测量设备制造技术

本发明专利技术的一个目的是提供一种能够容易地掌握目标的跟踪状态并执行有效的测量的测量设备。本发明专利技术的一个方面是一种测量设备，其向目标发射光束、捕捉并跟踪目标并测量目标的三维坐标。该测量设备包括：用于发射光束的光源；角度控制单元，用于控制从光源发射的光束的发射角度以跟踪移动目标；显示单元，该显示单元设置在能由测量者穿戴的装置上；计算单元，用于基于光束的发射角度和从目标返回的光来计算目标的三维坐标；和显示控制单元，该显示控制单元基于由计算单元计算出的三维坐标来控制在显示单元上显示的信息。显示控制单元执行控制以将光轴图形图像叠置并显示在光束的光轴的位置上。

【技术实现步骤摘要】
测量设备
本专利技术涉及一种测量设备，用于通过捕捉并跟踪目标来测量目标的三维坐标。
技术介绍
作为用于测量对象的三维坐标的测量设备，存在一种三维测量设备，该三维测量设备用于通过将光束(例如，激光束)向目标照射并捕捉和跟踪移动目标来测量测量点的三维坐标。利用该测量设备，通过使处于跟踪状态的目标接触到对象的表面，可以容易且准确地测量对象(例如大型结构)。JP2007-057522A公开了跟踪型激光干涉仪。在这种跟踪型激光干涉仪中，激光束向作为待测量的对象的反光镜发射，以及通过反光镜在返回方向上反射的激光束的干涉，检测反光镜的位移。同时，利用激光束的光轴的角度变化进行跟踪。JP2010-054429A公开了一种激光跟踪器，该激光跟踪器易于使用并且即使在测量中断的情况下也能够执行高精度的测量，同时以简单的配置维持所需的性能。在该激光跟踪器中，光学位置检测工具用于当目标在垂直于入射到目标上的激光束的光轴的方向上移动时输出与移动方向和移动的量对应的信号。控制两个轴的旋转机构，以使用从光学位置检测工具输出的信号来跟踪目标。
技术实现思路
本专利技术待解决的问题在用于通过照射光束而跟踪目标的同时执行测量的测量设备中，不能容易地掌握其是否处于跟踪状态。可能存在发生所谓的丢失状态，在该状态下，由于某种原因而无法跟踪目标，并且在这种情况下，持有目标的测量者需要将目标移动到光束的光接收区域并恢复跟踪状态。然而，由于很难看到光束的轨迹，因此难以找到可以接收光的范围。因此，测量者依靠直觉来移动目标。特别地，在这种类型的测量设备中，从测量设备的主体到对象的距离可以是数十米，随着距离的增加，这将花费大量时间来找到可以接收光束的位置。本专利技术的一个目的是提供一种测量设备，其能够容易地掌握目标的跟踪状态并且执行有效的测量。解决问题的手段本专利技术的一个方面是一种测量设备，其向目标发射光束，捕捉并跟踪目标，并测量目标的三维坐标。该测量设备包括：用于发射光束的光源；角度控制单元，用于控制从光源发射的光束的发射角度以跟踪移动目标；显示单元，该显示单元设置在能由测量者穿戴的装置上；计算单元，用于基于光束的发射角度和从目标返回的光来计算目标的三维坐标；和显示控制单元，该显示控制单元基于由计算单元计算出的三维坐标来控制在显示单元上显示的信息。显示控制单元执行控制以沿着连接光源的位置和目标的位置的线将光轴图形图像叠置并显示在显示单元上。根据这种配置，在向目标发射光束以捕捉和跟踪光束的测量设备中，光轴图形图像沿着连接光源的位置和目标的位置的线以叠置的方式显示在由测量者穿戴的装置的显示单元上。即，在显示单元的显示区域上，在与光轴的实际位置相对应的显示位置处以叠置的方式显示光轴图形图像。从而，通过参照光轴图形可以容易地掌握难以看见的光束的光轴。在上述测量设备中，当目标的跟踪被解除时，角度控制单元可以停止光束的发射角度的变化，以及当目标的跟踪被解除时，显示控制单元可以维持光轴图形图像的叠置显示。从而，通过参照光轴图形图像，可以容易地掌握在目标的跟踪被解除时的光轴位置。在上述测量设备中，显示控制单元可以执行控制以在目标被跟踪时以第一模式显示光轴图形图像，以及在目标的跟踪被解除时以不同于第一模式的第二模式显示光轴图形图像。从而，通过光轴图形图像的显示模式，可以容易地区分目标的跟踪状态和跟踪解除状态。在上述测量设备中，所述装置可以包括传感器单元，该传感器单元获取用于计算目标相对于装置的相对位置的感测信息。然后，在目标的跟踪被解除的状态下，显示控制单元可以执行控制以使用感测信息和从装置的三维坐标和方向计算的目标的第二三维坐标，将指示在其中目标可以接收光束的区域的虚拟对象叠置和显示到目标上。根据三维坐标和设备方向计算出的目标三维坐标。从而，当目标的跟踪被解除时，通过参照虚拟对象，通过将目标移动到虚拟对象的位置可以容易地恢复跟踪状态。顺便提及，用于计算目标相对于装置的相对位置的信息可以是例如由成像单元捕捉的目标的图像、由3D传感器获取的深度信息(例如飞行时间类型或结构光类型)、由磁传感器感测到的信息等。在上述测量设备中，角度控制单元可以控制光束的发射角度，使得光束朝向虚拟对象或目标的位置发射。因此，当目标的跟踪被解除时，通过将目标移动到虚拟对象的位置，可以将目标准确地移动到光束的位置，以及可以容易地恢复跟踪状态。在上述测量设备中，显示控制单元可以控制显示单元以显示相对于预设对象具有预定相对位置关系的虚拟对象，并且角度控制单元可以控制光束的发射角度，使得当从目标的跟踪被解除的状态恢复对目标的跟踪时，光束朝向虚拟对象的三维坐标发射。从而，当目标的跟踪被解除时，光束朝向虚拟对象发射，并且可以容易地将目标移动到虚拟对象的位置以恢复跟踪状态。在上述测量设备中，显示控制单元可以执行控制以以叠置的方式在目标附近显示目标的三维坐标。即，在视频透视系统中，目标被成像单元捕捉并显示在显示单元上。在光学透视系统中，目标被传输通过显示单元并进入测量者的视野。另一方面，由计算单元计算目标的三维坐标，以及将计算出的三维坐标叠置并显示在目标上。因此，通过由穿戴的装置执行测量，可以在测量点附近显示测量结果，并且测量者可以在进行测量时容易地确认测量结果。在上述测量设备中，显示控制单元可以执行控制以在目标附近以叠置方式显示用于将目标移动到光束位置的引导图像。进而，由于引导图像被叠置并显示在测量者穿戴的显示单元上，因此当目标的跟踪状态被解除时，可以通过沿着引导图像移动目标来恢复跟踪状态。在上述测量设备中，显示控制单元可以执行控制以将对象图像作为引导图像叠置和显示在目标上，对象图像指示目标的光接收方向和光接收区域。从而，当目标的跟踪被解除时，将光接收方向和光接收区域以叠置方式显示在目标上，并且通过使用该引导图像来移动目标可以恢复跟踪状态。在上述测量设备中，所述装置可以包括坐标计算单元，其除了基于光束的发射角度和从目标返回的光计算目标的第一三维坐标外，还基于用于计算目标相对于装置的相对位置的感测信息以及装置的三维坐标和方向计算目标的第二三维坐标。坐标计算单元可以从第一三维坐标和第二三维坐标计算第三三维坐标。从而，当目标的跟踪被解除时，可以在装置侧掌握目标的三维坐标，并且可以适当地显示引导图像。在上述测量设备中，基于第一三维坐标和第二三维坐标之间的差，可以校正装置的三维坐标。附图说明图1是示出根据本专利技术实施方式的测量设备的配置的示意图。图2是示出根据本专利技术实施方式的测量设备的配置的框图。图3是示出根据本专利技术实施方式的测量设备的操作的流程图。图4是示出测量设备的操作的示意图。图5是示出用于叠置和显示光轴图形图像的操作的流程图。图6是示出光轴图形图像的叠置显示的示例的示意图。图7是示出另一操作的流程图。图8是示出另一叠置显示的示例的示意图。图9是示出其他跟踪恢复处理的操作的流程图。图10A和图10B是示出虚拟对象的显示示例的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种向目标发射光束、捕捉并跟踪所述目标并测量所述目标的三维坐标的测量设备，包括：/n用于发射光束的光源；/n角度控制单元，用于控制从所述光源发射的所述光束的发射角度以跟踪移动的所述目标；/n显示单元，所述显示单元设置在能由测量者穿戴的装置上；/n计算单元，用于基于所述光束的发射角度和从所述目标返回的光来计算所述目标的三维坐标；和/n显示控制单元，所述显示控制单元基于由所述计算单元计算出的所述三维坐标来控制在所述显示单元上显示的信息，/n其中，所述显示控制单元执行控制以将光轴图形图像叠置并显示在所述光束的光轴的位置上。/n

