專利名稱：旋轉(zhuǎn)激光器的制作方法
旋轉(zhuǎn)激光器本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的預(yù)特征化條款所述的用于產(chǎn)生參考光束的旋轉(zhuǎn)激光器，且涉及根據(jù)權(quán)利要求10的預(yù)特征化條款所述的用于激光區(qū)域的取向的方法。在工業(yè)領(lǐng)域或建筑工業(yè)中已經(jīng)使用旋轉(zhuǎn)激光器很多年，使用該旋轉(zhuǎn)激光器是為了標(biāo)記點(diǎn)或?qū)ο蠡虼_立路徑或參考線。使用它們，可以投影水平、豎直或?qū)瞧矫?，這提供用于取向或定位對(duì)象的標(biāo)記。旋轉(zhuǎn)激光器通常從旋轉(zhuǎn)光電裝置構(gòu)建，該光電裝置是激光器單元的一部分且借助于該光電裝置，參考激光束可以以這種方式在移動(dòng)的同時(shí)被發(fā)射:在表面上產(chǎn)生可覺(jué)察或可被檢測(cè)器檢測(cè)的路徑或線。所以，路徑可以根據(jù)限定的規(guī)范取向，激光器單元可以相對(duì)于密封激光器單兀的外殼在兩個(gè)相互垂直的方向中轉(zhuǎn)動(dòng)。為了從外殼發(fā)射激光，夕卜殼附加地包含光學(xué)透明的窗口或開(kāi)口。US5, 852，493公開(kāi)了具有雙傾斜機(jī)制的自取向旋轉(zhuǎn)激光器。該激光器包含連接到框架的光源，框架通常被懸掛且框架和懸架與可旋轉(zhuǎn)底座組合。再者，在兩個(gè)方向中取向的控制機(jī)制布置在懸架上以定向光源。兩個(gè)位置傳感器彼此以90°角布置在框架上，它們被可旋轉(zhuǎn)地安裝。通過(guò)傳感器從參考位置的位移，控制機(jī)制可以將光源位移到一位置，使得從其得出的傳感器傾斜中的變化同樣對(duì)應(yīng)于其參考，且光源然后具有限定的傾斜。在一個(gè)實(shí)施例中，使用兩個(gè)傳感器，這兩個(gè)傳感器均布置在公共安裝架上且由此可以同時(shí)被影響。EP 2 144 037公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)激光器、尤其是自補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)激光器(S卩，水平化自身的旋轉(zhuǎn)激光器)以及用于測(cè)量其旋轉(zhuǎn)軸的傾斜的方法。這種旋轉(zhuǎn)激光器包含底座和用于發(fā)射激光光束且關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸 旋轉(zhuǎn)的激光器單元，使得旋轉(zhuǎn)激光光束定義激光平面。激光器單元配置成相對(duì)于底座可旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)軸由此可以在至少一個(gè)方向中傾斜。再者，傾斜傳感器布置在設(shè)備上以測(cè)量軸的傾斜角，該傳感器隨著激光器單元改變其位置，且關(guān)于激光器單元的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地安裝。因此，可以在至少兩個(gè)不同位置測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的傾斜角，且可以從其得出絕對(duì)傾斜角。旋轉(zhuǎn)激光器最初并不旨在測(cè)量到激光光束投影的表面上的點(diǎn)的距離。然而，現(xiàn)在，從組合旋轉(zhuǎn)激光器和距離測(cè)量功能性的現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)知道一些實(shí)施例，例如用于獲得范圍信息以及平面投影且由此產(chǎn)生空間設(shè)計(jì)圖。WO 2009/053085描述了一種距離測(cè)量方法以及參考線投影和距離測(cè)量設(shè)備(例如旋轉(zhuǎn)激光器)，其中用于投影的發(fā)射或至少其光束路徑同樣用于距離測(cè)量。此處，在光學(xué)測(cè)量束的幫助下，限定的測(cè)量路徑被行進(jìn)或執(zhí)行，即，以這種方式引導(dǎo)測(cè)量束:其投影的軌跡也對(duì)應(yīng)于被投影的參考線。在這種情況中，到測(cè)量路徑的至少一個(gè)點(diǎn)的距離被確定，測(cè)量路徑被重復(fù)執(zhí)行或行進(jìn)至少一次以用于距離的確定。使用集成到設(shè)備中的距離儀表實(shí)施距離確定，且發(fā)射的測(cè)量束優(yōu)選地與參考束同軸耦合。該實(shí)施例還包含兩個(gè)傾斜傳感器，通過(guò)這兩個(gè)傾斜傳感器可以確定激光平面的限定傾斜角。為確定或調(diào)節(jié)平面的位置而提供這些傳感器，同時(shí)其代表了本實(shí)施例的缺點(diǎn):因?yàn)獒槍?duì)每個(gè)應(yīng)用而言使用傳感器可實(shí)現(xiàn)的精確度并不足夠高，且傳感器還僅具有有限的測(cè)量范圍，這允許主要在豎立位置使用設(shè)備，但是不允許設(shè)備在平躺位置中傾斜。
在原先已知的旋轉(zhuǎn)激光器中，僅可以通過(guò)激光器本身的位置或例如通過(guò)發(fā)射的激光區(qū)域的手動(dòng)受控轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)施激光平面或激光區(qū)域相對(duì)于表面的精確取向(尤其是垂直于表面)。因此僅在花費(fèi)極大時(shí)間的條件下實(shí)現(xiàn)精確取向，并且僅可以在用戶的眼睛對(duì)于距離的精確度的范圍內(nèi)有限精度地實(shí)施精確取向。因?yàn)樾枰紤]很多細(xì)節(jié)，所以僅對(duì)于良好訓(xùn)練、有經(jīng)驗(yàn)且高度有資格的用戶存在能夠簡(jiǎn)單且快速地實(shí)施取向的可能性。因此不提供激光區(qū)域的取向的用戶友好性。在這些情形下，對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器的一般用戶而言，取向可能變成精細(xì)且復(fù)雜的處理。再者，由于旋轉(zhuǎn)激光器的位置的干擾，例如由于激光器上的不利影響，不能可靠地精確維持激光區(qū)域的調(diào)節(jié)取向。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于激光區(qū)域相對(duì)于表面的精確且可靠的垂直取向的改善旋轉(zhuǎn)激光器，該取向可以快速地和簡(jiǎn)單地且以用戶友好的方式完成。本發(fā)明 的另一特定目的是在豎直或水平方向產(chǎn)生激光區(qū)域相對(duì)于表面的垂直投影。通過(guò)實(shí)施獨(dú)立權(quán)利要求的特征化特征實(shí)現(xiàn)這些目的?？梢栽趶膶賹＠麢?quán)利要求中發(fā)現(xiàn)以可選或有利的方式改善本發(fā)明的特征。根據(jù)本發(fā)明，一種旋轉(zhuǎn)激光器包括激光束源，可見(jiàn)或借助于檢測(cè)器可檢測(cè)的激光束通過(guò)該激光束源發(fā)射。該激光束通過(guò)使用機(jī)動(dòng)化的偏轉(zhuǎn)裝置(例如，偏轉(zhuǎn)鏡)偏轉(zhuǎn)且用作參考束，通過(guò)偏轉(zhuǎn)鏡的移動(dòng)導(dǎo)致的激光束的移動(dòng)，在表面上產(chǎn)生參考路徑。另外，提供用于通過(guò)使用參考束的到表面上的點(diǎn)的距離或范圍測(cè)量的裝置。使用該布置，參考路徑被投影到表面上，激光區(qū)域通過(guò)參考路徑且尤其是在表面上產(chǎn)生的線限定。為了實(shí)施根據(jù)本發(fā)明用于激光區(qū)域的取向的功能，在這種情況中，旋轉(zhuǎn)激光器可以處于平躺位置，使得投影例如在空間中在底部、壁、或頂部上延伸，尤其是為此目的，在實(shí)施功能之前旋轉(zhuǎn)激光器以這種方式布置到:激光區(qū)域已經(jīng)粗略地相對(duì)于壁垂直取向。通過(guò)該功能的開(kāi)始，激光區(qū)域在角度范圍內(nèi)在壁上移動(dòng)，且激光區(qū)域相對(duì)于壁的表面的傾斜由此改變。在此期間，從旋轉(zhuǎn)激光器到表面上的相對(duì)參考線的距離被連續(xù)地測(cè)量。激光區(qū)域的傾斜可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)包括偏轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)激光器的一部分實(shí)施，或通過(guò)偏離鏡本身的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)施。