具有基于遠程控制單元的取向且成比例的標定功能的勘測儀器和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于勘測目標的勘測儀器（10），該勘測儀器具有：瞄準單元（13）；遠程控制單元（1），其用于促使瞄準單元（13）的取向變化，并配備有用于確定遠程控制單元（1）的三維取向和/或用于確定遠程控制單元（1）的運動的測量功能；以及評估控制單元（4），其特征在于，所述瞄準單元（13）的取向的變化程度和/或速度能夠與所述遠程控制單元（1）的取向的對應變化或取向變化速度成比例，從而提供至少在傳輸比水平方面彼此不同的至少兩個瞄準模式。此外，提供了用于根據本發(fā)明的勘測儀器（10）的手持移動遠程控制單元（1）、用于提供、控制和執(zhí)行根據本發(fā)明的勘測儀器（10）的瞄準功能的計算機程序產品以及使用根據本發(fā)明的勘測儀器（10）跟蹤和勘測目標的方法。
【專利說明】具有基于遠程控制單元的取向且成比例的標定功能的勘測儀器和方法
[0001]本發(fā)明涉及根據權利要求1的前序部分的用于跟蹤和勘測結構表面上的空間點特別是建筑物的內部的勘測儀器，并且還涉及根據權利要求11的前序部分的用于所述勘測儀器的手持移動遠程控制單元以及根據權利要求15的前序部分的用于提供、控制和執(zhí)行用于所述勘測儀器的成比例瞄準功能的計算機程序產品。本發(fā)明還涉及根據權利要求12的前序部分的通過根據本發(fā)明的勘測儀器跟蹤和勘測結構表面上的空間點的相關方法。
[0002]現有技術公開了具有瞄準裝置的簡單勘測儀器，通過該勘測儀器手動瞄準空間點，然后例如通過經緯儀驅動器上的調節(jié)螺釘將瞄準方向手動改變至下一個待勘測的空間點。
[0003]DE 196 48 626公開了一種用于面勘測的方法和設備，該設備具有激光測距儀，該激光測距儀具有激光發(fā)射器和激光接收器。激光測距儀被安裝在支架上。該設備還包括用于取向和方向測量的傾斜旋轉單元、望遠瞄準鏡以及還有用于角度數據捕獲、距離數據捕獲和將數據傳輸到計算機的電子評估單元。為了對空間進行勘測，將該儀器定位在該空間內的中央位置，自該中央位置，激光束瞄準并撞擊所有待檢測的空間點和/或區(qū)域角部點。根據DE 196 48 626的公開內容，待勘測的空間點在這種情況下均被分別瞄準，在空間相對較大的情況下，如果合適的話，利用通過望遠瞄準鏡來支撐觀察進行瞄準。
[0004]在DE 44 43 413以及要求DE 44 43 413的優(yōu)先權的補充公告的專利申請DE19545 589和WO 96/18083中公開了類似的設備和相關的勘測方法。這些申請描述了用于在遙遠的線、面上或至少部分封閉空間中進行勘測和標記的方法和設備。在每種情況下都通過以卡登類型方式安裝的激光距離測量儀器根據兩個立體角和相對于參考位置的距離來勘測一個或多個相關的空間點。激光距離測量儀器可以圍繞配備有測角器的兩個相互垂直的軸旋轉。根據在所述文獻中描述的一個實施方式，手動向待勘測空間點前進，并且基于勘測和標記之間的指定相對關系根據勘測數據計算標記點，所述標記點通過測量和標記設備自動地移動。
[0005]已知的建筑勘測儀器一般包括:基座；上部部分，該上部部間被安裝成能夠在所述基座上圍繞旋轉軸線旋轉；和瞄準單元，該瞄準單元被安裝成能夠圍繞回轉軸線回轉，并具有被設計成發(fā)射激光束的激光源以及成像檢測器，該成像檢測器例如配備有用于指示所述瞄準單元相對于作為瞄準點的空間點的取向的取向指示功能以及用于提供距離測量功能的距離確定檢測器。舉例來說，該取向指示功能可以是作為成像檢測器的照相機的取景器中的十字線。
[0006]現代自動建筑勘測儀器還包括:旋轉驅動器，該旋轉驅動器使得可以電動方式對上部部分和/或瞄準單元進行驅動；測角器；和傾角傳感器(如果合適的話)，該傾角傳感器用于確定瞄準單元的空間取向；以及還有評估控制單元，該評估控制單元被連接至激光源、距離確定檢測器和測角器，并且如果合適的話還連接至傾角傳感器。
