专利名称：水准标尺、用于所述标尺的水准确定设备、水准确定方法
技术领域：
本发明涉及一种用于平面测量、应用的测地电子水准仪。更具体地，本发明涉及一种与电子水准仪相结合使用的用于自动地确定校准位置(collimated position)的水准标尺(也称为水准尺)。该水准标尺包含有在纵向方向上排列的多个编码标记(symbol)块，每一个编码标记块都以确定的间隔来表示高度。
背景技术：
为了消除人类操作者的读数误差和加快测量过程，已经提出了各种方法，并且进行了以不同的方式来开发机器可读的条形码的尝试。
例如，专利文献US-A-5572009公开了一种对条形码进行编码的方法，其中由具有给定长度的P代码形成BP型代码，并且其半位和整位被交替地设置有亮标记和暗标记。
专利文献US-A-5742378公开了具有第一和第二(以及第三)刻度暗标记的准线(alignment)的条形码水准标尺，沿标尺的长度以恒定间距按顺序周期性地形成该准线。第一和第二标记的宽度在不同的循环周期中是可变的，而第三标记具有恒定宽度。
专利文献US-A-6167629和US-A-5887354公开了用于电子水准测量的水准标尺，其具有在沿水准标尺的纵向方向上彼此相邻设置的多个条形标记。
对于所有上述的水准条形码标尺，在近距离测量中，都可以通过检测条形标记的宽度尺寸来估计校准条形码部分的位置。标尺的纵向方向上的条形标记的宽度尺寸由多个整数表示。如果水准标尺和电子水准仪之间的距离变大，则图像接收器上的各个条形标记的图像变小。结果，难以辨别条形标记的精确尺寸。为此，US-A-5572009、US-A-6167629和US-A-5887354中公开的多种条形码之一应该被解释为用于近距离和远距离的整数的两种置换。在这些情况下，校准部分的位置估计是非常粗糙的。为了确定准确位置，在大尺寸区域中仍要求大量的交叉相关计算。对于US-A-5742378，在远距离测量中使用FFT(快速傅里叶变换)来计算标尺和电子水准仪之间的距离。此外，通过检测两个周期的条形标记的相位角来估计该校准部分的高度。为了获得准确的位置，也需要交叉相关计算。
用于电子水准测量的现有条形码是单色的。在上述条形码中，通过条的尺寸或条之间的间隔来对高度读数进行编码。因此，利用现有的单色条形码刻度，存在以下的缺点使用简单的解码算法和少量的计算步骤来估计水准标尺上的校准部分的位置(高度和距离)是非常困难的。
发明内容
根据第一方面，本发明提供了一种用于水准确定设备的水准标尺，该标尺具有沿其设置的由条形码标记表示的多个位置指示，该水准标尺的特征在于所述条形码标记中的至少一些是彩色条形码标记，该彩色用来对所述位置指示进行编码。
在优选实施例中，所述条形码标记被组织为多个第一条形码标记块和多个第二条形码标记块，每一个条形码标记块都提供位置指示；沿该标尺被第一块占据的长度小于沿该标尺被第二块占据的长度，由此第一块提供比第二块更精细的位置指示。
所述第一条形码标记块可以由单色和彩色的条形码标记形成。
所述第一块可以仅包括一个彩色条形码标记和至少一个单色条形码标记。
所述第二块可以完全由彩色条形码标记形成。
形成所述第二块的彩色条形码标记可以是也用于形成所述第一块的彩色条形码标记。
第二块可以由一个彩色条形码标记形成，该彩色条形码标记来自多个第一块中的每一个。
所述彩色条形码标记可以具有多个宽度值，并且所述第二块可以仅由具有相对较大宽度值的彩色条形码标记形成。
在优选实施例中，具有相对较大宽度值的任意三个连续的彩色条形码标记构成第二块。
所述彩色条形码标记可以具有两个可能的宽度值。
连续的第一块之间的间距可以是恒定的。
各个第二块可以仅由三个彩色条形码标记构成。
各个第二块优选地具有彩色条形码标记的唯一彩色序列或排列。
相邻条形码标记可以间隔从一组四个不同的固定间距值中选择的间距值。
任意四个相邻的条形码标记可以构成第一块，然后这些条形码标记沿水准标尺形成条形码标记的不间断序列。
第一块可以由三个单色条形码标记和一个彩色条形码标记构成。
