【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于获取三维测量点的测量设备，特别是涉及一种大地测量仪器。这种仪器的示例是全站仪、经纬仪或激光扫描器。
技术介绍
1、用于确定大地测量现场或者建筑工地区域和/或建筑物中的位置的勘测或测量系统被已知为多种形式。这些系统的示例是由具有测距测向仪的固定勘测设备(例如，全站仪)以及标记待勘测或标识的点的辅助仪器组成的系统。例如，在公开的申请ep 1686350中描述了现有技术的大地测量设备。
2、已知关于测量设备的设计的许多不同实施方式。因此，例如，现代全站仪具有用于对所获取的测量数据进行数字处理和存储的微处理器。这些设备通常具有紧凑和集成结构，其中，通常在设备中提供同轴测距元件以及计算机单元、控制单元和存储单元。根据全站仪的配置水平，可以集成瞄准(targeting and/or aiming)单元的机动化，而且在将后向反射器(诸如360°棱镜)用作目标物体的情况下，可以集成用于自动目标搜索和跟踪的装置。
3、作为人机接口，全站仪可以包括电子显示-控制单元(通常为具有电子数据存储装置的微处理器计算机单元)，电子显示-控制单元具有显示屏和输入装置(例如键盘)。将所获取的测量数据供应给显示-控制单元，使得目标点的位置可由显示-控制单元查明、可视地显示以及存储。而且，从现有技术已知的全站仪可以具有无线电数据接口，无线电数据接口用于建立到外围组件的无线电连接，例如，到测量辅助仪器或者到手持式数据获取设备的无线电连接，手持式数据获取设备可以被特别地设计为数据记录器或现场计算机。
4、为了瞄准
5、在许多测量应用中，执行对点的测量是由于专门设计的测量辅助仪器或目标物体(例如，勘测杆)被放置在目标点处。这些通常由具有用于定义测量距离或测量点的反射器(例如，360°棱镜)的杆组成。在这种勘测任务中，数据、指令、语音以及进一步信息项通常在目标物体与中央测量设备之间传输，以用于控制测量过程和用于定义或记录测量参数。这样的数据的示例是目标物体的标识信息(例如，所使用的棱镜的类型)、杆的倾度、反射器在地面上方的高度、反射器常数、或者诸如温度或气压的测得值。需要这些信息项和/或情形相关参数，以使得能够实现对由具有棱镜的杆定义的测量点的高精度瞄准和勘测。
6、为了测量场景中的测量点，通常，使目标或目标物体(例如，杆)位于测量点处或附近，并且通过借助于测量设备测量到目标的距离和方向来确定该测量点的位置。
7、为此，在第一步骤中，必须标识待测量的相应目标。然而，由于这种目标可能位于远离测量设备的位置，因此，标识可能变得比较具有挑战性。在场景中存在多个目标并且必须标识和测量这些目标中的特定目标的情况下，情况就更是如此。
8、作为标准特征，典型的勘测设备已经包括用于被用作目标反射器的棱镜的自动目标瞄准和跟踪功能(atr：“automatic target recognition，自动目标识别”)作为标准特征。为此目的，例如，另外在望远镜中集成了对atr光源的波长敏感的另一单独且特殊atr检测器(例如，ccd表面传感器或cmos)。
9、已知的测量设备提供用于搜索目标的具体解决方案。例如，常见的方法利用以ir(infra-red，红外)光对场景的闪光照明以及对ir光谱中的目标反射光的检测。经反射的ir光可以借助于ir敏感传感器来检测，其中，经反射的ir光入射到传感器的相应像素上。基于分别激发的像素的位置，可以导出到目标的方向。
10、根据另选方法，可以通过在场景上方移动(ir)搜索光的光扇(fan)，并且在由传感器检测到搜索光的反射的任何时间检测光扇的相应取向来提供对目标的照明。
11、当标识目标时，通常激光束与目标对准并被该目标反射。到目标的距离可以借助于检测所反射的激光而导出。基于这种测量光的反射来计算距离的许多原理是已知的。
12、在一些应用中，现场的目标不是静止的，而是在场景上移动，例如，目标由操作者移动以接近下一测量点或者由建筑车辆携带。这里，测量激光束应当优选地被保持引导至目标，即，应当跟踪目标，以便避免在场景中执行对目标的另一搜索，而该搜索可能变得非常耗时。
13、如今的勘测设备通常包括传感器，传感器使得能够检测所接收到的激光束与传感器的中心的偏移，所述偏移是由于反射器移动而在反射器侧造成的偏移导致的。可以基于所测得的偏移来重定向测量光束以减小或消除偏移。由于传感器尺寸的相应限制，这种方法的鲁棒性受到限制。如果反射器快速移动，那么传感器上的信号可能由于反射光因偏移太大而不再到达传感器而丢失。
14、由于信号可能因反射器与勘测设备之间的视线中断而丢失的事实，给出了进一步限制。这种中断可能是由现场的一些障碍物(例如，房屋前方的树木、或建筑工具、或车辆)而造成的。
15、而且，当跟踪目标时，移动目标的轨迹可以越过更靠近勘测设备的另一目标的位置。在这样的情况下，不再跟踪最初跟踪的目标，而是将测量光束保持引导至前景中最近检测到的目标。由于因新目标对光束的反射而仍然有足够的可用反射信号，甚至可能没有误差信号。因此，用户可以相信正确的目标仍然被跟踪，而情况并非如此。
16、因此，如果所选目标实际上是应当被测量的目标，那么仍然存在不确定性。对于关于它们的瞄准方向彼此非常靠近的目标或者在自动发现的目标中的一些目标不是真实的大地测量目标而可能源于无意反射的情况下，情况也是如此。这种情形特别发生在跟踪的情况下，在这种情况下具有多个目标的情形可能变得相当动态，例如，如上提及的目标交叉。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、因此，本专利技术的目的是提供一种克服上面所提及的问题的测量设备。
3、本专利技术的另一目的是提供一种测量设备，测量设备提供用于对测量场景中的目标进行跟踪的改进能力。
4、专利技术概要
5、本专利技术的构思主要在于勘测类型的测量设备，比如全站仪或激光扫描器。
6、通常，勘测设备提供用于借助于检测传感器数据来搜索和找到场景中的特定目标的所谓的atr(自动目标识别)功能和轴上摄像机(on-axis camera，oac)以提供场景的图像。
7、oac和atr两者通常使用设备的同一光学器件来对相当小视场进行成像。这两个摄像机具有不同规格。然而，本专利技术的一个特定构思还涉及将这两个功能组合到一个传感器中以节省光学复杂性、尺寸、成本以及调节用于瞄准目标的焦点位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于获取与场景中的目标相关的三维测量点的测量设备(1)，所述测量设备(1)包括：
