测量仪器制造技术

本公开涉及测量仪器。公开了测量仪器(3800)。测量仪器包括距离测量模块(3875)和至少一个光学设备(3830)。距离测量模块具有仪器光轴(3820)，且至少一个光学设备具有光路(3835)，其一部分在测量仪器外部。距离测量模块和至少一个光学设备安装成围绕第一轴和第二轴(3815)旋转。第一轴和第二轴在旋转中心(3810)处交叉。至少一个光学设备与旋转中心间隔开。至少一个光学设备的光路的外部部分的延伸部(3840)不同于仪器光轴。至少一个光学设备包括具有与旋转中心重合的入射光瞳。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及关于景观勘测的距离测量的领域。更具体地，本公开涉及包括用于距离测量的至少一个光学设备和距离测量模块的距离测量仪器。
技术介绍
测量仪器，例如全站仪，可具有多个同轴传感器。例如，全站仪可具有用于到目标的电子距离测量(EDM)的同轴光学器件、目标跟踪器和用于将激光焦点放置在目标上的激光指示器。这样的仪器的光学系统常常是复杂的且相互关联的，使得光学设计涉及各种折衷。设计是高度集成的，使以模块方式替换传感器变得不实际。测量仪器也可具有非同轴传感器。因为非同轴传感器察看沿着不同视线的目标，目标的表观位置由于视差而移位。位移是通过在视线之间的倾斜角而测量出的。图1以3400示意性示出视差问题的例子。仪器3405具有非同轴激光指示器轴3415和同轴EDM轴3410。换句话说，仪器3405具有相对于仪器瞄准轴同轴地布置的EDM，而激光指示器轴未被同轴地布置。当激光指示器轴3415瞄准例如在对象3435上的期望目标位置3430时，EDC测量到例如在表面3445上的非预期位置3440、即从目标位置3430移动的距离，从而导致有必要需要花费时间和动力资源的某种补偿的不可靠的测量结果。
技术实现思路
本公开设法提供克服或减少上面提到的至少一些缺点的测量仪器的至少一些实施方式。更具体地，本公开目的在于提供至少一些实施方式，其中测量仪器的可靠性被提高和/或其中对由于视差问题而引起的补偿的需要被消除或至少降低。为了实现该目的，提供了具有在下面定义的特征的测量仪器。本公开的另外的有利实施方式在本技术中被定义。根据一些实施方式，提供了包括距离测量模块和至少一个光学设备的测量仪器。距离测量模块具有仪器光轴，且至少一个光学设备具有光路，其一部分在测量仪器外部。距离测量模块和至少一个光学设备安装成绕着第一轴和第二轴旋转。第一轴和第二轴在旋转中心处(彼此)交叉。至少一个光学设备与旋转中心间隔开。至少一个光学设备的光路的外部部分的延伸部不同于仪器光轴。在根据上面定义的实施方式的测量仪器中，光学设备的光路的外部部分在与仪器光轴交叉在旋转中心处的方向上延伸。不同地陈述，光学设备的光路的外部部分可以不与仪器光轴平行。使用这样的测量仪器，光学设备的光路的外部部分可以首先瞄准方向，且仪器光轴接着可在仪器的旋转之后(即在距离测量模块和光学设备的旋转之后)瞄准相同的方向或至少基本上相同的方向，从而由于视差的问题被消除或至少降低，而提高了测量的可靠性。术语“(至少一个)光学设备的光路的外部部分”是指，在测量仪器外部的、光学设备的光路的部分。要理解的是，距离测量模块和光学设备可位于主体中，以及光学设备的光路的一部分可以在测量仪器的主体内部，而另一部分可在测量仪器的主体外部(或之外)。换句话说，光学设备的光路的外部部分是例如经由孔或窗口离开和/或进入测量仪器的(主体)的部分，而内部部分指位于测量仪器(的主体)内部的光路的部分。虽然在上面的实施方式中规定光学设备的光路的外部部分的延伸部与仪器光轴(例如距离测量模块的光轴)交叉，但是光学设备的光路的内部部分或内部部分的任何延伸部可以与仪器光轴交叉或可以不与仪器光轴交叉，这取决于光学设备的位置和布置。在一些实施方式中，光学设备的光路可在其离开测量仪器之前，例如借助于反射镜、分束器或其它光学元件而指向在测量仪器内的各种方向。在这些实施方式中，光学设备的光路的内部部分可在一些点处(即在一些部分中)与仪器光轴平行，而在一些其它部分处不与仪器光轴平行。术语“光学设备的光路的外部部分的延伸部”是指在测量仪器(的主体)内的外部部分的延伸部。在一些实施方式中，光路的外部部分的延伸部可与光学设备的光路的内部部分的至少一部分对齐或相同。然而，在一些其它实施方式中，光路的外部部分的延伸部可以不相应于光学设备的光路的内部部分，特别是例如如果光路的内部部分在测量仪器(的主体)内偏离(重定向)多次。在光学设备的光路的外部部分的延伸部与旋转中心交叉且不同于仪器光轴的情况下，视差的问题被消除且仪器可首先定向成使得光学设备的光路的外部部分瞄准在一个方向，并且然后定向成使得仪器光轴瞄准相同的(或基本上相同的)方向。要理解的是，延伸部本身可以不是光学设备的光路的部分。光路的延伸部可以是在本文出于定义光学设备的位置或方位的目的的光路的假想部分。在一些实施方式中，外部部分的延伸部可在相对于仪器光轴的规定角度下穿过旋转中心。光学设备的光路的外部部分的延伸部可在固定角度下与仪器光轴交叉。出于这个目的，在一些实施方式中，仪器还可包括处理器，其配置成将距离测量模块旋转相应于规定(或固定)角度的角度，以用于执行到借助于至少一个光学设备识别的目标的距离测量。例如，测量仪器可在一个时刻瞄准如由光学设备的光路的外部部分限定的方向，并接着绕着第一轴或第二轴旋转规定角度，使得在随后的时刻仪器光轴在以前由光学设备规定的方向下对齐。为了景观勘测，光学设备可用于瞄准目标，且然后，距离测量模块可用于测量到目标的距离。通过首先使光学设备的光路的外部部分瞄准目标，并接着将仪器旋转由仪器光轴和光学设备的光路的外部部分形成的角度，使得距离测量模块瞄准目标，没有视差问题且测量的可靠性提高了，因为光学设备和距离测量模块在这个测量过程中瞄准相同的方向或基本上相同的方向(即相同的目标)。在一些实施方式中，距离测量模块和至少一个光学设备可安装成相对于旋转中心绕着第一轴和第二轴之一同时旋转。要理解的是，距离测量模块和光学设备可安装在测量仪器中的固定位置处，使得它们的相应光轴(即仪器光轴和光路的外部部分的延伸部)在已知的固定角下彼此交叉。在一些实施方式中，距离测量模块和至少一个光学设备安装在仪器的支持件上的固定位置处。特别是，支持件可绕着第一轴和第二轴旋转。支持件可以是测量仪器的外壳或罩，距离测量模块和光学设备位于该外壳或罩中。通常，本公开的实施方式利用测量仪器(例如全站仪)的已经存在的旋转部分且不需要任何额外的旋转部分。特别是，光学设备不与其自己的旋转系统或布置安装在一起。而是，光学设备与距离测量模块安装在一起以用于绕着第一轴和第二轴旋转。光学设备在其光路的外部部分的延伸部和仪器光轴之间的已知(或规定)角下安装在固定位置处。在一些实施方式中，旋转中心相应于在仪器的耳轴和方位轴之间的交叉点。换句话说，第一轴可以是耳轴，而第二轴可以是仪器的方位轴。特别是，耳轴是水平轴，其中测量仪器的套筒部分或全站仪的中央单元可在其耳轴轴承上围绕该水平轴旋转。在一些实施方式中，第一轴可以是耳轴而第二轴可以是垂直轴。在一些实施方式中，例如对于在全站仪或勘测仪器中的实现，第一轴和第二轴是相互正交的。在一些实施方式中，仪器还可包括沿着仪器光轴布置的前透镜和沿着光学设备的光路布置的孔。在这些实施方式中，前透镜与孔分离。来自(和/或到)光学设备的辐射和来自(和/或到)距离测量模块的辐射可因此在两个不同的(物理上不同的)孔或窗口处离开(和/或进入)测量仪器。孔将光学设备的光路的外部部分和内部部分划界，因为例如从光学设备发射的穿过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量仪器，包括：距离测量模块，其具有仪器光轴，以及至少一个光学设备，其具有光路，所述光路的一部分在所述测量仪器外部，其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装成围绕第一轴和第二轴旋转，所述第一轴和所述第二轴在旋转中心处交叉，以及其中所述至少一个光学设备与所述旋转中心间隔开，并被布置成使得其光路的外部部分的延伸部交叉所述旋转中心且不同于所述仪器光轴，其中所述至少一个光学设备包括相机，所述相机具有与所述旋转中心重合的入射光瞳。

