具有能夠檢測自身移動的激光接收器的激光系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括激光接收器(10)和激光發(fā)射器(20)的激光系統(tǒng)(100)以及使用這個(gè)系統(tǒng)(100)的方法。激光接收器被設(shè)計(jì)用于由其激光光電傳感器(1)相對于激光接收器(10)來定位激光束(22)。激光接收器(10)具有提供指示激光接收器的移動以及這個(gè)移動的移動方向和加速度的信號的加速度傳感器(4)和連接到光電傳感器(1)并且連接到加速度傳感器(4)的電路(3)，電路(3)被設(shè)計(jì)成計(jì)算光電傳感器(1)和加速度傳感器(4)的信號并且使光電傳感器(1)和加速度傳感器(4)的信號相關(guān)以及對根據(jù)加速度傳感器(4)導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)。激光系統(tǒng)的激光接收器和激光發(fā)射器兩者都設(shè)置有通信裝置，使得通過傳送加權(quán)信息，能夠響應(yīng)于所述激光接收器的移動來調(diào)整和/或重新調(diào)整激光平面。
【專利說明】具有能夠檢測自身移動的激光接收器的激光系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光接收器、根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光系統(tǒng)以及如權(quán)利要求13中所要求保護(hù)的用于使用根據(jù)本發(fā)明的激光接收器的方法。
[0002]常規(guī)激光接收器是特別小的手持式裝置，其包括顯示器和激光光電傳感器。盡管是手持式激光接收器，但是那些激光接收器常常設(shè)置有適配器以被安裝在三角架或其它類型的支架上。激光接收器的光電傳感器通常包括零位置。為了將檢測到的激光束認(rèn)為是等內(nèi)的，所述激光束的光必須入射在光電傳感器的零位置。通常，光電傳感器包括當(dāng)被激光束照射時(shí)提供電輸出信號的多個(gè)光敏元件。特別地，光敏元件被以線性陣列布置，該線性陣列通常在陣列中心具有零位置。在激光接收器中包括的電路連接到光電傳感器并且被設(shè)計(jì)成計(jì)算光電傳感器的電輸出信號。光電傳感器的電輸出信號指示所檢測到的激光束相對于零位置的入射。該電路被設(shè)計(jì)成根據(jù)光電傳感器的電輸出信號導(dǎo)出所檢測到的激光束與激光接收器之間的相對位置。為了通過使用激光接收器找到激光束，激光接收器由操作員慢慢地移動通過所搜索到的激光束假定位于的空間。在激光束擊中激光接收器的光電傳感器情況下，這個(gè)擊中和擊中相對于零位置的位置在激光接收器的連接到該電路的顯示器上指示。激光接收器的移動然后被操作員集中于空間的已指示入射的一部分，直到激光束和激光接收器在顯示器上或者由聲信號指示為等內(nèi)的為止。
[0003]最頻繁地，在構(gòu)造側(cè)使用上面描述的形式的激光接收器從而與旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)激光束協(xié)作。在US 6，314，650 BI中公開了包括與旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器協(xié)作的這樣的激光接收器的激光系統(tǒng)。能夠響應(yīng)于通過系統(tǒng)的用戶的一個(gè)或多個(gè)輸入來調(diào)整由激光發(fā)送器所生成的激光束或激光平面。系統(tǒng)可在不同的模式下操作，使得從激光接收器至激光發(fā)送器的消息得到對激光束或由旋轉(zhuǎn)激光束所生成的平面的傾斜或斜率的各種調(diào)整。系統(tǒng)優(yōu)選地可操作以自動地將光束或激光平面的任何漂移考慮在內(nèi)。此外，在US 6，314，650 BI中說明了像平面鎖/坡度鎖(零漂移或平面調(diào)整)、線鎖(目標(biāo)檢測模式)、激光捕捉和激光跟蹤(斜率匹配:光束被調(diào)整成跟隨激光接收器的移動)等等這樣的不同模式的主要步驟。然而，由激光接收器的移動所引起的、分別在檢測激光束或激光平面的仰角(incline)時(shí)或在調(diào)整激光束或激光平面時(shí)的任何誤差不是US 6，314，650 BI的主題并且甚至未被提到可能是問題。
[0004]如可以示例性地借助于US 6，314，650 BI所看到的，通常假定在激光接收器和激光束或激光平面的協(xié)作期間，特別是在坡度鎖/平面鎖定模式期間，激光接收器的位置保持穩(wěn)定，然而特別由于溫度改變，所發(fā)射的激光束的位置和方向可以隨著時(shí)間的推移而漂移。所發(fā)射的激光束然后被重新調(diào)整以補(bǔ)償這樣的漂移，特別用于分別用所生成的激光束或激光平面滿足激光接收器的零位置。然而，在激光接收器傾斜或者移動時(shí)校正是臨時(shí)的。
[0005]US 6，292，258 BI至少認(rèn)識到了激光接收器的傾斜能夠影響檢測到的旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)激光束的仰角的精度。為了解決認(rèn)識到的問題，US 6，292，258 BI提供了一種裝配有激光束檢測單元的激光接收器，該激光束檢測單元設(shè)置有具有能夠輸送指示激光束相對于激光接收器的仰角的仰角信號的、以(線性)陣列布置的多個(gè)光敏元件的激光光電傳感器，并且設(shè)置有在激光接收器傾斜的情況下提供電信號的傾角傳感器。因此，所公開的激光接收器能夠檢測旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)激光束的存在和仰角，并且能夠提供激光接收器傾斜的指示。設(shè)計(jì)了用于根據(jù)所指示的激光接收器傾斜來校正來自光電傳感器的生成的仰角信號的集成電路。因此，激光接收器能夠向用戶指示激光束相對于由激光接收器的傾斜所引起的傾斜故障完美無缺的檢測到的仰角。
[0006]然而，在激光接收器示出與傾斜不同的移動的情況下，這些其它移動即側(cè)向或向上或向下移動(沉在泥里)或這些移動與傾斜的組合不能夠被如在上面記載的文檔中所公開的激光接收器考慮到。激光束的正確調(diào)整或重新調(diào)整或激光接收器的位置響應(yīng)于除激光接收器的傾斜以外的移動的校正是不可能的。
[0007]因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供即便當(dāng)激光接收器是非計(jì)劃中的任意移動的主體時(shí)，也有能力對要由激光接收器檢測的激光束的仰角的準(zhǔn)確指示的激光接收器。更具體地，本發(fā)明的目標(biāo)是提供獨(dú)立于激光接收器的漂移、傾斜或其它移動，有能力分別對于激光束的仰角的準(zhǔn)確檢測以及激光束和激光平面的準(zhǔn)確調(diào)整的激光發(fā)送器和激光接收器的系統(tǒng)。此夕卜，激光系統(tǒng)應(yīng)能夠響應(yīng)于激光接收器的移動而迅速地調(diào)整或者重新調(diào)整所發(fā)射的激光束。
