使用单一激光发射器的点布局系统的制作方法

本申请要求在2017年1月17日递交的序列号为62/447,078、名称为“pointlayoutsystemusingsinglelasertransmitter”的临时专利申请的优先权。

本文中所公开的技术总体涉及布局“勘测”设备，且尤其针对于以下这种类型的二维布局系统：该系统标识点及其坐标并且将在一个表面上标识的点传递到沿竖直方向的其它表面。具体地公开了使用单一激光控制器和控制特定功能的远程控制器的实施方式，该激光控制器具有产生竖直激光平面的激光发射器和电子测距仪，其中，可移动的目标与电子测距仪一起使用。将激光发射器和电子测距仪安装在可以旋转到任何方位方向(或前进方向)的可旋转平台上，然后激光发射器将以该期望的前进方向产生“静态的”(非移动的)竖直激光平面。优选地，激光发射器包括自调平能力，具有围绕方位的旋转轴，且发射基本上竖直的(铅垂的)激光平面输出(作为扇形波束或旋转激光线)。

在本技术中使用的激光控制器为简化的且成本降低的基于激光器的布局系统，该布局系统意图旨在辅助放置墙壁轨道和/或框架墙结构，用以建造钢框架建筑和可能的住宅结构。低成本和使用方便是整个设计标准的前提，这指向仅需要单个用户控制远程控制器同时也将目标移动到物理施工现场地面上的正确位置的系统。在所示的实施方式中，电子测距仪包括激光测距仪(laserdistancemeter，ldm)，该ldm与发射扇形波束的激光发射器被安装在相同的竖直枢轴上。

一旦针对特定施工现场设置系统，则可以使激光扇形波束瞄准物理施工现场地面上的特定兴趣点，然后如果在地面上不存在阻挡激光线的障碍物，则从激光控制器一直到该兴趣点并越过该兴趣点的可见激光线将沿着地面出现。该竖直激光扇形波束为激光能量的“静态”平面；它不是连续移动的“动态”激光束，诸如由一些传统勘测或布局系统产生的激光束。即使竖直激光平面由正旋转的激光束产生，该激光平面实际上也不过是“静态的”，因为它在单一(静态)竖直激光平面上旋转且它不在整个施工现场上四处跳跃，就像“动态”传统系统那样。将使激光测距仪沿着与竖直激光平面相同的方位瞄准，从而贯穿任何点布局过程，ldm将一直能够提供沿着该方位的正确距离。

一旦已将激光平面“瞄准”特定兴趣点，则用户的典型行为将是在施工现场地面上查看激光线并利用可移动的目标跟随该激光线，同时监控激光控制器与可移动的目标之间的距离(如由ldm确定)。用户可以在远程控制器上查看显示的读数(或光)，或在激光控制器上查看指示灯，以发现用户何时沿着该激光线接近距兴趣点的正确距离。

可选地，当到达距兴趣点的正确距离时，远程控制器可以为了该目的而发出可听见的声音，该可听的声音可能以不同音调或以不同嘟嘟声速率。作为另一选项，当到达距兴趣点的正确距离时，远程控制器可以闪现可见波长的光扇形波束，可能以变化的闪光速率进行闪现。当用户带着可移动的目标已到达兴趣点时，远程控制器将如此指示(激光控制器上的灯也将指示)，然后用户可以在物理施工现场地面上沿着激光线做标记，以供在未来用作该兴趣点的正确地点的可见指示。

如果目标的取向为铅垂的(这是被推荐的)，则激光扇形波束将在施工现场地面表面和目标表面的组合上产生“l标记”。施工现场地面表面将显现来自激光控制器的在正确方位方向上的水平激光线，且目标表面将显现处于正确距离的竖直激光线(去往兴趣点或去往控制点)。l形光线的交叉将处于“l标记”的弯头，且另外，该l标记交叉将精确地位于例如待布局的兴趣点处。

为了在施工现场上布局多个点，则用户可以使用棒式ram(例如闪存芯片)存储待布局的兴趣点的坐标。可以将棒式ram插入平板电脑(即远程控制器)上的usb端口中，然后平板电脑上的软件可以自动地将用于将激光扇形波束导向到用于用户的点列表上的第一兴趣点的前进方向的命令发送到激光控制器。在已标记每个兴趣点之后，用户可以在平板电脑的输入电路(例如，在平板电脑的键盘或触摸屏显示器上)输入该状态，然后远程控制器可以将用于现在瞄准布局点列表上的下一个兴趣点的命令发送到激光控制器。然后激光控制器可以自动地将激光扇形波束旋转到用于该下一个兴趣点的正确前进方向，以此类推，直到已布局用于施工现场地面的该特定部分的布局点列表上的所有兴趣点。可以允许软件自动地选择布局各个兴趣点的顺序，或用户可以手动地进行该选择，从而命令远程控制器按照由用户选择的顺序创建布局点列表。

作为替选方法论(使用因特网或其它网络)，用户可以访问存储在云端或单独计算机的存储器中的远程数据文件。该数据文件可以为例如包含虚拟施工现场场地布置图的cad文件，且一旦将该数据文件下载到远程控制器，则该数据文件可以在远程控制器的显示监控器(虚拟显示屏)上显示施工现场场地布置图的图形化表示(在至少两个维度中)，同时也显示待由用户布局的各个已知兴趣点。利用合适软件，用户可以刚好在显示的兴趣点之一上触摸远程控制器触摸屏，然后可以命令激光控制器自动地将扇形波束旋转到瞄准该特定兴趣点，利用沿着物理施工现场地面的激光线直白地显示用户移动到该兴趣点的路径。

另一替选方法是提供一种简化的激光控制器，该激光控制器使用产生竖直激光扇形波束的激光发射器，但是不需要任何类型的电子测距仪。在该替选系统中，将激光发射器瞄准控制点或兴趣点，类似于上文所描述的系统，但是通过使用例如卷尺手动地执行实际距离测量。该替选系统仍非常容易使用，因为用户仅需要跟随出现在物理施工现场地面表面上的可见激光线，同时将卷尺伸展到控制点或兴趣点所处的物理地点。

另一替选实施方式是提供一种用于检测来自激光控制器的激光扇形波束的单独激光接收器。这可以在“强光”情况下为有用的，其中，太阳光如此强烈使得将难以看到可见波长的激光平面。可以以一方式将激光接收器安装到可移动的辅助推车，使得光电传感器水平地运转(而非竖直地，如在用作升降传感器的激光接收器中那样)。当激光平面撞击光电传感器时，激光接收器可以提供“左侧”或“右侧”的可听和/或视觉指示，直到用户将激光接收器的“零位”点移动到激光平面的准确位置。当这发生时，激光接收器可以提供“在方位上”的可听和/或视觉指示，该指示将为明显不同的声音或光。

当激光平面在目标屏幕和激光接收器处变得不太强烈时，单独激光接收器的使用也允许激光控制器与激光接收器之间的更大距离。另外，不可见光的激光发射器可以连同辅助推车上的激光接收器一起使用。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

无

背景技术：

在常规技术中用于在施工现场上定位兴趣点的常见方法是通过使用“全站仪”或“智能型全站仪”。全站仪为具有在旋转中精确地定向自身且提供距离测量的能力的电子/光学仪器。一旦设置该仪器并将其定向到施工现场作业区域，则可以通过使用施工现场上的多个已知坐标定位任何兴趣点。

例如，智能型全站仪有能力自动地跟踪回顾棱镜。现在参照图16，这类棱镜3连同用于控制整个系统的智能型全站仪控制器5一起安装到杆4。在(通常从点列表)选择兴趣点之后，当人类用户2接近该兴趣点的期望位置时，智能型全站仪1将追随人类用户以及棱镜3和杆4。常见过程将像如下这样进行：

(1)用户在控制器5上从点列表选择兴趣点7。

(2)用户决定在被认为是朝向该兴趣点的方向上移动。

(3)当用户移动时，全站仪1跟踪且测量方位角和距棱镜3的距离。可以从测量的角度和距棱镜3的距离计算杆4的位置。

(4)由于在施工现场上不具有关于实际点在何处的视觉指示，因此用户可能(不经意地)选择在远离期望兴趣点7移动的方向上前进。智能型全站仪1将在控制器5上将此显示给用户，且用户将不得不选择新方向以便接近最终(期望)位置。

(5)当用户接近兴趣点7时，他将杆4设置在他感觉接近最终位置的位置上并将仔细地调平杆，同时观察控制器5的显示以查看实际杆位置的指示。

(6)总是地，杆4的位置有点偏离，则用户将在感觉接近最终(正确)位置的方向上移动杆4、重新调平杆4，并观察如由智能型全站仪1计算的新的杆位置。必须强调，无法在视觉上看到用户应当“寻找”的正确前进方向(即正确方位)。用户仅有的是在控制器5的显示器上的距离读数和角度读数。

(7)重复该过程，直到杆4的位置足够接近以满足用户。

也可以使用非智能型全站仪来定位施工现场作业区域上的兴趣点。例如，使用非智能型全站仪定位施工现场上的兴趣点将需要仪器(即全站仪)背后的附加人员。该附加人员需要手动地通过全站仪的望远镜查看杆4和棱镜3，并使用手示信号引导持有杆4的用户2左右移动以停留在正确前进方向上。在其它方面，会聚到期望兴趣点的过程将遵循如上文针对智能型全站仪所描述的相似过程。

执行上述看似简单的任务的困难是难以想象，除非真的完成了那些任务。对于带着杆4四处走动的用户来说，尝试使棱镜3处于该期望兴趣点的正确的精确位置且同时也将杆保持在竖直(铅垂)取向上是特别困难的。当然，在许多次重复之后，这类过程变得更加常规，但是它仍是劳动密集型的且严苛的功能，该功能经常必须在室外执行同时暴露于天气和令人讨厌的昆虫。

技术实现要素：

因此，优势是提供一种用于在施工现场地面上使用的点布局系统，该点布局系统使用单一激光控制器和控制特定功能的远程控制器，该单一激光控制器具有产生竖直激光平面的可旋转激光发射器和沿着相同的竖直激光平面瞄准的电子测距仪，其中，可移动目标与电子测距仪一起使用。

另一优势是提供一种点布局系统，其中，激光控制器发射可瞄准施工现场地面上的特定兴趣点的可旋转的竖直激光平面，然后从激光控制器一直到该兴趣点并越过该兴趣点的可见激光线将出现在地面上。将沿着与竖直激光平面相同的前进方向瞄准测距仪(ldm)，从而贯穿任何点布局过程，ldm将一直能够沿着该方位提供正确距离。

又一优势是提供激光控制器和控制特定功能的远程控制器，该激光控制器具有产生竖直激光平面的可旋转的激光发射器和沿着相同的竖直激光平面瞄准的电子测距仪。人类用户在施工现场地面上查看可见激光线(由竖直激光平面产生)并利用可移动的目标屏幕跟随该激光线，同时在远程控制器的显示监控器上监控激光控制器与兴趣点之间的距离。当用户已到达兴趣点时，远程控制器和/或激光控制器将如此指示，然后用户可以在施工现场地面上沿着激光线且刚好在目标屏幕的底部边缘处(或附近)做标记，以供在未来用作该兴趣点的正确地点的可见指示。目标屏幕的表面将清楚地将激光扇形波束显示为高度可见的竖直激光线，通常一路向下到其底部边缘(邻近(即处于或接近)地面水平)。目标屏幕上的竖直激光线和施工现场地面上的水平激光线的组合将产生直接处于或邻近兴趣点的可见“l标记”。

再一优势是提供激光控制器和安装在可移动的辅助推车上的远程控制器，该激光控制器具有产生竖直激光平面的可旋转的激光发射器和沿着相同的竖直激光平面瞄准的电子测距仪。该辅助推车也将目标屏幕保持在地面水平附近，以供与电子测距仪一起使用。为了找到兴趣点，人类用户驾驶辅助推车以便跟随由竖直激光平面产生的可见激光线，直到到达如由远程控制器和/或激光控制器指示的正确距离。然后用户可以在施工现场地面上沿着激光线且刚好在目标屏幕的底部边缘处(或附近)做标记。目标屏幕的表面将清楚地将激光扇形波束显示为高度可见的竖直激光线，通常一路向下到其底部边缘(邻近(即处于或接近)地面水平)。目标屏幕上的竖直激光线和施工现场地面上的水平激光线的组合将产生直接处于或邻近兴趣点的可见“l标记”。

另一优势是提供激光控制器和控制特定功能的远程控制器，该激光控制器具有产生竖直激光平面的可旋转的激光发射器和沿着相同的竖直激光平面瞄准的电子测距仪。通过将竖直激光平面瞄准施工现场地面表面的已知控制点，利用施工现场场地布置图坐标系很容易设置激光控制器，这很容易完成，因为竖直激光平面在施工现场表面上产生非常可见的激光线，可以很容易将该激光线直接瞄准控制点。一旦竖直激光平面瞄准正确前进方向，则人类用户将目标屏幕刚好放在控制点处并命令电子测距仪进行样本测量，且该距离和前进方向成为整个控制系统已知的数据(远程控制器将记录该数据)。针对施工现场地面上的第二已知控制点重复相同的步骤，且一旦将所有的距离和角度数据输入远程控制器(连同这两个控制点的施工现场场地布置图坐标)，则可以根据该施工现场场地布置图坐标计算激光控制器的准确位置。然后激光控制器可以着手在该施工现场表面上布局多个兴趣点。

又一优势是提供激光控制器和执行且控制特定功能的远程控制器，该激光控制器具有产生竖直激光平面的可旋转的激光发射器。在被放在施工现场地面表面上且被设置在施工现场场地布置图中之后，可以命令激光控制器将其竖直激光平面瞄准兴趣点，从而产生沿着施工现场地面表面的可见激光线，该可见激光线在视觉上将人类用户导向到指定的物理兴趣点。用户可以在远程控制器上查看显示监控器以获知激光控制器与该兴趣点之间的合适距离。用户可以从激光控制器沿着激光线将卷尺伸展指定距离，且将已找到该物理兴趣点，然后可以在施工现场地面上标记该物理兴趣点。