【技术特征摘要】
20190618 JP 2019-1126431.一种向目标发射光束、捕捉并跟踪所述目标并测量所述目标的三维坐标的测量设备，包括：
用于发射光束的光源；
角度控制单元，用于控制从所述光源发射的所述光束的发射角度以跟踪移动的所述目标；
显示单元，所述显示单元设置在能由测量者穿戴的装置上；
计算单元，用于基于所述光束的发射角度和从所述目标返回的光来计算所述目标的三维坐标；和
显示控制单元，所述显示控制单元基于由所述计算单元计算出的所述三维坐标来控制在所述显示单元上显示的信息，
其中，所述显示控制单元执行控制以将光轴图形图像叠置并显示在所述光束的光轴的位置上。


2.根据权利要求1所述的测量设备，其中，当所述目标的跟踪被解除时，所述角度控制单元停止所述光束的发射角度的变化，并且
当所述目标的跟踪被解除时，所述显示控制单元维持所述目标的跟踪被解除时刻的所述光轴图形图像的叠置显示。


3.根据权利要求1所述的测量设备，其中，所述显示控制单元执行控制，以在所述目标在被跟踪时以第一模式显示所述光轴图形图像，并在所述目标的跟踪被解除时以与所述第一模式不同的第二模式显示所述光轴图形图像。


4.根据权利要求1所述的测量设备，其中，
所述装置包括：
传感器单元，所述传感器单元获取用于计算所述目标相对于所述装置的相对位置的感测信息；和
坐标计算单元，所述坐标计算单元基于所述传感器单元获取的所述感测信息以及所述装置的三维坐标和方向来计算所述目标的第二三维坐标，并且
其中，所述显示控制单元执行控制以在所述目标的跟踪被解除的状态下将指示在其中所述目标能接收所述光束的区域的虚拟对象叠置...

【专利技术属性】
技术研发人员：额邦行，荻原元德，川端武史，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：日本;JP