另外，可以針對(duì)每次測(cè)量存儲(chǔ)用于偏轉(zhuǎn)裝置的角度設(shè)置的相應(yīng)位置數(shù)據(jù)和值且其被相互分配。在貫穿角度范圍之后，存儲(chǔ)的到參考線的距離被相互比較且最短距離值被限定。隨后，通過(guò)使用存儲(chǔ)的角度值，激光平面和激光區(qū)域以這種方式投影:它延伸通過(guò)參考線，針對(duì)該參考線確定最短距離。在這種情況中，可以附加地考慮投影不在原先限定的角度范圍的邊緣延伸，而是處于角度邊范圍的限制內(nèi)。當(dāng)滿足該條件時(shí)，獲得激光線或激光區(qū)域到壁的投影，該投影相對(duì)于該壁垂直且因此具有從輻射源到壁的最短距離。與其他已知旋轉(zhuǎn)激光器及其投影方法相對(duì)照，本實(shí)施例提供一種系統(tǒng)，其不僅可以是投影到表面的豎直或水平激光線，而且激光區(qū)域的投影可以以這種方式自動(dòng)取向:如上所述，它相對(duì)于表面垂直。使用本發(fā)明，可以進(jìn)一步可靠地且以自動(dòng)方式實(shí)施取向，所得激光區(qū)域相對(duì)于表面的垂直定位還具有高精確度。另外，有利的是，例如，通過(guò)按下按鈕實(shí)施取向，可以簡(jiǎn)單地實(shí)施取向且可以實(shí)現(xiàn)高的用戶友好性，而且?guī)缀醪恍枰我馄渌F(xiàn)有知識(shí)。還提供相對(duì)于外部影響的高抵抗性:可以連續(xù)地實(shí)施取向功能且因此例如可能導(dǎo)致激光相對(duì)于表面的取向的旋轉(zhuǎn)激光器的振動(dòng)或撞擊可以被自動(dòng)地補(bǔ)償。自動(dòng)取向的簡(jiǎn)單和快速的可重復(fù)性是本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)。為了確定具有到旋轉(zhuǎn)激光器的最短距離的參考線，在這種情況中，作為備選，可以部分地排除角度范圍的完全貫穿和測(cè)量的距離的比較，而是，可以實(shí)施距離的連續(xù)比較，只要遇到距離最小即只要之前減小的距離值再次增加，則處理停止，且由此確立的最小值代表具有到旋轉(zhuǎn)激光器的最短距離的參考線的位置。激光區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過(guò)激光器核心模塊實(shí)施，該激光器核心模塊包括激光束源和用于引導(dǎo)激光束的可旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)裝置，該激光束平行于偏轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)軸引導(dǎo)且當(dāng)?shù)竭_(dá)偏轉(zhuǎn)裝置時(shí)偏轉(zhuǎn)。完整的模塊附加地可以相對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器的外殼關(guān)于至少一個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且因此允許發(fā)射的激光束的取向。在模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，旋轉(zhuǎn)激光器的外殼保持在其原始位置。在旋轉(zhuǎn)激光器的定位使得在貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)范圍或角度范圍時(shí)確定在角度范圍的限制針對(duì)點(diǎn)的最短距離的情況中，旋轉(zhuǎn)激光器還可以通過(guò)移動(dòng)激光器核心模塊實(shí)施附加需要的粗調(diào)，使得在壁上掃描的區(qū)域改變，且在調(diào)節(jié)之后，可以覆蓋壁上具有相對(duì)最短距離的參考線的區(qū)域。旋轉(zhuǎn)激光器相對(duì)于壁的定位還可以或可選地手動(dòng)地實(shí)施。再者，可以以各種方式實(shí)施參考線的距離確定。一方面，可以通過(guò)針對(duì)每個(gè)線確定到線上的點(diǎn)的距離來(lái)確定各個(gè)參考線彼此的相對(duì)位置，線上點(diǎn)的位置通過(guò)激光束相對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器的旋轉(zhuǎn)軸的發(fā)射角預(yù)先確定，該發(fā)射角針對(duì)所有測(cè)量保持恒定，且在與之相對(duì)垂直的方向中實(shí)施激光區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)。以這種方式獲得距離值:該距離值可以彼此比較且可以使用該距離值確定距離最小值，使得可以實(shí)施激光區(qū)域相對(duì)于表面的垂直取向。然而，以這種方式確定的距離不對(duì)應(yīng)于絕對(duì)距離，即，參考線上到旋轉(zhuǎn)激光器的角度依賴于最短距離。為了確定這些絕對(duì)距離，可以初始地使用固定轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量到參考線上的至少兩個(gè)點(diǎn)的距離，且可以從相關(guān)的發(fā)射角和測(cè)量的距離值導(dǎo)出參考線的分布。在這種情況中，在與之垂直的方向中的激光區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)不是必須的。通過(guò)計(jì)算垂直于參考線且延伸通過(guò)旋轉(zhuǎn)激光器的直線且確定從激光器到直線與表面的交點(diǎn)的長(zhǎng)度，可以從該分布曲線算術(shù)地得出絕對(duì)距離的確定。作為可選，可以使用預(yù) 定分辨率測(cè)量很多到參考線上的點(diǎn)的距離，進(jìn)而分別用于公共的固定轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過(guò)比較這些距離，進(jìn)而可以確定對(duì)應(yīng)于到參考線的絕對(duì)距離的最小距離值。使用高分辨率的測(cè)量點(diǎn)，可以實(shí)施具有最短距離的點(diǎn)的直接確定，不過(guò)如果提供粗略分辨率的測(cè)量點(diǎn)，可以通過(guò)計(jì)算表示距離和發(fā)射角的函數(shù)的確定最小距離，例如借助于擬合或回歸，可以通過(guò)確定該函數(shù)的最小值確定最小距離。為了改善激光區(qū)域的取向過(guò)程中的精確度，激光區(qū)域相對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器的距離測(cè)量和屬于其的發(fā)射角的值可以彼此關(guān)聯(lián)，可以累積且從其導(dǎo)出平均值，使得可以更精確地確定具有到壁或表面的最短距離的點(diǎn)的位置。在特定實(shí)施例中，可以在旋轉(zhuǎn)激光器上提供傾斜傳感器，使得參考線平行于地球重力場(chǎng)引導(dǎo)且可以在限定角度范圍內(nèi)在該方向中移動(dòng)。在該條件下，到參考路徑上的固定點(diǎn)的距離現(xiàn)在再次被測(cè)量和存儲(chǔ)，且在確定具有最短距離的點(diǎn)之后，平行于重力場(chǎng)的參考線或參考區(qū)域通過(guò)該點(diǎn)投影，這進(jìn)而處于角度范圍的限制內(nèi)，因此相對(duì)于壁垂直投影且代表從輻射源到壁的最短距離。這樣，產(chǎn)生不僅相對(duì)于表面垂直而且還豎直地延伸的激光區(qū)域。具體而言，激光平面還可以同時(shí)相對(duì)于兩個(gè)表面取向。為此，例如可以選擇兩個(gè)相對(duì)的壁，平面被投影到這兩個(gè)相對(duì)的壁上，且在這兩個(gè)相對(duì)的壁上，到參考線(激光平面分別限定)的距離被相應(yīng)地確定。如果這些壁相互平行延伸，則激光平面可以以這種方式取向:在每個(gè)壁上，具有到旋轉(zhuǎn)激光器的最短距離的參考線位于平面中且該平面因此相對(duì)于兩個(gè)壁垂直。然而，如果兩個(gè)壁的分布曲線不同于平行取向，則對(duì)于每個(gè)壁，這進(jìn)而可以確定具有到旋轉(zhuǎn)激光器的最短范圍的參考線且記錄相應(yīng)的傾斜角。隨后，激光平面可以以這種方式取向:平面的傾斜角對(duì)應(yīng)于針對(duì)兩個(gè)壁確定的角度之間的中間傾斜角。這樣，獲得激光平面的投影，其代表一種類(lèi)型的用于兩個(gè)壁的公共補(bǔ)償平面，同時(shí)具有相對(duì)于壁不等于90°的預(yù)定角。