[0007]在這種情況下，舉例來說，該評估控制單元配備有顯示器，該顯示器具有用于在顯示器(例如觸摸屏)上從用戶輸入控制命令的輸入裝置或通常所熟知的可引導的操縱桿，該操縱桿用來通過引導該操縱桿來改變瞄準單元的取向，該顯示器用于在該顯示器上呈現來自成像檢測器或照相機的圖像，其中瞄準單元的取向可以例如通過重疊在顯示器通過取向指示功能而顯示。已知其中顯示器上的輸入裝置采取箭頭形式的功能，標記并觸摸所述箭頭使用戶能夠改變瞄準單元在水平或豎直方向上的取向。
[0008]計算機技術揭示了配備有運動傳感器的遠程控制單元，該遠程控制單元的運動被轉換成計算機屏幕上的通常所熟知的光標或指示箭頭的位置改變，該遠程控制單元采取通常所熟知的“計算機鼠標”形式或采取用于計算機游戲的控制器的形式。
[0009]文獻JP 2004 108 939 A描述了通過移動遠程控制器來控制全站儀的系統(tǒng)。該遠程控制單元包含通過遠程控制器來檢測運動的加速度和重力傳感器。所檢測到的運動被轉換成控制命令并被發(fā)送到全站儀。但在該案中沒有描述通過遠程控制單元進行的運動和所得到的速度和/或全站儀的取向變化程度之間的靈敏度水平即傳輸比的比例性(scalability)。缺少比例性對于目標精細取向來說特別不利。
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種用于跟蹤和勘測結構表面上的空間點的勘測儀器和相關的方法，該勘測儀器和方法具有用于改變瞄準單元的取向的改進功能，該改進功能對于對目標的粗取向以及精細對準來說都給用戶提供了更多的操作方便。
[0011]該目的通過實現獨立權利要求的特征部分的特征來實現。以另選或有利方式發(fā)展本發(fā)明的特征能夠在從屬專利權利要求中以及說明書包括附圖的描述中發(fā)現。
[0012]本發(fā)明的主題是一種用于跟蹤和勘測結構特別是建筑物的表面上的空間點的勘測儀器。該勘測儀器包括基座和上部部分，該上部部分被安裝成能夠在該基座上在方位或水平角度的角度范圍內圍繞旋轉軸線旋轉。在所述上部部分上布置有瞄準單元，該瞄準單元被安裝成能夠在仰角或豎直角度的角度范圍內圍繞回轉軸線回轉，并且配備有被設計成發(fā)射激光束的激光源和用于提供距離測量功能的距離確定檢測器。此外，所述瞄準單元包括成像檢測器特別是照相機以及用于指示所述瞄準單元相對于作為瞄準點的空間點的取向的取向指示功能。
[0013]此外，根據本發(fā)明的勘測儀器包括手持移動或運動的遠程控制單元。所述遠程控制單元具有顯示器，該顯示器用于通過取向指示功能在來自圖像檢測器的圖像中呈現所述瞄準單元相對于被瞄準的空間點的取向。此外，所述遠程控制單元配備有用于促使所述瞄準單元的取向變化的功能。
[0014]此外，所述勘測儀器包括第一和第二旋轉驅動器，該第一和第二旋轉驅動器使得所述上部部分和所述瞄準單元沿方位角和仰角是可驅動和可取向的。所述瞄準單元相對于所述基座的空間取向能夠由兩個測角器來檢測，以便確定水平和豎直取向，即方位角和仰角。
[0015]所述勘測儀器配備有用于評估輸入命令并控制所述勘測儀器的評估控制單元。所述評估控制單元被連接至所述激光源、所述距離確定檢測器和所述測角器，以便將所檢測至IJ的距離與對應的取向(即在該過程中檢測到的方位角和仰角)相關聯，并因此確定用于空間點的坐標。此外，所述評估控制單元被連接至所述成像檢測器，并且第一和第二旋轉驅動器被直接或間接地連接至遠程控制單元。
[0016]另外，所述勘測儀器可以配備有兩個傾角傳感器，優(yōu)選配備有兩個水平儀傳感器(“氣泡傳感器”)，來自該水平儀傳感器的測量數據然后同樣被傳輸至所述評估控制單元。因此，還可以確定所述瞄準單元相對于地球重力場向量的取向。
[0017]根據本發(fā)明，所述勘測儀器的所述遠程控制單元配備有用于確定所述遠程控制單元的空間取向和/或用于確定所述遠程控制單元的空間取向的變化的測量功能。作為動態(tài)瞄準功能，可以根據所述遠程控制單元的取向來促使所述瞄準單元的取向變化。
