本发明专利技术涉及反射器装置及其校准方法和用途。一种反射器装置(1，2)，用于对目标点进行位置确定和/或标记，特别是用于工业或大地测量，该反射器装置(1，2)具有：回射器(6)和传感器装置(20a-20d)，该回射器(6)用于利用平行的、特别是同轴的光束反射对所述反射器装置(2)进行位置确定。根据本发明专利技术，传感器装置(20c-20d)具有透镜和传感器，传感器对于至少一个波长范围敏感，接收方向垂直于该传感器的检测表面，其中，所述透镜和所述传感器刚性连接，使得能够利用所述传感器来确定由检测表面上的透镜限定的照射横截面的位置，该位置相对于接收方向具有入射角相关性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于确定位置和/或用于标记目标点，特别是用于建筑或大地测量的反射器装置，涉及校准方法，并涉及计算机程序产品。
技术介绍
为了测量目标点，历来有众多测量系统。这里记录的空间标准数据是方向或角度，通常还有测量系统到待测量目标点的距离，特别是，除了现有的基准点以外还捕获测量系统的绝对位置。大地测量系统的公知实例为经玮仪、视距仪和全站仪，全站仪也称为电子视距仪或计算机视距仪。例如，在公开文献EP 1686350中描述了现有技术的大地测量装置。这样的系统具有电感角和可能距离测量功能，这允许确定到选定目标的方向和距离。角度或距离变量在这里是在该系统的内部参考系内被确定，并且在适当的情况下仍然必须被链接到外部参考系，用于绝对位置确定。对于这种测量系统的构造，已知众多不同的实施方式。例如，现代的全站仪具有微处理器，用来进行进一步的数字处理并存储所采集的测量数据。该系统通常具有紧凑和集成的结构，其中，通常在系统中存在同轴测距元件以及计算、控制和存储单元。取决于全站仪的扩展程度，还可能实现目标确定和瞄准装置以及在回射器(例如，360°棱镜)被用作目标对象的情况下要集成的用于自动目标查找和跟踪的装置的机动化。作为人/机接口，全站仪可以具有带有显示器和输入装置(如键盘)的电子显示控制单元，其通常是具有电子数据存储装置的微处理器计算单元。显示控制单元设置有电感采集的测量数据，使得经由显示控制单元能够确定、能够光学地显示并能够存储目标点的位置。现有技术已知的全站仪还可具有用于建立到外部外围部件(例如到便携式数据采集系统)的无线电链路的无线数据接口，便携式数据采集系统尤其可构造为数据记录器或现场计算机。为瞄准或目标确定待测量的目标点，一般的大地测量系统具有望远式瞄准器，如光学望远镜，作为瞄准装置。望远式瞄准器通常可绕竖直站立轴和水平倾斜轴相对于测量系统的底座进行转动，使得该望远镜可通过转动和倾斜与待测量点对准。除了光学观看通道，现代系统还可以有照相机，它被集成在望远式瞄准器中且被例如同轴或平行对准以便捕获图像，其中，所捕获的图像可以在显示控制单元的显示器和/或用于远程控制的外围系统(如数据记录器)的显示器上被显示为实时图像。瞄准装置的光学单元在这里可以具有手动聚焦或自动聚焦，手动聚焦例如有调节螺旋，用于调节聚焦光学单元的位置，其中，聚焦位置例如借助于伺服马达而改变。例如EP 2 219 011中描述了这样一种大地测量系统的瞄准装置。例如，从DE 197 107 22、DE 199 267 06或DE 199 495 80中已知用于大地测量系统的望远式瞄准器的自动聚焦装置。公开文献EP I 081 459或EP I 662 278中说明了大地测量系统的一般望远式瞄准器的结构。常用的大地测量系统同时默认具有针对用作目标反射器的棱镜的自动目标跟踪功能(ATR:“自动目标识别”)。为此目的，例如另一个单独的ATR光源和对该波长敏感的特定ATR检测器(例如CCD区域传感器)，被额外集成在望远镜中。还已知的是为目标点的连续跟踪和所述点的坐标位置确定而专门配置的测量系统。特别是在工业勘测的
中，这些一般都可以整合在术语“激光跟踪器”下。目标点可以在这里表示为回射单元(例如立方体棱镜)，其使用测量装置的光学测量光束(特别是激光束)被进行目标确定。激光束以平行的方式反射回测量系统，其中，使用该设备的捕获单元捕获反射光束。这里，例如使用用于角度测量的传感器确定光束的发射或接收方向，用于角度测量的传感器与系统的偏转镜(deflect1n mirror)或目标确定单元相关联。此外，通过例如使用飞行时间或相位差测量捕获光束来确定该测量系统和目标点之间的距离。针对作为测量系统的激光跟踪仪的结构，现代跟踪仪系统具有用于确定所接收的测量光束相对于所谓的伺服控制点的偏移的传感器，这日益成为标准。