DE102020000977A1 - Surveying arrangement - Google Patents

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Sidon Futterknecht
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Abstract

Beschrieben wird eine Smartphone-Anordnung mit einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination, deren Sender einen Laserstrahl auf eine Auftreff-Stelle ausstrahlt und deren Empfänger Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht von der Auftreff-Stelle erzeugt, und mit einer Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Smartphone-Anordnung einen Neigungssensor aufweist, der zur Bestimmung einer Strahlemissionsrichtung ausgebildet ist und neigungsindikative Signale erzeugt, und die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle ausgebildet ist.A smartphone arrangement is described with a laser transmitter / receiver combination, the transmitter of which emits a laser beam to a point of impact and the receiver of which generates light detection signals in response to the reception of light from the point of impact, and with a signal processing stage for the processing of the light detection signals to determine the point of impact, characterized in that the smartphone arrangement has an inclination sensor which is designed to determine a beam emission direction and generates inclination-indicative signals, and the signal processing stage for processing the light detection signals in response the inclination-indicative signals are designed to determine the point of impact.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und bezieht sich somit auf Vermessungen.The present invention relates to what is claimed in the preamble and thus relates to measurements.

Vermessungsverfahren sind bekannt. Sie dienen dazu, räumliche Abmessungen zu ermitteln, beispielsweise Abmessungen von fertig gestellten oder im Bau befindlichen Bauwerken oder den für ihre Errichtung erforderlichen Bereichen wie Baugruben und so weiter. Die Durchführung von Vermessungen kann aber auch außerhalb eines Bauprojektes sinnvoll sein, etwa dann, wenn die Erfassung bestimmter Gegebenheiten eines Geländes oder Gebäudes unabhängig von der unmittelbar anstehenden Durchführung von Baumaßnahmen gewünscht ist. Die Vermessung kann einerseits eine Ausmessung sein, d. h. eine Bestimmung erreichter Abmessungen; andererseits kann auch eingemessen werden, also beispielsweise bestimmt werden, an welcher und in welcher Ausrichtung ein Bauwerk errichtet werden muss.Measurement methods are known. They are used to determine spatial dimensions, for example dimensions of completed or under construction structures or the areas required for their construction such as excavations and so on. It can also be useful to carry out measurements outside of a construction project, for example if the recording of certain conditions of a site or building is desired regardless of the imminent implementation of construction measures. The measurement can on the one hand be a measurement, i. H. a determination of attained dimensions; on the other hand it can also be measured, for example it can be determined on which and in which orientation a building has to be erected.

Prinzipiell soll eine Vermessung zwar möglichst präzise sein, gleichwohl jedoch auch schnell und zu geringen Kosten erfolgen können. Zu diesem Zweck sind verschiedene Vorschläge unterbreitet worden. Es ist bekannt, Laserstrahlen für Entfernungsmessungen einzusetzen; ein einfaches Gerät kann beispielsweise gleichzeitig als Sender und Empfänger dienen und dazu einen Laserstrahl auf eine gegenüberliegende Wand ausstrahlen, das rückgestreute Laserlicht empfangen und aus einer geeigneten Empfangssignatur eine Entfernung ermitteln. Diese Art von Geräten kann ähnlich einem elektronischen Zollstock eingesetzt werden, was bei punktuellen Messungen ausreichen mag, ist aber zur schnellen Erfassung komplexer bzw. großflächiger Strukturen kaum geeignet.In principle, a measurement should be as precise as possible, but it should also be able to take place quickly and at low cost. Various proposals have been made to this end. It is known to use laser beams for distance measurements; a simple device can serve as transmitter and receiver at the same time and for this purpose emit a laser beam onto an opposite wall, receive the backscattered laser light and determine a distance from a suitable reception signature. This type of device can be used in a similar way to an electronic folding rule, which may be sufficient for point measurements, but is hardly suitable for the rapid detection of complex or large-area structures.

Gebräuchlich ist daher beispielsweise auch das Aufstellen einer zentralen Station, die einen um die Station rotierend umlaufenden Laserstrahl aussendet, und das Erfassen dieses Laserstrahls mit einem separaten geeigneten Empfänger, aus dessen Empfangssignalen auf die Entfernung und räumliche Lage der Empfängerposition relativ zur zentralen Station geschlossen werden kann. Je nach Aufwand bei der Konstruktion der zentralen Station und bei der Konstruktion des Empfängers sind damit recht hohe Reichweiten bei guten Genauigkeiten erzielbar. Ein Problem ergibt sich allerdings dann, wenn keine Sichtlinie zur Basisstation gegeben ist oder - etwa für per se kurze Messungen bei kleinen Projekten - der Aufwand, überhaupt eine Zentralstation aufzustellen, als zu hoch eingeschätzt wird.For example, it is also common to set up a central station that emits a laser beam rotating around the station, and to capture this laser beam with a separate suitable receiver, from whose received signals the distance and spatial location of the receiver position relative to the central station can be inferred . Depending on the effort involved in the construction of the central station and in the construction of the receiver, very high ranges can be achieved with good accuracy. A problem arises, however, when there is no line of sight to the base station or - for example, for measurements that are short per se in small projects - the effort to set up a central station at all is assessed as too high.

Dies ist häufig bei Baugruben, Kanälen, Gräben und so weiter der Fall, insbesondere, wenn diese tief sind. Auch die Messung einer Tiefe ist demgemäß oftmals schwierig. Prinzipiell kann dies nahe des Randes durch „Ausloten“ erfolgen; für bekannte Einmessungen wären dazu per se die vorerwähnten, gleichzeitig als Sender und Empfänger dienenden Entfernungsmessgeräte geeignet. Bei von einem Rand weiter entfernten, ausgedehnteren Strukturen sind aber auch damit die Messungen schwierig.This is often the case with excavations, canals, trenches and so on, especially if they are deep. The measurement of a depth is accordingly often difficult. In principle, this can be done by "plumbing" near the edge; For known measurements, the aforementioned distance measuring devices, which simultaneously serve as transmitters and receivers, would be suitable per se. In the case of more extensive structures that are further away from an edge, however, measurements are difficult even with this.

Es ist daher wünschenswert, ein verbessertes Vermessungslot bereitzustellen; diesbezüglich zu erwähnen ist, dass aus der Nautik zwar Echolote bekannt sind, die auch in der Lage sind, ausgedehnte Strukturen eines Meeres- oder Gewässergrundes zu erfassen, dass aber derartige Geräte im Regelfall aber zu komplex, schwer und teuer sind, um damit insbesondere wiederholt etwa einen Baufortschritt zu erfassen.It is therefore desirable to provide an improved survey plumb bob; It should be mentioned in this regard that echo sounders are known from nautical science that are also able to record extensive structures of a sea or water bed, but that such devices are usually too complex, heavy and expensive to be repeated in particular e.g. to record construction progress.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Messungen photogrammetrisch durchzuführen. Dabei wird ein zu vermessender Bereich zunächst aus einer Vielzahl unterschiedlicher, aber bekannter Richtungen fotografisch aufgenommen, was es nachfolgend erlaubt, Abmessungen der mit den Aufnahmen erfassten Strukturen durch Triangulation zu bestimmen. Es ist in diesem Zusammenhang insbesondere vorgeschlagen worden, die zu vermessenden Bereiche mit der Kamera eines Smartphones aufzunehmen und die unterschiedlichen Aufnahmeposition mittels der in Smartphones typisch verbauten Bewegungsmesser, etwa triaxialen Accelerometern, zu bestimmen.It has also been proposed to carry out measurements photogrammetrically. An area to be measured is initially recorded photographically from a large number of different but known directions, which subsequently allows the dimensions of the structures recorded with the recordings to be determined by triangulation. In this context, it has been proposed in particular to record the areas to be measured with the camera of a smartphone and to determine the different recording positions by means of the movement sensors typically built into smartphones, such as triaxial accelerometers.

Verwiesen sei insbesondere auf den Aufsatz „Structure from Motion (SfM) Photogrammetry“ von Natan Micheletti, Jim H Chandler und Stuart N Lane, ISSN 2047-0371. Dort wird erwähnt, dass allseits verfügbare Smartphones wertvolle geomorphische Daten aufnehmen können, es wird erwähnt, dass bei Bildaufnahmen ein großer Überlapp erwünscht ist und aus unterschiedlichen Positionen und Richtungen aufgenommen werden soll. Es wird angegeben, dass vorteilhaft ein Messverfahren sowie eine Registrierung und/oder Skalierung vorab festgelegt werden, dass zunächst ein Gesamtobjekt aufgenommen wird, bevor die Details erfasst werden, wobei möglichst jeder Punkt auf zumindest drei aufgenommenen Bildern aus unterschiedlichen Richtungen auftauchen soll, und dass die Szene statisch sein soll, dass eine konsistente Beleuchtung gewünscht ist und dass überbelichtete Bilder, unterbelichtete Bilder und verwackelte Bilder vermieden werden sollen. Es wird auf Probleme der Skalierung hingewiesen, die sich durch bekannte Targets vermeiden ließen und es wird zudem auch erwähnt, dass hochauflösende Kameras Vorteile bi eten werden.Reference is made in particular to the article “Structure from Motion (SfM) Photogrammetry” by Natan Micheletti, Jim H Chandler and Stuart N Lane, ISSN 2047-0371. There it is mentioned that smartphones that are widely available can record valuable geomorphic data, it is mentioned that a large overlap is desirable when taking pictures and should be taken from different positions and directions. It is stated that a measurement method and a registration and / or scaling are advantageously specified in advance, that an entire object is first recorded before the details are recorded, with every point as possible on at least three recorded images appearing from different directions, and that the The scene should be static, that consistent lighting is desired and that overexposed images, underexposed images and blurred images should be avoided. Problems of scaling are pointed out, which could be avoided by known targets, and it is also mentioned that high-resolution cameras will offer advantages.

Aus der Veröffentlichung „Inertial-Based Scale Estimation for Structure from Motion on Mobile Devices“ von Janne Mustaniemi, Juho Kannala, Simo Särkkä, Jiri Matas und Janne Heikkilä, in arXiv: 1611.09498v2 [cs.CV] 11. Aug. 2017 ist die zeitliche Angleichung von Trägheitssensordaten und Bilddaten bekannt. Auch dort wird auf Skalierungsprobleme abgehoben und ein Verfahren zur Gewinnung einer Struktur aus Bewegung erwähnt.From the publication "Inertial-Based Scale Estimation for Structure from Motion on Mobile Devices" by Janne Mustaniemi, Juho Kannala, Simo Särkkä, Jiri Matas and Janne Heikkilä, in arXiv: 1611.09498v2 [cs.CV] 11. Aug. 2017 the temporal alignment of inertial sensor data and image data is known. There, too, emphasis is placed on scaling problems and a method for obtaining a structure from movement is mentioned.

Verwiesen sei weiter auf die DE 10 2018 213 209.7 . Darin wird ein Vermessungsverfahren beschrieben, bei welchem zu einem zu vermessenden Bereich mit einer bewegten Kamera Bilddaten aus unterschiedlichen Positionen aufgenommen und dreidimensionale Daten des Bereiches aus den dabei aufgenommenen Bilddaten ermittelt werden, wobei ein Bilddatenstrom erzeugt und bei der Erzeugung des Bilddatenstromes wenigstens eine Translationskomponente der Kamerabewegung ermittelt wird und im Ansprechen darauf ein kamerabewegungssteuerndes Signal generiert wird. Die Offenbarung dieser Veröffentlichung ist durch Bezugnahme vollumfänglich eingegliedert.Reference is also made to the DE 10 2018 213 209.7 . This describes a measurement method in which image data is recorded from different positions with a moving camera for an area to be measured and three-dimensional data of the area are determined from the image data recorded, an image data stream being generated and at least one translation component of the camera movement in the generation of the image data stream is determined and in response to this, a camera motion-controlling signal is generated. The disclosure of this publication is incorporated in its entirety by reference.

Die Verwendung eines Smartphones ist nun insofern vorteilhaft, als dieses ohne weiteres zur Verfügung steht und deswegen sofort einsetzbar ist, was insbesondere die wiederholte Erfassung eines Baufortschrittes erleichtert.The use of a smartphone is advantageous in that it is readily available and can therefore be used immediately, which in particular facilitates the repeated recording of construction progress.

Gleichwohl ist der Einsatz eines Smartphones nicht völlig unproblematisch. Werden nämlich mit Smartphones Abmessungen von in Foto- bzw. Videoaufnahmen erfassten Strukturen durch Triangulation bestimmt, so ist die Meßpräzision für Strecken, Flächen und Volumina zunächst abhängig von der Qualität der Aufnahmen, was bezüglich der einzelnen Bilder eine gute Ausleuchtung aller relevanten Bildbereiche und eine hinreichend hohe Auflösung der relevanten Strukturen erfordert; bezüglich der für die Triangulation ausgewerteten Bildserien ist darüber hinaus weiter darauf zu achten, dass die zur ausgewerteten Bildserien gehörenden Bilder von geeigneten Positionen aus aufgenommen werden und diese Positionen auch hinreichend genau bekannt sind. Die fortschreitende Veränderung der Aufnahmepositionen innerhalb der Bildserien lässt sich im Regelfall recht genau mit den in Smartphones typisch verbauten triaxialen Accelerometern bestimmen; die erzielbaren Genauigkeiten reichen für viele Zwecke aus. Auch wenn mit einer ausreichenden Relativ-Genauigkeit Strecken, Flächen und Volumina bestimmt werden können, liegt aber damit die absolute Position einer durch die Vermessung erfassten Struktur nicht fest. Herkömmliche Smartphones haben zwar GPS-Sensoren; die entsprechenden Signale sind aber selbst dann für viele Zwecke zu ungenau, wenn die über einen längeren Zeitraum, etwa die Dauer einer Bildsequenz Aufnahme erfassten Messungen miteinander verrechnet werden.Nevertheless, using a smartphone is not entirely unproblematic. If the dimensions of structures captured in photo or video recordings are determined by triangulation with smartphones, the measurement precision for distances, areas and volumes initially depends on the quality of the recordings, which in terms of the individual images provides good and sufficient illumination of all relevant image areas requires high resolution of the relevant structures; With regard to the image series evaluated for the triangulation, care must also be taken that the images belonging to the evaluated image series are recorded from suitable positions and that these positions are known with sufficient accuracy. The progressive change in the recording positions within the image series can usually be determined quite precisely with the triaxial accelerometers built into smartphones; the accuracies that can be achieved are sufficient for many purposes. Even if distances, areas and volumes can be determined with sufficient relative accuracy, the absolute position of a structure detected by the measurement is not fixed. Conventional smartphones have GPS sensors; however, the corresponding signals are too imprecise for many purposes even if the measurements recorded over a longer period of time, for example the duration of an image sequence, are offset against one another.

Es ist daher, kurz vor dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung vom Anmelder respektive von dessen Rechtsvorgängern bereits vorgeschlagen worden, ein Smartphone, das zu Vermessungszwecken, insbesondere zur Vermessung mittels Triangulation in Bildsequenzen, eingesetzt wird, mit einem sogenannten Echtzeit-Kinematik -(RTK) -Empfängermodul eines globalen Navigationssatellitensystems, also einem GNSS-RTK Modul, zu koppeln.Es wird darauf hingewiesen, dass der Anmelder sich vorbehält, Schutz auch für eine solche Anordnung zu beanspruchen, soweit einschlägige Neuheitsschonfristen existieren.Therefore, shortly before the priority date of the present application, the applicant or his legal predecessor proposed a smartphone that is used for measurement purposes, in particular for measurement by means of triangulation in image sequences, with so-called real-time kinematics - (RTK) - To couple the receiver module of a global navigation satellite system, i.e. a GNSS-RTK module. It should be noted that the applicant reserves the right to claim protection for such an arrangement as well, provided that relevant grace periods exist.

Bei der vorbekannten Smartphone-Anordnung, selbst soweit diese mit einem RTK-GNSS-Modul versehen ist, ist es allerdings schwierig, ausgedehnte, weit eingetiefte Strukturen schnell mit hinreichend hoher Präzision zu erfassen. Dies liegt unter anderem daran, dass eine Triangulation eine Struktur aus hinreichend unterschiedlichen Richtungen erfassen muss, was bei engen, tiefen Strukturen, die von oben ausgemessen werden sollen, aus perspektivischen Gründen nur begrenzt möglich ist. Dies erschwert sowohl die Erfassung bereits errichteter, eingetiefter Strukturen, wenn also etwa überprüft werden soll, ob eine ausgehobene Grube oder ein ausgehobener Graben bereits hinreichend tief und an der korrekten Stelle angeordnet ist, als auch oftmals die exakte Festlegung von tiefer gelegenen Bereichen, an denen ein Bauwerk, etwa ein Brückenpfeiler zu errichten ist.In the case of the previously known smartphone arrangement, even if it is provided with an RTK-GNSS module, it is difficult, however, to record extensive, deeply deep structures quickly with sufficiently high precision. One of the reasons for this is that triangulation has to capture a structure from sufficiently different directions, which is only possible to a limited extent for reasons of perspective in the case of narrow, deep structures that are to be measured from above. This makes it more difficult to record structures that have already been built and deepened, i.e. if a check is to be carried out, for example, on whether a dug pit or a dug trench is already sufficiently deep and in the correct place, and often the exact definition of deeper areas where a structure, such as a bridge pier, is to be erected.

Es wäre wünschenswert, zumindest eine von Einmessungen und Ausmessungen so präzise, schnell und kostengünstig durchführen zu können, dass eine Nutzung, insbesondere eine kommerzielle Nutzung in Betracht gezogen werden kann. Insbesondere wäre wünschenswert, tiefer gelegene Strukturen gut erfassen zu können.It would be desirable to be able to carry out at least one of measurements and measurements so precisely, quickly and inexpensively that use, in particular commercial use, can be considered. In particular, it would be desirable to be able to grasp structures that are deeper.

Im Hinblick darauf, dass immer häufiger eine präzise Dokumentation geleisteter Arbeiten gefordert wird, wäre es auch wünschenswert, Vermessungen so durchführen zu können, dass die Messergebnisse Dokumentationsanforderungen genügen, insbesondere gesetzlichen oder vertraglich verpflichtenden Dokumentationsanforderungen, sofern diese existieren.In view of the fact that more and more precise documentation of performed work is required, it would also be desirable to be able to carry out measurements in such a way that the measurement results meet documentation requirements, in particular legal or contractually binding documentation requirements, if these exist.