[0008]這些目標(biāo)通過實(shí)現(xiàn)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)的。以另選或有利的方式進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的特征在從屬專利權(quán)利要求中描述。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的激光接收器被設(shè)計(jì)成檢測激光束，特別是檢測被設(shè)計(jì)成由發(fā)射旋轉(zhuǎn)激光束來生成激光光平面的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)激光束。激光接收器包括具有零位置的激光光電傳感器。當(dāng)所述激光光電傳感器被激光束照射時(shí)提供電輸出信號。激光接收器進(jìn)一步包括加速度傳感器，其被設(shè)計(jì)成提供指示激光接收器的移動以及這個(gè)移動的方向和加速度的指示的電輸出信號。所述光電傳感器和所述加速度傳感器連接到電路。所述電路被設(shè)計(jì)成導(dǎo)出所檢測到的激光束與光電傳感器的零位置之間的相對位置，并且基于此導(dǎo)出激光束與激光接收器的相對位置。此外，所述電路被設(shè)計(jì)成對根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)并且啟動適應(yīng)于經(jīng)加權(quán)的信息的自動化動作。此外，激光接收器包括連接到電路以與用戶通信的輸出裝置和可選的輸入裝置。
[0010]本發(fā)明使得能夠準(zhǔn)確地確定所發(fā)射的激光束的相對位置。由激光接收器的移動(傾斜、慢漂移或側(cè)向、向上、向下快速移動及其組合)所引起的任何故障能夠通過給激光接收器設(shè)置加速度傳感器并且設(shè)置設(shè)計(jì)成以適合的方式考慮加速度傳感器的信息的電路來避免。因此，根據(jù)本發(fā)明的激光接收器的用戶能夠調(diào)整或者重新調(diào)整激光束，而沒有通過不考慮激光接收器的移動的扭曲。
[0011]特別地，激光接收器的電路被設(shè)計(jì)成提供使來自加速度傳感器的電輸出信號與來自光電傳感器的電輸出信號相關(guān)的相關(guān)信號。在優(yōu)選實(shí)施方式中，激光光電傳感器具有光敏元件的線性陣列并且零位置位于光敏元件的線性陣列處，特別是在線性陣列中心。激光光電傳感器的光敏元件優(yōu)選地是光電二極管，特別是雪崩二極管。
[0012]在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中加速度傳感器被設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器，以在三個(gè)不同的方向特別是空間方向上檢測激光接收器的移動和加速度，使得能夠在笛卡兒坐標(biāo)系中指示該移動。
[0013]從激光接收器即從光電傳感器并且從加速度傳感器提供兩個(gè)獨(dú)立的信號，使得能夠檢測激光接收器相對于激光平面的移動以及這樣的移動的加速度和方向，僅要求單個(gè)激光束擊中僅具有單個(gè)(不是空間上解析的)光敏元件的光電傳感器。
[0014]這是一個(gè)相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)，即，當(dāng)搜索激光束時(shí)或在捕捉和跟蹤模式(見下面)期間。在捕捉模式期間，在用戶設(shè)法捕捉激光束以在成功的捕捉之后通過使用跟蹤模式將激光束導(dǎo)向空間中的預(yù)定位置。在跟蹤模式期間，激光束跟隨移動激光接收器直到跟蹤模式被去激活為止，并且由此能夠被容易地帶入預(yù)定位置/仰角?？梢岳斫獾氖?，能夠通過激光接收器的非計(jì)劃中的傾斜的自動化校正更容易地且準(zhǔn)確地執(zhí)行那些操作，并且通過那樣，即促進(jìn)激光光平面在構(gòu)造側(cè)的調(diào)整。激光接收器的非常用戶友好的版本設(shè)置有預(yù)編程了各種可選擇的加權(quán)準(zhǔn)則的電路，使得用戶能夠確定激光接收器應(yīng)多準(zhǔn)確地工作或激光接收器對移動應(yīng)多么靈敏地進(jìn)行動作。為此目的電路還能夠被設(shè)計(jì)為可編程的，使得用戶能夠借助于輸入裝置根據(jù)他當(dāng)前的要求相對于加權(quán)準(zhǔn)則對電路進(jìn)行編程，即在一個(gè)方向上移動的靈敏度可以比在另一方向上小。
[0015]激光接收器優(yōu)選地包括至少一個(gè)輸出裝置，其中該輸出裝置可以是顯示器和/或擴(kuò)音器和/或形式為用于發(fā)送通信信號的發(fā)送器單元或用于接收并且發(fā)送通信信號的收發(fā)器單元的通信裝置。應(yīng)理解的是，這些通信裝置優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程即無線通信，但是也能夠包括借助于電纜連接的通信。
[0016]借助于顯示器，能夠向用戶通知關(guān)于激光接收器與由該激光接收器所檢測到的激光束之間的相對位置，或者在激光接收器的感興趣地面上方的絕對仰角是已知的情況下，激光束或激光光平面分別在這個(gè)地面或在它與這個(gè)地面相對的仰角上已知的底座上方的仰角能夠在顯示器上提供給用戶。此外，能夠在顯示器上向用戶指示激光接收器的當(dāng)前移動靈敏度/加權(quán)準(zhǔn)則和/或包括移動的加速度和方向的可能移動。
[0017]激光束在激光接收器的光電傳感器的零位置處的入射能夠由借助于擴(kuò)音器提供給用戶的聲信號來指示。在相當(dāng)大的和/或快速的移動情況下，聲信號能夠借助于擴(kuò)音器(例如聲警報(bào)器)提供給用戶。
[0018]指示激光束在光電傳感器上的移動、入射的通信信號或包括“命令信號”的其它消息通過使用激光接收器的通信裝置能夠提供給激光發(fā)射器或者給中央計(jì)算機(jī)或者給外部控制單元，即放置在構(gòu)造側(cè)任何地方的計(jì)算機(jī)或控制單元。在通信裝置是收發(fā)器的情況下，電路相對于加權(quán)準(zhǔn)則或操作模式的選擇/激活/去激活(見下面)的編程能夠通過向激光接收器即從中央計(jì)算機(jī)或外部控制單元發(fā)送編程信號來完成。
[0019]在激光接收器的有利實(shí)施方式中，電路被設(shè)計(jì)成在至少一個(gè)操作模式下工作，其中操作模式可借助于輸入裝置來激活和去激活的或選擇的。操作模式可以是即坡度鎖定模式、線鎖定模式、平面鎖定模式、跟蹤模式、束捕捉模式，像它們在US 6，314，650B1中的原理中所描述那樣。它進(jìn)一步能夠被設(shè)計(jì)成在激光控制模式下工作。
[0020]電路被設(shè)計(jì)用于在激光控制模式下運(yùn)行時(shí)向激光接收器的已連接通信裝置發(fā)送根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的“命令信號”或者發(fā)送加速度傳感器的電輸出信號。激光接收器的這樣的配置優(yōu)選地與具有用于接收由激光接收器的通信裝置所發(fā)送的已傳送信號的接收器單元的激光發(fā)射器合作使用。激光發(fā)射器的通信裝置以及激光接收器的那些優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程即無線通信。
[0021]激光接收器與激光發(fā)射器之間的典型協(xié)作在激光系統(tǒng)中定義。這樣的激光系統(tǒng)優(yōu)選地用于生成基準(zhǔn)激光光平面并且包括激光接收器和激光發(fā)射器，優(yōu)選設(shè)計(jì)成在使所發(fā)射的激光束旋轉(zhuǎn)時(shí)提供激光光平面的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器。根據(jù)本發(fā)明的激光系統(tǒng)包括根據(jù)上面所描述的實(shí)施方式中的任一種并且具有至少通信信號發(fā)送器單元的激光接收器。激光系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器進(jìn)一步設(shè)置有至少通信信號接收器和連接到該通信信號接收器以使傳入通信信號工作的控制單元。
