專利名稱：跟蹤方法以及配有激光跟蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
足跟宗方法以及配有激光足跟斜義的測(cè)量系統(tǒng)
本發(fā)明適用于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及根據(jù)相應(yīng)權(quán)利要求的前序部分所述的跟 蹤方法和配有激j^艮蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)。所淑艮蹤方法可利用激光纟跟對(duì)義的測(cè)量 光束來自動(dòng)足郞宗目標(biāo)點(diǎn)、尤其是運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)。配有激顛艮蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)可 被配備用來執(zhí)行該方法。
可4頓多個(gè)所述的激光鵬宗儀來測(cè)量運(yùn)動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的位置。激顛跟宗儀是具 有利用聚焦激光束(在以下描述中稱作測(cè)量光束)進(jìn)行工作的至少一個(gè)距離測(cè) 量?jī)x的裝置。例如，借助于可以圍繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的鏡來調(diào)整朝向目標(biāo)點(diǎn)的測(cè)量
光束的方向，并且利用分配給旋轉(zhuǎn)軸的角度傳感器(Winkelgeber)來檢測(cè)。給 待測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)配置后向反射器(Retroreflektor)(尤其是立方角棱鏡或者三個(gè) 相互垂直的鏡的裝置)，其中后向反射器將激光足跟宗儀的射來的測(cè)量光束反射 回所述激，^跟宗儀。在此，如果測(cè)量光束正好居中地射到反射器，則所反射的 測(cè)量光束與所發(fā)射的測(cè)量光束同軸；如果測(cè)量光束不是居中地射到反射器，則 所反射的測(cè)量光束與所魁寸的測(cè)量光束平行。年鄉(xiāng)跟宗儀的實(shí)施形式而定，根據(jù) 所發(fā)射的與所反射的激光的比較，推斷出激光跟蹤儀與目標(biāo)點(diǎn)之間的絕對(duì)距離 以^/或者該距離的變化。根據(jù)由角度傳感器所檢測(cè)的角度以及由距離測(cè)量^C^ 探測(cè)的距離，算出反射器或者目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于足跟宗儀的位置。
通常將所HI寸的測(cè)量光束的一部分導(dǎo)向PSD (位置敏感器件)。根據(jù)所反 射的測(cè)量光束射在PSD光敏面上的位置，推斷出反射的測(cè)量光束相對(duì)于發(fā)射的 測(cè)量光束的平行位移。由此得出的測(cè)量數(shù)據(jù)定義所反射的測(cè)量光束的平行偏 差，并且用來控制測(cè)量光束方向，使得測(cè)量光束在目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)其進(jìn)行跟隨 (足跟宗(tracking))。這就是說，通過相應(yīng)地改變測(cè)量光束方向，或者改變對(duì) 準(zhǔn)測(cè)量光束的鏡的定向(Ausrichtung)，減小所發(fā)射的測(cè)量光束與所反射的測(cè) 量光束之間的平行偏差，或者保持盡可能小。
顯而易見，根據(jù)所發(fā)射的測(cè)量光束與所反射的測(cè)量光束之間的平，于偏差來 控制測(cè)量光束方向，產(chǎn)生雖然很小但卻不可忽略的延遲，所述延遲使速度受到 限制，其中目標(biāo)點(diǎn)可以以所M度運(yùn)動(dòng)并且在此可被5跟宗。如果目標(biāo)點(diǎn)以較快速度運(yùn)動(dòng)，則在可以相應(yīng)地修正測(cè)量光束的方向之前，測(cè)量光束不再射到反射
器上，由鄉(xiāng)跟宗與位置測(cè)量均被中斷。當(dāng)障礙物進(jìn)A^跟宇、儀和目標(biāo)點(diǎn)之間使得 測(cè)量光束中斷時(shí)，也會(huì)發(fā)生同樣的情況。當(dāng)激，艮蹤儀或者激光^跟宗儀的測(cè)量 光束"丟失"刻寸器時(shí)，提醒操作人員注意，并且在相應(yīng)地配備足跟對(duì)義的情況下， 可以啟動(dòng)搜索例程。