Es wäre wünschenswert, zumindest einen Teil dieser Wünsche wenigstens partiell erfüllen zu können.It would be desirable to be able to at least partially meet at least some of these wishes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.The object of the present invention is to provide something new for industrial use.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The solution to this problem is claimed in an independent form. Preferred embodiments can be found in the subclaims.

Gemäß einem ersten Grundgedanken der Erfindung wird somit eine Smartphone-Anordnung mit einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination, deren Sender einen Laserstrahl auf eine Auftreff-Stelle ausstrahlt und deren Empfänger Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht von der Auftreff-Stelle erzeugt, und mit einer Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle, vorgeschlagen, wobei weiter vorgesehen ist, dass die Smartphone-Anordnung einen Neigungssensor aufweist, der zur Bestimmung einer Strahlemissionsrichtung ausgebildet ist und neigungsindikative Signale erzeugt, und wobei die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle ausgebildet ist.According to a first basic idea of the invention, a smartphone arrangement is thus provided with a laser transmitter / receiver combination, the transmitter of which emits a laser beam to an impact point and the receiver of which generates light detection signals in response to the reception of light from the point of impact , and with a signal processing stage for processing the light detection signals to determine the point of impact, it is further provided that the smartphone arrangement has an inclination sensor which is designed to determine a beam emission direction and generates inclination-indicative signals, and wherein the Signal processing stage is designed for processing the light detection signals in response to the inclination-indicative signals for determining the point of impact.

Die Erfindung hat somit erkannt, dass die Einsetzbarkeit - auch bereits zu etlichen fotogrammetrischen Vermessungen verwendbarer -Smartphones selbst dann signifikant durch die Verwendung einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination erhöht werden kann, wenn diese recht einfach konstruiert ist, also keine besonders hohen Genauigkeiten besitzt. Dies gilt insbesondere, soweit schnelle Freihandmessungen ausgeführt werden sollen. Dabei wird ausgenutzt, dass dann, wenn nicht nur die Entfernung gemessen wird, sondern auch eine Neigung bestimmt wird, systematische Messfehler besonders einfach zu verringern sind; dies gilt auch dort, wo keine fotogrammetrischen Messungen auszuführen sind. Durch die Messung von einerseits Lichtdetektionssignalen, die indikativ für die Entfernung zwischen Laser-Sender-/Empfänger-Kombination und Auftreffstelle sind, und andererseits Neigungssignalen kann nämlich ohne weiteres der durch schräge Einstrahlung sonst zu erwartende Fehler korrigiert werden. Dies gilt einsichtiger Weise dort, wo die Laser-Sender-/Empfänger-Kombination den Laserstrahl unmittelbar senkrecht emittiert. Hier wäre es möglich, mit der Laser-Sender-/Empfänger-Kombination nur dann Messwerte aufzunehmen, wenn ein nach unten emittierter Laserstrahl ausweislich des neigungsindikativen Signals aktuell lotrecht nach unten emittiert wird. Dies kann entweder erreicht werden, indem unabhängig von der aktuellen Neigung eine Sequenz (zeitlich eng aufeinander folgender) Lichtdetektionssignale aufgenommen wird und nur jene Teile der Sequenz berücksichtigt werden, während derer die Neigung des Smartphones einen nicht größer als ein bestimmter Schwellwert ist. Der Schwellwert kann absolut festgelegt werden, beispielsweise 0,5 Grad (vorliegend stets, soweit nicht anders angegeben: eines 360 Grad Vollkreises); 1,0 Grad; 2,0 Grad; 5 Grad. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Schwellwert variiert werden, wenn etwa festgestellt wird, dass das Smartphone besonders unruhig gehalten wird. Dass gegebenenfalls eine Abweichung von einer lotrechten Ausrichtung auf einem Smartphone Display angezeigt werden kann, sei als bevorzugte Variante erwähnt.The invention has thus recognized that the usability - even for a number of photogrammetric measurements that can be used for smartphones - can be significantly increased by using a laser transmitter / receiver combination if it is constructed quite simply, i.e. does not have particularly high levels of accuracy. This is especially true if quick freehand measurements are to be carried out. This makes use of the fact that when not only the distance is measured, but also an inclination is determined, systematic measurement errors can be reduced particularly easily; this also applies where no photogrammetric measurements are to be carried out. By measuring light detection signals on the one hand, which are indicative of the distance between the laser transmitter / receiver combination and the point of impact, and on the other hand, inclination signals, the error otherwise to be expected due to inclined irradiation can be corrected without further ado. Obviously, this applies where the laser transmitter / receiver combination emits the laser beam directly and vertically. Here it would be possible to only record measured values with the laser transmitter / receiver combination if a downwardly emitted laser beam is currently being emitted vertically downward, as evidenced by the inclination-indicative signal. This can be achieved either by recording a sequence (closely related in time) light detection signals regardless of the current inclination and only taking into account those parts of the sequence during which the inclination of the smartphone is not greater than a certain threshold value. The threshold value can be set absolutely, for example 0.5 degrees (in the present case always, unless otherwise stated: a 360 degree full circle); 1.0 degree; 2.0 degrees; 5 degrees. Alternatively and / or in addition, the threshold value can be varied if, for example, it is determined that the smartphone is being kept particularly restless. The fact that a deviation from a vertical alignment can possibly be displayed on a smartphone display should be mentioned as a preferred variant.

Es sei erwähnt, dass auch die Entfernungsbestimmung von relativ zum Standort weder lotrecht noch nahezu lotrecht liegenden Stellen möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine hochgenaue Vermessung also auch an entfernten Stellen möglich, d. h. an Stellen, an welchen sich der Benutzer momentan nicht befindet, und zwar ohne dass zuvor Geräte aufgestellt werden müssen. Dies ist nicht nur vorteilhaft bei der Vermessung von schwer zugänglichen Stellen wie Gräben und Gruben, sondern auch dort, wo schnell mit geringem Aufwand Messungen erforderlich sind, insbesondere, weil es nicht erforderlich ist, sich zwingend zu der auszumessenden Stelle zu bewegen.It should be mentioned that it is also possible to determine the distance from points that are neither perpendicular nor almost perpendicular relative to the location. With the arrangement according to the invention, a highly precise measurement is also possible at distant locations; H. in places where the user is not currently, and without devices having to be set up beforehand. This is not only advantageous when measuring hard-to-reach places such as trenches and pits, but also where measurements are required quickly with little effort, in particular because it is not necessary to necessarily move to the place to be measured.

Erwähnt sei auch, dass es möglich und bevorzugt ist, eine Strahlaussendung zu unterbinden, sofern die mit dem Neigungsmesser detektierte Neigung des Smartphones nicht innerhalb eines bestimmten Sollwertes liegt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass durch plötzliche Bewegungen des Smartphones, etwa weil der Benutzer einen Anruf entgegennimmt oder sich heftig bewegt, Laserlicht in ungewünschten Richtungen abgestrahlt wird, etwa in Richtung auf Personen. In einem solchen Fall wäre der Neigungssensor nicht nur zur Detektion einer (aktuellen) Strahlemissionsrichtung ausgebildet, sondern wäre auch dazu ausgebildet, eine Strahlemission nur innerhalb bestimmter Richtungs-Grenzen zuzulassen. Von der Bestimmung einer Strahlemissionsrichtung wird vorliegend ausgegangen, wenn zumindest entweder eine tatsächliche Neigung detektiert wird oder die Emission neigungsabhängig in ungewünschten Richtungen verhindert wird. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass der eingesetzte Laser wünschenswerter Weise eine besonders ungefährliche Laserschutzklasse besitzen soll, d. h. das auch dann, wenn der Strahl auf Personen treffen würde, diesen kein dadurch bedingter Schaden zugefügt wird. Diese Forderung stößt aber dort an ihre Grenzen, wo in gegebenenfalls auch sehr hellen Umgebungen, beispielsweise auf Baustellen im Freien, Messungen durchzuführen sind, insbesondere von Entfernungen über gegebenenfalls große Strecken (was einsichtiger Weise höhere Laserleistung erfordert) und/oder wo die angestrahlte Stelle optisch, insbesondere mit bloßem Auge bzw. in einem Kamerabild als hell strahlender Punkt, erkannt werden soll. In derartigen Fällen kann es erforderlich sein, einen Laser einer höheren Schutzklasse zu verwenden, sodass die Unterbrechung des Strahls etwa bei einer als kritisch angesehenen Neigung oder nach einem besonders schnellen und damit womöglich nicht bewusst durchgeführten Schwenken erfolgen kann.It should also be mentioned that it is possible and preferred to prevent radiation from being emitted if the inclination of the smartphone detected with the inclinometer is not within a certain setpoint. In this way, sudden movements of the smartphone, for example because the user answers a call or moves violently, can prevent laser light from being emitted in undesired directions, for example towards people. In such a case, the inclination sensor would not only be designed to detect a (current) beam emission direction, but would also be designed to allow beam emission only within certain directional limits. In the present case, the determination of a beam emission direction is assumed if at least either an actual inclination is detected or the emission is prevented in undesired directions as a function of the inclination. In this regard, it should be pointed out that the laser used should desirably have a particularly harmless laser protection class, that is to say that even if the beam were to hit people, no damage caused by it would be caused to them. However, this requirement reaches its limits where measurements are to be carried out in possibly very bright surroundings, for example on construction sites outdoors, in particular from distances over possibly large distances (which obviously requires higher laser power) and / or where the irradiated point is optical is to be recognized, in particular with the naked eye or in a camera image as a brightly radiating point. In such cases it may be necessary to use a laser of a higher protection class so that the interruption of the beam at an incline that is considered to be critical or after a particularly rapid and thus possibly not consciously performed panning can take place.

Im Übrigen ist eine Erhöhung der Messgenauigkeit auch deshalb möglich, weil mit dem Smartphone leicht über eine Vielzahl von Messungen gemittelt werden kann. Dass durch Mittelungen das Rauschen in Messungen zu verringern ist, ist einsichtig. Dies gilt jedoch nur, soweit bei der Mittelung vergleichbare Messungen miteinander verrechnet werden, also beispielsweise die gleiche Stelle angestrahlt wird. Durch zusätzliche Berücksichtigung der Neigung kann sichergestellt werden, dass Messungen mit einem zwar an einem Ort, dort aber schwankend gehaltenen Smartphone nicht zu einer übermäßigen Streuung der einzelnen Messwerte und damit zu einer hohen Varianz führen, sondern lediglich die aufgrund vergleichbarer Neigungen einander systematisch entsprechenden Einzelmessungen miteinander verrechnet werden. Erwähnt sei auch, dass dort, wo das Smartphone nicht an einem Ort gehalten wird, sondern auch dieser variiert, etwa weil der Benutzer das Smartphone unvorteilhaft am ausgestreckten und damit schlecht zu stabilisierenden Arm hält, ebenfalls im Regelfall eine Kompensation möglich ist; die in Smartphones verbauten Accelerometer, die neben Gyro-Kreisen auch zur Bestimmung der Neigung verwendet werden können, erlauben nämlich bei geeigneter Integration der Beschleunigungen eine Bestimmung der Trajektorie, entlang welcher sich das Smartphone bewegt. Damit kann, in Kombination mit der Neigung, ebenfalls eine Entfernung besser bestimmt werden. Das gleichwohl gegebenenfalls das Anbringen des Smartphones an rinrm immer noch gut beweglichen Einbein-Stativ hilfreich sein kann, sei aber erwähnt.Incidentally, the measurement accuracy can also be increased because the smartphone can easily be used to average over a large number of measurements. It is understandable that averaging can reduce the noise in measurements. However, this only applies if comparable measurements are offset against one another during the averaging, i.e. the same point is illuminated, for example. By also taking the inclination into account, it can be ensured that measurements with a smartphone held in one place but fluctuating there do not lead to an excessive spread of the individual measured values and thus to a high degree of variance, but only the individual measurements that systematically correspond to one another due to comparable inclinations will be charged. It should also be mentioned that where the smartphone is not held in one place, but also varies, for example because the user holds the smartphone unfavorably on the outstretched arm, which is difficult to stabilize, compensation is usually also possible; The accelerometers built into smartphones, which, in addition to gyro circles, can also be used to determine the inclination, allow the trajectory along which the smartphone is moving to be determined with a suitable integration of the accelerations. This, in combination with the inclination, can also be used to better determine a distance. However, it should be mentioned that it may be helpful to attach the smartphone to a monopod that is still easy to move.

Erwähnt sei auch, dass der Laserstrahl bei lotrecht gehaltenen Smartphone keinesfalls zwingend exakt lotrecht nach unten abgestrahlt werden muss. Vielmehr kann es vorteilhaft sein, wenn der Laserstrahl leicht schräg nach unten abgestrahlt wird. Dies ist dort vorteilhaft, wo besonders tiefe Strukturen auszumessen sind, etwa ausgedehnte Baugruben, an deren Rand aus Sicherheitsgründen nicht zu nahe herangetreten werden soll, auch nicht bei Vermessungen. In einer bevorzugten Variante, in welcher das Smartphone auch eine Kamera aufweist, wird der Laserstrahl bevorzugt so weit nach vorne abgestrahlt, dass der Auftreffpunkt des Lasers jedenfalls bei hinreichend großen Abständen von beispielsweise über Im; 1,5m; 2m oder 5m im von der Kamera erfassten Bildbereich liegt. Dies erlaubt einerseits, in einzelnen Bildern die Entfernung einer mit dem Laser angestrahlten Stelle zu bestimmen und/oder die angestrahlte Stelle im Bild zu markieren. Ersteres ist besonders vorteilhaft während der Durchführung und Kontrolle laufender Arbeiten, zweiteres ist hilfreich sowohl für die Dokumentation durchgeführter Arbeiten als auch dort, wo gegebenenfalls in einem (tiefer gelegenen) Gelände Markierungen vorgenommen werden müssen. Die entsprechenden Stellen können dann in einer Fotografie gekennzeichnet werden und anhand der Kennzeichnung im Gelände aufgesucht werden, um dort Arbeiten durchzuführen.It should also be mentioned that if the smartphone is held vertically, the laser beam does not necessarily have to be emitted exactly vertically downwards. Rather, it can be advantageous if the laser beam is radiated downwards at a slight angle. This is advantageous where particularly deep structures are to be measured, for example extensive construction pits, the edge of which should not be approached too close for safety reasons, not even during measurements. In a preferred variant, in which the smartphone also has a camera, the laser beam is preferably emitted so far forward that the point of impact of the laser is in any case at sufficiently large distances of, for example, about Im; 1 ,5 m; 2m or 5m in the image area captured by the camera. On the one hand, this makes it possible to determine the distance to a point irradiated with the laser in individual images and / or to mark the irradiated point in the image. The former is particularly advantageous during the execution and control of ongoing work, the latter is helpful both for the documentation of the work that has been carried out and where markings may have to be made in a (lower) area. The corresponding places can then be marked in a photograph and visited on the basis of the marking in the area in order to carry out work there.

Eine weitere bevorzugte Variante besteht darin, bei Smartphone-Anordnungen, bei welchen die Laser-Sender-/Empfänger Kombination extern zum Gehäuse des eigentlichen Smartphones vorgesehen ist, beispielsweise verbaut in einer Halterung, in welcher das Smartphone fixiert wird, beispielsweise durch die Flexibilität einer den Smartphone-Rand übergreifenden Halterung, eine zusätzliche Kamera in der Halterung zu verbauen. In einem solchen Fall wird die optische Achse der zusätzlichen, in der Halterung verbauten Kamera in Richtung allgemein parallel zur Emissionsrichtung des Lasers verlaufen und die Kamera wird ein hinreichend breites Blickfeld besitzen, um die angestrahlt Stelle und deren Umgebung optisch zu erfassen. Durch eine solche zusätzliche Kamera kann die Emissionsrichtung unabhängig von der Kameraachse des in die Halterung eingesetzten Smartphones gewählt werden. Die zusätzliche, in der Halterung zu verbauen der Kamera kann zunächst dafür verwendet werden, die angestrahlten Stellen und deren Umgebungen zu dokumentieren. Dementsprechend werden in einer bevorzugten Variante die mit der Kamera erfassten Bilder als Einzelbilder oder als Videostrom auf das Smartphone übertragen, und zwar so, dass die mit der zusätzlichen Kamera erfassten Bilder und die jeweils gemessenen Entfernungen einander zugeordnet werden können. Dies ist zum Beispiel durch geeignete Zeitmarken in den Videoströmen oder für fotografische Aufnahmen möglich. Wo die Geometrie der verbauten Zusatzkamera-Optik hinreichend genau bekannt ist und die Auflösung ausreicht, können auch fotogrammetrischen Messungen durchgeführt werden. Ebenso besteht, zumindest bei hinreichender Bandbreite der Schnittstelle zwischen Halterung und Smartphone die Möglichkeit, momentan aufgenommene Bilder auf dem Display des Smartphones zur Anzeige zu bringen, was hilfreich sein kann, um bei schlecht erkennbarer Auftreff-Stelle ein korrektes Anvisieren zu unterstützen.Another preferred variant consists in smartphone arrangements in which the laser transmitter / receiver combination is provided externally to the housing of the actual smartphone, for example installed in a holder in which the smartphone is fixed, for example through the flexibility of a Bracket spanning the smartphone edge, an additional camera can be installed in the bracket. In such a case, the optical axis of the additional camera built into the holder will run in the direction generally parallel to the emission direction of the laser and the camera will have a sufficiently wide field of view to optically capture the irradiated point and its surroundings. With such an additional camera, the emission direction can be selected independently of the camera axis of the smartphone inserted in the holder. The additional camera to be built into the bracket can initially be used to document the illuminated areas and their surroundings. Accordingly, in a preferred variant, the images captured with the camera are transmitted to the smartphone as individual images or as a video stream, specifically in such a way that the images captured with the additional camera and the respective measured distances can be assigned to one another. This is possible, for example, by means of suitable time stamps in the video streams or for photographic recordings. Where the geometry of the built-in additional camera optics is known with sufficient accuracy and the resolution is sufficient, photogrammetric measurements can also be carried out. There is also the possibility, at least with sufficient bandwidth of the interface between the holder and the smartphone, to display the currently recorded images on the display of the smartphone, which can be helpful to support correct aiming if the point of impact is difficult to recognize.

