勘测仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种勘测仪器，其中，该勘测仪器的控制单元被配置成执行重新定位功能，在该重新定位功能的上下文中，该勘测仪器被配置成：确定静止目标点的第一坐标；接收开始信号，其中，静止目标点的第一坐标与开始信号相关联；响应于该开始信号，以使得静止目标点保持在勘测仪器的跟踪单元的检测区域内的方式来控制勘测仪器的第一致动部和第二致动部；确定该静止目标点的第二坐标；接收结束信号，其中，静止目标点的第二坐标与结束信号相关联；以及至少部分地基于静止目标点的第一坐标和第二坐标，确定勘测仪器相对于第一设置位置和第二设置位置的相对姿势，其中，第一设置位置与第一坐标相关联，并且第二设置位置与第二坐标相关联。

【技术实现步骤摘要】
勘测仪器
本专利技术涉及一种勘测仪器和一种重新定位勘测仪器的方法。通用勘测仪器是例如，全站仪、视距仪、经纬仪或激光跟踪仪，并且属于大地测量和/或计量学领域。
技术介绍
在通常的测量或放样程序中，勘测员利用测量仪器瞄准要测量的设置的目标或目标点，然后精确测量该目标或目标点的位置。广泛使用的目标是棱镜、反射镜、胶带和目标板，其中，这样的目标通常表示环境的静止(stationary)目标点，诸如，房间角落、窗户角落、墙壁插座、水管或任何其它显著的几何特征。然而，通用勘测仪器也被设计成直接勘测环境中的这样的点。利用望远镜或电子取景器可以更容易地手动瞄准目标或目标点。勘测大型和/或曲折房间或复杂设置的通常必要的过程是将已经从不同设置位置测量的点进行组合。当更改设置位置时，需要关联不同设置位置，以便使所有测量点都在同一坐标系中。换句话说，需要确定勘测仪器在不同设置位置中的相对姿势(或者确切地说是勘测仪器的内部参考系统的相对姿势)。为了实现这一点，执行需要相当大量技巧和经验的、主要是手动且繁琐的过程。需要从当前设置位置找回从先前设置位置测量的至少三个点，然后再次进行测量。而且，需要通过图形用户界面输入哪个测量点与先前测量的点中的哪个点相关。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种改进的勘测仪器。根据本专利技术的勘测仪器允许更符合人体工程学的、更可靠和更有效益的涉及重新定位的勘测过程。本专利技术涉及一种勘测仪器，该勘测仪器包括：基部单元；支撑单元，该支撑单元安装在基部单元上并被配置成能够相对于基部单元绕偏航轴(yawaxis)旋转；第一致动部，该第一致动部被配置成使支撑单元相对于基部单元绕偏航轴旋转；第一角度编码器，该第一角度编码器被配置成测量支撑单元相对于基部单元绕偏航轴的旋转位置；对准单元，该对准单元包括具有测量轴的测距仪，该对准单元安装在支撑单元上，并且被配置成能够相对于支撑单元绕俯仰轴(pitchaxis)旋转；第二致动部，该第二致动部被配置成使对准单元相对于支撑单元绕俯仰轴旋转；第二角度编码器，该第二角度编码器被配置成测量对准单元相对于支撑单元绕俯仰轴的旋转位置；跟踪单元，该跟踪单元被配置成检测检测范围内的一个或更多个目标点，其中，测量轴在检测范围内会聚或测量轴完全在检测范围内延伸；控制单元，该控制单元被配置成：读取测距仪、第一角度编码器、第二角度编码器和跟踪单元；控制第一致动部和第二致动部，以及执行重新定位功能，其中，在执行重新定位功能时，该勘测仪器被配置成：确定第一静止目标点的第一坐标；接收开始信号，其中，第一静止目标点的第一坐标与开始信号相关联；响应于开始信号，以使得第一静止目标点保持在检测范围内的方式来控制第一致动部和第二致动部；确定第一静止目标点的第二坐标；接收结束信号，其中，第一静止目标点的第二坐标与结束信号相关联；以及至少部分地基于第一静止目标点的第一坐标和第二坐标，确定勘测仪器相对于第一设置位置和第二设置位置的相对姿势，其中，第一设置位置与第一坐标相关联，并且第二设置位置与第二坐标相关联。所述勘测仪器还可以包括用户界面，该用户界面被配置成接收用户输入，其中，开始信号和结束信号中的至少一者基于由用户界面接收的相应用户输入。对于用户界面附加地或另选地，该勘测仪器可以包括惯性测量单元(IMU)，该IMU被配置成检测勘测仪器的停顿(standstill)和移动，其中，控制单元被配置成读取IMU并基于检测到的移动生成开始信号和/或基于检测到的停顿生成结束信号。所述勘测仪器还可以包括惯性测量单元(IMU)，该IMU被配置成在接收到开始信号与结束信号之间生成IMU数据，其中，控制单元被配置成基于IMU数据区分勘测仪器的平移和旋转。根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，其中，该勘测仪器被配置成以这样的方式来控制第一致动部和第二致动部，即使得第一静止目标点保持在围绕测量轴的公差范围中，尤其是在测量轴上。尤其是，所述开始信号指示勘测仪器已经占据第一设置位置，并且结束信号指示勘测仪器已经占据第二设置位置。