附加的优势和其它新颖特征将在如下描述中部分地提出，以及对于细阅下文之后的本领域的技术人员来说部分地将变得明显，或可以利用本文中所公开的技术的实践得以获知。

为了实现上述优势和其它优势，根据一个方面，提供了一种布局和点转移系统，所述系统包括：(a)激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)远程控制器，所述远程控制器包括：(i)第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；以及(c)可移动的目标屏幕，所述可移动的目标屏幕包括：(i)能够至少部分地反射来自所述电子测距仪的发射的表面；其中：(d)所述第一处理电路和所述第二处理电路被软件编程以执行如下功能：(i)使用所述激光发射器发射所述可见激光的基本上竖直的平面，从而沿着施工现场表面产生可见激光线；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿预定的前进方向瞄准，使得所述可见激光线与所述施工现场表面上的预定兴趣点交叉；(iii)使用所述电子测距仪监控当使可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动时，所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的物理距离；以及(iv)如果使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动到预定距离，则(a)所述激光控制器和(b)所述远程控制器中的至少一者提供预定指示以显示“在点上”状态，所述“在点上”状态对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据另一方面，提供了一种用于使用布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)通过如下操作在所述施工现场表面上找到预定兴趣点：(i)使用所述激光发射器发射所述可见激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿预定的前进方向瞄准，使得所述可见激光线与所述施工现场表面上的所述预定兴趣点交叉；(iii)使用所述电子测距仪监控当使可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动时，所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的物理距离；以及(iv)如果使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动到预定距离，则提供预定指示以显示“在点上”状态，所述“在点上”状态对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据又一方面，提供了一种用于设置布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)在所述施工现场表面上识别第一控制点，然后：(i)使用所述激光发射器发射所述可见激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使所述激光发射器瞄准，使得所述可见激光线与所述第一控制点交叉；(iii)使用所述电子测角仪确定去往所述第一控制点的第一前进方向；(iv)将目标屏幕放置在所述第一控制点处；以及(v)使用所述电子测距仪确定所述电子测距仪与所述目标屏幕之间的第一物理距离；(e)在所述施工现场表面上识别第二控制点，然后：(i)使用所述激光发射器发射所述可见激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使所述激光发射器瞄准，使得所述可见激光线与所述第二控制点交叉；(iii)使用所述电子测角仪确定去往所述第二控制点的第二前进方向；(iv)将目标屏幕放置在所述第二控制点处；以及(v)使用所述电子测距仪确定所述电子测距仪与所述目标屏幕之间的第二物理距离；以及(f)使用(i)所述第一控制点和(ii)所述第二控制点的施工现场坐标以及使用(iii)所述第一物理距离、(iv)第二物理距离、(v)所述第一前进方向数据和(vi)所述第二前进方向数据，按照施工现场坐标确定所述激光控制器在所述施工现场表面上的位置。

根据再一方面，提供了一种便携式布局推车附件，所述附件包括：(a)远程控制器，所述远程控制器包括：处理电路、包括能够由所述处理电路执行的指令的存储电路、无线通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和输入/输出接口电路；(b)目标屏幕，所述目标屏幕包括：能够至少部分地反射(i)电磁发射和(ii)声发射中的至少一者的表面；以及(c)可移动的底架，所述可移动的底架具有用于保持(i)所述远程控制器和(ii)所述目标屏幕中的至少一者的至少一个安装支架；其中：如果使所述目标屏幕移动到施工现场表面上的预定兴趣点，则所述显示监控器输出可见消息以显示“在点上”状态。

根据又一方面，提供了一种用于设置布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测角仪；以及(iii)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)通过如下操作在所述施工现场表面上找到预定兴趣点：(i)使用所述激光发射器发射所述可见激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿着预定的前进方向瞄准，使得所述可见激光线与所述施工现场表面上的所述预定兴趣点交叉；(iii)使用所述远程控制器显示所述激光控制器与所述预定兴趣点之间的数值距离；以及(iv)沿着所述可见激光线放置卷尺且测量距所述激光控制器的物理距离，直到达到所述远程控制器上显示的所述数值距离，所述数值距离对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据另一方面，提供了一种布局和点转移系统，所述系统包括：(a)激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见波长的激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)远程控制器，所述远程控制器包括：(i)第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；以及(c)可移动的目标屏幕，所述可移动的目标屏幕包括：(i)能够至少部分地反射来自所述电子测距仪的发射的表面；其中：(d)所述第一处理电路和所述第二处理电路被软件编程，从而：(i)使用所述激光发射器发射所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿着预定的前进方向瞄准，使得所述可见波长的激光的基本上竖直的平面瞄准所述施工现场表面上的预定兴趣点；(iii)使用所述电子测距仪监控当使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见波长的激光的基本上竖直的平面移动时，所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的物理距离；以及(iv)如果使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见波长的激光的基本上竖直的平面移动到预定距离，则(a)所述激光控制器和(b)所述远程控制器中的至少一者提供预定指示以显示“在点上”状态，所述“在点上”状态对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据另一方面，提供了一种用于使用布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见波长的激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)通过如下操作在所述施工现场表面上找到预定兴趣点：(i)使用所述激光发射器发射所述可见波长的激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿着预定的前进方向瞄准，使得所述可见的波长激光的竖直平面与所述施工现场表面上的所述预定兴趣点交叉；(iii)使用所述电子测距仪监控当使可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动时，所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的物理距离；以及(iv)如果使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动到预定距离，则提供预定指示以显示“在点上”状态，所述“在点上”状态对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据另一方面，提供了一种用于设置布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见波长的激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)在所述施工现场表面上识别第一控制点，然后：(i)使用所述激光发射器发射所述可见波长的激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使所述激光发射器瞄准，使得所述可见波长的激光的竖直平面与所述第一控制点交叉；(iii)使用所述电子测角仪确定去往所述第一控制点的第一前进方向；(iv)将至少一个可移动的目标屏幕放置在所述第一控制点处；以及(v)使用所述电子测距仪确定所述电子测距仪与所述目标屏幕之间的第一物理距离；(e)在所述施工现场表面上识别第二控制点，然后：(i)使用所述激光发射器发射所述可见波长的激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使所述激光发射器瞄准，使得所述可见波长的激光的竖直平面与所述第二控制点交叉；(iii)使用所述电子测角仪确定去往所述第二控制点的第二前进方向；(iv)将所述至少一个可移动的目标屏幕放置在所述第二控制点处；以及(v)使用所述电子测距仪确定所述电子测距仪与所述目标屏幕之间的第二物理距离；以及(f)使用(i)所述第一控制点和(ii)所述第二控制点的施工现场坐标以及使用(iii)所述第一物理距离、(iv)第二物理距离、(v)所述第一前进方向数据和(vi)所述第二前进方向数据，按照施工现场坐标确定所述激光控制器在所述施工现场表面上的位置。

根据另一方面，提供了一种用于使用布局和点转移系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：(a)提供激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射可见波长的激光的基本上竖直的平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测角仪；以及(iii)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)提供远程控制器，所述远程控制器包括：第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；(c)将所述激光控制器放置在工作区中的施工现场表面上；(d)在已将所述激光控制器登记到用于所述施工现场表面的虚拟场地布置图之后；(e)通过如下操作在所述施工现场表面上找到预定兴趣点：(i)使用所述激光发射器发射所述可见波长的激光的基本上竖直的平面，从而沿着所述施工现场表面产生可见激光线；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿预定的前进方向瞄准，使得所述可见波长的激光的竖直平面与所述施工现场表面上的所述预定兴趣点交叉；(iii)使用所述远程控制器显示所述激光控制器与所述预定兴趣点之间的数值距离；以及(iv)沿着所述可见激光线放置卷尺且测量距所述激光控制器的物理距离，直到达到所述远程控制器上显示的所述数值距离，所述数值距离对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

根据另一方面，提供了一种便携式布局推车附件，所述附件包括：(a)远程控制器，所述远程控制器包括：处理电路、包括能够由所述处理电路执行的指令的存储电路、无线通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和输入/输出接口电路；(b)目标屏幕，所述目标屏幕包括：能够至少部分地反射(i)电磁发射和(ii)声发射中的至少一者的表面；以及(c)可移动的底架，所述可移动的底架具有用于保持(i)所述远程控制器和(ii)所述目标屏幕中的至少一者的至少一个安装支架；其中：如果使所述目标屏幕移动到施工现场表面上的预定兴趣点，则所述显示监控器输出可见消息以显示“在点上”状态。

根据又一方面，提供了一种布局和点转移系统，所述系统包括：(a)激光控制器，所述激光控制器包括：(i)激光发射器，所述激光发射器发射基本上竖直的激光平面，所述激光发射器能够围绕基本上竖直的轴旋转；(ii)电子测距仪，所述电子测距仪能够围绕所述基本上竖直的轴旋转；(iii)电子测角仪；以及(iv)第一处理电路、包括能够由所述第一处理电路执行的指令的第一存储电路、第一通信电路、和第一输入/输出接口电路；(b)远程控制器，所述远程控制器包括：(i)第二处理电路、包括能够由所述第二处理电路执行的指令的第二存储电路、第二通信电路、显示监控器、用户操作的输入电路、和第二输入/输出接口电路，其中，所述激光控制器和所述远程控制器使用所述第一通信电路和所述第二通信电路彼此通信；以及(c)激光检测器系统，所述激光检测器系统包括：(i)可移动的目标屏幕，所述可移动的目标屏幕包括能够至少部分地反射来自所述电子测距仪的发射的表面；(ii)激光接收器，所述激光接收器包括：第三处理电路、包括能够由所述第三处理电路执行的指令的第三存储电路、第三输入/输出接口电路、和检测由所述激光发射器发射的波长的至少一个光电传感器；其中：(d)所述第一处理电路、所述第二处理电路和所述第三处理电路被配置为：(i)使用所述激光发射器发射所述基本上竖直的激光平面；(ii)使用所述电子测角仪使所述激光发射器沿预定的前进方向瞄准，使得所述基本上竖直的激光平面瞄准所述施工现场表面上的预定兴趣点；(iii)使用所述激光接收器在由用户移动所述可移动的目标屏幕时监控所述基本上竖直的激光平面撞击所述至少一个光电传感器的角位置，以及如果相对于所述基本上竖直的激光平面正确地放置所述激光接收器，则提供预定指示以指示“在方位上”状态；(iv)使用所述电子测距仪监控当使所述可移动的目标屏幕沿着所述基本上竖直的激光平面移动时，所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的物理距离；以及(v)如果使所述可移动的目标屏幕沿着所述基本上竖直的激光平面移动到预定距离，则(a)所述激光控制器和(b)所述远程控制器中的至少一者提供预定指示以指示“在点上”状态，所述“在点上”状态对应于所述施工现场表面上的所述预定兴趣点的物理位置。

从如下描述和附图，另外其它优势对于本领域的技术人员来说将变得明显，其中，以计划用于执行本技术的最佳模式之一描述和示出了优选实施方式。如将意识到，本文中所公开的技术能够实现其它不同的实施方式，以及本技术的多个细节能够在各种明显方面进行修改，这些都不脱离本技术的原理。因此，附图和说明书本质上将被视为说明性的而非限制性的。

附图说明

并入说明书中且形成说明书的一部分的附图示出了本文中所公开的技术的多个方面，以及连同说明书和权利要求一起用于阐述本技术的原理。附图中：

图1为如根据本文中所公开的技术的原理所构造的人类用户将如何将可移动地面框架与布局和点转移系统的远程控制器一起使用的图解视图，在场地布置图上已设置(登记)激光控制器之后，该布局和点转移系统用于在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图2为示出在使用根据第一方法的设置例程在施工现场地面上登记图1的激光控制器时涉及的物理控制点的位置和角度的图。

图3为示出在使用根据第二方法的设置例程在施工现场地面上登记图1的激光控制器时涉及的物理控制点的位置和角度的图。

图4为示出使用图1的激光控制器根据图1找到兴趣点的过程中涉及的物理点的位置和角度的图解平面图。

图5为人类用户将如何使用如图2所示的根据第一方法的设置例程设置图1的布局和点转移系统的图解视图。

图6为在图1的系统中使用的激光控制器的主要部件的框图。

图7为在图1的系统中使用的远程控制器的主要部件的框图。

图8为携带图7中所示类型的远程控制器的手动操作的滚车的图解视图。

图9为如根据本文中所公开的技术的原理所构造的人类用户将如何使用图9的手动操作的滚车作为布局和点转移系统的一部分的图解视图，在场地布置图上已设置(登记)激光控制器之后，该布局和点转移系统用于在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图10为图9的一部分的特写图解视图，示出了手动操作的滚车的目标屏幕部分。

图11为在图1中所示的系统中使用的在设置例程期间执行的特定步骤的流程图。

图12为在图1中所示的系统中使用的在点布局例程期间执行的特定步骤的流程图。

图13为在图1中所示的系统中使用的示例性激光控制器的俯视图。

图14为图13的示例性激光控制器的横截面中的立视图。

图15为如根据本文中所公开的技术的原理所构造的人类用户将如何将替选实施方式的激光控制器与布局和点转移系统的远程控制器一起使用的图解视图，在场地布置图上已设置(登记)激光控制器之后，该布局和点转移系统用于在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图16为在现有技术中已知的传统全站激光系统的图解视图，示出了其试图在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图17为如根据本文中所公开的技术的原理所构造的人类用户将如何将可移动地面框架与布局和点转移系统的远程控制器一起使用的图解视图，在场地布置图上已设置(登记)具有水平底缘光线的激光控制器之后，该布局和点转移系统用于在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图18为如根据本文中所公开的技术的原理所构造的人类用户将如何使用图9的手动操作的滚车作为布局和点转移系统的一部分的图解视图，在场地布置图上已设置(登记)具有水平底缘光线的激光控制器之后，该布局和点转移系统用于在施工现场地面上找到兴趣点的位置。