再者，考慮偏轉(zhuǎn)裝置或偏轉(zhuǎn)鏡的角度設(shè)置、激光平面和旋轉(zhuǎn)激光器的傾斜以及到參考路徑上的點(diǎn)或到所有點(diǎn)的距離，點(diǎn)的位置或參考路徑的分布曲線可以轉(zhuǎn)換到外部坐標(biāo)系統(tǒng)。用于說(shuō)明目的，下面可選地以其他方式描述根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器和用于激光區(qū)域的取向的方法。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器包括:電磁輻射源，尤其是激光束源，用于產(chǎn)生參考束，和偏轉(zhuǎn)裝置，可以關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，用于所述參考束的旋轉(zhuǎn)發(fā)射，使得激光區(qū)域被限定，所述參考束沿著參考路徑行進(jìn)且所述參考路徑的至少一部分可視地和/或借助于檢測(cè)器感知為表面上的參考線。而且，提供轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，用于關(guān)于至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，尤其是關(guān)于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸，并且提供范圍測(cè)量單元，用于測(cè)量到所述參考路徑上的點(diǎn)的范圍。另外，旋轉(zhuǎn)激光器包括控制裝置，用于控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置且用于比較范圍。根據(jù)本發(fā)明，所述 旋轉(zhuǎn)激光器具有用于所述激光區(qū)域相對(duì)于所述表面的垂直取向的功能性，所述控制裝置被形成使得以下的步驟被自動(dòng)地執(zhí)行:通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸改變所述激光區(qū)域相對(duì)于所述表面的傾斜，針對(duì)各個(gè)傾斜角分別實(shí)施從所述參考線到所述旋轉(zhuǎn)激光器的參考線范圍的確定，確定所述激光區(qū)域的傾斜角為垂直傾斜角，對(duì)于該垂直傾斜角，所述激光區(qū)域包括具有相應(yīng)最短確定參考線范圍的所述參考線且因此相對(duì)于所述表面垂直。尤其是，在所述功能性的范圍內(nèi)，可以將所述激光區(qū)域的所述傾斜角調(diào)節(jié)為所述垂直傾斜角。尤其是，在所述功能性的改進(jìn)的范圍內(nèi)，使用以下步驟實(shí)施激光區(qū)域相對(duì)于第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面的取向。通過(guò)所述激光區(qū)域的變化的傾斜，確定到位于所述第一表面和所述第二表面上的參考線的參考線范圍，對(duì)于所述第一表面和所述第二表面，所述激光區(qū)域的兩個(gè)傾斜角的確定實(shí)施為第一垂直傾斜角和第二垂直傾斜角，對(duì)于所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角，所述激光區(qū)域分別包括具有相應(yīng)的第一最短確定參考線范圍和第二最短確定參考線范圍的第一參考線和第二參考線，且因此相對(duì)于所述第一表面和/或所述第二表面垂直，以及調(diào)節(jié)所述激光區(qū)域的所述傾斜角到中心，具體地，算術(shù)平均所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角之間的傾斜角。尤其是，分別確定的所述傾斜角和所述參考線范圍彼此關(guān)聯(lián)以形成值對(duì)且被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，尤其是表格中。而且，至少使用在所述表面偏轉(zhuǎn)的所述參考束的一部分實(shí)施范圍測(cè)量。所述旋轉(zhuǎn)激光器可以進(jìn)一步包括用于在所述偏轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)設(shè)置的幫助下確定所述參考束的發(fā)射角的裝置，并且在確定的發(fā)射角，關(guān)于到點(diǎn)的范圍的測(cè)量值被累積，并且關(guān)于測(cè)量的范圍的平均值被確定。這樣，當(dāng)確定到點(diǎn)的距離時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)精確度的增加，其因此還可以更精確地實(shí)施激光平面的取向。根據(jù)本發(fā)明，可以在到所述參考線上的所述點(diǎn)的范圍測(cè)量的幫助下實(shí)施到所述旋轉(zhuǎn)激光器的所述參考線范圍的確定，為此，所述參考線上的所述點(diǎn)的位置可以通過(guò)所述參考束的預(yù)定發(fā)射角來(lái)限定，且在垂直于所述激光區(qū)域的方向中轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光區(qū)域的過(guò)程中，所述預(yù)定發(fā)射角被保持，且到所述點(diǎn)的所述范圍被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器的所述參考線范圍。作為可選，可以通過(guò)到以下點(diǎn)的范圍的測(cè)量和發(fā)射角的確定來(lái)實(shí)施到所述旋轉(zhuǎn)激光器的參考線范圍的確定:所述參考線上的至少兩個(gè)點(diǎn)。另外，在該情形中，從所述范圍和所述發(fā)射角導(dǎo)出所述參考線的分布曲線，且算術(shù)地計(jì)算從所述旋轉(zhuǎn)激光器到所述參考線的最短路徑，所述最短路徑被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器的所述參考線范圍。尤其是，還可以通過(guò)到以下點(diǎn)的范圍的測(cè)量和發(fā)射角的確定來(lái)實(shí)施到所述旋轉(zhuǎn)激光器的參考線范圍的確定:具有預(yù)定分辨率的在所述參考線上的多個(gè)點(diǎn)，所述預(yù)定分辨率尤其是所述偏轉(zhuǎn)裝置每10°的角度變化對(duì)應(yīng)5到50個(gè)點(diǎn)的分辨率。在該情形中，可以通過(guò)比較到所述點(diǎn)的范圍來(lái)確定最小范圍，尤其是，通過(guò)計(jì)算表示所述范圍和發(fā)射角的函數(shù)的最小值來(lái)確定最小范圍，所述最小范圍被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器的所述參考線范圍。再者，可以實(shí)施用于確定到所述旋轉(zhuǎn)激光器的最短參考線范圍的所述激光區(qū)域的變化的傾斜，直到在該情形中記錄的測(cè)量曲線的分布中確立了最小值。所述旋轉(zhuǎn)激光器可 以進(jìn)一步包括具有激光束源且具有所述偏轉(zhuǎn)裝置的激光器核心模塊，所述偏轉(zhuǎn)裝置可以繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)且被提供為用于激光束的引導(dǎo)裝置，所述激光束平行于所述旋轉(zhuǎn)軸而被發(fā)射，且所述激光器核心模塊可以關(guān)于至少一個(gè)軸，尤其是關(guān)于兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。使用該實(shí)施例，在實(shí)施功能性之前旋轉(zhuǎn)激光器的粗略取向不是必須的，但可以通過(guò)移動(dòng)模塊實(shí)施。另外，可以使用傾斜儀表記錄旋轉(zhuǎn)激光器相對(duì)于重力場(chǎng)的取向，且激光區(qū)域可以平行于重力場(chǎng)取向。這兩個(gè)步驟在實(shí)施功能性之前實(shí)施，且導(dǎo)致激光區(qū)域的垂直取向且最終導(dǎo)致相對(duì)于表面的垂直取向。根據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸或激光區(qū)域的取向，旋轉(zhuǎn)軸或激光平面因此可以借助于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置自動(dòng)水平或豎直地取向，尤其是旋轉(zhuǎn)軸的水平或豎直取向根據(jù)傾斜傳感器的測(cè)量值而實(shí)施。