[0022]可以容易地理解的是，根據(jù)本發(fā)明的包括激光接收器的激光系統(tǒng)允許基準(zhǔn)激光光平面在構(gòu)造側(cè)的更準(zhǔn)確且更高效的安裝，并且同樣必要時(shí)促進(jìn)激光光平面的監(jiān)控和更準(zhǔn)確的重新調(diào)整。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施方式中，在激光系統(tǒng)中包括的激光發(fā)射器的控制單元設(shè)置有調(diào)整單元，其能夠調(diào)整由旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器所生成的基準(zhǔn)激光束的旋轉(zhuǎn)速度和/或由旋轉(zhuǎn)激光束所生成的基準(zhǔn)光平面的傾斜和/或基準(zhǔn)光平面的仰角和或所發(fā)射的激光束的焦點(diǎn)和/或激光輸出的強(qiáng)度。
[0024]在控制單元被進(jìn)一步設(shè)計(jì)成允許與從激光接收器接收到的“命令信號”相關(guān)地或與激光接收器的移動相關(guān)的調(diào)整，特別是與激光接收器的移動的加速度和方向相關(guān)地進(jìn)行調(diào)整的情況下，該調(diào)整能夠僅由一個(gè)用戶獲得，或者是完全自動化的。后者調(diào)整特別對像坡度鎖、平面鎖、線鎖這樣的監(jiān)控情形感興趣。在所有情況下，已調(diào)整激光束的精度是非常高的，因?yàn)榧す饨邮掌鞯娜魏我苿幽軌虮豢紤]在內(nèi)。
[0025]在激光發(fā)射器和激光接收器每個(gè)都設(shè)置有用于接收和發(fā)送通信信號的通信單元情況下，關(guān)于激光發(fā)射器的調(diào)整操作的信息能夠被從激光發(fā)射器發(fā)射到激光接收器并且隨后能夠借助于激光接收器的輸出裝置輸送給用戶，特別地在顯示器上。激光發(fā)射器的調(diào)整操作的實(shí)現(xiàn)能夠用這種方法通過聲信號指示給激光接收器的用戶。
[0026]激光系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施方式包括具有用于變化基準(zhǔn)激光束的聚焦或離焦的可切換透鏡和/或馬達(dá)控制的準(zhǔn)直透鏡和/或液體透鏡的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器。
[0027]這特別對于要么提高具有較清晰的焦點(diǎn)的基準(zhǔn)激光束在接近距離下的可見性，要么用較離焦的激光束延伸能夠檢測基準(zhǔn)激光束的距離的范圍有用。在目標(biāo)上具有較大斑點(diǎn)尺寸的這樣的離焦激光束對于搜索/捕捉/跟蹤應(yīng)用也是有益的。
[0028]在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器設(shè)置有濾光裝置以用于變化所發(fā)射的激光的強(qiáng)度。
[0029]特別地，激光接收器設(shè)置有輸出裝置，并且可選地設(shè)置有輸入裝置，以用于向激光器發(fā)送命令以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)激光束的聚焦或離焦。
[0030]使用激光束的焦點(diǎn)的變化性和/或所發(fā)射的激光的強(qiáng)度的變化性，允許在較多情形下使用激光束，因?yàn)閺?qiáng)度和/或焦點(diǎn)能夠適應(yīng)于當(dāng)前要求、環(huán)境的照明條件以及到使用激光束的位置的激光發(fā)射器的距離。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，激光接收器和/或激光器設(shè)置有輸入裝置以用于發(fā)送命令以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)激光束的聚焦或離焦和/或基準(zhǔn)激光束在向上或向下方向上的移動，其中，旋轉(zhuǎn)激光束的旋轉(zhuǎn)速度和基準(zhǔn)激光束的移動的方向與來自加速度傳感器的信號相關(guān)。此外，激光發(fā)射器能夠設(shè)置有用于特別地通過束屏蔽或者通過限制激光束在預(yù)定義端點(diǎn)之間的鐘擺運(yùn)動來約束激光平面的范圍的裝置。這在需要可見激光光線時(shí)即在墻壁處是有利的，并且能夠連同線鎖定模式和濾光和/或聚焦調(diào)整組合使用。
[0032]可以以與已知的計(jì)算機(jī)游戲控制臺裝置的設(shè)計(jì)類似的方式提供激光接收器和/或激光器的輸入裝置?？梢蕴峁┌粹o、游戲桿或觸摸屏符號，從而指示基準(zhǔn)激光束的移動的方向和/或速度并且允許針對激光束調(diào)整的用戶輸入實(shí)現(xiàn)。在輸入命令的短激活時(shí)，響應(yīng)調(diào)整速度可以是慢的，但是輸入命令的較長的激活而提高。
[0033]在監(jiān)控、線鎖定、坡度鎖定、平面鎖定模式期間，能夠遇到激光接收器由于激光接收器的非常快速的非計(jì)劃移動而與激光發(fā)射器失去光學(xué)聯(lián)系。在這樣的情況下，由加速度傳感器與激光接收器的光電傳感器的組合所引起的、對激光接收器相對于激光平面的移動的方向進(jìn)行確定的可能性促進(jìn)激光接收器由激光發(fā)射器的搜索。特別地，促進(jìn)了激光束進(jìn)入激光接收器已離開激光平面所在的方向的重定向并且能夠被進(jìn)一步加速，即通過積極主動地提高激光束的旋轉(zhuǎn)速度。
[0034]如果激光發(fā)射器的控制單元設(shè)置有能實(shí)現(xiàn)激光束的重新定向的搜索功能性，則對丟失的激光接收器的搜索甚至可以是完全自動化的。搜索功能可以例如使得能夠自動提高激光束的旋轉(zhuǎn)速度和/或啟動所生成的激光平面進(jìn)入激光接收器離開激光平面的方向的傾斜和/或向上或向下移動。
[0035]激光接收器以及可選地同樣激光器可以進(jìn)一步設(shè)置有羅盤以用于促進(jìn)在方位角方向上對激光接收器的搜索，利用激光接收器通常相對于基準(zhǔn)激光束的方向在45°垂直角方向內(nèi)對準(zhǔn)。此外，可以應(yīng)用無線位置確定法，諸如GPS。此外，為了同時(shí)允許距離測量，激光接收器優(yōu)選地設(shè)置有距離測量裝置，通常然后設(shè)置有電子距離測量裝置。
[0036]用來確定激光接收器與激光發(fā)射器之間的精確距離的優(yōu)選方法是通過時(shí)間經(jīng)過法，其要求接收器定向與旋轉(zhuǎn)器適當(dāng)對準(zhǔn)。用來實(shí)現(xiàn)對準(zhǔn)的簡單方法在于以這樣一種方式改變接收器的定向，即測量的和向用戶指示的距離是最短的(接收器與傳入激光束正交/垂直)。用來確保接收器和激光發(fā)射器的對準(zhǔn)的其它方法在本領(lǐng)域內(nèi)已知。
[0037]知道了激光接收器和激光發(fā)射器之間的精確距離，確定接收器位置所需要的平面數(shù)能夠減少I (對于方程1、2以及3來說)。此外，減少確定接收器的位置和或定向所需要的平面數(shù)減少移動接收器的運(yùn)動不確定性。
[0038]知道精確方向和距離，立樁標(biāo)出應(yīng)用是可能的。
[0039]關(guān)于建筑工地的常常需要的信息是地面與激光接收器之間的距離，被稱作接收器的地面高度。通常，接收器的地面高度通過讀取安裝在測量桿的接收器的高度來測量。例如通過使用對準(zhǔn)地面的超聲設(shè)備或測距儀，已經(jīng)公開使地面高度測量自動化的許多系統(tǒng)。