[0018]所述遠程控制單元特別地結合有作為根據本發(fā)明的測量功能的用于確定遠程控制單元的空間中的狀況和/或狀況變化的傳感器。用于確定空間中的狀況的合適傳感器是首先具體為電子羅盤，電子羅盤能夠將自身定向至地球的磁場并檢測圍繞回轉軸或豎直軸的方位角，其次為傾角傳感器，傾角傳感器識別重力的方向并用來確定圍繞滾動軸和俯仰軸的角度。特別地，可以通過加速度傳感器、轉速傳感器和其他慣性傳感器檢測空間中的狀況的變化。
[0019]基座、可旋轉地安裝在基座上的上部部分以及瞄準單元與相關的旋轉驅動器和測角器儀器以及還可能有傾角傳感器的總和以下還被稱為傳感器單元。所述評估控制單元可以被集成在該傳感器單元中。在這種情況下，所述遠程控制單元無線地或通過電纜連接至所述評估控制單元，且可基于電子交換和/或光學信號進行通信。這種連接可以利用例如藍牙、紅外線或WiFi來操作。另選地，所述評估控制單元還可以結合在所述遠程控制單元中。在這種情況下，所述遠程控制單元無線地或通過電纜連接至所述傳感器單元。
[0020]所述遠程控制單元配備有用于確定所述遠程控制單元的取向變化的加速度傳感器，由于該加速度傳感器，可促使所述瞄準單元的取向的對應變化。這可將瞄準單元的取向相對匹配至所述遠程控制單元的取向。瞄準單元的目標軸線的取向然后跟隨遠程控制單元的取向的變化或遠程控制單元的運動。舉例來說，根據本發(fā)明的該實施方式，與遠程控制單元一起的從左下到右上的臂運動促使瞄準單元向右水平旋轉并增加用于其取向的仰角。
[0021]另外，所述遠程控制單元可以還配備有其他慣性傳感器，例如陀螺儀。如對本領域技術人員公知的是，在這種情況下，通過以慣性測量單元(IMU)的多個慣性傳感器的對應組合使用如下類型的傳感器通?？梢詼y量六個自由度的加速度:三個正交布置的加速度傳感器(也稱為平移傳感器)檢測X或y或z軸的線性加速度。據此，可以計算平移運動(和相對位置)。三個正交布置的轉速傳感器(也被稱為陀螺傳感器)測量圍繞X或y或z軸的角加速度。據此，可以計算旋轉運動(和相對取向)。
[0022]涉及基于微機電系統(tǒng)(MEMS)的元件的這種慣性測量單元(該慣性測量單元采取微型儀器或組件的形式)在現有技術中充分公知，并且已經長期大規(guī)模生產。
[0023]即使當操作員沒有在傳感器單元的旁邊，且操作員的視線方向在其瞄準方向上，本發(fā)明的該實施方式也特別地能夠促使瞄準單元的取向變化。操作員無需將其對遠程控制單元的取向的感覺轉換到傳感器單元瞄準方向。操作員可以與所述遠程控制單元在空間內自由移動，并且所述瞄準單元的取向根據遠程控制單元的運動而重新產生，而不管遠程控制單元和傳感器單元相對于彼此的絕對取向如何。
[0024]在這種情況下，所述瞄準單元的取向變化可以使它們的程度和/或它們的速度優(yōu)選基于用戶限定的基礎與所述遠程控制單元的對應的取向變化和/或取向速度變化成比例。為了首先在第一瞄準模式中快速地將測量儀器粗定向至目標然后在第二瞄準模式中以更低的靈敏度進行精細定向，取向的靈敏度水平或傳輸比水平(該水平因而是可變比例的)是特別有利的。靈敏度水平或傳輸比水平可以優(yōu)選是可由操作員以兩個或更多個階段或連續(xù)地進行調節(jié)的。
[0025]所述瞄準單元和遠程控制單元的取向的這種相對匹配(在傳輸比方面，其是成比例的，因而是可變的)用來允許實現非常高的精度水平且同時允許通過移動所述遠程控制單元高速地調節(jié)所述貓準單元的取向。
[0026]在一個優(yōu)選實施方式中，所述傳輸比水平還可以取決于其他值，諸如距當前被瞄準的目標的距離，例如在瞄準模式中通過以比向近處目標低的變化速度向遙遠目標自動地前進。該功能也可以優(yōu)選地由操作員來選擇。