一旦重新'找到"目標(biāo)點(diǎn)，也就是測(cè)量光束重新照射到反射器上，并且被所 述Rit器刻寸，就可重新開始測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的位置和通過測(cè)量光束對(duì)其進(jìn)行^跟宗， 對(duì)此必要時(shí)必須重新初始(^巨離觀糧。檢查目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)越少，且所4頓的反射 器以及測(cè)量光束的直徑越小，貝U卿宗中斷就^1頻繁。如穀跟宗儀還沒有被調(diào) 準(zhǔn)到目標(biāo)點(diǎn)，通常也在測(cè)量過程開始之時(shí)出現(xiàn)與±3^艮蹤中斷一樣的狀況。
在自動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)的情況下，M使目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確地匹配于激光跟 蹤儀的跟蹤能力，能相對(duì)簡(jiǎn)單地防止上淑艮蹤中斷。但在用手操作目標(biāo)點(diǎn)的測(cè) 量系統(tǒng)中，也就是在由人移動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)或者目標(biāo)點(diǎn)所在的對(duì)象的測(cè)量系統(tǒng)之中， 這比較困難，使得不僅不能完錢勉跟宗中斷，甚至可能會(huì)頻繁發(fā)生足跟宗中斷。 對(duì)于承載反射器的對(duì)象例如是用手操作的觸摸工具或者是用手操作的掃描器的 測(cè)量系統(tǒng)而言，尤其是這種情況，其中，測(cè)量人員在待測(cè)量的對(duì)象上方弓l導(dǎo)觸 摸工具(Tastwerkzeug)或者掃描器，并且由激碧艮蹤儀鄉(xiāng)跟宗觸摸工具或者掃 描器的位置和取位，且基本上以連續(xù)方式進(jìn)fiH己錄。尤其對(duì)于這種系統(tǒng)希望能
夠以自動(dòng)方式(也就是在不包括測(cè)量人員的情況下)ayi克m^艮蹤中斷。
也己知的是，給激光足艮蹤儀配置環(huán)視裝置(Obersichtsger紐)。具有盡可能 大的視角(例如在所有方向均為士20°)的這種攝像機(jī)被安裝在跟蹤儀上，并且 如此被對(duì)準(zhǔn)，使得測(cè)量光束旨^l多對(duì)準(zhǔn)在攝像機(jī)圖像上已被識(shí)別的目標(biāo)點(diǎn)。M)l 觀察攝像機(jī)圖像的操作人員對(duì)目標(biāo)點(diǎn)所映射到的圖像區(qū)域進(jìn)行標(biāo)識(shí)，由所述操 作人員初始化測(cè)量光束對(duì)該目標(biāo)點(diǎn)的對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種跟蹤方法以及一種為該足跟宗方法所配置的具 有激，艮蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)，利用其可以以簡(jiǎn)單的方式自動(dòng)克月lii^艮蹤中斷。
該任務(wù)可Mil如在專利權(quán)利要求中所定義的跟蹤方法以及具有激光跟蹤儀 的測(cè)量系統(tǒng)加以解決。
本發(fā)明所述的跟蹤方法具有兩種跟蹤模式，當(dāng)激光跟蹤儀的測(cè)量光束"丟 失"目標(biāo)點(diǎn)或者'重新找到"所述目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，可將測(cè)量系統(tǒng)從足跟斜莫式之一切換到
另一鵬斜莫式。正常的或普通的卿斜莫式是激勉艮蹤^0f已知的墓于測(cè)量光束 的跟蹤，其中因此例如探測(cè)在所發(fā)射的測(cè)量光束與所反射的測(cè)量光束之間的平 行偏差，并且通過改變測(cè)量光束方向來減小這一偏差。在正常足服斜莫式下，跟 蹤儀探測(cè)由反射器所反射的測(cè)量光束，并且可以隨時(shí)確定目標(biāo)點(diǎn)位置。在本發(fā) 明觀懂系統(tǒng)所工作的異常跟蹤模式下，如果跟蹤儀不能探觀倒所反射的觀懂光 束，貝賬據(jù)由分配給激，艮蹤儀的環(huán)視裝置所拍攝的數(shù)據(jù)來控制測(cè)量光束方向 的變化。環(huán)視體雌地是提供圖像M的數(shù)字環(huán)視攝像機(jī)，具有光敏面(例
