倾斜度指示设备和方法

专利名称：倾斜度指示设备和方法
技术领域：
本发明涉及使用激光束指示倾斜度(grade )。
背景技术：
用于指示倾斜度的激光束系统用在各种测量和建筑应用中。由倾斜度 指示设备发出的激光束能够用作诸如建筑现场的工作区域的倾斜度基准。
如果倾斜度指示设备的激光束发射器设置为使激光束在平面上旋转， 则旋转的激光束能够用于建立基准面作为二维工作区域的仰角 (elevational)基准。远离倾斜度指示设备设置的激光束检测器截取激光 束作为引导。激光束检测器可以例如安装在工具或机器上并引导建筑现场 的操作者或成形地形。例如激光束检测器由地上运动设备承栽以在工作区 域的各处确定正确的仰角。
如果激光束或基准面倾斜已知的倾斜角(grade angle)——例如相对 于水平方向或水平面(level plane )，倾斜度指示设备能够用于借助于激光 指示并成形各种斜坡，或去匹配或成形已有的地形。
可以想象对于长距离的具体倾斜度指示需要相对于基准面或基准方向 精细地调节激光束。最后，如果倾斜度是在激光束的水平面或水平方向的 ^出上指示的，倾斜度指示设备可以基于初始位置调节，其中激光束确切 地水平或旋转激光束应用中的基准面确实是水平的。从那里开始倾斜角被 调节至希望值，例如通过使用步进马达以及马达的各步和倾斜角之间的已 知关系。可选地激光的倾斜角可以直接通过使用附接至激光发射器的传感 器指示，传感器测量激光发射器的斜度。
尽管此种方法在较简单或小范围应用中工作良好，但是许多应用需要 的精确度不能由上述方法达到。例如，倾斜度指示设备不可以对于水平基
7准面设置在正确的初始位置，随着时间经过的温度变化可能导致曾经调节 过的角度，或者传感器的精度不够。这些影响导致所指示倾斜度的潜在大 偏差，特别是在较远距离的情况下。

发明内容
因此希望提供具有激光束调节的高精度倾斜角调节以及效率高的更好 操作性的倾斜度指示设备。
根据本发明的一实施例，倾斜度指示设备包括激光单元，其适于发 射激光束；倾斜度传感器，其附接至所述激光单元以提供与所述激光束相 对于激光角的倾斜角相对应的倾斜度输出值；水平传感器，其附接至所述 激光单元以指示所述激光束的水平角；以及机械单元，其适于调节激光束 的倾斜角使得所述倾斜度传感器提供希望倾斜度输出值。通过采用水平传 感器和倾斜度传感器能够获得改善的精度。
根据一个实例，设置控制器来发出指令指示所述机械单元调节所述激 光单元的倾斜角，使得所述激光传感器提供与所述激光束的水平角相对应 的预定水平输出值；获得所述倾斜度传感器在所述水平角处的倾斜度输出 值；以及在激光单元的希望倾斜角和所述倾斜度传感器在所述水平角处的 倾斜度输出值的基础上获得所述倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。
根据另 一个实例，所述激光单元的至少一部分是可转动的以沿着激光 面发射所述激光束；所述倾斜度输出值由两个输出值分量构成，并且其中 各输出值分量对应于与彼此基本垂直并限定所述激光面的x轴和y轴的其 中之一相关的 一个倾斜角分量；并且各所述倾斜度指示设备包括与所述轴 的至少一个相对准的视觉指示。因此倾斜度指示设备不仅可以使用激光束 指示倾斜角，而且适于在激光面旋转激光束以指示沿着x轴和y轴倾斜至 希望方向的基准面。
根据另一实例，所述控制器适于通过访问(access )保存倾斜度水平 传感器的多个倾斜度输出值和所述激光束的相应倾斜角的表的存储器而获 得所述希望的倾斜度输出值。采用预先准备的表能够减小工作中的计算量。根据另 一 实例，所述控制器适于在描述所述倾斜度水平传感器的倾斜 度输出值差和所述激光束的倾斜角差之间函数关系的相关函数的J^出上， 获得所述的希望倾斜度输出值。
才艮据另 一实例，所述控制器适于通过在与保存在所述表中并最接近所
插值而获得所述倾斜度传感器的所述希望倾斜度输出值。这样，所述表不 需要存储所有的可能倾斜角以及对应的倾斜度传感器输出值，而是可以使 用插值来估计表中没有的倾斜角。
根据另 一实例，设有温度传感器来检测所述倾斜度指示设备的环境温 度，以及如果温度变化超过预定的阈值则发出指示，命令重新调节零角
(zero angle )。因此，为了避免因为温度变化导致倾斜角的过大变化以及 激光束或激光面的过大变化，重新调节倾斜度指示设备。
根据另 一实例，设有位置传感器来检测所述倾斜度指示设备的位置， 以及如果位置变化超过预定的阈值则发出警报。
根据另 一 实例，设有将在激光面为水平的情况下的水平传感器输出值 限定为限定所述零角的水平输出值。
根据另一实例，为了在操作期间重新调节所述零角，所述控制器适于 对所述机械单元发出指令以调节所述激光单元的倾斜角，从而所述水平传 感器提供限定所述零角的水平输出值以及其后发出指令命令所述机械单元 再次调节所述激光单元的倾斜角到所述倾斜度传感器提供希望倾斜度输出 值的位置。
根据另 一 实例，所述控制器适于在保存所述表的存储器中记录与外部 所述已知倾斜角相对应的多个倾斜度输出值，例如用于工作期间的后来基 准的表的初始记录。
根据另一实例，所述控制器适于在保存所述表的存储器中记录与对应 于x轴和对应y轴的外部设置的已知倾斜角分量相对应的多个倾斜度输出值。
根据另一实例，所述倾斜度传感器包括重力传感器。进一步地，根据另 一 实例所述水平传感器包括检测流体中气泡
(bubble)位置的检测器。
根据本发明的另一实施例，用于指示倾斜度的方法包括从激光单元 发射激光束；通过附接至所述激光单元的倾斜度传感器提供倾斜度输出值， 所述倾斜度输出值与所述激光束相对于水平角的倾斜角相对应；通过附接 至所述激光单元的水平传感器单元指示所述激光束的水平角；以及通过机 械单元调节所述激光束的倾斜角使得所述倾斜度传感器提供希望输出值。
根据另一实施例提供一种包括适于使得数据处理装置执行所述方法步 骤的程序。
根据另 一 实施例提供一种计算机可读介质，其中含有所述程序。 一种计算机程序产品可以包括所述计算机可读介质。
根据另一实施例提供包括所述倾斜度指示设备的光学仪器。
本发明的其它有利实施例在进一步的权利要求中公开。


图l说明根据本发明一实施例的倾斜度指示设备的元件；
图2说明根据本发明 一实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤；
