在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标的系统，该系统包括：至少一个激光跟踪仪，具有可移动上部、光学目标粗略位置检测器、目标精细位置检测器、马达、马达控制器以及计算机；第一和第二射频电报(RFT)收发器(RFTT)锚模块；协作目标，该协作目标与RFTT标签模块关联；以及评估单元，被配置为基于RFT在RFTT锚模块与RFTT标签模块之间的传输来确定RFT传输特定参数，并且将RFT传输特定参数提供给计算机，其中，计算机被配置为基于由评估单元确定的RFT传输特定参数来确定协作目标的粗略位置，并且基于所确定的粗略位置将控制信息提供给马达控制器，以便使激光跟踪仪的上部面向协作目标，以使协作目标进入粗略位置视场内。

A system for rough positioning of mobile cooperative targets during the measurement of industrial objects based on laser tracker

【技术实现步骤摘要】
在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标的系统
本专利技术涉及一种系统，该系统被配置为在射频(RF)技术的辅助下在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标，以便支持激光跟踪仪的基于光学检测器的粗略定位功能。
技术介绍
使用激光跟踪仪进行的工业对象测量基于定位并跟踪放置在待测量对象的表面上的协作目标，或者基于定位并跟踪由测量探针包括的协作目标。也称为目标探针的测量探针可以是与待测量对象的表面接触的接触探针，其中，在与表面建立接触之后，触发接触探针接触该表面的点的坐标信息的确定。目标探针也可以是非接触探针。非接触探针将光学距离测量辐射发送到待测量对象的表面上的对应点，其中，基于测量辐射被后向反射到探针的部分并且基于知道表面上的点以哪个角度被照射来确定被光学距离测量辐射照射的点的坐标信息。更具体地，在相关示例性现有技术应用中，激光跟踪仪用于工业测量，例如用于例如在检查的背景下的部件(诸如车身)的点的协同位置确定或者用于移动机器零件的连续位置监视。这种激光跟踪仪被设计为部件的所述点的协同位置确定，并且通常用于协作目标点的连续跟踪。视情况而定，协作目标点可以由回射单元(例如，立方体棱镜)表示，该回射单元由测量装置或测量设备的束源(特别是激光束)所生成的光学测量束瞄准。激光束以平行方式被反射回测量设备，该反射束由设备的检测装置检测。在这种情况下，例如借助于用于角度测量的传感器来确定束的发射方向和相应地确定接收方向，这些传感器被分配给系统的偏转镜或瞄准单元。另外，在检测到束的情况下，例如借助于飞行时间或相位差测量或借助于斐索(Fizeau)原理确定从测量设备到协作目标的距离。基于发射方向以及相应地接收方向和距离确定部件的点的位置坐标。为了进行距离测量，现有技术中的激光跟踪仪包括至少一个距离测量装置，其中，后者可以被设计为例如干涉仪(IFM)。由于这种距离测量装置仅可以测量距离的相对变化，因此为了确定绝对距离值，在当今的激光跟踪仪中安装了所谓的绝对距离测量装置(ADM)。例如，从WO2007/079600A1已知绝对距离测量装置和用于确定距离的干涉仪的组合。另外，在现有技术跟踪仪系统中，在精细瞄准传感器上确定接收到的测量束从零位置的偏移量。借助于该可测量的偏移量，可以确定回射器的中心与激光束在反射器上的碰撞点之间的位置差，并且可以以减小精细瞄准传感器上的偏移量(尤其是为“零”)的这种方式根据该偏差来校正或重新调节激光束的对准，由此使束在反射器中心的方向上对准。作为重新调节激光束对准的结果，可以对目标点进行连续目标跟踪，并且可以相对于测量装置连续地确定目标点的距离和位置。在这种情况下，重新调节可以通过改变被设置为使激光束偏转的偏转镜的对准来实现，所述偏转镜可以以机动化方式和/或通过使包括束引导激光光学单元的瞄准单元枢转来实现。与所使用的目标探针的种类无关，待测量对象的表面上的点的坐标信息的确定基于协作目标的精确坐标信息。协作目标的精确坐标信息在下文中被称为协作目标的精细位置。协作目标的所述精细位置基于以下方式来确定：将由距离测量辐射源发出的距离测量辐射从激光跟踪仪发送到协作目标，距离测量辐射的部分在该协作目标处被后向反射到激光跟踪仪，并且确定朝向协作目标发送距离测量辐射的角度。因此，确定协作目标的精细位置需要激光跟踪仪与协作目标之间的连续视线接触，使得可以用对应辐射来瞄准协作目标。为了建立并维持所述视线接触，激光跟踪仪被配置为自动检测协作目标的粗略位置，并且基于此来检测协作目标的精细位置并跟踪协作目标，例如，在目标移动的同时。专利技术的目的期望提高执行基于激光跟踪仪的工业测量作业的效率，在工业测量作业期间，在由操作者或自动化装置二者之一引导的接触触发探针或非接触探针的辅助下测量对象。效率直接关联至发起测量作业并保持测量作业运行所需的用户输入动作的数量、以及与每个用户输入动作相关的时间努力。因此，本专利技术的目的是提供一种系统，该系统允许通过减少设置基于激光跟踪仪的工业测量作业并保持作业运行所需的用户输入动作的数量和时间来更高效地执行作业。