2.根据权利要求1所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元包括像素关联功能，所述像素关联功能被配置成导出所述TOF图像中的各个像素的距离值，并且基于所述TOF图像中的所述像素的所述距离值，使所述场景图像中的各个像素与所述TOF图像中的至少一个像素相关联。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备(1)，其中，所述TOF传感器(15)被设置在所述引导单元中，并且所述TOF传感器(15)的光学轴线与所述捕获单元的光学轴线、特别是所述图像传感器的光学轴线同轴对准。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述TOF传感器(15)和所述捕获单元(11)彼此相对地被配置和设置成使得所述TOF传感器的视场大于所述图像传感器的视场，特别是其中，所述图像传感器(12)的分辨率大于所述TOF传感器(15)的分辨率。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元被配置成提供与所述像素相关图像数据相关联的所述像素相
6.根据权利要求5所述的测量设备(1)，其中，相关联的像素相关TOF数据和像素相关图像数据以叠加方式被提供。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述范围数据包括各个像素的距离值或者与利用所述TOF传感器(15)的范围测量相关的各个像素的范围信息，和/或所述振幅数据包括与所检测到的准直测量辐射的强度相关的信号强度。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述测量设备包括照明单元(18)，所述照明单元被配置为利用照明辐射对所述场景的至少一部分进行照明，其中，所述照明辐射包括经调制照明信号，并且所述像素相关TOF数据能够通过检测由所述照明辐射提供的所述经调制照明信号来生成。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述像素相关图像数据能够通过借助于所述图像传感器检测所述可见光谱VIS光和/或所述近红外光谱NIR光的非调制信号、特别是照明辐射的非调制照明信号来生成。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元包括目标区分功能，所述目标区分功能被配置为区分一组目标中的至少两个特定目标，其中，所述像素相关TOF数据被处理成使得所述目标信息包括关于所述测量设备(1)到所述一组目标中的所述至少两个特定目标的方向、以及所述至少两个目标的相应TOF数据，所述TOF数据被导出并且被关联至所述至少两个目标中的各个目标，
11.根据权利要求10所述的测量设备(1)，其中，所述目标区分功能被配置成：
12.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中
13.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元包括子跟踪功能，所述子跟踪功能被配置成执行以下步骤：
14.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述测量设备(1)包括变焦物镜，其中，所述变焦物镜和所述捕获单元(11)被设置成使得所述变焦物镜的光学轴线和所述捕获单元的光学轴线是同轴的，并且同轴轴线的取向能够借助于所述引导单元来对准。
15.根据权利要求14所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元包括聚焦功能，所述聚焦功能被配置成：
...【技术特征摘要】
1.一种用于获取与场景中的目标相关的三维测量点的测量设备(1)，所述测量设备(1)包括：
2.根据权利要求1所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元包括像素关联功能，所述像素关联功能被配置成导出所述tof图像中的各个像素的距离值，并且基于所述tof图像中的所述像素的所述距离值，使所述场景图像中的各个像素与所述tof图像中的至少一个像素相关联。
3.根据权利要求1或2所述的测量设备(1)，其中，所述tof传感器(15)被设置在所述引导单元中，并且所述tof传感器(15)的光学轴线与所述捕获单元的光学轴线、特别是所述图像传感器的光学轴线同轴对准。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述tof传感器(15)和所述捕获单元(11)彼此相对地被配置和设置成使得所述tof传感器的视场大于所述图像传感器的视场，特别是其中，所述图像传感器(12)的分辨率大于所述tof传感器(15)的分辨率。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述控制和处理单元被配置成提供与所述像素相关图像数据相关联的所述像素相关tof数据，以使所述像素相关图像数据中的各个像素皆被指派给所述像素相关tof数据中的至少一个像素，特别是使得所述像素相关图像数据中的所述像素被划分成像素组，并且各个像素组皆被指派给所述像素相关tof数据中的一个相应像素。
6.根据权利要求5所述的测量设备(1)，其中，相关联的像素相关tof数据和像素相关图像数据以叠加方式被提供。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的测量设备(1)，其中，所述范围数据包括各个像素的距离值或者与利用所述tof传感器(15)的范围测量相关的各个像素的范围信息，和/或所述振幅数据包括与所检测到的准直测量辐射的强度相关的信号强度。
...【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯蒂格瓦尔，杨征，托马斯·延森，M·迈尔，
申请(专利权)人：赫克斯冈技术中心，
类型：发明
国别省市：
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