專(zhuān)利名稱(chēng)：接口的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在內(nèi)部器件和外部器件之間進(jìn)行通信的接口。
背景技術(shù)：
借助于諸如例如從美國(guó)7,430,068B2中已知的激光掃描器，可以光學(xué)掃描和測(cè) 量該激光掃描器的周?chē)h(huán)境。例如為了測(cè)量密閉的空間，可以用固定基座構(gòu)建激光掃描 器，或者例如為了測(cè)量隧道，可以在車(chē)輛上安裝激光掃描器。在后一種情況下，車(chē)輛穿 過(guò)隧道，因此導(dǎo)致螺旋掃描。在評(píng)估期間，激光掃描器的數(shù)據(jù)與關(guān)于車(chē)輛的線性移動(dòng)的 數(shù)據(jù)相結(jié)合，關(guān)于車(chē)輛的線性移動(dòng)的數(shù)據(jù)是例如通過(guò)相對(duì)于起到內(nèi)部器件作用的激光掃 描器是外部器件的器件來(lái)檢測(cè)的
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是基于對(duì)在引言中提及的類(lèi)型的接口進(jìn)行改進(jìn)的目的。根據(jù)本發(fā)明，借 助于包括權(quán)利要求1的特征的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。從屬權(quán)利要求涉及有利的配置。根據(jù)本發(fā)明的接口使得可以借助于控制信號(hào)使內(nèi)部器件的數(shù)據(jù)和外部器件的數(shù) 據(jù)同步。不僅為了利用控制信號(hào)的高速度，而且為了給控制信號(hào)提供更大量的信息，給 控制信號(hào)分配標(biāo)識(shí)序列，該標(biāo)識(shí)序列經(jīng)由總線傳輸，并且該標(biāo)識(shí)序列將控制信號(hào)分配給 特定的事件。然后，所述標(biāo)識(shí)序列相對(duì)于控制信號(hào)是同時(shí)還是以時(shí)間偏移的方式、即以 在先的或隨后的(延時(shí)的)模式進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)也是無(wú)關(guān)緊要的。也可以借助于總線上傳 遞的標(biāo)識(shí)序列預(yù)先定義操作模式。為了避免控制信號(hào)的沖突，盡管總線可以雙向使用， 但是優(yōu)選地，在內(nèi)部器件和外部器件之間提供每個(gè)方向上的一個(gè)各自的控制線。作為總 線，CAN(控制器局域網(wǎng))總線具有接口僅(精確地)需要兩個(gè)總線線路的優(yōu)勢(shì)。然而， 其它總線系統(tǒng)(USB(通用串行總線)等)也是可以的，如果適當(dāng)?shù)卦挘哂懈嗟目偩€ 線路。接口中的電源和地允許連接更少的外部器件，而無(wú)需專(zhuān)用電源。內(nèi)部器件可以是便攜式三維測(cè)量?jī)x器，特別是可以光學(xué)掃描和測(cè)量其周?chē)h(huán)境 的激光掃描器。外部器件可以是提供打算與內(nèi)部器件的數(shù)據(jù)方便地同步的數(shù)據(jù)的任何器件。如 果內(nèi)部器件是激光掃描器，那么外部器件提供輔助的數(shù)據(jù)，例如非光學(xué)數(shù)據(jù)或關(guān)于激光 掃描器的移動(dòng)的數(shù)據(jù)。如果在車(chē)輛上安裝激光掃描器，那么外部器件可以檢測(cè)車(chē)輛的(線性)移動(dòng)。車(chē) 輛可以在例如長(zhǎng)廳或隧道的開(kāi)放或密閉的空間中行進(jìn)。在開(kāi)放空間中，外部器件可以是 GPS(全球定位系統(tǒng))接收器。車(chē)輛可以在鐵路或公路上行進(jìn)。應(yīng)用的領(lǐng)域是公路測(cè)繪 或隧道檢查。因此，檢查的火車(chē)可以在具有大量隧道的鐵路線的山區(qū)上行進(jìn)，例如檢查 的火車(chē)自動(dòng)地行進(jìn)，并對(duì)鐵路檢查落下的石頭和對(duì)隧道墻檢查裂縫。