就根據(jù)本發(fā)明使用旋轉(zhuǎn)激光器的范圍測(cè)量方面，根據(jù)本發(fā)明，范圍測(cè)量單元可以包括發(fā)射單元和接收單元，且以這種方式形成:用于所述范圍測(cè)量的測(cè)量束的發(fā)射和接收在平行的方向上，尤其是同軸地發(fā)生，特別地，所述范圍測(cè)量借助于波形數(shù)字化(WFD ;如結(jié)合圖9所描述的)來(lái)實(shí)施。除了發(fā)射參考束的激光束源，可以提供同樣用于產(chǎn)生激光輻射的第二光束源，該激光輻射尤其適于在表面偏轉(zhuǎn)之后被接收器檢測(cè)，且因此可以精確地實(shí)施到表面的輻射源中的范圍的確定。這兩個(gè)光束還可以一同引導(dǎo)，相互平行地偏移或同軸，以能夠?qū)嵤┓謩e在參考束限定的點(diǎn)的范圍測(cè)量。本發(fā)明的另一方面涉及參考線到表面的投影，參考線是可投影的，使得兩個(gè)相鄰線之間的第一距離的等于兩個(gè)其他相鄰線之間的第二距離或大小相等。再者，參考線之間的距離可以借助于旋轉(zhuǎn)軸或激光區(qū)域的傾斜角的限定變化來(lái)精確調(diào)節(jié)，使得產(chǎn)生平行偏移線。根據(jù)本發(fā)明，這種投影基于激光區(qū)域相對(duì)于表面的垂直方向和在這種情況中實(shí)施的測(cè)量或在表面上確定的測(cè)量值(角度和范圍)。從可以在本上下文中產(chǎn)生的范圍測(cè)量值和相應(yīng)傾斜角的關(guān)系可以看出，可以在預(yù)定位置且適于表面上確定的線的距離來(lái)實(shí)施投影。根據(jù)本發(fā)明，至少第一和第二投影傾斜角因此可以以這種方式調(diào)節(jié)為用于激光區(qū)域的傾斜的傾斜角:在通過(guò)至少兩個(gè)投影傾斜角在表面上產(chǎn)生的參考線之間存在限定距離，尤其是多個(gè)投影傾斜角可調(diào)節(jié)且由此在表面上產(chǎn)生的兩個(gè)相應(yīng)相鄰參考線之間的距離相同或大小相
坐寸O根據(jù)本發(fā)明的用于通過(guò)參考束關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)發(fā)射來(lái)限定的激光區(qū)域相對(duì)于表面垂直取向的方法，所述參考束沿著參考路徑行進(jìn)且至少一部分可視地和/或借助于檢測(cè)器感知為所述表面上的參考線，該方法包括:改變所述激光區(qū)域相對(duì)于所述表面的傾斜，針對(duì)各個(gè)傾斜角分別實(shí)施從所述參考線到所述旋轉(zhuǎn)激光器的參考線范圍的確定，以及，確定所述激光區(qū)域的傾斜角為垂直傾斜角，對(duì)于該垂直傾斜角，所述激光區(qū)域包括具有相應(yīng)最短確定參考線范圍的所述參考線且因此相對(duì)于所述表面垂直。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，尤其是，將所述激光區(qū)域的所述傾斜角調(diào)節(jié)為所述垂直傾斜角。再者，根據(jù)本發(fā)明，在所述方法的改進(jìn)的范圍內(nèi)，可以實(shí)施激光區(qū)域相對(duì)于第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面的取向。為此，通過(guò)所述激光區(qū)域的變化的傾斜，確定到位于所述第一表面和所述第二表面上的參考線的參考線范圍。而且，對(duì)于所述第一表面和所述第二表面，所述激光區(qū)域的兩個(gè)傾斜角的確定實(shí)施為第一垂直傾斜角和第二垂直傾斜角，對(duì)于所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角，所述激光區(qū)域分別包括具有相應(yīng)的第一最短確定參考線范圍和第二最短確定參考線范圍的第一參考線和第二參考線，且因此相對(duì)于所述第一表面和/或所述第`二表面(32)垂直，以及，調(diào)節(jié)所述激光區(qū)域的所述傾斜角到中心，具體地，算術(shù)平均所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角之間的傾斜角。另外，在所述激光區(qū)域的所述垂直取向之前，所述激光區(qū)域可以大致地垂直于所述表面地取向，特別地，平行于或垂直于所述重力場(chǎng)，尤其是水平地或豎直地實(shí)施所述激光區(qū)域的取向。這樣，一方面，可以避免在測(cè)量過(guò)程中尤其是將要手動(dòng)實(shí)施的激光區(qū)域的取向，且另一方面，可以通過(guò)平行取向?qū)嵤┫鄬?duì)于激光區(qū)域的表面的垂直投影。再者，可以關(guān)于外部坐標(biāo)系統(tǒng)確定在所述參考路徑上的至少一個(gè)點(diǎn)、尤其是多個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)位置，根據(jù)被提供用于引導(dǎo)所述參考束的旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置來(lái)記錄發(fā)射角，且測(cè)量到該點(diǎn)的范圍。除此之外，關(guān)于所述外部坐標(biāo)系統(tǒng)確定在所述參考路徑上的所述點(diǎn)的坐標(biāo)。就參考線范圍的確定方面，在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍中，可以借助于測(cè)量束的發(fā)射和接收來(lái)實(shí)施參考線范圍的確定，所述發(fā)射和接收在平行的方向上，尤其是同軸地發(fā)生，特別地，所述參考線范圍借助于波形數(shù)字化(WFD)來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在本發(fā)明的范圍中，至少第一投影傾斜角和第二投影傾斜角以這種方式調(diào)節(jié)為用于所述激光區(qū)域的傾斜角:在通過(guò)上述至少兩個(gè)投影傾斜角在所述表面上產(chǎn)生的所述(尤其地，平行的)參考線之間存在確定的距離，特別地，多個(gè)投影傾斜角可調(diào)節(jié)且由此在所述表面上產(chǎn)生的兩個(gè)相應(yīng)的相鄰參考線之間的距離相同或大小相等。
尤其是，存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或通過(guò)電磁波具體體現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)具有程序代碼，尤其當(dāng)在旋轉(zhuǎn)激光器的電子數(shù)據(jù)處理單元中運(yùn)行程序時(shí)，所述程序代碼用于實(shí)施用于通過(guò)沿著參考路徑引導(dǎo)參考束而限定的激光區(qū)域相對(duì)于表面的垂直取向的方法。在附圖中示意性表達(dá)的指定實(shí)施例的幫助下，下面純粹通過(guò)舉例更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器，還討論本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)地，

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器的實(shí)施例，圖2示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器，其中示出激光區(qū)域到表面的投影，圖3示出對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器，其中示出激光投影，該投影相對(duì)于表面垂直取向，圖4不出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器的另一實(shí)施例,其中不出激光光束相對(duì)于表面的取向，圖5a_b示出根據(jù)本發(fā)明針對(duì)激光器區(qū)域的取向記錄的測(cè)量值，以圖形和表格表達(dá)了范圍和角度，圖6a_b示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器投影激光平面以及沿著參考線的測(cè)量值的圖形表達(dá)，圖7示出對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器投影激光平面以及激光平面相對(duì)于表面垂直取向，以及圖8示出根據(jù)本發(fā)明處于豎立位置的旋轉(zhuǎn)激光器，其中示出了激光平面的投影。圖1以側(cè)面圖示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器I。