图3说明根据本发明一实施例的倾斜度指示设备的元件，特别地示出 在基准面上发出旋转激光束的倾斜度指示设备；
图4示出根据本发明另一实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤，特 别地示出用于在正常操作期间指示倾斜度的步骤；
图5示出根据本发明另一实施例的用于指示倾斜度的步骤，特别地示 出获得倾斜度输出值差用于调节倾斜度水平传感器的实例；
图6A、 6B、 6C示出根据本发明一实施例的倾斜度输出值和倾斜角值 对的表的实例，以调节倾斜度水平传感器而提供希望的输出值；
图7示出根据本发明另一实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤，特 别地示出用于记录倾斜角和倾斜度输出值对的表的步骤；
图8示出根据本发明另一实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤，特别地示出基于温度变化而再调节；
图9示出根据本发明另一实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤，特 别地示出用于检测位置改变超过阈值的步骤；以及
图IO示出根据本发明另一实施例的倾斜度指示设备的元件。
具体实施例
下面参考附图1和10说明所述实施例。 图1示出根据本发明一实施例的倾斜度指示设备的元件。 所述实施例中的倾斜度指示设备使用相对于基准方向或水平角以希望 倾斜角发出的激光束。所述实施例使用倾斜度传感器和水平传感器的组合 用于确定水平角度和关于或相对于所述水平角度的倾斜角。在一个实例中， 通过采用水平传感器和倾斜度传感器， 一旦水平角度已经调整，通过使用 水平传感器来指示激光束的水平角度以及使用倾斜度传感器来指示激光束 的倾斜角，能够获得改善的精度。然后机械单元能够用于调节倾斜角，从 而获得对应于倾斜角的希望倾斜度输出值，这样依赖于倾斜度传感器的输 出来调节倾斜角。这样，为了调节水平角度，采用水平传感器来提供预定 的水平输出值，使用例如水平传感器的高精度水平指示。获得在水平角度 的倾斜度输出值后，采用例如倾斜度传感器的高精度相对角度指示，能够 以高精度调节倾斜角。
更精确地，图1示出总体以标号100示出的倾斜度指示设备，其包括 激光单元110以发射激光束111。倾斜度传感器120附接至激光单元以提供 相应于激光束相对于水平角度的倾斜角，并且水平传感器130附接至激光 单元以指示激光束的水平角度。
设置机械单元140来调节激光束的倾斜角从而倾斜度传感器提供希望 的倾斜度输出值。可以设置处理单元150来获得倾斜度传感器和水平传感 器的输出值，并向机械单元140发出适当的指示。
在示出的实施例中，倾斜度传感器120和水平传感器130附接至激光 单元110，以确保倾斜度传感器和水平传感器的输出值与激光单元110发
ii出的激光束111为固定的关系。
根据本实施例，倾斜度传感器120和水平传感器130的组合用于以高 精度对激光单元调节水平角度，以及用于通过使用倾斜度传感器120而在 水平传感器提供的水平角度的基础上计算倾斜角。例如，可以获得这样的 水平传感器，其以高精度提供对应于激光单元和激光束的完全水平方向或 水平方向的水平信号，并且从而能够有利地用作水平传感器130。
此外，可以获得这样的倾斜度传感器，其以高精度提供对应于倾斜角 改变的输出值变化，从而适于基于倾斜度水平传感器输出值关于倾斜角的 变化的已知相对变化而调节倾斜角。由于倾斜度传感器不可以提供对应于 例如激光束或激光面的完全水平的水平位置的精确水平角度，由水平传感 器130提供水平角度，并且然后基于倾斜度传感器的输出值调节由水平传 感器提供的关于水平角度的相对角度。
大致地说，水平传感器130可以提供高精度的水平角度，而倾斜度传 感器120可以提供高的相对精度——尽管绝对精度低。将具有高精度水平 角度指示的水平传感器与具有关于从水平传感器的输出确定的水平角度的 高精度相对倾斜角指示的倾斜度传感器相结合，能够提供具有改善精度的 倾斜度指示设备。
如果例如已知倾斜度传感器提供对应于倾斜角已知变化的例如电压的 输出值的已知变化，如果倾斜度传感器的输出值的变化和倾斜角的变化之 间的函数关系或对应关系是已知的，则通过使用来自水平传感器的水平角 度的指示，可以精确调节倾斜角。例如，倾斜度传感器在水平传感器提供 指示所述水平角度的预定输出的位置处的输出值作为基准值，然后调节倾 斜度指示设备，从而倾斜度传感器提供输出值，示出与在水平角处的倾斜 度传感器的特定希望差，其对应于相对于水平角的激光束的倾斜角。
如果倾斜度传感器的输出值随着倾斜角线性变化，该方法工作特别良 好，然而可以存在其它函数关系，其中希望倾斜角能够使用所述函数关系 转化为希望的倾斜度传感器输出值。
下文描述了在图1所示的倾斜度指示设备IOO的构成元件的实例。注意，下述构成实例仅仅是实例而不应理解为对本发明的限制。
根据一个实例，倾斜度指示设备100包括在图1中未示出的壳体，所 述壳体保持设备的构成元件，即激光单元110、倾斜度传感器120、水平传 感器130、机械单元140以及处理单元150和可能的其它单元，诸如用于 进行指示的指示设备或使用者设置激光束希望倾斜角的单元，例如显示器 和设置希望倾斜角的调节按钮。
为了能够调节激光束lll的倾斜角，激光单元和附接的倾斜度传感器 120和水平传感器130至少应该安装成可枢转的，倾斜角对应于希望倾斜 角并且由机械单元140控制。例如，激光单元和倾斜度传感器120与水平 传感器130能够枢转地安装在壳体的上部内，并且由机械单元140驱动且 没有在图1中示出的机械结构呈现为绕着枢转点倾斜或旋转激光单元和传 感器。例如激光单元以及进而激光束可以相对于水平角枢转+/-10度或其它 范围——取决于机械单元140的特性。
为了允许激光束111透出壳体，激光束能够穿过的上部透光壳体组件 可以集成在壳体中。例如，壳体的光壳体组件可以包括高光学性能的四块 直立的平坦透明玻璃片，所述四块玻璃片在其侧边缘表面处结合在一起， 以形成方形截面。所述玻璃片的下边缘可以安装于在壳体上缘内形成的凹 部内，而玻璃片的上边缘安装于在壳体顶盖内形成的凹部内。这将允许激 光束沿任何方向射出。可选地，如果激光束仅仅需要沿一个方向射出，则 单片玻璃片就足够了。