技术实现思路
本专利技术涉及一种系统，该系统被配置为在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标，该系统包括：至少一个激光跟踪仪，该至少一个激光跟踪仪具有可移动地连接到基部的可移动上部、被配置为自动检测协作目标在粗略位置视场内的粗略位置的光学目标粗略位置检测器、被配置为自动检测协作目标的精细位置并跟踪精细位置视场内的协作目标的目标精细位置检测器、用于改变可移动上部的取向的马达、马达控制器以及计算机；第一和第二射频电报(RFT)收发器(RFTT)锚模块，其中，每个RFTT锚模块的位置以激光跟踪仪为参考；协作目标，该协作目标与RFTT标签模块关联；以及评估单元，该评估单元与RFTT标签模块和RFTT锚模块中的每个关联，该评估单元被配置为基于RFT在RFTT锚模块与RFTT标签模块之间的传输来确定RFT传输特定参数，并且将所述RFT传输特定参数提供给计算机，其中，计算机被配置为基于由评估单元确定的RFT传输特定参数来确定协作目标的粗略位置，并且基于所确定的粗略位置将控制信息提供给马达控制器，以便使激光跟踪仪的上部面向协作目标，以使协作目标进入粗略位置视场内。从而，协作目标是以下目标：该目标与光学目标粗略位置检测器和目标精细位置检测器协作，使得从粗略位置检测辐射源发射并被协作目标反射的粗略位置检测辐射可以由光学目标粗略位置检测器检测，并且使得从精细位置检测辐射源发射并且被协作目标反射的精细位置检测辐射可以由目标精细位置检测器检测并跟踪。例如，这种协作目标可以是回射目标或另一种类型的协作目标(诸如球体，特别是金属或陶瓷球体)或类似目标，该类似目标与光学目标粗略位置检测器和目标精细位置检测器协作，使得可以确定协作目标的粗略位置，并且从而使得可以检测并跟踪协作目标。激光跟踪仪的光学目标粗略位置检测器可以基于光敏CMOS/CCD/CID像素传感器。从而，传感器可以包括设置在传感器区域上的像素阵列。目标精细位置检测器也可以基于光敏CMOS/CCD/CID像素传感器或者基于位置敏感检测器(PSD)，该PSD被配置为确定检测到精细位置检测辐射的位置与检测器零位置之间的偏差。如果光学目标粗略位置检测器和目标精细位置检测器这两者基于像素传感器，则可以将它们组合在一个共享像素阵列中。此外，激光跟踪仪的计算机可以包括无线数据收发器模块，该无线数据收发器模块被配置为在计算机与RFTT锚模块和RFTT标签模块的评估单元之间发送RFT传输特定数据，例如，RFT传输特定参数。此外，RFT可以是用于在收发器之间或从发送收发器到接收收发器的信息和/或数据传输目的的任意种类的电磁射频信号。从而，RFT或信号可以具有类似封装的特性，或者可以是连续发送的RFT或电磁射频信号。根据本专利技术的实施方式，激光跟踪仪的基部包括至少一个RFTT锚模块。根据本专利技术的另外实施方式，激光跟踪仪包括至少两个RFTT锚模块。根据本专利技术的另一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标的系统(1)，该系统包括：/n·至少一个激光跟踪仪(2)，所述至少一个激光跟踪仪具有：/n°可移动上部(3)，所述可移动上部可移动地连接到基部(4)，/n°光学目标粗略位置检测器，所述光学目标粗略位置检测器被配置为自动地检测协作目标(8)在粗略位置视场(5)内的粗略位置，/n°目标精细位置检测器，所述目标精细位置检测器被配置为自动地检测协作目标的精细位置并跟踪精细位置视场(6)内的协作目标，/n°马达，所述马达用于改变所述可移动上部的取向，/n°马达控制器，以及/n°计算机，/n·第一和第二射频电报RFT收发器RFTT锚模块(7,7’)，其中，各个RFTT锚模块的位置以所述激光跟踪仪为参考，/n·协作目标(8)，所述协作目标与RFTT标签模块(9)关联，以及/n·评估单元，所述评估单元与所述RFTT标签模块和所述RFTT锚模块中的每一者关联，所述评估单元被配置为基于RFT(10,10’)在所述RFTT锚模块与所述RFTT标签模块之间的传输来确定RFT传输特定参数，并且将所述RFT传输特定参数提供给所述计算机，/n其中，所述计算机被配置为°基于由所述评估单元确定的所述RFT传输特定参数来确定所述协作目标的粗略位置，并且/n°基于所确定的粗略位置将控制信息提供给所述马达控制器，以使所述激光跟踪仪的所述上部面向所述协作目标，使所述协作目标进入所述粗略位置视场内。/n...