旋轉(zhuǎn)激光器I包括底座2和用于產(chǎn)生激光區(qū)域的激光器單元3，激光器單元3借助于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備4安裝，使得它可以相對(duì)于底座2轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備4允許激光器單元3關(guān)于X軸和Y軸(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)且因此在兩個(gè)方向中轉(zhuǎn)動(dòng)。激光器單元還具有空心軸5，其在其中心區(qū)域連接到轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備4。該軸具有下端6和上端7。在空心軸5內(nèi)部在下端6提供激光準(zhǔn)直器單元8。激光準(zhǔn)直器單元8還可以包含至少一個(gè)激光束源9 (例如激光二極管)和準(zhǔn)直器10，單元8在激光器頭13的方向中沿著中線12產(chǎn)生平行于空心軸5的準(zhǔn)直激光束11。激光器頭13具有光學(xué)透明蓋子14，該蓋子借助于兩個(gè)軸承15、16相對(duì)于空心軸5可旋轉(zhuǎn)地布置。棱鏡形式的偏轉(zhuǎn)裝置17集成到蓋子14中，使得激光束11的方向改變90°角。由于偏轉(zhuǎn)裝置17隨同蓋子14旋轉(zhuǎn)這一事實(shí)，產(chǎn)生激光區(qū)域，其中激光束11關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸18旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸18與空心軸5的中線12同心。激光器頭13還包含用于旋轉(zhuǎn)蓋子14的馬達(dá)。在軸5的下端6，提供傾斜傳感器19。傾斜傳感器19安裝在具有電路21的傳感器平臺(tái)20上。形成傳感器平面20，使得它可以使用兩個(gè)軸承22、23相對(duì)于軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。在特定的實(shí)施例中，可以在平臺(tái)20上提供兩個(gè)傾斜傳感器，一個(gè)傳感器測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸18相對(duì)于X軸的傾斜，且另一個(gè)測(cè)量相對(duì)于Y軸的傾斜。另外，適于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明用于激光平面的取向的功能性的控制裝置50布置在旋轉(zhuǎn)激光器I上。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器1，其將激光束11投影到表面32上，旋轉(zhuǎn)激光器I處于通過(guò)90°傾斜的平躺位置。激光束11沿著參考路徑移動(dòng)，且由此限定激光區(qū)域34，且在表面32上限定參考線35。激光區(qū)域34還可以關(guān)于軸36轉(zhuǎn)動(dòng),且由此可以改變其相對(duì)于表面32的傾斜。在這種情況中，如圖3所示，激光區(qū)域34相對(duì)于表面32任意取向，且可以通過(guò)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的功能性與其垂直地 取向。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器1，同樣在通過(guò)90°傾斜的狀態(tài)中限定了激光區(qū)域34a、34b。激光區(qū)域34a處于相對(duì)于表面32的未確定的傾斜中，且在這種情況中，限定了參考線35a。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)以這種方式實(shí)施功能性:激光區(qū)域34b相對(duì)于表面32垂直，從而激光區(qū)域34a相對(duì)于表面32取向。為此，在測(cè)量到參考線35a、35b的范圍即參考線范圍的同時(shí)，通過(guò)關(guān)于軸36轉(zhuǎn)動(dòng)，激光區(qū)域34a、34b可以在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)在表面32上自動(dòng)引導(dǎo)。確定的參考線范圍相互比較，且由此得出具有從表面32到旋轉(zhuǎn)激光器I的最短距離的范圍。在針對(duì)激光區(qū)域34b示出的取向中，從旋轉(zhuǎn)激光器I到表面32上的參考線35b的測(cè)量范圍最短。以這種方式投影激光區(qū)域34b:參考線35b位于包含激光區(qū)域的平面中，因此激光區(qū)域34b垂直于表面32。為了說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的取向功能性，圖4示出用于垂直取向的激光區(qū)域的位置的確定。為此，旋轉(zhuǎn)激光器I進(jìn)而可以發(fā)射作為參考束的激光束11，在這種情況中，通過(guò)在移動(dòng)的偏轉(zhuǎn)裝置的偏轉(zhuǎn)幫助下，激光束11可以限定激光區(qū)域且因此限定表面32上的參考線35。在該參考線35上，可以連續(xù)測(cè)量到點(diǎn)37的范圍d，且相對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器I的旋轉(zhuǎn)軸18，參考線上點(diǎn)37的位置通過(guò)激光束11的發(fā)射角預(yù)先確定或維持，對(duì)于所有測(cè)量保持恒定。在這種情況中，激光束11在相對(duì)于參考線的垂直方向中在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍38內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。在貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)范圍38之后，具有最短測(cè)量 范圍d的點(diǎn)37a的位置可以被確定且激光束11可以在其上取向，即，激光區(qū)域可以被投影到表面32，使得激光區(qū)域包含點(diǎn)37a且因此垂直于表面32。再者，旋轉(zhuǎn)激光器I可以具有傾斜傳感器39，且由此處理關(guān)于旋轉(zhuǎn)激光器I的位置的信息。使用平行于地球重力場(chǎng)的參考線35的取向，可以實(shí)施相對(duì)于表面32的垂直投影且尤其同時(shí)地實(shí)施參考線35或激光區(qū)域的垂直投影。圖5a和5b示出根據(jù)本發(fā)明在測(cè)量的到參考線上點(diǎn)的測(cè)量值的幫助下確定激光區(qū)域的垂直取向的分布曲線，其在預(yù)定發(fā)射角的幫助下限定。圖5a代表測(cè)量曲線40，從激光區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)期間記錄范圍d和轉(zhuǎn)動(dòng)角度α獲得該分布曲線?？梢砸圆煌g隔記錄范圍，例如，其可以作為角度變化的函數(shù)，此處角度變換以1°步進(jìn)且被分配給相應(yīng)角度α。通過(guò)示出的曲線，在本示例中，可以非?？焖俚卮_定用于具有最短測(cè)量范圍d的點(diǎn)的角度設(shè)置。旋轉(zhuǎn)激光可以貫穿例如±10°的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，此處僅表達(dá)了從-8°到0°的部分范圍。在-8°的角度α從旋轉(zhuǎn)激光器到表面的范圍d是3022.2mm，在-7°減小到3015.2mm且在-4°達(dá)到最小值3000mm。在激光進(jìn)一步·位移到0°時(shí)，測(cè)量范圍d再次增加到3007.3mm。最短距離因此是在-4°的角度設(shè)置記錄的3000_。在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)激光器的角度α，可以相對(duì)于表面垂直的激光區(qū)域可以被發(fā)射且在該表面取向。也可以在測(cè)量曲線40的記錄過(guò)程中確定最短距離d，其例如在值之前在范圍d中呈現(xiàn)減小之后在測(cè)量范圍d中的增加的情形中，分布曲線中的最小值被確立，且激光區(qū)域的轉(zhuǎn)動(dòng)停止。獲得的最小值然后可以作為激光區(qū)域的角度設(shè)置的函數(shù)代表從參考線上的點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)激光器的最短范圍d。