[0027]該遠程控制單元可以附加地配備有優(yōu)選基于羅盤的角度測量功能，并且還配備有傾角傳感器，由于該角度測量功能，所述瞄準單元的取向能夠被匹配至所述遠程控制單元的當前方位取向和傾角。這允許將所述瞄準單元的取向絕對匹配到所述遠程控制單元的取向。有利地，根據該變型，特別地當遠程控制單元的操作員位于傳感器單元旁邊并且其觀察方向與瞄準單元的瞄準方向對準時，可以直觀容易地促使瞄準單元的取向變化。然而，瞄準單元的取向變化的精度或分辨率受限于遠程控制單元的取向的可調節(jié)能力的精度。
[0028]有利地，只要在所述遠程控制單元的運動過程中所述遠程控制單元上的諸如控制按鈕之類的輸入裝置被操作員按壓，就可以例如通過借助于所述瞄準單元的對應取向變化重新產生所述遠程控制單元的取向來啟動或停止其中遠程控制單元和具有瞄準單元的傳感器單元的取向的絕對匹配的這種實施方式。
[0029]一般來說，優(yōu)選的是，所述遠程控制單元配備有用于操作員的輸入功能，該輸入功能可以用來根據遠程控制單元的空間取向啟動或停止瞄準單元的取向變化。所述遠程控制單元的所述顯示器可以采取觸摸屏形式，通過在所述觸摸屏上觸摸能夠輸入來自用戶的命令。
[0030]此外，如果能夠特別地通過所述遠程控制單元上的可由用戶啟動的輸入功能而在與所述遠程控制單元的取向相同的方向或相反的方向上促使所述瞄準單元的取向根據所述遠程控制單元的取向變化而發(fā)生變化，則是有利的。
[0031]同樣可以使用例如兩部分式遠程控制單元，使得該遠程控制單元的被保持在手里的一個部分包含測量功能特別是傳感器元件，以便由于該部分的取向變化而使瞄準單元的取向發(fā)生變化。遠程控制單元的另一部分提供所述評估控制單元、顯示器、輸入裝置以及還有用于將數據傳輸到傳感器單元的裝置。
[0032]此外，如果所述取向指示功能被設計成產生用于指示所述瞄準單元相對于作為瞄準點的空間點的取向的十字線，則是有利的。
[0033]另外，如果所述遠程控制單元和/或所述傳感器單元配備有定位系統(tǒng)，特別是衛(wèi)星輔助定位系統(tǒng)，例如配備有GPS接收器，則是有利的。
[0034]本發(fā)明的另一個主題是一種用于根據本發(fā)明的基于上述實施方式中的一個實施方式的勘測儀器的手持移動遠程控制單元。根據本發(fā)明，所述勘測儀器的遠程控制單元配備有用于確定所述遠程控制單元的空間取向和/或用于確定所述遠程控制單元的空間取向變化的測量功能。作為動態(tài)瞄準功能，可以根據所述遠程控制單元的取向來促使所述瞄準單元的取向變化。
[0035]本發(fā)明的主題還有一種計算機程序產品，該計算機程序產品具有存儲在機器可讀存儲介質上的程序代碼，特別地，當該程序在采取所述勘測儀器的評估控制單元的形式的電子數據處理單元上執(zhí)行時，該程序代碼用于提供、控制和執(zhí)行根據本發(fā)明的基于上述實施方式中的一個實施方式的勘測儀器的動態(tài)瞄準功能。
[0036]本發(fā)明的另一個主題是一種方法，該方法具有根據本發(fā)明的基于上述實施方式中的一個實施方式的勘測儀器，該勘測儀器用來跟蹤和勘測結構表面上的空間點，特別是建筑物的內部。
[0037]該方法涉及:通過所述遠程控制單元的顯示器上的取向指示功能呈現所述瞄準單元相對于來自圖像檢測器的圖像中的被瞄準的空間點的取向。所述遠程控制單元的空間取向和/或所述遠程控制單元的空間取向的變化使用所述遠程控制單元的測量功能來確定。根據所述遠程控制單元的空間取向來促使所述瞄準單元的取向變化。
[0038]所述遠程控制單元配備有用于確定所述遠程控制單元的取向變化的加速度傳感器和/或轉速傳感器，由于該加速度傳感器和/或轉速傳感器，可促使所述瞄準單元的對應取向變化。這可將瞄準單元的取向相對匹配至所述遠程控制單元的取向。瞄準單元的目標軸線的取向因而跟隨遠程控制單元的取向的變化或遠程控制單元的運動。舉例來說，根據本發(fā)明的該實施方式，與遠程控制單元一起的從左下到右上的臂運動促使瞄準單元向右水平旋轉并增加用于其取向的仰角。另外，所述遠程控制單元可以還配備有其他慣性傳感器，例如陀螺儀。