【技术特征摘要】
20181218 EP 18213695.21.一种被配置为在基于激光跟踪仪的工业对象测量期间粗略定位可移动协作目标的系统(1)，该系统包括：
·至少一个激光跟踪仪(2)，所述至少一个激光跟踪仪具有：
°可移动上部(3)，所述可移动上部可移动地连接到基部(4)，
°光学目标粗略位置检测器，所述光学目标粗略位置检测器被配置为自动地检测协作目标(8)在粗略位置视场(5)内的粗略位置，
°目标精细位置检测器，所述目标精细位置检测器被配置为自动地检测协作目标的精细位置并跟踪精细位置视场(6)内的协作目标，
°马达，所述马达用于改变所述可移动上部的取向，
°马达控制器，以及
°计算机，
·第一和第二射频电报RFT收发器RFTT锚模块(7,7’)，其中，各个RFTT锚模块的位置以所述激光跟踪仪为参考，
·协作目标(8)，所述协作目标与RFTT标签模块(9)关联，以及
·评估单元，所述评估单元与所述RFTT标签模块和所述RFTT锚模块中的每一者关联，所述评估单元被配置为基于RFT(10,10’)在所述RFTT锚模块与所述RFTT标签模块之间的传输来确定RFT传输特定参数，并且将所述RFT传输特定参数提供给所述计算机，
其中，所述计算机被配置为°基于由所述评估单元确定的所述RFT传输特定参数来确定所述协作目标的粗略位置，并且
°基于所确定的粗略位置将控制信息提供给所述马达控制器，以使所述激光跟踪仪的所述上部面向所述协作目标，使所述协作目标进入所述粗略位置视场内。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光跟踪仪的所述基部包括至少一个所述RFTT锚模块。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述激光跟踪仪包括至少两个所述RFTT锚模块。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，至少一个所述RFTT锚模块具有到所述激光跟踪仪的计算机的有线连接，其中，关联的所述评估单元经由所述有线连接向所述计算机提供所述RFT传输特定参数。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所确定的RFT传输特定参数是指所述RFT的相位、所述RFT的飞行时间以及所述RFT的强度之一，并且其中，所述计算机被配置为基于所述RFT的所述相位、所述RFT的所述飞行时间以及所述RFT的所述强度之一，尤其是基于所述RFT的所述相位的差分评估、所述RFT的所述飞行时间的差分评估以及所述RFT的所述强度的差分评估之一，来确定所述RFT的到达角。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述RFT传输特定参数是指所述RFT的飞行时间，并且其中，所述评估单元被配置为基于所述RFT的所述飞行时间来确定所述RFTT锚模块与所述RFTT标签模块之间的距离。


7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，基于所述RFTT锚模块与所述RFTT标签模块之间的距离和/或基于所述RFT的到达角来确定所述粗略位置。


8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，与所述协作目标关联的所述RFTT标签模块由以下中的一者包括：
°所述协作目标，
°协作目标保持器，以及
°包括所述协作目标的测量探针。


9.根据前...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克维亚特科夫斯基，T·鲁斯，M·斯泰纳，
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