基于在附圖中示出的示例性實(shí)施例，以下更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1示出了接口的基本圖示，圖2示出了安裝在車(chē)輛上、具有根據(jù)本發(fā)明的接口的激光掃描器的示意圖，圖3示出了第一控制線上的控制信號(hào)的時(shí)間序列和CAN總線上的所述控制信號(hào) 的標(biāo)識(shí)序列，以及圖4示出了第二控制線上的控制信號(hào)的時(shí)間序列和CAN總線上的所述控制信號(hào) 的標(biāo)識(shí)序列。
具體實(shí)施例方式激光掃描器10被設(shè)置作為用于光學(xué)掃描并測(cè)量激光掃描器10的周?chē)h(huán)境的器 件。激光掃描器10具有測(cè)量頭12和基座14。測(cè)量頭12安裝在基座14上，作為可以圍 繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的單元。測(cè)量頭12具有鏡16，鏡16可以圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)，并且借助于鏡 16，激光束被發(fā)射到周?chē)h(huán)境中，并且接收反射信號(hào)。測(cè)量頭12的進(jìn)一步細(xì)節(jié)例如在美 國(guó)7,193,690B2和美國(guó)7,430,068B2中描述，各公開(kāi)通過(guò)引用被合并。基座14限定激光 掃描器10的固定參考系統(tǒng)。在激光掃描器10處，優(yōu)選地在基座14處，設(shè)置接口 20，例 如，該接口結(jié)構(gòu)上可以集成到基座14中。接口 20用于作為內(nèi)部器件的激光掃描器10與外部器件23的通信。除了硬件 夕卜，接口 20也被分配了通信協(xié)議。在示例性實(shí)施例中，接口 20具有六個(gè)終端，即(精 確地)CAN總線的兩個(gè)總線線路CANH (高)和CANL (低)、第一控制線SYNC_IN、第 二控制線SYNC_OUT、電源線VCC和地GND。CAN總線從汽車(chē)業(yè)(automotive sector)
已知并相應(yīng)地被特指。兩個(gè)總線線路CANH和CANL用于雙向數(shù)據(jù)傳送。為了增加傳 送速度，利用差分?jǐn)?shù)據(jù)傳送。兩個(gè)控制線SYNC_IN和SYNC_OUT用于單向數(shù)據(jù)傳送。在第一控制線SYNC_
IN上，激光掃描器10可以接收來(lái)自外部器件的控制信號(hào)(SYNC)。在第二控制線SYNC_ OUT上，激光掃描器10將控制信號(hào)(SYNC)輸出到外部器件。如果沒(méi)有專(zhuān)用的電源， 外部器件可以連接到電源線VCC (5V和上至500mA)。地GND可以不僅用于電源，而且 用于CAN總線和用于屏蔽。優(yōu)選地，激光掃描器10處的接口 20體現(xiàn)為插座，線纜25 的插頭可以插入該插座中。然后線纜25插入到另一端處外部器件23的相應(yīng)接口 20中。根據(jù)一個(gè)示例性操作模式，外部 器件23在特定的時(shí)間點(diǎn)將控制信號(hào)傳遞到激光 掃描器10的接口 20的第一控制線SYNC_IN上。激光掃描器10將接收到的控制信號(hào)實(shí)時(shí) 傳遞到激光掃描器10的數(shù)據(jù)流中，由此，該控制信號(hào)與所述數(shù)據(jù)流一起被存儲(chǔ)?？刂菩?號(hào)之后跟隨著標(biāo)識(shí)序列(或控制信號(hào)由標(biāo)識(shí)序列宣布)，該標(biāo)識(shí)序列被分配給控制信號(hào)， 并且外部器件23經(jīng)由CAN總線CANH、CANL、相對(duì)于控制信號(hào)接近瞬時(shí)地(但是，如 果適當(dāng)?shù)卦捯匝訒r(shí)方式)輸出該標(biāo)識(shí)序列。標(biāo)識(shí)序列包含關(guān)于控制信號(hào)代表什么事件的 信息。該事件可以是測(cè)量值(例如距離、角度或灰度級(jí)、或外部器件23的狀態(tài)消息)的 傳送。關(guān)于這方面沒(méi)有限制。