具有基于远程控制单元的取向且成比例的标定功能的勘测仪器和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于勘测目标的勘测仪器（10），该勘测仪器具有：瞄准单元（13）；远程控制单元（1），其用于促使瞄准单元（13）的取向变化，并配备有用于确定远程控制单元（1）的三维取向和/或用于确定远程控制单元（1）的运动的测量功能；以及评估控制单元（4），其特征在于，所述瞄准单元（13）的取向的变化程度和/或速度能够与所述远程控制单元（1）的取向的对应变化或取向变化速度成比例，从而提供至少在传输比水平方面彼此不同的至少两个瞄准模式。此外，提供了用于根据本发明的勘测仪器（10）的手持移动远程控制单元（1）、用于提供、控制和执行根据本发明的勘测仪器（10）的瞄准功能的计算机程序产品以及使用根据本发明的勘测仪器（10）跟踪和勘测目标的方法。
【专利说明】具有基于远程控制单元的取向且成比例的标定功能的勘测仪器和方法
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于跟踪和勘测结构表面上的空间点特别是建筑物的内部的勘测仪器，并且还涉及根据权利要求11的前序部分的用于所述勘测仪器的手持移动远程控制单元以及根据权利要求15的前序部分的用于提供、控制和执行用于所述勘测仪器的成比例瞄准功能的计算机程序产品。本发明还涉及根据权利要求12的前序部分的通过根据本发明的勘测仪器跟踪和勘测结构表面上的空间点的相关方法。
[0002]现有技术公开了具有瞄准装置的简单勘测仪器，通过该勘测仪器手动瞄准空间点，然后例如通过经纬仪驱动器上的调节螺钉将瞄准方向手动改变至下一个待勘测的空间点。
[0003]DE 196 48 626公开了一种用于面勘测的方法和设备，该设备具有激光测距仪，该激光测距仪具有激光发射器和激光接收器。激光测距仪被安装在支架上。该设备还包括用于取向和方向测量的倾斜旋转单元、望远瞄准镜以及还有用于角度数据捕获、距离数据捕获和将数据传输到计算机的电子评估单元。为了对空间进行勘测，将该仪器定位在该空间内的中央位置，自该中央位置，激光束瞄准并撞击所有待检测的空间点和/或区域角部点。根据DE 196 48 626的公开内容，待勘测的空间点在这种情况下均被分别瞄准，在空间相对较大的情况下，如果合适的话，利用通过望远瞄准镜来支撑观察进行瞄准。
[0004]在DE 44 43 413以及要求DE 44 43 413的优先权的补充公告的专利申请DE19545 589和WO 96/18083中公开了类似的设备和相关的勘测方法。这些申请描述了用于在遥远的线、面上或至少部分封闭空间中进行勘测和标记的方法和设备。在每种情况下都通过以卡登类型方式安装的激光距离测量仪器根据两个立体角和相对于参考位置的距离来勘测一个或多个相关的空间点。激光距离测量仪器可以围绕配备有测角器的两个相互垂直的轴旋转。根据在所述文献中描述的一个实施方式，手动向待勘测空间点前进，并且基于勘测和标记之间的指定相对关系根据勘测数据计算标记点，所述标记点通过测量和标记设备自动地移动。
[0005]已知的建筑勘测仪器一般包括:基座；上部部分，该上部部间被安装成能够在所述基座上围绕旋转轴线旋转；和瞄准单元，该瞄准单元被安装成能够围绕回转轴线回转，并具有被设计成发射激光束的激光源以及成像检测器，该成像检测器例如配备有用于指示所述瞄准单元相对于作为瞄准点的空间点的取向的取向指示功能以及用于提供距离测量功能的距离确定检测器。举例来说，该取向指示功能可以是作为成像检测器的照相机的取景器中的十字线。
[0006]现代自动建筑勘测仪器还包括:旋转驱动器，该旋转驱动器使得可以电动方式对上部部分和/或瞄准单元进行驱动；测角器；和倾角传感器(如果合适的话)，该倾角传感器用于确定瞄准单元的空间取向；以及还有评估控制单元，该评估控制单元被连接至激光源、距离确定检测器和测角器，并且如果合适的话还连接至倾角传感器。