图19为在图1中所示的系统中使用的示例性激光控制器的第二实施方式的从正面和上面看的透视图，示出了在不具有外壳的情况下的内部部件。

图20为图19的激光控制器的侧面立视图，示出了在不具有外壳的情况下的内部部件。

图21为图19的激光控制器的从侧面和上面看的透视图，示出了外壳且示出了在顶部的转台的正面。

图22为示例性可移动辅助推车的第二实施方式的从正面和侧面看的透视图，示出了可枢转目标屏幕的细节。

图23为图22的可移动辅助推车的略微透视的正面图，再次示出了可枢转目标屏幕的细节。

图24为图22的整个可移动辅助推车的从正面、侧面和上面看的透视图。

图25为替选的示例性的可移动辅助推车的正面图，示出了可枢转目标屏幕的细节，该可枢转目标屏幕具有安装到其的激光接收器。

图26为在图25的替选的示例性的可移动辅助推车中使用的激光接收器的主要部件的框图，该激光接收器可以被用在图1的系统中。

具体实施方式

现在将详细地参考本优选实施方式，其示例在附图中被示出，其中，贯穿多个视图，相同标记指示相同元件。

应当理解，本文中所公开的技术在其应用上不限于在下文描述中提出的或在附图中示出的构造的细节以及部件的布置。本文中所公开的技术能够实现其它实施方式，以及能够以各种方式来实践或执行。而且，应当理解，本文中所使用的短语和术语出于描述目的且不应当被视为限制。“包括”、“包含”、或“具有”及其变型在本文中的使用意味着涵盖其后所列的项目及其等效物以及额外的项目。除非另有限制，否则本文中的术语“连接”、“联接”、和“安装”及其变型被广义使用，以及涵盖直接的连接、联接和安装以及间接的连接、联接和安装。此外，术语“连接”和“联接”及其变型不限于物理的或机械的连接或联接。

元件名称之前的术语“第一”和“第二”(例如第一入口、第二入口等)用于识别目的以在类似的或相关的元件、结果或概念之间区分，且不意图必须暗示次序，术语“第一”和“第二”也不意图排除包括额外的类似的或相关的元件、结果或概念，除非另有指示。

另外，应当理解，本文中所公开的实施方式包括硬件和电子部件或模块，出于讨论目的，可以示出且描述上述硬件和电子部件或模块，犹如仅仅以硬件实现大多数的部件。

然而，本领域的技术人员基于对该详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施方式中，本文中所公开的技术的基于电子的方面可以以软件来实现。因此，应当注意，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同结构部件来实现本文中所公开的技术。此外，如果利用软件，则执行这类软件的处理电路可以为通用计算机，同时满足在其它方面可能由专用计算机执行的所有功能，该专用计算机可以被设计成专门实现本技术。

将理解，如在本文中所使用的术语“电路”可以表示真实的电子电路，诸如集成电路芯片(或其一部分)，或可以表示由处理电路执行的功能，该处理电路诸如微处理器或包括逻辑状态机或另一形式的处理元件(包括顺序处理电路)的asic。特定类型的电路可以为某种类型的模拟电路或数字电路，但是这类电路很可能通过逻辑状态机或顺序处理器而以软件实现。换言之，如果使用处理电路执行在本文中所公开的技术中使用的期望功能(诸如解调功能)，则可能不存在可被称为“解调电路”的具体“电路”；然而，将具有由软件执行的解调“功能”。当讨论“电路”时，所有的这些可能性由发明人设想且在本技术原理内。

激光控制器

在图1中总体示出了基础系统概念。具有单一激光控制器20，该激光控制器20使用激光发射器472(参看图6)，该激光发射器472输出竖直激光平面134，该竖直激光平面134在入射在地面上时在作业表面100上产生可见激光线130。在设置过程完成之后，激光控制器20能够使可枢转转子部分在其枢轴上旋转，从而导向竖直激光平面134穿过施工现场作业表面100上的兴趣点140。该行为直接为用户提供可见前进方向且允许用户得知他感兴趣的位置在施工现场地面100上沿着该激光线130落在某处。

系统也具有测量发射器与位于用户处且由用户操作的可移动“目标屏幕”之间的距离的能力。在激光控制器的旋转转子部分上提供电子测距仪，从而该电子测距仪将一直瞄准与竖直激光平面所瞄准的方向相同的方位方向(或“前进方向”)。在优选实施方式中，电子测距仪包括激光测距仪(laserdistancemeter，也被称为“ldm”)，该ldm朝着预期目标发射窄激光束且接收回一些该发射的激光束能量，这为公知设备。而且，在优选实施方式中，ldm被安装在激光控制器20上，从而该ldm在基本水平方向上(高于地表水平面大约6英寸(152mm))发射其激光束。

在该图示的实施方式中，激光控制器20包括激光测距仪(“ldm”)480(参看图6)，该ldm480使其测量激光束132沿着与竖直激光平面(也被称为激光“扇形波束”)134相同的方位瞄准。如上所述，将ldm480和激光平面发射器472均安装在激光控制器20的同一可枢转部分上，以及测距模块意图位于激光发射器扇形波束内，且不仅随着竖直激光平面134旋转、而且还具有用于测距的激光486，该激光486与用于虚拟前进方向的输出激光平面对齐且重合。因此，使这些产生激光的发射器一直沿着相同方位(或“前进方向”)瞄准。

为了更精确，术语“前进方向”可以为相对的；如果将激光控制器放置在表面上而不知道关于将它如何相对于施工现场场地布置图坐标系取向或将它如何相对于地面取向的任何设置信息，该激光控制器因为其角度编码器450(参看图6)，将仍然知道其激光平面发射器472所瞄准的“前进方向”。然而，该准确的前进方向可以或可以不等同于方位；这取决于是否已调平激光控制器。一旦调平，则激光平面发射器472的前进方向将等于方位，但是再次，这可以为相对量，该相对量可以不匹配地面或施工现场场地布置图。最终，一旦已利用施工现场场地布置图坐标系设置激光控制器，则激光平面发射器的前进方向应当匹配真实的方位方向。下文更详细地讨论激光控制器20的设置。

将理解，如在本说明书中所使用，短语“激光扇形波束”包括能够产生“激光平面”输出的其它类型的产生激光的产品。这具体包括输出旋转激光束的发射器，该发射器有效地产生激光束的多次旋转的激光“平面”。

在使用时，ldm480有能力测量从发射器转子自转轴到目标屏幕50的距离，该目标屏幕通常位于用户52处。因此ldm480可以实时地将准确的距离测量提供给激光控制器20，接着该激光控制器20可以将该信息提供给平板电脑300，该平板电脑300为用户可见的远程控制器。目标屏幕50必须至少部分地反射测距能量，从而由ldm480发射的一部分激光将返回到ldm的光电传感器488。

将理解，除了激光测距仪，还可以使用不同类型的测距设备(distancemeasuringdevice，dmd)。例如，声波发射器或超声波发射器可以指向目标屏幕，该目标屏幕将反射一部分声波能量且可以确定距离，很像声纳设备。当然，相比于基于光能的测距仪(诸如ldm)，会失去一定量的准确度。

如果在激光控制器20上设置指示灯490，则该指示灯490可以提供关于用户是否已将目标屏幕50移动到“太短”、“太长”或刚好处于正确距离(“在点上”)的位置的闪光指示。通过使用激光控制器20与远程控制器300之间的无线通信链路426，可以传输ldm480与目标屏幕50之间的测量距离且然后将其显示在平板电脑300的监控器屏幕342(参看图7)上。可替选地，如下文更详细地描述，激光源可以以不同速率闪光以提供关于当前距离状态的指示，这将向施工现场地面上的用户提供关于该用户是否应当静止不动或者朝向或远离激光控制器移动的容易可见的指示。

如上所述，在该系统中具有两个主要部件：激光控制器20和远程控制器300。激光控制器包括产生可旋转的可见竖直激光平面以指示前进方向的激光发射器472且包括在激光控制器内提供测距能力的电子测距仪480。如上所述，优选的是，电子测距仪480包括激光测距仪(或“ldm”)，以及该lmd也被安装在激光控制器20的与激光发射器472相同的可旋转转子部分上。

第一实施方式：滚动地面框架

系统的第二主要部件为位于与用户52一起的远程控制器300，诸如平板电脑。(如在本文中所使用，短语“平板电脑”或仅仅“平板”将具有与短语“远程控制器”相同的含义。)在图1的图示实施方式中，平板300被安装到可移动地面框架或底架54，该可移动地面框架或底架54也保持竖直屏幕(或目标)50，该竖直屏幕50可以用于捕捉用于显示兴趣点所处的前进方向的激光扇形波束134。为了便于使用，可移动地面框架或底架54将屏幕50与平板300固定在一起。作为示例，可移动地面框架54可以具有轮子、或滑轨、或二者的组合。

远程控制器300包括可查看的显示监控器(或显示屏)342，该显示监控器(或显示屏)342(作为触摸屏显示器)用于输入期望兴趣点以驱动激光发射器。提供表面50的ldm目标与远程控制器300结合，可以在该表面50上测量距离。如下所述，可以在多于一个封装中提供远程控制器-目标屏幕组合。例如，图1示出了将远程控制器300安装在地面水平附近的底架54，而图8示出了将远程控制器300安装在腰部水平附近的“适于步行的推车”64。当然，可以设计其它物理配置，而不脱离本文中所公开的技术的原理。

系统的总体使用

利用上文讨论的能力，在将系统相对于施工现场取向的简短设置过程(下文更详细地描述)之后，可以通过如下步骤获得任何兴趣点。参照图1，用户首先使用平板/控制器300的显示监控器342从由建筑师的建筑文件显示的几何结构选择一兴趣点。(在许多情况下，将具有用户从中作业的“点列表”，该“点列表”包括待布局的各个兴趣点的施工现场坐标。)

在远程控制器300上输入命令之后，激光发射器的竖直激光扇134旋转(沿着自转轴123)以显示期望兴趣点所在的前进方向。将理解，激光平面(或扇形波束)134产生处于134的上部激光边缘和处于130的下部激光线，该下部激光线入射于施工现场表面100的地面。在该情况下，沿着施工现场地面的激光线130被人类用户52查看，且该激光线130在视觉上将向用户指示合适的前进方向(或方位)。

当激光控制器20沿着特定前进方向瞄准其竖直激光扇134时，电子测距仪(例如激光测距仪480)将同时沿着相同方位(高于施工现场地面几英寸)瞄准。优选的是，一旦已调平激光发射器20，则安装ldm以发送本质上平行于施工现场地面的激光束。采用该方式，由ldm提供的距离读数将确实是准确的且铅垂到施工现场表面。(如果故意使地面倾斜，则可以将该因素计算到用于确定在后续步骤中将测量的其它距离的等式中。)

用户现在沿着可见的前进方向前后移动可移动框架54，在该可移动框架54上安装竖直屏幕50和平板(远程控制器)300，直到平板300指示与沿着该前进方向的合适兴趣点(处于140)相关的距离132。

一旦已将可移动底架(或框架)54正确地放置在合适距离(即，ldm与目标屏幕50之间的距离)处，则用户可以在地面上标记该点。该标记步骤将很容易且准确地来完成，因为它将沿着显示该前进方向的激光线130可见地出现，且将刚好在目标屏幕50的底部物理地指示该合适地点。

设置过程

通常通过划出与两个现有竖直i光束之间的中心线偏移(在美国，通常按两(2)英尺距离)的墨线来开始建筑地点布局作业。这些i光束通常被放置使得主要作业轴与它们对齐。在图1上，两个这样的i光束由附图标记110和112指示。如图1所示，那两个i光束之间的中心线为线114，且具有分别与i光束110和i光束112交叉的两条垂直线116和118。

从中心线114，可以通过在两个主要轴方向上相对于第一i光束结构(即i光束110和i光束112)的偏移来确定第一控制点坐标。该偏移线以124来指示，且该偏移线相对于i光束中心线114偏移了距离125。该偏移线124变为“控制线”。发明人已设想出设置系统的几种方法。所有方法都涉及知道至少一个控制点坐标。

系统设置：方法1

第一示例设置方法需要知道第一控制点和第二控制点二者的坐标，在本示例中被指定为“cp1”(处于120)和“cp2”(处于122)。在该第一设置方法中，沿着控制点124发现第一控制点cp1，而第二控制点cp2不必须沿着图1中所示的控制线。注意，cp1在一个方向上相对于线114(即，i光束之间的中心线)偏移了距离125，且cp1在第二方向上相对于垂直线116(其与i光束110交叉)偏移了距离127。

请注意，图4除了从俯视图的视角之外，示出了与图1所示的信息相同的信息。清楚地看到控制线124，cp1沿着该控制线。指示偏移维度：用于第一控制点(cp1)的中心线为124和127；用于激光控制器20的中心线为126和128。沿着与激光控制器20的枢轴交叉的线130找到兴趣点140，且该兴趣点140以角度θ偏离平行线126。(线126平行于控制线124。)

用于使用该第一方法设置系统的过程如下：

(1)用户将激光控制器20放在施工现场地面上的不一定沿着控制线124的位置处，但是放在激光控制器20与该控制线段124之间在视觉上没有障碍物的位置处。

(2)用户手动地驱动(旋转)激光发射器472以瞄准激光扇形波束，从而使激光线130位于控制点cp1的正上方。

(3)用户将远程控制器的目标屏幕50放到控制点cp1上。

(4)用户命令激光控制器20使用测距仪480测量且记录从激光控制器到cp1的距离尺寸132。用户通常将能够在远程控制器的显示器342上查看该距离；而且，在处理电路310的控制下，通常将记录该距离尺寸132的行为存储在远程控制器300的存储电路312的存储位置上。现在也以相似方式测量且记录激光扇形波束的方位角(如由激光控制器的角度编码器450感知)。

(5)用户现在将活动移动到第二控制点，并重复步骤(2)至步骤(4)。此时，使激光发射器472沿着其自转轴123旋转，以通过在视觉上将激光线放在该控制点cp2上方而瞄准cp2。用户现在将远程控制器的目标屏幕50移动到控制点cp2上。然后用户命令激光控制器20再次使用测距仪480测量且记录从激光控制器到cp2的距离。现在也以相似方式测量且记录激光扇形波束的方位角(如由激光控制器的角度编码器450感知)。

(6)系统现在将基于从激光发射器到cp1的线段(在图2上被称为dat)与从激光发射器到cp2的线段(在图2上被称为dbt)之间的角度以及cp1和cp2的位置坐标来计算激光控制器20的位置。下文描述涉及的数学知识。