[0039]該遠程控制單元可以附加地配備有優(yōu)選基于羅盤的角度測量功能，并且還配備有傾角傳感器，由于該角度測量功能，所述瞄準單元的取向能夠被匹配至所述遠程控制單元的當前方位取向和傾角。這允許將所述瞄準單元的取向絕對匹配到所述遠程控制單元的取向。有利地，根據該變型，特別地當遠程控制單元的操作員位于傳感器單元旁邊并且其觀察方向與瞄準單元的瞄準方向對準時，可以直觀容易地促使瞄準單元的取向變化。然而，瞄準單元的取向變化的精度或分辨率受限于遠程控制單元的取向的可調節(jié)能力的精度。
[0040]下面參照在附圖中示意性示出的具體示例性實施方式更詳細地描述用于跟蹤和勘測結構表面上的空間點的根據本發(fā)明的勘測儀器和根據本發(fā)明的方法，并且還討論本發(fā)明的其他優(yōu)點。具體地:
[0041]圖1示出了根據本發(fā)明的用于跟蹤和勘測結構表面上的空間點特別是建筑物的內部的勘測儀器的第一實施方式；
[0042]圖2示出了根據本發(fā)明的勘測儀器的第二實施方式；
[0043]圖3a和3b示出了根據本發(fā)明的勘測儀器的動態(tài)瞄準功能以及根據本發(fā)明的相關勘測方法的操作方式；
[0044]圖4a和4b示出了根據本發(fā)明的建筑物勘測儀器的成比例傳輸比水平以及根據本發(fā)明的相關勘測方法的操作方式；以及
[0045]圖5示出了根據本發(fā)明的具有兩部分式遠程控制單元的勘測儀器的第三實施方式。
[0046]圖1示出了根據本發(fā)明的用于跟蹤和勘測結構表面上的空間點特別是建筑物的內部的勘測儀器10。
[0047]該勘測儀器10包括基座11，在該示例中，該基座11采取三腳架的形式，并具有被安裝成能夠在該基座上旋轉的上部部分12。被安裝成能夠在上部部分12上回轉的瞄準單元13配備有被設計成發(fā)射激光束的激光源和作為距離確定檢測器的激光檢測器，因此提供距離測量功能。此外，瞄準單元13包括成像檢測器特別是數字照相機以及用于指示瞄準單元13相對于作為瞄準點的空間點的取向的取向指示功能。
[0048]此外，根據本發(fā)明勘測儀器10包括手持移動遠程控制單元I。該遠程控制單元具有顯示器2，該顯示器2例如借助十字線3通過取向指示功能在來自圖像檢測器的圖像中呈現瞄準單元13相對于被瞄準的空間點的取向。此外，該遠程控制單元I配備有用于促使瞄準單元13的取向改變的功能。
[0049]第一和第二旋轉驅動器能夠使上部部分12和瞄準單元13在方位角和仰角上被驅動或定向?？梢酝ㄟ^兩個測角器檢測瞄準單元13相對于基座11的空間取向。另外，可以設置傾角傳感器來確定相對于地球的重力場向量的取向?；?1、被安裝成能夠在基座11上旋轉的上部部分12、以及瞄準單元與相關的旋轉驅動器和測角器以及還可能有傾角傳感器的總和以下稱為傳感器單元5。
[0050]此外，感測儀器10包括評估控制單元4。該評估控制單元4被連接至激光源、激光檢測器和測角器并且可能連接至傾角傳感器，以便將所檢測的距離和所檢測到的方位角以及仰角與瞄準單元13的對應取向關聯，并因此確定空間點的坐標。此外，評估控制單元4被連接至成像檢測器，并且第一和第二旋轉驅動器被直接或間接地連接至遠程控制單元I。
[0051]評估控制單元4可以根據圖1中所示的表示被結合在遠程控制單元I中。另選地，該評估控制單元4也可以如圖2所示結合在傳感器單元5中。在第一種情況下，遠程控制單元I被連接至傳感器單元5，在第二種情況下，遠程控制單元I被連接至傳感器單元5的評估控制單元4。該連接可以通過電纜6a或通過無線連接6b (例如通過藍牙)來進行。
[0052]根據本發(fā)明，勘測儀器10的遠程控制單元I配備有用于確定遠程控制單元I的空間取向的變化并優(yōu)選還用于確定遠程控制單元I的空間取向的測量功能。作為動態(tài)瞄準功能，可以根據遠程控制單元I的取向變化或取向來促使瞄準單元13的取向變化。
[0053]遠程控制單元I配備有用于確定遠程控制單元I的取向變化的加速度傳感器，由此可以促使瞄準單元13的取向的相應變化。這允許將瞄準單元13的取向相對匹配至遠程控制單元I的取向。瞄準單元13的目標軸線的取向然后跟隨遠程控制單元I的取向的變化或遠程控制單元I的運動。參照圖3a和3b示出了這一點。舉例來說，根據本發(fā)明的該實施方式，與遠程控制單元I 一起的從左下到右上的臂運動促使瞄準單元13向右水平旋轉并增加其取向的仰角。