激光单元110可以是测量领域使用的任何类型激光单元，诸如沿着竖 直方向将激光束发射至棱镜或反射镜装置将激光束转化至水平方向，以获 得小型的倾斜度指示设备。激光单元在一个实例中包括带有至少一个安装 构件的壳体，所述安装构件用于可旋转地安装在倾斜度指示设备100的壳 体内。
水平传感器130固定至激光单元，优选地使得即使随着时间的经过， 不会出现激光单元相对于水平传感器的相对位置的偏移。类似地，倾斜度 传感器120固定至激光单元，优选地至少随着时间的经过稳定至水平角的下一次重新调整。
水平传感器130可以是现有技术的任何水平传感器，例如，水平传感 器130由检测流体中气泡位置的传感器——例如使用红外线发光器和传感 器、光敏二极管，用于检测玻璃瓶中的气泡。然而，注意，任何其它传感 器可以用作水平传感器，只要该传感器能够精确提供对应于水平角度的输 出信号。如果例如图1中指示的方向112械j人为构成水平方向，优选地， 水平传感器设置为使得其不变且重复地提供对应于所述水平角或水平方向 的输出信号。例如，水平传感器能够设置为使得在所述水平角水平传感器 提供最大输出信号或任何其它预存的限定输出信号。
倾斜度传感器120可以由用于基于重力而检测倾斜度传感器位置的重 力传感器构成。然而，明确地指出，其它传感器可以提供为或用作倾斜度 传感器120,只要该传感器能够提供适当高的精度用于相对于水平角调节 倾斜角。所述倾斜度传感器在一个实例中提供根据对应于倾斜角的已知函 数变化的输出值，从而用于调节希望倾斜角的倾斜度传感器能够被调节， 使得倾斜度传感器提供已知的希望输出值，即激光单元能够被旋转直到倾 斜度传感器提供对应于希望倾斜角的希望输出值。
机械单元140在一个实例中固定至倾斜度指示设备100的壳体，并且 包括在图1中为示出的机械机构，用于使激光单元和倾斜度和水平传感器 绕枢轴点倾斜。例如，机械单元包含步进马达用于转动激光单元，且步进 马达的每一步对应于倾斜角增量，从而通过累计步进马达的步数能够基于 倾斜度传感器的输出调节倾斜角。步进马达可以旋转心轴用于实现激光单 元绕枢转点的运动和旋转。尽管机械单元在一个实例中附接至倾斜度指示 设备100的壳体，但是机械单元在其它实例中安装在激光单元处。
处理单元150可以是倾斜度指示设备的任何类型的中央处理单元或微 控制器，以基于倾斜度传感器和水平传感器的输出值将指令发给机械单元 140。例如，处理单元150读取来自倾斜度传感器的对应于激光束相对于水 平角的倾斜角的倾斜度输出值，以调节激光束的倾斜角，使得倾斜度传感 器提供希望输出值。此外，处理单元在一个实例中指令机械单元调节激光束的倾斜角，使水平传感器指示激光束的水平角作为用于基于倾斜度传感 器的输出值而操作机械单元的基准点，用于调节希望倾斜角。
尽管处理单元150可以设置为连接至倾斜度传感器和水平传感器及机 械单元的分离实体，在替代实施例中也可以的是，倾斜度传感器、水平传 感器和机械单元集成提供处理单元150的功能的控制元件。
处理单元可以基于存储在未示出的存储器内的程序而运行，当程序栽 入至处理单元时，所述程序使得处理单元执行所述功能。可选地或者另外，
行，例如使用特定的集成电路。
下面，将参考图2说明本发明的另一实施例。
图2示出根据本发明实施例的用于指示倾斜度的方法的步骤，例如使 用图1所示的倾斜度指示设备，然而，图2不限于此。图2示出在倾斜度
的方向的步骤。
在第一步骤200中，激光束从诸如激光单元110的激光单元发出，激 光单元具有附接至其上的诸如图1中倾斜度传感器120的倾斜度传感器和 诸如图1中水平传感器130的水平传感器。激光束可以发射至单个方向或 者激光单元可以旋转以在激光面发射激光束。
在步骤201中，由水平传感器指示激光束的水平角。从而，水平传感 器，优选具有高精度的水平指示，提供或限定水平角作为倾斜度传感器的 基准及获得希望倾斜度输出值。
在步骤202中，倾斜度传感器提供对应于激光束相对于由水平传感器 指示的激光束水平角的倾斜角的倾斜度输出值。换句话说，倾斜度传感器 例如基于前述函数关系，通过对应于相对于水平角的激光束倾斜角的差值 提供在水平角处从倾斜度传感器的输出值偏离的倾斜度输出值。
在步骤203中，由例如机械单元140的机械单元调节激光束的倾斜角， 从而倾斜度传感器提供对应于希望倾斜角的希望倾斜度输出值。能够通过 改变激光束的倾斜角并观察倾斜度传感器在变化期间的输出直到检测到希望倾斜度输出值为止而执行调整步骤。
图2示出执行用于指示水平角的步骤，所述执行通过使用水平传感器 以及通过在由水平传感器提供的水平角的基础上使用倾斜度传感器来调节 倾斜角而进行，允许以高精度调节激光束的倾斜角。因为倾斜角能够通过 调节激光束的取向直到获得希望倾斜度传感器输出值位置而简单地调节， 所以简单的倾斜度指示变得是可能的并且获得高的总产率。
下面参考图3说明本发明的另一实施例。
图3示出根据本发明另一实施例的倾斜度指示设备的元件，特别地示 出通过旋转激光束提供基准面的倾斜度指示设备。尽管图l示出的倾斜度 指示设备例如允许相对于诸如水平方向的一个方向进行调节倾斜角，图3 使得能够通过分别地设置两个倾斜角分量而进行双重倾斜度调节，以限定 激光面在两个方向的倾斜或倾斜度。
图3大致示出倾斜度指示设备300，包括激光单元310，其中激光单元 的至少一部分可以旋转以在激光面367发射激光束。激光单元310在一个 实例中产生在平面内旋转的激光束——通过大致向上发射激光束并然后在 反射镜或五棱镜组件中使其改变方向90度。五棱镜组件在一个实例中包括 一对反射镜以产生双反射并且被绕着竖直轴线旋转，如果倾斜度指示设备 处在竖直位置，在投射装置内导致水平光束旋转，限定激光面。所述激光 面可以相对于水平或水平方向倾斜特定的倾斜角，由此提供倾斜的激光面， 如图3所示。例如，激光面相对于由优选彼此垂直的x轴和y轴限定的基 准面倾斜。在一个实例中，x轴和y轴构成的基准面是水平的，即水平的。 注意，然而可以限定基准面的任何其它水平角度，例如x轴和y轴中的一 个是在竖直方向上。
基准面367，类似于图1的基准方向112，由水平角度的激光束限定， 即在水平传感器提供对应于水平角的输出信号时的角度。
通过借助于旋转激光束提供激光面而增加的一个自由度，倾斜角包括 与x轴和y轴之一相关的两个倾斜角分量。在一个实例中，激光面相对于 x方向的倾斜由箭头365指示，相对于y方向的倾斜由箭头366指示。类似地提供水平角的水平传感器具有两个水平角分量。