如CCD)和光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)使環(huán)視攝像機(jī)在所有方向均具有例如± 20° 的對(duì)于環(huán)視裝置常見的視角。但環(huán)視裝置例如也可以是配備有相同或類似光學(xué) 系統(tǒng)的PSD (位置敏感器件(position sensitive device))，所述PSD僅僅^f共
位置數(shù)據(jù)。根據(jù)由環(huán)視裝置所記錄的數(shù)據(jù)確定朝向反射器的方向，并且以相應(yīng) 改變測(cè)量光束方向的方式，嘗試將測(cè)量光束對(duì)準(zhǔn)反射器。因此，異常足跟宗模式 在未探測(cè)到所反射的測(cè)量光束的情況下工作，在異常跟蹤模式中無法利用跟蹤 (tt確定目標(biāo)點(diǎn)的位置。 一旦在足跟宗儀中沒有探測(cè)到反射的領(lǐng)糧光束，就接通 異常跟蹤模式。但在異常跟蹤模式下一再檢査所反射的測(cè)量光束是否被探測(cè) 到， 一旦是這種情況下，貝孫統(tǒng)重新切換到正常卿斜莫式，并且允許位置測(cè)量。
只要目標(biāo)點(diǎn)在環(huán)視裝置的視場(chǎng)之中，或者環(huán)視裝置可以提供關(guān)于目標(biāo)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)，并且只要通過、激顛艮蹤儀沒有探測(cè)到所反射的測(cè)量光束，本發(fā)明所述的 測(cè)量系統(tǒng)在異常g跟斜莫式下工作。如果目標(biāo)點(diǎn)離開環(huán)視裝置的視場(chǎng)，例如提醒 操作人員對(duì)此加以注意，和/或者自動(dòng)激活搜索例程。
因此給本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的激光足跟宗儀分配環(huán)視裝置。該環(huán)視裝置具有相對(duì) 于測(cè)量光束已知的位置和取向(Onentierung)，使得可以根據(jù)由環(huán)視裝置所提
供的M和根據(jù)環(huán)視裝置的所述已知的位置和取向來算出領(lǐng)懂光束方向變化， 利用所述測(cè)量光束方向變化將測(cè)量光束基本Ji^準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)。環(huán)視裝置具有盡可
能大的視角，可以固定地或者以測(cè)量光束可對(duì)準(zhǔn)的方式被安裝于激，跟宗儀上。 此外，本發(fā)明所述的測(cè)量系統(tǒng)被配備，用來根據(jù)環(huán)視裝置的己知的位置和 取向和根據(jù)由環(huán)視裝置所提供的數(shù)據(jù)來生成用于控制測(cè)量光束的控制數(shù)據(jù)，以 及根據(jù)是否探測(cè)到所反射的測(cè)量光束，從一種5SS斜莫式切換到另一種足跟斜莫式。 必要時(shí)配置環(huán)視裝置用于照射其視場(chǎng)和/或者給目標(biāo)點(diǎn)配備附加的發(fā)光裝置(有 源光源或反射面)，使得可以通過環(huán)視裝置探測(cè)其位置，并且也可在必要時(shí)識(shí)
別其位置。
使用本身已知的方法，用于根據(jù)由環(huán)視裝置所拍攝的數(shù)據(jù)來確定朝向目標(biāo) 點(diǎn)的方向。如果環(huán)視^S是攝像機(jī)，也可以根據(jù)由攝像機(jī)所拍攝的圖像上的特 定形狀或者顏色來標(biāo)識(shí)目標(biāo)點(diǎn)，并且由此從多個(gè)所映射的元素中來識(shí)別出和自 動(dòng)地選擇目標(biāo)點(diǎn)，為此同樣可以使用本身己知的方法。如果無法明確地識(shí)別目 標(biāo)點(diǎn)，并且在攝像機(jī)的圖像上出現(xiàn)了多個(gè)類似的元素，則例如可以自動(dòng)跟蹤最 ,測(cè)量光束的點(diǎn)，或者^操作人員選擇潛在目標(biāo)點(diǎn)之一。如果來自目標(biāo)點(diǎn) 的光具有特定的波長(zhǎng)，且環(huán)視裝置配有相應(yīng)的過濾器，貝胴樣也可以禾U用具有
PSD的環(huán)視裝置來識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)。
將根據(jù)在以下附圖中所示的示例性實(shí)施形式來對(duì)本發(fā)明所述的跟蹤方法以
及具有激，艮蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)纟亍詳細(xì)解釋。其中


圖1示出本發(fā)明所述的跟蹤方法的示例性實(shí)施形式的簡(jiǎn)化方框示意亂
圖2示出本發(fā)明所述的具有激光足跟宗儀的測(cè)量系統(tǒng)的示例性實(shí)施形式的示意圖。