[0054]因此，圖3a使用箭頭示出遠程控制單元I在豎直和水平方向上的運動，該運動會促使瞄準單元13的取向在豎直或水平方向上發(fā)生對應變化。
[0055]類似地，圖3b示出了旋轉控制單元I的旋轉運動，所述旋轉運動能夠被轉換成用于瞄準單元13的取向的對應旋轉。
[0056]瞄準單元13的取向變化可以使其程度和/或其速度與遠程控制單元I的取向或取向的變化速度的對應變化成比例，從而提供了在傳輸比水平方面彼此不同的至少兩個瞄準模式。這在圖4a和圖4b中示出。優(yōu)選地，這些傳輸比變化可以既在方位角方向上又在仰角方向上成比例，比例性優(yōu)選可由用戶限定。具有多個瞄準模式的傳輸比的比例性允許通過移動遠程控制單元I來非常高精度水平地調節(jié)瞄準單元13的取向。在圖4a中，傳輸比水平已經被比例化使得由用戶促使的遠程控制單元I的運動20使瞄準單元13的取向發(fā)生變化，該變化導致瞄準點發(fā)生運動21。在圖4b中，遠程控制單元I的同一運動20使瞄準單元13的取向發(fā)生更大變化，該更大變化導致瞄準點發(fā)生運動22。
[0057]有利地，為傳輸比另外或另選地提供自動比例功能，對該自動比例功能來說，瞄準單元13的取向變化的程度和/或速度取決于距被瞄準的目標點的距離。該取決于距離的自動比例功能優(yōu)選被構造成可由用戶連接和斷開。
[0058]該遠程控制單元I可以配備有優(yōu)選基于羅盤的角度測量功能，并且還配備有傾角傳感器，由于該傾角傳感器，可將瞄準單元13的取向與遠程控制單元I的當前方位取向和傾角相匹配。也允許將瞄準單元13的取向絕對匹配至遠程控制單元I的取向。有利地，根據該變型，特別地當遠程控制單元I的操作員位于傳感器單元5的旁邊并且其觀察方向與瞄準單元13的瞄準方向對準時，可以直觀容易地促使瞄準單元13的取向變化。然而，瞄準單元13的取向變化的精度或分辨率受限于遠程控制單元I的取向的可調節(jié)能力的精度。在圖中沒有示出瞄準單元13的取向與遠程控制單元I的取向的絕對匹配功能。
[0059]優(yōu)選的是遠程控制單元I配備有用于操作員的輸入功能，該輸入功能可以用來根據遠程控制單元I的空間取向啟動或停止瞄準單元13的取向變化。該輸入功能可以優(yōu)選地通過采取觸摸屏形式的顯示器2來提供。舉例來說，對遠程控制單元I上的輸入鍵進行操作，可以促使傳感器單元5采取使用集成在遠程控制單元I中的羅盤和傾角傳感器測量的遠程控制單元I的當前方位取向和傾角的值，并相應地匹配瞄準單元13的取向。
[0060]有利地，遠程控制單元I或評估控制單元4具有姿勢識別功能，該姿勢識別功能能夠將遠程控制單元I的一些(特別是預設或用戶限定的)運動和/或運動序列解釋為控制命令。
[0061]有利地，遠程控制單元I還配備有反饋機構，例如振動機構，其能夠用來指示關于遠程控制單元I和/或傳感器單元5的狀態(tài)或關于遠程控制單元I和傳感器單元5與操作員之間的通信狀態(tài)的信息。
[0062]與用于目標識別(諸如位于瞄準單元13的范圍內的反射棱鏡的識別)的已知措施或用于典型特征(例如諸如目標標記、勘測點、屋角和邊緣)的圖案識別相結合，上述基于遠程控制單元I的取向的動態(tài)瞄準功能使得瞄準各種空間點的過程與根據已知現有技術在開頭描述的設備和方法相比顯著簡化。
[0063]圖5示出了本發(fā)明的另一個實施方式。在該實施方式中，遠程控制單元包括兩個分開的部分Ia和lb。遠程控制單元的第一部分Ia包含測量功能特別是傳感器元件，以便由于該部分的取向變化而使瞄準單元的取向發(fā)生變化。遠程控制單元的第二部分Ib提供所述評估控制單元、顯示器、輸入裝置以及還有用于將數據傳輸到傳感器單元的裝置。數據既可以通過電纜又可以如圖5所示通過無線連接6b (例如通過無線電波)在遠程控制單元的兩個部分la、Ib和傳感器單兀5之間傳輸。
