculaire 41 et la lentille d'objectif 44, se trouvent un cube 55 muni d'une face diviseuse 56, un dispositif pancratique 57, deux prismes rectangulaires 58, 59, un filtre 60 et un prisme de rotation ci'image 61 qui jouent le même rôle que les éléments optiques disposés dans le faisceau de rayons d'observation entre l'oculaire 41 et la lentille d'objectif 42. Au moyen de l'objectif 44, 45, une image mesurée 62 disposée dans le plan focal de l'objectif situé du ctté de l'objet est reproduite sur une face 63 du cube 55 qui constitue en même temps le plan focal de l'oculaire 41 situé du côté de l'objet. Aux oculaires 40, 41 est encore associée une paire de lentilles d'objectif 64, 65 à axe optique coudé 6- 6 dans le plan focal, situé du côté de l'objet, desquelles se trouve une carte 66 et qui enferment un prisme rectangulaire 67 situé dans l'axe optique O6O6. L'objectif 64, 65 produit l'image de la carte 66 ou d'une partie de celle-ci au moyen d'un prisme de rotation d'image 68, d'un filtre 69, d'un dispositif pancratique 70 pour faire varier le grossissement, d'une part, après réflexion d'une partie des rayons producteurs d'image sur une face diviseuse 71 entre un prisme rectangulaire 72 et un prisme rhombique 73, à travers ce dernier et une pièce optique compensatrice 74, sur une face 75 du cube 46 et, d'autre part, après passage à travers la face divlseuse 71 de l'autre partie des rayons producteurs d'image, à travers le prisme rectangulaire 72 et un prisme rhombique 76, sur une face 77 du cube ,5. Les deux faces 75, 77 se trouvent dans les plans focaux des oculaires 40, 41 situés du côté de l'objet et dans lesquels les images de la carte 66 peuvent astre observées par les oculaires 40, 41. Au moyen de la face diviseuse 71, le faisceau de rayons producteurs d'image provenant de la carte 66 est divisé de façon que la moitié de l'intensité lumineuse se dirige vers l'loculaire 40 et l'autre moitié de l'intensité lumineuse vers l'oculaire 41. L'image mesurée 62 est éclairée au moyen d'un dispositif d'éclairement constitué par une source lumineuse 78 et un réflecteur 79 (figure 3). Pour comparer le contenu de la carte avec celui de l'image ou celui du modèle tridimensionnel, on procède de la façon in tiquée pour la figure 1. Dans ce cas, à la différence de la figure 1, le dispositif d'observation peut être déplaçable parallèlement au plan du dessin pour appréhender les différents points de l'image. Des différences d'échelle entre la carte 66 et le mo- dèle stéréoscopique apparaissant par observation stéréoscopique des images mesurées 53, 62 peuvent être éliminées au moyen du dispositif pancratique 70. Le prisme de rotation d'image 68 permet d'adapter la position des images de la carte apparaissant dans les oculaires 40, 41 a la position angulaire des images mesurées 53, 62. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés. Ainsi, il n'est pas nécessaire que les images mesurées et la carte se trouvent dans un seul et même plan ou dans des plans parallèles. De même, les faisceaux de rayons partiels provenant de la carte ne doivent pas obligatoirement déboucher aux mêmes endroits et/ou au voisinage immédiat des oculaires dans les faisceaux de rayons d'observation stéréoscopique. D'autre part, les mouvements nécessaires pour réaliser les déplacements relatifs entre les images mesurées et la carte, d'une part, et le dispositif d'observation stéréostopique, d'autre part, peuvent être effectués partiellement par les images me surées et la carte et partiellement par le dispositif d'observation. L'image de la carte peut également être transférée dans le champ visuel de l'oculaire par des moyens opto-électroniques tels qu'ils sont couramment utilisés dans la technique de la télévision. A cette fin, il sera, en général, nécessaire de reproduire l'image de la carte dans un plan conjugué optiquement au plan d'image de l'oculaire ou dans ce dernier plan meme. Dans ce cas, le dispositif optique producteur d'image comprend l'objectif d'une caméra de télévision et l'élément projecteur d'image placé éventuellement à la suite de l'écran de vision. Enfin, il peut être prévu, dans le cadre de l'invention, qu'un dispositif d'observation monoculaire ou binoculaire pour un observateur supplémentaire soit associé au dispositif d'observation stéréoscopique. REVENDICAIIONS 1 - Dispositif permettant d'observer stéréoscopiquement deux images mesurées et de comparer le stéréomodèle ainsi obtenu avec une carte donnée, un objectif et un oculaire étant associés à chaque image mesurée pour obtenir un faisceau de rayons producteur 8'images et des moyens optiques pour diviser les rayons étant prévus entre l'objectif et l'oculaire de chaque image mesurée, lesquels moyens optiques permettent au faisceau de rayons d'observation provenant de l'oculaire d'être divisé en un faisceau de rayons partiel dirigé vers l'objectif et en un autre faisceau de rayons partiel, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments optiques permettant aux faisceaux de rayons partiels supplémentaires séparés des deux faisceaux de rayons producteurs d'imagead'8tre réunis en un seul faisceau de rayons d'observation pour la carte, un dispositif optique producteur d'images étant disposé dans le faisceau de rayons d'observation et la carte se trouvant dans le plan focal du dispositif optique situé du côté de l'objet. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des obturateurs disposés entre les moyens optiques pour diviser les rayons et les éléments optiques pour réunir les faisceaux de rayons partiels. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif optique prévu dans le faisceau de rayons d'observation pour la carte et destiné à faire varier le grossissement.