圖1所示為本發(fā)哪跟宗方法的示例性實(shí)施形式的方框示意圖，其中僅繪出 了本方法最為重要的步驟，且環(huán)視裝置是環(huán)視攝像禾幾。
在啟動(dòng)系統(tǒng)之后并且在執(zhí)纟f了由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的、；飲活系統(tǒng)部分的啟動(dòng)例
程(Startroutine) 1之后，確定激顛艮蹤儀的測(cè)量光束(在開始時(shí)刻可能具有 任意的方向)是否照射到任意定位的目標(biāo)點(diǎn)上，也就是確定3艮蹤儀是否探測(cè)到 所反射的測(cè)量光束(關(guān)于對(duì)所反射的測(cè)量光束的決定2)。如果沒有探測(cè)到目 標(biāo)點(diǎn)，則在環(huán)視攝像機(jī)的圖像上搜索目標(biāo)點(diǎn)。如果目標(biāo)點(diǎn)不在環(huán)視攝像機(jī)的圖 像上(關(guān)于目標(biāo)點(diǎn)圖像的決定3)，則例如執(zhí)行搜索例程4。這種搜索例程本 身是己知的。在本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)中可使用的示例性搜索例程簡(jiǎn)單地在于根據(jù) 預(yù)先設(shè)定的樣式來改變卿斜義的或者至少所述環(huán)視攝像機(jī)的定向，并且在此不 斷檢查是否可在與相應(yīng)方向?qū)?yīng)的環(huán)視攝像機(jī)圖像上找到目標(biāo)點(diǎn)(決定3)。例 如，如果在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間期間或者在運(yùn)行完整例程之后搜索不成功，貝孫統(tǒng) 必要時(shí)可能停止，其中相應(yīng)地通知操作人員。 一旦在攝像機(jī)圖像上找到目標(biāo)點(diǎn)， 領(lǐng)懂系統(tǒng)就切換至瞎常卿斜莫式。在此，檢測(cè)在環(huán)視攝像機(jī)圖像上的目標(biāo)點(diǎn)的 圖像坐標(biāo)(圖像分析5)，并且根據(jù)這些圖像坐標(biāo)以及攝像機(jī)相對(duì)于測(cè)量光束 的已知位置和取向，確定必須如何改變測(cè)量光束方向，以便將測(cè)量光束對(duì)準(zhǔn)目
標(biāo)點(diǎn)，這在運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)點(diǎn)的情況下通常一下子是不可能的。因此在相應(yīng)地改變
測(cè)量光束定向6之后，檢查觀懂光束是否射到劍寸器上，也即是否探測(cè)到所反 射的測(cè)量光束(決定2)。如果不是這種情況，貝係統(tǒng)保持在異常卿斜莫式中， 也就是說，繼續(xù)從環(huán)視攝像機(jī)的圖像中獲取用于控制測(cè)量光束的進(jìn)一步定向的 測(cè)量數(shù)據(jù)。而如果探測(cè)到所反射的測(cè)量光束，則系統(tǒng)切換到本身己知的正常跟 蹤模式，其中例如根據(jù)對(duì)所發(fā)射的與所反射的測(cè)量光束之間的平行偏差的確定 中來獲得用于控制測(cè)量光束定向的測(cè)量數(shù)據(jù)。例如，M布置于所反射的測(cè)量 光束的一部分的光路中的PSD來提供相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。在這種模式下，允許 確定目標(biāo)點(diǎn)的位置。 一旦所反射的測(cè)量光束不再被探測(cè)到(決定3)，系統(tǒng)就 重新切換到異常S跟宗模式。
在圖1中利用標(biāo)記為A的虛線圍住正常足跟宗模式的主要步驟，利用標(biāo)記 為B的點(diǎn)劃線圍住異常S艮蹤模式的主要步驟。
當(dāng)根據(jù)由環(huán)視攝像機(jī)所提供的數(shù)據(jù)的觀糧光束定向的精度不足以充分可靠 地利用測(cè)量光束照射目標(biāo)點(diǎn)，或者當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)極可能非?？焖俚剡\(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有 利的是，如果跟蹤儀沒有探觀倒所反射的觀糧光束，貝贓根據(jù)環(huán)視攝像機(jī)的數(shù) 據(jù)調(diào)整測(cè)量光束之后進(jìn)行所謂的螺旋式搜索。在這種搜索例程中，使測(cè)量光束 圍繞原來所設(shè)定的方向作螺旋運(yùn)動(dòng)。