相应地，倾斜度传感器320提供由两个倾斜度输出值分量构成的倾斜 度输出值，并且水平传感器330提供具有两个水平输出值分量的水平传感 器输出值。
分别提供两个输出值分量的倾斜度传感器或水平传感器可以通过设置 彼此垂直的——优选地与X轴和y轴对准的两个倾斜度传感器或水平传感 器元件而得到。
各倾斜度输出值分量对应于与限定激光面的x轴和y轴之一相关的一 个倾斜角分量。尽管x轴和y轴可以设置为彼此垂直，但是x轴和y轴的 其它取向也是可行的。
本实施例中的水平传感器具有两个感测方向用于指示与两个水平角分 量对应的水平输出值。类似地，本实施例中的倾斜度传感器具有两个感测 方向用于指示与两个倾斜角分量对应倾斜度输出值。倾斜度传感器的感测 方向优选地与x轴和y轴对准从而操作者对倾斜角分量的设置对应于激光 面相对于x轴和y轴的倾斜。优选，倾斜度指示i殳备包括与x轴和y轴中 至少之一对准的视觉指示，以向操作者提供视觉基准来将倾斜度指示设备、 x轴和y轴与地形或目标对准，从而建立希望倾斜角分量和构造位置等方 向之间的关系。例如，视觉指示由倾斜度指示设备的使用者用来将x轴或 y轴与地形或目标的特征对准，以提供所述轴的倾斜角分量与"真实世界" 的关系。
尽管倾斜度指示设备可以包括一个此种指示用于一个所述轴，所述倾 斜度指示设备可以对x轴和y轴提供两个此种视觉指示，提供倾斜角分量 将调节的方向的视觉指示。
为了能够基于两个倾斜角分量调节激光面，4几械单元340包括机械装 置来在两个方向旋转尽管单元，优选地所述两个方向彼此垂直并对准x轴 和y轴。例如，才几械单元340除了包括图1中步进马达和心轴以外，可以 包括第二步进马达和第二心轴以实现激光单元的旋转，而计算两个倾斜角
分量。然而，注意沿所述两个方向旋转所述激光单元的机械装置应该与壳体上的(例如倾斜度指示设备的阳棚上的)视觉指示相关，即x轴和y轴 与倾斜度传感器的感测方向对准——但不是必需的。即，倾斜度传感器可 以一定的公差设置在线路板上，然而应该确保两个感测方向之间90的角。 此方面的偏离不影响倾斜度指示的精度并且由此能够简化制造过程。
处理单元350接收倾斜度传感器值分量和水平传感器值分量，并且将 相应的指示提供至机械单元以调节旋转激光束和激光面以及倾斜角。
如图3所示，激光面367在x方向如箭头365所示倾斜并在y方向如 箭头366所示倾斜。在此，标号362表示以旋转方式发射以限定激光面的 激光束。如果x轴360和y轴361设置为彼此垂直，由箭头365指示的沿 x方向的倾斜将等于绕y轴的旋转，而由箭头366指示的沿y方向的倾斜 将等于绕x轴的旋转。然而如果x轴和y轴不彼此垂直则不会如此。
图3中实施例的步骤类似于图1中实施例的步骤，激光束在激光面内 旋转，倾斜角由两个倾斜角分量构成，并且倾斜度输出值由两个倾斜度输 出值分量构成，且水平输出值也由两个水平输出值分量构成。
在操作期间，激光束从激光单元发射以限定激光面，所述激光单元上 附接有倾斜度传感器和水平传感器。水平传感器通过两个水平传感器输出 值指示激光束或面的水平角，倾斜度传感器提供对应于激光面相对于水平 角分量的倾斜角分量的沿x轴和y轴的倾斜度输出值分量。
然后激光面的倾斜角分量由机械单元调节，从而倾斜度传感器提供希 望的倾斜度输出值分量。
下面，为了简化的原因在假定激光束具有一个自由度(即一个倾斜角 分量)的基础上il明进一步的细节，然而注意下面的所有内容也适用于具 有对应于z轴和y轴的倾斜角分量的旋转激光束。
下面，将参考图4描述本发明的进一步实施例。
图4示出用于指示倾斜度的方法的步骤，特别是诸如图1或图3的水 平指示设备的水平指示设备的常规步骤。由于可能缺乏来自倾斜度传感器 的水平角度指示的精度，在操作中可能需要通过使用水平传感器调节水平 角度。在此方法中，获得在由水平传感器限定的水平角处倾斜度传感器的
18输出值，并用于倾斜度指示。从而，来自水平传感器的优选的高精度水平 角指示能够用在使用倾斜度传感器精确指示倾斜角的方法中。
在第一步骤401中，激光束从激光单元发出，激光单元具有附接至其 上的分别如图1和图3所示的激光单元激光单元110或310。
在步骤402中，确定是否需要水平角重新调节。例如，在调节倾斜度 指示设备或在满足进一步情况的基础上，诸如检测设备的运动、温度或其 它外部状况的变换，需要水平角重新调节。此外，水平角重新调节能够基 于用户输出调节，指示需要调节设备的零角或水平角。
如果在步骤402中，结果为"是"，则指示需要水平角重新调节，在步 骤403中激光单元的倾斜角或倾斜角分量被调节，从而水平传感器提供与 激光束的水平角或水平角分量相对应的预定水平输出或预定的水平输出值
与水平角对应的预定水平输出值可以预先地确定，例如在制造所述设 备时。例如，在制造期间，带有激光单元的倾斜度指示i殳备可以取向为使 得激光单元处在完全水平或水平方向，并且能够记录在水平角位于此真正 水平、水平方向的水平传感器输出值，并且将之限定为预定的水平输出值。
相应地，在调节激光单元使得水平传感器提供预定的输出值时，已知 激光单元处在的位置使得激光束或激光面处在水平角上。水平角可以对应 于水平方向，平面的水平取向。然而在备选方案中，水平角也可以限定为 对应于包括激光面或激光束的竖直取向的任何其它角。
在步骤404中，在调节激光单元的倾斜角使得水平传感器提供预定的 水平输出值之后，获得在水平角处的倾斜度传感器的倾斜度输出值或倾斜 度输出值分量。换句话说，对于在水平角取向的激光束，倾斜度传感器的 "零位置"是已知的并且对应的倾斜度输出值能够得到和/或记录。然后知
值差能够在该初始设置或调节的基础上调节。
此后，在步骤405中基于激光单元的希望倾斜角和倾斜度传感器在由 水平传感器指示的水平角处的倾斜度输出值得到倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。换句话说，对于在水平角处已知的倾斜度传感器输出以及已知 的倾斜角相对于水平角的倾斜角和倾斜度传感器的输出值变化之间的关 系，能够调节任何与希望倾斜角相对应的希望倾斜度输出值。
希望倾斜度输出值在步骤405中可以从预先记录的表或使用倾斜角和 倾斜度输出值之间的函数关系进行的任何计算而得到。