Erwähnt sei weiter, dass - unabhängig von der Verwendung einer zusätzlichen Kamera in der Halterung - unter Rückgriff auf eine Neigungsbestimmung überdies die Möglichkeit besteht, nicht nur Punkt-Messungen durchzuführen, sondern vielmehr auch ausgedehntere Bereiche auszumessen; wenn das Smartphone während einer Meßperiode willentlich oder unwillentlich geneigt wird, kann zu Gruppen bezüglich der Neigung eng beieinanderliegender Messwerte jeweils ein Mittelwert gebildet werden und damit ein Gelände quasi abgetastet werden.It should also be mentioned that - regardless of the use of an additional camera in the holder - with recourse to an inclination determination there is also the possibility not only to carry out point measurements, but also to measure extensive areas; If the smartphone is inclined willfully or involuntarily during a measurement period, a mean value can be formed for groups with regard to the inclination of closely spaced measured values, and an area can thus be scanned, as it were.

Die Laser-Sender-/ Empfängerkombination wird so ausgebildet sein, dass damit Entfernungen jener Größenordnung, wie sie zu vermessen ist, ausgemessen werden kann. Entsprechende Techniken sind bekannt und müssen hier nicht näher erläutert werden; nur beispielhaft sei erwähnt, dass Entfernungsmessungen zum Beispiel laufzeitbasiert sein können oder Entfernungen anhand von Schwebungs-Phasen zwischen einem modulierten Laserstrahl und dem von der Auftreffstelle empfangenen Licht, das durch die Lasermodulation ebenfalls geprägt ist, gemessen werden können.The laser transmitter / receiver combination will be designed in such a way that it can be used to measure distances of the order of magnitude that is to be measured. Corresponding techniques are known and do not need to be explained in more detail here; It should only be mentioned by way of example that distance measurements can, for example, be time-based or distances can be measured on the basis of beat phases between a modulated laser beam and the light received from the point of impact, which is also shaped by the laser modulation.

Es versteht sich im Übrigen, dass die ermittelte Größe der Auftreffstelle einerseits von der Ausweitung des Laserstrahls abhängt und andererseits von der Schwankungsbreite der Neigungswerte, die für eine Messung noch berücksichtigt werden. Dort, wo Markierungen in Bildern vorgenommen werden, kann gegebenenfalls eine entsprechende flächige Markierung erfolgen.It is also understood that the determined size of the point of impact depends on the one hand on the expansion of the laser beam and on the other hand on the fluctuation range of the inclination values that are still taken into account for a measurement. Wherever markings are made in images, a corresponding two-dimensional marking can optionally be carried out.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Lage von Auftreffstellen im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale und eine Entfernung der Smartphone-Anordnung von der Auftreffstelle zu ermitteln, bevorzugt unter Berechnung trigonometrischer Funktionen. Gegebenenfalls kann dabei sogar berücksichtigt werden, dass Sender und Empfänger räumlich geringfügig getrennt sind. Soweit also vorliegend von der Richtung gesprochen wird, in welche der Laserstrahl emittiert wird, liegt damit stets auch die Richtung fest, von welcher zurück gestreutes Laserlicht empfangen wird.In a preferred embodiment it can be provided that the signal processing stage is designed to determine the position of impact points in response to the inclination-indicative signals and a distance of the smartphone arrangement from the point of impact, preferably by calculating trigonometric functions. If necessary, it can even be taken into account that the transmitter and receiver are slightly separated in space. In so far as the direction in which the laser beam is emitted is mentioned in the present case, the direction from which the backscattered laser light is received is also always fixed.

Hingewiesen sei diesbezüglich auch darauf, dass die Signalverarbeitungsstufe nicht zwingend selbst die Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungindikativen Signale verarbeiten müsste; vielmehr würde es ausreichen, dass die Signalverarbeitungsstufe die Signale so aufbereitet, dass sie eine (unmittelbare) Verarbeitung der Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle erlauben; dies kann beispielsweise durch geeignete Konditionierung, Normierung und Synchronisation geschehen. In einem solchen Fall könnten die entsprechend aufbereiteten Signale beispielsweise an einen Zentralrechner gespeist werden, was insbesondere dort in Betracht kommt, wo zusätzlich Bilder fotogrammmetrisch auszuwerten sind und die lokale, d. h. im Smartphone vorhandene Rechenleistung nicht ausreicht, um diese Bestimmungen vorzunehmen. Gleichwohl ist es im Regelfall erwünscht und ohne großen Aufwand möglich, die Lagen von Auftreffstellen im Smartphone selbst zu ermitteln. Da im wesentlichen hierfür lediglich die mit der Laser-Sender-/Empfänger Kombination bestimmte Entfernung nach einfachen trigonometrischen Formeln korrigiert werden muss, ist dies in Echtzeit möglich, ohne dass die Berechnungen insbesondere übermäßig viel Energie benötigen.In this regard, it should also be pointed out that the signal processing stage does not necessarily have to process the detection signals itself in response to the inclination-indicative signals; rather, it would be sufficient for the signal processing stage to process the signals in such a way that they allow (immediate) processing of the light detection signals in response to the inclination-indicative signals for determining the point of impact; this can be done, for example, by suitable conditioning, normalization and synchronization. In such a case, the correspondingly processed signals could be fed, for example, to a central computer, which is particularly important where additional images are to be evaluated photogrammetrically and the local, i. H. The computing power available in the smartphone is not sufficient to carry out these determinations. Nevertheless, it is usually desirable and possible without great effort to determine the positions of the points of impact in the smartphone itself. Since essentially only the distance determined with the laser transmitter / receiver combination has to be corrected according to simple trigonometric formulas, this can be done in real time without the calculations in particular requiring an excessive amount of energy.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Laser-Sender-/Empfänger-Kombination eine Sequenz diskreter Detektionssignale bzw. daraufbezogener Werte ausgibt, der Neigungssensor eine Sequenz neigungsindikativer Signale bzw. daraufbezogener Werte ausgibt und die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der jeweiligen Signale bzw. darauf bezogener Werte in synchronisierter Weise ausgebildet ist. Prinzipiell ist es demnach nicht erforderlich, dass die Laser-Sender-/Empfänger-Kombination ihre Daten synchron zu den Daten des Neigungssensors ausgibt oder auch nur die Werte mit der gleichen Abtastrate wie der Neigungsmesser erfasst.It can be provided in a preferred embodiment that the laser transmitter / receiver combination outputs a sequence of discrete detection signals or related values, the inclination sensor outputs a sequence of inclination-indicative signals or related values and the signal processing stage for processing the respective signals or . related values is formed in a synchronized manner. In principle, it is therefore not necessary for the laser transmitter / receiver combination to output its data synchronously with the data from the inclination sensor or even to only acquire the values with the same sampling rate as the inclinometer.

Dort, wo eine vom Smartphone per se getrennte Laser-Sender-/Empfänger-Kombination verwendet wird, ist es aber zunächst erwünscht, die durch die Übertragung von der per se getrennten Kombination auf das Smartphone eingeführte Latenz zu kompensieren; dies kann zum Beispiel geschehen, in dem eine solche Latenz einmalig, etwa herstellerseitig, ermittelt und gespeichert wird. Insbesondere dort, wo die Übertragung mit einer womöglich über die Zeit schwankenden Latenz erfolgt, etwa weil eine drahtlose Schnittstelle wie Bluetooth zur Übertragung verwendet wird und die dabei erzielbare Latenz auch davon abhängt, ob die Schnittstelle momentan noch von anderen Geräten, etwa einem Headset eines Smartphone Benutzers benötigt wird, ist es jedoch auch möglich, eine Latenz regelmäßig auf andere Weise zu bestimmen, etwa indem der Zeitverlauf der Entfernungen korreliert wird mit dem Zeitverlauf der Neigungen, wenn zugleich das Smartphone leicht geschwenkt wird. Wird etwa unterstellt, dass aus einem exakt lotrecht gehaltenen Smartphone der Laserstrahl auch exakt lotrecht nach unten emittiert wird, so wird über einem ebenen Grund die detektierte Entfernung ihr Minimum immer bei exakt lotrechter Ausrichtung des Smartphones annehmen; dies zeigt, dass eine Latenzbestimmung per se rein durch Betrachtung des Kurvenverlaufs über ebenem Grund möglich ist. Es wird einsichtig sein, dass entsprechende Bestimmungen auch bei schräg aus der Smartphone-Anordnung abgestrahlten Laserstrahl möglich sind, sofern der Abstrahlwinkel relativ zum Smartphone konstant und bekannt ist. Auch sei erwähnt, dass die entsprechenden Berechnungen gegebenenfalls iterativ erfolgen können, um die mit unterschiedlichen Neigungen einhergehenden unterschiedlichen Trick nur metrischen Verhältnisse zu berücksichtigen, sei erwähnt. Ebenso sei erwähnt, dass gegebenenfalls keine vollständige Korrelation beider Zeitverlaufs-Kurven bestimmt werden muss, um die Latenz zu bestimmen, sondern die Suche nach Minima wie beschrieben ausreichen kann. Es sei im Übrigen erwähnt, dass gegebenenfalls Veränderungen der Latenz etwa einer Bluetooth-Schnittstelle auch bestimmbar sein können, indem die aktuelle Auslastung der Schnittstelle usw. berücksichtigt wird, dass gegebenenfalls andere als die hier nur beispielhaft unter Bezug genommene Bluetooth-Schnittstelle als drahtlos-Schnittstelle in Betracht kommt, also etwa Zigbee, Bluetooth Le, WLAN usw., und dass eine Latenz auch dort berücksichtigt werden kann, wo die Signalübertragung drahtgebunden erfolgt, etwa über eine herkömmliche Schnittstelle nach einem der USB-Standards.Where a laser transmitter / receiver combination is used that is separate from the smartphone per se, it is initially desirable to compensate for the latency introduced by the transmission from the per se separate combination to the smartphone; this can be done, for example, by determining such a latency once, for example on the manufacturer's side, and storing it. In particular, where the transmission takes place with a latency that may fluctuate over time, for example because a wireless interface such as Bluetooth is used for transmission and the latency that can be achieved also depends on whether the interface is currently still from other devices, such as a smartphone headset User is required, however, it is also possible to regularly determine a latency in other ways, for example by correlating the time course of the distances with the time course of the inclinations if the smartphone is swiveled slightly at the same time. If, for example, it is assumed that the laser beam is also emitted exactly vertically downwards from a smartphone that is held exactly perpendicular, the detected distance will always assume its minimum over a level ground if the smartphone is aligned exactly perpendicular; this shows that a latency determination per se is possible purely by looking at the course of the curve over level ground. It will be clear that corresponding determinations are also possible in the case of a laser beam emitted at an angle from the smartphone arrangement, provided that the radiation angle relative to the smartphone is constant and known. It should also be mentioned that the corresponding calculations can optionally be carried out iteratively in order to take into account the different trick-only metric ratios associated with different inclinations. It should also be mentioned that it may not be necessary to determine a complete correlation of the two time course curves in order to determine the latency, but rather the search for minima, as described, may be sufficient. It should also be mentioned that, if necessary, changes in the latency of a Bluetooth interface, for example, can also be determined by taking into account the current load on the interface, etc., that other than the Bluetooth interface referred to here only as an example as a wireless interface comes into consideration, such as Zigbee, Bluetooth Le, WLAN, etc., and that a latency can also be taken into account where the signal transmission is wired, for example via a conventional interface according to one of the USB standards.

Eine Synchronisation kann im Übrigen auch umfassen, dass die einzelnen Daten einer auszuwertenden Sequenz mit geeigneten Zeit-Marken versehen werden, was durch wenigstens einen von Laser-Sender-/Empfänger-Kombination und Smartphone geschehen kann. Erwähnt sei, dass dort, wo zunächst die aus der Laser-Sender-Querstrichempfänger Kombination übertragenen Daten mit geeigneten Zeit-Marken versehen werden und dann die entsprechende Sequenz zusätzlich mit Zeitmarken im Smartphone versehen wird, Änderungen der Latenz oder Schwankungen der Abtastrate besonders schnell auffallen bzw. besonders gut ausgewertet werden können.A synchronization can also include providing the individual data of a sequence to be evaluated with suitable time marks, which can be done by at least one of the laser transmitter / receiver combination and smartphone. It should be mentioned that where the data transmitted from the laser-transmitter-crossbar receiver combination is initially provided with suitable time stamps and then the corresponding sequence is additionally provided with time stamps in the smartphone, changes in latency or fluctuations in the sampling rate are particularly quickly noticeable or can be evaluated particularly well.

Es sei darauf hingewiesen, dass dort, wo etwa die Laser-Sender-/Empfänger-Kombination Messwerte mit einer höheren Abtastrate ermittelt als sinnvoll über die jeweils verwendete Schnittstelle übertragbar und/oder sinnvoll im Smartphone auswertbar sind, gegebenenfalls eine Mittelung schon in der Laser-Sender-/Empfänger-Kombination stattfinden könnte, dass es aber regelmäßig bevorzugt ist, nicht einzelne Entfernungsmessungen ungeachtet der aktuellen Neigung zu mitteln, sondern vielmehr eine Mittelung so vorzunehmen, dass nur bei bestimmten Neigungen erfasste Werte gemittelt werden.It should be noted that where, for example, the laser transmitter / receiver combination determines measured values with a higher sampling rate than can be sensibly transmitted via the interface used in each case and / or sensibly evaluated in the smartphone, averaging may already be carried out in the laser Transmitter / receiver combination could take place, but it is regularly preferred not to average individual distance measurements regardless of the current inclination, but rather to carry out an averaging in such a way that values recorded only for certain inclinations are averaged.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass von den diskreten Detektionssignalen einer auszuwertenden Sequenz die Entfernungswerte zumindest teilweise an anderen Zeiten als die Neigung indikativen Signale bestimmt werden und die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Werte zumindest einer der beiden Sequenzen zeitlich zu interpolieren. Dies erlaubt es, die (latenzkorrigierten und gegebenenfalls mit Zeitmarken versehenen) Messwerte besonders einfach gemeinsam zu verarbeiten. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Interpolation Verfahren per se bekannt und einsetzbar sind. Nur beispielhaft sei erwähnt eine Spline-Interpolation, eine kubische Interpolation, eine lineare Interpolation und so weiter.In a preferred embodiment it can be provided that the distance values of the discrete detection signals of a sequence to be evaluated are determined at least partially at times other than the inclination indicative signals and the signal processing stage is designed to temporally interpolate the values of at least one of the two sequences. This allows the (latency-corrected and possibly provided with time stamps) measured values to be processed jointly in a particularly simple manner. It should be pointed out that methods for interpolation are known per se and can be used. A spline interpolation, a cubic interpolation, a linear interpolation and so on should be mentioned only by way of example.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, aus bei einer Vielzahl nacheinander angestrahlter Auftreff-Stellen erfassten Licht-Detektionssignalen eine mittlere Auftreff-Stelle und/oder die Lage eines ausgedehnten AuftreffStellensbereiches zu bestimmen. Betont sei insoweit, dass eine Mittelung zwar prinzipiell nicht erforderlich wäre, aber deren Durchführung schon deshalb sinnvoll ist, weil sie sich ohne zusätzlichen baulichen Aufwand besonders leicht realisieren lässt und sie darüber hinaus auch zu einer signifikanten Verbesserung der Messergebnisse beiträgt. Dass über ausgedehntere Auftreffstellen-Bereiche räumlich gemittelt werden kann, etwa um die aus einer Grube ausgehobenen Volumina zu bestimmen, sei in diesem Zusammenhang ebenfalls als vorteilhaft erwähnt.In a preferred embodiment, it can be provided that the signal processing stage is designed to determine a central point of impact and / or the location of an extended point of impact from light detection signals detected at a plurality of successively illuminated points of impact. It should be emphasized that averaging would not be necessary in principle, but that it makes sense because it can be implemented particularly easily without additional structural effort and it also contributes to a significant improvement in the measurement results. The fact that a spatial averaging can be carried out over extensive areas of impact, for example in order to determine the volumes excavated from a pit, should also be mentioned as advantageous in this context.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform im Übrigen vorgesehen sein, dass die Smartphone-Anordnung mit einem eine Sequenz diskreter, positionsindikativer Signale ausgebenden Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul versehen ist, wobei die Lage der Laser-Sender-/ Empfängerkombination relativ zu dessen Antenne(n) - oder, gleichbedeutend, einem anderen Referenzpunkt des Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul bekannt ist und wobei die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Lage von Auftreffstellen auch im Ansprechen auf die positionsindikativen Signale des Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul zu bestimmen.In a preferred embodiment, it can also be provided that the smartphone arrangement is provided with a real-time kinematics GNSS module that emits a sequence of discrete, position-indicating signals, the position of the laser transmitter / receiver combination relative to its antenna ( n) - or, equivalent, another reference point of the real-time kinematics GNSS module is known and the signal processing stage is designed to determine the position of impact points also in response to the position-indicative signals of the real-time kinematics GNSS module.

Gerade dort, wo nicht ausschließlich eine Tiefe punktuell bestimmt werden soll, sondern mit einer Vermessung in größerem Umfang Daten ermittelt werden sollen, bringt ein solches Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul deutliche Vorteile.Such a real-time kinematics GNSS module has clear advantages precisely where it is not just a point to determine a depth, but rather where data is to be determined with a survey on a larger scale.