如圖5b所示，記錄的測(cè)量值還可以存儲(chǔ)在表格中且彼此分配。這樣，例如在選擇特定范圍d之后，相應(yīng)的角度α可以被快速地設(shè)置，且壁上的相關(guān)位置可以被標(biāo)記。圖6a示出在空間42中根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器1，相比于之前呈現(xiàn)的實(shí)施例，其借助于旋轉(zhuǎn)激光束11限定激光平面41。激光平面41與空間42的底部、頂部和壁43相交，且由此產(chǎn)生連續(xù)參考線35。還表示了參考線35與空間42的邊緣的交點(diǎn)A、B、C、D。示出的激光平面41相對(duì)于壁43未確定取向。根據(jù)本發(fā)明，在圖7中表不了該激光平面42相對(duì)于壁43的垂直取向。圖6b示出沿著圖6a的參考線的范圍測(cè)量的分布曲線。旋轉(zhuǎn)激光器的旋轉(zhuǎn)軸的角度設(shè)置通過(guò)參考線的拐角點(diǎn)A、B、C、D表示。在這種表示的幫助下，可以為根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器的用戶提供相對(duì)于所需區(qū)域取向激光區(qū)域的選擇可能性。例如，用戶可以選擇點(diǎn)B和C之間的區(qū)域，且因此實(shí)施圖6a中相對(duì)于壁43垂直的取向。另外，用戶還可以選擇兩個(gè)區(qū)域，例如點(diǎn)B和C之間的區(qū)域以及點(diǎn)D和A之間的區(qū)域，尤其是彼此平行相對(duì)的兩個(gè)壁的區(qū)域。隨后，激光平面可以以這種方式取向:它相對(duì)于兩個(gè)平行的壁垂直。在非平行的壁的情況中，實(shí)施激光平面的取向，使得兩個(gè)壁上激光平面的參考線分別與從旋轉(zhuǎn)激光器具有最短范圍的參考線具有相等的距離。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器I的另一實(shí)施例，其具有跨度激光平面41a、41b以及相應(yīng)的連續(xù)參考線35a、35b。在相對(duì)于壁43的之前未確定的角度β，在壁43引導(dǎo)具有產(chǎn)生的參考線35a的激光平面41a。通過(guò)使用用于激光區(qū)域的取向的功能性，激光平面41b相對(duì)于壁43以90°角φ取向，且因此與其垂直。對(duì)于激光平面41a的取向，從旋轉(zhuǎn)激光器I到參考線35a的范圍可以以各種方式確定且作為激光平面41a、41b相對(duì)于壁43的傾斜的函數(shù)被相互比較 。例如，使用預(yù)定分辨率測(cè)量到參考線35a上的點(diǎn)37的范圍，通過(guò)比較范圍，確定對(duì)應(yīng)于到參考線35a的范圍的最小值。最為備選，還可以確定僅到兩個(gè)點(diǎn)37的范圍，從旋轉(zhuǎn)激光器I的旋轉(zhuǎn)軸的角度設(shè)置得出參考線35a的分布曲線，且從其算術(shù)地計(jì)算到旋轉(zhuǎn)激光器的垂直距離，其對(duì)應(yīng)于到參考線35a的范圍。圖8示出根據(jù)本發(fā)明在豎立位置操作的旋轉(zhuǎn)激光器I。通過(guò)旋轉(zhuǎn)激光器在相對(duì)于壁43的未確定角度限定激光平面41a，且產(chǎn)生參考線35a。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施激光區(qū)域或激光平面41a、41b的取向的功能性之后，激光平面41b相對(duì)于壁43垂直投影。具體而言，可以實(shí)施在空間中激光平面41a、41b的垂直取向(特別地，水平取向)，以例如在壁43上產(chǎn)生參考線35a、35b形式的標(biāo)記，以用作建筑工作的取向輔助。圖9在典型信號(hào)序列的示意表達(dá)的幫助下解釋了用于根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器的特定范圍測(cè)量原理，即波形數(shù)字化方法(WFD=波形數(shù)字化器)，這在這種情況中在電子范圍測(cè)量單元中所發(fā)生。相對(duì)于時(shí)間軸示出信號(hào)分布曲線，點(diǎn)指示采樣點(diǎn)。在這種情況中，左手脈沖表達(dá)起始脈沖且右手脈沖表達(dá)停止脈沖。飛行時(shí)間且因此距離Di例如是從兩個(gè)脈沖的峰值的時(shí)間差得出的，脈沖以相位表類(lèi)似的方式被數(shù)字地采樣。在這種情況中，解決方法基于范圍測(cè)量中常見(jiàn)的兩個(gè)基本信號(hào)檢測(cè)原理的組合。第一基本原理基于閾值方法幫助下的測(cè)量信號(hào)檢測(cè)，且第二基本原理基于使用用于識(shí)別的下游信號(hào)處理和信號(hào)的臨時(shí)位置確定的信號(hào)采樣。在閾值方法中，通常通過(guò)超過(guò)閾值的信號(hào)幅度來(lái)確立信號(hào)檢測(cè)，不過(guò)距離確定信號(hào)特征可以以各種形式存在。一方面，接收信號(hào)的前沿可以釋放時(shí)間觸發(fā)，另一方面，接收信號(hào)可以借助于電子濾波器轉(zhuǎn)換成其他合適的形式，以產(chǎn)生觸發(fā)特征，這是獨(dú)立于脈沖幅度的優(yōu)點(diǎn)。相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)作為時(shí)間測(cè)量電路的起始或停止信號(hào)傳送。對(duì)于信號(hào)檢測(cè)并行地使用兩個(gè)方法，也就是說(shuō)，通過(guò)兩個(gè)方法檢測(cè)接收的脈沖或信號(hào)結(jié)構(gòu)，這通常暗示著同步性或方法的至少時(shí)間重疊。原理的核心是無(wú)損信號(hào)采集，無(wú)損旨在保留飛行時(shí)間信息方面解讀。該方法基于GHz帶中的接收的時(shí)間信號(hào)的直接信號(hào)采樣。在表示的信號(hào)分布曲線中，采樣點(diǎn)基本等距離地分布(相對(duì)于時(shí)間軸)，可以以小于5pSec的精確度維持間隔。脈沖可以通過(guò)發(fā)射單元引導(dǎo)到待測(cè)量的目標(biāo)對(duì)象且通過(guò)接收光電裝置饋入到光電檢測(cè)器。從其獲得的時(shí)間信號(hào)包含對(duì)應(yīng)于每一個(gè)光學(xué)掃描目標(biāo)的至少一個(gè)起始脈沖和一個(gè)停止脈沖。在信號(hào)分析的范圍中，針對(duì)起始脈沖和任意停止脈沖搜索時(shí)間軸或數(shù)字信號(hào)向量。脈沖的位置因此是精確已知到一個(gè)采樣間隔。在這種情況中，脈沖位置的差異對(duì)應(yīng)于將要確定的距離Di的第一粗略估算。為了改善測(cè)量精確度，各種硬件和軟件方法是已知的。例如，借助于兩個(gè)脈沖的質(zhì)心值評(píng)估，對(duì)于一百個(gè)時(shí)間間隔，插值典型地是可行的。其他方法是使用相位評(píng)估的數(shù)字傅立葉變換(DFT)或具有零交確定的微分。優(yōu)選地，使用不易受信號(hào)失真和飽和的影響的評(píng)估方法。此處，通常使用源于數(shù)字過(guò)濾和估算理論的方法。使用這些方法，例如可以實(shí)現(xiàn)1_的測(cè)量 精確度。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)激光器(I )，該旋轉(zhuǎn)激光器具有: 電磁輻射源(9 )，尤其是激光束源，用于產(chǎn)生參考束(11)， 偏轉(zhuǎn)裝置(17)，可以關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(18)旋轉(zhuǎn)，用于所述參考束(11)的旋轉(zhuǎn)發(fā)射，使得激光區(qū)域(34，34a，34b)被限定，所述參考束(11)沿著參考路徑行進(jìn)且所述參考路徑的至少一部分可視地和/或借助于檢測(cè)器感知為表面(32)上的參考線(35，35a，35b)， 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，用于關(guān)于至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，尤其是關(guān)于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸(18 )， 范圍測(cè)量單元，用于測(cè)量到所述參考路徑上的點(diǎn)(37，37a)的范圍(d)，以及 控制裝置，用于控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置且用于比較范圍(d)， 其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)具有用于所述激光區(qū)域(34，34a，34b )相對(duì)于所述表面(32 )的垂直取向的功能性，所述控制裝置被形成使得以下的步驟被自動(dòng)地執(zhí)行: 通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸(18)改變所述激光區(qū)域(34，34a, 34b)相對(duì)于所述表面(32)的傾斜，針對(duì)各個(gè)傾斜角分別實(shí)施從所述參考線(35，35a，35b)到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的參考線范圍的確定， 確定所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的傾斜角為垂直傾斜角，對(duì)于該垂直傾斜角，所述激光區(qū)域(34，34a，34b)包括具有相應(yīng)最短確定參考線范圍的所述參考線(35，35a，35b)且因此相對(duì)于所述表面(32)垂直。