有利的是，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行配置，使得操作或測(cè)量人員隨時(shí)均可看出系統(tǒng) 正在工作的模式。
圖2以非常概括的方式表示本發(fā)明所述的具有激光跟蹤儀的測(cè)量系統(tǒng)。 激顛跟宗儀10按照已知的方式刻寸測(cè)量光束M，例如可以Mil圍繞兩個(gè)相互 垂直的軸相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)鏡來調(diào)整所述觀糧光束的方向，并且可以利用角度傳感器 來針對(duì)相對(duì)于零方向的水平與垂直角度來檢測(cè)所述觀懂光束的方向。此外，測(cè) 量光束還用來測(cè)定雖跟宗儀和目標(biāo)點(diǎn)之間的距離。該測(cè)量系統(tǒng)除了具有激，艮蹤 儀10之外，還具有利用反射器12標(biāo)記的目標(biāo)點(diǎn)以及環(huán)視裝置13以及計(jì)算和 控制單元14。
環(huán)視體13具有用點(diǎn)戈機(jī)示意性表示的盡可能寬的視角，并且具有同樣 用點(diǎn)劃線表示的光軸O。所述系統(tǒng)必須隨時(shí)知道環(huán)視裝置相對(duì)于測(cè)量光束M 的位置和定向。為了環(huán)視裝置13能夠探觀倒目標(biāo)點(diǎn)處的反射器12，該反射器 自身必須被照亮，或者必須用可探測(cè)的元件來標(biāo)記其位置。例如可利用環(huán)視裝范圍內(nèi)的照明裝置15來實(shí)現(xiàn)皿器本身的照明，或者對(duì)反射標(biāo)記元件的照 明。但也可以在自器12的范圍內(nèi)設(shè)置照明裝置16來標(biāo)記反射，置。有 利地將反射器12范圍內(nèi)的反射標(biāo)記裝置或者照明裝置16設(shè)計(jì)為多個(gè)標(biāo)記點(diǎn) 的布置，使得根據(jù)該布置的特定幾何制犬，在作為環(huán)視裝置起作用的環(huán)視攝像 機(jī)的圖像中既可以記錄、也可以識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)。如果反射器12在標(biāo)記點(diǎn)的這種 布置中具有精確定義的位置，也即例如布置于其光學(xué)中心(Schweipunkt)，足 夠的是，在環(huán)視攝像機(jī)所拍攝的圖像上能夠看見、或者由環(huán)視體中的PSD能 夠記錄所述布置，而不是反射器本身。
在圖2中所示的觀懂系統(tǒng)明顯處于觀懂光束M沒有照射到反射器12的 狀態(tài)，也就是激顛跟宗儀10無法探測(cè)到所反射的觀糧光束。但反射器12處 在環(huán)視裝置13的視場(chǎng)之內(nèi)，使得可以在異常足跟斜莫式下進(jìn)行S跟宗。在圖2的 左上方，也示出了由作為環(huán)視裝置起作用的環(huán)視攝像機(jī)13在上述時(shí)刻所記錄 的圖像20。在該圖像上可以看見反射器(具有照明裝置的像(Abbild) 12')。 反射器像12'的圖像坐標(biāo)定義從攝像機(jī)到反射器相對(duì)于攝像機(jī)光軸O的方向。 借助于環(huán)視攝像機(jī)13或者其光軸O相對(duì)于領(lǐng)懂光束的己知位置與定向，可以 根據(jù)圖像坐標(biāo)確定必須在哪一個(gè)方向上改變測(cè)量光束定向，以便所述測(cè)量光束 照射到反射器上。
當(dāng)環(huán)視裝置13的光軸O在任何時(shí)候均與觀糧光束重合，或者任何時(shí)候均 平行于測(cè)量光束時(shí)，也就是當(dāng)環(huán)視裝置的定向固定地與觀糧光束的定向相耦合 時(shí)，計(jì)算用于測(cè)量光束定向的控制參量是比較容易的。如果環(huán)視裝置13的光 軸O的定向與測(cè)量光束M的定向不相互耦合，另P么測(cè)量參量的計(jì)算就比較費(fèi) 力，必要時(shí)取決于跟蹤儀10和反射器12之間的距離，其中該距離在這種情況 下同樣也必須是已知的。例如，可以由環(huán)視裝置13的光學(xué)系統(tǒng)至少近似i也提 供該距離，或者也可使用M^跟宗儀所測(cè)定的最后距離。
視環(huán)視裝置的光學(xué)裝備而定，也可在計(jì)算對(duì)測(cè)量光束控制所必要的數(shù)據(jù)中 考慮所述裝置的內(nèi)部條件。