单色条形码标记的宽度尺寸可以从宽度值的预定集合{Wx|下标x＝1，2，3，4…}中选择。
在颜色、宽度和相邻条形码标记之间的间距方面，各个第一块可以具有条形码标记的唯一序列。
各个第一块和/或第二块优选地相对于水准标尺或其倒置的任意其他部分处的块限定了唯一的图案，由此提供可由水准确定设备检测的表示标尺是被正常放置还是上下倒置放置的指示。
有利地，彩色条形码标记的颜色选自减色组品红色、青色、黄色或彩色组红色、绿色、蓝色，以使得能够进行最大程度的颜色识别。
条形码标记可以通过它们的颜色和/或宽度互相区别开，条形码块可以通过它们的条形标记的颜色排列、条形标记的宽度排列以及它们的条形标记之间的间距序列互相区别开。
各个第一块的长度优选地是恒定值，并且各个第二块的长度优选地是更大的恒定值。
所述第二块的彩色条形码标记之间的间距可以选自第一块的长度的整数倍的集合，以便通过这些间距的重叠调制，来增强这些组合间距的傅里叶分析中出现的频率线。
包括在第一块中的彩色条形码标记可以进一步提供该块的“开始”和“结束”的指示。
所述第一块的尺寸优选地被设置为可由位于预定距离内和位于预定距离处的水准确定设备辨别，并且所述第二块的尺寸优选地被设置为可由位于所述预定距离之外的水准确定设备辨别。
根据第二方面，本发明涉及根据第一方面的水准标尺的用于获得高度信息的应用，其中水准标尺被大致设置在垂直面中，由此所述条的相对位置表示高度值。
根据第三方面，本发明涉及一种适于与根据第一方面的水准标尺一起使用的水准确定设备，该水准确定设备包括-成像装置，用于获得相对于该成像装置位于一距离处的水准标尺的一部分的彩色图像，-处理装置，用于基于由所述条形码标记产生的彩色信息，沿所述水准标尺识别所成像部分的位置。
所述处理装置可用来选择性地从所成像部分内的第一块或第二块识别所成像部分的位置。
在优选实施例中-所述成像装置包括接收彩色条形码图像的彩色图像传感器；并且所述处理装置包括-标记/图案检测部分，用于检测所述水准标尺的颜色、间距和一系列条形标记；-存储器部分，用于存储所述条形标记的颜色序列、条形标记的宽度序列和所述条形标记之间的对应间距序列；以及-计算部分，用于通过将来自所述标记检测部分的检测信号与存储器部分中的条形标记的序列进行比较以找到匹配，来获得水准标尺上的校准部分的位置信息。
所述设备还可以包括用于在第一模式和第二模式之间选择性地进行操作的装置，在第一模式中，读取来自所成像的第一块的条形码信息，在第二模式中，读取来自所成像的第二块的条形码信息，所读取的信息被作为读数进行传送；于是当所成像的第一块可读时，该装置可以在第一模式下读取信息，而当所成像的第一块不可读时，在第二模式下读取信息。
所述水准确定设备还可以包括-用于存储第一块的沿水准标尺的实际长度和/或第二块的沿水准标尺的实际长度的装置，-用于确定所成像的第一块的图像的长度和/或所成像的第二块的图像的长度的装置，-用于存储用来产生所成像的第一块和/或第二块的光学系统的焦距值的装置，-用于基于所述实际长度的值、所成像的长度和所述焦距来确定所成像水准标尺到水准确定设备的距离的装置。
根据第四方面，本发明涉及一种特别适于与根据第一方面的水准标尺一起使用的水准确定方法，该方法包括以下步骤-获得水准标尺的一部分的彩色图像；-通过读取其中由所成像的第一块或由所成像的第二块表示的彩色信息，沿水准标尺识别所成像部分的相对位置。
所述方法还可以包括以下步骤根据第一模式和第二模式选择性地执行所述识别步骤，在第一模式中，读取来自所成像的第一块的条形码信息，而在第二模式中，读取来自所成像的第二块的条形码信息，所读取的信息被作为读数进行传送，以及当所成像的第一块可读时，在第一模式下产生读数，而当所成像的第一块不可读取时，在第二模式下产生读数。
优选实施例的目的是提供一种使用颜色对用于电子水准测量的条形码刻度进行编码的方法，以使得可以通过简单的解码算法使用该彩色条形码刻度来辨别不同的测量距离，从而得到快速的测量速度。
优选实施例的另一目的是提供一种用于在不同的测量距离处精确地进行电子水准测量的彩色条形码刻度。
优选实施例的另一目的是提供一种可以使用可减少所需计算量的简单解码算法来解码的彩色条形码。
在一个实施例中，水准标尺具有在沿水准标尺的纵向方向上彼此相邻设置的多个彩色条形标记块，其中该彩色条形码刻度由2种尺寸的彩色条形码块构成。小的条形码块被嵌入大的条形码块中；任意四个相邻的条形标记构成最小的条形码块，其中3个标记是黑色的而一个标记是彩色的；一个最小条形码块内的3个黑色条形标记的宽度尺寸是可变的；彩色条形标记的宽度具有两个值宽值和窄值；这些条形标记以4个恒定的间距被交替地设置；各个大的彩色条形码块都由3个相邻的宽彩色条形标记构成，这些宽彩色条形标记选自最小的条形码块内的彩色条形标记；这些彩色条形标记的颜色选自减色组(品红色、青色、黄色)；在一个大的彩色条形码块内，两个宽彩色标记之间的间距是可变的；任意一个彩色条形码块与选自水准标尺上的任意其他条形码部分的一个彩色条形码块不同；任意一个彩色条形码块与选自倒置的水准标尺上的任意其他条形码部分的一个彩色条形码块不同。
随着现在彩色印刷和彩色识别变得越来越普及和廉价，由于该彩色信息，在条形码标记中使用彩色信息是现实的和有益的。如果适当地使用，会有助于增加条形码的信息密度，使得能够快速地进行解码并且实现了条形码设计方面的灵活性。
在短距离测量中，至少一个条形码块在电子水准仪的视野(FOV)内。在FOV内的所有标记可以被辨别，以确定校准部分的位置。对于更远的距离，由于黑色条之间的小间距和电子水准仪的有限分辩率，而不再能够以确定的方式分辨小的条形标记。相反，对于较长的距离，大的条形码块设置有它们的颜色和适于在那些较大距离处辨别的大间距。两种尺寸的条形码块的特性简化了在不同距离处的位置辨别。此外，任意一个彩色条形码块与选自正立的或倒置的水准标尺上的任意其他部分条形码的任意彩色条形码块不同的事实，使得电子水准仪能够自动地确定水准标尺是被正确地正立还是被倒置。
在优选实施例中，与水准标尺相结合使用的电子水准仪包括彩色标记检测部分，用于检测水准标尺上的彩色条形标记块；存储器部分，用于预先存储条形块信息；以及计算部分，用于将在接收器上检测到的标记信号与存储器中存储的彩色标记块进行比较，以获得位置信息。
通过参照附图阅读仅给出非限制性示例的优选实施例的以下详细描述，将会更充分地理解本发明，并且本发明的优点将会变得明显，在附图中图1是示意图，示出了根据本发明的优选实施例，在不同(长、短)测量距离下，彩色条形码水准标尺和电子水准仪的设置；图2是说明性视图，示出了根据本发明优选实施例的彩色块条形码水准测量刻度的结构的一个示例；图3是根据本发明优选实施例的具有彩色图像传感器的电子水准仪的基本结构的框图；以及图4示出了根据本发明优选实施例的彩色条形码水准标尺的电子水准仪的信号处理过程。
具体实施例方式
根据优选实施例的水准测量系统包括水准标尺(也称为“标尺”)1和电子水准仪2，如图1至图3所示。在图1中，标号1表示根据优选实施例的水准标尺。术语“标尺”一般指其上可以实现如下所述的标记的任意细长的物理支撑件。在使用中，水准标尺1由电子水准仪2进行校准，以便沿该标尺测量校准位置的高度“h”。该标尺设置有沿水准标尺的纵向方向设置的彩色条形码块11和12。标号11和12分别指定相对较大的彩色条形码块和相对较小的彩色条形码块。术语彩色条形码块(或彩色块)是指其中至少一个标记(条)是彩色的条形码标记块。
沿标尺的高度信息由至少两个相邻的条形码标记的块来表示，此后称为“条形块”或简称为“块”，对于给定的块，该信息由通过条形进行了编码的数据组来表示，如下面说明。以类似于在量尺上以单位间隔标记的连续数字相同的方式，通过沿水准标尺或标尺的长度(纵向)方向的条形块相对于标尺的端部的相对位置来表示沿标尺的高度信息。
小的彩色条形码块12由3个相邻的黑色条形标记和一个彩色条形标记构成，这些条形标记以4个可能的不同固定(预设)间距值中的任意一个设置。在小的条形码块内，选自预定宽度值集合(集合{Wx|下标x＝1，2，3，4…})的任意3个相邻黑色条形宽度的排列可以确定特定的高度读数。小的条形码块内的彩色条形码标记的宽度尺寸具有以下两个可能值之一宽的宽度值，被指定为“wc1”；以及窄的宽度值，被指定为“wc2”。该彩色条形标记的可能颜色选自减色组品红色、青色和黄色(用于色调之间的最大间隔)，或选自其补集(红色、绿色和蓝色)。小的彩色条形码块的长度是恒定值“Ls”。
大的彩色条形码块11由3个相邻的宽彩色条形码标记构成。一个大的彩色条形码块内的两个彩色条形码标记之间的间距“L(x)”和“Lb-L(x)”是可变量。大的彩色条形码块的长度是恒定值“Lb”。
电子水准仪2包括具有自动光学倾斜补偿器和聚焦机构21的望远镜、彩色图像传感器22、目镜和标线片23、包括具有A/D(模数转换器)的微处理器的处理单元24、RAM型存储器和ROM型存储器、分束器25、显示器(液晶显示器)26以及键盘27，如图3所示。数字读数被打印在水准标尺1的背面，与由这些块给出的高度指示一致，以便操作者能够通过目镜和标线片23用他自己的眼睛读取该高度值。
如图3所示，电子水准仪2设置有具有自动光学补偿器和聚焦装置21的望远镜。水准标尺1的接收图像由分束器25分束并被发送给彩色图像传感器22。彩色图像传感器22将光学接收的水准标尺的图像转换为对应的电信号，将该电信号输出到处理单元24中。该电图像信号被A/D转换器转换为数字信号并存储在RAM中。该处理单元24识别条形码标记的颜色。对于大的彩色条形码块，处理单元24检测彩色标记之间的间距，并确定对应的条形块。对于小的彩色条形码块，处理单元24检测各个标记的宽度，并确定对应的条形块。处理单元24通过将条形块与预先存储在ROM中的列表值进行比较，来确定校准位置的高度“h”。该校准光学系统包括具有自动光学补偿器和聚焦机构21的望远镜、分束器25、目镜和标线片23。该成像光学系统包括具有自动光学补偿器和聚焦机构21的望远镜、以及分束器25和彩色图像传感器22。成像光学系统的光轴和校准光学系统的光轴被设置为互相重合，以使得水准标尺1上的校准位置与成像光学系统中的校准位置互相重合。
如图2所示，以四种恒定间距设置水准标尺1上的小彩色条形码块12内的条形标记。任意4个相邻条形标记的组(包括3个黑色标记和一个彩色标记)构成一个小的彩色条形块。用于这些彩色条形码标记的颜色选自减色组品红色、青色、黄色；用于彩色条形标记的宽度尺寸具有以下两个可能的值大的值，被指定为wc1；以及小的值，被指定为wc2。
小的彩色条形码块是用于对高度读数进行编码的最小单元。黑色条形标记的宽度选自预定的宽度值集合，其由集合{Wx|下标x＝1，2，3，4…}来标识。这些条形标记的序列被设置为使得选自彩色条形码刻度的4个相邻条形标记中的任意一种排列与从水准标尺的任意其他部分提取的4个相邻条形标记的任意排列不同。
水准标尺1上的大彩色条形码块11内的条形标记包括3个相邻的宽彩色条形标记。宽彩色条形标记之间的间隔“L(x)”和“Lb-L(x)”是可变的。水准标尺上的任意一个彩色条形码块与选自正立或倒置的水准标尺上的条形码刻度的任意其他部分的任意其他彩色条形码块不同。在水准标尺上以单位间隔设置彩色编码的高度标记块，以数字地表示高度。
通过引入两种尺寸的彩色条形码块，可以在不同的测量距离下简单且有效地进行解码。解码装置与上述检测器的输出相连，用于对所成像的编码标记进行解码，以形成数字高度信号。如图1所示，在短距离“d1”下，在电子水准仪2的视野(FOV)3内仅存在一个或多个小的彩色条形码块12。对于FOV 3内的小的彩色条形码块12，可以在短距离“d1”下辨别条形标记的颜色和宽度以及条形标记之间的间距。然后，通过所辨别的小的彩色条形码块12，可以确定水准标尺上的校准部分的位置。参照图3，在长距离“d2”下，由于电子水准仪2的有限分辨率，FOV 3内的条形标记的宽度，甚至小彩色条形标记的颜色可能太小或太模糊，而不能彼此区分开来。在这些情况下，通过辨别宽的彩色条形标记的颜色和宽彩色条形标记之间的间距，来识别大的颜色条形码块。然后，可以确定校准部分的位置。这些颜色选自减色组，因为在颜色空间中减色具有最大的识别度。在通过高度“h”和距离“d1”或“d2”的估计值对校准部分进行初始定位之后，微处理器24将通过条形码水准标尺1的检测图像和ROM中的所存储的基准条形码之间的交叉相关评估，在细化的搜索范围中寻找校准位置的高度“h”以及水准标尺1和电子水准仪2之间的距离的精确值。在显示器26上显示这些测量结果。在图4的流程图中示出了该数据处理过程。
该过程以预处理步骤S2开始，在该过程中，以数字形式获取并组织图像数据。在该步骤之后是彩色识别步骤S4，其中根据它们的基本颜色(品红色、青色、黄色)来识别校准图像的彩色条形标记。
接下来，该过程设法确定(步骤S6)该校准条形码块是否是大的条形码块11(参照图2)。
如果该校准图像不包含大的条形码块11，则该过程设法确定(步骤S8)它是否包括小的条形码块12，即，确定它是否具有用于对小的条形码块进行解码的可理解的图像信号。如果结果为否定，则该系统确定水准标尺在目标或范围之外(步骤S10)，并进行到表示该情况的结果显示步骤(步骤S12)。
如果该校准图像包括确定的条形码块，则系统从用于确定该条形码块是否为大的条形码块11的步骤S6，或用于确定该条形码块是否为小的条形码块12的步骤S8，进行到执行对该校准部分的位置的估计，以确定高度测量值(步骤S14)。然后，如果有必要，该系统进行到交叉相关寻找确定(步骤S16)，如下面的进一步说明。
由于在正立的或倒置的水准标尺上，任意一个彩色条形码块都与选自彩色条形码刻度的任意其他部分的任意一个彩色条形码不同，所以通过在不同的测量距离下辨别条形标记的宽度排列和/或条形标记之间的间距，和/或条形标记的颜色，可以自动地识别该标尺是正立还是倒置。
基于望远镜物镜的焦距f和用于小的彩色条形码块的检测恒定长度Ls，或用于大的彩色条形码块的恒定长度Lb，可以通过以下方程来估计水准标尺1和电子水准仪2之间的距离d1＝f(Ls/m1)或者d2＝f(Lb/m2) (2)其中m1和m2是恒定块长度Ls和Lb的焦平面上的对应图像长度。
权利要求
1.一种用于水准确定设备(2)的水准标尺(1)，所述标尺具有沿该标尺由多个条形码标记(11，12)表示的多个位置指示，所述水准标尺的特征在于所述条形码标记中的至少一些是彩色条形码标记，该彩色用来对所述位置指示进行编码。
2.根据权利要求1所述的水准标尺，其中，以第一条形码标记块和第二条形码标记块(12，11)来组织所述条形码标记，每一个条形码标记块都提供所述位置指示，其中，沿所述标尺(1)被所述第一块(12)占据的长度(Ls)小于沿所述标尺被所述第二块(11)占据的长度(Lb)，由此所述第一块提供比所述第二块更精细的位置指示。
3.根据权利要求2所述的水准标尺，其中，所述第一条形码标记块(12)由单色和彩色条形码标记形成。
4.根据权利要求3所述的水准标尺，其中，所述第一块(12)仅包括一个彩色条形码标记以及至少一个单色条形码标记。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述第二块(11)完全由彩色条形码标记形成。
6.根据权利要求5所述的水准标尺，其中，形成所述第二块(11)的所述彩色条形码标记是也用来形成所述第一块(12)的彩色条形码标记。
7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述第二块(11)由来自多个第一块(12)中的每一个的一个彩色条形码标记形成。
8.根据权利要求2至7中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述彩色条形码标记具有多个宽度值(Wc1，Wc2)，并且其中，所述第二块(11)仅由具有相对较大宽度值(Wc1)的彩色条形码标记形成。
9.根据权利要求8所述的水准标尺，其中，具有所述相对较大宽度值(Wc1)的任意三个连续的彩色条形码标记构成所述第二块(11)。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述彩色条形码标记具有两个可能的宽度值(Wc1，Wc2)。
11.根据权利要求2至10中的任意一项所述的水准标尺，其中，连续的所述第一块(12)之间的间距(Ls)是恒定的。
12.根据权利要求2至11中的任意一项所述的水准标尺，其中，各个所述第二块(11)仅由三个彩色条形码标记构成。
13.根据权利要求2至12中的任意一项所述的水准标尺，其中，各个第二块(11)具有唯一的彩色条形码标记的颜色序列或排列。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的水准标尺，其中，相邻的所述条形码标记分隔开从一组四个不同的固定间距值中选择的间距值。
15.根据权利要求2至14中的任意一项所述的水准标尺，其中，任意四个相邻的条形码标记构成所述第一块(12)，所述条形码标记沿所述水准标尺形成条形码标记的不间断序列。
16.根据权利要求2至15中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述第一块(12)由三个单色条形码标记和一个彩色条形码标记构成。
17.根据权利要求1至16中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述单色条形码标记的宽度尺寸选自预定的宽度值集合{wx|下标x＝1，2，3，4...}。
18.根据权利要求1至17中的任意一项所述的水准标尺，其中，在颜色、宽度和相邻条形码标记之间的间距方面，各个第一块(12)都具有条形码标记的唯一序列。
19.根据权利要求2至18中的任意一项所述的水准标尺，其中，各个所述第一块(12)和/或第二块(11)相对于所述水准标尺或其倒置的任意其他部分处的块都限定了唯一的图案，由此提供所述水准确定设备能检测的表示所述标尺是正常放置还是上下倒置放置的指示。
20.根据权利要求1至19中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述彩色条形码标记的颜色选自减色组品红色、青色、黄色，或者选自彩色组红色、绿色、蓝色，以使得能够进行最大程度的颜色识别。
21.根据权利要求1至20中的任意一项所述的水准标尺，其中，条形码标记通过它们的颜色和/或宽度而彼此区别开，而条形码块(11，12)通过它们的条形标记的颜色排列、条形标记的宽度排列以及它们的条形标记之间的间距序列而彼此区别开。
22.根据权利要求2至21中的任意一项所述的水准标尺，其中，各个第一块(12)的长度(Ls)都是恒定值，并且其中，各个所述第二块(11)的长度(Lb)都是更大的恒定值。
23.根据权利要求2至22中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述第二块(11)的彩色条形码标记之间的间距选自所述第一块(12)的长度(Ls)的整数倍的集合，以使得可以通过所述间距的重叠调制，来增强组合间距的傅里叶分析中出现的频率线。
24.根据权利要求2至23中的任意一项所述的水准标尺，其中，包括在所述第一块(12)中的彩色条形码标记还提供该块的“开始”和“结束”的指示。
25.根据权利要求1至24中的任意一项所述的水准标尺，其中，所述第一块(12)的尺寸被设置为使得能由位于预定距离内或位于预定距离处的所述水准确定设备辨别，并且其中，所述第二块(11)的尺寸被设置为使得能由位于所述预定距离之外的所述水准确定设备辨别。
26.权利要求1至25中的任意一项所述的水准标尺(1)的用于获得高度信息的用途，其中所述水准标尺被大致设置在垂直面中，由此所述条形的所述相对位置表示高度值。
27.一种特别适于与根据权利要求1至25中的任意一项所述的水准标尺一起使用的水准确定设备，该水准确定设备包括-成像装置(22)，用于获得相对于该成像装置位于一距离(d1，d2)处的所述水准标尺的一部分的彩色图像，-处理装置(24)，用于基于由所述条形码标记产生的彩色信息来识别所述成像部分沿所述水准标尺的位置。
28.根据权利要求27所述的水准确定设备，其中，所述处理装置可操作地选择性地根据所述成像部分内的所述第一块(12)或所述第二块(11)识别所述成像部分的位置。
29.根据权利要求27或28所述的水准确定设备，其中-所述成像装置包括接收所述彩色条形码图像的彩色图像传感器(22)；并且所述处理装置(24)包括-标记/图案检测部分，用于检测所述水准标尺的颜色、间距和一系列条形标记；-存储器部分，用于存储所述条形标记的颜色序列、条形标记的宽度序列和所述条形标记之间的间距的对应序列；以及-计算部分，用于通过将来自所述标记检测部分的检测信号与存储器部分中的条形标记的序列进行比较以找到匹配，来获得所述水准标尺上的校准部分的位置信息。
30.根据权利要求27至29中的任意一项所述的水准确定设备，该水准确定设备还包括用于在第一模式和第二模式之间选择性地进行操作的装置(22)，在所述第一模式中，读取来自所成像的第一块(12)的所述条形码信息，在所述第二模式中，读取来自所成像的第二块(11)的所述条形码信息，所述读取的信息被作为读数进行传送，当所述成像的第一块可读时，所述装置可操作地在所述第一模式下读取所述信息，而当所述成像的第一块不可读时，所述装置可操作地在所述第二模式下读取所述信息。
31.根据权利要求27至30中的任意一项所述的水准确定设备，该水准确定设备还包括-用于存储第一块的沿所述水准标尺(1)的实际长度(Ls)和/或第二块的沿所述水准标尺的实际长度(Lb)的装置(24)，-用于确定所成像的第一块的图像的长度(m1)和/或所成像的第二块的图像的长度(m2)的装置，-用于存储用来产生所成像的第一和/或第二块的光学系统的焦距值的装置，-用于基于所述实际长度值、所述成像长度(m1，m2)以及所述焦距来确定被成像的水准标尺相对于所述水准确定设备的距离的装置。
32.特别适于与根据权利要求1至25中的任意一项所述的水准标尺一起使用的水准确定方法，该方法包括以下步骤-获得所述水准标尺的一部分的彩色图像；-通过读取其中由所成像的第一块(12)或所成像的第二块(11)表示的彩色信息，识别所述成像部分沿所述水准标尺的相对位置。
33.根据权利要求32所述的方法，该方法还包括以下步骤选择性地根据其中读取来自所成像的第一块(12)的所述条形码信息的第一模式和其中读取来自所成像的第二块(11)的所述条形码信息的第二模式执行所述识别步骤，所述读取的信息被作为读数进行传送，当所述成像的第一块可读时，在所述第一模式下产生所述读数，而当所述成像的第一块不可读时，在所述第二模式下产生所述读数。
全文摘要
本发明提供了水准标尺、用于所述标尺的水准确定设备、水准确定方法。用于水准确定设备(2)的标尺(1)具有沿该标尺由条形码标记(11，12)表示的位置指示。所述条形码标记中的至少一些是彩色条形码标记，该彩色用来编码所述位置指示。以第一和第二条形码标记块(12，11)来组织这些条形码标记，每个块都提供位置指示，其中沿标尺(1)被第一块(12)占据的长度(Ls)小于沿标尺被第二块(11)占据的长度(Lb)，由此，第一块提供比第二块更精细的位置指示。第一条形码标记块(12)可由单色和彩色条形码标记形成，例如仅一个彩色条形码标记和至少一个单色条形码标记，而第二块(11)可完全由彩色条形码标记形成。本发明还涉及特别适于上述标尺的水准确定设备以及使用该标尺的方法。
文档编号G01D5/249GK1950672SQ200580014375
公开日2007年4月18日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年5月6日
发明者曾政东, 查尔斯·利奥波德·伊丽莎白·迪穆兰, 黄振强, 周克亮 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司