Baulich kann das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul ebenso wie das Lasermodul als externes, mit dem Smartphone zu verbindendes Modul ausgestaltet sein; wie zuvor beschrieben, ist es möglich, die Daten des Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul auf die intern im Smartphone gemessenen Daten wie die Neigungsdaten zu synchronisieren, Zeitmarken mit zu übertragen, eine Interpolation vorzunehmen und so weiter. Da die Änderungen von Neigungen allerdings im Regelfall wesentlich schneller erfolgen können als eine translative Schwerpunkt-Verschiebung, ist es gegebenenfalls ausreichend, die Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten mit geringer zeitlicher Auflösung als die mit der Laser-Sender-/ Empfänger-Kombination erfasste Entfernungen zu bestimmen, falls gewünscht.Structurally, the real-time kinematics GNSS module, like the laser module, can be designed as an external module to be connected to the smartphone; As described above, it is possible to synchronize the data of the real-time kinematics GNSS module with the data measured internally in the smartphone, such as the inclination data, to transfer time stamps, to carry out an interpolation and so on. However, since the changes in inclinations can usually take place much faster than a translative shift in the center of gravity, it may be sufficient to use the real-time kinematics GNSS data with a lower temporal resolution than the distances recorded with the laser transmitter / receiver combination to be determined if desired.

Das Vorhandensein von Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten ist aber besonders dort vorteilhaft, wo mit dem Smartphone auch Bildsequenzen aufgenommen werden, aus denen Abmessungen fotogrammmetrisch bestimmt werden sollen. Wo dies der Fall ist, sollte die Rate der Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten im Hinblick auf die Framerate der Bildsequenzen bestimmt werden. Wo keine exakte Synchronisation zwischen Bildaufnahme und Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten erzielt werden kann, mag es bevorzugt sein, die Abtastrate der Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten höher zu wählen als die Framerate, insbesondere wenigstens doppelt so hoch. Gegebenenfalls kann dort, wo das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Daten nur mit geringer Abtastrate Daten zu liefern vermag, auf Werte Rückgriff genommen werden, die beispielsweise mit dem im Smartphone verbauten Beschleunigungsmesser erfasst wurden.The availability of real-time kinematics GNSS data is particularly advantageous where the smartphone is used to record image sequences from which dimensions are to be determined photogrammetrically. Where this is the case, the rate of the real-time kinematics GNSS data should be compared with the frame rate of the Image sequences are determined. Where no exact synchronization between image acquisition and real-time kinematics GNSS data can be achieved, it may be preferable to select the sampling rate of the real-time kinematics GNSS data to be higher than the frame rate, in particular at least twice as high. If necessary, where the real-time kinematics GNSS data is only able to deliver data at a low sampling rate, it is possible to use values that were recorded, for example, with the accelerometer built into the smartphone.

Erwähnt sei, dass ausweislich der zuvor unter Bezug genommenen DE 10 2018 213 209 die Aufnahme von ortsindikativen Daten bzw. geschwindigkeitsindikativen oder beschleunigungsindikativen Daten häufiger erfolgen kann als die Aufnahme eines neuen Bildes. So wurde darauf hingewiesen, dass sich Bildfolgeraten (frame rates) von beispielsweise 10 Bildern/Sekunde (gegenüber den zur Erzielung eines als ruckelfrei empfundenen Videostromes erforderlichen 24 Bildern) pro Sekunde als ohne Weiteres ausreichend erwiesen haben, um für fotogrammmetrische Zwecke einerseits einen hinreichenden Überlapp zu gewährleisten und das zu bearbeitende Datenvolumen gleichwohl noch handhabbar zu halten, dass aber die Aufnahme von ortsindikativen Daten bzw. geschwindigkeitsindikativen oder beschleunigungsindikativen Daten häufiger erfolgen kann als die Aufnahme eines neuen Bildes. Es kann also in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Smartphone zur Aufnahme von Bildfolgen für die fotogrammmetrische Vermessung von in den Bildern erkennbaren Strukturen ausgebildet ist, und die zeitliche Abfolge dafür zu berücksichtigender Bilder geringer ist als die unter Berücksichtigung der Sequenzen diskreter Detektionssignale, diskreter neigungsindikativer Signale und/oder gegebenenfalls diskreter positionsindikativer Signale bestimmbare Abfolge von Auftreffstellen.It should be mentioned that evidently the previously referred to DE 10 2018 213 209 the recording of location-indicative data or speed-indicative or acceleration-indicative data can take place more frequently than the recording of a new image. It was pointed out that frame rates of, for example, 10 frames / second (compared to the 24 frames required to achieve a video stream that is perceived as jerk-free) per second have proven to be sufficient to achieve sufficient overlap for photogrammetric purposes on the one hand guarantee and still keep the data volume to be processed manageable, but that the recording of location-indicative data or speed-indicative or acceleration-indicative data can take place more frequently than the recording of a new image. It can therefore be provided in a preferred embodiment that the smartphone is designed to record image sequences for the photogrammetric measurement of structures recognizable in the images, and the time sequence of images to be taken into account is less than that taking into account the sequences of discrete detection signals, more discrete inclination-indicative signals and / or possibly discrete position-indicative signals determinable sequence of impact points.

Dabei wurde im zitierten Stand der Technik ebenfalls bereits ausgeführt, dass die Aufnahme von mehr Daten je Frame und auch die Aufnahme von Zwischenframedaten eine Erhöhung der Präzision, insbesondere bei Integration und/oder Interpolation erlaubt. Hingewiesen wurde im Übrigen explizit auf die Verwendbarkeit von Sensoren für GPS, GLONASS, Galilei und den QZSS I Beschleunigungssensor 1, sowie auf OOPS I, auf die Verwendbarkeit eines digitalen Kompasses, eines Beschleunigungssensors, eines 3-Achs-Gyrometers, einer barometrisch bestimmten Höhe, eines Beschleunigungssensors, Neigungswinkel sowie verschiedene Sensoren zur Kameraeinstellung. Dass derartige Sensoren auch vorliegend verwendbar sind, insbesondere die als Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul geeigneten Sensoren verwendbar sind, sei hiermit explizit offenbart.It has also already been stated in the cited prior art that the recording of more data per frame and also the recording of intermediate frame data allow an increase in precision, in particular in the case of integration and / or interpolation. The use of sensors for GPS, GLONASS, Galilei and the QZSS I acceleration sensor was also explicitly pointed out 1 , as well as on OOPS I, on the usability of a digital compass, an acceleration sensor, a 3-axis gyrometer, a barometrically determined altitude, an acceleration sensor, angle of inclination and various sensors for camera setting. That such sensors can also be used in the present case, in particular the sensors suitable as real-time kinematics GNSS module, is hereby explicitly disclosed.

Es kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Laser-Sender-/ Empfänger-Kombination und/oder, sofern vorhanden, das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul extern zu einem Smartphone-Gehäuse vorgesehen und mit diesem verbindbar ist, insbesondere in fester räumlicher Beziehung, und die Laser-Sender-/ Empfängerkombination und/oder das Echtzeit-Kinematik-GNSS- Modul durch das Smartphone steuerbar ist.It can be provided in a preferred embodiment that the laser transmitter / receiver combination and / or, if available, the real-time kinematics GNSS module is provided externally to a smartphone housing and can be connected to it, in particular in a fixed manner spatial relationship, and the laser transmitter / receiver combination and / or the real-time kinematics GNSS module can be controlled by the smartphone.

Was die Steuerung angeht, so wurde bereits darauf hingewiesen, dass der Laser an- bzw. ausgesteuert werden kann (bzw. der Strahl auf andere Weise unterbrochen werden kann) und es sei darauf hingewiesen, dass dort, wo sich Latenzen gut bestimmen lassen und insbesondere zeitlich stabil sind, gegebenenfalls die Datenaufnahme auch durch eine andere Einheit oder eine von mehreren anderen Einheiten getriggert werden kann.As far as the control is concerned, it has already been pointed out that the laser can be activated or deactivated (or the beam can be interrupted in some other way) and it should be noted that where latencies can be well determined, and in particular are stable over time, if necessary the data acquisition can also be triggered by another unit or one of several other units.

Erwähnt sei auch, dass gegebenenfalls das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul und die Laser-Sender-/ Empfängerkombination gemeinsam in einem mit dem Smartphone zu verbindenden externen Gerät angeordnet sein können. Dies erleichtert die Synchronisation zumindest von Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul und Laser-Sender-/ Empfängerkombination aufeinander und verringert überdies den Kommunikationsaufwand zum Smartphone.It should also be mentioned that, if necessary, the real-time kinematics GNSS module and the laser transmitter / receiver combination can be arranged together in an external device to be connected to the smartphone. This facilitates the synchronization of at least the real-time kinematic GNSS module and the laser transmitter / receiver combination with one another and also reduces the communication effort with the smartphone.

Nach dem Vorstehenden ist nunmehr auch einsichtig, dass das Smartphone in einer bevorzugten Variante eine Kamera aufweisen kann, die zur Aufnahme von Bildsequenzen ausgebildet ist, und dass die Smartphone Anordnung eine Bild-Bearbeitungsstufe aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Bildern der Sequenz Auftreff-Stelle(n) zu markieren und/oder Soll-Auftreffstellen in Bildern, insbesondere in Livebildern, zu markieren, und/oder die dazu ausgebildet ist, mit der Kamera erfasste Strukturen unter Berücksichtigung der im Ansprechen auf Licht-Detektionssignale und neigungsindikative Signale bestimmte Auftreff-Stellen zu vermessen. Erwähnt sei, dass gegebenenfalls eine Bildauswertung, insbesondere eine fotogrammmetrische Auswertung von Bildsequenzen, nicht lokal innerhalb des Smartphones erfolgen muss, sondern vielmehr auch eine Bearbeitung in einem Zentralrechner infrage kommt, an den die einschlägigen Daten übertragen werden, insbesondere drahtlos und quasi in Echtzeit. Dafür sind die aktuell gebräuchlichen sowie künftige Übertragungsprotokolle, beispielsweise UMTS, GSM, G3, G4, G5 WLAN usw. ohne weiteres einsetzbar.According to the above, it is now also evident that the smartphone can have a camera in a preferred variant that is designed to record image sequences, and that the smartphone arrangement has an image processing stage that is designed to include impingement in images of the sequence. To mark point (s) and / or to mark target points of impact in images, in particular in live images, and / or which is designed to support structures captured by the camera, taking into account the points of impact determined in response to light detection signals and signals indicative of inclination. Positions to be measured. It should be mentioned that an image evaluation, in particular a photogrammetric evaluation of image sequences, does not have to take place locally within the smartphone, but rather processing in a central computer to which the relevant data is transmitted, in particular wirelessly and virtually in real time. The current and future transmission protocols, for example UMTS, GSM, G3, G4, G5 WLAN, etc., can be used for this without further ado.

Erwähnt sei, dass die Kamera für fotogrammetrische Aufnahmen nicht nur geschwenkt und translativ bewegt, sondern auch unterschiedlich geneigt werden kann und dass es in einer solchen Situation vorteilhaft ist, wenn der Laser nur dann erregt wird, solange der Strahl relativ steil nach unten geneigt ist; dies trägt dazu bei, eine Gefährdung von umstehenden Personen zu vermeiden. Dass dies eine Kontrolle des Lasers durch das Smartphone erfordert und diese schon insoweit vorteilhaft ist, sei hiermit offenbart. Hingewiesen sei auch darauf, dass gegebenenfalls eine Bilderkennung dahingehend möglich ist, ob Personen und/oder Gesichter und/oder Augen im Bild erkennbar sind und eine Ausstrahlung des Lasers unterbunden wird, wenn ausweislich der Bilderkennung die Gefahr erkannt wird, dass Personen in für die Augen kritischer Weise direkt angestrahlt werden. Dass, wäre es gewünscht, eine solche Bilderkennung und Laserstrahl-Kontrolle auch bezüglich anderer, hinreichend großer Lebewesen wie Hunde, Katzen oder Vieh möglich wäre, sei der Vollständigkeit halber offenbart).It should be mentioned that the camera for photogrammetric recordings can not only be swiveled and moved translationally, but can also be tilted differently and that in such a situation it is advantageous if the laser is only excited as long as the beam is relatively steep downwards is inclined; this helps to avoid endangering bystanders. It is hereby disclosed that this requires a control of the laser by the smartphone and that this is already advantageous in this respect. It should also be pointed out that image recognition may be possible to determine whether people and / or faces and / or eyes are recognizable in the image and emission of the laser is prevented if the image recognition recognizes the risk that people are in the eyes critically illuminated directly. That, if it were desired, such an image recognition and laser beam control would also be possible with regard to other sufficiently large living beings such as dogs, cats or cattle, is disclosed for the sake of completeness).

Erwähnt sei im Übrigen, dass bei simultaner Verwendung der Laser-Sender-/Empfänger-Kombination und der Kamera zu Vermessungszwecken die fotogrammetrischen Abstände und Größen von Strukturen und die sich aus der Lage der Auftreffstellen ergebenden Lagen und Strukturen miteinander verknüpft werden können, um Genauigkeiten zu erhöhen.It should also be mentioned that if the laser transmitter / receiver combination and the camera are used simultaneously for measurement purposes, the photogrammetric distances and sizes of structures and the positions and structures resulting from the position of the impact points can be linked to one another in order to achieve accuracy raise.

Schutz wird im Übrigen auch beansprucht für ein Vermessungsverfahren, insbesondere Tiefenmessverfahren, bei welchem eine Smartphone -Anordnung mit einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination bereitgestellt und mit dessen Sender ein Laserstrahl auf eine Auftreff-Stelle gestrahlt wird, wobei mit dem Empfänger Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht von der Auftreff-Stelle erzeugt werden, neigungsindikative Signale mit einem Neigungssensor erzeugt werden und die Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle verarbeitet werden.Protection is also claimed for a measurement method, in particular a depth measurement method, in which a smartphone arrangement with a laser transmitter / receiver combination is provided and a laser beam is radiated onto a point of impact with the transmitter, with the receiver receiving light detection signals In response to receiving light from the point of incidence, inclination-indicative signals are generated with a tilt sensor, and the light detection signals are processed in response to the inclination-indicative signals to determine the incidence.

Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch:

  • 1 eine Smartphone Anordnung der vorliegenden Erfindung mit einer Laser-Sender/Empfänger-Kombination;
  • 2 die Verwendung einer erfindungsgemäßen Smartphone-Anordnung zur Ausmessung;
  • 3a,b ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Halterungsgehäuse-Außenschale für eine Smartphone-Anordnung der vorliegenden Erfindung in unterschiedlichen Ansichten.
The invention is described in the following only by way of example with reference to the drawing. This is represented by:
  • 1 a smartphone arrangement of the present invention with a laser transmitter / receiver combination;
  • 2 the use of a smartphone arrangement according to the invention for measurement;
  • 3a, b a practical embodiment of a holder housing outer shell for a smartphone arrangement of the present invention in different views.

Nach 1 umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete Smartphone-Anordnung 1 eine Laser-Sender (2a)/ Empfänger (2b)- Kombination 2, deren Sender 2a einen Laserstrahl 3 auf eine Auftreff-Stelle (vgl. Bezugszahl 4, 3) ausstrahlt und deren Empfänger 2b Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht 5 aus der Auftreff-Stelle erzeugt, und mit einer Signalverarbeitungsstufe 6 für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle versehen ist, wobei die Smartphone-Anordnung 1 einen Neigungssensor 7 aufweist, der zur Bestimmung einer Strahlemissionsrichtung ausgebildet ist und neigungsindikative Signale erzeugt, und die Signalverarbeitungsstufe 6 für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale 5 im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle 4 ausgebildet ist.To 1 includes a general with 1 designated smartphone arrangement 1 a laser transmitter (2a) / receiver (2b) combination 2, the transmitter 2a of which sends a laser beam 3 to an impact point (see reference number 4, 3 ) emits and its receiver 2b emits light-detection signals in response to the reception of light 5 generated from the point of impact, and is provided with a signal processing stage 6 for processing the light detection signals to determine the point of impact, the smartphone arrangement 1 a tilt sensor 7th which is designed to determine a beam emission direction and generates inclination-indicative signals, and the signal processing stage 6 for processing the light detection signals 5 is designed in response to the inclination-indicative signals for determining the point of impact 4.

Für die Verwendung in der Smartphone-Anordnung 1 ist per se jedes moderne Smartphone geeignet, welches ein Display, eine Schnittstelle wie einen USB-Anschluss für die Datenübertragung oder ein Bluetooth- bzw. Bluetooth LE- Interface aufweist und, zur Implementierung bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung aus Gründen, die noch ersichtlich werden, auch eine Kamera besitzt. Wie noch einsichtig werden wird, ist es dabei vorteilhaft, wenn die Kameracharakteristik sehr gut bekannt ist und wenn eine Kamera vorhanden ist, deren Bilderfassungswinkel hinreichend groß ist, d. h. eine Weitwinkel-Kamera vorhanden ist. Dass gegebenenfalls die Möglichkeit besteht, die Kamera bei nicht-bekannter Charakteristik zu kalibrieren, sei zwar erwähnt, bei hinreichend hochwertigen Smartphones mit entsprechend geringer Serienstreuung ist dies im Regelfall jedoch nicht nötig.For use in the smartphone arrangement 1 Any modern smartphone is suitable per se, which has a display, an interface such as a USB connection for data transmission or a Bluetooth or Bluetooth LE interface and also, for the implementation of preferred embodiments of the invention for reasons that will become apparent owns a camera. As will become clear, it is advantageous if the camera characteristics are very well known and if a camera is available whose image capture angle is sufficiently large, ie a wide-angle camera is available. It should be mentioned that it may be possible to calibrate the camera if the characteristics are not known, but this is usually not necessary in the case of sufficiently high-quality smartphones with a correspondingly low series spread.