[0040]使用根據(jù)本發(fā)明包括激光旋轉(zhuǎn)器和具有線性光電傳感器并且具有加速度傳感器的激光接收器的激光系統(tǒng)允許以另選方式確定地面高度。在接收器被安裝在使其底座在支點(diǎn)上可傾斜地固定于地面上的電桿情況下，確定地面高度意指確定標(biāo)記優(yōu)選地接收器的光電傳感器的零位置c到未知支點(diǎn)的距離。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的激光接收器的操作能夠被一般描述如下。激光接收器檢測旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)激光束擊中其光電傳感器。光電傳感器將由光照所引起的電輸出信號提供給激光接收器的電路，并且電路導(dǎo)出所檢測到的激光束與激光接收器的零位置之間的相對位置?；谶@個(gè)電路計(jì)算激光束和激光接收器的相對位置，特別是在激光接收器的零位置和基準(zhǔn)點(diǎn)不相同的情況下。激光接收器的加速度傳感器檢測激光接收器的任何移動，并且將指示所述移動以及指示所述移動的方向和加速度的電輸出信號提供給電路。電路對根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)并且啟動適應(yīng)于所述加權(quán)信息的自動化動作。
[0042]對根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息的加權(quán)能夠依賴于所選擇的/激活的操作模式和/或依賴于由用戶所選擇或者編程的加權(quán)準(zhǔn)則。
[0043]從而如果用于對根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)的準(zhǔn)則中的至少一些被提供為預(yù)先編程的一組準(zhǔn)則則是有利的。預(yù)先編程的準(zhǔn)則的這些集合能夠記錄，即在電路的存儲單元中或在連接或者至少可連接到電路的單獨(dú)的存儲裝置中。
[0044]以下操作模式中的至少一個(gè)能夠由用戶借助于適當(dāng)輸入裝置來選擇和/或激活:坡度鎖定模式、線鎖定模式、平面鎖定模式、跟蹤模式、束捕捉模式、激光控制模式。在模式后面操作的步驟在上面提到的美國專利中給出，并且被記錄在電路的存儲單元中或在連接或者至少可連接到電路的單獨(dú)的存儲裝置中。
[0045]由電路啟動并且適應(yīng)于加權(quán)信息的自動化動作能夠包括各種動作，即，生成根據(jù)光電傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的、指示所導(dǎo)出的所檢測到的激光束與激光接收器之間的相對位置的輸出信號并且將它發(fā)送到連接的輸出裝置；生成從光電傳感器的電輸出信號得到的、指示檢測到的激光束與激光接收器之間的所得到的相對位置的輸出信號并且根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號來校正所述輸出信號以及將該輸出信號發(fā)送到所連接的輸出裝置；向所連接的輸出裝置發(fā)送警告信號；向連接的輸出裝置發(fā)送命令“停止激光發(fā)射”。那些動作能夠依賴于加權(quán)準(zhǔn)則和/或所選操作模式逐個(gè)地或者組合啟動。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道哪些動作在哪些情形下有意義，使得所有可能的組合和依賴的具體描述不在本文中給出。
[0046]用來使用根據(jù)本發(fā)明的激光接收器的另一個(gè)方法是用于控制激光發(fā)送器，特別是旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器，其中，激光發(fā)射器具有用于接收通信信號的接收器并且激光接收器具有用于發(fā)送通信信號的發(fā)送器。激光接收器以預(yù)定方式移動，使得加速度傳感器將指示移動以及移動方向和移動加速度的適當(dāng)電輸出信號提供給電路或者給激光接收器的輸出裝置，特別是提供給用于向激光發(fā)射器的接收器發(fā)射加速度傳感器的電輸出信號或由電路所輸送的并且根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的“命令信號”的激光接收器的通信裝置。被連接到激光發(fā)射器的通信裝置并且設(shè)計(jì)成使傳入通信信號工作的激光發(fā)射器的控制單元正借助于其調(diào)整單元來調(diào)整激光發(fā)射器的功能。
[0047]將參照附圖中示意性地示出的可能實(shí)施方式的示例在下面對本發(fā)明進(jìn)行說明，在附圖中:
[0048]圖1示出發(fā)明的激光接收器的實(shí)施方式；
[0049]圖2示出包括發(fā)射基準(zhǔn)激光束的激光器和發(fā)明性的激光接收器的發(fā)明性的激光系統(tǒng)的實(shí)施方式；以及
[0050]圖3示出發(fā)明的激光系統(tǒng)的激光器。
[0051]圖4、圖5、圖6例示用于使用根據(jù)本發(fā)明的激光系統(tǒng)來確定地面高度的可能性。
[0052]圖1示出發(fā)明的激光接收器10的實(shí)施方式的例示圖。激光接收器10被設(shè)計(jì)用于檢測所述激光接收器10相對于基準(zhǔn)激光束22的相對位置(見圖2)，其中，激光束優(yōu)選地是由設(shè)計(jì)成在使所發(fā)射的激光束22旋轉(zhuǎn)時(shí)提供激光光平面23的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器所生成的旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)激光束。激光接收器10包括激光光電傳感器1，該激光光電傳感器I在這個(gè)示例中具有光敏元件2的線性陣列。光敏元件2當(dāng)被基準(zhǔn)激光束22照射時(shí)提供電輸出信號。應(yīng)與激光束對準(zhǔn)的零位置Z位于光敏元件2的線性陣列上。在所示出的示例中，零位置Z在線性陣列中心。然而它還能夠被不同地定位。激光接收器10進(jìn)一步設(shè)置有設(shè)計(jì)成當(dāng)激光接收器移動時(shí)提供電輸出信號的加速度傳感器4。電輸出信號指示移動本身以及這個(gè)移動的加速度和方向。光敏元件2和加速度傳感器4被連接到電路3，其被設(shè)計(jì)成計(jì)算并且使光電傳感器的電輸出信號和加速度傳感器4的電輸出信號相關(guān)。
[0053]本發(fā)明使得能夠相對于激光接收器10定位激光平面23，并且因此允許激光平面23相對于激光接收器10的調(diào)整實(shí)現(xiàn)。
[0054]特別地，激光接收器的電路3被設(shè)計(jì)成提供使來自加速度傳感器4的電輸出信號與來自光電傳感器I的輸出相關(guān)聯(lián)的相關(guān)信號。特別地，電路3被設(shè)計(jì)成從光電傳感器I的電輸出信號分別得到在所檢測到的激光束22及激光接收器10的零位置z與激光接收器10之間的相對位置。它被進(jìn)一步設(shè)計(jì)成對根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)并且設(shè)計(jì)成啟動適應(yīng)于所述加權(quán)信息的自動化動作。這些可能的動作之一是即得到的激光接收器和激光束的相對位置根據(jù)加速度傳感器的電輸出信號的校正。在非常大的或快速的移動情況下，自動化動作可以是向激光發(fā)射器發(fā)射的聲警報(bào)信號或停止命令，以停止激光發(fā)射器的另外的調(diào)整活動。