在一实施方式中，跟踪单元包括摄像头传感器，该摄像头传感器具有第一视场，该第一视场由检测范围包括(comprisedby)，尤其是，其中，在接收到开始信号与结束信号之间控制第一致动部和第二致动部是基于摄像头传感器对第一静止目标点的检测。在又一实施方式中，跟踪单元被配置成检测环境的随机特征，并且其中，控制单元被配置成基于检测到的环境的随机特征来执行同步定位与建图(SLAM)过程。跟踪单元可以被配置成同时检测第二静止目标点和第三静止目标点，并且其中，确定相对姿势还基于：(a)由勘测仪器从第一设置位置确定的第二静止目标点和第三静止目标点的已知坐标；以及(b)在接收开始信号与结束信号之间对第二静止目标点和第三静止目标点的检测。跟踪单元还可以包括：(a)光发射器，该光发射器被配置成发射具有特征波长的光；以及(b)目标搜索传感器，该目标搜索传感器被配置成仅检测具有特征波长的光，该目标搜索传感器具有第二视场，第二视场由检测范围包括，尤其是，其中，在接收到开始信号与结束信号之间控制第一致动部和第二致动部是基于目标搜索传感器对第一静止目标点的检测。本专利技术还涉及一种将勘测仪器从第一设置位置重新定位到第二设置位置的方法，该方法包括：提供根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，在第一设置位置处设置勘测仪器；在第一设置位置处，利用勘测仪器确定第一静止目标点、第二静止目标点和第三静止目标点的第一坐标；在第一设置位置处，利用控制单元接收开始信号，其中，第一静止目标点的第一坐标与开始信号相关联；响应于开始信号，利用控制单元以这样的方式来控制第一致动部和第二致动部，即使得第一静止目标点保持在跟踪单元的检测范围内；在控制第一致动部和第二致动部的同时，将勘测仪器从第一设置位置移动到第二设置位置；在第二设置位置处，利用勘测仪器确定第一静止目标点的第二坐标；在第二设置位置处，利用勘测仪器接收结束信号，其中，第一静止目标点的第二坐标与结束信号相关联；响应于结束信号，利用勘测仪器在第二设置位置处确定第二静止目标点和第三静止目标点的第二坐标；以及基于所确定的第一静止目标点、第二静止目标点和第三静止目标点的第一坐标和第二坐标，利用控制单元确定勘测仪器相对于第一设置位置和第二设置位置的相对姿势。所述方法还可以包括：基于由勘测仪器所包括的惯性测量单元(IMU)检测到的移动来生成开始信号。而且，所述方法可以包括：基于由勘测仪器所包括的惯性测量单元(IMU)/所述惯性测量单元(IMU)检测到的停顿来生成结束信号。在一实施方式中，控制第一致动部和第二致动部以这样的方式被执行，即使得第一静止目标点保持在围绕测量轴的公差范围中，尤其是在测量轴上。所述方法还可以包括：在将勘测仪器从第一设置位置移动到第二设置位置的同时，利用跟踪单元同时检测第一静止目标点、第二静止目标点和第三静止目标点，其中，确定第二静止目标点和第三静止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种勘测仪器，所述勘测仪器包括：/n-基部单元；/n-支撑单元，所述支撑单元安装在所述基部单元上并被配置成能够相对于所述基部单元绕偏航轴旋转；/n-第一致动部，所述第一致动部被配置成使所述支撑单元相对于所述基部单元绕所述偏航轴旋转；/n-第一角度编码器，所述第一角度编码器被配置成测量所述支撑单元相对于所述基部单元绕所述偏航轴的旋转位置；/n-对准单元，所述对准单元包括具有测量轴的测距仪，所述对准单元安装在所述支撑单元上，并且被配置成能够相对于所述支撑单元绕俯仰轴旋转；/n-第二致动部，所述第二致动部被配置成使所述对准单元相对于所述支撑单元绕所述俯仰轴旋转；/n-第二角度编码器，所述第二角度编码器被配置成测量所述对准单元相对于所述支撑单元绕所述俯仰轴的旋转位置；/n-跟踪单元，所述跟踪单元被配置成检测检测范围内的一个或更多个目标点，其中，所述测量轴在所述检测范围内会聚或所述测量轴完全在所述检测范围内延伸；/n-控制单元，所述控制单元被配置成：/n○读取所述测距仪、所述第一角度编码器、所述第二角度编码器和所述跟踪单元，/n○控制所述第一致动部和所述第二致动部，以及/n○执行重新定位功能，其中，在执行所述重新定位功能时，所述勘测仪器被配置成：/n■确定第一静止目标点的第一坐标，/n■接收开始信号，其中，所述第一静止目标点的所述第一坐标与所述开始信号相关联，/n■响应于所述开始信号，以使得所述第一静止目标点保持在所述检测范围内的方式来控制所述第一致动部和所述第二致动部，/n■确定所述第一静止目标点的第二坐标，/n■接收结束信号，其中，所述第一静止目标点的所述第二坐标与所述结束信号相关联，以及/n■至少部分地基于所述第一静止目标点的所述第一坐标和所述第二坐标，确定所述勘测仪器相对于第一设置位置和第二设置位置的相对姿势，其中，所述第一设置位置与所述第一坐标相关联，并且所述第二设置位置与所述第二坐标相关联。/n...