如果在步骤402中结果为"否"，流程直接进行至步骤405。
在获得对应于希望倾斜角的倾斜度输出值之后，激光束的倾斜角在步 骤406中由机械单元调节，使得倾斜度传感器提供希望倾斜度输出值。例 如，倾斜角可以逐步增加，直到得到希望倾斜度输出值。类似地，在双倾 斜度的情况下，激光束的倾斜角分量可以由机械单元调节从而倾斜度传感 器提供希望倾斜度输出值分量。
下面，将参考图5说明本发明的另一实施例。
图5示出用于指示倾斜度的方法的步骤，特别是用于限定或获得与希 望倾斜角相对应的希望倾斜度传感器输出值的步骤。
在上文指出倾斜度传感器可以提供高精度的相对信号，即输出值的变 化可以稳定精确地对应于倾斜角的变化。在一个实例中，倾斜度传感器输 出值随着倾斜角线形地变化，从而如果水平角和倾斜度传感器的相应输出 值已知，则能够精确地调节倾斜度指示设备。然而，倾斜度输出值的变化 和倾斜度传感器之间的关系不是必须是线性的，任何其它函数或数学关系 是可以的。
因此，知道在^f吏用水平传感器进行前次调节限定的水平角处的倾斜度 水平传感器输出值，可以基于倾斜度水平传感器输出值的变化和倾斜角之 间的线形、函数或其它数学关系计算与希望倾斜角相对应的倾斜度传感器 希望输出值。
由于此途径是容易实现的，但是可能导致高的计算努力，特别是在双 倾斜度模式下尤其如此——其中需要计算倾斜角分量和相应输出值分量。 因此，可以预先生成表并将^储在倾斜度指示设备的存储器中，所W 保存倾斜度水平传感器的多个倾斜度输出值以及相对应的激光束倾斜角，或者替代地，倾斜度水平传感器的多个倾斜度输出值分量和激光束的相应 倾斜角分量。
在下面将参考图5说明用于限定希望倾斜度传感器输出值的步骤。在 第一步骤501中，激光束的希望倾斜角通过使用者输入获得。例如，通过 倾斜度指示设备的输入单元，操作者可以输入与激光束的x轴或y轴相对 应的希望倾斜角或倾斜角分量。所述输入单元可以包括按钮和对应的显示 装置用于分别地设置倾斜角或倾斜角分量，例如在将倾斜度指示设备设置 在建造位置后，x轴或y轴之一基于倾斜度指示设备处的视觉指示取向， 如上文所概括描述的。
在步骤502中，获得在水平角处的倾斜度传感器的倾斜度输出值，例 如如前所述——通过调节倾斜角使得其与由水平传感器指示的水平角重合 并且通过读取在所述调节后的水平角处的倾斜度传感器输出值或输出值分
此后，在一备选方式中，在步骤503中，基于倾斜度水平传感器的多
述表例如在制造所述设备期间预先记录。所述表中的与作为水平角的倾斜 度传感器输出值相对应的倾斜度传感器输出值在此过程中可以限定为零角 或偏差，并且任何希望输出值能够通过基于倾斜度输出值差和在水平角处 的倾斜度传感器输出值倾斜角之间的已知函数关系而加上输出值差得到。
尽管所述表用于存储与基于水平角处倾斜度传感器输出值的倾斜角差 相对应的输出值差，但是也可以由所^存储倾斜度传感器输出的绝对值。
在步骤503的替代中，在步骤504中，倾斜度输出值差可以基于倾斜 度水平传感器的倾斜度输出值差和激光束的倾斜角差之间的函数关系获 得。例如倾斜度水平传感器的倾斜度输出值差和激光束的倾斜角差之间可 以是线性关系、或者其它函数或数学关系。知道水平角处的倾斜度传感器 的倾斜度输出值，然后能够使用倾斜度输出值差和倾斜角差之间关于水平 角的函数关系计算任何希望倾斜度输出值。
在步骤503和504之后，在步骤505中通过对水平角处的倾斜度传感
l:，所器的希望倾斜度输出值加上与希望倾斜角相对应的倾斜度输出值差而计算 希望倾斜度输出值。然后，能够通过适当地由机械单元旋转所述激光单元 而得到希望倾斜度输出值。
接下来，参考图6A、 6B和6C来说明本发明的另一实施例。
图6A示出保存带有相应对的倾斜角值和倾斜角传感器的倾斜度输出 值的存储器。该示例表特别适用于带有一个自由度(即仅仅在一个方向上 可调的)激光束的倾斜度指示设备。在此情况下，能够限定例如希望倾斜 角值负10度、负5度、0度、5度和10度，并且在初始记录过程中，可以 记录对应的倾斜度输出值用于从外部预先设置倾斜角。例如，可以获得指 示的成对倾斜角和倾斜度输出值。
如向前所指出的，倾斜度输出传感器的精度可以较高，而由倾斜度传 感器指示的水平角的例如绝对精度可以不是精确的。因此，由倾斜度传感 器指示的零或水平角可以不是总对应于真正的水平角。因此对应于真正水 平角的倾斜度输出值——例如由水平传感器限定，应该经常使用水平传感 器调整。相应实例在上文给出。
在图6A中，现在假定在通常操作期间水平传感器指示倾斜度输出值 等于负0.25 (电压或任何其它量)处的水平角。因此，在所述表的_^5出上 用于获得希望倾斜度输出值的计算必须从所述水平角或倾斜度输出值负 0.25开始。
在一个实例中，如果需要负5度的倾斜角(从负5度至负IO度)，所 述希望倾斜度输出值将为负0.5。为了调节负5度的倾斜角，机械单元将调 节激光束使得检测到倾斜度输出值为负0.5。
在另一个实例中，在图6A中，应该调节正10度的倾斜角，希望的倾 斜度输出值应该是0.25,计算在图6A指示的水平角处开始，即-0，25+0.5 -0.25。
尽管示出的附图仅仅示出有限数量的倾斜角值以及对应的倾斜度输出 值，但是可以记录更多数据的表。
作为替代或附加，可以通过在与保存在所*中并最接近所述希望倾而获得倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。所述插值优选地基于倾斜角和
倾斜度输出值差之间的已知函数关系。在图6A的示例表中，如果需要2.5 度的倾斜角，临近的倾斜度输出值将是负0.25和0，并且假设倾斜角和倾 斜度输出值之间为线性关系，希望倾斜度输出值将是负0.125。
图6B示出特别适用于激光束在激光面上旋转的双倾斜度应用，所述 表示出x轴倾斜度值和y轴倾斜度值以及对应的倾斜度输出值x和y。
现在在存储器中表保存与对应于倾斜度传感器的感测方向x轴和y轴 的外部预设已知倾斜角分量相对应的多个倾斜度输出值。在此情况下，如 同可以从对于特定角度在相应方向上彼此相等的值x和y可以看出的，倾 斜度传感器感测方向，即x轴和y轴，与用于记录表中值的外部设定记录 x轴和y轴对准，从而倾斜度传感器的x输出对应于x轴，并且倾斜度传 感器的y输出对应于y轴。然而，在此实例中不是必须的，如果倾斜度传 感器感测方向和记录x轴和y轴之间存在偏差，例如由于在记录表期间的 未对准，与角x和y相对应的值x和y的等值性将不会存在。然而，在二 维表中，任何此种偏差被考虑到并被"自动"校正。