[0055]因?yàn)殡娐繁贿B接到輸出裝置6、7、8，即顯示器8以及在這個(gè)示例中擴(kuò)音器7和通信裝置6，所以用戶能夠通過顯示器8上的輸出或者通過聲信號而設(shè)置有根據(jù)電路3的計(jì)算的結(jié)果的信息。
[0056]此外，光電傳感器或加速度傳感器的原始電輸出信號或計(jì)算的結(jié)果以及由這個(gè)計(jì)算所得到的“命令”信號能夠借助于激光接收器的通信裝置6發(fā)射到像激光發(fā)射器、外部控制單元和/或計(jì)算機(jī)這樣的外部單元。通信裝置6優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程即無線通信，并且在這個(gè)實(shí)施方式中，它以用于接收和發(fā)送通信信號的收發(fā)器單元的形式給出。然而，常常可能實(shí)際上足以給激光接收器10提供用于僅發(fā)送通信信號的發(fā)送器單元。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，加速度傳感器4被設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器。因此能夠在三個(gè)不同的方向特別是空間方向上檢測激光接收器10的移動和/或加速度。這促進(jìn)激光接收器10相對于激光平面23的移動的方向的確定。
[0058]電路3能夠被設(shè)計(jì)為可編程的并且能夠設(shè)置有用于記錄程序步驟的集成儲存器或者像它在圖1中被示出的那樣，它被連接到集成在激光接收器10中的外部存儲單元80。作為另一個(gè)替代方案，像USB棒、外部硬盤等等這樣的外部存儲單元能夠借助于適當(dāng)?shù)倪B接器(未示出)連接到激光接收器10的電路3。在所示出的示例中操作模式(例如坡度(grade)鎖定模式、線鎖定模式、平面鎖定模式、跟蹤模式、束捕捉模式、激光控制模式)和預(yù)先編程的加權(quán)準(zhǔn)則可被記錄在存儲單元80中。借助于適合的輸入裝置8、9能夠分別選擇或者激活/去激活操作模式，并且能夠選擇預(yù)先編程的加權(quán)準(zhǔn)則。那些加權(quán)準(zhǔn)則可以是例如有關(guān)與移動方向有關(guān)或與移動方向無關(guān)的在預(yù)定時(shí)間內(nèi)激光接收器的移動加速度和/或移動速率和/或移動距離的閾值。另一準(zhǔn)則可以是有關(guān)依賴于激光接收器的確定移動和其它移動而計(jì)算的所確定的激光平面的定向的故障的閾值。并且另外的加權(quán)準(zhǔn)則能夠由用戶根據(jù)當(dāng)前要求編程。
[0059]根據(jù)所示出的實(shí)施方式，激光接收器10設(shè)置有顯示器8從而允許由操作人員5 (同樣見圖2)直接地從激光接收器10讀取信息。顯示器8在這個(gè)實(shí)施方式中被提供為觸摸屏顯示器8，使得能實(shí)現(xiàn)各種操作模式的選擇或激活/去激活以及選擇或者對加權(quán)準(zhǔn)則進(jìn)行編程和/或如果激光發(fā)射器設(shè)置有用于與激光接收器10進(jìn)行通信的裝置，則使能實(shí)現(xiàn)命令向其它單元或向激光發(fā)射器20的發(fā)送。
[0060]作為示例，激光接收器10及其電路3可以設(shè)置有設(shè)計(jì)成在顯示器8上在基準(zhǔn)激光束22相對于激光接收器10的調(diào)制期間向用戶提供關(guān)于激光接收器10的移動的信息的可激活的并且并且可去激活的束監(jiān)視功能性。為了激活這個(gè)功能性，能夠從觸摸屏顯示器8上的菜單8a選擇這個(gè)功能性，并且能夠通過使用《ok》按鈕Sb確認(rèn)選擇。
[0061]應(yīng)理解，用于命令啟動的觸摸屏輸入的設(shè)計(jì)的上述描述是僅僅是說明性質(zhì)的，并且為類似目的服務(wù)的任何等效實(shí)施方式被包括在本發(fā)明中。
[0062]圖2示出包括發(fā)射基準(zhǔn)激光束22的激光發(fā)射器20和如關(guān)于圖1上面所描述的發(fā)明的激光接收器10的發(fā)明的激光系統(tǒng)100的實(shí)施方式。特別地，激光發(fā)射器20被提供為設(shè)計(jì)成在時(shí)所發(fā)射的激光束22旋轉(zhuǎn)時(shí)提供激光光平面23的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器20。激光發(fā)射器20設(shè)置有通信裝置21，該通信裝置21被設(shè)計(jì)用于特別與激光接收器10的通信裝置6遠(yuǎn)程即無線通信。
[0063]因此，激光平面23響應(yīng)于激光接收器10相對于激光平面23的移動的調(diào)整可以是自動化的、需要一個(gè)人員5，或者是完全自動化的使得可以不需要操作人員。
[0064]作為這樣的激光系統(tǒng)100的一部分，如果激光接收器10設(shè)置有如圖1中所示出的輸入按鈕9a至9f則可能是有利的。能夠代替觸摸屏8或者除觸摸屏顯示器8之外提供這些輸入或命令按鈕9a至9f。命令或輸入按鈕9a至9f能夠像圖1中所示出的那樣布置于按鈕域9中。輸入按鈕9a至9f可以與功能性相關(guān)聯(lián)，所述功能性可以相當(dāng)于如上面所描述的觸摸屏顯示器8的功能性或者能夠涵蓋附加的功能性，它們同樣能夠用來瀏覽在顯示器上呈現(xiàn)的菜單。
[0065]在所例示的實(shí)施方式中，給出了用于瀏覽菜單的輸入按鈕:方向按鈕9b ;確認(rèn)按鈕9a ;用于依賴于在菜單中給出和在顯示器上示出的所選功能性而降低和提高即擴(kuò)音器的響度、顯示器的亮度/對比度、激光束的光線強(qiáng)度、激光束的旋轉(zhuǎn)速率等等的漸減按鈕9c和漸增按鈕9d ;用于使激光束聚焦和離焦的聚焦按鈕9e和離焦按鈕9f。
[0066]一般地，可以以與已知計(jì)算機(jī)游戲控制裝置的設(shè)計(jì)類似的方式提供激光接收器10和/或激光發(fā)射器的命令輸入裝置?？梢蕴峁┌粹o、游戲桿或觸摸屏符號，指示基準(zhǔn)激光束22的移動的方向和/或速度或旋轉(zhuǎn)激光束的旋轉(zhuǎn)速度的加速度或減速度，從而允許針對激光束調(diào)整的用戶輸入實(shí)現(xiàn)。在輸入命令的短激活時(shí)，響應(yīng)調(diào)整速度可以是慢的，但是隨著輸入命令的更長激活而提高。
[0067]圖3示出激光發(fā)射器20，特別是具有激光源70和用于以已知方式使所生成的激光束22旋轉(zhuǎn)的設(shè)備72的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器20。根據(jù)所示出的實(shí)施方式，激光發(fā)射器20設(shè)置有控制單元25，該控制單元25具有調(diào)整單元24以用于調(diào)整基準(zhǔn)激光束22的旋轉(zhuǎn)速度和/或由所發(fā)射的激光束22所生成的基準(zhǔn)光平面23的傾斜和/或由所發(fā)射的激光束22所生成的基準(zhǔn)光平面23的仰角和/或激光束22的焦點(diǎn)和/或激光輸出的強(qiáng)度。
[0068]出于聚焦和強(qiáng)度目的，激光發(fā)射器設(shè)置有可切換透鏡27、馬達(dá)控制的準(zhǔn)直透鏡28和/或另一可調(diào)整透鏡29，以用于變化基準(zhǔn)激光束22的聚焦或離焦。此外，能夠像由標(biāo)志30示例性地示出的那樣提供一個(gè)或多個(gè)可變?yōu)V光器。這樣的透鏡和濾光器單獨(dú)或者組合地在傳出束路徑上提供。它們是可調(diào)整的，即能夠通過遙控或者通過命令輸入使用激光發(fā)射器20的輸入裝置9’來調(diào)整激光束22的聚焦和離焦以及激光強(qiáng)度的漸增和漸減。