【技术特征摘要】
20190902 EP 19194963.51.一种勘测仪器，所述勘测仪器包括：
-基部单元；
-支撑单元，所述支撑单元安装在所述基部单元上并被配置成能够相对于所述基部单元绕偏航轴旋转；
-第一致动部，所述第一致动部被配置成使所述支撑单元相对于所述基部单元绕所述偏航轴旋转；
-第一角度编码器，所述第一角度编码器被配置成测量所述支撑单元相对于所述基部单元绕所述偏航轴的旋转位置；
-对准单元，所述对准单元包括具有测量轴的测距仪，所述对准单元安装在所述支撑单元上，并且被配置成能够相对于所述支撑单元绕俯仰轴旋转；
-第二致动部，所述第二致动部被配置成使所述对准单元相对于所述支撑单元绕所述俯仰轴旋转；
-第二角度编码器，所述第二角度编码器被配置成测量所述对准单元相对于所述支撑单元绕所述俯仰轴的旋转位置；
-跟踪单元，所述跟踪单元被配置成检测检测范围内的一个或更多个目标点，其中，所述测量轴在所述检测范围内会聚或所述测量轴完全在所述检测范围内延伸；
-控制单元，所述控制单元被配置成：
○读取所述测距仪、所述第一角度编码器、所述第二角度编码器和所述跟踪单元，
○控制所述第一致动部和所述第二致动部，以及
○执行重新定位功能，其中，在执行所述重新定位功能时，所述勘测仪器被配置成：
■确定第一静止目标点的第一坐标，
■接收开始信号，其中，所述第一静止目标点的所述第一坐标与所述开始信号相关联，
■响应于所述开始信号，以使得所述第一静止目标点保持在所述检测范围内的方式来控制所述第一致动部和所述第二致动部，
■确定所述第一静止目标点的第二坐标，
■接收结束信号，其中，所述第一静止目标点的所述第二坐标与所述结束信号相关联，以及
■至少部分地基于所述第一静止目标点的所述第一坐标和所述第二坐标，确定所述勘测仪器相对于第一设置位置和第二设置位置的相对姿势，其中，所述第一设置位置与所述第一坐标相关联，并且所述第二设置位置与所述第二坐标相关联。


2.根据权利要求1所述的勘测仪器，所述勘测仪器包括用户界面，所述用户界面被配置成接收用户输入，其中，所述开始信号和所述结束信号中的至少一者基于由所述用户界面接收的相应用户输入，和/或
所述勘测仪器包括惯性测量单元IMU，该IMU被配置成检测所述勘测仪器的停顿和移动，其中，所述控制单元被配置成读取所述IMU并基于检测到的移动生成所述开始信号和/或基于检测到的停顿生成所述结束信号。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，所述勘测仪器包括惯性测量单元IMU，该IMU被配置成在接收到所述开始信号与所述结束信号之间生成IMU数据，其中，所述控制单元被配置成基于所述IMU数据区分所述勘测仪器的平移和旋转。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，其中，所述勘测仪器被配置成以这样的方式来控制所述第一致动部和所述第二致动部，即使得所述第一静止目标点保持在围绕所述测量轴的公差范围中，尤其是在所述测量轴上。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，其中，所述开始信号指示所述勘测仪器已经占据所述第一设置位置，并且所述结束信号指示所述勘测仪器已经占据所述第二设置位置。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的勘测仪器，其中，所述跟踪单元包括摄像头传感器，所述摄像头具有第一视场，所述第一视场由所述检测范围包括，尤其是，其中，在接收到所述开始信号与所述结束信号之间控制所述第一致动部和所述第二致动部是基于所述摄像头传感器对所述第一静止目标点的检测。


7.根据权利要求6所述的勘测仪器，其中，所述跟踪单元被配置成检测环境的随机特征，并且其中，所述控制单元被配置成基于检测到的所述环境的随机特征来执行同步定位与建图SLAM过...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·马尔科，J·马勒，J·霍茨，
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