图6B示出用于x轴和y的倾斜度传感器的绝对输出值，其基于带有 水平角x轴分量和水平角y轴分量的由水平传感器检测的水平角处的倾斜 度输出值计算。在图6B中，在水平角x轴分量处的倾斜度输出值为 2.511111，在水平角y轴分量处的倾斜度输出值为2.5。已知这些输出值， 所ii^被相应地调节从而倾斜度传感器在x和y方向的希望输出值能够基 于希望倾斜角分量而从所述表直接读取。
例如，对于具有x轴倾斜角值5和y轴倾斜角值-5的希望倾斜角， 希望倾斜度传感器输出值x分量为3.011111并且相应的希望倾斜度传感器 输出值y轴分量为2。
类似于参考图6A所作的说明，如果希望倾斜角不预存在表中，可以 使用两个邻近倾斜角值和相应的倾斜度传感器值进行插值。在图6B的实 例中，倾斜角y轴分量负2.5度及x轴分量7.5度并且假设倾斜度传感器值变化和倾斜角之间为线性关系，则基于从邻近倾斜角x方向5和10以及y 方向0和_ 5获得的一对值，倾斜度传感器输出值在x方向为3.26111且在 y方向的希望倾斜度传感器值为2.25。
图6C示出与图6B类似的实例，然而对于假定在x轴方向1.51111的 水平角处的假定倾斜度输出值以及在y轴方向1.5的水平角处的倾斜度输
出值，水平角将检测为在倾斜度传感器的不同输出值处。
同样，图6C中的表在水平角处的倾斜度输出值分量的^i^出上计算，
从而能够从基于希望倾斜角分量的表直接得到希望倾斜度输出值分量。另 外，在该情况中，如果希望倾斜角不是从表可以容易得到的，可以使用插 值以获得在x和y方向的希望倾斜度传感器输出值。同样，在图6C中， 假定倾斜角分量应该为x方向7.5度y方向-2.5度。在此实例中，x方向的 希望倾斜度传感器输出将为2.26111而y方向的希望倾斜度传感器输出将 为1.25。
作为度的替代，也能够采用其它倾斜角单位。 下面将参考图7说明进一步的实施例。
图7特别地示出用于记录倾斜度传感器输出值和对应倾斜角的表的步骤。
图7的步骤可以在设备制造时执行，其中所述倾斜度指示设备有序地 调节至已知的方向以具有激光面的已知取向。
在第一步骤701中，使用外部水平工具将激光面或激光束调节至已知 的水平角。例如，使用制造设备，激光面被调节至完全水平方向，并且在 步骤702中在水平角处的水平传感器的水平输出值或水平输出值分量被记 录。此外，倾斜度指示设备设置在工作台上从而倾斜度传感器的感测方向 优选地与倾斜方向即工作台的记录x和y轴对准。然而，如上所述，在记 录所*中考虑到某些未对准，并且所述未对准在特定限制中不具有显著 的负面影响。
这样，在操作703中，在所述表中倾斜度传感器在水平角处的倾斜度 输出值被记录，在包括步骤704、 705、 706的循环中，倾斜角然后增加，并且在设定倾斜角处的倾斜度传感器的相应倾斜度输出值被记录，从而逐
渐地填充所述表。如果结果为"否"，则重复步骤704-706，否则所述步
更具体地，在步骤704中，倾斜角修改的量为已知的增量，并且在步 骤705中在所述表中倾斜度传感器在设定倾斜角处的倾斜度输出值被记 录。更具体地，为记录如图6B所示的二维表，与记录x和y轴组之一相 关的倾斜角分量之一被改变已知的增量，直到此方向达到最大倾斜角分量。 然后，所述倾斜角分量的另一个被增加，并且该另一个同样被改变已知的 增量，直到此方向达到最大倾斜角分量。该过程重复直至所i^的所有内 容被填满，既直到两倾斜角分量已经在其给定的范围内变化。
如上所述进行的对于双倾斜度指示设备获得二维表，允许倾斜度传感 器感测方向(即上述x和y轴)以及记录x轴和y轴之间的某些偏离、理 想地，感测方向和x与y轴重合，然而，如果存在偏离，这对于记录过程 是允许的且如前所述精度损失很小。
在一个实例中，在制造期间倾斜度指示设备安装在能够沿着x轴和y 轴倾斜的基座上。在将倾斜度指示设备安装在基座上的过程中，所述设备 优选地安装为使得倾斜度传感器的感测方向与基座的x轴和y轴对对准。 例如，此种对准能够通过使用倾斜度指示设备壳体上的视觉指示获得，所 述视觉指示指示倾斜度指示设备的一个感测方向。
下面结合图8说明本发明的另一实施例。
图8示出特别地说明倾斜度指示设备在温度变化中工作期间的水平角 重新调节的步骤。
如上所述，倾斜度传感器通常提供输出信号，其中所述输出信号的变 化随着时间经过是稳定的，并且随着时间经过稳定地与倾斜角变化相关。 然而，温度变化可以对倾斜度传感器的输出信号的变化以及倾斜角之间函 数关系有影响。此外，倾斜度感测设备的机械元件可以由较大的温度变化 影响，并且如上所述因为由倾斜度感测设备可能覆盖的大的距离，小的偏 离可以转化成对倾斜度指示设备的较大距离的不可忽略的错误。
25监测温度变化因此在温度潜在变化较大的环境中是特别重要的，例如
全天工作的建筑现场，倾斜度感测设备可能承受40摄氏度或更大的温度变 化。
因此，为了在步骤801中基于温度变化执行水平角重新调节，倾斜度 水平传感器的环境温度由温度传感器检测。所述环境温度可以是倾斜度指 示设备周围的、或倾斜度指示设备的壳体内的空气温度。
在步骤802中，确定温度变化是否超出预定阈值。例如，5摄氏度的 温度变化可以限定为所述阈值。然而，注意可以采用较大或较小的阈值。 阈值的大小通常在倾斜度指示设备在时间上希望的精度以及用户友好度之 间折中，因为水平角的重新调整需要倾斜度指示设备的正常运行的简短中 断。
如果在步骤802结果为"是"，指示温度变化超过预定阈值，在步骤 803进行零角的重新调整，诸如由中央处理单元150或300调整。零角的 重新调整基本遵循图4的步骤。也就是说，倾斜度指示设备被切换至重新 调整冲莫式，其中如前所述^f吏用水平传感器将激光束或激光面重新调整至水 平角。 一旦在水平位置或达到的零角，在此位置获得的倾斜度传感器的输 出值作为用于倾斜角的后续确定的新基准点。
然后，激光束或激光面可以被驱动回在切换至重新调整模式之前所处 的取向，即基于激光单元的前一希望倾斜角以及在水平角的倾斜度输出值 测量结果获得的倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。激光束的倾斜角因此 由机械单元调节，使得倾斜度传感器提供希望倾斜度输出值。此后，重新 调整模式切换回正常运行模式。