一旦根据施工现场的坐标知道激光控制器20的位置，则可以将该特定位置插入(或存储)在虚拟施工现场场地布置图数据文件中，该数据文件存在于远程控制器300的存储电路312中。这可以仅仅为临时状况，因为可以很好地将激光控制器移动到大型建筑项目的另一位置，从而将附加兴趣点布局在物理施工现场地面上从其第一位置不可访问的位置上。

现在参照图2，提供了关于该第一设置方法的图。在图2、图2a、图2b和图2c中描述了激光发射器20的坐标的计算。在该图中且在这些示例等式中，激光发射器20被称为点“t”，第一控制点(cp1)被称为点“a”，以及第二控制点(cp2)被称为点“b”。

参看关于图2(下文)的用于该第一设置方法示例的等式。如在本示例中所述，用户首先得知cp1和cp2的坐标，然后利用提供的装备测量一个角度以及确定两个距离，如本文中所公开。在将该消息全部都馈送到远程控制器300之后，其处理电路310计算处于点“t”的激光控制器的坐标。(注意，在图1上，激光控制器的x-y坐标对应于线126和线128的交叉点。)在该第一设置方法中，不存在对激光控制器20应当位于何处的特定约束，除了该激光控制器20要求在自身与两个控制点之间不具有物理障碍物。

现在参照图2的图，使用如下等式：

计算距离dab和角度ε：

dab＝[(xb-xa)²+(yb–ya)²]^1/2

计算角度β和γ：

和：

α+β+γ＝π

γ＝π-α-β

(注意：β和γ的计算仅用于设置方法2，下文参看图3。)

求出线at的等式：

斜率mat＝tan(β+ε)

(线的标准等式为：y＝m·x+b)

y＝mat·x+bat代入已知cp1点a：(xa,ya)，且求解y-截距bat。

ya＝mat·xa+bat

bat＝ya-mat·xa

y＝mat·x+(ya-mat·xa)线at的等式

(这是等式4.1)

求出线bt的等式：

斜率mbt＝tan(γ-ε)

(线的标准等式为：y＝m·x+b)

y＝mbt·x+bbt

yb＝mbt·xb+bbt代入已知cp2点b：(xb,yb)，且求解y-截距bat。

bbt＝yb-mbt·xb

y＝mbt·x+(yb-mbt·xb)线bt的等式

(这是等式4.2)

使等式4.1与等式4.2相等：

mat·x+(ya-mat·xa)＝mbt·x+(yb-mbt·xb)

将xt代入等式4.1以求出发射器t的y坐标(yt)：

发射器t的位置：(xt,yt)现在是已知的。

一旦激光控制器20(即“t”)的坐标为已知的，则激光发射器472可以瞄准在该激光控制器20的无遮挡视线范围内待标记的任何兴趣点。当然，该兴趣点也必须可被目标屏幕访问，该目标屏幕将被直接放置在施工现场地面表面100上待标记的该兴趣点上。

另一方面，如果兴趣点碰巧刚好位于与竖直墙壁或其它类型的竖直结构相同的位置，则该竖直结构自身可以用作物理目标屏幕(代替作为滚动底架54的一部分的目标屏幕50)。建筑师的建筑平面图可以向用户指示该事实，以通知用户现有的竖直结构将碰巧刚好位于该兴趣点。这可能不是普遍现象，但是如果确实发生了，则本技术的系统将能够处理该情况。

图5的图示给出了人类用户会如何将远程控制器300与拆卸的目标屏幕50一起使用的示例。在该设置模式下，激光控制器20使扇形波束154朝向第一控制点cp1瞄准，同时也瞄准由测距仪480的激光源486产生的激光输出。扇形波束154产生沿着施工现场地面表面的可见激光线150，且ldm480产生平行于可见激光线150的激光线152。可见激光线150使人类用户52易于在视觉上准确地确定移动目标屏幕50(在方位方向上)的正确前进方向，直到达到正确距离。主要要求是用户将目标屏幕保持在合适高度上，从而ldm激光线152实际上将在点55处与目标屏幕表面交叉。这应当不困难，因为目标屏幕50应当足够大而从地面表面向上延伸到正确高度，从而与由ldm480的激光源486产生的激光线交叉。

系统设置：方法2

第二示例设置方法需要知道第一控制点的坐标，在本示例中被指定为“cp1”(处于120)。然而，不知道第二控制点“cp2”(处于121)，除了假设该cp2沿着控制线129以外。注意，在该第二设置方法中，第一控制点为控制线129的“原点”或“源头”。cp1的施工现场坐标通常不被指定为(0,0)，但是在此这意味着cp1的物理位置将被用作确定平行于主轴的轴的源头，该建筑工地以该主轴为参考(在建筑师的平面图上)。换言之，穿过该点cp1的轴变为控制线129，即使该新控制线129不一定相对于两个i光束之间的中心线偏离2英尺。事实上，该新控制线129甚至可以不平行于施工现场上的任何一对i光束，但是这肯定不是典型的。

用于使用该第二方法设置系统的过程如下：

(1)用户将激光控制器20放在施工现场地面上肯定不沿着控制线129的位置处，但是放在激光控制器20与控制线段129之间在视觉上没有障碍物的位置处。

(2)用户将远程控制器的目标屏幕50放到控制点cp1上。如之前所述，主要目的是确定激光控制器20与cp1之间的距离。

(3)用户手动地驱动(旋转)激光发射器472以瞄准激光扇形波束，从而使激光线130位于控制点cp1的正上方。

(4)用户命令激光控制器20使用测距仪480测量且记录从激光控制器到cp1的距离。用户通常将能够在远程控制器的显示器342上查看该距离；而且，在处理电路310的控制下，通常将记录该距离的行为存储在远程控制器300的存储电路312的存储位置上。该测量的距离被称为dat，dat对应于也被称为点“a”的cp1和也被称为点“t”的激光控制器。现在也以相似方式测量且记录激光扇形波束的方位角(如由激光控制器的角度编码器450感知)。

(5)用户现在将活动移动到第二控制点。在该第二设置方法中，用户将远程控制器的目标屏幕50放在沿着控制线129的任何地方。如上文，主要目的是现在确定激光控制器20与cp2之间的距离。现在重复步骤(2)至步骤(4)。

(6)使激光发射器472沿着其自转轴123旋转，以通过在视觉上将激光线放在该控制点cp2上方而瞄准cp2，注意，在该第二设置方法中，提前不知道cp2的坐标，这在图3上是标为121的控制点、不是图2的控制点122。用户现在将远程控制器的目标屏幕50移动到控制点cp2上。然后用户命令激光控制器20再次使用测距仪480测量且记录从激光控制器到cp2的距离。该测量的距离被称为dbt，dbt对应于也被称为点“b”的cp2。现在也以相似方式测量且记录激光扇形波束的方位角(如由激光控制器的角度编码器450感知)。

(7)系统现在将基于从激光发射器到cp1的线段(图3上的dat)与从激光发射器到cp2的线段(图3上的dbt)之间的角度α以及cp1和cp2的位置坐标来计算激光控制器20的位置。下文描述涉及的数学知识。

现在参照图3，提供了关于该第二设置方法的图。在图3中利用相关联的等式(下文)描述了激光发射器20的坐标的计算。在该图中且在这些示例等式中，激光发射器20被称为点“t”，第一控制点(cp1)被称为点“a”，以及第二控制点(cp2)被称为点“b”。

现在参照图3的图，将如下等式用于该第二设置方法示例：

计算距离dab和角度β和γ：

和：

α+β+γ＝π

(三角形的内角和＝180°)

γ＝π-α-β

则：

dat·sin(β)＝dbt·sin(π-α-β)＝dbt·sin(α+β)

dat·sin(β)＝dbt·(sin(α)cos(β)+cos(α)sin(β))

求解β：

β＝tan^-1dbt·sin(α)

dat-dbt·cos(α)

发射器的坐标可以被求得如下：

xt＝xa+dat·cos(β)

yt＝xa-dat·sin(β)

发射器t的位置：(xt,yt)现在是已知的。

如在本示例中所述，用户首先得知cp1但非cp2的坐标，但是选择沿着控制线129的一点作为cp2。在该过程期间，用户利用提供的装备测量一个角度并确定两个距离，如本文中所公开。在将该消息全部都馈送到远程控制器300之后，其处理电路310计算处于点“t”的激光控制器的坐标。在该第二设置方法中，存在对激光控制器20应当位于何处的特定约束——该激光控制器20不能在控制线129上。而且，一如既往地要求在激光控制器20与两个控制点之间无物理障碍物。

另一可能的设置方法可以将激光控制器20直接放在已知控制点上，这将简化用于设置等式的几何结构。在该情况下，将自动地得知x-y坐标，但是将仍需要确定方位角，以与施工现场基线对齐。

一旦已利用施工现场场地布置图设置激光控制器20，不管使用哪种方法实现设置(或“登记”)到场地布置图中，则可以立即使用激光控制器找到兴趣点。存在“找到”兴趣点的两种可能方式：

(1)如果兴趣点是“已知的”(即“预定的”)，则这意味着用于该兴趣点的坐标已经在施工现场场地布置图中，因此可以命令激光控制器的激光扇形波束直接瞄准那些坐标，从而允许用户简单地沿着该激光扇形波束的可见光线步行，直到到达正确距离，然后在施工现场表面上标记该点。这为本文中所公开的技术的主要用途。

(2)如果兴趣点是“未知的”，则用户在“勘测模式”下工作以手动地在施工现场上选择用户想要添加到虚拟施工现场场地布置图中的新的特定物理特征。用户可以或可以不想要将该新特定点永久地保持在虚拟场地布置图中、但是至少目前是这样，用户想要鉴于施工现场场地布置图确定该特定特征的坐标。在该勘测模式下，用户将手动地命令激光扇形波束旋转，直到该扇形波束直接瞄准感兴趣的特定特征，即，激光线将直接与该特定特征交叉。然后用户可以沿着该激光线带着可移动的目标移动，直到到达特定特征，并命令激光控制器进行距离读取(利用ldm)。一旦前进方向(方位角)和距特定特征的距离是已知的，则激光控制器或远程控制器将能够计算该先前“未知的”兴趣点的坐标，且它将不再为“未知的”，而是它将被登记在虚拟施工现场场地布置图中。应当注意，如果特定特征为墙壁或高度至少为6英寸的其它竖直结构，则可以将激光扇形波束直接瞄准该特定特征，且激光测距仪(ldm)可能将能够得到来自的ldm的测距波束的“返回”，因此非常可能的是可以针对未知兴趣点找到期望距离，而无需用户实际上带着可移动的目标移动到该地点。

激光控制器硬件描述

现在参照图6，在本系统中使用的激光控制器的框图被示出且总体由参考标记20指示。激光控制器20包括处理电路410，该处理电路410将具有相关联的随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)412、相关联的只读存储器(readonlymemory，rom)414、和至少一个输入/输出电路416。这些存储电路412、414和416使用总线418与处理电路410通信，该总线418通常被称为地址总线或数据总线且也可以包含其它类型的信号，诸如中断和可能其它类型的时序信号。

输入/输出电路416有时在本文中也将被称为“i/o”电路。该i/o电路416为现实世界设备与处理电路410之间的主要接口。i/o电路416与各种通信设备以及各种类型的电机驱动电路和传感器电路通信。

输入/输出电路416与通信端口a通信，该通信端口a总体由参考标记420指示。通信端口420包括发射器电路422和接收器电路424。提供通信端口420以与远程控制器300交换数据信息。远程控制器300与通信端口420之间的通信链路由参考标记426指示。在该系统的优选模式中，通信链路426将为无线的，但是若需要，则可以将电缆连接在通信端口420与远程控制器300之间。

称为端口b的可选第二通信端口在图6上总体由参考标记430指示。该端口430包括与输入电路432和输出电路434的数据接口。如果被使用，则该通信端口430可以使用通信路径436传递去往和来自可选零位光电传感器的数据，该零位光电传感器总体由参考标记438指示。尽管通信链路436可能为无线的，但是对此并无特殊要求。在由trimble公司(以前被称为天宝导航有限公司)出售的其它激光发射器上发现该可选设备，，但是该可选设备对于本文中所描述的主要功能来说不是必要的。提供该可选设备的一个可能原因是将使用激光控制器20作为对于在天宝条码扫描布局系统中的其它设备的代替物。

激光控制器20也包括自调平电机驱动电路，该自调平电机驱动电路总体由参考标记440指示。该驱动电路为调平电机442提供电压和电流。另外，该驱动电路从调平传感器444接收信号，且这些输入信号将确定什么类型的命令将从驱动电路440被发送到电机442。若需要，则这可以为自包含系统，该自包含系统可以不需要与处理电路410通信。然而，激光控制器20通常将期望在激光控制器20开始在其常规操作模式下工作之前得知激光控制器是否实际上已完成其调平功能。另外，处理电路410可以很期望控制调平电机驱动电路440，本质上为了在该调平电机驱动电路440对于激光控制器实际上试图使自身相对于重力调平来说不重要时保持它断电。

将理解，期望自动调平功能，但是这不是使用本技术的要求。如果不使用自动调平功能，则每当将激光控制器20移动到施工现场表面上的新位置时，用户必须手动地调平该激光控制器。在该类型的实施方式中，激光控制器将很可能设有调平螺钉和至少一个圆形顶小瓶。

在该控制系统的优选实施方式中，激光控制器20也包括角度编码器450。角度编码器450将输入信号提供给处理电路410，使得处理电路410准确地得知使激光发射器相对于方位方向指向何处。如果希望通过消除编码器来降低系统成本，则测量方位可以为完全手动的操作。然而，对于完全自动的系统来说，角度编码器450将为必需的。当然，趋向于在该点布局控制系统中出现的激光发射器的方位方向的频繁变化可以作出删除角度编码器的决定，之后看起来像可怕的想法。电子角度编码器将提供与已由编码器组件测量的角度(或“前进方向”)有关的电气或光学输出信号。在激光控制器20中，该角度编码器输出信号被导向到i/o接口电路416。

