具有能够检测自身移动的激光接收器的激光系统技术方案

本发明专利技术涉及包括激光接收器(10)和激光发射器(20)的激光系统(100)以及使用这个系统(100)的方法。激光接收器被设计用于由其激光光电传感器(1)相对于激光接收器(10)来定位激光束(22)。激光接收器(10)具有提供指示激光接收器的移动以及这个移动的移动方向和加速度的信号的加速度传感器(4)和连接到光电传感器(1)并且连接到加速度传感器(4)的电路(3)，电路(3)被设计成计算光电传感器(1)和加速度传感器(4)的信号并且使光电传感器(1)和加速度传感器(4)的信号相关以及对根据加速度传感器(4)导出的信息进行加权。激光系统的激光接收器和激光发射器两者都设置有通信装置，使得通过传送加权信息，能够响应于所述激光接收器的移动来调整和/或重新调整激光平面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有能够检测自身移动的激光接收器的激光系统
本专利技术涉及激光接收器、激光系统以及用于使用根据本专利技术的激光接收器的方法。
技术介绍
常规激光接收器是特别小的手持式装置，其包括显示器和激光光电传感器。尽管是手持式激光接收器，但是那些激光接收器常常设置有适配器以被安装在三角架或其它类型的支架上。激光接收器的光电传感器通常包括零位置。为了将检测到的激光束认为是等内的，所述激光束的光必须入射在光电传感器的零位置。通常，光电传感器包括当被激光束照射时提供电输出信号的多个光敏元件。特别地，光敏元件被以线性阵列布置，该线性阵列通常在阵列中心具有零位置。在激光接收器中包括的电路连接到光电传感器并且被设计成计算光电传感器的电输出信号。光电传感器的电输出信号指示所检测到的激光束相对于零位置的入射。该电路被设计成根据光电传感器的电输出信号导出所检测到的激光束与激光接收器之间的相对位置。为了通过使用激光接收器找到激光束，激光接收器由操作员慢慢地移动通过所搜索到的激光束假定位于的空间。在激光束击中激光接收器的光电传感器情况下，这个击中和击中相对于零位置的位置在激光接收器的连接到该电路的显示器上指示。激光接收器的移动然后被操作员集中于空间的已指示入射的一部分，直到激光束和激光接收器在显示器上或者由声信号指示为等内的为止。最频繁地，在构造侧使用上面描述的形式的激光接收器从而与旋转构造激光器的旋转激光束协作。在US6,314,650B1中公开了包括与旋转构造激光器协作的这样的激光接收器的激光系统。能够响应于通过系统的用户的一个或多个输入来调整由激光发送器所生成的激光束或激光平面。系统可在不同的模式下操作，使得从激光接收器至激光发送器的消息得到对激光束或由旋转激光束所生成的平面的倾斜或斜率的各种调整。系统优选地可操作以自动地将光束或激光平面的任何漂移考虑在内。此外，在US6,314,650B1中说明了像平面锁/坡度锁(零漂移或平面调整)、线锁(目标检测模式)、激光捕捉和激光跟踪(斜率匹配：光束被调整成跟随激光接收器的移动)等等这样的不同模式的主要步骤。然而，由激光接收器的移动所引起的、分别在检测激光束或激光平面的仰角(incline)时或在调整激光束或激光平面时的任何误差不是US6,314,650B1的主题并且甚至未被提到可能是问题。如可以示例性地借助于US6,314,650B1所看到的，通常假定在激光接收器和激光束或激光平面的协作期间，特别是在坡度锁/平面锁定模式期间，激光接收器的位置保持稳定，然而特别由于温度改变，所发射的激光束的位置和方向可以随着时间的推移而漂移。所发射的激光束然后被重新调整以补偿这样的漂移，特别用于分别用所生成的激光束或激光平面满足激光接收器的零位置。然而，在激光接收器倾斜或者移动时校正是临时的。US6,292,258B1至少认识到了激光接收器的倾斜能够影响检测到的旋转基准激光束的仰角的精度。为了解决认识到的问题，US6,292,258B1提供了一种装配有激光束检测单元的激光接收器，该激光束检测单元设置有具有能够输送指示激光束相对于激光接收器的仰角的仰角信号的、以(线性)阵列布置的多个光敏元件的激光光电传感器，并且设置有在激光接收器倾斜的情况下提供电信号的倾角传感器。