下面参考图9说明本发明的另一实施例。图9示出用于在检测到位置 变化时的水平角重新调节的步骤。
与图8类似，不仅温度变化对设备的精度有影响，位置变化也是如此， 例如保持所述倾斜度指示设备的起伏表面土壤。即使倾斜度传感器能够用 在某些位置移动中保持一定的希望倾斜角，例如通过机械单元重新调节激 光面，如果位置变化超过超出一定的限度，即如果例如倾斜度指示设备由于起伏的地面而倾斜，可能达到机械限制并且可能指示不正确的倾斜度或 者倾斜角的精度损失。
因此，如果位置变化超过一定的阈值，触发报警，提醒操作者。
在步骤901中，倾斜度指示设备的位置由位置传感器检测。例如位置 传感器能够是使用GPS或任何其它技术的位置感测元件。此外，在另一实 例中，位置传感器包括单元来如前所述在工作中监督激光面或激光束的重 新调节，以补偿小的位置变化。
此种单元例如能够累计调节激光单元取向的机械单元步进马达的脉 沖，从而获得在设备运行期间描述位置变化的测量值。
在步骤902中，然后确定位置变化是否超出一定的阈值。所述阈值能 够根据需要设置，在精确的倾斜度指示和用户友好性之间折中。
在一个实例中，在初始设置和倾斜角调节之后累计步进马达的脉沖， 如果步进马达的脉沖量超出一定的阈值，发出报警。
注意，激光束和激光面在正常工作期间的某些重新调节是期望的，例 如由于风或其它环境因素，可能需要机械单元进行轻微的重新调节以保持 倾斜度传感器的某些输出值。
然而，如果步进马达在相同方向的脉冲数超过预定的阈值，已知或出 现不可接受的位置改变。
类似地，如果诸如GPS传感器等的位置检测单元检测到位置变换超出 某些预定的阈值，已知会出现不可接受的位置变化。
如果在步骤902中，结果是"是"，表示位置变化超过阈值，触发报警。 所述报警能够是以下的一种或多种设备上的视觉指示、声音指示、至操 作者的信息传送(例如通过无线连接)、或者设备关机。
下面结合图IO说明本发明的另一实施例。
图10示出根据本发明另一实施例的倾斜度指示设备。
图10总体上以1000示出倾斜度指示设备。倾斜度指示设备包括壳体 1001，类似于图1和3壳体1001保持激光单元1010、倾斜度传感器1020、 水平传感器1030、才几械单元1040以及处理单元1050。激光单元一体地形
27成或连接至倾斜度传感器和水平传感器且枢转地安装在壳体中，所述激光
单元能够通过机械单元1040的操作而绕枢转点1004转动。
在图10的实例中，机械单元1040包括诸如与心轴1006接合的轴的驱 动单元1041，心轴1006附接至激光单元1010、倾斜度传感器和水平传感 器。因此， 一旦轴1041旋转，心轴1006如箭头1007所示地移动，4艮据轴 1041的旋转方向，导致激光单元、倾斜度传感器和水平传感器绕枢轴点 1004旋转，并且导致激光束或激光面1060倾斜。
为了机械地保护倾斜度指示设备的激光单元和其它元件用于各种情况 下用在测量和建筑应用中，壳体优选地设有防水上透明灯塔组件1002、 1003，其中激光单元可以旋转并且激光透出所述灯塔组件。例如所述透明 灯塔组件包括高光学质量的直立平坦透明玻璃片，并且其在边缘表面处结 合在一起以形成方形截面，玻璃片的标号为1002。玻璃片的下缘可以安装 在壳体1001的上环中形成的凹座内。所述片的上缘可以安装在于灯塔组件 的顶盖1003内形成的凹座内。所述灯塔的尺寸设置为使得激光束或激光面 可以一定的最大倾斜角发出以符合规格要求。
柱1005，诸如三角架用于如现有技术中已知的那样牢固地保持壳体 1001。
尽管在上文中参考附图描述了各个实施例，应清楚地注意到，所述实 施例及其元件可以任意组合并且也在本发明的范围中。
此外，可以提供包括适于使得诸如中夹处理单元的数据处理装置执行 上述实施例中的步骤的指令的程序。
可以设计计算机可读的介质，其中嵌有所述程序。可以提供包括所述 计算机可读介质的计算机程序产品。
上述实施例的倾斜度指示设备可以集成到光学设备中。
权利要求
1. 一种倾斜度指示设备，包括激光单元，其用于发射激光束；水平传感器，其附接至所述激光单元以指示所述激光束的水平角；倾斜度传感器，其附接至所述激光单元以提供与所述激光束相对于所述水平角的倾斜角相对应的倾斜度输出值；机械单元，其用于调节激光束的倾斜角使得所述倾斜度传感器提供希望倾斜度输出值。
2. 如权利要求1所述的倾斜度指示设备，包括控制器，所述控制器适于发出指令指示所述机械单元调节所述激光单元的倾斜角，使得所述水 平传感器提供与所述激光束的水平角相对应的预定水平输出值；获得所述倾斜度传感器在所述水平角处的倾斜度输出值；以及 基于激光单元的希望倾斜角和所述倾斜度传感器在所述水平角处的 倾斜度输出值，获得所述倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。
3. 如权利要求1或2所述的倾斜度指示设备，其中 所述激光单元的至少一部分是可旋转的以沿着激光面发射所述激光束；所述倾斜度输出值由两个倾斜度输出值分量构成； 所述倾斜角由两个倾斜角分量构成；各倾斜度输出值分量对应于与彼此垂直并限定所述激光面的X轴和 Y轴的其中之一相关的一个倾斜角分量；并且所述倾斜度指示设备包括与所述轴的至少一个相对准的视觉指示。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的倾斜度指示设备，其中所述控 制器适于通过访问保存倾斜度水平传感器的多个倾斜度输出值和所述激光 束的相应倾斜角的表的存储器而获得所述希望的倾斜度输出值。
5. 如权利要求1至3中任一项所述的倾斜度指示设备，其中所述控制器适于基于描述所述倾斜度水平传感器的倾斜度输出值差和所述激光束 的倾斜角差之间的函数关系的相关函数，获得所述的希望倾斜度输出值。
6. 如权利要求4所述的倾斜度指示设备，其中所述控制器适于通过 在与保存在所述表中并最接近所述希望倾斜角的两个倾斜角相对应的保存 在所述表中的两个倾斜度输出值之间插值，而获得所述倾斜度传感器的所 述希望倾斜度输出值。
7. 如权利要求2至6中任一项所述的倾斜度指示设备，包括温度传 感器来检测所述倾斜度指示设备的环境温度，以及如果温度变化超过预定 的阔值则发出指令以命令零角校准。