Das Display der Smartphone-Anordnung 1 ist hinreichend hell, um Information im Freien auch bei üblicher Sonneneinstrahlung gut erkennbar darzustellen. Eine Anzeigesteuerung kann auf dem Display für die Vermessung vermittels der erfindungsgemäßen Smartphone-Anordnung relevante Information darstellen, insbesondere eine aktuell mit der Laser-Sender/Empfänger-Kombination bestimmte Entfernung und/oder relative bzw. absolute Koordinaten einer mit der Laser-Sender/Empfänger-Kombination angestrahlten Laserstrahl- Auftreffstelle. Zugleich kann in der dargestellten, bevorzugten Variante auch angezeigt werden, wie groß die Schwankungen der jeweils angezeigten Größe sind. Weiter ist das Display in der Lage, in einem mit der Kamera des Smartphones aufgenommenen Bild die Position einer Auftreff-Stelle des Laserstrahls zu markieren. Dazu kann eine Markierung in das Bild hineingerechnet werdenes handelt sich also um eine Markierung durch sogenannte „enhanced Reality‟, die es ermöglicht, die Auftreffstelle selbst dann zur Anzeige zu bringen, wenn sie im aufgenommenen Bild selbst nur schwer zu erkennen ist, etwa weil die Wellenlänge des Laserstrahl außerhalb der Empfindlichkeit des in der Kamera verbauten Fotosensors liegt und/oder der Laserstrahl an der Auftreffstelle bereits recht schwach ist und daher nicht kontrastreich erkannt werden kann. Erwähnt sei diesbezüglich, dass die Markierung einsichtiger Weise auch bei Einzoomen auf die Umgebung der Auftreffstelle angezeigt werden kann.The display of the smartphone arrangement 1 is sufficiently bright to display information in the open air even in normal sunlight. A display control can show relevant information on the display for the measurement by means of the smartphone arrangement according to the invention, in particular a distance currently determined with the laser transmitter / receiver combination and / or relative or absolute coordinates of a distance determined with the laser transmitter / receiver Combination of illuminated laser beam impact point. At the same time, in the preferred variant shown, it can also be displayed how great the fluctuations of the respective displayed variable are. The display is also able to mark the position of a point of impact of the laser beam in an image recorded with the camera of the smartphone. For this purpose, a marking can be calculated into the image - it is therefore a marking by so-called "enhanced reality", which makes it possible to display the point of impact even if it is difficult to see in the recorded image itself, for example because the The wavelength of the laser beam is outside the sensitivity of the photosensor built into the camera and / or the laser beam is already quite weak at the point of impact and therefore cannot be detected with high contrast. In this regard, it should be mentioned that the marking is also understandable for Zooming in on the area around the point of impact can be displayed.

Was die Ausbildung der Smartphone-Anordnung 1 mit einem Neigungssensor 7 angeht, so sei darauf hingewiesen, dass herkömmliche Smartphones typisch einen triaxialen Beschleunigungsmesser aufweisen, der in hinreichend genau bekannter Ausrichtung im Smartphone verbaut ist. Die Erdanziehungskraft führt dazu, dass bei in Ruhe befindlichem Smartphone stets eine große Beschleunigungskomponente in Richtung der Erdanziehungskraft erfasst wird. Daraus lässt sich ohne weiteres die Neigung des Smartphones ermitteln. Es sei erwähnt, dass die Messung der Neigung mit einer zeitlich hohen Auflösung erfolgen kann. Das Smartphone ist dazu ausgebildet, dann, wenn mit der Smartphone-Anordnung eine Vermessung durchgeführt werden soll, Sequenzen von Neigungswinkelwerten zusammen mit den Zeiten, zu welchen die Neigungswinkel erfasst wurden, aufzunehmen. (Erwähnt sei aber der Vollständigkeit halber, dass dort, wo die Zeiten auf andere Weise ermittelbar sind, etwa weil mit bekanntem Zeitabstand Neigungswinkel erfasst werden, die Speicherung der entsprechenden Zeiten offensichtlich nicht erforderlich ist.)As for the training of the smartphone arrangement 1 with a tilt sensor 7th is concerned, it should be noted that conventional smartphones typically have a triaxial accelerometer that is built into the smartphone in a sufficiently well known orientation. The force of gravity means that when the smartphone is at rest, a large acceleration component is always recorded in the direction of the force of gravity. From this, the inclination of the smartphone can easily be determined. It should be mentioned that the inclination can be measured with a high temporal resolution. The smartphone is designed to record sequences of inclination angle values together with the times at which the inclination angles were recorded when a measurement is to be carried out with the smartphone arrangement. (For the sake of completeness, however, it should be mentioned that where the times can be determined in a different way, for example because angles of inclination are recorded with a known time interval, the storage of the corresponding times is obviously not necessary.)

Die Smartphone-Anordnung 1 wird weiter einen herkömmlichen Prozessor, beispielsweise einen Mehrkern-Prozessor aufweisen, welcher in der Lage ist, Datenverarbeitungsprogramme abzuarbeiten; es ist einsichtig, dass insbesondere die Signalverarbeitungsstufe dergestalt implementiert werden kann, dass entsprechende Datenverarbeitungsprogramme zur Abarbeitung bereitgestellt werden. Hingewiesen sei darauf, dass die Bestimmung eines exakten Auftreffpunktes unter Berücksichtigung der Neigung insbesondere die Berechnung trigonometrischer Funktionen erfordern wird und dass herkömmliche Mehrkern-Prozessoren von Smartphones arithmetisch-logische Einheiten (ALUs) aufweisen, mit denen derartige trigonometrische Funktionen zwar ohne weiteres berechnet werden können, aber die Smartphone-Anordnung und insbesondere die Signalverarbeitungsstufe erst dann dazu ausgebildet ist, Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zu verarbeiten, wenn zugleich ein geeignetes Datenverarbeitungsprogramm bereitsteht. Gleiches gilt einsichtiger Weise für die (Mit-) Verarbeitung positionsindikativer Signale eines Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul.The smartphone arrangement 1 will furthermore have a conventional processor, for example a multi-core processor, which is able to execute data processing programs; It is evident that the signal processing stage in particular can be implemented in such a way that corresponding data processing programs are provided for processing. It should be pointed out that the determination of an exact point of impact, taking into account the inclination, will in particular require the calculation of trigonometric functions and that conventional multi-core processors of smartphones have arithmetic-logic units (ALUs) with which such trigonometric functions can be calculated without further ado, but the smartphone arrangement and in particular the signal processing stage is only designed to process light detection signals in response to the inclination-indicative signals when a suitable data processing program is available at the same time. The same applies, in an understandable way, to the (co-) processing of position-indicative signals of a real-time kinematics GNSS module.

Weiter ist daher die Smartphone-Anordnung 1 mit einem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul versehen, welches von einer Vielzahl von Satelliten Signale empfängt, aus welchen eine aktuelle Position auf der Erdoberfläche bestimmt werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass aktuelle herkömmliche Smartphones bereits einen GPS-Sensor aufweisen können, die serienmäßig verbauten GPS-Sensoren allerdings dort, wo Wert auf große Genauigkeit gelegt wird, unzureichend sind. Dies liegt nicht nur am mäßigen Empfang herkömmlich verbauter GPS-Sensoren, die auch im Freien allenfalls von wenigen Satelliten Signale empfangen können, sondern auch daran, dass selbst bei gutem Empfang erhebliche Korrekturen erforderlich sind, um aus den empfangenen Signalen präzise Positionen bestimmen zu können. Die erforderlichen Korrekturen sind jedoch wiederum unter anderem von den Bedingungen bei der Übertragung der Satellitensignale abhängig; insbesondere von der Refraktion in der Ionosphäre, ist zusätzlich der Empfang von Informationen über die erforderlichen Korrekturen notwendig; ein solcher Informationsempfang ist bei herkömmlichen GPS-Sensoren nicht gewährleistet. Aus diesem Grund ist das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul als zum eigentlichen Smartphone externe Ergänzung ausgestaltet und zwar an einer Halterung. Die Halterung ist so ausgebildet, dass das Smartphone darin unbeweglich fixierbar ist, so dass die Lage insbesondere der Kamera des Smartphones relativ zum Ort der Satellitenantennen und damit dem Bezugspunkt für das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul exakt festliegt, sobald das Smartphone in der Halterung fixiert ist. Das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul der vorliegenden Erfindung wird nach dem vorstehenden ein Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul sein, welches Korrekturen der empfangenen Satellitendaten zur Präzisionserhöhung erlaubt.The smartphone arrangement is therefore further 1 provided with a real-time kinematics GNSS module, which receives signals from a large number of satellites, from which a current position on the earth's surface can be determined. It should be noted that current conventional smartphones can already have a GPS sensor, but the standard built-in GPS sensors are inadequate where great accuracy is important. This is not only due to the poor reception of conventionally built-in GPS sensors, which can only receive signals from a few satellites outdoors, but also because, even with good reception, considerable corrections are necessary in order to be able to determine precise positions from the received signals. The necessary corrections are, however, in turn dependent, among other things, on the conditions during the transmission of the satellite signals; especially from the refraction in the ionosphere, it is also necessary to receive information about the necessary corrections; Such information reception is not guaranteed with conventional GPS sensors. For this reason, the real-time kinematics GNSS module is designed as a supplement external to the actual smartphone, namely on a bracket. The holder is designed in such a way that the smartphone can be fixed immovably in it, so that the position of the smartphone camera in particular relative to the location of the satellite antennas and thus the reference point for the real-time kinematics GNSS module is exactly fixed as soon as the smartphone is in the holder is fixed. The real-time kinematics GNSS module of the present invention will, according to the above, be a real-time kinematics GNSS module which allows corrections of the received satellite data to increase precision.

Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung wird im Übrigen davon ausgegangen, dass die Korrektur innerhalb des Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul mit von diesem selbst empfangbaren Daten erfolgen wird. Einsichtigerweise könnte der Empfang von Korrekturdaten auch über das Smartphone erfolgen. Dass in einem solchen Fall die Berechnung der tatsächlichen Position entweder innerhalb des Smartphones erfolgen kann, nachdem die unkorrigierten Daten aus dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul dorthin übertragen wurden oder alternativ die Korrekturdaten an das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul übertragen wurden, um dort die korrigierte Position zu bestimmen und dann die korrekten Positionsdaten in das Smartphone zu speisen, sei erwähnt.For the purposes of the present description, it is also assumed that the correction will take place within the real-time kinematics GNSS module with data that can be received by the latter itself. Obviously, correction data could also be received via the smartphone. That in such a case the actual position can either be calculated within the smartphone after the uncorrected data has been transferred from the real-time kinematics GNSS module or, alternatively, the correction data has been transferred to the real-time kinematics GNSS module in order to To determine the corrected position there and then to feed the correct position data into the smartphone, should be mentioned.

Die Position wird mit dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul wiederholt gemessen, um eine Sequenz gemessener Positionen zu bestimmen. Zusammen mit den einzelnen Datenwerten der Sequenz gemessener Positionen wird die Zeit aufgezeichnet, zu welcher die einzelnen Datenwerte erfasst wurden. Hingewiesen sei darauf, dass gängige Echtzeit-Kinematik-GNSS-Module die wiederholte Durchführung von Messungen vorschreiben, wenn die bestmögliche räumliche Auflösung erzielt werden soll; derartige Wiederholungen reduzieren einsichtiger Weise die zeitliche Auflösung der Datenwerte. Zudem ist ein etwa durch Mittelung der vorgeschriebenen Anzahl von Einzelmessungen erhaltener Durchschnittswert nur dann aussagekräftig, wenn das Smartphone zwischenzeitlich nicht bewegt wurde (bzw. allenfalls in bekannter Weise bewegt wurde und darauf trotzdem korrigiert werden kann; dass eine Bewegung des Smartphones etwa unter Bezugnahme auf den triaxialen Beschleunigungsmesser des Smartphones erfasst werden kann, sei diesbezüglich erwähnt). Damit besteht insbesondere die Möglichkeit, zunächst die absolute Position der gesamten Smartphone- Anordnung mit dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul zu bestimmen und danach ausgehend von der bekannten Position durch Integration der zwischenzeitlich erfassten Beschleunigungen eine aktuelle Position zu bestimmen. Dies ist mit vergleichsweise höherer Abtastrate ohne weiteres möglich. Durch geeignete Maßnahmen bleibt die Abtastrate, mit welcher Messungen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Smartphone-Anordnung durchgeführt werden können, ohne praxisrelevante Limitierung. The position is measured repeatedly with the real-time kinematics GNSS module to determine a sequence of measured positions. Together with the individual data values of the sequence of measured positions, the time at which the individual data values were recorded is recorded. It should be noted that common real-time kinematics GNSS modules require repeated measurements if the best possible spatial resolution is to be achieved; Such repetitions obviously reduce the temporal resolution of the Data values. In addition, an average value obtained by averaging the prescribed number of individual measurements is only meaningful if the smartphone has not been moved in the meantime (or has been moved in a known manner and can still be corrected; that a movement of the smartphone, for example with reference to the triaxial accelerometer of the smartphone can be recorded, should be mentioned in this regard). In particular, it is thus possible to first determine the absolute position of the entire smartphone arrangement with the real-time kinematics GNSS module and then to determine a current position based on the known position by integrating the accelerations recorded in the meantime. This is easily possible with a comparatively higher sampling rate. By means of suitable measures, the sampling rate at which measurements can be carried out using the smartphone arrangement according to the invention remains without any practical limitation.

Im Übrigen wird aber darauf hingewiesen, dass es dort, wo eine nur langsame, insbesondere regelmäßig pausierende Bewegung der Smartphone-Anordnung erforderlich ist, die Möglichkeit besteht, einen entsprechenden Hinweis auf dem Display zu generieren, solange die Smartphone-Anordnung nicht bewegt werden soll und/oder sobald sie wieder bewegt werden darf. Gegebenenfalls ist es einsichtiger Weise auch möglich, Werte insgesamt zu verwerfen, falls die Smartphone-Anordnung in kritischer Weise während einer Messung zu schnell bewegt wurde.Otherwise, however, it is pointed out that where only a slow, in particular regularly pausing movement of the smartphone arrangement is required, there is the possibility of generating a corresponding message on the display as long as the smartphone arrangement is not to be moved and / or as soon as it can be moved again. If necessary, it is understandably also possible to discard values altogether if the smartphone arrangement was moved too quickly in a critical manner during a measurement.

Es wird einsichtig sein, dass die Halterung für das Smartphone einen frontseitigen Durchbruch aufweist, der mindestens so groß ist, dass die Smartphone-Kamera Bilder ohne Vignettierung erfassen kann. Bei Smartphones, die mehrere Kameras besitzen, gilt dies zumindest für eine Bilder hinreichend weitwinklig aufnehmende, hochauflösende Kamera, typisch also für die Hauptkamera des Smartphones. Weiter wird die Halterung einen rückseitigen Durchbruch aufweisen, der ausreichend groß ist, um das Smartphone-Display benutzen zu können. Hingewiesen sei diesbezüglich darauf, dass gebräuchliche Smartphone-Displays berührungsempfindlich sind und dass die Benutzung damit nicht nur das von Verdeckungen unbeeinträchtigte Beobachten, sondern auch die bedienende Berührung des Smartphone-Displays umfassen sollte, auch wenn einsichtiger Weise Möglichkeiten bestünden, eine Touch-Display Benutzung lediglich in einem Zentralbereich vorzusehen bzw. die für die Ausführung erfindungsgemäßer Verfahren mit der erfindungsgemäßen Anordnung erforderlichen Smartphone-Betätigungen vollständig berührungsfrei zu erzielen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies der Fall.It will be clear that the holder for the smartphone has a front opening that is at least large enough for the smartphone camera to capture images without vignetting. In the case of smartphones that have several cameras, this applies at least to a high-resolution camera that takes pictures at a sufficiently wide angle, i.e. typical for the main camera of the smartphone. Furthermore, the holder will have a rear opening that is large enough to be able to use the smartphone display. In this regard, it should be pointed out that common smartphone displays are touch-sensitive and that their use should not only include observation unimpaired by obscurations, but also touching the smartphone display using the device, even if there are obvious possibilities to only use a touch display to be provided in a central area or to achieve the smartphone actuations required for the execution of the method according to the invention with the arrangement according to the invention in a completely contact-free manner. This is the case in the illustrated embodiment.

Die Halterung für das Smartphone stellt somit zugleich ein Gehäuse für das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul dar; in gleicher Weise kann die Laser-Sender/Empfänger-Kombination in der Halterung angeordnet werden.The holder for the smartphone thus also represents a housing for the real-time kinematics GNSS module; the laser transmitter / receiver combination can be arranged in the holder in the same way.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Laser der Laser-Sender/Empfänger-Kombination moduliertes Licht in eine Richtung abstrahlen, in welche die (Haupt-) Kamera des in die Halterung eingesetzten Smartphones blickt. Wo die Smartphone-Anordnung 1 als Laserlot eingesetzt werden soll, wird typisch kein Punkt in der Mitte des Kamera-Sichtfeldes angestrahlt, sondern bevorzugt eine Stelle im unteren Bildbereich, also beispielsweise innerhalb eines 5%, 10% oder 15% des Bildes umfassenden Randbereich liegen.In the illustrated embodiment, the laser of the laser transmitter / receiver combination will emit modulated light in a direction in which the (main) camera of the smartphone inserted in the holder is looking. Where the smartphone arrangement 1 is to be used as a laser plummet, typically no point in the center of the camera's field of view is illuminated, but rather a point in the lower image area, for example within an edge area encompassing 5%, 10% or 15% of the image.

Das Laserlicht wird moduliert, um anhand der Phasenverschiebung zwischen von der Auftreffstelle rückempfangenen Laserlicht und einem Referenzoszillator, der mit der Modulationsfrequenz betrieben wird, die Laufzeit und damit die Entfernung zur Auftreffstelle bestimmen zu können. Derartige Anordnungen sind per se in der Technik bekannt und müssen hier nicht näher erläutert werden. Darauf hingewiesen sei jedoch, dass Entfernungen durch geeignete Techniken ungeachtet der sich zyklisch wiederholenden Phasenverschiebung mit zunehmender Distanz eindeutig bestimmt werden können.The laser light is modulated in order to be able to determine the transit time and thus the distance to the point of impact on the basis of the phase shift between the laser light received back from the point of impact and a reference oscillator that is operated with the modulation frequency. Such arrangements are known per se in the art and need not be explained in more detail here. It should be pointed out, however, that distances can be determined unambiguously by suitable techniques regardless of the cyclically repeating phase shift with increasing distance.