激光掃描器10也將接收到的(如果適當(dāng)?shù)卦捯匝訒r(shí)方式) 標(biāo)識(shí)序列傳遞(如果適當(dāng)?shù)卦捯匝訒r(shí)方式)到激光掃描器10的數(shù)據(jù)流中，由此，該標(biāo)識(shí) 序列與所述數(shù)據(jù)流一起被存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)的評(píng)估期間，于是可以借助于標(biāo)識(shí)序列來(lái)識(shí)別控制信號(hào)，并且使控制信號(hào)與從測(cè)量頭12接收到的數(shù)據(jù)同步。例如，如果鏡16將激光束投射向測(cè)量頭12，或如果到達(dá)測(cè)量頭12的其它特定位 置，那么激光掃描器10可以相應(yīng)地在特定的時(shí)間點(diǎn)將控制信號(hào)傳遞到激光掃描器10的接 口 20的第二控制線SYNC_OUT上。外部器件23經(jīng)由線纜25接收該控制信號(hào)?？刂菩?號(hào)之后再次跟隨著標(biāo)識(shí)序列，激光掃描器10經(jīng)由CAN總線CANH、CANL輸出(如果 適當(dāng)?shù)卦捯匝訒r(shí)方式)該標(biāo)識(shí)序列。標(biāo)識(shí)序列再次包含關(guān)于控制信號(hào)代表什么事件的信 息，使得外部器件23可以識(shí)別控制信號(hào)，并使用該控制信號(hào)來(lái)同步其數(shù)據(jù)。如果打算接近瞬時(shí)地轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)量結(jié)果，那么所描述的、標(biāo)識(shí)序列跟隨著控制信號(hào) 的操作模式是特別有利的。分配給控制信號(hào)的標(biāo)識(shí)序列時(shí)間上在控制信號(hào)之前并宣布控 制信號(hào)的操作模式也是可能的。如果控制信號(hào)打算用來(lái)啟動(dòng)動(dòng)作，例如，數(shù)據(jù)記錄的啟 動(dòng)，則這種操作模式是特別有利的。操作模式(并且因此控制信號(hào)和標(biāo)識(shí)序列的時(shí)間分 配)本身可以由標(biāo)識(shí)序列來(lái)定義，即，在激光掃描器10和外部器件23(通?？偩€用戶)之 間進(jìn)行協(xié)商?？梢詫?duì)于一組事件預(yù)先定義協(xié)商的操作模式，或者標(biāo)識(shí)序列包含關(guān)于(在 前的或隨后的)控制信號(hào)的說(shuō)明。
在示例性實(shí)施例中，基座14安裝在車(chē)輛27上，并且外部器件23例如借助于車(chē) 輪位置的檢測(cè)用作車(chē)輛27的路徑檢測(cè)。車(chē)輛27和安裝在其上的激光掃描器10的這種布 置用于隧道檢查或公路測(cè)繪。測(cè)量頭12的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)和車(chē)輛27的線性移動(dòng)產(chǎn)生螺旋掃描。 借助于接口 20，外部器件23的數(shù)據(jù)(也就是說(shuō)車(chē)輛27的路徑檢測(cè))和激光掃描器10的 數(shù)據(jù)可以被同步，并且如果適當(dāng)?shù)卦捒梢员恍?zhǔn)。然而，外部器件23也可以是提供打算與激光掃描器10的數(shù)據(jù)方便地同步的數(shù)據(jù) 的任何其它器件。附圖標(biāo)記列表10 激光掃描器12 測(cè)量頭14 基座16 鏡20 接口23 外部器件25 線纜27 車(chē)輛CANH CAN總線線路高CANL CAN總線線路低SYNCJN 第一控制線SYNC_OUT 第二控制線VCC 電源GND 地
權(quán)利要求
1.一種用于在內(nèi)部器件(10)和外部器件(23)之間進(jìn)行通信的接口(20)，其特征 在于，用于雙向數(shù)據(jù)傳送的總線的兩個(gè)總線線路(CANH、CANL)和至少第一控制線 (SYNCJN),借助于所述第一控制線(SYNC_IN)，控制信號(hào)能夠從所述外部器件(23) 傳送到所述內(nèi)部器件(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口，其特征在于，所述總線線路(CANH、CANL)屬于 CAN(控制器局域網(wǎng))總線。