環(huán)視裝置13的光軸O與測(cè)量光束M的與測(cè)量光束的當(dāng)前定向有關(guān)的有 角度的布置例如是以下布置:在所述布置中，可以使環(huán)視裝置13與測(cè)量光束M 圍繞垂直的S跟宗儀軸(豎軸)旋轉(zhuǎn)，而不是圍繞水平的鵬斜義軸(橫軸)旋轉(zhuǎn)。 在本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施形式中，環(huán)視裝置13或者至少其光軸O與測(cè)量
光束M的定向ffi31以下方式相耦合，即環(huán)視裝置例如布置于對(duì)準(zhǔn)領(lǐng)懂光束并為 此可圍繞兩W郵定轉(zhuǎn)的鵬宗儀10部分上，或者將光學(xué)系統(tǒng)置于環(huán)視裝置13前 面，i!31該光學(xué)系統(tǒng)4吏光軸與測(cè)量光束同軸或者平行。
如上進(jìn)一步所述，有利的是如llW反射器12進(jìn)行配置，使得可以在由環(huán) !ffi像機(jī)13所拍攝的圖像20上識(shí)別其像12'。 M過以下方式實(shí)現(xiàn)，即例 如在反射器12周圍布置有源光點(diǎn)16或者例如/#艮蹤{處凡照射的反射標(biāo)記點(diǎn)。 即使當(dāng)反射器12本身因缺少?gòu)臄z像機(jī)射來的光而可能不被映射時(shí)，這種布置 也出現(xiàn)在環(huán)視攝像機(jī)13的圖像20上。如果反射器12位于，布置的光學(xué) 重心中，貝賺根據(jù)布置的像簡(jiǎn)單地確定其圖像坐標(biāo)。
圖2也示出計(jì)算和控制單元14以及將其與環(huán)視裝置13和激光跟蹤儀 10相連的 線(虛線表示)，其中由計(jì)算和控制單7M過所述類娜線將控制 與讀取指令傳送給跟蹤儀10和環(huán)視裝置13，并且以相反的方向傳輸測(cè)量數(shù) 據(jù)。當(dāng)然計(jì)算和控制單元14的至少部分也可以集成于足跟宗儀10中和/或者環(huán) 視裝置中，并且也可以以無線的方式在其與計(jì)算和控制單元之間傳輸數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.跟蹤方法，其中由激光跟蹤儀(10)的測(cè)量光束(M)來跟蹤配有反射器(12)的目標(biāo)點(diǎn)；其中在正常跟蹤模式(A)下，根據(jù)對(duì)由反射器(12)所反射的測(cè)量光束的探測(cè)得出用于控制測(cè)量光束(M)定向的測(cè)量參量，其特征在于，另外在異常跟蹤模式(B)下根據(jù)由環(huán)視裝置(13)所記錄的數(shù)據(jù)得出用于控制測(cè)量光束(M)定向的測(cè)量參量，其中所述環(huán)視裝置(13)具有相對(duì)于測(cè)量光束(M)已知的位置和取向，并且其中如果沒有探測(cè)到由反射器(12)所反射的測(cè)量光束，則激活異常跟蹤模式(B)。
2. 根據(jù)t又利要求1所述的方法，其特征在于， 一旦跟蹤儀(10)沒有探測(cè) 到所反射的領(lǐng)糧光束，則自動(dòng)切換到異常跟蹤模式(B)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在異常足跟宗模式(B) 下通逃艮蹤儀(10)監(jiān)視所反射的觀懂光束的探測(cè)， 一旦探測(cè)到所反射的測(cè)量 光束，就自動(dòng)切換到正常纟跟宗模式(A)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在異常足跟宗模 式(B)下，根據(jù)從由環(huán)視裝置(13)所記錄的數(shù)據(jù)中所確定的朝向目標(biāo)點(diǎn)的方 向，并且根據(jù)環(huán)視裝置(13)的已知的位置和取向來計(jì)算用于控制測(cè)量光束(M) 定向的測(cè)量參量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述環(huán)視裝置(13)是環(huán)視 攝像機(jī)，由環(huán)視攝像機(jī)所記錄的數(shù)據(jù)是圖像坐標(biāo)，另外也可以通過環(huán)視攝像機(jī) 來識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)圍繞反射器(12)布置 的多個(gè)光點(diǎn)(16)或者RI寸標(biāo)記元件的鵬寸來識(shí)別在環(huán)視攝像機(jī)(13)的圖像 (20)上的目標(biāo)點(diǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，M確定圍繞反射器(12) 布置的光點(diǎn)(16)或者標(biāo)記元件的映射的光學(xué)中心來確定圖像坐標(biāo)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，環(huán)視裝置(13) 的光軸(0)的定向固定地與測(cè)量光束(M)的定向相耦合。