Die Entfernung wird wiederholt gemessen, um eine Sequenz gemessener Entfernungen zu bestimmen. Die Laser-Sender/Empfänger-Kombination wird diese Sequenz als Digitaldaten ausgeben. Zusammen mit den einzelnen Datenwerten dieser Sequenz wird die Zeit aufgezeichnet, zu welcher die einzelnen Datenwerte erfasst wurden. Es sei erwähnt, dass eine Digitalisierung entweder dadurch möglich ist, dass die Laser-Sender/Empfänger-Kombination zunächst an analogen Signalen die Phase des empfangenen modulierten Lichtes bestimmt und dann ein auf die Phasen-Lage relativ auf die Phase des Referenz-Oszillators bezogenes Signal digitalisiert wird oder dass alternativ das am Empfänger erhaltene, , entsprechend der Licht Modulation gleichfalls moduliertes Empfangssignal, gegebenenfalls nach Konditionierung wie Impedanzwandlung, Verstärkung und Bandbreitenfilterung, unmittelbar digitalisiert wird und dann anhand der Digital-Signale die Entfernung berechnet wird. Beide Verfahren sind insoweit bekannt und es sei zudem darauf hingewiesen, dass in der Smartphone-Anordnung per se bekannte Sender/Empfänger-Kombinationen einsetzbar sind.The distance is measured repeatedly to determine a sequence of measured distances. The laser transmitter / receiver combination will output this sequence as digital data. Together with the individual data values of this sequence, the time at which the individual data values were recorded is recorded. It should be mentioned that digitization is either possible in that the laser transmitter / receiver combination first determines the phase of the received modulated light on analog signals and then a signal related to the phase position relative to the phase of the reference oscillator is digitized or that alternatively the received signal received at the receiver, which is also modulated according to the light modulation, if necessary after conditioning such as impedance conversion, amplification and bandwidth filtering, is digitized immediately and the distance is then calculated using the digital signals. Both methods are known in this respect and it should also be noted that transmitter / receiver combinations known per se can be used in the smartphone arrangement.

Die Emissionsrichtung des Lasers ist im dargestellten Ausführungsbeispiel fix. Es ist allerdings nicht zwingend, dass nur ein Laserstrahl erzeugt wird, der stets in die gleiche Richtung emittiert. Vielmehr kann es Situationen geben, in denen Laserlicht entweder weitgehend nach unten gerichtet werden soll, etwa weil die bereits erreichte Tiefe eines bereits teilweise ausgehobenen Schachtes auszumessen ist, oder weitgehend nach vorne, um absolute Positionen der bei Bildsequenzaufnahmen mit der Kamera erfassten Strukturen und Objekte durch laserbasierte Messungen genauer bestimmen zu können. Wo dies der Fall ist und für derartige unterschiedliche Situationen Vorsorge getroffen werden soll, können mehrere Laser-/- Empfänger-Kombinationen vorgesehen werden, die in jeweils unterschiedliche Richtungen emittieren und alternativ oder simultan benutzt werden; ebenso könnte es ausreichen, einen einzelnen Empfänger vorzusehen, aber mehrere Laser, die in unterschiedlichen Richtungen emittieren. Die Verwendung eines einzelnen Empfängers ist insoweit möglich, als dass, wie aus dem nachfolgenden Erläuterungen für den Fachmann verständlich sein wird, der Empfänger nicht zwingend gerichtetes Licht empfangen muss, sondern gegebenenfalls aus einer Vielzahl von Richtungen Licht empfangen kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Laser - gegebenenfalls gemeinsam mit dem Empfänger - schwenkbar an der Halterung zu befestigen, wobei durch mehrere Schwenk-Raststellungen eine jeweils definierte Orientierung gewährleistet ist. Eine weitere, besonders vorteilhafte Variante besteht darin, einen einzelnen emittierten Laserstrahl - beispielsweise mittels eines teildurchlässigen Strahlteilersaufzuteilen und in unterschiedlichen Richtungen aus der Halterung abzustrahlen. Diese Variante ist besonders bevorzugt insoweit, als ein Benutzer eine aktuelle Strahlrichtung durch einfache Abdeckung einer der Austrittsöffnungen festlegen kann. Auch wenn also gegebenenfalls eine Emission des Laserstrahls wahlweise in eine von mehreren Richtungen erfolgen kann, wird die jeweilige Richtung, in welche relativ zum Smartphone und damit auch relativ zur optischen Achse der Smartphone-Kamera emittiert wird, exakt feststehen. Zudem wird auch der Punkt genau feststehen, an welchem der Empfänger angeordnet ist. Dies erlaubt die Bestimmung einer Auftreffstelle bei bekannter Neigung des Smartphones; dass hier der Begriff „Neigung“ im Sinne einer Ausrichtung insgesamt verwendet wird, sei erwähnt.The direction of emission of the laser is fixed in the illustrated embodiment. However, it is not essential that only one laser beam is generated, which always emits in the same direction. Rather, there can be situations in which laser light either should be directed largely downwards, for example because the depth already reached of an already partially excavated shaft is to be measured, or largely forwards in order to be able to more precisely determine the absolute positions of the structures and objects captured during image sequence recordings with the camera using laser-based measurements. Where this is the case and provision should be made for such different situations, several laser / receiver combinations can be provided which each emit in different directions and are used alternatively or simultaneously; it could also be sufficient to provide a single receiver, but several lasers that emit in different directions. The use of a single receiver is possible to the extent that, as will be understood by the person skilled in the art from the following explanations, the receiver does not necessarily have to receive directional light, but can optionally receive light from a large number of directions. Another possibility consists in attaching the laser to the holder in a pivotable manner - possibly together with the receiver - whereby a defined orientation is guaranteed by several pivoting latching positions. A further, particularly advantageous variant consists in splitting a single emitted laser beam - for example by means of a partially transparent beam splitter - and radiating it out of the holder in different directions. This variant is particularly preferred insofar as a user can determine a current beam direction by simply covering one of the outlet openings. Even if the laser beam can optionally be emitted in one of several directions, the respective direction in which it is emitted relative to the smartphone and thus also relative to the optical axis of the smartphone camera will be exactly fixed. In addition, the point at which the receiver is arranged will also be precisely determined. This allows a point of impact to be determined if the inclination of the smartphone is known; that the term “inclination” is used here in the sense of an alignment as a whole should be mentioned.

Die Laserwellenlänge und die Laser-Ausgangsleistung sind so gewählt, dass die Gesamtanordnung augensicher ist. Es wird einsichtig sein, dass die maximal zur Verfügung stehende Laser-Ausgangsleistung darüber entscheidet, wie groß die maximal noch messbaren Abmessungen sind. Auch mit einem ohne Sicherheitsbrillen und dergleichen verwendbaren Laser lassen sich aber Entfernungen im Freien von über 20 Metern messen, und zwar auch und gerade weil es nicht zwingend erforderlich ist, dass der Laser mit bloßem Auge erkennbar ist. Vielmehr ist es möglich, die ungefähre Auftreffstelle mit der Smartphone-Kamera zu erfassen und im aufgenommenen Kamerabild die exakte Auftreffstelle zu kennzeichnen. Insbesondere dort, wo nahe der exakten Auftreffstelle Markierungen im Gelände aufgestellt werden, kann dann entweder eine der Markierungen so lange verschoben werden, bis sie exakt an der Stelle der Kennzeichnung im Bild steht und/oder es werden mehrere Hilfs-Markierungen nahe der Auftreffstelle im Gelände aufgestellt, um das exakte Platzieren einer an der gewünschten Auftreffstelle stehenden Markierung zu erleichtern.The laser wavelength and the laser output power are selected so that the overall arrangement is eye-safe. It will be clear that the maximum available laser output power determines how large the maximum dimensions that can still be measured are. Even with a laser that can be used without safety goggles and the like, distances of over 20 meters can be measured in the open air, also and precisely because it is not absolutely necessary for the laser to be visible to the naked eye. Rather, it is possible to capture the approximate point of impact with the smartphone camera and to mark the exact point of impact in the recorded camera image. In particular where markings are set up in the terrain near the exact point of impact, either one of the markings can then be shifted until it is exactly at the point of the marking in the image and / or there are several auxiliary markings close to the point of impact in the terrain set up to facilitate the exact placement of a marker at the desired point of impact.

Erwähnt sei, dass es bevorzugt ist, wenn der Empfänger primär bei jener Wellenlänge empfindlich ist, auf welcher der Laser abstrahlt. Dies kann durch Auswahl eines geeigneten Empfängerbauteils, wie einer geeigneten Fotodiode erreicht werden und /oder dadurch, dass vor der lichtempfindlichen Fläche des Empfängerbauteils ein optisches Filter angeordnet wird, welches im wesentlichen nur Licht der Laserwellenlänge durchlässt. Dies trägt zur Verbesserung eines Signal-Rauschverhältnisses bei trotzdem noch geringen Laser-Ausgangsleistungen in erheblichem Umfange bei.It should be mentioned that it is preferred if the receiver is primarily sensitive to the wavelength at which the laser emits. This can be achieved by selecting a suitable receiver component, such as a suitable photodiode, and / or by arranging an optical filter in front of the light-sensitive surface of the receiver component which essentially only allows light of the laser wavelength to pass through. This contributes to the improvement of a signal-to-noise ratio while the laser output powers are still low.

Im Übrigen ist es auch insoweit, als gegebenenfalls wahlweise eine Emission in eine von mehreren unterschiedlichen Richtungen erfolgt, nicht erforderlich, den Strahl wiederholt über eine Struktur rotieren zu lassen, wie bei Zentralstationen üblich. Vielmehr ist es ausreichend, eine gewünschte Stelle anzustrahlen. Dass sich dabei aber gegebenenfalls durch Bewegungen einer von Hand gehaltenen Smartphone-Anordnung der Auftreffpunkt verändern wird und/oder das der Strahl einsichtiger Weise so lange bewegt werden muss, bis erfolgreich auf eine gewünschte Auftreffstelle gezielt wurde, sei erwähnt; den dabei auftretenden Bewegungen kann zwar Rechnung getragen werden, etwa indem ein Zittern der die Smartphone-Anordnung haltenden Hand erfasst und zur Abschätzung einer Genauigkeit von Messungen berücksichtigt wird oder indem eine Mittelung über Punkte längs einer beim Anzielen sich ergebenden Trajektorie vorgenommen wird, um eine Orientierung der Auftreff-Fläche zu ermitteln. Gleichwohl wird auch dies nicht als (systematische) Strahlbewegung angesehen, eben weil hier keine systematischen Bewegungen erforderlich sind, jedenfalls nicht im Sinne eines Überstreichens durch Rotieren.Moreover, insofar as an emission optionally takes place in one of several different directions, it is not necessary to let the beam rotate repeatedly over a structure, as is usual with central stations. Rather, it is sufficient to illuminate a desired point. It should be mentioned that the point of impact may be changed by movements of a hand-held smartphone arrangement and / or that the beam must be moved transparently until a desired point of impact has been successfully targeted; the movements that occur can be taken into account, for example by detecting a tremor of the hand holding the smartphone arrangement and taking it into account for estimating the accuracy of measurements or by averaging over points along a trajectory resulting when aiming for an orientation to determine the impact area. Nevertheless, this is also not viewed as a (systematic) jet movement, precisely because no systematic movements are required here, at least not in the sense of sweeping over by rotating.

Die Halterung ist dazu ausgebildet, die Sequenz der Entfernungsmessungen zusammen mit den exakten Zeiten, zu welchen die einzelnen Werte aufgenommen wurden, und die Sequenz der Positionsdaten zusammen mit den entsprechenden Zeiten an das Smartphone über die Schnittstelle zu übertragen. Betont sei, dass dafür ein Taktgeber in der Halterung vorhanden ist, der eine hinreichend exakte Festlegung der entsprechenden Zeiten erlaubt und mit einem entsprechenden Taktgeber im Smartphone hinreichend synchron läuft; der entsprechende Taktgeber im Smartphone wird insbesondere zur Bestimmung der Zeiten benötigt, an welchen mit dem Neigungssensor Werte einer Neigungswinkel-Sequenz erfasst und aufgezeichnet werden.The holder is designed to transmit the sequence of distance measurements together with the exact times at which the individual values were recorded and the sequence of position data together with the corresponding times to the smartphone via the interface. It should be emphasized that there is a clock in the holder for this purpose, which allows a sufficiently precise definition of the corresponding times and runs sufficiently synchronously with a corresponding clock in the smartphone; the corresponding clock in the smartphone is used in particular for Determination of the times is required at which values of an inclination angle sequence are recorded and recorded with the inclination sensor.

Die Halterung ist weiter dazu ausgebildet, vom Smartphone Steuersignale zu empfangen, mit welchen die Laser-Sender/Empfänger-Kombination und das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul in Betrieb genommen bzw. ausgeschaltet werden können. Insbesondere ist es möglich, dort, wo die Laser-Sender/Empfänger-Kombination als Lot verwendet werden soll, d. h. nach unten abgestrahlt, eine Laseremission sofort zu beenden, wenn die Halterung derart ausgerichtet wird, dass der Strahl nicht mehr zum Boden gerichtet ist. Damit kann die Sicherheit, insbesondere die Augensicherheit der Anordnung signifikant erhöht werden. Eine Steuerung der in der Halterung vorgesehenen Baugruppen vom Smartphone her ist auch deshalb vorteilhaft, weil damit gegebenenfalls ein Einschalten nur erfolgt, solange eine entsprechende Anwendung auf dem Smartphone ausgeführt wird. Dies trägt einsichtiger Weise zur Erhöhung der Batterielaufzeit bei.The holder is also designed to receive control signals from the smartphone with which the laser transmitter / receiver combination and the real-time kinematics GNSS module can be put into operation or switched off. In particular, it is possible where the laser transmitter / receiver combination is to be used as a plumb bob, i.e. H. radiated downwards to stop a laser emission immediately if the holder is aligned in such a way that the beam is no longer directed towards the ground. The safety, in particular the eye safety, of the arrangement can thus be significantly increased. Controlling the assemblies provided in the holder from the smartphone is also advantageous because it may only be switched on as long as a corresponding application is running on the smartphone. This obviously helps to increase battery life.

Die Halterung wird im Regelfall ein Halterungsgehäuse umfassen, in welchem verschiedene Elemente verbaut sind und an welchem das Smartphone gehalten werden kann. Eine entsprechende Ausbildung einer Halterungsgehäuse-Außenschale in den 3a, 3b gezeigt. Die Halterung wird im Regelfall ein Halterungsgehäuse umfassen, in welchem verschiedene Elemente verbaut sind und an welchem das Smartphone gehalten werden kann. The holder will usually include a holder housing in which various elements are installed and on which the smartphone can be held. A corresponding formation of a holder housing outer shell in the 3a , 3b shown. The holder will usually include a holder housing in which various elements are installed and on which the smartphone can be held.

Eine entsprechende Ausbildung einer Halterungsgehäuse-Außenschale in den 3a, 3b gezeigt. Wie aus den Figuren ersichtlich, weist die Halterung Gehäuse-Außenschale mehrere Innenrippen auf, welche die verschiedenen, in der Außenschale zu verbauen Module fixieren. In 4A sind die so abgetrennten Bereiche als „GNSS“ für das Echtzeit-Kinematik-Modul, als „I/O + µC + Batterie“ für das zentrale Steuerungsmodul mit Schnittstelle zum Smartphone und Batteriespeicher und als „Laser Sender-/Empfänger“ für das entsprechende Laser-Sender/Empfänger-Modul bezeichnet. Es sind Durchbrüche durch die Gehäuse-Außenschale vorgesehen, nämlich an der im Gebrauch typisch unten liegenden Seite ein Durchbruch 13 für den emittierten Laserstrahl, ein Durchbruch 14 für Rück empfangenes Laserlicht, ein Durchbruch 12 für eine USB-Buchse, über welche die Batterie geladen und gegebenenfalls Software-und Firmenware- Aktualisierungen in das zentrale Steuerungsmodul aufgespielt werden können, sowie ein Durchbruch 11 für einen zusätzlichen Klinkenstecker, über den von der zentralen steuerungakustische Signale ausgegeben werden können. Auf der im Gebrauch typisch oben liegenden Seite ist ein Durchtritt für eine Antenne des Echtzeit-Kinematik-Moduls vorgesehen. Die Außenschale ist aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt und der obere Rand der Außenschale ist dazu ausgelegt, ein spezifisches Smartphone zu umgreifen und relativ zur Halterungsgehäuse Außenschale zu fixieren. Es versteht sich, dass für unterschiedliche Smartphones gegebenenfalls unterschiedliche Halterungsgehäuse konstruiert werden können.
Es ist im Übrigen einsichtig, dass sich der eigentliche Auftreffpunkt vor allem bei weit entfernten Auftreffstellen und in der Hand ohne Unterstützung gehaltener Smartphone-Anordnung entsprechend einer unweigerlich vorhandenen leichten Zitterbewegung beim Halten der Smartphone Anordnung stets etwas bewegen wird. Um dort, wo dies besonders störend ist, etwa, weil Auftreffstellen in besonders großen Entfernungen besonders genau bestimmt werden sollen, noch genaue Messungen durchführen zu können, ist die Smartphone-Anordnung mit einem Stativ-Anschluss versehen, der die Verbindung mit einem herkömmlichen Dreibein- oder Einbeinstativ erlaubt. Dieser Stativ-Anschluss ist in 1 nicht dargestellt. Erwähnt sei aber, dass die Verwendung eines herkömmlichen Stativs oftmals nicht nötig sein wird, sondern für viele Zwecke die Verwendung der erfindungsgemäßen Smartphone-Anordnung aus der Hand ausreichend sein wird.
A corresponding formation of a holder housing outer shell in the 3a , 3b shown. As can be seen from the figures, the holder housing outer shell has several inner ribs which fix the various modules to be installed in the outer shell. In 4A are the separated areas as "GNSS" for the real-time kinematics module, as "I / O + µC + battery" for the central control module with interface to the smartphone and battery storage and as "laser transmitter / receiver" for the corresponding laser - Transmitter / Receiver Module. Breakthroughs are provided through the outer shell of the housing, namely an opening on the side that is typically at the bottom in use 13th for the emitted laser beam, a breakthrough 14th for laser light received back, a breakthrough 12th for a USB socket, via which the battery can be charged and, if necessary, software and company product updates can be uploaded to the central control module, as well as a breakthrough 11 for an additional jack plug that can be used to output acoustic signals from the central control unit. A passage for an antenna of the real-time kinematics module is provided on the side that is typically at the top in use. The outer shell is made of an elastic plastic material and the upper edge of the outer shell is designed to encompass a specific smartphone and to fix it relative to the outer shell holder housing. It goes without saying that different holder housings can optionally be constructed for different smartphones.
Incidentally, it is understandable that the actual point of impact will always move slightly, especially in the case of distant points of impact and the smartphone arrangement held in the hand without support, corresponding to an inevitable slight trembling movement when holding the smartphone arrangement. In order to be able to carry out precise measurements where this is particularly annoying, for example because points of impact at particularly great distances are to be determined particularly precisely, the smartphone arrangement is provided with a tripod connection, which connects to a conventional tripod. or monopod allowed. This tripod connector is in 1 not shown. It should be mentioned, however, that the use of a conventional tripod will often not be necessary, but that using the smartphone arrangement according to the invention by hand will be sufficient for many purposes.

