使用单一激光发射器的点布局系统技术方案

将激光控制器与远程控制器及可移动的目标一起用于点布局任务，该激光控制器具有电子测距仪和产生竖直激光平面的激光发射器。电子测距仪和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，则可以使激光平面瞄准施工现场地面上的特定兴趣点，然后从激光控制器一直到该兴趣点的可见激光线将出现在地面上。使测距仪沿着与激光平面相同的前进方向瞄准，且该测距仪提供距可移动的目标的距离，使该可移动的目标沿着可见激光线移动，直到到达指定距离，从而找到兴趣点。

Point Layout System Using a Single Laser Emitter

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用单一激光发射器的点布局系统相关申请的交叉引用本申请要求在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
技术介绍
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)当用户移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种布局和点转移系统，包括：(a)激光控制器(20)，所述激光控制器包括：(i)激光发射器(472)，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(134，734)，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(480)，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(450)；以及(iv)第一处理电路(490)、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(412，414)、第一通信电路(420)、和第一输入/输出接口电路(416)；以及(b)远程控制器(300)，所述远程控制器包括：(i)第二处理电路(310)、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(312，314，316)、第二通信电路(320)、显示监控器(342)、用户操作的输入电路(352)、和第二输入/输出接口电路(318)，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；其特征在于：(c)可移动的目标屏幕(50，820)，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(60，822)；其中：(d)所述第一处理电路和所述第二处理电路被配置为：(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将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基本上竖直的平面瞄准施工现场表面上的预定兴趣点(140)；(iii)使用所述电子测距仪监控当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(662)；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，则针对(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(616)，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。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.17 US 62/447,0781.一种布局和点转移系统，包括：(a)激光控制器(20)，所述激光控制器包括：(i)激光发射器(472)，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(134，734)，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(480)，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(450)；以及(iv)第一处理电路(490)、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(412，414)、第一通信电路(420)、和第一输入/输出接口电路(416)；以及(b)远程控制器(300)，所述远程控制器包括：(i)第二处理电路(310)、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(312，314，316)、第二通信电路(320)、显示监控器(342)、用户操作的输入电路(352)、和第二输入/输出接口电路(318)，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；其特征在于：(c)可移动的目标屏幕(50，820)，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(60，822)；其中：(d)所述第一处理电路和所述第二处理电路被配置为：(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将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基本上竖直的平面瞄准施工现场表面上的预定兴趣点(140)；(iii)使用所述电子测距仪监控当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(662)；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，则针对(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(616)，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。2.如权利要求1所述的系统，其中：(a)所述可见波长的激光的基本上竖直的平面产生沿着所述施工现场表面的可见激光线(130)，以及人类用户使所述目标屏幕在所述可见激光线的方向上移动，直到沿着所述可见波长的激光的基本上竖直的平面到达所述预定距离；或者(b)(i)如果监控的所述物理距离的状态为“太长”，则所述远程控制器上的所述显示监控器将输出第一可见指示；(ii)如果监控的所述物理距离的状态为“太短”，则所述远程控制器上的所述显示监控器将输出第二可见指示；以及(iii)如果监控的所述物理距离的状态为“在点上”，则所述远程控制器上的所述显示监控器将输出第三可见指示；或者(c)(i)如果监控的所述物理距离的状态为“太长”，则所述远程控制器将输出第一可听指示；(ii)如果监控的所述物理距离的状态为“太短”，则所述远程控制器将输出第二可听指示；以及(iii)如果监控的所述物理距离的状态为“在点上”，则所述远程控制器将输出第三可听指示；或者(d)(i)如果监控的所述物理距离的状态为“太长”，则所述激光控制器将命令所述激光发射器以第一闪光速率打开和关闭所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