【技术特征摘要】
1.一种测量仪器，包括：
距离测量模块，其具有仪器光轴，以及
至少一个光学设备，其具有光路，所述光路的一部分在所述测量仪器外部，
其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装成围绕第一轴和第二轴旋转，所述第一轴和所述第二轴在旋转中心处交叉，以及
其中所述至少一个光学设备与所述旋转中心间隔开，并被布置成使得其光路的外部部分的延伸部交叉所述旋转中心且不同于所述仪器光轴，
其中所述至少一个光学设备包括相机，所述相机具有与所述旋转中心重合的入射光瞳。
2.如权利要求1所述的仪器，其中所述外部部分的延伸部以相对于所述仪器光轴成规定角度而穿过所述旋转中心。
3.如权利要求2所述的仪器，还包括处理器，所述处理器配置成将所述距离测量模块旋转相应于所述规定角度的角度，以用于执行到借助于所述至少一个光学设备识别的目标的距离测量。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装成相对于所述旋转中心同时围绕所述第一轴和所述第二轴中的一个旋转。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的仪器，其中所述距离测量模块和所述至少一个光学设备安装在所述测量仪器的支持件上的固定位置处。

【专利技术属性】
技术研发人员：M·努登费尔特，
申请(专利权)人：特林布尔有限公司，
类型：新型
国别省市：瑞典;SE