因此，所公开的激光接收器能够检测旋转基准激光束的存在和仰角，并且能够提供激光接收器倾斜的指示。设计了用于根据所指示的激光接收器倾斜来校正来自光电传感器的生成的仰角信号的集成电路。因此，激光接收器能够向用户指示激光束相对于由激光接收器的倾斜所引起的倾斜故障完美无缺的检测到的仰角。然而，在激光接收器示出与倾斜不同的移动的情况下，这些其它移动即侧向或向上或向下移动(沉在泥里)或这些移动与倾斜的组合不能够被如在上面记载的文档中所公开的激光接收器考虑到。激光束的正确调整或重新调整或激光接收器的位置响应于除激光接收器的倾斜以外的移动的校正是不可能的。
技术实现思路
因此本专利技术的目标是提供即便当激光接收器是非计划中的任意移动的主体时，也有能力对要由激光接收器检测的激光束的仰角的准确指示的激光接收器。更具体地，本专利技术的目标是提供独立于激光接收器的漂移、倾斜或其它移动，有能力分别对于激光束的仰角的准确检测以及激光束和激光平面的准确调整的激光发送器和激光接收器的系统。此外，激光系统应能够响应于激光接收器的移动而迅速地调整或者重新调整所发射的激光束。这些目标通过实现独立权利要求的特征来实现的。以另选或有利的方式进一步发展本专利技术的特征在从属专利权利要求中描述。根据本专利技术的激光接收器被设计成检测激光束，特别是检测被设计成由发射旋转激光束来生成激光光平面的旋转构造激光器的旋转激光束。激光接收器包括具有零位置的激光光电传感器。当所述激光光电传感器被激光束照射时提供电输出信号。激光接收器进一步包括加速度传感器，其被设计成提供指示激光接收器的移动以及这个移动的方向和加速度的指示的电输出信号。所述光电传感器和所述加速度传感器连接到电路。所述电路被设计成导出所检测到的激光束与光电传感器的零位置之间的相对位置，并且基于此导出激光束与激光接收器的相对位置。此外，所述电路被设计成对根据加速度传感器的电输出信号导出的信息进行加权并且启动适应于经加权的信息的自动化动作。此外，激光接收器包括连接到电路以与用户通信的输出装置和可选的输入装置。本专利技术使得能够准确地确定所发射的激光束的相对位置。由激光接收器的移动(倾斜、慢漂移或侧向、向上、向下快速移动及其组合)所引起的任何故障能够通过给激光接收器设置加速度传感器并且设置设计成以适合的方式考虑加速度传感器的信息的电路来避免。因此，根据本专利技术的激光接收器的用户能够调整或者重新调整激光束，而没有通过不考虑激光接收器的移动的扭曲。特别地，激光接收器的电路被设计成提供使来自加速度传感器的电输出信号与来自光电传感器的电输出信号相关的相关信号。在优选实施方式中，激光光电传感器具有光敏元件的线性阵列并且零位置位于光敏元件的线性阵列处，特别是在线性阵列中心。激光光电传感器的光敏元件优选地是光电二极管，特别是雪崩二极管。在另一个优选实施方式中加速度传感器被设计为三轴加速度传感器，以在三个不同的方向特别是空间方向上检测激光接收器的移动和加速度，使得能够在笛卡儿坐标系中指示该移动。从激光接收器即从光电传感器并且从加速度传感器提供两个独立的信号，使得能够检测激光接收器相对于激光平面的移动以及这样的移动的加速度和方向，仅要求单个激光束击中仅具有单个(不是空间上解析的)光敏元件的光电传感器。这是一个相当大的优点，即，当搜索激光束时或在捕捉和跟踪模式(见下面)期间。在捕捉模式期间，在用户设法捕捉激光束以在成功的捕捉之后通过使用跟踪模式将激光束导向空间中的预定位置。在跟踪模式期间，激光束跟随移动激光接收器直到跟踪模式被去激活为止，并且由此能够被容易地带入预定位置/仰角。可以理解的是，能够通过激光接收器的非计划中的倾斜的自动化校正更容易地且准确地执行那些操作，并且通过那样，即促进激光光平面在构造侧的调整。激光接收器的非常用户友好的版本设置有预编程了各种可选择的加权准则的电路，使得用户能够确定激光接收器应多准确地工作或激光接收器对移动应多么灵敏地进行动作。