激光控制器20优选地也将包括方位电机驱动，该方位电机驱动总体由参考标记460指示。电机驱动460将提供合适的电流和电压以驱动方位电机462，这为瞄准激光发射器的起动力。这可以为自包含系统的一部分，与角度编码器450一起工作。然而，在图6上，它被示出为受处理电路410控制，需要该处理电路410执行在此所提供的逻辑流程图中指定的功能。也将理解，作为一个选项，可以在激光控制器上提供手动调节的方位仪器，而非包含如上所述的方位电机驱动。

调平电机系统包括用于方位电机442的调平平台，该方位电机442具有输出轴和小齿轮，该小齿轮与正齿轮啮合。正齿轮具有竖直的输出轴，该输出轴延伸穿过编码器圆盘子组件且一直到达包括一对对接电池光电传感器的第二轮或圆盘。编码器圆盘子组件通常具有可被编码器读头检测的某种类型的可见标记，该编码器读头沿着编码器圆盘的外周放置。全角度编码器子组件450包括编码器圆盘子组件和编码器读头。典型的光学编码器具有固定部和可旋转部。

激光控制器20还包括激光源驱动电路470，该激光源驱动电路470提供电流和电压以驱动激光源472。这通常将为激光二极管，但是若需要，则它可以为某种其它类型的激光束发射器。如上所述，激光源通常将发射可见波长的光，但是不可见波长的光源对于特定应用来说可以为可期望的，且可以在该情况下使用发射红外光的激光源。在图6上所示的配置中，激光源驱动器470受处理电路410控制。

激光控制器20通常将包括“扇形波束”激光发射器472。然而，将理解，如需要，则可以使用其它类型的激光源，包括旋转激光束(诸如抖动激光束)。必须具有一定最小量的发散来产生激光“平面”，从而激光将至少与施工现场的地面表面交叉，且很可能也与用于施工现场上的内部空间的天花板表面交叉。激光控制器20将具有许多用途，即使激光源仅指向地面表面。在该描述中，将假设激光源为扇形波束激光器或等效物，从而(i)连续的激光平面由激光控制器20发射、或(ii)一束移动的激光(即，使其瞄准角度随着时间移动的成一条线的光子流)由激光控制器20以一种方式发射，以便产生模拟扇形波束的激光“平面”。

在激光控制器20中包括总体由参考标记480指示的电子测距仪。测距仪480通过输入/输出电路416与微处理器410通信。如果测距仪480使用激光作为其距离感测手段，则它也可以被称为“激光测距仪”或“ldm”。也可以使用其它类型的测距仪，诸如基于声音的设备，如上所述。

假设测距仪480为ldm，则它将包括激光驱动电路482和激光束接收器接口电路484。激光驱动器482为激光源486提供电流，该激光源486发射激光束，诸如激光束130(如图1所示)。光电传感器488接收反射的激光(来自激光束130)，并将由光电传感器488输出的电流信号导向到激光接收器接口电路484。在合适的放大和可能的解调之后，通过i/o电路416将该信号发送到微处理器410。采用该方式，dmd480可以确定激光控制器20与目标之间的准确距离，激光束130从该目标反射回到光电传感器488。

可以在激光控制器20中包括指示灯490以将视觉信号提供给人类用户。特定闪光信号可以指示关于dmd480与由用户操纵的目标屏幕之间的距离测量的特定状态，诸如过长或过短。或者，如下文更详细地描述，激光源可以以不同速率闪光以提供关于当前距离状态的指示，这将向施工现场地面上的用户提供关于该用户是否应当静止不动或者朝向或远离激光控制器移动的容易可见的指示。

为了指示状态，也可以使用可听输出，或代替可见灯。这类可听输出可以保持处于特定速率(例如代替闪光)，或者如果可听输出设备像扬声器那样工作，则它可以改变音调以发信号通知状态的变化。(注意，代替在激光控制器处的可听输出，可以在远程控制器上提供这类可听输出，或除了在激光控制器处的可听输出，还可以在远程控制器上提供这类可听输出。参看下文。)

远程控制器硬件描述

现在参照图7，提供了用于远程控制器的框图，该远程控制器总体由参考标记300指示。远程控制器300包括处理电路310，该处理电路310具有相关联的ram312、rom314、某种类型的大容量存储器或外部存储器316、和输入/输出电路318。这些电路全部借助总线315与处理电路310通信，该总线315通常将携带数据信号和地址信号及其它类型的微处理器信号，诸如中断。

大容量存储器316可以为硬盘驱动、或可能某种类型的闪存。如果采用闪存形式，则它可以为可借助例如usb端口插入远程控制器中的外部存储设备(诸如“便携式存储设备”)。在该情况下，在大容量存储器316与总线315之间将具有usb接口。

i/o电路318将与第一通信端口320通信，该第一通信端口320在图7上被指示为通信端口“x”。通信端口320包括发射器电路322和接收器电路324。通信端口320被设计成通常使用无线信号、借助无线路径326(如在图7上所标记)与激光控制器20通信。如下文更详细地描述，在该点布局系统中，激光控制器20将与远程控制器300通信距离信息和方位角信息，且该信息借助无线路径326到达和来自通信端口320。

在远程控制器300中可以包括可选的第二通信端口330，且这在图7上被指示为通信端口“y”。通信端口330包括发射器电路322和接收器电路334。如果被安装，则可以使用通信端口330借助通信链路336与建筑师计算机50交换信息。在图7上，通信链路336被示出为无线链路，但是若需要，则它当然可以使用电缆或光缆来构造。如果被使用，则通信端口330将能够与建筑师计算机50交换地面布局数据；更具体地，通信端口330可以接收虚拟施工现场场地布置图并将其存储在大容量存储电路316中。另外，如果远程控制器300接收关于在施工现场场地布置图中新的或“未知的”兴趣点的信息，然后不仅可以将该信息保存在大容量存储电路316中、而且还可以将该信息传送回到建筑师计算机50(借助通信端口330)以放置在原始场地布置图中。或者，可以将修改的虚拟施工现场场地布置图(其包括新兴趣点)作为文件保存在大容量存储电路316中，且可以将该整个文件传递到建筑师计算机50。

将理解，建筑师计算机50可以包括“固定”单元，该“固定”单元基本上保持在建筑师的办公室中且将数据传送到远程控制器300，同时该远程控制器在物理上位于该办公室，或可能它们可借助广域网(诸如因特网)而彼此远程通信。可替选地，建筑师计算机50可以包括“便携”单元，该“便携”单元被运输到施工现场且在现场与便携单元300通信。最后，因为便携式计算机在物理尺寸上变得甚至更小，因此便携式远程控制器和建筑师计算机将最终合并为单一设备是可能的。在另一方面，平板电脑比许多其它形式的便携式计算机耐用得多，且对于远程控制器300将经受的严苛条件，似乎不太可能将多个功能与建筑师计算机50合并。

显示驱动电路340与i/o电路318通信。显示驱动电路340为显示器342提供正确接口和数据信号，该显示器342为远程控制器300的一部分。如果远程控制器300为例如笔记本电脑，则这将为在大多数笔记本电脑中所见到的标准显示器。或者，远程控制器300可能为计算器尺寸的计算设备，诸如个人数字助理(personaldigitalassistant，pda)或智能手机，在该情况下，显示器将为小得多的物理设备。若需要，则显示器342可以为触摸屏显示器，诸如在许多平板电脑上所发现的触摸屏显示器。

在该系统中可工作的一种远程控制器的一个示例(具有某种修改)为便携式“布局管理器”，其为由trimble公司(原名为天宝导航有限公司)出售的、型号为lm80的现有手持式计算机。应当注意，不能简单地采用lm80并立即将其用作本系统中的远程控制器；必须修改软件以执行本文中所描述的必要计算。另外，必须修改输入/输出电路以能够传送去往和来自激光控制器20的命令和数据。

小键盘驱动电路350与i/o电路318通信。小键盘驱动电路350控制接合到输入感测设备352的信号，该输入感测设备诸如小键盘，如图7所示。再者，如果显示器342为触摸屏类型，则在远程控制器300上可以不具有单独的小键盘，因为大多数的命令或数据输入功能将通过触摸显示器自身而为可用的。可以具有某种类型的通电/断电开关，但是这将不一定被视为真实的小键盘(且通常将不用于输入数据)。

第二实施方式：手动操作的滚车

现在参照图8，示出了手持式或手推式滚车64。推车64包括具有轮子的底架、且具有安装在推车的底部附近的目标屏幕60。延伸臂或手柄68向上行进到安装件70，远程控制器300附接到该安装件70。在图示的实施方式中，远程控制器300再次为直接由人类用户52操作的平板电脑。优选的平板300将包括显示监控器342，该显示监控器342也为触摸屏，用作用户输入电路，而非具有单独的小键盘。然而，若需要，则当然可以提供单独的小键盘352。

滚车64可以为相对较小的推车，但是大到足以支撑竖直目标屏幕60，其底缘密切靠近地面200的表面。使用四个轮子，应当很容易使推车64前后移动，如图所示。手柄68向上延伸到用户52，允许用户52在站立时操纵推车。安装支架70附接到手柄68，该安装支架70容纳且支撑远程控制器300。应当使显示器342定向在支架70上，从而用户能够很容易查看平板电脑。

手动操作的滚车的使用

现在参照图9，用户可以通过操纵推车64从而目标屏幕60拦截处于距激光控制器20的任一距离且沿着由可见激光线230提供的前进方向的测距仪激光光斑65，而很容易在施工现场地面200上找到兴趣点。应当注意，激光扇形波束234将一直在其最上方边缘236与其下边界(这为施工现场地面本身)之间延伸。因此，激光扇形波束234将不仅在施工现场地面上产生可见的水平激光线230，而且还将在目标屏幕表面60上产生可见的竖直激光线66。这是用户在使用滚车64时将很容易看到的高度可见的竖直线，以及用户需要做的全部事情为使推车前后移动，同时将推车64保持在可见激光扇形波束234内，直到找到正确距离。

激光控制器20的ldm480将测量目标屏幕60与激光发射器472之间的该距离232，并在平板电脑的显示监控器342上显示该距离。另外，可以提供关于用户是否应当移动更靠近发射器或移动更远离发射器或静止不动(如果用户“在点上”)的指示。

如果必须进行从测距仪480到推车64的距离校正，则很容易地使推车沿着指示的前进方向前后移动。如上所述，当校正距离时，用户仅需要将滚车64保持在正确前进方向内，以非常难以错过的方式可见地指示该正确前进方向。而且一旦沿着可见前进方向达到距激光控制器20的正确距离，则可以在地面200上、在目标屏幕60的底缘处标记处于240的兴趣点(参看图10)。

手动操作的滚车64提供某些优势，包括将目标屏幕60和平板电脑-远程控制器300的有用元件安装在一个易于操纵的框架上的结构。可以倚靠推车的框架将手柄68折平，以便在不使用时易于装载。推车64允许用户在站立时搜索并找到兴趣点，因此减少对用户的膝盖、臀部和背部的磨损，这样的结果是代替四脚着地地爬行或一遍又一遍地弯腰。

一旦已将目标屏幕60移动到施工现场表面上的正确位置，则水平激光线230和竖直激光线66的交点直接地且在视觉上向用户指示当前兴趣点的位置。这两条激光线在施工现场表面和可移动目标表面上提供一种l形标记(或“l标记”)，这无法利用任何传统设备来实现。该发光的“l标记”的肘点(例如，在图10上处于或靠近238处的可见竖直光线的底部)将直接处于兴趣点。将理解，当使用图1上所示的可移动地面框架54时，也将出现该“l标记”视觉指示，其中，竖直激光线也将出现在该可移动地面框架的目标屏幕50上。

应当注意，可见的水平激光线230不一定需要一直延伸到兴趣点240。例如，如果施工现场地面表面不均匀(屡见不鲜)，则激光平面234可能在其与待标记的点(即，在兴趣点240处)交叉时未到达地面表面。然而，新系统无论如何都将很好地工作，因为竖直激光平面234的底缘将继续沿着相同的前进方向，就在离地面表面稍高高度的地方。只要竖直激光平面撞击目标屏幕60，则它将使高度可见的竖直线提供在该目标屏幕60上——这是图10上的激光线66。如果目标屏幕60为铅垂的(即竖直的)，如所设计，一旦已将辅助推车64放置在距激光控制器20的电子测距仪480的正确距离处，则激光线66将直接向下瞄准期望兴趣点。在该情况下，用户实际上可能未看到刚好处于兴趣点的“l标记”，但是目标屏幕66上的竖直激光线60将仍然提供用于在施工现场地面表面上标记兴趣点的准确位置。

除了在前一段中讨论的变型以外，在替选实施方式中，激光平面可以以一种方式散发，使得激光平面的底缘从不接触施工现场地面表面。在该布置方式中，不会具有在地面上水平运行的可见激光线，然而，用户可以仅仅通过手持目标屏幕在施工现场地面上行走且同时在相对于激光控制器的非径向方向上移动而很容易找到可见波长的激光平面。一旦目标屏幕拦截激光平面，则可见激光的竖直线将变得非常明显，且用户将知道已找到期望径向方向。然后用户可以在该现在可见的径向方向上移动，直到达到距激光控制器的正确距离；当然这之后将指示已找到期望兴趣点。参看图17和图18以及下文关于那些图17和图18的描述，其更详细地描述了该替选实施方式。

在图9和图10上，将控制线224绘制为偏离竖直的i光束210和i光束212之间的中心线214。沿着偏移的控制线224，第一控制点被指定处于220，该偏移的控制线224偏移了距离尺寸225。激光控制器20位于一对x-y中心线226和228，这对x-y中心线226和228偏离平行线216和平行线218，该平行线216和平行线218本身沿着施工现场地面200与i光束210和i光束212交叉。从激光控制器20到兴趣点240的正确前进方向从平行线226偏离了角度θ。图9的整体几何结构与图1的整体几何结构相同。

流程图：设置过程

现在参照图11，提供了示出在将激光控制器首次放置在施工现场地面上时用于激光控制器的设置过程中的一些重要步骤的流程图。图11的流程图涉及上文参照图2所讨论的第一方法。首先将两个控制器初始化以开始该过程：在步骤500处将远程控制器(或“rc”)初始化，以及在步骤550处将激光控制器(或“lc”)初始化。