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)激光器(1)，其特征在于， 在所述功能性的范圍內(nèi)實(shí)施 以下另外的步驟: 將所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的所述傾斜角調(diào)節(jié)為所述垂直傾斜角， 或 在所述功能性的范圍內(nèi)，使用以下步驟實(shí)施激光區(qū)域(34，34a，34b)相對(duì)于第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面(32)的取向: 通過(guò)所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的變化的傾斜，確定到位于所述第一表面和所述第二表面(32)上的參考線(35，35a，35b)的參考線范圍， 對(duì)于所述第一表面和所述第二表面(32)，所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的兩個(gè)傾斜角的確定實(shí)施為第一垂直傾斜角和第二垂直傾斜角，對(duì)于所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角，所述激光區(qū)域(34，34a，34b)分別包括具有相應(yīng)的第一最短確定參考線范圍和第二最短確定參考線范圍的第一參考線和第二參考線(35, 35a, 35b),且因此相對(duì)于所述第一表面和/或所述第二表面(32)垂直，以及 調(diào)節(jié)所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的所述傾斜角到中心，具體地，算術(shù)平均所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角之間的傾斜角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 分別確定的所述傾斜角和所述參考線范圍彼此關(guān)聯(lián)以形成值對(duì)且被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，尤其是表格中，特別地，至少使用在所述表面(32)偏轉(zhuǎn)的所述參考束(11)的一部分實(shí)施范圍測(cè)量， 并且/或者 所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)包括用于在所述偏轉(zhuǎn)裝置(17)的旋轉(zhuǎn)設(shè)置的幫助下確定所述參考束(11)的發(fā)射角的裝置，并且在確定的發(fā)射角，關(guān)于到點(diǎn)(37，37a)的范圍(d)的測(cè)量值被累積，并且關(guān)于測(cè)量的范圍(d)的平均值被確定。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 在到所述參考線(35，35a，35b)上的所述點(diǎn)(37，37a)的范圍測(cè)量的幫助下實(shí)施到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的所述參考線范圍的確定，所述參考線(35，35a，35b)上的所述點(diǎn)(37，37a)的位置通過(guò)所述參考束(11)的預(yù)定發(fā)射角來(lái)限定，且在垂直于所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的方向中轉(zhuǎn)動(dòng)所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的過(guò)程中，所述預(yù)定發(fā)射角被保持，且到所述點(diǎn)(37，37a)的所述范圍(d)被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的所述參考線范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 通過(guò)到以下點(diǎn)的范圍(d)的測(cè)量和發(fā)射角的確定來(lái)實(shí)施到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的參考線范圍的確定: 所述參考線(35，35a，35b)上的至少兩個(gè)點(diǎn)(37，37a)，從所述范圍(d)和所述發(fā)射角導(dǎo)出所述參考線(35，35a，35b)的分布曲線，且算術(shù)地計(jì)算從所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)到所述參考線(35，35a，35b)的最短路徑，所述最短路徑被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的所述參考線范圍，和/或 具有預(yù)定分辨率的在所述參考線(35，35a，35b)上的多個(gè)點(diǎn)(37，37a)，所述預(yù)定分辨率尤其是所述偏轉(zhuǎn)裝置每10° 的角度變化對(duì)應(yīng)5到50個(gè)點(diǎn)的分辨率，通過(guò)比較到所述點(diǎn)(37,37a)的范圍(d)來(lái)確定最小范圍(d)，尤其是，通過(guò)計(jì)算表示所述范圍(d)和發(fā)射角的函數(shù)的最小值來(lái)確定最小范圍(d),所述最小范圍(d)被考慮作為到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的所述參考線范圍。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 實(shí)施用于確定到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的最短參考線范圍的所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的變化的傾斜，直到在該情形中記錄的測(cè)量曲線(40)的分布中確立了最小值， 并且/或者 所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)包括具有激光束源(9)且具有所述偏轉(zhuǎn)裝置(17)的激光器核心模塊，所述偏轉(zhuǎn)裝置(17)可以繞所述旋轉(zhuǎn)軸(18)旋轉(zhuǎn)且被提供為用于激光束的引導(dǎo)裝置，所述激光束(11)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸而被發(fā)射，且所述激光器核心模塊可以關(guān)于至少一個(gè)軸(36),尤其是關(guān)于兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 所述范圍測(cè)量單元包括發(fā)射單元和接收單元，且以這種方式形成:用于所述范圍測(cè)量的測(cè)量束的發(fā)射和接收在平行的方向上，尤其是同軸地發(fā)生，特別地，所述范圍測(cè)量借助于波形數(shù)字化來(lái)實(shí)施。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 所述旋轉(zhuǎn)軸(18)能夠借助于所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置自動(dòng)地水平或豎直取向，特別地，所述旋轉(zhuǎn)軸(18)可根據(jù)傾斜傳感器(19，39)的測(cè)量值水平或豎直取向。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)激光器(I)， 其特征在于， 至少第一投影傾斜角和第二投影傾斜角可以以這種方式調(diào)節(jié)為用于所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的傾斜角:在通過(guò)上述至少兩個(gè)投影傾斜角在所述表面上產(chǎn)生的所述參考線(35，35a，35b)之間存在確定的距離，特別地，多個(gè)投影傾斜角可調(diào)節(jié)且由此在所述表面上產(chǎn)生的兩個(gè)相應(yīng)的相鄰參考線(35，35a，35b)之間的距離相同。