为此目的电路还能够被设计为可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光系统(100)，该激光系统(100)生成高精确度的基准激光光平面(23)，并且包括激光发射器和激光接收器，●所述激光发射器(20)被设计成提供由发射的激光束(22)所生成的激光光平面(23)，并且包括控制单元(25)，该控制单元(25)连接到通信信号接收器(21)以与所述激光接收器(10)进行通信；●所述激光接收器(10)包括：□连接到所述接收器(10)的电路(3)的输出装置(6、7、8)，所述输出装置(6、7、8)包括用于与所述激光发射器(20)进行通信的通信信号发送器(6)；□激光光电传感器(1)，该激光光电传感器(1)具有零位置(z)并且被设计成检测所述激光发射器的激光束(22)以及当被所述基准激光束(22)照射时提供电输出信号，□加速度传感器(4)，该加速度传感器(4)被设计成提供指示所述激光接收器(10)的移动以及方向和/或加速度的指示的电输出信号，□所述电路(3)，所述电路(3)连接到所述输出装置(6、7、8)、所述光电传感器(1)以及所述加速度传感器(4)，并且被设计成根据所述光电传感器(1)的电输出信号导出所检测到的激光束(22)与所述激光接收器(10)的零位置(z)之间的相对位置并且可选地基于此导出所述激光束和所述激光接收器(10)的相对位置，并且被设计成对从所述加速度传感器(4)的电输出信号导出的信息进行加权以及启动适应于经加权的信息的自动化动作，其特征在于所述激光发射器(20)的控制单元(25)设置有调整单元(24)，并且被设计成(自动地)响应于以所述接收器(10)的传入通信信号的形式传送的所述激光接收器(10)的移动来调整和/或重新调整由所述激光发射器所发射的所述激光平面，其中，所述传入通信信号是由所述激光接收器(10)的电路(3)在对所述激光接收器(10)的加速度传感器(4)的信息和/或所述激光接收器(10)的加速度传感器(4)的电输出信号进行加权时所生成的信号，并且●其中，调整包括以下各项中的至少一项：□由所发射的激光束(22)所生成的基准光平面(23)的倾斜；□由所发射的激光束(22)所生成的基准光平面(23)的仰角；□旋转构造激光器的旋转速度；□所述激光束(22)的焦点；□所述激光的强度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.15 EP 12159573.01.一种激光系统(100)，该激光系统(100)生成高精确度的基准激光光平面(23)，并且包括激光发射器和激光接收器，·所述激光发射器(20)被设计成提供由发射的激光束(22)所生成的基准激光光平面(23)，并且包括控制单元(25)，该控制单元(25)连接到通信信号接收器(21)以与所述激光接收器(10)进行通信；·所述激光接收器(10)包括：□连接到所述激光接收器(10)的电路(3)的输出装置，所述输出装置包括用于与所述激光发射器(20)进行通信的通信信号发送器；□激光光电传感器(1)，该激光光电传感器(1)具有零位置(z)并且被设计成检测所述激光发射器的激光束(22)以及当被所述激光束(22)照射时提供电输出信号，□加速度传感器(4)，该加速度传感器(4)被设计成提供指示所述激光接收器(10)的移动以及方向和/或加速度的指示的电输出信号，□所述电路(3)，所述电路(3)连接到所述输出装置、所述光电传感器(1)以及所述加速度传感器(4)，并且被设计成根据所述光电传感器(1)的电输出信号导出所检测到的激光束(22)与所述激光接收器(10)的零位置(z)之间的相对位置并且被设计成对从所述加速度传感器(4)的电输出信号导出的信息进行加权以及启动适应于经加权的信息的自动化动作，其特征在于所述激光发射器(20)的控制单元(25)设置有调整单元(24)，并且被设计成自动响应于以所述激光接收器(10)的传入通信信号的形式传送的所述激光接收器(10)的移动来调整和/或重新调整由所述激光发射器所发射的所述激光光平面，其中，所述传入通信信号是由所述激光接收器(10)的电路(3)在对所述激光接收器(10)的加速度传感器(4)的信息和/或所述激光接收器(10)的加速度传感器(4)的电输出信号进行加权时所生成的信号，并且·其中，调整包括以下各项中的至少一项：□由所发射的激光束(22)所生成的基准激光光平面(23)的倾斜；□由所发射的激光束(22)所生成的基准激光光平面(23)的仰角；□设计成在使所发射的激光束(22)旋转时提供基准激光光平面(23)的所述激光发射器(20)的旋转速度；□所述激光束(22)的焦点；□激光的强度。