在被初始化之后，在步骤510处，rc发起与lc的通信会话，其目的是将多个点布局在新位置(即，建筑施工现场的场地布置图的新部分)上。在被初始化之后，在步骤552处，lc等待来自rc的消息。一旦lc接收到消息，则在决定步骤560处，lc必须确定是否已接收到正确命令。如果未接收到正确命令，则在步骤552处，lc继续等待。如果接收到正确命令，则在步骤562处，lc将确认消息发送回到rc。

将理解，在rc300和lc20之间传递的消息本质上可以为无线的，或若需要，则电缆可以在这两个设备之间延伸。由于将很经常地在施工现场地面周围移动rc，因此有理由使用无线通信协议。

在步骤520处，rc现在将接受由人类用户输入的使lc上的激光发射器旋转的手动命令。在步骤570处，这些命令将使激光扇形波束顺时针或逆时针旋转，这取决于由用户输入哪个准确命令。将自动地将由用户在rc300的小键盘352或触摸屏显示器342上输入的人工旋转控制命令发送到lc。用户将继续发布这类手动命令，直到激光扇形波束(例如图5上的扇形波束154)产生直接与第一控制点(诸如图5上的cp1)交叉的激光线(例如图5上的线150)。一旦激光线与控制点cp1交叉，则用户输入用于停止激光扇形波束的旋转(在步骤570处)的命令。

应当注意，用户可以替选地手动控制激光控制器20以使激光扇形波束旋转，而不使用远程控制器300。然而，每当用户想要使激光发射器旋转时，这种类型的手动控制将要求用户移动到激光控制器的位置，这当然会减慢点布局工作的效率。

用户现在应当将目标屏幕直接放置在控制点上，然后输入命令以通知rc该状态。在步骤522处，rc现在将用于测量距该目标屏幕的距离的命令发送到lc。在步骤572处，使用电子测距仪480(例如ldm)，lc执行测距功能并将结果发送到rc，在步骤524处由rc接收该结果。在步骤524中也将该距离结果存储到rc处的存储器中。

在步骤526处，rc现在将用以测量目前的方位前进方向的命令发送到lc，以及在步骤574处，lc使用其角度编码器450执行该测量并将结果发送到rc。将理解，在与当lc测量距目标屏幕的距离时的相同步骤中，lc可以自动地执行方位角测量，而无需中间命令，诸如上文针对步骤526所述的命令。

在步骤528处，rc从lc接收角度数据，并将该角度数据存储在存储器中。关于cp1的该角度数据之后将被用作计算角度α所需的第一前进方向，如在图2的场地布置图中所示。

图11的流程图在步骤530处继续，这指示针对rc的步骤520与步骤528之间的所有步骤将需要再次被执行，这次将激光扇形波束瞄准第二控制点(cp2)。该流程图也在步骤580处继续，这指示针对lc的步骤570与步骤574之间的所有步骤也将需要再次被执行，这次将激光扇形波束瞄准第二控制点(cp2)并进行所需测量，从而将距离和角度前进方向数据发送到rc。在瞄准cp2时的这些测量结束时，角度数据之后将被用作计算角度α的另一边所需的第二前进方向，如在图2的场地布置图中所示。

将理解，图11的流程图没有示出执行确定施工现场场地布置图上的lc20的位置所需的计算所需的所有数学步骤。那些为很容易编程以供rc或lc的处理电路执行的纯数学函数。优选的是在rc处执行那些数学函数，这是因为已将建筑师的场地布置图存储在其存储电路312(或314)中，此外，平板电脑的微处理器很可能为比将用于lc的计算机芯片耗电更高的计算机芯片。(大多数用户无论如何将rc(作为平板电脑)用于许多其它各种功能，因此有理由将该处理电路310编程有执行那些数学计算连同其它点布局功能所需的app。)

流程图：布局过程

现在参照图12，提供了示出在将激光控制器放置在物理施工现场地面上且设置到用于该施工现场的场地布置图之后在使用激光控制器的点布局过程中的一些重要步骤的流程图。图12的流程图涉及在图1和图9中所示的、使用(图1的)地面框架(或滚动底架)54或(图9的)滚车64的布局功能。

如同在图11的流程图中那样，图12涉及由远程控制器300(或“rc”)和激光控制器20(或“lc”)二者执行的逻辑步骤。在图12的流程图的开端，这两个控制器具有初始条件：rc具有已存储在其存储器中的“点列表”，在步骤600处使该例程初始化时调用该“点列表”；当在步骤650处使该例程初始化时已将lc登记在施工现场地面上。

将理解，各个控制器(即远程控制器300和激光控制器20)具有在自己的处理电路上执行的自身的操作软件。然而，也将理解，这两个控制器300和20均被设计为结合彼此工作。否则，所有事物可能都必须被内置到单一设备中并放置到激光控制器中。尽管这类整体设备将有能力执行其功能而无任何显著设计问题，但是它对用户不太友好，这是因为用户将不得不保持移动回到该整体激光控制器以执行点布局任务。反而，优选方法是使功能分离，因此用户可以在施工现场地面上布局各个兴趣点时将远程控制器随身携带(或在地面上滚动)到各个兴趣点，且从来不必须移动回到激光控制器的位置，直到已布局整个点列表。在rc和lc之间使用无线通信促成这些任务，如上所述。

在图12上，对于人类用户来说，在将该例程初始化之后的第一任务是在步骤610处选择兴趣点。(注意：如上文所讨论，若需要，则可以通过软件使选择哪个兴趣点的实际选择自动化。)仍在步骤610处，rc现在将命令发送到lc以将激光扇形波束瞄准正确前进方向，从而将在施工现场地面表面上视觉地指示激光线。

在步骤660处，lc接收poi坐标，或lc接收瞄准特定方位角的命令，方位角是由系统设计工程师进行设计选择的事项。不管怎样，lc现在使其激光发射器472旋转以沿着正确前进方向发射扇形波束(诸如激光平面134，如图1可见)。在步骤612处，rc现在可以将用户现在应当伴随目标屏幕沿着可见光线移动的消息显示给用户。

当试图将目标屏幕放置在距lc的正确距离时，(图1的)人类用户52现在将很容易看到要遵循的正确前进方向。应当注意，如果rc实际上在其显示监控器342上显示所寻求的距离，则有经验的用户将很可能快速地沿着图1的可见激光线130移动到非常靠近距poi的正确实际距离的地点。在此之后，应当非常快速地完成其余的“前后”移动到接近对于每个兴趣点的准确距离。

在步骤662处，lc现在将使用其测距仪480(例如ldm)执行周期性距离测量。至少从人类的角度来看，采样率应当很快，因此用户感觉到他正在接收距离读取的几乎连续的更新。可以将测量的距离发送到rc；另外，如果由rc通知lc对于该poi的所寻求的距离，则lc也可以将当前距离状态(诸如“太长”、“太短”、或在点上)的消息发送到rc。此外，lc可以具有指示器，该指示器视觉地闪光或产生可听嘟声(或其它声音)，以及随着“太长”、“太短”、或“在点上”状态改变，闪光速率(或嘟声速率)可以改变。在繁忙的(可能吵闹的)施工现场上，可听音调或嘟声可能不是最佳指示。

另外。如果在lc上具有多于一种颜色的led，则可以闪烁不同颜色以指示哪种距离状态当前在操作，例如，“绿色”可以具有“在点上”的含义，而“黄色”和“红色”可以具有“太长”或“太短”的含义。此外，当用户接近距poi的正确距离时，黄色灯和/或红色灯也可以以不同速率闪烁。

当测量的距离数据被rc接收时，在步骤614处可以将该距离显示给用户。此外，显示监控器342可以明显地向用户显示明亮的消息(可能以颜色)，该明亮的消息指示“太长”、“太短”、或“在点上”的当前距离状态。如上文针对lc所述，当距离状态改变时和/或如果用户正在接近正确(所寻求的)距离，则在rc上的显示器可以闪烁或显示不同颜色。另外，尽管繁忙的施工现场可能不利于听到这类可听信号，但是若需要，则可以在平板电脑(rc)300上输出可听音调或嘟声。可听音调可以以更快或更慢速率发出嘟声，以指示例如“太长”或“太短”；稳定的“语调”可以表示“在点上”的当前距离状态。使用显示监控器342指示当前距离状态的另一种示例性方式可以为显示“箭头”符号，很像在显示高度(如高于级别、低于级别、以及等级中)的激光接收器上所使用的“箭头”符号。一个箭头可以被点亮(或可以闪烁)以显示“太长”状态，而第二箭头可以被点亮(或可以闪烁)以显示“太短”状态。

系统硬件可以向用户提供当前距离状态的指示的另一有用方式是使闪烁(或调制)激光发射器输出光束本身。更详细地，可以命令激光控制器20的激光发射器420重复地使其光学输出波束开启和关闭，作为“太长”、“太短”、或“在点上”的指示。例如，如果当前距离状态为“太长”，则光闪烁的频率可以相对较快，诸如每秒三次闪烁(开和关)；以及如果当前距离状态为“太短”，则光闪烁的频率可以相对较慢，诸如每秒仅一次闪烁(开和关)；最后，如果当前距离状态为“在点上”，则光闪烁的频率可以为零，这将为恒定的“开启”光束。

这类激光闪烁会被施工现场上的人类用户明显看见，这是因为随着操纵目标屏幕的用户最终到达正确距离，在施工现场地面表面上和在目标屏幕50(以及被激光平面撞击的任何其它表面)上运行的激光线将明亮地“闪耀”且然后“暗淡”(快速地或缓慢地)。另一细化可以为改变闪烁光束的开和关的占空比。换言之，如果闪烁速率为三个周期/秒，则占空比可以为50％，且用户将具有明显看到由激光平面创造的激光线的“良好信号”。然而，如果闪烁速率为仅一个周期/秒或可能甚至更慢，则系统设计者可能希望将占空比提高到例如70％或80％，因此用户将仍具有明显看到那些激光线的“良好信号”，而非需要等待将使用更小占空比创造的更长“关闭时间”。

在用户已发现当前兴趣点的正确位置(即，目标屏幕现在“在点上”)之后，显示监控器342在步骤616处可以显示消息以通知用户他现在应当在施工现场地面上标记该位置。rc300可以存储该状态，从而准备移动到下个兴趣点。

在步骤620处，rc将选择下一个兴趣点，并将发送用以将lc的激光扇形波束瞄准该该下一个poi的命令，就像在步骤610中那样。在步骤670处，lc接收对于下一个poi的该命令，并相应地使其激光发射器472旋转，就像在步骤660中那样。lc现在将重复涉及步骤662的其它功能，且rc现在将重复步骤614和步骤616的功能，对于点列表上的每个poi都以此类推。

一旦已布局整个点列表，则将完成施工现场场地布置图的该部分。激光控制器20现在将可能移动到相同施工现场的不同部分或移动到全新的施工现场。

现在参照图13和图14，以俯视图、立视截面侧视图示出了示例性激光控制器20。将电子测距仪480放置在激光控制器封装的顶部附近，从而一旦将激光控制器20放置在施工现场地面表面上，则将电子测距仪480的测距激光束输出导向到地平面之上大约6英寸(152mm)的高度。示例性激光控制器20已提出了尺寸“d1”和“d2”；提出的整体外部尺寸“d1”为直径大约6.28英寸(160mm)，而提出的整体外部尺寸“d2”为高度大约6.89英寸(175mm)。

激光发射器472也放在激光控制器组件20的顶部附近，该激光发射器472具有相关联的电路板474和激光扇形柱面透镜476。柱面透镜476接收激光束(作为直线)并将该光能转换为扇形波束，该扇形波束被柱面透镜展开为激光平面，例如在134和154处所示。

激光控制器组件的整个顶部(总体由参考标记490指示)能够围绕其外周以360度角完全旋转，从而任何期望前进方向可以变为对于扇形波束激光平面且对于该激光控制器20的电子测距仪定向输出来说感兴趣的“瞄准角”。提供控制“瞄准角”的前进方向的方位驱动子组件，该方位驱动子组件包括方位驱动电机462、方位驱动盘464和角度编码器450。

为了使激光控制器20完全自动，优选的是包括自调平平台，该自调平平台包括调平电机442、水平传感器(在图13和图14上未示出)、和调平平台枢轴446。

在激光控制器20的底部包括电池组402，从而将使用在壳体的底部的检修盖很容易进行电池的替换。包括电源开关404和充电插头406。主电路板408位于激光控制器的底部附近。另外，在壳体内部包括用于接收和发送无线信号的天线428。

现在参照图15，可以使用用于激光控制器的替选实施方式来找到兴趣点，其中，激光控制器不包括电子测距单元。简化的激光控制器250仍包括具有激光扇形波束发射器的可旋转平台，因此该可旋转平台发射激光扇形波束254，该激光扇形波束254产生沿着施工现场地面表面200的激光线260。将激光控制器250登记到施工现场场地布置图中将需要在设置过程期间对距控制点220和控制点222的距离的手动测量。一旦已完成该手动测量，则激光控制器250将准备好用于布局兴趣点。

如果将布局“已知”兴趣点，则将使坐标为激光控制器250所知(通常使用由用户52携带的远程控制器300，其中，该远程控制器具有存储在其存储电路316中的虚拟施工现场场地布置图)。然后可以命令激光控制器250以将其扇形波束直接瞄准已知兴趣点240，这将产生沿着施工现场地面表面、一直到(且可能经过)该兴趣点的物理位置的可见激光线260。可以在远程控制器300的显示监控器342上显示距该兴趣点的距离。然后用户52可以物理地运行从激光控制器开始、沿着激光线260的卷尺270，并标记处于正确距离的地点。该标记的地点为兴趣点240。

如果兴趣点为“未知的”，则用户可以选择施工现场地面上的物理位置(“物理地点”)，然后命令激光扇形波束254瞄准该准确的物理地点。(这是与该设备一起使用的“勘测模式”。)然后用户可以在激光控制器250与该物理地点(例如在图15上的240处)之间运行卷尺270以确定二者之间的准确距离。用户可以在远程控制器300的小键盘或触摸屏显示器上输入在物理地点240与激光控制器250之间的该测量的距离，以及远程控制器上的应用软件将计算该物理地点的坐标，并且可以将该物理地点放置到虚拟施工现场场地布置图中，从而变为“已知”兴趣点。