[0064]毋庸置疑，圖中所示的實施方式僅僅示出了根據本發(fā)明的勘測儀器的可能示例。本領域技術人員知道如何將示例性實施方式的圖示細節(jié)以適當方法彼此組合。各種解決方案同樣可以彼此組合并與現有技術的其他勘測儀器組合。
【權利要求】
1.一種用于勘測目標點的勘測儀器(10)，該勘測儀器(10)具有: ?傳感器單元(5 )，該傳感器單元(5 )配備有: ?激光源； ?距離確定檢測器； ?瞄準單元(13)，該瞄準單元(13)被安裝成能夠在上部部分(12)上圍繞回轉軸線回轉，該上部部分(12)被安裝成能夠在基座(11)上圍繞旋轉軸線旋轉；以及 ?第一和第二旋轉驅動器，該第一和第二旋轉驅動器使得所述上部部分(12)和所述瞄準單元(13)是可驅動和可取向的； ?遠程控制單元(I )，該遠程控制單元(I)用于促使所述瞄準單元(13)的取向變化，并配備有用于確定所述遠程控制單元(I)的空間取向和/或用于確定所述遠程控制單元(I)的運動的測量功能；以及?評估控制單元(4)； 其中 ?所述瞄準單元(13)相對于所述基座(11)的空間取向能夠由兩個測角器來檢測；并且 ?所述評估控制單元(4)被連接至所述激光源、所述距離確定檢測器和所述測角器，以便將所檢測到的距離與對應的取向相關聯，并因此確定目標點的坐標； 其特征在于:` ?所述瞄準單元(13)的取向在方位角方向和/或仰角方向上的變化能夠使其變化程度和/或變化速度與所述遠程控制單元(I)的在方位角取向和/或仰角取向上的對應變化或取向的變化速度成比例，從而提供至少在傳輸比水平方面彼此不同的至少兩個瞄準模式。
2.根據權利要求1所述的勘測儀器(10)，其特征在于，所述瞄準單元(13)的取向變化的傳輸比的比例和/或程度的比例和/或取向變化的速度取決于所述瞄準單元(13)與目標點之間的距離。
3.根據權利要求1或2所述的勘測儀器(10)，其特征在于，所述瞄準單元(13)的取向變化的傳輸比的比例和/或程度的比例和/或取向變化的速度能夠由用戶來限定，特別是能夠在所述遠程控制單元(I)上進行調節(jié)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 所述遠程控制單元(I)配備有: ?優(yōu)選由羅盤和傾角傳感器進行的角度測量功能，由于該角度測量功能，所述瞄準單元(13)的取向能夠被匹配至所述遠程控制單元(I)的當前方位取向和傾角；和/或 ?特別地采取慣性測量單元形式的用于確定所述遠程控制單元(I)的取向變化的加速度傳感器和/或轉速傳感器，由于所述加速度傳感器和/或轉速傳感器，能夠促使所述瞄準單元(13)的取向的對應變化。
5.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 所述遠程控制單元(I)配備有用于操作員的輸入功能，該輸入功能能夠被用來啟動或停止所述瞄準單元(13)的取向根據所述遠程控制單元(I)的空間取向而進行的變化。
6.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于，?所述瞄準單元(13)配備有成像檢測器；并且 ?所述遠程控制單元(I)配備有用于在來自圖像檢測器的圖像中呈現所述瞄準單元(13)相對于目標點的取向的顯示器(2)。
7.根據權利要求6所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 所述顯示器(2 )采取觸摸屏的形式，通過在所述觸摸屏上進行觸摸能夠輸入來自用戶的命令。
8.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 借助所述遠程控制單元(I)的輸入功能優(yōu)選地在用戶能夠限定的基礎上在與所述遠程控制單元(I)的取向變化相同的方向或相反的方向上促使所述瞄準單元(13)的取向根據所述遠程控制單元(I)的取向變化而變化。