[0007]在这种情况下，举例来说，该评估控制单元配备有显示器，该显示器具有用于在显示器(例如触摸屏)上从用户输入控制命令的输入装置或通常所熟知的可引导的操纵杆，该操纵杆用来通过引导该操纵杆来改变瞄准单元的取向，该显示器用于在该显示器上呈现来自成像检测器或照相机的图像，其中瞄准单元的取向可以例如通过重叠在显示器通过取向指示功能而显示。已知其中显示器上的输入装置采取箭头形式的功能，标记并触摸所述箭头使用户能够改变瞄准单元在水平或竖直方向上的取向。
[0008]计算机技术揭示了配备有运动传感器的远程控制单元，该远程控制单元的运动被转换成计算机屏幕上的通常所熟知的光标或指示箭头的位置改变，该远程控制单元采取通常所熟知的“计算机鼠标”形式或采取用于计算机游戏的控制器的形式。
[0009]文献JP 2004 108 939 A描述了通过移动远程控制器来控制全站仪的系统。该远程控制单元包含通过远程控制器来检测运动的加速度和重力传感器。所检测到的运动被转换成控制命令并被发送到全站仪。但在该案中没有描述通过远程控制单元进行的运动和所得到的速度和/或全站仪的取向变化程度之间的灵敏度水平即传输比的比例性(scalability)。缺少比例性对于目标精细取向来说特别不利。
[0010]本发明的目的是提供一种用于跟踪和勘测结构表面上的空间点的勘测仪器和相关的方法，该勘测仪器和方法具有用于改变瞄准单元的取向的改进功能，该改进功能对于对目标的粗取向以及精细对准来说都给用户提供了更多的操作方便。
[0011]该目的通过实现独立权利要求的特征部分的特征来实现。以另选或有利方式发展本发明的特征能够在从属专利权利要求中以及说明书包括附图的描述中发现。
[0012]本发明的主题是一种用于跟踪和勘测结构特别是建筑物的表面上的空间点的勘测仪器。该勘测仪器包括基座和上部部分，该上部部分被安装成能够在该基座上在方位或水平角度的角度范围内围绕旋转轴线旋转。在所述上部部分上布置有瞄准单元，该瞄准单元被安装成能够在仰角或竖直角度的角度范围内围绕回转轴线回转，并且配备有被设计成发射激光束的激光源和用于提供距离测量功能的距离确定检测器。此外，所述瞄准单元包括成像检测器特别是照相机以及用于指示所述瞄准单元相对于作为瞄准点的空间点的取向的取向指示功能。
[0013]此外，根据本发明的勘测仪器包括手持移动或运动的远程控制单元。所述远程控制单元具有显示器，该显示器用于通过取向指示功能在来自图像检测器的图像中呈现所述瞄准单元相对于被瞄准的空间点的取向。此外，所述远程控制单元配备有用于促使所述瞄准单元的取向变化的功能。
[0014]此外，所述勘测仪器包括第一和第二旋转驱动器，该第一和第二旋转驱动器使得所述上部部分和所述瞄准单元沿方位角和仰角是可驱动和可取向的。所述瞄准单元相对于所述基座的空间取向能够由两个测角器来检测，以便确定水平和竖直取向，即方位角和仰角。
[0015]所述勘测仪器配备有用于评估输入命令并控制所述勘测仪器的评估控制单元。所述评估控制单元被连接至所述激光源、所述距离确定检测器和所述测角器，以便将所检测至IJ的距离与对应的取向(即在该过程中检测到的方位角和仰角)相关联，并因此确定用于空间点的坐标。此外，所述评估控制单元被连接至所述成像检测器，并且第一和第二旋转驱动器被直接或间接地连接至远程控制单元。
[0016]另外，所述勘测仪器可以配备有两个倾角传感器，优选配备有两个水平仪传感器(“气泡传感器”)，来自该水平仪传感器的测量数据然后同样被传输至所述评估控制单元。因此，还可以确定所述瞄准单元相对于地球重力场向量的取向。
[0017]根据本发明，所述勘测仪器的所述远程控制单元配备有用于确定所述远程控制单元的空间取向和/或用于确定所述远程控制单元的空间取向的变化的测量功能。作为动态瞄准功能，可以根据所述远程控制单元的取向来促使所述瞄准单元的取向变化。