2.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于，所述电路(3)被设计成基于所检测到的激光束(22)与所述激光接收器(10)的零位置(z)之间的相对位置来导出所述激光束和所述激光接收器(10)的相对位置。3.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述激光接收器(10)的所述输出装置是包括以下各项的组中的至少一种：显示器(8)、扩音器(7)、形式为用于发送通信信号的通信信号收发器或用于接收并且发送通信信号的通信信号收发器的通信装置。4.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述激光发射器(20)是·设计成在使所发射的激光束(22)旋转时提供基准激光光平面(23)的旋转构造激光器，和/或·设计成提供扇状激光光平面的线激光器。5.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述加速度传感器(4)被设计为三轴加速度传感器，以在三个不同的空间方向检测所述激光接收器(10)的移动和加速度。6.根据权利要求5所述的激光系统(100)，其特征在于所述三个不同的空间方向是彼此垂直的。7.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述激光发射器(20)和所述激光接收器(10)两者都设置有用于接收并且发送通信信号的通信信号收发器。8.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述电路(3)被设计成根据所述加速度传感器的电输出信号导出所述激光接收器(10)的移动的速度和/或估计的结束位置。9.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述电路(3)用各种可选择的加权准则预先编程和/或可由用户借助于输入装置(8、8a、8b、9、9a、9b、9c、9d)对于所述加权准则进行编程。10.根据权利要求9所述的激光系统(100)，其特征在于预先编程的加权准则来自至少包括以下各项的组：与所述移动的方向有关或与所述移动的方向无关的、关于所述激光接收器的移动加速度和/或移动速度和/或在预定时间内的移动距离的阈值和/或关于依赖于所确定的移动而计算出的所述基准激光光平面(23)的所确定的定向的故障的阈值。11.根据权利要求1所述的激光系统(100)，其特征在于所述系统(100)被设计成以至少一个操作模式工作，其中，所述操作模式是至少包括以下各项的一组操作模式中的一项：坡度锁定模式、线锁定模式、平面锁定模式、跟踪模式、束捕捉模式、激光控制模式。12.根据权利要求10或11所述激光系统(100)，其特征在于根据所述加速度传感器的电输出信号导出的信息的加权依赖于所选择的或所激活的操作模式。13.根据权利要求2所述的激光系统(100)，其特征在于所述系统被以这样的方式配置：由所述激光接收器(10)的电路(3)启动并且适应于经加权的信息的所述自动化动作是来自至少包括以下各项的组的至少一种：-生成根据所述光电传感器的电输出信号导出的、指示所导出的所检测到的激光束与所述激光接收器之间的相对位置的输出信号并且将该输出信号发送到所连接的输出装置；-生成根据所述光电传感器的电输出信号导出的、指示所导出的所检测到的激光束与所述激光接收器之间的相对位置的输出信号并且根据所述加速度传感器的电输出信号来校正所述输出信号以及将该输出信号发送到所连接的输出装置；-向所连接的输出装置发送警告信号；-向所连接的输出装置发送命令“停止激...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·E·迪穆兰，安东·克尔，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH