测量仪器的制造方法_2

文档序号:10440293阅读:来源:国知局
,因为例如从光学设备发射的穿过孔的光的部分相应于外部部分,而从光学设备发射的不穿过孔(即仍然在仪器内)的光的部分相应于内部部分。
[0021]在一些实施方式中,距离测量模块可包括光传输点和光接收点,且仪器还可包括中央单元、视准仪和基座。光传输点和光接收点可位于中央单元中。中央单元可安装在视准仪上用于绕着第一轴旋转,且视准仪可安装在基座上用于绕着与第一轴正交并交叉的第二轴旋转。
[0022]在一些实施方式中,至少一个光学设备可包括激光指示器,其可例如用于识别目标,即用于确定到目标的方向。测量仪器或测量仪器的任何主体或距离测量模块和光学设备被安装于的支持件可以被旋转,使得仪器光轴指向目标。
[0023]在一些实施方式中,至少一个光学设备可包括相机。特别是,相机具有可与旋转中心重合的入射光瞳。
[0024]在一些实施方式中,至少一个光学设备可包括投影仪。特别是,投影仪具有可与旋转中心重合的出射光瞳。
[0025]在一些实施方式中,至少一个光学设备可包括电子距离测量模块。因而产生的测量仪器于是包括两个距离测量模块。这两个距离测量模块可具有不同的特性。例如,提供较高的精确度但具有有限测量范围的用于执行距离测量的第一距离测量模块可安装成与仪器光轴对齐,而具有较低的精确度但具有较高测量范围(例如高达5km或更大)的第二距离测量模块可用作光学设备(具有相应于光学设备的光路的传输路径和接收路径)。
[0026]在一些实施方式中,仪器还可包括目标跟踪仪和伺服模块。目标跟踪仪可具有操作来区分开在测量仪器的附近区域中的至少一个特定目标与其它目标的检测模块和瞄准仪器光轴的伺服模块,使得特定的目标在距离测量模块的视场内。
[0027]在一些实施方式中,仪器还可包括具有与仪器光轴同轴的目镜光轴的光学目镜模块。
[0028]在本申请的上下文中,措词“测量仪器”可以用术语“全站仪“、“测量仪器”、“勘测单元”、“勘测仪器”、“大地测量扫描仪”或“大地测量仪器”可交替互换,反之亦然。本公开的目的在于提供具有提高了可靠性的测量仪器的至少一些实施方式,使得消除或至少降低对由于视差问题而引起的对补偿的需要。
[0029]要理解的是,可设想除了在上述实施方式中提到的光学设备以外的其它类型的光学设备。
[0030]本公开涉及在权利要求中和在前面的实施方式中列举的特征的所有可能组合。下面将借助于示例性的实施方式来描述本公开的各种实施方式的进一步的目的和优点。
【附图说明】
[0031]从下面参考附图描述的实施方式中,将更容易理解本公开的这些和其它方面和特征,其中:
[0032]图1示出的是在进行全站仪测量时具有视差的问题;
[0033]图2A和图2B示意性示出的是视差补偿的例子;
[0034]图3示意性示出的是根据一些实施方式的测量仪器的轴;
[0035]图4示意性示出的是测量仪器子系统;
[0036]图5A和图5B示意性示出的是根据一些实施方式的测量仪器子系统;
[0037]图6示意性示出的是根据一些实施方式的另一测仪器子系统;以及
[0038]图7示意性示出的是根据一些实施方式的另一仪器子系统。
[0039]如在附图中所示,为了说明的目的,元件和区的尺寸可能被放大,且因此被提供来说明实施方式的一般结构。通篇相似的参考数字指代相似的元件。
【具体实施方式】
[0040]现在将在后文中参考附图更充分地描述本实用新型,其中示出了示例性的实施方式。本实用新型然而可体现在很多不同的形式中,且不应被解释为限于在本文阐述的实施方式,这些实施方式而是通过示例的方式被提供的。