9.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 所述瞄準單元(13)配備有用于指示所述瞄準單元(13)相對于作為瞄準點的空間點的取向的取向指示功能，其中所述取向指示功能被特別地設計成產生用于指示所述瞄準單元(13)相對于作為瞄準點的空間點的取向的十字線(3)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(10)，其特征在于， 所述評估控制單元(4)被集成在所述遠程控制單元(I)中。
11.一種用于前述權利要求中任一項的勘測儀器(10)的手持移動遠程控制單元(1)，其特征在于， ?所述遠程控制單元(I)配備有顯示器(2)，該顯示器(2)用于借助取向指示功能在來自圖像檢測器的圖像中呈現所述瞄準單元(13)相對于被瞄準的空間點的取向；并且 ?所述遠程控制單元(I)配備有用于確定所述遠程控制單元(I)的空間取向和/或用于確定所述遠程控制單元(I)的空間取向的變化的測量功能。
12.一種使用勘測儀器(10)來勘測目標點的方法，該勘測儀器(10)具有: 籲傳感器單元(5)，該傳感器單元(5)配備有: ?激光源； ?距離確定檢測器； ?瞄準單元(13)，該瞄準單元(13)被安裝成能夠在上部部分(12)上圍繞回轉軸線回轉，該上部部分(12)被安裝成能夠在基座(11)上圍繞旋轉軸線旋轉；以及 ?第一和第二旋轉驅動器，該第一和第二旋轉驅動器使得所述上部部分(12)和所述瞄準單元(13)是可驅動和可取向的； ?遠程控制單元(I )，該遠程控制單元(I)用于促使所述瞄準單元(13)的取向變化，并配備有用于確定所述遠程控制單元(I)的空間取向和/或用于確定所述遠程控制單元(I)的運動的測量功能； ?評估控制單元(4); 其中 ?所述瞄準單元(13)相對于所述基座(11)的空間取向能夠由兩個測角器來檢測；并且 ?所述評估控制單元(4)被連接至所述激光源、所述距離確定檢測器和所述測角器，以便將所檢測到的距離與對應的取向相關聯，并因此確定空間點的坐標；其特征在于: ?使用所述遠程控制單元(1)的測量功能確定所述遠程控制單元(1)的空間取向和/或所述遠程控制單元(1)的空間取向的變化； ?根據所述遠程控制單元(I)的空間取向和/或該空間取向的變化來促使所述瞄準單元(13)的取向變化；以及 ?所述遠程控制單元(1)的取向和所述瞄準單元(13)的取向在方位角方向和/或仰角方向上的變化之間的傳輸比能夠使它們的變化程度和/或變化速度成比例，從而提供至少在傳輸比水平方面彼此不同的至少兩個瞄準模式。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于， 在所述遠程控制單元(1)的顯示器(2)上借助取向指示功能而在來自所述瞄準單元的圖像檢測器的圖像中呈現所述瞄準單元(13)相對于目標點的取向。
14.根據權利要求12所述的方法，其特征在于， 所述瞄準單元(13)的取向變化的傳輸比、程度和/或速度的比例: ?是能夠由用戶限定，特別是能夠在所述遠程控制單元(1)上進行調節(jié)的； 并且/或者 ?取決于所述瞄準單元(13)和目標點之間的距離。
15.一種計算機程序產品，該計算機程序產品具有存儲在機器可讀存儲介質上的程序代碼，特別地，當該程序在以權利要求1至10中任一項所述的勘測儀器(10)的評估控制單元(4)為形式的電子數據處理單元上執(zhí)行時，該程序代碼用于提供、控制和執(zhí)行權利要求12至14中任一項所述的方法。
【文檔編號】G01C15/00GK103733024SQ201280038975
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權日:2011年8月11日
【發(fā)明者】K·吉熱, C·肖爾, A·伊克巴爾 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司