[0069]控制單元25被連接到激光發(fā)射器20的通信裝置21，從而特別地響應(yīng)于激光接收器10的光電傳感器I和加速度傳感器4的信號，允許調(diào)整與來自激光接收器10的通信信號的相關(guān)實(shí)現(xiàn)。特別地，與激光接收器10的移動以及激光接收器的移動的加速度和方向的相關(guān)被用于調(diào)整操作。那種方式即激光接收器10的側(cè)向、向上以及向下移動能夠被用作針對激光發(fā)射器20以得到激光束的側(cè)向、向上、向下調(diào)整的命令信號。激光接收器10的傾斜能夠被轉(zhuǎn)換成在由旋轉(zhuǎn)激光束22所生成的激光光平面23的相符方向上的相符傾斜。以定義的速度繞圈移動激光接收器10能夠調(diào)整激光束22的旋轉(zhuǎn)速度。此外在激光系統(tǒng)100中包括距離傳感器，激光接收器10向激光發(fā)射器20的移動能夠被轉(zhuǎn)換成激光束22的離焦，遠(yuǎn)離激光發(fā)射器20的移動能夠被轉(zhuǎn)換成激光束的聚焦或者反之亦然。僅存在激光調(diào)整通過激光接收器的移動的可能控制的幾個(gè)示例。在激光接收器10的移動與激光器20/激光束22的調(diào)整之間的另外的且不同的相關(guān)是可能的并且被同樣包括在本發(fā)明的范圍中。
[0070]有利地，如果失去激光接收器10與激光發(fā)射器20之間的光學(xué)聯(lián)系，則控制單元25進(jìn)一步設(shè)置有搜索功能性(未示出)，以通過激光束的重新定向來重定位激光接收器10。[0071 ] 激光發(fā)射器進(jìn)一步以已知方式設(shè)置有輸入裝置9’以用于直接地將調(diào)整命令給予給激光發(fā)射器20的控制單兀25。
[0072]為了精確地確定激光平面例如在建筑工地處的定向，知道激光接收器在地面上方的高度是有利的。如基于圖4所描述的那樣，根據(jù)本發(fā)明包括生成激光平面的激光發(fā)射器(尤其是包括形成為激光旋轉(zhuǎn)器的激光發(fā)射器或發(fā)射扇狀激光平面的線激光器)和具有線性光電傳感器并且具有加速度傳感器的激光接收器的激光系統(tǒng)允許容易地確定地面高度A。在接收器被安裝在使其底座在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G上傾斜地固定于地面上的桿上情況下，確定地面高度A意指確定標(biāo)記優(yōu)選地接收器的光電傳感器的零位置c到未知樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G的距離。
[0073]在激光平面勢水平面110 (零平面、水平平面)情況下，接收器的地面高度A能夠由以下步驟確定:
[0074]步驟1:在接收器在與激光束垂直的垂直定向上時(shí)，測量接收器高度Iv其中，高度h0是在激光接收器的光電傳感器的零位置c與在光電傳感器處由激光束22擊中的第一位置PO之間的距離。
[0075]步驟2:接收器高度Ii1在接收器繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G以角度α傾斜情況下的測量并且由集成加速度/傾角傳感器來確定角度α，其中，高度h是在激光接收器的光電傳感器的零位置c與由激光束22在接收器的這個(gè)傾斜定向上擊打的光電傳感器的第二位置Pl之間的距離。
[0076]能夠根據(jù)下式確定接收器在樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G上方的高度A (A = h0+R):
#、 1%+R
[0077]COS(CZ)=.--—
Iil+R
[0078]在激光平面是傾斜平面120情況下，例如在傾角β與水平面110有關(guān)情況下，激光接收器在地面上方的高度A能夠由以下步驟確定(見圖5):
[0079]步驟1:接收器在垂直定向時(shí)，測量接收器高度Iv
[0080]步驟2:在接收器繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G以角度α傾斜時(shí)，測量接收器高度Ii1和由集成傾角傳感器測量角度α。
[0081]步驟3:在接收器繞樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G以角度Y傾斜情況下，測量接收器高度h2和測量角度Y通過集成傾角傳感器。
[0082]能夠根據(jù)以下兩組方程來計(jì)算接收器在地面上方的未知高度:
[0083]方程組1:需要上面所描述的3個(gè)測量結(jié)果:
[0084]c = C1^C2
[0085]C12 = (h^R)2+ (h0+R) 2~2.(h0+R).(h^R).cos ( α )
[0086]C22 = (h2+R)2+ (h0+R) 2~2.(h0+R).(h2+R).cos ( Y )
[0087]c2 = (h2+R)2+ (h^R) 2_2.(h^R).(h2+R).cos ( ct + γ )
[0088]其中cl、c2分別是傾斜激光接收器在傾斜激光平面120內(nèi)的位置PO與位置P1、P2之間的距離。
[0089]方程組2:
h2 +R — Ii1+Λ
+ ^ ff) ιιλ{(lán)?" 一, 一 y)
2 2
K十R:: h + R
[0091],..,π
sin(— + 貞一 if) §ιιι(— 一 β、
1%+Λ — h2+R
[0092].π Ω

sin(— + β)
AmJL
[0093]能夠求解兩個(gè)方程系。
[0094]特別地，第二方程系得到:
[0095]Ii1.h2.sin ( α + y ) -h0.(h2.sin y +Ii1.sin a ) +
[0096]R.(OiAh2).sin ( a + y ) - (h0+h2).sin y - (ho+h^.sin a ) +
[0097]R2.(sin ( a + y ) -sin y -sin a ) =0
[0098]這是R的二次方程。如可以看到的那樣，β取消并且能夠直接求解該方程。
[0099]也能夠確定水平面110與傾斜平面120之間的傾角β。使用第二組方程的第一方程，能夠依照下式計(jì)算角度β
[0100]ten#=M￡zS±S^

(A, +1).sin γ
[0101]在接收器的位置處的已知角度β情況下，上面的方程能夠被用來檢查或者調(diào)整接收器的線性化/比例精度。另選地，知道角度β，第二組方程僅需要根據(jù)第二組的第二方程的2個(gè)測量結(jié)果。
[0102]還能夠反向使用這個(gè)方法。在接收器被放置在已知高度R情況下，能夠確定傾角α ο
[0103]當(dāng)接收器沿著發(fā)射器的坐標(biāo)軸(例如X軸或y軸)放置并且使用這個(gè)方法時(shí)，能夠確定在那個(gè)軸方向上的坡度角度。這允許非坡度激光器(例如，設(shè)置為手動模式在所選軸方向上具有測平的正常自測平激光器)的坡度的確定實(shí)現(xiàn)。
[0104]組合測量方法定位和地面高度確定，有可能通過測量接收器在它在與2個(gè)平米相結(jié)合的地面上的樞轉(zhuǎn)點(diǎn)G之上的傾角來測量線性接收器的3D坐標(biāo)(見圖6)。
[0105]步驟1:在第一激光平面相對于水平面具有第一傾角β I時(shí)(在第一平面是水平面β = O情況下)測量在截距Pi下接收器高度Si。
[0106]步驟2:在第二平面相對于水平面具有第二傾角β 2時(shí)測量接收器高度S2在截距Ρ2。
[0107]已測量到兩個(gè)平面的高度SI與S2之間的差A(yù)h并且知道兩個(gè)激光平面在接收器的位置處的傾角β、β’，能夠確定到發(fā)射器的距離d(發(fā)射器與具有兩個(gè)平面的接收器的截距P1、P2之間的三角完全由兩個(gè)角度β、β’以及高度S1、S2和高度的差A(yù)h來描述)。同樣地，采用已知三角幾何能夠確定到水平面的激光平面擊打接收器所在的高度SI和S2，而不用通過接收器使用以下方程知道發(fā)射器平面方程:
【權(quán)利要求】
1.一種激光系統(tǒng)(100)，該激光系統(tǒng)(100)生成高精確度的基準(zhǔn)激光光平面(23)，并且包括激光發(fā)射器和激光接收器， ?所述激光發(fā)射器(20)被設(shè)計(jì)成提供由發(fā)射的激光束(22)所生成的激光光平面(23)，并且包括控制單元(25)，該控制單元(25)連接到通信信號接收器(21)以與所述激光接收器(10)進(jìn)行通信； ?所述激光接收器(10)包括: □連接到所述接收器(10)的電路(3)的輸出裝置(6、7、8)，所述輸出裝置(6、7、8)包括用于與所述激光發(fā)射器(20)進(jìn)行通信的通信信號發(fā)送器(6)； □激光光電傳感器(I)，該激光光電傳感器(I)具有零位置(z)并且被設(shè)計(jì)成檢測所述激光發(fā)射器的激光束(22)以及當(dāng)被所述基準(zhǔn)激光束(22)照射時(shí)提供電輸出信號， □加速度傳感器(4)，該加速度傳感器(4)被設(shè)計(jì)成提供指示所述激光接收器(10)的移動以及方向和/或加速度的指不的電輸出信號， □所述電路(3)，所述電路(3)連接到所述輸出裝置(6、7、8)、所述光電傳感器⑴以及所述加速度傳感器(4)，并且被設(shè)計(jì)成根據(jù)所述光電傳感器(I)的電輸出信號導(dǎo)出所檢測到的激光束(22)與所述激光接收器(10)的零位置(z)之間的相對位置并且可選地基于此導(dǎo)出所述激光束和所述激光接收器(10)的相對位置，并且被設(shè)計(jì)成對從所述加速度傳感器(4)的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)以及啟動適應(yīng)于經(jīng)加權(quán)的信息的自動化動作，其特征在于 所述激光發(fā)射器(20)的控制單元(25)設(shè)置有調(diào)整單元(24)，并且被設(shè)計(jì)成(自動地)響應(yīng)于以所述接收器(10)的傳入通信信號的形式傳送的所述激光接收器(10)的移動來調(diào)整和/或重新調(diào)整由所述激光發(fā)射器所發(fā)射的所述激光平面，其中，所述傳入通信信號是由所述激光接收器(10)的電路(3)在對所述激光接收器(10)的加速度傳感器(4)的信息和/或所述激光接收器(10)的加速度傳感器(4)的電輸出信號進(jìn)行加權(quán)時(shí)所生成的信號，并且 ?其中，調(diào)整包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng): □由所發(fā)射的激光束(22)所生成的基準(zhǔn)光平面(23)的傾斜； □由所發(fā)射的激光束(22)所生成的基準(zhǔn)光平面(23)的仰角； □旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)速度； □所述激光束(22)的焦點(diǎn)； □所述激光的強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光接收器(10)， 其特征在于 所述接收器(10)的所述輸出裝置是包括以下各項(xiàng)的組中的至少一種:顯示器(8)、擴(kuò)音器(7)、形式為用于發(fā)送通信信號的通信信號收發(fā)器或用于接收并且發(fā)送通信信號的通信信號收發(fā)器的通信裝置(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器(20)是 ?設(shè)計(jì)成在使所發(fā)射的激光束(22)旋轉(zhuǎn)時(shí)提供激光光平面(23)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器，和/或 ?設(shè)計(jì)成提供扇狀激光光平面的線激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述加速度傳感器(4)被設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器，以在三個(gè)不同的空間方向特別是垂直的方向上檢測所述激光接收器(10)的移動或加速度。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器(20)和所述激光接收器兩者都設(shè)置有用于接收并且發(fā)送通信信號的通信收發(fā)器(21)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述電路(3)被設(shè)計(jì)成根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出所述激光接收器(10)的移動的速度和/或估計(jì)的結(jié)束位置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述電路(3)用各種可選擇的加權(quán)準(zhǔn)則預(yù)先編程和/或可由用戶借助于輸入裝置(8、8a、8b、9、9a、9b、9c、9d)對于所述加權(quán)準(zhǔn)則進(jìn)行編程；其中，預(yù)先編程的加權(quán)準(zhǔn)則優(yōu)選地來自至少包括以下各項(xiàng)的組:與所述移動方向有關(guān)或與所述移動方向無關(guān)的、關(guān)于所述激光接收器的移動加速度和/或移動速度和/或在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的移動距離的閾值和/或關(guān)于依賴于所確定的移動而計(jì)算出的所述激光平面的所確定的定向的故障的閾值。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述系統(tǒng)(100)被設(shè)計(jì)成以至少一個(gè)操作模式工作，其中，所述操作模式是至少包括以下各項(xiàng)的一組操作模式中的一項(xiàng):坡度(grade ?)鎖定模式、線鎖定模式、平面鎖定模式、跟蹤模式、束捕捉模式、激光控制模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8的激光系統(tǒng)(100)， 特征在于 根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息的加權(quán)依賴于所選擇的/所激活的操作模式。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述系統(tǒng)被以這樣的方式配置:由所述激光接收器(10)的電路(3)啟動并且適應(yīng)于經(jīng)加權(quán)的信息的所述自動化動作是來自至少包括以下各項(xiàng)的組的至少一種:生成根據(jù)所述光電傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的、指示所導(dǎo)出的所檢測到的激光束與所述激光接收器之間的相對位置的輸出信號并且將該輸出信號發(fā)送到所連接的輸出裝置；生成根據(jù)所述光電傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的、指示所導(dǎo)出的所檢測到的激光束與所述激光接收器之間的相對位置的輸出信號并且根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號來校正所述輸出信號以及將該輸出信號發(fā)送到所連接的輸出裝置；向所連接的輸出裝置發(fā)送警告信號；向所連接的輸出裝置發(fā)送命令“停止激光發(fā)射”。