8. 如权利要求2至7中任一项所述的倾斜度指示设备，包括位置传 感器来检测所述倾斜度指示设备的位置，以及如果位置变化超过预定的阈 值则发出警报。
9. 如权利要求1至7中任一项所述的倾斜度指示设备，其中将在激 光面为水平的情况下的水平传感器输出值限定为限定所述零角的水平输出 值。
10. 如权利要求2至9中任一项所述的倾斜度指示设备，其中为了在 操作期间校准所述零角，所述控制器适于对所述机械单元发出指令以调节所述激光单元的倾斜角，从而所述水 平传感器提供限定所述零角的水平输出值，以及其后发出指令，命令所述机械单元将所述激光单元的倾斜角再次调节到所 述倾斜度传感器提供所述希望倾斜度输出值的位置。
11. 如权利要求4所述的倾斜度指示设备，其中所述控制器适于在保 存所述表的存储器中记录与外部设定的已知倾斜角相对应的多个倾斜度输 出值。
12. 如权利要求4所述的倾斜度指示设备，其中所述控制器适于在保 存所述表的存储器中记录与对应于X轴和对应于Y轴的外部设置的已知倾 斜角分量相对应的多个倾斜度输出值。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的倾斜度指示设备，其中所述倾斜度传感器包括重力传感器。
14. 如权利要求1至13中任一项所述的倾斜度指示设备，其中所述 水平传感器包括检测流体中气泡位置的检测器。
15. —种用于指示倾斜度的方法，包括 从激光单元发射激光束；通过附接至所述激光单元的水平传感器指示所述激光束的水平角； 通过附接至所述激光单元的倾斜度传感器提供倾斜度输出值，所述倾斜度输出值与所述激光束相对于所述水平角的倾斜角相对应；通过机械单元调节所述激光束的倾斜角使得所述倾斜度传感器提供希望倾斜度输出值。
16. 如权利要求15所述的用于指示倾斜度的方法，包括 发出指令指示所述机械单元调节所述激光单元的倾斜角，使得所述水平传感器提供与所述激光束的水平角相对应的预定水平输出值；获得所述倾斜度传感器在所述水平角处的倾斜度输出值；以及 基于激光单元的希望倾斜角和所述倾斜度传感器在所述水平角处的倾斜度输出值，获得所述倾斜度传感器的希望倾斜度输出值。
17，如权利要求15或16所述的用于指示倾斜度的方法，其中 旋转所述激光单元的至少一部分以沿着激光面发射所述激光束； 提供具有两个输出值分量的所述倾斜度输出值； 提供具有两个倾斜角分量的所述倾斜角；其中各倾斜度输出值分量对应于与彼此垂直并限定所述激光面的X 轴和Y轴的其中之一相关的一个倾斜角分量；以及在所述倾斜度指示设备上提供与所述轴的至少一个相对准的视觉指示。
18. 如权利要求15至17中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，包 括通过访问保存倾斜度水平传感器的多个倾斜度输出值和所述激光束的相 应倾斜角的表的存储器而获得所述希望的倾斜度输出值。
19. 如权利要求15至17中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，包括，基于描述所述倾斜度水平传感器的倾斜度输出值差和所述激光束的倾 斜角差之间的函数关系的相关函数，获得所述的希望倾斜度输出值。
20. 如权利要求18所述的用于指示倾斜度的方法，包括通过在与保 存在所述表中并最接近所述希望倾斜角的两个倾斜角相对应的保存在所述 表中的两个倾斜度输出值之间插值，而获得所述倾斜度传感器的所述希望 倾斜度输出值。
21. 如权利要16至20中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，包括 通过温度传感器来检测所述倾斜度指示设备的环境温度，以及如果温度变 化超过预定的阈值则发出指令以命令零角校准。
22. 如权利要求16至21中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，包 括通过位置传感器来检测所述倾斜度指示设备的位置，以及如果位置变化 超过预定的阈值则发出警报。
23. 如权利要求15至21中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，包 括将在激光面为水平的情况下的水平传感器输出值限定为限定所述零角的 水平输出值。
24. 如权利要求16至23中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，其 中为了在操作期间校准所述零角，包括对所述机械单元发出指令以调节所述激光单元的倾斜角，从而所述水 平传感器提供限定所述零角的水平输出值，以及其后发出指令，命令所述机械单元将所述激光单元的倾斜角再次调节到所 述倾斜度传感器提供所述希望倾斜度输出值的位置。
25. 如权利要求18所述的用于指示倾斜度的方法，包括在保存所述 表的存储器中记录与外部设定的已知倾斜角相对应的多个倾斜度输出值。
26. 如权利要求18所述的用于指示倾斜度的方法，包括在保存所述 表的存储器中记录与对应于X轴和对应Y轴的外部设置的已知倾斜角分量 相对应的多个倾斜度输出值。
27. 如权利要求15至26中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，其 中所述倾斜度传感器包括重力传感器。5
28. 如权利要求15至27中任一项所述的用于指示倾斜度的方法，其 中所述水平传感器包括检测流体中气泡位置的检测器。
29. —种包括适于使得数据处理装置执行权利要求15 - 28中至少一 项方法的指令的程序。
30. —种计算机可读介质，其中嵌有程序，所述程序适于使得计算机 执行权利要求15-28中至少一项方法。
31. —种计算机程序产品，其包括如权利要求30所述的计算机可读介质。
32. —种光学设备，其包括权利要求1 - 14之一的倾斜度指示设备。
全文摘要
本申请涉及例如使用激光束在建筑应用中指示倾斜度。激光束从激光单元发射至相对于水平角具有倾斜角的希望方向。水平传感器设置用于调节水平角，以及倾斜度传感器设置用于基于来自水平传感器的水平角指示倾斜角。
文档编号G01C15/00GK101535764SQ200680056286
公开日2009年9月16日 申请日期2006年11月3日 优先权日2006年11月3日
发明者K·沃尔, L·舒马赫, O·贝隆 申请人:特林布尔凯泽斯劳滕有限公司