；(ii)如果监控的所述物理距离的状态为“太短”，则所述激光控制器将命令所述激光发射器以第二闪光速率打开和关闭所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；以及(iii)如果监控的所述物理距离的状态为“在点上”，则所述激光控制器将命令所述激光发射器连续地打开所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；或者(e)在已使所述可移动的目标屏幕沿着所述可见激光线移动到所述预定距离时，则人类用户能够在沿着所述可见激光线的、所述可移动的目标屏幕存在的位置上标记所述施工现场表面；或者(f)所述第一通信电路和所述第二通信电路均使用无线发射器和无线接收器；或者(g)所述电子测距仪包括激光测距仪；或者(h)所述电子测距仪发射高于地面水平的基本上水平的激光测量波束(132)；或者(i)所述远程控制器和所述可移动的目标屏幕被安装到滚动底架(54)；或者(j)所述可见波长的激光的基本上竖直的平面产生出现在所述可移动的目标屏幕上的竖直激光线；或者(k)其中：在所述施工现场表面上和在所述可移动的目标屏幕上的激光线的交叉产生在视觉上指示所述兴趣点的点亮的L形标记(66，230)；或者(l)所述可见波长的激光的基本上竖直的平面不接触所述施工现场表面，以及(i)人类用户使所述目标屏幕在非径向方向上移动，直到所述可见波长的激光的基本上竖直的平面接触所述目标屏幕且在所述目标屏幕上显现为基本上竖直的线(66)；然后(ii)所述人类用户使所述目标屏幕在径向方向上移动以使所述基本上竖直的线保持在所述目标屏幕上，直到沿着所述可见波长的激光的基本上竖直的平面到达所述预定距离。3.如权利要求1所述的系统，还包括：(a)处于所述激光控制器处的指示灯(490)，其中：(i)如果监控的所述物理距离的状态为“太长”，则所述指示灯将输出第一可见指示；(ii)如果监控的所述物理距离的状态为“太短”，则所述指示灯将输出第二可见指示；以及(iii)如果监控的所述物理距离的状态为“在点上”，则所述指示灯将输出第三可见指示；或者(b)用于能够旋转的所述激光发射器和能够旋转的所述电子测距仪的自调平安装件(440)。4.一种用于使用布局和点转移系统的方法，所述方法包括：(a)提供激光控制器(20)，所述激光控制器包括：(i)激光发射器(472)，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(134，734)，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(480)，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(450)；以及(iv)第一处理电路(410)、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(412，414)、第一通信电路(420)、和第一输入/输出接口电路(416)；(b)提供远程控制器(300)，所述远程控制器包括：第二处理电路(310)、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(312，314，316)、第二通信电路(320)、显示监控器(342)、用户操作的输入电路(352)、和第二输入/输出接口电路(318)，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；其特征在于：(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(130)；(ii)使用所述电子测角仪将所述激光发射器沿预定的前进方向瞄准(660)，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(140)交叉；(iii)使用所述电子测距仪监控当使可移动的目标屏幕(50，820)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(662)；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(616)，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。5.如权利要求4所述的方法，其中：(a)显示所述“在点上”状态的所述预定指示包括在所述远程控制器的所述显示监控器上显示的预定指标；或者(b)显示所述“在点上”状态的所述预定指示包括由所述远程控制器生成的预定可听信号；或者(c)显示所述“在点上”状态的所述预定指示包括所述激光控制器上的闪光的灯。6.如权利要求4所述的方法，还包括如下步骤：(a)当监控所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的所述物理距离时：(i)如果所述可移动的目标屏幕太靠近所述电子测距仪，则提供在所述远程控制器的所述显示监控器上显示的第二预定指示；以及(ii)如果所述可移动的目标屏幕太远离所述电子测距仪，则提供在所述远程控制器的所述显示监控器上显示的第三预定指示；或者(b)当监控所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的所述物理距离时：(i)如果所述可移动的目标屏幕太靠近所述电子测距仪，则提供由所述远程控制器生成的第二预定可听信号；以及(ii)如果所述可移动的目标屏幕太远离所述电子测距仪，则提供由所述远程控制器生成的第三预定可听信号；或者(c)当监控所述电子测距仪与所述可移动的目标屏幕之间的所述物理距离时：(i)如果所述可移动的目标屏幕太靠近所述电子测距仪，则以第一闪光速率打开和关闭所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；(ii)如果所述可移动的目标屏幕太远离所述电子测距仪，则以第二闪光速率打开和关闭所述可见波长的激光的基本上竖直的平面；以及(iii)如果所述可移动的目标屏幕“在点上”，则连续地打开所述可见波长的激光的基本上竖直的平面。7.一种用于设置布局和点转移系统的方法，所述方法包括：(a)提供激光控制器(20)，所述激光控制器包括：(i)激光发射器(472)，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(134，734)，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(480)，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(450)；以及(iv)第一处理电路(410)、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(412，414)、第一通信电路(420)、和第一输入/输出接口电路(416)；(b)提供远程控制器(300)，所述远程控制器包括：第二处理电路(310)、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(312，314，316)、第二通信电路(320)、显示监控器(342)、用户操作的输入电路(352)、和第二输入/输出接口电路(318)，其中，所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·K·安格，J·N·海斯，C·W·辛德，
申请(专利权)人：天宝公司，
类型：发明
国别省市：美国,US