在结合图15的这些示例中使用的激光控制器250为一件真实的“低成本”设备。该激光控制器250不具有激光测距仪，以及无需可移动框架或推车与可移动目标屏幕一起使用。当然，该系统也比完全自动化的激光控制器20更加难以使用，该激光控制器20与结合图1和本文中的其它视图所描述示例一起使用。将要求用户在激光控制器250与“下一个”兴趣点之间重复地来回移动，且用户也必须物理地移动卷尺270且一遍又一遍地进行精确的距离测量。但是它都仍可以是优于给定用户以前使用的任何方法的巨大改进。

将激光控制器250登记到施工现场场地布置图将类似于上文结合图5所讨论的设置过程。代替使用安装在激光控制器20上的激光测距仪，用户会将激光控制器250放置在施工现场地面表面上，然后使激光扇形波束方向瞄准控制点之一，然后使用卷尺确定该控制点与激光控制器250之间的物理距离。然后将测量的距离键入(输入)远程控制器300中。然后将针对第二控制点重复该过程。一旦已知针对两个控制点的方位角和距离，则可以按照上文的涉及例如关于图2的计算的讨论计算激光控制器在施工现场场地布置图上的位置。

在图17中再次总体示出了基本的系统概念。提供单一激光控制器720，该激光控制器720也使用输出竖直激光平面734的激光发射器472(参看图6)，该激光发射器472具有将可见波长的激光的平面导向在顶缘线736与底缘线730之间的不同柱面透镜。底缘线730可以为从不接触施工现场的作业表面100的基本上水平的线。

用户操纵目标屏幕50，且当用户已正确地放置目标屏幕使得激光平面734与该目标屏幕50交叉，则可见激光线将出现在该目标屏幕上。在设置过程完成之后，激光控制器720能够使可枢转转子部分在其枢轴上旋转，从而将竖直激光平面734导向施工现场的作业平面100上的兴趣点140，以及用户58将能够直观地看到激光平面734的正确方向使目标屏幕50保持在激光平面内同时按需使该目标屏幕在径线方向朝着或远离激光控制器720移动。

当用户首先开始搜索激光平面734时，该用户可以使目标屏幕50在非径向方向上移动，直到该屏幕拦截可见波长的激光平面。一旦这发生，则用户将很可能将目标屏幕50(在非径向方向上)移动到一位置使得由激光平面734在该目标屏幕上产生的可见激光线出现在目标屏幕50的中间附近。在此之后，用户可以开始将目标屏幕50在径向方向上移动，直到抵达施工现场表面上的“下一个”兴趣点的正确位置。

激光控制器720也有能力测量发射器与可移动目标屏幕720之间的距离，该可移动目标屏幕通常位于用户处且由用户操纵。在激光控制器720的旋转转子部分上提供电子测距仪，从而该电子测距仪将一直瞄准与竖直激光平面所瞄准的方向相同的方位方向(或“前进方向”)。在优选实施方式中，电子测距仪包括激光测距仪(也被称为“ldm”)，该ldm朝着预期目标发射窄激光束且接收回该发射的激光束能量的一部分——这为公知设备。而且，在优选实施方式中，ldm被安装在激光控制器720上，从而该ldm在基本上水平的方向上(高于地面平面大约6英寸(152mm))发射其激光束。

在图17的图示实施方式中，激光控制器720包括激光测距仪(“ldm”)480(参看图6)，该ldm480沿着与竖直激光平面(也被称为激光“扇形波束”)734相同的方位瞄准其测量激光束132。如上所述，将ldm480和激光平面发射器472均安装在激光控制器720的同一可枢转部分上，以及测距模块意图位于激光发射器扇形波束内，且不仅随着竖直激光平面734旋转、而且还具有用于测距的激光486，该激光486与用于虚拟前进方向的输出激光平面对齐且重合。因此，使这些产生激光的发射器一直沿着相同方位(或“前进方向”)瞄准。

在使用时，ldm480有能力测量从发射器转子自转轴到目标屏幕50的距离，该目标屏幕通常位于用户52处。因此ldm480可以实时地将准确的距离测量提供给激光控制器720，接着该激光控制器720可以将该信息提供给平板电脑300，该平板电脑300为用户可见的远程控制器。目标屏幕50必须至少部分地反射测距能量，从而由ldm480发射的一部分激光将返回到ldm的光电传感器488。

如果在激光控制器720上提供指示灯490，则该指示灯490可以提供关于用户是否已将目标屏幕50移动到“太短”、“太长”或刚好处于正确距离(“在点上”)的位置的闪光指示。通过使用激光控制器20与远程控制器300之间的无线通信链路426，可以传输ldm480与目标屏幕50之间的测量的距离且然后将其显示在平板电脑300的监控器屏幕342(参看图7)上。可替选地，如下文更详细地描述，激光源可以以不同速率闪光以提供关于当前距离状态的指示，这将向施工现场地面上的用户提供关于该用户是否应当静止不动或者朝向或远离激光控制器移动的容易可见的指示。

现在参照图18，示出了与可移动的“滚动”辅助推车64一起使用的激光控制器720。如上文参照图9所述，用户可以通过操纵推车64而很容易在施工现场地面200上找到兴趣点，从而目标屏幕60拦截处于距激光控制器720的任一距离且沿着由可见激光平面734提供的前进方向的测距仪激光光斑65。应当注意，激光扇形波束734将一直在其最上方边缘736与其最下方边缘730(最下方边缘730为基本上平行于施工现场地面的水平激光线)之间延伸。因此，激光扇形平面734将在目标屏幕表面60上产生可见竖直激光线766。这是用户在使用滚车64时将很容易看到的高度可见的竖直线，以及用户需要做的全部事情为使推车来回移动，同时将推车64保持在可见激光扇形波束734内，直到找到正确距离。

如在上文所描述的第一实施方式的情况中那样，激光控制器720的ldm480将测量目标屏幕60与激光发射器472之间的该距离232，并在平板电脑的显示监控器342上显示该距离。另外，可以提供关于用户是否应当移动更靠近发射器或移动更远离发射器或静止不动(如果用户“在点上”)的指示。

现在参照图19至图21，示出了示例性激光控制器720的第二实施方式。将电子测距(electronicdistancemeasuring，edm)仪放置在激光控制器封装的顶部附近，从而一旦将激光控制器720放置在施工现场地面表面上，则将其测距激光束输出导向到地平面之上大约6英寸(152mm)的高度。如在图19中可见，edm包括搁置在安装块782上的印刷电路板780。在本实施方式中，edm为激光测距仪，且edm激光发射器/接收器最佳地在图21中以附图标记784可见。

示例性激光控制器720在其上部的“塔楼”部分790中具有许多可旋转部件，这可以在图19和图20中看到。在上部塔楼790中可旋转地安装edm部件780和edm部件782(如上所述)和激光发射器组件770。激光发射器组件770包括激光发射器772(通常使用激光二极管作为激光源)、准直透镜和柱面透镜，该柱面透镜产生可见波长的激光的扇形波束。可以在图20上的参考标记776处看到柱面透镜的一部分。柱面透镜776接收扇形波束(作为直线)并将该光能转换为扇形波束，该扇形波束被柱面透镜扩展为激光平面(诸如图17上的扇形波束或激光平面734)。

安装另一电路板774作为可旋转的激光发射器子组件770的一部分。在图21中看到上部可旋转壳体792；该壳体792为可去除的，且附接到一系列安装夹794，这些安装夹794被安装在可旋转基底778的外周附近。在可旋转塔楼790的最上部的是指示灯796，该指示灯796通常为led。灯796的四周是“信标”透镜盖798，当点亮灯796时，该“信标”透镜盖798对于站立在激光控制器720附近的用户来说是高度可见的。

旋转的某些其它部件位于激光控制器720的底部。这包括方位驱动摩擦轮763和方位驱动编码器盘764。激光控制器720的整个可旋转部分由轴承壳体748中的轴承支撑，如图20可见。

激光控制器720组件的整个顶部(总体由参考标记790指示)能够围绕其圆周以360度角完全旋转，从而任何期望的前进方向可以变为对于扇形波束激光平面且对于该激光控制器720的电子测距仪定向输出来说感兴趣的“瞄准角”。提供控制“瞄准角”的前进方向的方位驱动子组件，该方位驱动子组件包括方位驱动电机762、方位驱动盘764和角度编码器750。

在激光控制器720的图示实施方式中，方位驱动电机762为步进电机，该步进电机具有接触摩擦轮763以使整个顶部塔楼790旋转的输出。编码器盘764提供位置信息反馈，因此该系统为精确的瞄准仪，几乎没有该机械形式的齿轮齿隙。

为了使激光控制器720完全自动，优选的是包括自调平平台，该自调平平台包括两个调平电机740和742、水平传感器(未示出)、静止支柱745、和两个可移动的调平支柱734、744。调平平台“包含”使用平台三脚架安装件746的所有这些组件。两个可移动的调平支柱734、744以及静止支柱745全部附接到该安装件746。一旦已将激光控制器720放置在施工现场表面上，则可移动的调平支柱将按需延伸或缩回以提供自调平平台，无论该表面的粗糙度如何或者是否缺乏“水平态”(合理的)。

在激光控制器720的底部通常将包括电池组(在图20上未示出)，从而将使用在壳体的底部的检修盖很容易进行电池的替换。包括电源开关704，以及通常将包括充电插头(未示出)。

静止的主电路板708位于激光控制器的底部附近，该静止的主电路板708安装在静止的安装板709上。手柄712附接到安装基部714，该安装基部714为整体激光控制器720的基部。在壳体内部包括用于接收和发送无线信号的天线728。

在示例性激光控制器720的下部包括静止的上部安装板716。具有保持上部安装板716和安装基部714的几个压铆螺母柱718，这些压铆螺母柱718提供用于保持方位驱动部件和自调平驱动部件的间隔体积。

图21示出了具有其壳体(或封盖)的整个激光控制器720。上壳体处于附图标记792，该上壳体随着整个可旋转的“塔楼”部分790一起旋转。下壳体处于附图标记710。安装支柱在该视图中为可见的，包括两个可移动的支柱743、744。激光器均可见，包括edm激光发射器/接收器784和激光平面发射器770。

现在参照图22至图24，示例性的可移动的辅助推车的第二实施方式总体由附图标记800指示。可移动的推车800类似于上文所讨论的可移动的“滚动”辅助推车64，具有某些改进。可移动的推车800的底部(或底架)包括滚动后车轮816和两个非滚动安装脚架814。当用户移动推车800时，使延伸臂868稍微倾斜，以使这两个安装脚架814抬离施工现场表面802。当已按期望地放置推车800，则用户不使延伸臂868倾斜以允许安装脚架814接触地面表面，且推车然后将静止地立于该位置。

最好可以如图22和图23所示，具有目标屏幕820，该目标屏幕820具有面向推车800的“正面”的光亮的加工面822；在图23中，推车的“正面”面对该视图的观察者。在该示例性实施方式860中，目标屏幕820由对可见波长的光半透明的树脂玻璃制成，且光亮的表面822为已粘附到目标屏幕820的该前表面的白色标签。当可见波长的激光的竖直表面从正面撞击目标屏幕时，标签822允许该可见波长的光的一部分穿过该标签822且穿过半透明材料，从而人类用户将能够看到从目标屏幕820的后表面穿出的竖直激光线。同时，撞击目标屏幕820的正面的可见波长的激光的一大部分将被标签822的光亮的表面修饰反射，因此如果人类用户位于目标屏幕820的正面，则该用户将能够看到从该表面822反射的竖直激光线。实质上，用户将能够在目标屏幕820上看到激光线，无论其相对于(在施工现场地面上的)该目标屏幕的位置如何。

目标屏幕820和光亮的表面822为目标屏幕子组件的部分，该目标屏幕子组件总体由附图标记860指示。目标屏幕820由安装框架840保持，该安装框架840围绕水平枢轴826可枢转。通过一对固定轴安装件818使枢轴826保持就位，这对固定轴安装件818反过来附接到整个安装支架810。安装支架810通过安装夹具812附接到延伸臂868。

目标屏幕子组件860的大多数部件由塑料或某种其它非金属材料制成。目标屏幕840优选地为塑料，且具有靠近底部的用于一对黄铜砝码842的两个开口。黄铜砝码842的位置是可调节的，且在制造期间将黄铜砝码842移动到将在被释放时将导致目标屏幕820围绕其固定的枢轴826去向铅垂(竖直)位置的位置。

如果目标屏幕子组件860不具有阻尼件，则即使轻微的振动可以部分地损害其期望的竖直定位。为了补偿该可能性，沿着一对塑料安装支架830的表面放置一对铝板832。另外，沿着框架840的一对加宽部的表面放置一对永磁体846。(这些最佳地在图23上可见。)磁体832将随着框架840一起移动，且它们的磁场将与非移动铝板832交叉。

当将可移动的辅助推车800移动到施工现场表面上的新位置时，则目标屏幕820将倾向于围绕其在枢轴826处的枢转轴相当自由地旋转。当目标屏幕820旋转时，磁体846将连同目标屏幕820/框架840子组件的底部一起移动，以及当它们的磁场传递到铝板832中时，将引起涡流，这将创造倾向于减慢整个目标屏幕820结构的旋转运动的“返回磁阻”。该磁性系统无需严重地阻尼，尤其是因为期望在将激光平面734和edm784用于定位准确度之前允许黄铜砝码842执行其引起目标屏幕820去向铅垂(竖直)位置的任务。一旦已允许辅助推车800静止不动，则可枢转的目标屏幕820的摇摆运动将相当快速地减弱。

将理解，上文所描述的准确材料对目标屏幕子组件860的功能不是至关重要的。可以将其它非金属材料用于上文所描述的塑料部分，以及可以用其它材料代替黄铜部分和铝部分，而不脱离本文中所公开的技术原理。

应当注意，目标屏幕820需要足够“高”，使得由激光控制器20(或720)的edm仪480(或784)产生的激光光斑将被该目标屏幕拦截。在上文所描述的系统中，如果目标屏幕820的“前”表面具有光亮的表面修饰(或标签)822，则该“前”表面为由edm的激光测距仪测量的指标。因此，在该“前”表面上产生激光线，该激光线为在施工现场表面上寻找的兴趣点的正确位置的指示物。