[0041 ] 图2A以3500示意性示出视差补偿的例子。仪器3502具有带有EDM轴的EDM 3504和带有非同轴激光指示器轴的激光指示器(LP)3506。当激光指示器轴有角度地移动以瞄准期望目标位置3510时,如在3515处指示的例如表示在LP和目标位置3510之间传输的光束,EDM轴也有角度地移动,如在3520处指示的,以瞄准假位置3525,因为LP 3506和EDM3504—起安装在同一结构(或仪器3502的主体)上。对与目标位置3510间隔开的假位置3525进行距离测量。在EDM轴和激光指示器轴之间的已知偏移3530与所测量的距离一起用于计算校正角3535。所计算的校正角3535用于调节EDM轴的目标,使得它指向期望目标位置3510处或附近,如在3538处指示的,而激光指示器轴瞄准与期望目标位置3510间隔开的位置3540,如在3542处指示的。如果目标条件是有利的,例如其中包含目标位置3510的表面3545是合理地平坦的且几乎正交于EDM轴,则单次校正尝试就可足够了。否则,在迭代过程中可能需要多次校正尝试,直到到期望目标位置的距离被测量出为止。
[0042]图2B以3550示意性示出类似于图2A的例子,其不同之处在于目标表面3555是不规则的。相似的项由相似的参考数字指示。当激光指示器轴瞄准期望目标位置3560时,如在3565处指示的,EDM轴瞄准与期望目标位置3560间隔开的假位置3570,如在3575处指示的。在EDM轴和激光指示器轴之间的已知偏移3530与所测量的距离一起用于计算校正角3580。所计算的校正角3580用于调节EDM轴的目标,如在3585处指示的,使得其指向期望目标位置3560处或附近,而激光指示器轴瞄准与期望目标位置3560间隔开的位置3590,如在3595处指示的。如果目标条件是不利的,例如其中包含目标位置3560的表面3555是不规则的和/或远远不正交于EDM轴,则可能需要多次校正尝试。如图2B所示,EDM轴的经调节的方向3585在该特定的迭代之后并不精确地瞄准在期望目标位置3560,从而需要另外的迭代。在最坏情况条件下,校正尝试可在相当大的时间内重复和/或可能不能稳定在期望目标位置上。随着处理资源和驱动电机用于重复地使仪器轴重定位,迭代过程消耗时间和电池功率。
[0043]测量仪器还可具有一个或多个相机。相机可用于察看场景,且操作员(或用户)可通过点击在相机图像中的特征来选择目标位置。仪器可计算EDM轴将被瞄准的方向以测量到选定目标位置的距离。在相机光轴和EDM轴是非同轴的情形下,可能需要多次校正迭代,如在图2B的例子中所示。
[0044]配备一个或多个相机的距离测量仪器具有下面的优点:出现在相机图像中的目标位置可相对于仪器中心被精确地测量。然而,如果EDM轴从相机光轴偏移且相机入射光瞳从仪器旋转中心偏移,则(I)需要转换处理来识别在相机图像中的所测量的目标位置,以及
(2)需要复杂的图像处理来将图像一起拼接成场景的全景图像。实际上,将在不同的方向使用非同心相机捕获的几个图像拼接一起,将在旋转仪器时由于相机的移位而引起视差效果。结果,位于不同距离处的物体将不被正确地拼接。虽然在仪器内的相机的放置可能是已知的并考虑了视差的补偿,但是更正确的补偿也将需要知道到场景中的每个物体的距离,这通常不是已知的和/或将需要额外的处理。当收集在场中的数据时,过多的处理对实时使用并不实际。
[0045]图3示意性示出可以是用于景观勘测的全站仪的测量仪器2100的轴。测量仪器2100包括基座2125、视准仪2115和中央单元2105。中央单元2105具有仪器光轴2110。中央单元2105安装在视准仪211
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