10.一種用于通過(guò)參考束(11)關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸(18)的旋轉(zhuǎn)發(fā)射來(lái)限定的激光區(qū)域(34，34a，34b )相對(duì)于表面(32 )垂直取向的方法，所述參考束(11)沿著參考路徑行進(jìn)且至少一部分可視地和/或借助于檢測(cè)器感知為所述表面(32)上的參考線(35，35a，35b) 其特征在于， 實(shí)施以下步驟: 改變所述激光區(qū)域(34，34a，34b)相對(duì)于所述表面(32)的傾斜，針對(duì)各個(gè)傾斜角分別實(shí)施從所述參考線(35，35a，35b)到所述旋轉(zhuǎn)激光器(I)的參考線范圍的確定， 確定所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的傾斜角為垂直傾斜角，對(duì)于該垂直傾斜角，所述激光區(qū)域(34，34a，34b)包括具有相應(yīng)最短確定參考線范圍的所述參考線(35，35a，35b)且因此相對(duì)于所述表面(32)垂直。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其特征在于，` 該方法包括以下另外的步驟: 將所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的所述傾斜角調(diào)節(jié)為所述垂直傾斜角， 或 在所述方法的改進(jìn)的范圍內(nèi)，使用以下步驟實(shí)施激光區(qū)域(34，34a，34b)相對(duì)于第一表面和與所述第一表面相對(duì)的第二表面(32)的取向: 通過(guò)所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的變化的傾斜，確定到位于所述第一表面和所述第二表面(32)上的參考線(35，35a，35b)的參考線范圍， 對(duì)于所述第一表面和所述第二表面(32)，所述激光區(qū)域(34，34a, 34b)的兩個(gè)傾斜角的確定實(shí)施為第一垂直傾斜角和第二垂直傾斜角，對(duì)于所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角，所述激光區(qū)域(34，34a，34b)分別包括具有相應(yīng)的第一最短確定參考線范圍和第二最短確定參考線范圍的第一參考線和第二參考線(35, 35a, 35b),且因此相對(duì)于所述第一表面和/或所述第二表面(32)垂直，以及 調(diào)節(jié)所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的所述傾斜角到中心，具體地，算術(shù)平均所述第一垂直傾斜角和所述第二垂直傾斜角之間的傾斜角。
12.根據(jù)權(quán)利要求10和11中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 在所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的所述垂直取向之前,所述激光區(qū)域(34，34a，34b)大致地垂直于所述表面(32 )地取向，特別地，平行于或垂直于所述重力場(chǎng)，尤其是水平地或豎直地實(shí)施所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的取向， 并且/或者關(guān)于外部坐標(biāo)系統(tǒng)確定在所述參考路徑上的至少一個(gè)點(diǎn)(37，37a)、尤其是多個(gè)點(diǎn)(37,37a)的絕對(duì)位置，根據(jù)被提供用于引導(dǎo)所述參考束(11)的旋轉(zhuǎn)軸(18)的設(shè)置來(lái)記錄發(fā)射角，且測(cè)量到該點(diǎn)(37，37a)的范圍(d)，尤其是，關(guān)于所述外部坐標(biāo)系統(tǒng)確定在所述參考路徑上的所述點(diǎn)(37，37a)的坐標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 借助于測(cè)量束的發(fā)射和接收來(lái)實(shí)施參考線范圍的確定，所述發(fā)射和接收在平行的方向上，尤其是同軸地發(fā)生，特別地，所述參考線范圍借助于波形數(shù)字化來(lái)確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于， 至少第一投影傾斜角 和第二投影傾斜角以這種方式調(diào)節(jié)為用于所述激光區(qū)域(34，34a，34b)的傾斜角:在通過(guò)上述至少兩個(gè)投影傾斜角在所述表面上產(chǎn)生的所述參考線(35，35a，35b)之間存在確定的距離，特別地，多個(gè)投影傾斜角可調(diào)節(jié)且由此在所述表面上產(chǎn)生的兩個(gè)相應(yīng)的相鄰參考線(35，35a，35b)之間的距離相同。
15.一種存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或通過(guò)電磁波具體體現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)具有程序代碼，尤其當(dāng)在旋轉(zhuǎn)激光器的電子數(shù)據(jù)處理單元中運(yùn)行程序時(shí)，所述程序代碼用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)激光器(1)具有電磁輻射源(9)，尤其是激光束源，用于產(chǎn)生參考束；偏轉(zhuǎn)裝置，可以關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，用于所述參考束的旋轉(zhuǎn)發(fā)射，使得激光區(qū)域(34a，34b)被限定，所述參考束沿著參考路徑行進(jìn)且所述參考路徑的至少一部分可視地和/或借助于檢測(cè)器感知為表面(32)上的參考線(35a，35b)。而且，設(shè)置了轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，用于關(guān)于至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，尤其是關(guān)于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸；范圍測(cè)量單元，用于測(cè)量到所述參考路徑上的點(diǎn)的范圍(d)；以及，控制裝置，用于控制所述轉(zhuǎn)動(dòng)裝置且用于比較范圍(d)。而且，所述旋轉(zhuǎn)激光器(1)具有用于所述激光區(qū)域(34a，34b)相對(duì)于所述表面(32)的垂直取向的功能性，所述控制裝置被形成使得以下的步驟被自動(dòng)地執(zhí)行通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)軸改變所述激光區(qū)域(34a，34b)相對(duì)于所述表面(32)的傾斜，針對(duì)各個(gè)傾斜角分別實(shí)施從所述參考線(35a，35b)到所述旋轉(zhuǎn)激光器(1)的參考線范圍的確定，確定所述激光區(qū)域(34a，34b)的傾斜角為垂直傾斜角，對(duì)于該垂直傾斜角，所述激光區(qū)域(34a，34b)包括具有相應(yīng)最短確定參考線范圍的所述參考線(35a，35b)且因此相對(duì)于所述表面(32)垂直。
文檔編號(hào)G01C15/00GK103229019SQ201180056765
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者B·默勒 申請(qǐng)人:萊卡地球系統(tǒng)公開(kāi)股份有限公司