DE10361869A1 - Laser scanner or laser level, has an integral distance meter that detects reflected laser light and adjusts the intensity of transmitted light dependent on the distance measured to a reflection point - Google Patents

Laser scanner or laser level, has an integral distance meter that detects reflected laser light and adjusts the intensity of transmitted light dependent on the distance measured to a reflection point Download PDF

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Abstract

Laser scanner (10) or laser level for optically sampling and measuring the surroundings has a measurement head (12) with a laser source that emits light of a defined intensity, while reflected light is detected and evaluated by a distance meter. The distance meter has means for adjusting the transmitted light intensity dependent on the distance measured using the distance meter. Thus the intensity is reduced for smaller detected distances. An independent claim is made for a method for optically scanning and measuring the surroundings of a device, especially a laser scanner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung der Vorrichtung, insbesondere einen Laserscanner, mit einem Messkopf, der einen Lichtsender vorgegebener Sendeleistung zum Aussenden eines Lichtstrahls aufweist, und um mindestens eine Achse drehbar ist, wobei der ausgesandte Lichtstrahl an einem Objekt in der Umgebung reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl vom Messkopf empfangen wird, und mit einem Entfernungsmesser, der aus dem reflektierten Lichtstrahl den Abstand des Objektes vom Messkopf bestimmt.The The invention relates to a device for optical scanning and measuring an environment of the device, in particular a laser scanner, with a measuring head, the light transmitter of predetermined transmission power for emitting a light beam, and at least one Axis is rotatable, wherein the emitted light beam to an object reflected in the environment and the reflected light from the Measuring head is received, and with a rangefinder that out the reflected light beam, the distance of the object from the measuring head certainly.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung mittels einer Vorrichtung, insbesondere eines Laserscanners, bei der ein Lichtstrahl vorbestimmter Sendeleistung ausgesandt und dabei um mindestens eine Achse gedreht wird, wobei der ausgesandte Lichtstrahl an einem Objekt in der Umgebung reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl empfangen wird, und wobei ferner aus dem reflektierten Lichtstrahl der Abstand des Objektes vom Messkopf bestimmt wird.The The invention further relates to a method for optical scanning and Measuring an environment by means of a device, in particular a laser scanner, wherein a light beam of predetermined transmission power emitted and thereby rotated about at least one axis, wherein the emitted light beam reflects on an object in the environment and the reflected light beam is received, and further from the reflected light beam, the distance of the object from the measuring head is determined.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art sind bekannt. Derartige Vorrichtungen werden bspw. von der Anmelderin hergestellt und vertrieben. Auf diesen Vorrichtungen ist das genannte Verfahren ausführbar.A Device and a method of the type mentioned are known. Such devices are, for example, manufactured by the applicant and distributed. On these devices is the said method executable.

Laserscanner der eingangs genannten Art werden dazu eingesetzt, um Innen- und Außenräume verschiedenster Art abzutasten und zu vermessen. Dies können z.B. Fabrikationshallen oder dergleichen sein, in denen bestimmte Einrichtungen projektiert werden. In diesem Fall wird der Laserscanner auf einem Stativ in den zu vermessenden Raum gestellt und der Messkopf wird langsam um eine vertikale Achse gedreht, während ein im Messkopf angeordneter Rotor mit einem Lichtsender mit wesentlich höherer Drehzahl um eine horizontale Achse rotiert. Auf diese Weise wird durch die schnelle Rotation ein Lichtfächer in einer Vertikalebene erzeugt, der langsam um z.B. 360° gedreht wird, so dass schlussendlich die gesamte Umgebung abgetastet wurde. Die ausgesandten Lichtstrahlen werden von den Punkten der Umgebung reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl wird vom Messkopf wieder empfangen. Dabei wird sowohl der Abstand des jeweils gemessenen Punktes der Umgebung wie auch dessen Reflexions vermögen bestimmt, so dass schlussendlich eine getreue Abbildung mit im Idealfall 360° Raumwinkel entsteht.laser scanner The type mentioned are used to indoor and Outdoor spaces of various kinds To scan and measure type. This can e.g. production halls or the like in which certain devices are projecting become. In this case, the laser scanner is mounted on a tripod put the space to be measured and the measuring head becomes slow rotated about a vertical axis, while a arranged in the measuring head Rotor with a light transmitter at a much higher speed around a horizontal Axis rotates. This way is through the fast rotation a fan of light generated in a vertical plane that is slow to e.g. Rotated 360 ° so that eventually the entire environment was scanned. The emitted light rays are from the points of the environment reflected and the reflected light beam is from the measuring head again receive. In this case, both the distance of each measured point the environment as well as its ability to reflect, so ultimately a faithful image with ideally 360 ° solid angle is created.

Bei einer anderen Anwendung erfindungsgemäßer Vorrichtungen werden lang gestreckte Hohlräume, insbesondere Tunnels, ausgemessen. In diesem Fall ist am Messkopf lediglich der um eine Horizontalachse rotierende Lichtsender vorgesehen, der in diesem Fall nicht zusätzlich langsam um eine Vertikalachse gedreht, sondern vielmehr entlang des zu vermessenden Tunnels bewegt wird. Auf diese Weise kann man z.B. den Zustand von Tunnels kontrollieren, die lichte Weite an jedem Punkt des Tunnels bestimmen, usw.at Another application of devices according to the invention become long stretched cavities, especially tunnels, measured. In this case is on the measuring head only the light transmitter rotating about a horizontal axis is provided, which in this case is not additional slowly rotated about a vertical axis, but rather along of the tunnel to be measured is moved. That way you can e.g. to control the condition of tunnels, the clear width determine each point of the tunnel, etc.

Vorrichtungen der hier interessierenden Art arbeiten üblicherweise mit einem Laser als Lichtsender, weswegen sie auch als Laserscanner bezeichnet werden.devices The type of interest here usually work with a laser as a light transmitter, which is why they are also called laser scanners.

Beim Arbeiten mit Laserstrahlen sind jedoch Schutzvorschriften zu beachten, mit denen verhindert werden soll, dass ein starker Laserstrahl in das Auge einer Person fällt, die sich in der Nähe des Lasers befindet. Verhältnismäßig starke Laserstrahlen können nämlich im Auge dieser Person Schäden hervorrufen. Eine solche Gefahr ist bei Laserscannern deswegen in besonderem Maße gegeben, weil der Laserstrahl, wie beschrieben, den gesamten Umgebungsraum überstreicht, so dass Personen, die sich in der Nähe des Laserscanners befinden, zwangsläufig mit dem Laserstrahl beaufschlagt werden, der auch in die Augen dieser Person eindringt, wenn die Person zufällig zum Laserscanner hin blickt.At the However, work with laser beams must comply with safety regulations. with which to prevent a strong laser beam in the eye of a person falls, which are close by the laser is located. Relatively strong Laser beams can namely in the eye of this person damages cause. Such a danger is with laser scanners therefore in special size given because the laser beam, as described, sweeps the entire surrounding space, so that people who are near the laser scanner, inevitably be charged with the laser beam, which also in the eyes of this Person enters when the person happens to look at the laser scanner.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll erreicht werden, dass Personen, die sich absichtlich oder zufällig in der Nähe einer Vorrichtung befinden, die mit für das Auge oder sonstwie schädlichen Strahlen arbeitet, sicher geschützt sind.Of the Invention is the object of a device and a To improve the method of the type mentioned in the introduction, that the above-mentioned disadvantages are avoided. Especially It is intended to ensure that persons who intentionally or accidentally nearby a device that is harmful to the eye or otherwise Radiation works, safely protected are.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass dem Entfernungsmesser Mittel zum Einstellen der Sendeleistung des Lichtsenders zugeordnet sind, wobei die Sendeleistung mit abnehmendem Abstand reduzierbar ist.at a device of the type mentioned is this task according to the invention thereby solved, that the rangefinder means for adjusting the transmission power the light emitter are assigned, the transmission power with decreasing Distance is reducible.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sendeleistung mit abnehmendem Abstand reduziert wird.at a method of the type mentioned is the task according to the invention solved, that the transmission power is reduced with decreasing distance.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The The object underlying the invention is complete in this way solved.

Die Erfindung mach sich nämlich in eleganter Weise die Tatsache zu nutze, dass bei Vorrichtungen der hier interessierenden Art ohnehin ein Entfernungsmesser vorhanden ist, der den jeweiligen Abstand des reflektierenden Objektes vom Messkopf misst. Diesen vorhandenen Messwert nutzt die Erfindung nun dadurch aus, dass in der Nähe der Vorrichtung stehende Objekte erkannt werden und die Sendeleistung des Lichtsenders in diesem Falle zumindest reduziert wird.The invention makes use of the fact that in devices of the type of interest a distance measuring device is present in any case, the distance of the reflecting object from the measuring head measures. The present invention makes use of this existing measured value in that objects standing in the vicinity of the device are detected and the transmission power of the light transmitter is at least reduced in this case.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die Sendeleistung bei entsprechend nahe befindlichen Objekten im Wesentlichen auf Null reduziert oder ganz abgeschaltet werden.at preferred embodiments of the invention, the transmission power in accordance with closely related objects essentially on Zero be reduced or completely shut down.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, dass dem Entfernungsmesser eine Schwellwertstufe zugeordnet ist, dass die Schwellwertstufe bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes des Abstandes ein Schaltsignal erzeugt, und dass das Schaltsignal den Lichtsender in seiner Sendeleistung reduziert.preferred embodiments the device according to the invention provide that the range finder assigned a threshold level is that the threshold level falls below a given Value of the distance generates a switching signal, and that the switching signal reduced the light transmitter in its transmission power.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Schwellwertstufe mit einem Unterbrecher in einer eine Versorgungsspannung führenden Leitung des Lichtsenders verbunden ist.Especially it is preferred if the threshold level with a breaker in a supply voltage leading line of the light emitter connected is.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in besonders einfacher schaltungstechnischer Weise realisiert werden kann.These activities have the advantage that the device according to the invention in particular simple circuit technology can be realized.

Es versteht sich, dass die zur Verwirklichung der Erfindung erforderlichen Vorrichtungselemente sowohl in diskreter schaltungstechnik wie auch softwaremäßig realisiert werden können.It it is understood that the necessary for the realization of the invention Device elements in both discrete circuit technology as well realized in software can be.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Sendeleistung mit vorgegebenem Gradienten reduzierbar, und es sind Mittel zum Erfassen einer Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls im Raum vorgesehen, mit denen der Gradient einstellbar ist. In entsprechender Weise zeichnet sich eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch aus, dass die Sendeleistung mit vorgegebenem Gradienten reduziert wird, dass eine Verfahrgeschwindigkeit des Laser strahls im Raum erfasst wird, und dass der Gradient in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit eingestellt wird.at a preferred embodiment of the device according to the invention the transmission power can be reduced with a given gradient, and they are means for detecting a traveling speed of the laser beam provided in the room, with which the gradient is adjustable. In a similar way an embodiment is emerging the method according to the invention characterized in that the transmission power with a predetermined gradient is reduced, that a traversing speed of the laser beam is detected in space, and that the gradient is dependent is set by the travel speed.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, dass ein Schutz von in der Nähe des Laserscanners befindlichen Personen, insbesondere ein Schutz der Augen, besonders effektiv ist. Wenn nämlich der ausgesandte Laserstrahl beim Verfahren im Raum den Kopf eines in der Nähe befindlichen Menschen trifft, ist es wesentlich, dass der Laserstrahl abgeschaltet bzw. ausreichend abgeschwächt ist, ehe er auf seinem weiteren Verfahrweg das Auge des Menschen trifft. Das Abschalten bzw. Abschwächen kann dann relativ langsam geschehen, wenn der Laserstrahl langsam verfahren wird, muss aber umso schneller bewirkt werden, je schneller der Laserstrahl im Raum verfahren wird.These activities have the advantage of having a protection of located near the laser scanner People, especially eye protection, especially effective is. If indeed the emitted laser beam during the process in space the head of a near human beings, it is essential that the laser beam turned off or sufficiently attenuated before he on his further travel meets the human eye. The shutdown or weakening can then happen relatively slowly when the laser beam is slow but it has to be done faster, the faster the laser beam is moved in space.

Wenn als Lichtsender ein Laser, insbesondere eine Laserdiode, verwendet wird, was in der Regel der Fall sein dürfte, so wird man bei einer Leistung des Lichtsenders im Bereich zwischen 1 und 50 mW einen Entfernungsbereich zwischen 1,5 und 0,1 m vorsehen, in dem eine erhebliche Verminderung der Senderleistung bis hin zur Reduzierung auf Null vorzusehen ist. Die genauen Werte hängen dabei von der Art des Senders, insbesondere des Lichtstrahls und dessen physiologischer Verträglichkeit ab.If as a light transmitter, a laser, in particular a laser diode used which is usually the case, one becomes one Power of the light emitter in the range between 1 and 50 mW Provide a distance range between 1.5 and 0.1 m, in which a Significant reduction in transmitter power up to the reduction is to be provided to zero. The exact values depend on the type of Transmitter, in particular the light beam and its physiological compatibility from.

Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen für andere Arten von Messstrahlen einsetzbar, die bei großer Nähe von Menschen physiologisch bedenklich sind.The Invention, however, is alike for others Types of measuring beams can be used which are physiological at close proximity to humans are questionable.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further Advantages of the invention will become apparent from the description and the attached Drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described in the following Description closer explained. Show it:

1 eine äußerst schematisierte perspektivische Darstellung eines Einsatzes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Praxis; 1 a highly schematic perspective view of an insert of a device according to the invention in practice;

2 ein schematisiertes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 a schematic block diagram of an embodiment of a device according to the invention.

In 1 ist mit 10 eine Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung der Vorrichtung bezeichnet, worunter üblicherweise ein Laserscanner verstanden wird. Bei dem in 1 dargestellten Anwendungsbeispiel soll von einem statischen Punkt aus ein Abbild der Umgebung mit idealerweise 360° Raumwinkel erzeugt werden.In 1 10 is a device for optically scanning and measuring an environment of the device, which is usually understood as a laser scanner. At the in 1 As shown in the example of application, an image of the environment with ideally 360 ° solid angle is to be generated from a static point.

Hierzu enthält der Laserscanner 10 einen Messkopf 12, der auf einem raumfesten Stativ 14 steht. Der Messkopf 12 ist dabei als ganzes relativ langsam um eine Vertikalachse 16 drehbar, wie mit einem Pfeil 18 angedeutet.The laser scanner contains this 10 a measuring head 12 standing on a space-fixed tripod 14 stands. The measuring head 12 as a whole is relatively slow about a vertical axis 16 rotatable, as with an arrow 18 indicated.

Der Messkopf 12 enthält seinerseits einen Rotor 20, der wesentlich schneller, d.h. mit wesentlich höherer Drehzahl, um eine Horizontalachse 22 drehbar ist, wie mit einem Pfeil 24 angedeutet.The measuring head 12 in turn contains a rotor 20 , the much faster, ie with essential Lich higher speed to a horizontal axis 22 is rotatable, as with an arrow 24 indicated.

Der Rotor 20 sendet einen Lichtstrahl 26 mit einer Sendeleistung Ps aus. In 1 ist mit Ls der vom Rotor 20 ausgesandte Strahl bezeichnet, während ein von einem Objekt in der Umgebung reflektierter Strahl mit Lr angegeben ist. Der Lichtstrahl Ls wird also mit einer vorgegebenen Verfahrgeschwindigkeit im Raum verfahren.The rotor 20 sends a beam of light 26 with a transmission power Ps off. In 1 is with Ls that of the rotor 20 emitted beam while a beam reflected from an object in the vicinity is indicated by Lr. The light beam Ls is therefore moved at a predetermined travel speed in space.

Bei der in 1 dargestellten Situation befindet sich in einem relativ nahen Abstand d vom Messkopf 12 ein Mensch 30, der mit seinem Auge 32 gerade zum Laserscanner 10 hin blickt. Dies bedeutet, dass der ausgesandte Strahl Ls in das Auge 32 gelangt und dort bei entsprechend hoher Sendeleistung Ps und geringem Abstand eine Schädigung herbeiführen könnte.At the in 1 The situation shown is located at a relatively close distance d from the measuring head 12 a human 30 that with his eye 32 straight to the laser scanner 10 looks out. This means that the emitted beam Ls in the eye 32 passes and there could cause damage at a correspondingly high transmission power Ps and small distance.

Um diese unerwünschte Folge zu vermeiden, sind im Messkopf 12 Mittel vorgesehen, um den jeweiligen Abstand d zu erfassen und bei Unterschreiten eines vorbestimmten Schwellwertes die Sendeleistung Ps zu reduzieren, ggf. ganz abzuschalten.To avoid this undesirable consequence, are in the measuring head 12 Means provided to detect the respective distance d and to reduce the transmission power Ps falls below a predetermined threshold, possibly turn off completely.

2 zeigt dazu ein Blockschaltbild. 2 shows a block diagram.

Im Messkopf 12 ist eine Schaltungsanordnung 40 vorgesehen, die eingangsseitig einen Entfernungsmesser 42 aufweist. Ein derartiger Entfernungsmesser 42 ist in handelsüblichen Laserscannern bereits enthalten, weil von jedem abgetasteten Messpunkt nicht nur dessen Reflexionsverhalten (Grauwert), sondern natürlich auch dessen Abstand vom Laserscanner 10 erfasst werden muss. Der Entfernungsmesser 42 empfängt den reflektierten Strahl Lr und verarbeitet diesen zu einem Signal, das dem Abstand d entspricht. Die hierzu verwendeten Methoden der Lichtstrahlmodulation oder der Lichtstrahltastung sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Laserscanner geläufig und brauchen daher hier nicht noch einmal erläutert zu werden.In the measuring head 12 is a circuit arrangement 40 provided, the input side, a rangefinder 42 having. Such a rangefinder 42 is already included in commercially available laser scanners, because of each sampled measuring point not only its reflection behavior (gray value), but of course its distance from the laser scanner 10 must be recorded. The rangefinder 42 receives the reflected beam Lr and processes it into a signal corresponding to the distance d. The methods of light beam modulation or light beam scanning used for this purpose are familiar to those skilled in the field of laser scanners and therefore need not be explained again here.

Erfindungsgemäß wird nun dieses, bei üblichen Laserscannern ohnehin anfallende Signal für den Abstand d einer Schwellwertstufe 44 zugeführt. Die Schwellwertstufe 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sie unterhalb eines vorgegebenen niedrigen Schwellwertes des Abstandes d eine Schaltspannung Us erzeugt. Diese Schaltspannung Us wird einem Unterbrecher 46 zugeführt. Der Unterbrecher 46 liegt in einer eine Versorgungsspannung Uv führenden Versorgungsleitung für eine Laserdiode 48.According to the invention, this signal, which in any case arises in the case of conventional laser scanners, is then used for the distance d of a threshold value stage 44 fed. The threshold level 44 is formed in the illustrated embodiment so that it generates a switching voltage Us below a predetermined low threshold value of the distance d. This switching voltage Us becomes a breaker 46 fed. The breaker 46 is located in a supply voltage Uv leading supply line for a laser diode 48 ,

Wenn daher die Schaltungsanordnung 40 erkennt, dass der Abstand d eines Objektes, bspw. des Menschen 30, den vorgegebenen niedrigen Schwellwert unterschreitet, wird die Schaltspannung Us erzeugt, die über den Unterbrecher 46 die Versorgungsspannung Uv der Laserdiode 48 abschaltet. Wichtig ist dabei, dass die Abschaltung schnell erfolgt. Wenn also z.B. ein Kopf in den Bereich des Laserstrahls Ls gelangt, muss der Laserstrahl Ls abgeschaltet sein, ehe er das Auge erreicht. Zu diesem Zweck wird die Abschaltzeit in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls Ls eingestellt.Therefore, if the circuit arrangement 40 recognizes that the distance d of an object, for example of the human 30 , falls below the predetermined low threshold, the switching voltage Us is generated, via the breaker 46 the supply voltage Uv of the laser diode 48 off. It is important that the shutdown occurs quickly. If, for example, a head enters the area of the laser beam Ls, the laser beam Ls must be switched off before it reaches the eye. For this purpose, the turn-off time is set as a function of the travel speed of the laser beam Ls.

Es versteht sich dabei, dass statt eines vollständigen Abschaltens bei Unterschreiten eines vorbestimmten Schwellwertes des Abstandes d selbstverständlich auch eine allmähliche Verminderung der Sendeleistung Ps mit sich verminderndem Abstand d vorgesehen werden kann. Dann würde an die Stelle der Schwellwertstufe 44 eine entsprechende Kennlinienstufe treten und an die Stelle des Unterbrechers 46 ein entsprechend kontinuierlich abschwächendes Element, bspw. ein Transistor.It goes without saying that, instead of a complete switch-off when falling below a predetermined threshold value of the distance d, a gradual reduction of the transmission power Ps can also be provided with a decreasing distance d. Then would take the place of the threshold level 44 a corresponding characteristic step and replace the breaker 46 a correspondingly continuously attenuating element, for example a transistor.

Claims (11)

Vorrichtung zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung der Vorrichtung, insbesondere Laserscanner (10), mit einem Messkopf (12), der einen Lichtsender (48) vorgegebener Sendeleistung (Ps) zum Aussenden eines Lichtstrahls (Ls) aufweist und um mindestens eine Achse (16, 22) drehbar ist, wobei der ausgesandte Lichtstrahl (Ls) an einem Objekt (30) in der Umgebung reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl (Lr) vom Messkopf (12) empfangen wird, und mit einem Entfernungsmesser (42), der aus dem reflektierten Lichtstrahl (Lr) den Abstand (d) des Objektes (30) vom Messkopf (12) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Entfernungsmesser (42) Mittel zum Einstellen der Sendeleistung (Ps) des Lichtsenders (48) zugeordnet sind, wobei die Sendeleistung (Ps) mit abnehmendem Abstand (d) reduzierbar ist.Device for optically scanning and measuring an environment of the device, in particular a laser scanner ( 10 ), with a measuring head ( 12 ), which has a light transmitter ( 48 ) predetermined transmission power (Ps) for emitting a light beam (Ls) and at least one axis ( 16 . 22 ), wherein the emitted light beam (Ls) on an object ( 30 ) reflected in the environment and the reflected light beam (Lr) from the measuring head ( 12 ), and with a rangefinder ( 42 ), from the reflected light beam (Lr) the distance (d) of the object ( 30 ) from the measuring head ( 12 ), characterized in that the rangefinder ( 42 ) Means for adjusting the transmission power (Ps) of the light transmitter ( 48 ), wherein the transmission power (Ps) can be reduced with decreasing distance (d). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Abschalten des Lichtsenders (48) bei Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes des Abstandes (d) vorgesehen sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that means for switching off the light emitter ( 48 ) are provided when falling below a predetermined threshold value of the distance (d). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Entfernungsmesser (42) eine Schwellwertstufe (44) zugeordnet ist, dass die Schwellwertstufe (44) bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes des Abstandes (d) ein Schaltsignal (Us) erzeugt, und dass das Schaltsignal (Us) den Lichtsender (48) in seiner Sendeleistung (Ps) reduziert.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rangefinder ( 42 ) a threshold level ( 44 ) that the threshold level ( 44 ) when a predetermined value of the distance (d) falls below a switching signal (Us) is generated, and that the switching signal (Us) the light emitter ( 48 ) reduced in its transmission power (Ps). Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertstufe (44) mit einem Unterbrecher (48) in einer eine Versorgungsspannung (Us) führenden Leitung des Lichtsenders (48) verbunden ist.Device according to claim 3, characterized in that the threshold level ( 44 ) with a breaker ( 48 ) in a supply voltage (Us) leading line of the light emitter ( 48 ) connected is. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsender (48) ein Laser ist, und dass der vorgegebene Schwellwert des Abstandes (d) bei einer Leistung des Lichtsenders (48) im Bereich zwischen 1 und 50 mW zwischen 1,5 und 0,1 m liegt.Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the light emitter ( 48 ) is a laser, and that the predetermined threshold of the distance (d) at a power of the light emitter ( 48 ) in the range between 1 and 50 mW between 1.5 and 0.1 m. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert des Abstandes (d) bei einer Leistung des Lichtsenders (48) von 15 mW bei 0,4 m liegt.Apparatus according to claim 5, characterized in that the predetermined value of the distance (d) at a power of the light emitter ( 48 ) of 15 mW at 0.4 m. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung (Ps) mit vorgegebenem Gradienten reduzierbar ist, und dass Mittel zum Erfassen einer Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls (Ls) im Raum vorgesehen sind, mit denen der Gradient einstellbar ist.Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the transmission power (Ps) with predetermined Gradient is reducible, and that means for detecting a traversing speed of the laser beam (Ls) are provided in space, with which the gradient is adjustable. Verfahren zum optischen Abtasten und Vermessen einer Umgebung mittels einer Vorrichtung, insbesondere eines Laserscanners (10), bei der ein Lichtstrahl (Ls) vorbestimmter Sendeleistung (Ps) ausgesandt und dabei um mindestens eine Achse (16, 22) gedreht wird, wobei der ausgesandte Lichtstrahl (Ls) an einem Objekt (30) in der Umgebung reflektiert und der reflektierte Lichtstrahl (Lr) empfangen wird, und wobei ferner aus dem reflektierten Lichtstrahl (Lr) der Abstand (d) des Objektes (30) vom Messkopf (12) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung (Ps) mit abnehmendem Abstand (d) reduziert wird.Method for optically scanning and measuring an environment by means of a device, in particular a laser scanner ( 10 ), in which a light beam (Ls) of predetermined transmission power (Ps) is emitted and thereby at least one axis ( 16 . 22 ), wherein the emitted light beam (Ls) on an object ( 30 ) is reflected in the environment and the reflected light beam (Lr) is received, and further wherein from the reflected light beam (Lr) the distance (d) of the object ( 30 ) from the measuring head ( 12 ), characterized in that the transmission power (Ps) is reduced with decreasing distance (d). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung (Ps) bei Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes des Abstandes (d) im wesentlichen auf Null reduziert wird.Method according to claim 8, characterized in that that the transmission power (Ps) falls below a predetermined Threshold of the distance (d) is reduced to substantially zero. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstrahl (Ls) ein Laserstrahl ist, und dass der vorgegebene Schwellwert des Abstandes (d) bei einer Leistung des Lichtsenders (48) im Bereich zwischen 5 und 50 mW zwischen 1,5 und 0,1 m liegt.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the light beam (Ls) is a laser beam, and that the predetermined threshold value of the distance (d) at a power of the light emitter ( 48 ) is between 1.5 and 0.1 m in the range between 5 and 50 mW. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung (Ps) mit vorgegebenem Gradienten reduziert wird, dass eine Verfahrgeschwindigkeit des Laserstrahls (Ls) im Raum erfasst wird, und dass der Gradient in Abhängigkeit von der Verfahrgeschwindigkeit eingestellt wird.Method according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that the transmission power (Ps) with predetermined Gradient is reduced, that a traversing speed of the laser beam (Ls) is detected in space, and that the gradient is dependent is set by the travel speed.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005027208A1 (en) * 2004-11-16 2006-06-01 Zoller & Fröhlich GmbH Method for controlling a laser scanner
US7323670B2 (en) 2004-03-16 2008-01-29 Leica Geosystems Hds Llc Laser operation for survey instruments
CN107727028A (en) * 2017-10-24 2018-02-23 大连交通大学 The auxiliary support apparatus of handheld three-dimensional scanner
US10024965B2 (en) 2015-04-01 2018-07-17 Vayavision, Ltd. Generating 3-dimensional maps of a scene using passive and active measurements
US10393521B2 (en) 2016-10-13 2019-08-27 Stanley Black & Decker Inc. Laser line generating device
US10445928B2 (en) 2017-02-11 2019-10-15 Vayavision Ltd. Method and system for generating multidimensional maps of a scene using a plurality of sensors of various types
CN111796255A (en) * 2016-09-20 2020-10-20 创新科技有限公司 Laser radar system, method for detecting object by using laser radar system and vehicle
CN113884053A (en) * 2021-08-19 2022-01-04 中国建筑装饰集团有限公司 Laser range finder level system for building measurement and pay-off line
US11402510B2 (en) 2020-07-21 2022-08-02 Leddartech Inc. Systems and methods for wide-angle LiDAR using non-uniform magnification optics
US11422266B2 (en) 2020-07-21 2022-08-23 Leddartech Inc. Beam-steering devices and methods for LIDAR applications
US11567179B2 (en) 2020-07-21 2023-01-31 Leddartech Inc. Beam-steering device particularly for LIDAR systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5831717A (en) * 1993-12-14 1998-11-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Obstacle detecting apparatus which employs a laser
DE19910667A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-21 Volkswagen Ag Device with at least one laser sensor and method for operating a laser sensor
DE10151982A1 (en) * 2001-10-22 2003-04-30 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Optoelectronic detection device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5831717A (en) * 1993-12-14 1998-11-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Obstacle detecting apparatus which employs a laser
DE19910667A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-21 Volkswagen Ag Device with at least one laser sensor and method for operating a laser sensor
DE10151982A1 (en) * 2001-10-22 2003-04-30 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Optoelectronic detection device

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7323670B2 (en) 2004-03-16 2008-01-29 Leica Geosystems Hds Llc Laser operation for survey instruments
US7697581B2 (en) 2004-03-16 2010-04-13 Leica Geosystems Ag Laser operation for survey instruments
DE102005027208A1 (en) * 2004-11-16 2006-06-01 Zoller & Fröhlich GmbH Method for controlling a laser scanner
US7508496B2 (en) 2004-11-16 2009-03-24 Z+F Zoller & Froelich Gmbh Method for driving a laser scanner
DE102005027208B4 (en) * 2004-11-16 2011-11-10 Zoller & Fröhlich GmbH Method for controlling a laser scanner
US11604277B2 (en) 2015-04-01 2023-03-14 Vayavision Sensing Ltd. Apparatus for acquiring 3-dimensional maps of a scene
US10024965B2 (en) 2015-04-01 2018-07-17 Vayavision, Ltd. Generating 3-dimensional maps of a scene using passive and active measurements
US11725956B2 (en) 2015-04-01 2023-08-15 Vayavision Sensing Ltd. Apparatus for acquiring 3-dimensional maps of a scene
US10444357B2 (en) 2015-04-01 2019-10-15 Vayavision Ltd. System and method for optimizing active measurements in 3-dimensional map generation
US11226413B2 (en) 2015-04-01 2022-01-18 Vayavision Sensing Ltd. Apparatus for acquiring 3-dimensional maps of a scene
EP4194887A1 (en) * 2016-09-20 2023-06-14 Innoviz Technologies Ltd. Lidar systems and methods
CN111796255A (en) * 2016-09-20 2020-10-20 创新科技有限公司 Laser radar system, method for detecting object by using laser radar system and vehicle
US11815353B2 (en) 2016-10-13 2023-11-14 Stanley Black & Decker Inc. Laser line generating device
US10989533B2 (en) 2016-10-13 2021-04-27 Stanley Black & Decker Inc. Laser line generating device
US10393521B2 (en) 2016-10-13 2019-08-27 Stanley Black & Decker Inc. Laser line generating device
US10445928B2 (en) 2017-02-11 2019-10-15 Vayavision Ltd. Method and system for generating multidimensional maps of a scene using a plurality of sensors of various types
CN107727028A (en) * 2017-10-24 2018-02-23 大连交通大学 The auxiliary support apparatus of handheld three-dimensional scanner
US11567179B2 (en) 2020-07-21 2023-01-31 Leddartech Inc. Beam-steering device particularly for LIDAR systems
US11543533B2 (en) 2020-07-21 2023-01-03 Leddartech Inc. Systems and methods for wide-angle LiDAR using non-uniform magnification optics
US11474253B2 (en) 2020-07-21 2022-10-18 Leddartech Inc. Beam-steering devices and methods for LIDAR applications
US11422266B2 (en) 2020-07-21 2022-08-23 Leddartech Inc. Beam-steering devices and methods for LIDAR applications
US11402510B2 (en) 2020-07-21 2022-08-02 Leddartech Inc. Systems and methods for wide-angle LiDAR using non-uniform magnification optics
US11828853B2 (en) 2020-07-21 2023-11-28 Leddartech Inc. Beam-steering device particularly for LIDAR systems
CN113884053A (en) * 2021-08-19 2022-01-04 中国建筑装饰集团有限公司 Laser range finder level system for building measurement and pay-off line

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