11.根據(jù)從屬于權(quán)利要求8和9中任一項(xiàng)的權(quán)利要求10的激光系統(tǒng)(100), 其特征在于 依賴于所述加權(quán)準(zhǔn)則和/或所選操作模式，由所述激光接收器(10)的所述電路(3)啟動的所述自動化動作逐個(gè)地或者組合地啟動。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器(20)設(shè)置有以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng) ?可切換透鏡(27)， ?馬達(dá)控制的準(zhǔn)直透鏡(28)， ?液體透鏡(26)， 用于改變所發(fā)射的激光束(22)的聚焦或離焦。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器(20)設(shè)置有用于改變所發(fā)射的激光的強(qiáng)度的濾光裝置(30)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的激光系統(tǒng)(100)， 其特征在于 所述激光接收器(10)的所述電路(3)和/或所述激光發(fā)射器(20、20’)的控制單元(25)被設(shè)計(jì)成基于當(dāng)由所述激光發(fā)射器的激光束以所述激光接收器相對于地面的至少兩個(gè)不同的傾角照射時(shí)提供的所述激光光電傳感器(I)和所述加速度傳感器(4)的輸出信號來確定所述激光接收器(10)的地面高度(A、S1、S2)。
15.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所設(shè)計(jì)的激光系統(tǒng)的方法: ?所述激光接收器(10)檢測激光束(22)在其光電傳感器(I)上的入射，并且將由所述照射所引起的電輸出信號提供給所述激光接收器(10)的電路(3)； ?所述電路(3)導(dǎo)出所檢測到的激光束(22)與所述零位置(z)之間的相對位置，并且基于此導(dǎo)出所述激光束(22)和所述激光接收器(10)的相對位置， ?所述激光接收器(10)的加速度傳感器(4)檢測所述激光接收器(10)的任何移動，并且將指示所述移動并且指示所述移動的方向和加速度的電輸出信號提供給所述電路，?所述電路(3)對根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)，并且啟動適應(yīng)于經(jīng)加權(quán)的信息的自動化動作， 其特征在于 所述經(jīng)加權(quán)的信息被傳送到所述激光系統(tǒng)(100)的激光發(fā)射器(20)，并且所述激光發(fā)射器(20)的控制單元(25)借助于調(diào)整單元(25)響應(yīng)于以所述接收器(10)的傳入加權(quán)信息的形式傳送的所述激光接收器(10)的移動來調(diào)整和/或重新調(diào)整由所述激光發(fā)射器發(fā)射的所述激光平面，其中，所述傳入通信信號是由所述激光接收器(10)的所述電路(3)在對所述激光接收器(10)的加速度傳感器(4)的信息和/或所述加速度傳感器(4)的電輸出信號進(jìn)行加權(quán)時(shí)所生成的信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法， 其特征在于 在調(diào)整期間，調(diào)整來自所述激光發(fā)射器的功能的以下組的至少一項(xiàng)功能: ?由所發(fā)射的激光束(22)生成的基準(zhǔn)激光平面(23)的傾斜； ?由所發(fā)射的激光束(22)生成的基準(zhǔn)光平面(23)的仰角； ?旋轉(zhuǎn)構(gòu)造激光器的旋轉(zhuǎn)速度； ?所述激光束(22)的焦點(diǎn)； ?所述激光的強(qiáng)度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法， 其特征在于 適應(yīng)于經(jīng)加權(quán)的信息的至少一個(gè)自動化動作被執(zhí)行,其中，所述自動化動作是來自至少包括以下各項(xiàng)的組的一項(xiàng): ?生成根據(jù)所述光電傳感器(I)的電輸出信號導(dǎo)出的、指示所導(dǎo)出的所檢測到的激光束(22)與激光接收器(10)之間的相對位置的輸出信號并且將所述輸出信號發(fā)送到所連接的輸出裝置(6、7、8)； ?生成根據(jù)所述光電傳感器(I)的電輸出信號導(dǎo)出的、指示所導(dǎo)出的所檢測到的激光束(22)與激光接收器(10)之間的相對位置的輸出信號并且根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號來校正所述輸出信號以及將所述輸出信號發(fā)送到所連接的輸出裝置出、7、8)； ?向所連接的輸出裝置(6、7、8)發(fā)送警告信號； ?向所連接的輸出裝置(6、7、8)發(fā)送命令“停止激光發(fā)射”。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于 用于對根據(jù)所述加速度傳感器的電輸出信號導(dǎo)出的信息進(jìn)行加權(quán)的所述準(zhǔn)則由用戶從預(yù)先編程的一組準(zhǔn)則中選擇和/或由用戶編程。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于 由用戶從至少包括以下各項(xiàng)的組當(dāng)中選擇和/或激活操作模式:坡度鎖定模式、線鎖定模式、平面鎖定模式、跟蹤模式、束捕捉模式、激光控制模式。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的用于借助于激光接收器(10)來控制激光系統(tǒng)(100)內(nèi)的激光發(fā)射器(20)的方法，所述方法包括以下步驟: ?以預(yù)定方式移動所述激光接收器(10)； ?在所述激光接收器(10)的所述電路(3)中計(jì)算所述激光接收器(10)的加速度傳感器(4)的電輸出信號，所述電輸出信號指不所述移動以及移動方向和移動加速度； ?向所述激光發(fā)射器(20)的所述接收器(21)發(fā)送由所述電路(3)根據(jù)所述加速度傳感器(4)的所述電輸出信號導(dǎo)出的“命令信號”； ?基于所傳入的“命令信號”來調(diào)整所述激光發(fā)射器(20)的功能。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的用于借助于激光接收器(10)來控制激光系統(tǒng)(100)內(nèi)的激光發(fā)射器(20)的方法，所述方法包括以下步驟: 籲以預(yù)定方式移動所述激光接收器； ?向所述激光發(fā)射器(20)的所述通信信號接收器(21)發(fā)送所述激光接收器(10)的加速度傳感器的電輸出信號，所述電輸出信號指不移動以及移動方向和移動加速度； 借助于所述控制單元(25)將所述激光接收器(10)的所述加速度傳感器(4)的傳入的電輸出信號轉(zhuǎn)換成用于調(diào)整所述激光發(fā)射器(20)的功能的“命令信號”，并且基于所述“命令信號”來調(diào)整所述激光發(fā)射器(20)的功能。
【文檔編號】G01C15/00GK104169681SQ201380014356
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】C·L·E·迪穆蘭, 安東·克爾 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司