图24示出了可移动辅助推车800的整体第二实施方式。如上所述，目标屏幕子组件处于附图标记860，且推车800的底部处于施工现场表面802上。具有允许人类用户很容易使推车800倾斜并将其移动到施工现场地面上的不同位置的手柄866。

可移动的辅助推车800的最上方的部分包括可调节的安装件870，该可调节的安装件870将远程控制器保持在合适位置以易于人类用户使用。远程控制器通常将包括平板电脑300，该平板电脑由平板电脑支承件872保持在合适位置，该平板电脑支承件872反过来由平板电脑安装支架874保持在合适位置。可调节的安装件870将平板电脑安装支架874保持在可由用户选择的取向上。

单独激光接收器的实施方式

在另一替选实施方式中，提供一种用于检测来自激光控制器20的激光扇形波束的单独激光接收器910。该实施方式在“强光”情况下可以为非常有用的，例如，在该情况下，太阳光如此强烈使得将难以看到可见波长的激光平面，或在该情况下，激光控制器与目标屏幕之间的距离足够大使得激光扇形波束不太强烈(且更加难以看到)。图26示出了可以用于检测激光的激光接收器的框图，该激光接收器总体由附图标记910指示。图25示出了用于将激光接收器910与可移动的辅助推车800一起使用的安装方案。

单独激光接收器910的使用也允许激光发射器的使用，该激光发射器可以使用发射不可见波长的光的光源472，不可见波长的光诸如780纳米的红外(ir)光。

现在参照图25，将激光接收器910安装在水平取向上，使得其纵向光电传感器930导向在该水平方向上。出于该目的的示例性激光接收器为trimble型号hr220，其具有的光电传感器能够检测可见波长的光和红外光。当然，若需要，则可以将不同风格的激光接收器用于其它光波长，包括紫外光的激光接收器。通常，光波长将在可见光谱附近，但是不是必要的；而且，通常光源472将为激光源，从而产生激光平面。

在图25上示出了辅助推车800的底部，包括其光亮的加工面822面向推车的“正面”的目标屏幕。如上所述，目标屏幕820由安装框架840保持，该安装框架840围绕水平枢轴826可枢转。通过一对固定的轴安装件818使枢轴826保持在合适位置，这对固定的轴安装件818反过来附接到整个安装支架810。两个非滚动安装脚架814处于安装支架810的末端。图25的辅助推车的该部分以与上文参照图22至图24所描述的方式相同的方式操作。当然，主要区别是激光接收器910的添加。

在图25上，激光控制器910包括壳体920、光电传感器930、一组指示灯922、可听输出设备924、和电源开关926。如上所述，使光电传感器930定向在水平方向上(即，光电传感器的纵轴为水平的)，这允许光电传感器检测激光平面是否“在方位上”。如果不“在方位上”，则光电传感器能够检测激光平面的位置，该位置将在“在方位上”的左侧或右侧。

激光接收器壳体920具有上边缘932，且该边缘包括凹口934。凹口934提供关于针对光电传感器930找到“在方位上”位置的地方的可见指示。如果已定位激光平面且已正确地放置辅助推车800，则将具有激光线966，该激光线966刚好在凹口934处撞击目标屏幕表面822，如图25所示。因此，图25示出了将辅助推车放置在施工现场地面表面上的正确位置以拦截沿着正确方位角的激光平面。当该状况发生时，激光接收器能够提供辅助推车“在方位上”的可听以及可见的指示。

现在参数图26，激光接收器910包括几个重要硬件部件，诸如处理电路950，该处理电路950具有相关联的ram952、rom954、和输入/输出(“i/o”)电路956。这些电路全部借助总线958与处理电路950通信，该总线958通常将携带数据信号和地址信号及其它类型的微处理器信号，诸如中断。由于激光接收器将处理模拟信号，因此在该硬件电路中某处将很可能具有模数转换器(analog-to-digitalconverter，adc)，以及用于这类adc电路的典型地点可以具有信号调节i/o电路956。adc电路可以为多路复用的，或可以具有用于来自光电传感器930的多个模拟信号的多于一个adc电路。

应当注意，单一微控制器电路可以潜在地包含前一段落中所描述的所有硬件电路。此外，asic可以潜在地包含所有那些硬件电路以及附加的用于计算机程序的存储元件，该计算机程序用于在处理电路上执行命令。除了上述硬件部件之外，在激光接收器910中还可以包括某种类型的通信端口，诸如无线发射器和/或无线接收器(未示出)。而且，可以包括硬件通信端口，诸如usb端口(未示出)。

激光接收器910的核心是光电传感器设备，这在图26上被显示为处于参考标记960和参考标记970的背对背安装的一对光电池。这是稍微典型的布置方式(具有两个“对接电池”)，但是它可能表示将用于检测撞击激光接收器的激光束的位置的这类光电池的最低复杂程度。光电池的任何期望布置方式可用于组成光电传感器930，无论是作为单对对角线拆分电池、还是复杂得多的多个单独光电池构成的一组，这些单独光电池是多路复用的且以不同增益放大以实现快速地且准确地检测激光撞击的位置的期望效果。在由trimble拥有的专利中已公开了几个不同的示例性方案，包括美国专利5,486,690、6,133,991和7,012,237。

在图26上，假设具有组成用于激光接收器910的光电传感器930的两个光电池960和970。每个光电池具有分别导向到增益放大器级962或972的模拟输出。然后将来自增益级的输出分别导向到一对解调级964和974。应当注意，解调级为可选的；例如，如果不调制激光源472，则解调级不是必要的。在图26上，将来自解调级的最终模拟信号导向到i/o电路956，在i/o电路956处，可以通过a/d转换器(adc)使这些模拟信号数字化。请注意，一些微控制器包含内部adc，且在该情况下，模拟信号可以不被处理地通过i/o电路956，然后被导向到微控制器950。

激光接收器910具有几个输出端，包括可听输出设备980(诸如压电音频发射器)和一组led990。如图25可见，具有三个灯990；如果激光平面撞击“零位凹口”934的“左侧”，则将激励左侧灯(在图25上)；如果激光平面撞击“零位凹口”934的“右侧”，则将激励右侧灯(在图25上)。同时，可听输出设备980可以以两种不同速率发射一组响亮的“嘟声”以指示已检测到去向“零位凹口”934的位置的左侧或右侧的激光平面。所有这些指示由激光接收器控制器(例如处理电路950)控制且将很容易被移动辅助推车800的人类用户所理解。

最终，图26示出了用户控制的电源(开-关)开关982。示出了电气电源940，该电气电源使用一组电池942。大多数标准激光接收器包括时序电路，且如果该时序电路检测不到用户行为达预定时间间隔(诸如30分钟)，则“节电”电路将自动地关闭电子器件。

ir激光源的使用在某些施工现场状况下可以为有益的。在图25和图26中所示的替选实施方式提供用于这类状况的方案，以及尽管撞击目标屏幕822的激光线可能是人眼不可见的，但是辅助推车800的容易使用无论如何都使用户易于“找到”正确方位角，该正确方位角通向激光控制器20“瞄准”的兴趣点。如果施工现场地面具有一些小障碍物，则激光接收器将仍能够检测不可见激光线，只要地面障碍物的竖直尺寸不太大。此外，电子距离传感器将继续以与上文参照图1、图5、图9、图10和图17至图18所描述的方式相同的方式操作。

将理解，若需要，则图25和图26的实施方式可以与任何波长(包括不可见波长)的激光一起使用。激光接收器910的添加允许执行本文中所公开的布局系统和方法，不管施工现场照明状况如何且不管由激光控制器发射的激光平面的准确波长如何。

前面两个专利文件与本文中所公开的技术相关且通过引用并入在此。这些专利文件为：名称为“twodimensionlayoutandpointtransfersystem”的美国专利no.8,087,176和名称为“automatedlayoutandpointtransfersystem”的美国专利no.8,943,701。这两个专利文件被转让给加利福尼亚州森尼维耳市的天宝导航有限公司，且全部内容通过引用并入在本文中。

将理解，关于图11至图12的流程图所描述的逻辑操作可以使用循序逻辑(诸如通过使用微处理器技术)或使用逻辑状态机或可能通过分立逻辑来实现；它甚至可以使用并行处理器来实现。一个优选实施方式可以使用微处理器或微控制器(例如微处理器410)来执行存储在asic内的存储单元中的软件指令。实际上，在本文中所公开的技术的一个模式下，整个微处理器410以及ram和可执行rom可以被包含在单一asic中。当然，可以使用其它类型的电路实现附图中所示的这些逻辑操作，而不脱离本文中所公开的技术原理。在任何情况下，将提供某种类型的处理电路，无论它基于微处理器、逻辑状态机、通过使用分立逻辑元件完成这些任务、还是可能通过一种还未发明的计算设备；此外，将提供某种类型的存储电路，无论它基于典型ram芯片、eerom芯片(包括闪存)、通过使用分立逻辑元件存储数据和其它操作信息(诸如存储在例如存储电路312或存储电路412中的距离和角度数据)、还是可能通过一种还未发明的存储设备。

还将理解，在图11至图12的流程图中所示的且在上文所讨论的精确逻辑操作可以稍微被修改以执行相似但可能不准确的功能，而不脱离本文中所公开的技术原理。在这些流程图中的一些决定步骤和其它命令的准确性质指向与建筑设备一起使用的特定未来型号的传感和控制系统设备(例如包含由天宝导航有限公司出售的激光发射器的设备)，当然，在许多实例中将采用相似但稍微不同的步骤，用以与其它型号或品牌的传感或控制系统一起使用，整体的发明结果是一样的。

还将理解，本文中所描述的具有移动部分或执行功能的任何类型的产品(诸如具有处理电路和存储电路的计算机)应当被视为“机器”且不仅仅作为某种无生命的装置。这类“机器”设备应当自动地包括电力工具、打印机、电子锁等，因为那些示例设备都具有特定移动部分。此外，执行有用功能的计算机化设备应当也被视为机器，且这类术语经常用于描述许多这类设备；例如，固态电话答录机可以不具有移动部分，但是它通常被称为“机器”，这是因为它执行公知的有用功能。

如本文中所使用，术语“邻近”可以具有使一个物理对象与第二物理对象位置靠近的意思，从而这两个对象可能彼此相邻，但是不一定要求在它们之间不放有第三对象。在本文中所公开的技术中，可具有多个实例，其中，“凸形定位结构”将被放置成“邻近”“凹形定位结构”。通常，这可以意味着两个凸形和凹形结构在物理上彼此邻接，或这可以意味着两个凸形和凹形结构通过特定尺寸和形状而彼此“配对”，该特定尺寸和形状本质上使一结构相对于另一结构保持定向在预定方向上且处于x-y(例如水平和垂直)位置上，无论两个凸形和凹形结构实际上是否沿着连续表面彼此接触。或者，任何尺寸和形状的两个结构(不论凸形、凹形、或其它形状)可以被定位成略微靠近彼此，无论它们是否在物理上邻接彼此；这类关系可以仍被称为“邻近”。或者，可以关于物理对象的精确属性(诸如“靠近”或“处于”棒的末端)来指定用于特定点的两个或更多个可能位置；所有的那些可能的靠近/处于位置可以被视为“邻近”该棒的末端。此外，术语“邻近”还可以具有严格涉及单一对象的意思，其中，该单一对象可以具有两端，以及“远端”为放置成略微远离主题参考点(或区域)的一端，且“近端”为将会放置成略微更靠近同一主题参考点(或区域)的另一端。

将理解，本文中所描述和/或示出的各种部件可以以各种方式来制造，对于这些组件中的每一者，包括在多个部分中或作为整体部分，而不脱离本文中所公开的技术的原理。例如，被包括作为下文中权利要求的所列元件的部件可以被制成整体部分；或者该部件可以被制成组装在一起的几个单独部分的组合结构。但是出于权利要求解释的侵权目的，该“多部分部件”仍将落在所要求保护的、所列出的元件的范围内，即使出现所要求保护的、所列出的元件在本文中仅被描述和示出为整体结构。

如在本文中所使用，术语“基本上竖直”涉及诸如激光平面或激光线等项目的“垂直状态”。关于某事物基本上竖直的重要特征是特定建设项目所需的准确度。激光线或激光平面的“竖直”对于一些项目来说可以是相当粗略的，可能甚至像从真正的竖直加上或减去10度那样粗略；在该情况下，基本上竖直的激光平面可以偏离该+/-10度且仍产生满意效果。当然，这对于大多数建设项目来说似乎是相当荒谬的；然而，对于涉及短距离的项目来说，从真正的竖直加上或减去10度可以足够。在另一方面，例如，对于由trimble公司出售的自调平设备的典型容差很可能从真正的竖直加上或减去20-45弧秒(0.00556-0.0125度)。再者，它取决于具体施工现场的需求，但是当然，由trimble的标准设备提供的容差值多于用于满足产生“基本上竖直的”激光平面的定义的满意度。

在背景和详细描述中所引用的所有文件的相关部分通过引用并入在本文中；任何文件的引用不被理解为承认其相对于本文中所公开的技术为现有技术。

出于说明和描述的目的已经呈现了优选实施方式的如上描述。不意图是详尽的或将本文中所公开的技术限制到所公开的确切形式，以及在本发明的精神和范围内可以进一步修改本文中所公开的技术。在本文中所描述或示出的任何示例意图作为非限制性示例，以及鉴于以上教导，示例或优选实施方式的许多修改或变型是可能的，而不脱离本文中所公开的技术的精神和范围。选择并描述一个或多个实施方式以便说明本文中所公开的技术的原理及其实践应用，从而使本领域的普通技术人员能够在各种实施方式中利用本文中所公开的技术以及适合于所设想的特定用途的各种修改。因此本申请意图涵盖使用其一般性原理对本文中所公开的技术的任何变型、使用、或改编。另外，本申请意图涵盖如在本文中所公开的该技术所属的领域中的已知或惯用做法范围内的本发明的这类背离，且这类背离落在所附权利要求的限制内。