Die Halterung weist weiter eine Schnittstelle auf, über welche Daten mit geringer Latenz an das Smartphone übertragen werden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine drahtgebundene USB-Verbindung gewählt, was es erlaubt, die Halterung zu gleich als zusätzliche Energieversorgung für das Smartphone zu verwenden, was gerade dort Vorteile bietet, wo Vermessungen bei sehr niedrigen Außentemperaturen und damit sich schnell erschöpfenden Akkus durchzuführen sind. Betont sei aber, dass per se andere Schnittstellen, insbesondere auch drahtlose Schnittstellen, ebenso verwendbar sind.The holder also has an interface via which data can be transmitted to the smartphone with low latency. In the illustrated embodiment, a wired USB connection is selected, which allows the holder to be used as an additional power supply for the smartphone, which is particularly advantageous where measurements are to be carried out at very low outside temperatures and batteries that run out quickly. However, it should be emphasized that other interfaces per se, in particular wireless interfaces, can also be used.

Die Auswertestufe in der Smartphone-Anordnung 1 wird dazu ausgebildet sein, die Sequenzen der mit der Laser- Sender/Empfänger-Kombination, der mit dem Neigungssensor sowie der mit dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul aufgenommenen Werte miteinander zu verrechnen, um daraus die Auftreffstellen zu ermitteln und, je nach Anwendungsfall, ein geeignetes Ausgangssignal zu erzeugen.The evaluation level in the smartphone arrangement 1 will be designed to offset the sequences of the values recorded with the laser transmitter / receiver combination, with the inclination sensor and with the real-time kinematics GNSS module in order to determine the points of impact and, depending on the application to generate a suitable output signal.

Wie oben dargestellt, ist es möglich, dass die jeweiligen Werte zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen sind, und zwar einerseits, weil selbst bei nahezu gleicher Abtastrate ein zeitlicher Versatz vorliegen kann, und andererseits, weil gegebenenfalls die Abtastraten der verschiedenen Module und Sensoren unterschiedlich sind. Zu beachten ist, dass zwar gerade die neigungsindikativen Werte aus dem Neigungssensor und die für die Entfernung von der Auftreffstelle indikativen Werte, die mit der Laser-Sender/Empfänger-Kombination bestimmt werden, zwar mit hoher Abtastrate erfasst werden können, das aber bereits ein geringer zeitlicher Versatz massive Auswirkungen besitzen kann, insbesondere deswegen, weil der Strahl über unebene, Vorsprünge und dergleichen aufweisende Oberflächen geführt werden könnte, sodass sich sehr schnell massive Änderungen der erfasste Entfernungen ergeben können. Aus diesem Grund wird zunächst eine Synchronisierungsstufe durchlaufen, bei der aus den gegebenenfalls asynchron aufgenommenen Werten synchrone Werte bestimmt werden. Dazu können beispielsweise als Resampling bekannte Techniken angewendet werden, bei denen eine Interpolation der einzelnen Zeitverläufe erfolgt und dann die sich an den interpolierten Zeitverläufen zu bestimmten Zeiten ergebenden Werte weiter verwendet werden. Danach wird in der Auswertestufe die Position der Auftreffstelle relativ zu der Smartphone-Anordnung ermittelt. Der Fachmann wird verstehen, wie er aus dem Austrittswinkel des Lasers aus der Smartphone-Anordnung sowie der mit dem Neigungssensor bestimmten Neigung des Smartphones die Auftreffstelle relativ zur Smartphone-Anordnung mittels einfacher Trigonometrie bestimmen kann, sodass dies hier nicht dargestellt werden muss. Nachdem die relative Entfernung der Auftreffstelle bestimmt wurde, kann dann eine absolute Position der Auftreffstelle durch Bezugnahme auf die mit dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul ermittelten Absolut-Werte der Smartphone-Position berechnet werden.As shown above, it is possible that the respective values are recorded at different times, on the one hand because there may be a time offset even with almost the same sampling rate, and on the other hand because the sampling rates of the various modules and sensors may be different. It should be noted that the inclination-indicative values from the inclination sensor and those for the distance from the Impact point indicative values, which are determined with the laser transmitter / receiver combination, can be detected at a high sampling rate, but even a small temporal offset can have massive effects, in particular because the beam over uneven, protrusions and the like Surfaces could be guided, so that massive changes in the recorded distances can result very quickly. For this reason, a synchronization stage is first run through in which synchronous values are determined from the possibly asynchronously recorded values. For this purpose, techniques known as resampling can be used, for example, in which the individual time courses are interpolated and then the values resulting from the interpolated time courses at specific times are used further. The position of the point of impact relative to the smartphone arrangement is then determined in the evaluation stage. The person skilled in the art will understand how he can determine the point of impact relative to the smartphone arrangement using simple trigonometry from the exit angle of the laser from the smartphone arrangement and the inclination of the smartphone determined with the inclination sensor, so that this does not have to be shown here. After the relative distance of the point of impact has been determined, an absolute position of the point of impact can then be calculated by referring to the absolute values of the smartphone position determined with the real-time kinematics GNSS module.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die ermittelten relativen oder absoluten Positionen dann auf unterschiedliche Weise ausgegeben werden. Für Anwendungen, bei denen Positionen eingemessen werden müssen, also zum Beispiel Marken wie Pflöcke, Grenzsteine und dergleichen an einer klar vorab definierten Position anzuordnen sind, können diese Positionen vorab auf dem Smartphone hinterlegt werden, beispielsweise durch übertragen einer geeigneten Datei; es kann dann ein Signal auf dem Smartphone erzeugt werden, sobald der Laserstrahl eine gewünschte Soll-Position anstrahlt.In the exemplary embodiment shown, the determined relative or absolute positions can then be output in different ways. For applications in which positions have to be measured, for example marks such as pegs, boundary stones and the like are to be arranged in a clearly defined position, these positions can be stored in advance on the smartphone, for example by transferring a suitable file; A signal can then be generated on the smartphone as soon as the laser beam hits a desired target position.

Bei dem Signal kann es sich im Ausführungsbeispiel wahlweise um ein hörbares Signal handeln, d. h. um einen über den Lautsprecher des Smartphones oder einen daran angeschlossenen Kopfhörer ausgegebenen Signalton. Alternativ und oder zusätzlich kann es sich um ein visuelles Signal handeln; im dargestellten Ausführungsbeispiel kann durch Einblenden eines grünen Feldes auf dem Display das korrekte Anvisieren eines Zielpunktes angezeigt werden; sofern die Auftreffstelle hinreichend stark beleuchtet ist und sich eine Person zur Anbringung der Marke dort befindet, kann der Benutzer das Smartphones diesen also durch Zuruf zur Anbringung der Marke auffordern, sobald das Signal ertönt oder das grüne Feld zu sehen ist. Alternativ und/oder zusätzlich ist es im dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, die Position in einer Fotografie oder einer Videosequenz, in welcher die Auftreffstelle dargestellt ist, darzustellen, beispielsweise durch Einblenden von optischen Marken, der Überlagerung eines Ist-Fadenkreuzes mit einem soll Fadenkreuz usw.. Es wird einsichtig sein, dass dort, wo dies gewünscht ist, berücksichtigt wird, dass ein Zeitversatz zum Zeitpunkt einer jeweiligen Aufnahme eines Bildes oder Frames gegeben sein kann und darauf zu korrigieren ist. Die entsprechend modifizierten Bilder bzw. Videosequenzen können zur Anzeige gebracht werden, können aber auch zusätzlich und/oder alternativ für eine spätere Nutzung abgespeichert werden, was besonders dort hilfreich ist, wo eine einzelne Person von einer ersten Stelle aus eine relative Messung vornimmt und dann später die anvisierte Sollposition selbst markieren möchte.In the exemplary embodiment, the signal can optionally be an audible signal, i. E. H. a signal tone emitted via the loudspeaker of the smartphone or headphones connected to it. Alternatively and or additionally, it can be a visual signal; In the illustrated embodiment, the correct aiming of a target point can be indicated by fading in a green field on the display; if the point of impact is sufficiently illuminated and a person is there to apply the mark, the user can call the smartphone to ask him to apply the mark as soon as the signal sounds or the green field is visible. Alternatively and / or additionally, it is possible in the illustrated embodiment to show the position in a photograph or a video sequence in which the point of impact is shown, for example by fading in optical marks, superimposing an actual crosshair with a target crosshair, etc. It will be evident that, where this is desired, account is taken of the fact that a time offset can be given at the time of a respective recording of an image or frame and is to be corrected accordingly. The correspondingly modified images or video sequences can be displayed, but can also be saved additionally and / or alternatively for later use, which is particularly helpful where a single person makes a relative measurement from a first point and then later would like to mark the targeted target position himself.

Darauf hingewiesen sei aber, dass andere als die im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Signale verwendet werden können; so wäre es möglich, die relativen und/oder absoluten Koordinaten einer aktuell angestrahlten Auftreffstelle kontinuierlich auf dem Display zur Anzeige zu bringen. Es ist möglich, nur einige der Koordinaten zur Anzeige zu bringen; beispielsweise ist die Anzeige einer relativen Höhe dort ausreichend, wo lediglich die Tiefe eines Schachtes ermittelt werden muss.It should be pointed out, however, that signals other than those provided in the exemplary embodiment shown can be used; in this way it would be possible to continuously show the relative and / or absolute coordinates of a currently illuminated point of impact on the display. It is possible to display only some of the coordinates; for example, the display of a relative height is sufficient where only the depth of a shaft has to be determined.

Einsichtiger Weise könnten Signale auch an einen weiteren Benutzer oder an ein Gerät nahe der Auftreffstelle übertragen werdens; dies kann gegebenenfalls drahtlos mit geringer Latenz geschehen, und zwar entweder über eine direkte Kommunikation der erfindungsgemäßen Smartphone-Anordnung mit einem Mobilgerät wie einem weiteren Smartphone der mit der Markierung befassten Person oder über eine Kommunikation unter Zwischenschaltung von Basisstationen und dergleichen, also beispielsweise durch telefonische Übertragung von Signaltönen, mit denen das Anstrahlen der korrekten Auftreffstelle angezeigt wird.Obviously, signals could also be transmitted to another user or to a device near the point of impact; this can optionally be done wirelessly with low latency, either via direct communication between the smartphone arrangement according to the invention and a mobile device such as another smartphone belonging to the person concerned with the marking, or via communication with the interposition of base stations and the like, for example via telephone transmission of signal tones, with which the illumination of the correct point of impact is indicated.

Es wird einsichtig sein, dass die so berechneten relativen und absoluten Positionen, wie jede physikalische Messung, mit einem Fehler behaftet sein werden; zu diesem Fehler tragen beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Korrektur der mit dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul aufgenommenen Werte, Digitalisierung-und Rundungsfehler sowie Meßungenauigkeiten der mit dem Neigungssensor und der Laser-Sender/Empfänger-Kombination aufgenommenen Rohwerte bei. Wo dies gewünscht ist, kann mittels üblicher Fehler-Fortpflanzung daraus Genauigkeiten bzw. Fehlergrenzen der final ermittelten Auftreffstellen-Position berechnet werden. Dies ist vor allen Dingen deshalb hilfreich, weil einerseits beim Einmessen verhindert wird, dass eine Auftreffstelle besonders exakt angestrahlt werden soll, obwohl die relative oder absolute Auftreffstelle gar nicht mit der vermeintlichen Exaktheit bestimmt wird. Eine Angabe von Fehlergrenzen ist auch dort hilfreich, wo geleistete Arbeiten ausgemessen werden und basierend darauf Zahlungen zu leisten sind. Hier trägt die Angabe der Fehlergrenzen im Regelfall dazu bei, Vertrauen in die berechneten Beträge zu erhöhen, weil angesichts der mit der Erfindung typisch erzielbaren hohen Genauigkeit ohne weiteres erkannt werden kann, dass sich Messungenauigkeiten etwa eines ausgehobenen Erdvolumens nur marginal in unterschiedlichen Deponiekosten auswirken werden.It will be appreciated that the relative and absolute positions thus calculated, like any physical measurement, will be subject to error; Contributing to this error are, for example, inaccuracies in the correction of the values recorded with the real-time kinematics GNSS module, digitization and rounding errors and measurement inaccuracies in the raw values recorded with the inclination sensor and the laser transmitter / receiver combination. Where this is desired, the accuracy or error limits of the finally determined point of impact position can be calculated from this by means of the usual error propagation. This is particularly helpful because, on the one hand, when measuring, it prevents a The point of impact should be illuminated particularly precisely, although the relative or absolute point of impact is not even determined with the supposed accuracy. An indication of error limits is also helpful where work performed is measured and payments are to be made based on it. Here, the specification of the error limits usually helps to increase confidence in the calculated amounts, because in view of the high accuracy that can typically be achieved with the invention, it can be easily recognized that measurement inaccuracies, for example of an excavated volume of earth, will only have a marginal effect on different landfill costs.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, kann die Smartphone-Anordnung 1 der vorliegenden Erfindung auf unterschiedliche Arten verwendet werden, wie nur beispielhaft ohne Beschränkung anhand der 2 und 3 erläutert sei.As can be seen from the above, the smartphone arrangement 1 of the present invention can be used in various ways, such as by way of example only, without limitation on the basis of FIG 2 and 3 be explained.

2 zeigt, wie die erfindungsgemäße Smartphone-Anordnung zur Ausmessung und Dokumentation von hergestellten Strukturen verwendet wird, und zwar hier am Beispiel der Vermessung einer Bodeneintiefung, wie sie als Schacht oder für Gräben erforderlich ist. Zur Ausmessung und Dokumentation wird ein Benutzer auf dem Smartphone eine Anwendung starten, die die Laser-Sender/Empfänger-Kombination, den Neigungssensor sowie das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul in Betrieb setzt, sodass Entfernungen, Neigungen und absolute Positionen gemessen werden. Zugleich wird die Aufnahme von Bildern gestartet. Der Benutzer wird dann das Smartphone in kontrollierter Weise so bewegen, dass alle relevanten Strukturen in den Bild-Aufnahmen erfasst und fotogrammmetrisch ausgemessen werden können; diesbezüglich wird insbesondere auf die DE 10 2018 213 209.7 . hingewiesen, die angibt, wie eine die fotogrammmetrische Auswertung besonders begünstigende Kamerabewegung erreicht werden kann. 2 shows how the smartphone arrangement according to the invention is used for the measurement and documentation of structures produced, specifically here using the example of the measurement of a deepening in the ground as required as a shaft or for trenches. For measurement and documentation, a user will start an application on the smartphone that activates the laser transmitter / receiver combination, the inclination sensor and the real-time kinematics GNSS module so that distances, inclinations and absolute positions are measured. At the same time, the recording of images is started. The user will then move the smartphone in a controlled manner in such a way that all relevant structures in the image recordings can be captured and measured photogrammetrically; in this regard, in particular, the DE 10 2018 213 209.7 . indicated, which indicates how a camera movement that is particularly favorable to the photogrammetric evaluation can be achieved.

Zugleich werden die unter Bezugnahme auf die mit der Laser-Sender/Empfänger-Kombination, dem Neigungssensor sowie dem Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul ermittelten Werte bestimmten Absolut-Positionen von während der Aufnahme der fotogrammmetrisch auszuwertenden Videosequenz angestrahlten Auftreffstellen bestimmt und entsprechenden, im Videostrom erfassten Strukturen zugeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht zwingend erforderlich ist, ein alle Strukturen engmaschig überdecken des Netz an Auftreffstellen-Punkten zu bestimmen, um eine klare Absolutlage der erfassten Struktur angeben zu können. Auch ist ein solches Netz nicht nötig, um Massenbestimmungen, beispielsweise bezüglich ausgehobener Volumina vorzunehmen.At the same time, the values determined with reference to the laser transmitter / receiver combination, the inclination sensor and the real-time kinematics GNSS module, determined by the points of impact irradiated during the recording of the video sequence to be evaluated photogrammetrically, are determined and the corresponding values are determined in the video stream assigned structures. It should be pointed out that it is not absolutely necessary to determine that the network of points of impact closely covers all structures in order to be able to specify a clear absolute position of the detected structure. Such a network is also not necessary in order to carry out mass determinations, for example with regard to excavated volumes.

3 zeigt, wie die erfindungsgemäße Smartphone-Anordnung zur Einmessung verwendet wird, und zwar am Beispiel der Markierung einer tiefer gelegenen Stelle, an welcher vorliegend eine Stützsäule errichtet werden soll. Damit die Stützsäule an einer Position errichtet werden kann, die relativ zu einer höher gelegenen Markierung exakt festliegt, wird vorgegangen wie folgt: Im dargestellten Anwendungsfall befindet sich an einer höher gelegenen Stelle eine erste Person, die die erfindungsgemäße Smartphone-Anordnung 1 zunächst verwendet, um die sich in unmittelbarer Nähe befindende, höher gelegene Markierung zu erfassen. Nachdem dies geschehen ist, wird die Smartphone-Anordnung 1 in einen Modus versetzt, bei welchem die Lage eines aktuellen Ist-Auftreffpunktes von einem vorgegebenen SollAuftreffpunkt durch Überlagerung von in einem Livebild der Zielumgebung eingeblendeten Ist-und Soll-Fadenkreuzen optisch auf dem Display zur Anzeige gebracht wird und auf das Anstrahlen einer bestimmten Auftreffstelle hin ein akustisches Signal erzeugt wird. Der Sollauftreffpunkt wird dabei einsichtiger Weise relativ zu der zuvor bestimmten, höher gelegenen Markierung bestimmt. 3 shows how the smartphone arrangement according to the invention is used for calibration, specifically using the example of the marking of a lower-lying point at which a support column is to be erected in the present case. So that the support column can be erected in a position that is exactly fixed relative to a higher marker, the procedure is as follows: In the application shown, a first person is at a higher location who is using the smartphone arrangement according to the invention 1 initially used to record the higher-lying mark in the immediate vicinity. After this is done, the smartphone arrangement becomes 1 Put into a mode in which the position of a current actual point of impact is visually displayed on the display from a specified target point of impact by superimposing actual and target crosshairs displayed in a live image of the target environment, and when a specific point of impact is illuminated acoustic signal is generated. The target point of impact is determined in a more transparent manner relative to the previously determined, higher-lying marking.

Eine weitere Person begibt sich dann nahe an die zu markierende Soll-Position. Sobald die erste Person am höher gelegenen Ort Ist- und Soll-Fadenkreuze im Bild zur Deckung gebracht hat und zugleich auch ein dies bestätigendes, akustisches Signal gehört hat, wird eine entsprechende Information auch an die zweite Person gegeben. Es sei betont, dass dies entweder durch Zuruf von der ersten Personen geschehen kann oder durch simultane Übertragung von entsprechende Information auf einem Mobilgerät der zweiten Person. Die zweite Person wird dann eine Markierung an der angestrahlten Stelle setzen. Sofern es der zweiten Person nicht möglich ist, die angestrahlt Stelle zu erkennen, kann ihr unter Verwendung der Live-Bilder Information darüber bereitgestellt werden, wie weit eine zu setzende Markierung wie ein Pflock noch von der Sollstelle entfernt ist, was eine iterative Bewegung zur zu markierenden Stelle erlaubt. Nach Setzen der Markierung kann deren Position dann noch einmal von der ersten Person verifiziert werden.Another person then moves close to the target position to be marked. As soon as the first person at the higher location has brought the actual and target crosshairs in line with one another and at the same time has also heard an acoustic signal confirming this, corresponding information is also given to the second person. It should be emphasized that this can be done either by shouting from the first person or by simultaneous transmission of corresponding information on a mobile device of the second person. The second person will then place a mark on the spot that is being illuminated. If it is not possible for the second person to recognize the spot irradiated, information can be provided to him using the live images about how far a marker to be set such as a stake is still from the target spot, which is an iterative movement to marking point allowed. After the marking has been set, its position can then be verified again by the first person.

Wie aus dem vorstehenden ersichtlich sein wird, besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung somit darin, dass Vermessungen von entfernten Stellen aus durchgeführt werden können, ohne dass sich der Vermesser zu jeder zu vermessenden Stelle bewegen muss. Dort, wo auf ein Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul verzichtet wird, sind hochgenaue relativ Messungen möglich, d.h. Entfernungsmessungen der zu vermessenden Stellen relativ zu einem momentanen Standort. Dort, wo ein Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul vorhanden ist, sind absolut Messungen auch von Stellen möglich, an denen sich der Vermesser momentan nicht befindet.As can be seen from the above, a particular advantage of the invention is that measurements can be carried out from remote locations without the surveyor having to move to each location to be measured. Where a real-time kinematics GNSS module is not used, highly accurate relative measurements are possible, i.e. distance measurements of the points to be measured relative to a current location. Where a real-time kinematics GNSS module is available, measurements are absolutely possible even from places where the surveyor is not currently located.

Insgesamt erlaubt die Erfindung damit insbesondere ein schnelles und genaues Setzen von Markierungen, und zwar auch in extrem unebenen Gelände, genauso wie schnelle und präzise Einmessungen, die Dokumentation durchgeführter Arbeiten usw.. Der apparative Aufwand, um eine erfindungsgemäße Smartphone-Anordnung zu erhalten, ist dabei ausgesprochen gering. Da die Halterung mit den zusätzlichen Instrumenten nur ein Minimum an Gewicht und Raum benötigt, und überdies die typisch empfindlichen Smartphones in der Halterung besonders geschützt sind, ist es ohne weiteres möglich, die preisgünstige Anordnung, die ein schnelles und präzises Vermessen in einer Vielzahl von Anwendungen auf einer Dokumentations-Anforderungen genügenden Weise ermöglicht, jederzeit mitzuführen und gegebenenfalls durch mehrere Personen wie Architekten, Baustellenleiter und Vorarbeiter vorzuhalten.Overall, the invention thus allows in particular a quick and accurate setting of markings, even in extremely uneven terrain, as well as quick and precise measurements, the documentation of work carried out, etc. The equipment required to obtain a smartphone arrangement according to the invention is at the same time extremely low. Since the holder with the additional instruments only requires a minimum of weight and space, and, moreover, the typically sensitive smartphones are particularly protected in the holder, it is easily possible to use the inexpensive arrangement, which enables quick and precise measurement in a variety of applications in a manner that satisfies the documentation requirements, enables it to be carried at any time and, if necessary, to be held by several people such as architects, site managers and foremen.

Es sei betont, dass vorstehend nicht nur ein verbessertes, einen Laser verwendendes Vermessungsslot beschrieben wurde, sondern dem Fachmann auch offenbart wurde, wie ein an Triangulationsvermessungen angepasstes Smartphone verbessert werden kann. Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, wurde dabei beschrieben und, soweit Neuheitsschonfristen dies erlauben, auch als schutzfähig offenbart:

  • A. Smartphone-Anordnung mit einer Kamera zur Aufnahme fotogrammmetrisch auswertbarer Sequenzen von unterschiedlichen Stellen aus aufgenommener Bilder und einer Anordnung zur Ermittlung von Smartphone-Positionen bei der Aufnahme der Sequenzen, wobei die Smartphone-Anordnung das Smartphone und, daran anzukoppeln, ein eine Sequenz diskreter, positionsindikativer Signale ausgebendes Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul umfasst, welches derart an das Smartphone angekoppelt ist, dass die relative Lage des GNSS-Moduls zum Smartphone bekannt ist.
  • B. Smartphone-Anordnung wie zuvor angegeben, wobei eine Signalverarbeitungsstufe vorgesehen ist, die für die Verarbeitung der Kamerabilder im Ansprechen auf GNSS-Signale ausgebildet ist.
  • C Smartphone-Anordnung wie zuvor angegeben, wobei die Smartphone-Anordnung einen Neigungssensor aufweist, der neigungsindikative Signale erzeugt, und wobei die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Kamerabilder im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale ausgebildet ist.
  • D. Smartphone-Anordnung wie in einer der Varianten A bis D beschrieben, wobei das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul eine Sequenz diskreter positionsindikativer Signale ausgibt, gegebenenfalls der Neigungssensor eine Sequenz neigungsindikativer Signale ausgibt und die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der verschiedenen diskreten Signale in synchronisierter Weise ausgebildet ist.
  • E Smartphone-Anordnung wie in der vorhergehenden Variante, wobei die jeweiligen diskreten Signale einer auszuwertenden Sequenz zumindest teilweise an anderen Zeiten als die neigungsindikativen Signale erfasst werden und die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Werte zumindest einer der beiden Sequenzen zeitlich zu interpolieren.
  • F. Smartphone-Anordnung wie in der vorhergehenden Variante, wobei die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, aus bei einer Vielzahl nacheinander angestrahlter Auftreff-Stellen erfassten Licht-Detektionssignalen eine mittlere Auftreff-Stelle und/oder die Lage eines ausgedehnten Auftreffstellenbereiches zu bestimmen.
  • G. Smartphone-Anordnung wie in der vorhergehenden Variante wobei das Smartphone zur Aufnahme von Bildfolgen für die fotogrammmetrische Vermessung von in den Bildern erkennbaren Strukturen ausgebildet ist, und die zeitliche Abfolge dafür zu berücksichtigender Bilder geringer ist als die unter Berücksichtigung der Sequenzen diskreter Detektionssignale, diskreter neigungsindikativer Signale und gegebenenfalls diskreter positionsindikativer Signale bestimmbare Abfolge von Auftreffstellen.
  • H. Smartphone-Anordnung wie in einer der vorhergehenden Varianten beschrieben, wobei das Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul extern zu einem Smartphone-Gehäuse vorgesehen und mit diesem verbindbar ist, insbesondere in fester räumlicher Beziehung.
It should be emphasized that not only was an improved measurement slot using a laser described above, but it was also disclosed to the person skilled in the art how a smartphone adapted to triangulation measurements can be improved. As can be seen from the above, the following was described and, insofar as grace periods permit this, also disclosed as eligible for protection:
  • A. Smartphone arrangement with a camera for recording photogrammetrically evaluable sequences recorded from different locations and an arrangement for determining smartphone positions when recording the sequences, the smartphone arrangement being the smartphone and, to be coupled to it, a sequence of discrete Real-time kinematics GNSS module which outputs position-indicative signals and which is coupled to the smartphone in such a way that the relative position of the GNSS module to the smartphone is known.
  • B. smartphone arrangement as specified above, wherein a signal processing stage is provided which is designed for processing the camera images in response to GNSS signals.
  • C smartphone arrangement as stated above, wherein the smartphone arrangement has a tilt sensor which generates tilt-indicative signals, and wherein the signal processing stage is designed to process the camera images in response to the tilt-indicative signals.
  • D. Smartphone arrangement as described in one of the variants A to D, the real-time kinematics GNSS module outputting a sequence of discrete position-indicative signals, if necessary the inclination sensor outputs a sequence of inclination-indicative signals and the signal processing stage for processing the various discrete signals in is formed in a synchronized manner.
  • E smartphone arrangement as in the previous variant, the respective discrete signals of a sequence to be evaluated being at least partially recorded at times other than the inclination-indicative signals and the signal processing stage being designed to temporally interpolate the values of at least one of the two sequences.
  • F. Smartphone arrangement as in the previous variant, wherein the signal processing stage is designed to determine a central point of impact and / or the location of an extensive point of impact area from light detection signals detected in a plurality of successively illuminated points of impact.
  • G. Smartphone arrangement as in the previous variant, wherein the smartphone is designed to record image sequences for the photogrammetric measurement of structures recognizable in the images, and the time sequence of images to be taken into account is less than that taking into account the sequences of discrete detection signals, more discrete inclination-indicative signals and possibly discrete position-indicative signals determinable sequence of impact points.
  • H. Smartphone arrangement as described in one of the preceding variants, wherein the real-time kinematics GNSS module is provided externally to a smartphone housing and can be connected to it, in particular in a fixed spatial relationship.

Diese Varianten werden, soweit einschlägige Neuheitsschonfrist gegeben sind, für sich als schutzfähig angesehen.If there is a relevant grace period, these variants are regarded as eligible for protection.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018213209 [0010, 0042, 0083]DE 102018213209 [0010, 0042, 0083]

Claims (10)

Smartphone-Anordnung mit einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination, deren Sender einen Laserstrahl auf eine Auftreff-Stelle ausstrahlt und deren Empfänger Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht von der Auftreff-Stelle erzeugt, und mit einer Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Smartphone-Anordnung einen Neigungssensor aufweist, der zur Bestimmung einer Strahlemissionsrichtung ausgebildet ist und neigungsindikative Signale erzeugt, und die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale zur Bestimmung der Auftreff-Stelle ausgebildet ist.Smartphone arrangement with a laser transmitter / receiver combination, the transmitter of which emits a laser beam to a point of impact and the receiver of which generates light detection signals in response to the reception of light from the point of impact, and with a signal processing stage for processing the Light detection signals for determining the point of impact, characterized in that the smartphone arrangement has an inclination sensor which is designed to determine a beam emission direction and generates inclination-indicative signals, and the signal processing stage for processing the light detection signals in response to the inclination-indicative signals is designed to determine the point of impact. Smartphone-Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Lage von Auftreffstellen im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale und auf eine Entfernung der Smartphone-Anordnung von der Auftreffstelle zu ermitteln, bevorzugt unter Berechnung trigonometrischer Funktionen.Smartphone arrangement according to the preceding claim, characterized in that the signal processing stage is designed to determine the position of points of impact in response to the inclination-indicative signals and to a distance of the smartphone arrangement from the point of impact, preferably by calculating trigonometric functions. Smartphone-Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass der Empfänger eine Sequenz diskreter, auf die Detektionssignale bezogener Entfernungs-Werte ausgibt, der Neigungssensor eine Sequenz diskreter, auf die neigungsindikativen Signale bezogener Neigungswerten ausgibt und dass die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Entfernungs-Werte in auf die diskreten Neigungswerte synchronisierter Weise ausgebildet ist.Smartphone arrangement according to the preceding claim, characterized in that the receiver outputs a sequence of discrete distance values related to the detection signals, the inclination sensor outputs a sequence of discrete inclination values related to the inclination-indicative signals and that the signal processing stage for processing the distance values is formed in a manner synchronized with the discrete slope values. Smartphone-Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet dass die diskreten Detektionssignalen zumindest teilweise zu anderen Zeiten als die neigungsindikativen Signale erfasst werden und die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, die Werte zumindest einer der beiden Sequenzen zeitlich zu interpolieren.Smartphone arrangement according to the preceding claim, characterized in that the discrete detection signals are at least partially recorded at times other than the inclination-indicative signals and the signal processing stage is designed to temporally interpolate the values of at least one of the two sequences. Smartphone-Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungsstufe dazu ausgebildet ist, aus bei einer Vielzahl nacheinander angestrahlter Auftreff-Stellen erfassten Licht-Detektionssignalen eine mittlere Auftreff- Stelle und/oder die Lage eines ausgedehnten Auftreffstellensbereiches zu bestimmen.Smartphone arrangement according to the preceding claim, characterized in that the signal processing stage is designed to determine a mean point of impact and / or the location of an extended point of impact from light detection signals detected at a plurality of successively illuminated points of impact. Smartphone Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Smartphone Anordnung mit eine Sequenz diskreter, positionsindikativer Signale ausgebenden Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul versehen ist, wobei die Lage der Laser-Sender-/ Empfängerkombination relativ zu dessen Antenne(n) bekannt ist und wobei die Signalverarbeitungsstufe für die Verarbeitung der Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale und auf die positionsindikativen Signale des Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul zur Bestimmung der Auftreff-Stelle ausgebildet ist.Smartphone arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the smartphone arrangement is provided with a sequence of discrete, position-indicating signals emitting real-time kinematics GNSS module, the position of the laser transmitter / receiver combination relative to its antenna (s) being known and wherein the signal processing stage is designed to process the light detection signals in response to the inclination-indicative signals and to the position-indicative signals of the real-time kinematics GNSS module for determining the point of impact. Smartphone-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Smartphone eine Kamera aufweist, die zur Aufnahme von Bildsequenzen ausgebildet ist, und dass die Smartphone-Anordnung eine Bild-Bearbeitungsstufe aufweist, die dazu ausgebildet ist, in Bildern der Sequenz Auftreff-Stelle(n) zu markieren und/oder Soll-Auftreffstellen in Bildern, insbesondere in Livebildern, zu markieren, und/oder mit der Kamera erfasste Strukturen unter Berücksichtigung der im Ansprechen auf Licht-Detektionssignale und neigungsindikative Signale bestimmte Auftreff-Stellen zu vermessen.Smartphone arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the smartphone has a camera which is designed to record image sequences, and that the smartphone arrangement has an image processing stage which is designed to show the point of impact in images of the sequence (n) to mark and / or to mark target points of impact in images, in particular in live images, and / or to measure structures captured with the camera taking into account the points of impact determined in response to light detection signals and signals indicative of inclination. Smartphone-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Smartphone zur Aufnahme von Bildfolgen für die fotogrammmetrische Vermessung von in den Bildern erkennbaren Strukturen ausgebildet ist, und die Anzahl dafür zu berücksichtigender Bilder je Zeiteinheit geringer ist als die Anzahl der unter Berücksichtigung der Sequenzen diskreter Detektionssignale, diskreter neigungsindikativer Signale und/oder gegebenenfalls diskreter positionsindikativer Signale bestimmbaren Auftreffstellen.Smartphone arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the smartphone is designed to record image sequences for the photogrammetric measurement of structures recognizable in the images, and the number of images to be taken into account per time unit is less than the number of taking into account the Sequences of discrete detection signals, discrete inclination-indicative signals and / or possibly discrete position-indicative signals, determinable points of impact. Smartphone-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer von Laser-Sender-/ Empfängerkombination und/oder, sofern vorhanden, Echtzeit-Kinematik-GNSS-Modul extern zu einem Smartphone-Gehäuse vorgesehen und mit diesem verbindbar ist, insbesondere in fester räumlicher Beziehung, und die Laser-Sender-/ Empfängerkombination und/oder, sofern vorhanden, das Echtzeit-Kinematik-GNSS durch das Smartphone steuerbar ist.Smartphone arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the laser transmitter / receiver combination and / or, if available, real-time kinematics GNSS module is provided externally to a smartphone housing and can be connected to it, in particular in a fixed spatial relationship, and the laser transmitter / receiver combination and / or, if available, the real-time kinematics GNSS can be controlled by the smartphone. Vermessungsverfahren, insbesondere Tiefenmessverfahren, bei welchem eine Smartphone -Anordnung mit einer Laser-Sender-/ Empfängerkombination bereitgestellt und mit dessen Sender ein Laserstrahl auf eine Auftreff-Stelle gestrahlt wird, wobei mit dem Empfänger Licht-Detektionssignale im Ansprechen auf den Empfang von Licht von der Auftreff-Stelle erzeugt werden, neigungsindikative Signale mit einem Neigungssensor erzeugt werden und im Ansprechen auf die neigungsindikativen Signale und die Licht-Detektionssignale Auftreff-Stellen ermittelt werden.Measurement method, in particular depth measurement method, in which a smartphone arrangement with a laser transmitter / receiver combination is provided and a laser beam is radiated onto a point of impact with the transmitter, with the receiver using light detection signals in response to the reception of light from the Impact point are generated, inclination-indicative signals are generated with an inclination sensor and impact points are determined in response to the inclination-indicative signals and the light detection signals.
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