3.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，設(shè)置第二控制線(SYNC_ OUT),借助于所述第二控制線(SYNC_0UT)，控制信號(hào)能夠從所述內(nèi)部器件(10)傳送 到所述外部器件(23)。
4.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，設(shè)置的所述控制線(SYNC_ IN、SYNC_OUT)用作單向傳送。
5.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，所述內(nèi)部器件(10)將借助 于所述第一控制線(SYNC_IN)傳送的所述控制信號(hào)拾取到它的數(shù)據(jù)流中，并且將所述控 制信號(hào)與所述數(shù)據(jù)流一起存儲(chǔ)。
6.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，在設(shè)置的所述控制線 (SYNC_IN、SYNC_0UT)之一上的所述控制信號(hào)在所述兩個(gè)總線線路(CANH、CANL) 上被分配標(biāo)識(shí)序列，所述標(biāo)識(shí)序列包含關(guān)于所述控制信號(hào)代表什么事件的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接口，其特征在于，所述標(biāo)識(shí)序列相對(duì)于所述控制信號(hào)是時(shí) 間偏移的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的接口，其特征在于，所述內(nèi)部器件(10)將借助于所述 總線線路(CANH、CANL)傳送的所述標(biāo)識(shí)序列拾取到它的數(shù)據(jù)流中，并且將所述標(biāo)識(shí) 序列與所述數(shù)據(jù)流一起存儲(chǔ)。
9.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，定義控制信號(hào)和標(biāo)識(shí)序列 之間的時(shí)間分配的操作模式是借助于所述總線(CANH、CANL)來(lái)傳送的。
10.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，設(shè)置電源線(VCC)。
11.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，設(shè)置地(GND)。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的接口，其特征在于，設(shè)置便攜式三維測(cè)量?jī)x 器、特別是激光掃描器(10)作為所述內(nèi)部器件，所述接口(20)被分配給所述內(nèi)部器件 (10)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接口，其特征在于，所述接口(20)與其通信的所述外 部器件(23)被分配給車(chē)輛(27)，在所述車(chē)輛(27)上，安裝了被設(shè)置作為所述內(nèi)部器件 (10)的所述便攜式三維測(cè)量?jī)x器。
全文摘要
一種用于在內(nèi)部器件(10)和外部器件(23)之間進(jìn)行通信的接口(20)，包括用于雙向數(shù)據(jù)傳送的總線的兩個(gè)總線線路(CANH、CANL)，以及至少第一控制線(SYNC_IN)，借助于該第一控制線(SYNC_IN)，控制信號(hào)可以從外部器件(23)傳送到內(nèi)部器件(10)。
文檔編號(hào)G06F13/42GK102027459SQ200980117361
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者安德烈亞斯·迪特, 萊因哈德·貝克, 馬丁·奧西格 申請(qǐng)人:法羅技術(shù)股份有限公司