9. 測(cè)量系統(tǒng)，包括激光5跟宗儀(10)、具有HI寸器(12)的目標(biāo)點(diǎn)以及計(jì) 算和控制單元(14);在所述測(cè)量系統(tǒng)中，在正常跟蹤模式(A)下，由足跟宗激顛艮蹤儀(10)所發(fā)射的測(cè)量光束(M)跟蹤反射器(12);其中配置有計(jì)算和控制單元(14)，以便根據(jù)對(duì)由反射器(12)所反射的測(cè)量光束的探測(cè)來控 制測(cè)量光束(M)的相應(yīng)定向，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)還具有環(huán)視^S(13)， 該環(huán)視裝置以相對(duì)于測(cè)量光束(M)已知的位置和取向的方式來布置；并且還 配置有計(jì)辭口控制單元(14)，以便在異常卿宗模式(B)下，根據(jù)由環(huán)視裝置 (13)所生成的娜和環(huán)視裝置(13)的已知的位置和取向來控制觀懂光束(M) 的定向。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的觀懂系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)視裝置(13) 是環(huán)視攝像機(jī)或者具有PSD。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)視 裝置(13)布置于激顛毀宗儀(10)處，使得其光軸(O)的定向與測(cè)量光束(M) 的定向相耦合。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)視裝置 (13)布置在激光足跟宗儀(10)處，使得其光軸(O)始終與測(cè)量光束(M)同 軸或平行。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9 12中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，目 標(biāo)點(diǎn)布置于用手操作的觸摸工具或者掃描器上。
14. 根據(jù)豐又利要求9 13中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，圍 繞布置于目標(biāo)點(diǎn)中的反射器(12)布置有多個(gè)光點(diǎn)(16)或者反射標(biāo)記元件； 并且配置有計(jì)算和控制單元(14)或者環(huán)視裝置(13)，以便根據(jù)光點(diǎn)(16) 或者標(biāo)記元件的布置來確定朝向反射器(12)的方向。
15. 根據(jù)t又利要求9 14中任一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，配 置環(huán)視裝置(13)用以識(shí)別目標(biāo)點(diǎn)。
全文摘要
本測(cè)量系統(tǒng)具有激光跟蹤儀(10)、用反射器(12)標(biāo)記的目標(biāo)點(diǎn)、環(huán)視裝置(13)及計(jì)算和控制單元(14)。激光跟蹤儀發(fā)射測(cè)量光束(M)，由反射器反射測(cè)量光束，這用來確定激光跟蹤儀(10)與反射器(12)間的距離。環(huán)視裝置具有相對(duì)于測(cè)量光束(M)已知的位置和取向且是環(huán)視攝像機(jī)。該測(cè)量系統(tǒng)用來通過測(cè)量光束(M)跟蹤反射器(12)。在正常跟蹤模式(A)下，從對(duì)由反射器(12)反射的測(cè)量光束的探測(cè)得出用于控制測(cè)量光束(M)定向的測(cè)量參量。如果測(cè)量光束未對(duì)準(zhǔn)反射器，即未被其反射且由此激光跟蹤儀不能探測(cè)到反射的測(cè)量光束，系統(tǒng)切換到異常跟蹤模式，其中根據(jù)環(huán)視攝像機(jī)(13)的圖像(20)得出用來控制測(cè)量光束(M)定向的測(cè)量參量。
文檔編號(hào)G01C15/00GK101371160SQ200780002284
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者D·莫瑟, J·多爾德, R·朱姆布倫 申請(qǐng)人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司