[0018]所述远程控制单元特别地结合有作为根据本发明的测量功能的用于确定远程控制单元的空间中的状况和/或状况变化的传感器。用于确定空间中的状况的合适传感器是首先具体为电子罗盘，电子罗盘能够将自身定向至地球的磁场并检测围绕回转轴或竖直轴的方位角，其次为倾角传感器，倾角传感器识别重力的方向并用来确定围绕滚动轴和俯仰轴的角度。特别地，可以通过加速度传感器、转速传感器和其他惯性传感器检测空间中的状况的变化。
[0019]基座、可旋转地安装在基座上的上部部分以及瞄准单元与相关的旋转驱动器和测角器仪器以及还可能有倾角传感器的总和以下还被称为传感器单元。所述评估控制单元可以被集成在该传感器单元中。在这种情况下，所述远程控制单元无线地或通过电缆连接至所述评估控制单元，且可基于电子交换和/或光学信号进行通信。这种连接可以利用例如蓝牙、红外线或WiFi来操作。另选地，所述评估控制单元还可以结合在所述远程控制单元中。在这种情况下，所述远程控制单元无线地或通过电缆连接至所述传感器单元。
[0020]所述远程控制单元配备有用于确定所述远程控制单元的取向变化的加速度传感器，由于该加速度传感器，可促使所述瞄准单元的取向的对应变化。这可将瞄准单元的取向相对匹配至所述远程控制单元的取向。瞄准单元的目标轴线的取向然后跟随远程控制单元的取向的变化或远程控制单元的运动。举例来说，根据本发明的该实施方式，与远程控制单元一起的从左下到右上的臂运动促使瞄准单元向右水平旋转并增加用于其取向的仰角。
[0021]另外，所述远程控制单元可以还配备有其他惯性传感器，例如陀螺仪。如对本领域技术人员公知的是，在这种情况下，通过以惯性测量单元(IMU)的多个惯性传感器的对应组合使用如下类型的传感器通常可以测量六个自由度的加速度:三个正交布置的加速度传感器(也称为平移传感器)检测X或y或z轴的线性加速度。据此，可以计算平移运动(和相对位置)。三个正交布置的转速传感器(也被称为陀螺传感器)测量围绕X或y或z轴的角加速度。据此，可以计算旋转运动(和相对取向)。
[0022]涉及基于微机电系统(MEMS)的元件的这种惯性测量单元(该惯性测量单元采取微型仪器或组件的形式)在现有技术中充分公知，并且已经长期大规模生产。
[0023]即使当操作员没有在传感器单元的旁边，且操作员的视线方向在其瞄准方向上，本发明的该实施方式也特别地能够促使瞄准单元的取向变化。操作员无需将其对远程控制单元的取向的感觉转换到传感器单元瞄准方向。操作员可以与所述远程控制单元在空间内自由移动，并且所述瞄准单元的取向根据远程控制单元的运动而重新产生，而不管远程控制单元和传感器单元相对于彼此的绝对取向如何。
[0024]在这种情况下，所述瞄准单元的取向变化可以使它们的程度和/或它们的速度优选基于用户限定的基础与所述远程控制单元的对应的取向变化和/或取向速度变化成比例。为了首先在第一瞄准模式中快速地将测量仪器粗定向至目标然后在第二瞄准模式中以更低的灵敏度进行精细定向，取向的灵敏度水平或传输比水平(该水平因而是可变比例的)是特别有利的。灵敏度水平或传输比水平可以优选是可由操作员以两个或更多个阶段或连续地进行调节的。
[0025]所述瞄准单元和远程控制单元的取向的这种相对匹配(在传输比方面，其是成比例的，因而是可变的)用来允许实现非常高的精度水平且同时允许通过移动所述远程控制单元高速地调节所述猫准单元的取向。
[0026]在一个优选实施方式中，所述传输比水平还可以取决于其他值，诸如距当前被瞄准的目标的距离，例如在瞄准模式中通过以比向近处目标低的变化速度向遥远目标自动地前进。该功能也可以优选地由操作员来选择。
[0027]该远程控制单元可以附加地配备有优选基于罗盘的角度测量功能，并且还配备有倾角传感器，由于该角度测量功能，所述瞄准单元的取向能够被匹配至所述远程控制单元的当前方位取向和倾角。这允许将所述瞄准单元的取向绝对匹配到所述远程控制单元的取向。有利地，根据该变型，特别地当远程控制单元的操作员位于传感器单元旁边并且其观察方向与瞄准单元的瞄准方向对准时，可以直观容易地促使瞄准单元的取向变化。然而，瞄准单元的取向变化的精度或分辨率受限于远程控制单元的取向的可调节能力的精度。