这种可测量的偏移可以被用于确定回射器的中心与激光束在反射器上的入射点之间的位置差异，以及用于独立于所述偏差来纠正或调整激光束的对准，使得传感器上的偏移被降低，特别是降为“零”，并且由此该光束在反射器中心的方向对准。通过调整激光束对准，可以进行目标点的连续目标跟踪，并且可以连续地确定目标点相对于测量系统的距离和位置。该调节在这种情况下可以使用偏转镜的受控对准改变和/或通过枢转包括光束引导激光光学单元的目标确定单元来实现，偏转镜借助于电机是可移动的并被设置用于偏转激光束。为了测距，现有技术的激光跟踪器具有至少一个测距仪，其中测距仪例如可被配置为干涉仪。由于这样的测距单元只能测量相对距离的变化，所以现代激光跟踪仪中，除了干涉仪以外还包含所谓的绝对测距仪。例如，从莱卡地球公司的产品AT901能获知用于确定距离的这种测量装置的组合。在用于距离测量(为了大的相干长度，从而使得测量范围变得可能)的这样的背景下使用的干涉仪主要使用气体激光器作为光源，尤其是氦氖气体激光器。氦氖激光器的相干长度在这种情况下可以是几百米，使得利用相对简单的干涉仪结构，可以实现在工业计量中所要求的范围。例如从W02007/079600 Al中能获知绝对测距仪和使用氦氖激光器用于距离确定的干涉仪的组合。在许多大地测量应用中，通过将具体实施的目标对象(例如测量杆)放置在目标点对点进行测量。所述目标对象通常包括带有反射器(例如，360°棱镜)的铅垂杆，反射器用于限定测量段或测量点。在这样的测量任务的情况下，通常在目标对象(特别是目标对象处的便携式数据采集系统)和用于控制测量动作和用于固定或登记测量参数的中央测量系统之间传送数据、指令、语言和其他信息。这样的数据的例子是目标对象的识别信息(例如所用棱镜的类型)、铅锤杆的倾斜、反射器高于地面的高度、反射器常数或测量值，例如温度或空气压力。所述信息或情况相关参数是必要的，以便允许对由带有棱镜的垂直杆所限定的测量点进行非常精确的目标确定和测量。即使是在工业测量中，也使用了具体实施的目标对象或用于对测量点(尤其是多个测量点)进行测量的辅助测量仪器。这些目标对象包括非接触测量传感器(例如移动光学扫描单元)，还有所谓的探测工具，探测工具通过其触点定位在物体上的测量点上，从而允许测量所述目标点。通过上述测量系统与在各种情况下使用的反射器单元的相互作用，能够可靠精确地确定所述反射镜(在辅助测量仪器上)的位置。然而，为了测量一个或多个特定目标点，单单反射器的位置通常是不够的，因为反射器不直接指示待确定的目标点，而是所述目标点是使用目标对象或辅助仪器(例如在大地测量中的铅垂杆)来测量的。因此，为了获得要使用仪器被确定的目标点的位置，以及设置在辅助仪器上的反射器的所确定的位置，还必须相对于相应辅助仪器的各种情况的相关空间方向确定空间方位或倾斜。这样的方位例如可通过倾斜传感器或IMU(惯性测量单元)来确定，倾斜传感器或IMU被设置在限定位置和相对于所述反射器的定位，或借助于布置在辅助仪器上的标记(这通常用于激光跟踪仪)，接触探针仪器上的标记的位置是精确已知的，并且方位通过对图像的图像处理来确定，在所述图像中所述标记以位置基准被捕获。该图像可以由上述测量系统的一部分上图像捕获单元捕获。根据现有技术的这些方案的缺点不仅是由于通常实现为液体传感器的倾斜传感器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反射器装置(1，2)，用于目标点的位置确定和/或标记，特别是用于工业或大地测量，该反射器装置(1，2)具有：·回射器(4，5，6)，该回射器(4，5，6)用于利用平行的、特别是同轴的光束反射对所述反射器装置(1，2)进行位置确定，以及·传感器装置(10，10a‑10b，20a‑20d，30a‑30b)，其特征在于，所述传感器装置(10b，20a‑20b，30a‑30b)具有：·具有码图案(32，53)的码元件(31，41，55)，以及·传感器(11，11a，52)，该传感器对于至少一个波长范围敏感，接收方向垂直于所述传感器的检测表面，其中，所述码元件(31，41，55)和所述传感器(11，11a，52)以限定的间隔(d)刚性连接，使得能够利用所述传感器(11，11a，52)来确定所述码图案(32，52)投影到所述检测表面上的位置，该位置相对于所述接收方向具有角度相关性。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·延森，克努特·西尔克斯，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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