[0028]有利地，只要在所述远程控制单元的运动过程中所述远程控制单元上的诸如控制按钮之类的输入装置被操作员按压，就可以例如通过借助于所述瞄准单元的对应取向变化重新产生所述远程控制单元的取向来启动或停止其中远程控制单元和具有瞄准单元的传感器单元的取向的绝对匹配的这种实施方式。
[0029]一般来说，优选的是，所述远程控制单元配备有用于操作员的输入功能，该输入功能可以用来根据远程控制单元的空间取向启动或停止瞄准单元的取向变化。所述远程控制单元的所述显示器可以采取触摸屏形式，通过在所述触摸屏上触摸能够输入来自用户的命令。
[0030]此外，如果能够特别地通过所述远程控制单元上的可由用户启动的输入功能而在与所述远程控制单元的取向相同的方向或相反的方向上促使所述瞄准单元的取向根据所述远程控制单元的取向变化而发生变化，则是有利的。
[0031]同样可以使用例如两部分式远程控制单元，使得该远程控制单元的被保持在手里的一个部分包含测量功能特别是传感器元件，以便由于该部分的取向变化而使瞄准单元的取向发生变化。远程控制单元的另一部分提供所述评估控制单元、显示器、输入装置以及还有用于将数据传输到传感器单元的装置。
[0032]此外，如果所述取向指示功能被设计成产生用于指示所述瞄准单元相对于作为瞄准点的空间点的取向的十字线，则是有利的。
[0033]另外，如果所述远程控制单元和/或所述传感器单元配备有定位系统，特别是卫星辅助定位系统，例如配备有GPS接收器，则是有利的。
[0034]本发明的另一个主题是一种用于根据本发明的基于上述实施方式中的一个实施方式的勘测仪器的手持移动远程控制单元。根据本发明，所述勘测仪器的远程控制单元配备有用于确定所述远程控制单元的空间取向和/或用于确定所述远程控制单元的空间取向变化的测量功能。作为动态瞄准功能，可以根据所述远程控制单元的取向来促使所述瞄准单元的取向变化。
[0035]本发明的主题还有一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有存储在机器可读存储介质上的程序代码，特别地，当该程序在采取所述勘测仪器的评估控制单元的形式的电子数据处理单元上执行时，该程序代码用于提供、控制和执行根据本发明的基于上述实施方式中的一个实施方式的勘测仪器的动态瞄准功能。
[0036]本发明的另一个主题是一种方法，该方法具有根据本发明的基于上述实施方式中的一个实施方式的勘测仪器，该勘测仪器用来跟踪和勘测结构表面上的空间点，特别是建筑物的内部。
[0037]该方法涉及:通过所述远程控制单元的显示器上的取向指示功能呈现所述瞄准单元相对于来自图像检测器的图像中的被瞄准的空间点的取向。所述远程控制单元的空间取向和/或所述远程控制单元的空间取向的变化使用所述远程控制单元的测量功能来确定。根据所述远程控制单元的空间取向来促使所述瞄准单元的取向变化。
[0038]所述远程控制单元配备有用于确定所述远程控制单元的取向变化的加速度传感器和/或转速传感器，由于该加速度传感器和/或转速传感器，可促使所述瞄准单元的对应取向变化。这可将瞄准单元的取向相对匹配至所述远程控制单元的取向。瞄准单元的目标轴线的取向因而跟随远程控制单元的取向的变化或远程控制单元的运动。举例来说，根据本发明的该实施方式，与远程控制单元一起的从左下到右上的臂运动促使瞄准单元向右水平旋转并增加用于其取向的仰角。另外，所述远程控制单元可以还配备有其他惯性传感器，例如陀螺仪。
[0039]该远程控制单元可以附加地配备有优选基于罗盘的角度测量功能，并且还配备有倾角传感器，由于该角度测量功能，所述瞄准单元的取向能够被匹配至所述远程控制单元的当前方位取向和倾角。这允许将所述瞄准单元的取向绝对匹配到所述远程控制单元的取向。有利地，根据该变型，特别地当远程控制单元的操作员位于传感器单元旁边并且其观察方向与瞄准单元的瞄准方向对准时，可以直观容易地促使瞄准单元的取向变化。然而，瞄准单元的取向变化的精度或分辨率受限于远程控制单元的取向的可调节能力的精度。
[0040]下面参照在附图中示意性示出的具体示例性实施方式更详细地描述用于跟踪和勘测结构表面上的空间点的根据本发明的勘测仪器和根据本发明的方法，并且还讨论本发明的其他优点。具体地:
[0041]图1示出了根据本发明的用于跟踪和勘测结构表面上的空间点特别是建筑物的内部的勘测仪器的第一实施方式；
[0042]图2示出了根据本发明的勘测仪器的第二实施方式；
[0043]图3a和3b示出了根据本发明的勘测仪器的动态瞄准功能以及根据本发明的相关勘测方法的操作方式；
[0044]图4a和4b示出了根据本发明的建筑物勘测仪器的成比例传输比水平以及根据本发明的相关勘测方法的操作方式；以及
[0045]图5示出了根据本发明的具有两部分式远程控制单元的勘测仪器的第三实施方式。
[0046]图1示出了根据本发明的用于跟踪和勘测结构表面上的空间点特别是建筑物的内部的勘测仪器10。
[0047]该勘测仪器10包括基座11，在该示例中，该基座11采取三脚架的形式，并具有被安装成能够在该基座上旋转的上部部分12。被安装成能够在上部部分12上回转的瞄准单元13配备有被设计成发射激光束的激光源和作为距离确定检测器的激光检测器，因此提供距离测量功能。此外，瞄准单元13包括成像检测器特别是数字照相机以及用于指示瞄准单元13相对于作为瞄准点的空间点的取向的取向指示功能。
[0048]此外，根据本发明勘测仪器10包括手持移动远程控制单元I。该远程控制单元具有显示器2，该显示器2例如借助十字线3通过取向指示功能在来自图像检测器的图像中呈现瞄准单元13相对于被瞄准的空间点的取向。此外，该远程控制单元I配备有用于促使瞄准单元13的取向改变的功能。
[0049]第一和第二旋转驱动器能够使上部部分12和瞄准单元13在方位角和仰角上被驱动或定向。可以通过两个测角器检测瞄准单元13相对于基座11的空间取向。另外，可以设置倾角传感器来确定相对于地球的重力场向量的取向。基座11、被安装成能够在基座11上旋转的上部部分12、以及瞄准单元与相关的旋转驱动器和测角器以及还可能有倾角传感器的总和以下称为传感器单元5。
[0050]此外，感测仪器10包括评估控制单元4。该评估控制单元4被连接至激光源、激光检测器和测角器并且可能连接至倾角传感器，以便将所检测的距离和所检测到的方位角以及仰角与瞄准单元13的对应取向关联，并因此确定空间点的坐标。此外，评估控制单元4被连接至成像检测器，并且第一和第二旋转驱动器被直接或间接地连接至远程控制单元I。
[0051]评估控制单元4可以根据图1中所示的表示被结合在远程控制单元I中。另选地，该评估控制单元4也可以如图2所示结合在传感器单元5中。在第一种情况下，远程控制单元I被连接至传感器单元5，在第二种情况下，远程控制单元I被连接至传感器单元5的评估控制单元4。该连接可以通过电缆6a或通过无线连接6b (例如通过蓝牙)来进行。
[0052]根据本发明，勘测仪器10的远程控制单元I配备有用于确定远程控制单元I的空间取向的变化并优选还用于确定远程控制单元I的空间取向的测量功能。作为动态瞄准功能，可以根据远程控制单元I的取向变化或取向来促使瞄准单元13的取向变化。
[0053]远程控制单元I配备有用于确定远程控制单元I的取向变化的加速度传感器，由此可以促使瞄准单元13的取向的相应变化。这允许将瞄准单元13的取向相对匹配至远程控制单元I的取向。瞄准单元13的目标轴线的取向然后跟随远程控制单元I的取向的变化或远程控制单元I的运动。参照图3a和3b示出了这一点。举例来说，根据本发明的该实施方式，与远程控制单元I 一起的从左下到右上的臂运动促使瞄准单元13向右水平旋转并增加其取向的仰角。
[0054]因此，图3a使用箭头示出远程控制单元I在竖直和水平方向上的运动，该运动会促使瞄准单元13的取向在竖直或水平方向上发生对应变化。
[0055]类似地，图3b示出了旋转控制单元I的旋转运动，所述旋转运动能够被转换成用于瞄准单元13的取向的对应旋转。
[0056]瞄准单元13的取向变化可以使其程度和/或其速度与远程控制单元I的取向或取向的变化速度的对应变化成比例，从而提供了在传输比水平方面彼此不同的至少两个瞄准模式。这在图4a和图4b中示出。优选地，这些传输比变化可以既在方位角方向上又在仰角方向上成比例，比例性优选可由用户限定。具有多个瞄准模式的传输比的比例性允许通过移动远程控制单元I来非常高精度水平地调节瞄准单元13的取向。在图4a中，传输比水平已经被比例化使得由用户促使的远程控制单元I的运动20使瞄准单元13的取向发生变化，该变化导致瞄准点发生运动21。在图4b中，远程控制单元I的同一运动20使瞄准单元13的取向发生更大变化，该更大变化导致瞄准点发生运动22。
[0057]有利地，为传输比另外或另选地提供自动比例功能，对该自动比例功能来说，瞄准单元13的取向变化的程度和/或速度取决于距被瞄准的目标点的距离。该取决于距离的自动比例功能优选被构造成可由用户连接和断开。
[0058]该远程控制单元I可以配备有优选基于罗盘的角度测量功能，并且还配备有倾角传感器，由于该倾角传感器，可将瞄准单元13的取向与远程控制单元I的当前方位取向和倾角相匹配。也允许将瞄准单元13的取向绝对匹配至远程控制单元I的取向。有利地，根据该变型，特别地当远程控制单元I的操作员位于传感器单元5的旁边并且其观察方向与瞄准单元13的瞄准方向对准时，可以直观容易地促使瞄准单元13的取向变化。然而，瞄准单元13的取向变化的精度或分辨率受限于远程控制单元I的取向的可调节能力的精度。在图中没有示出瞄准单元13的取向与远程控制单元I的取向的绝对匹配功能。
[0059]优选的是远程控制单元I配备有用于操作员的输入功能，该输入功能可以用来根据远程控制单元I的空间取向启动或停止瞄准单元13的取向变化。该输入功能可以优选地通过采取触摸屏形式的显示器2来提供。举例来说，对远程控制单元I上的输入键进行操作，可以促使传感器单元5采取使用集成在远程控制单元I中的罗盘和倾角传感器测量的远程控制单元I的当前方位取向和倾角的值，并相应地匹配瞄准单元13的取向。
[0060]有利地，远程控制单元I或评估控制单元4具有姿势识别功能，该姿势识别功能能够将远程控制单元I的一些(特别是预设或用户限定的)运动和/或运动序列解释为控制命令。
[0061]有利地，远程控制单元I还配备有反馈机构，例如振动机构，其能够用来指示关于远程控制单元I和/或传感器单元5的状态或关于远程控制单元I和传感器单元5与操作员之间的通信状态的信息。
[0062]与用于目标识别(诸如位于瞄准单元13的范围内的反射棱镜的识别)的已知措施或用于典型特征(例如诸如目标标记、勘测点、屋角和边缘)的图案识别相结合，上述基于远程控制单元I的取向的动态瞄准功能使得瞄准各种空间点的过程与根据已知现有技术在开头描述的设备和方法相比显著简化。
[0063]图5示出了本发明的另一个实施方式。在该实施方式中，远程控制单元包括两个分开的部分Ia和lb。远程控制单元的第一部分Ia包含测量功能特别是传感器元件，以便由于该部分的取向变化而使瞄准单元的取向发生变化。远程控制单元的第二部分Ib提供所述评估控制单元、显示器、输入装置以及还有用于将数据传输到传感器单元的装置。数据既可以通过电缆又可以如图5所示通过无线连接6b (例如通过无线电波)在远程控制单元的两个部分la、Ib和传感器单兀5之间传输。
[0064]毋庸置疑，图中所示的实施方式仅仅示出了根据本发明的勘测仪器的可能示例。本领域技术人员知道如何将示例性实施方式的图示细节以适当方法彼此组合。各种解决方案同样可以彼此组合并与现有技术的其他勘测仪器组合。
【权利要求】
1.一种用于勘测目标点的勘测仪器(10)，该勘测仪器(10)具有: ?传感器单元(5 )，该传感器单元(5 )配备有: ?激光源； ?距离确定检测器； ?瞄准单元(13)，该瞄准单元(13)被安装成能够在上部部分(12)上围绕回转轴线回转，该上部部分(12)被安装成能够在基座(11)上围绕旋转轴线旋转；以及 ?第一和第二旋转驱动器，该第一和第二旋转驱动器使得所述上部部分(12)和所述瞄准单元(13)是可驱动和可取向的； ?远程控制单元(I )，该远程控制单元(I)用于促使所述瞄准单元(13)的取向变化，并配备有用于确定所述远程控制单元(I)的空间取向和/或用于确定所述远程控制单元(I)的运动的测量功能；以及?评估控制单元(4)； 其中 ?所述瞄准单元(13)相对于所述基座(11)的空间取向能够由两个测角器来检测；并且 ?所述评估控制单元(4)被连接至所述激光源、所述距离确定检测器和所述测角器，以便将所检测到的距离与对应的取向相关联，并因此确定目标点的坐标； 其特征在于:` ?所述瞄准单元(13)的取向在方位角方向和/或仰角方向上的变化能够使其变化程度和/或变化速度与所述远程控制单元(I)的在方位角取向和/或仰角取向上的对应变化或取向的变化速度成比例，从而提供至少在传输比水平方面彼此不同的至少两个瞄准模式。
2.根据权利要求1所述的勘测仪器(10)，其特征在于，所述瞄准单元(13)的取向变化的传输比的比例和/或程度的比例和/或取向变化的速度取决于所述瞄准单元(13)与目标点之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的勘测仪器(10)，其特征在于，所述瞄准单元(13)的取向变化的传输比的比例和/或程度的比例和/或取向变化的速度能够由用户来限定，特别是能够在所述远程控制单元(I)上进行调节。
4.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 所述远程控制单元(I)配备有: ?优选由罗盘和倾角传感器进行的角度测量功能，由于该角度测量功能，所述瞄准单元(13)的取向能够被匹配至所述远程控制单元(I)的当前方位取向和倾角；和/或 ?特别地采取惯性测量单元形式的用于确定所述远程控制单元(I)的取向变化的加速度传感器和/或转速传感器，由于所述加速度传感器和/或转速传感器，能够促使所述瞄准单元(13)的取向的对应变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 所述远程控制单元(I)配备有用于操作员的输入功能，该输入功能能够被用来启动或停止所述瞄准单元(13)的取向根据所述远程控制单元(I)的空间取向而进行的变化。
6.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于，?所述瞄准单元(13)配备有成像检测器；并且 ?所述远程控制单元(I)配备有用于在来自图像检测器的图像中呈现所述瞄准单元(13)相对于目标点的取向的显示器(2)。
7.根据权利要求6所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 所述显示器(2 )采取触摸屏的形式，通过在所述触摸屏上进行触摸能够输入来自用户的命令。
8.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 借助所述远程控制单元(I)的输入功能优选地在用户能够限定的基础上在与所述远程控制单元(I)的取向变化相同的方向或相反的方向上促使所述瞄准单元(13)的取向根据所述远程控制单元(I)的取向变化而变化。
9.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 所述瞄准单元(13)配备有用于指示所述瞄准单元(13)相对于作为瞄准点的空间点的取向的取向指示功能，其中所述取向指示功能被特别地设计成产生用于指示所述瞄准单元(13)相对于作为瞄准点的空间点的取向的十字线(3)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(10)，其特征在于， 所述评估控制单元(4)被集成在所述远程控制单元(I)中。
11.一种用于前述权利要求中任一项的勘测仪器(10)的手持移动远程控制单元(1)，其特征在于， ?所述远程控制单元(I)配备有显示器(2)，该显示器(2)用于借助取向指示功能在来自图像检测器的图像中呈现所述瞄准单元(13)相对于被瞄准的空间点的取向；并且 ?所述远程控制单元(I)配备有用于确定所述远程控制单元(I)的空间取向和/或用于确定所述远程控制单元(I)的空间取向的变化的测量功能。
12.一种使用勘测仪器(10)来勘测目标点的方法，该勘测仪器(10)具有: 籲传感器单元(5)，该传感器单元(5)配备有: ?激光源； ?距离确定检测器； ?瞄准单元(13)，该瞄准单元(13)被安装成能够在上部部分(12)上围绕回转轴线回转，该上部部分(12)被安装成能够在基座(11)上围绕旋转轴线旋转；以及 ?第一和第二旋转驱动器，该第一和第二旋转驱动器使得所述上部部分(12)和所述瞄准单元(13)是可驱动和可取向的； ?远程控制单元(I )，该远程控制单元(I)用于促使所述瞄准单元(13)的取向变化，并配备有用于确定所述远程控制单元(I)的空间取向和/或用于确定所述远程控制单元(I)的运动的测量功能； ?评估控制单元(4); 其中 ?所述瞄准单元(13)相对于所述基座(11)的空间取向能够由两个测角器来检测；并且 ?所述评估控制单元(4)被连接至所述激光源、所述距离确定检测器和所述测角器，以便将所检测到的距离与对应的取向相关联，并因此确定空间点的坐标；其特征在于: ?使用所述远程控制单元(1)的测量功能确定所述远程控制单元(1)的空间取向和/或所述远程控制单元(1)的空间取向的变化； ?根据所述远程控制单元(I)的空间取向和/或该空间取向的变化来促使所述瞄准单元(13)的取向变化；以及 ?所述远程控制单元(1)的取向和所述瞄准单元(13)的取向在方位角方向和/或仰角方向上的变化之间的传输比能够使它们的变化程度和/或变化速度成比例，从而提供至少在传输比水平方面彼此不同的至少两个瞄准模式。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于， 在所述远程控制单元(1)的显示器(2)上借助取向指示功能而在来自所述瞄准单元的图像检测器的图像中呈现所述瞄准单元(13)相对于目标点的取向。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于， 所述瞄准单元(13)的取向变化的传输比、程度和/或速度的比例: ?是能够由用户限定，特别是能够在所述远程控制单元(1)上进行调节的； 并且/或者 ?取决于所述瞄准单元(13)和目标点之间的距离。
15.一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有存储在机器可读存储介质上的程序代码，特别地，当该程序在以权利要求1至10中任一项所述的勘测仪器(10)的评估控制单元(4)为形式的电子数据处理单元上执行时，该程序代码用于提供、控制和执行权利要求12至14中任一项所述的方法。
【文档编号】G01C15/00GK103733024SQ201280038975
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2011年8月11日
【发明者】K·吉热, C·肖尔, A·伊克巴尔 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司