BR112013017112A2

BR112013017112A2 - dispositivo de medição geodésica compreendendo uma câmera termográfica

Info

Publication number: BR112013017112A2
Application number: BR112013017112-0A
Authority: BR
Inventors: Jan Zimmermann; Norbert Kotzur; Bernd Möller; Stefan Sieber; Vincent Legrand
Original assignee: Leica Geosystems Ag
Priority date: 2011-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2020-10-27
Also published as: CN103314271A; EP3339802B1; US9733081B2; EP2663834A1; AU2012206599A1; AU2012206599B2; KR101542074B1; EP3339802A3; CN103314271B; CA2822387A1; EP2474808A1; WO2012095417A1; US20130278759A1; EP3339802A2; EP2663834B1; CA2822387C; KR20130114715A

Abstract

  DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO GEODÉSICA COMPREENDENDO UMA CÂMERA TERMOGRÁFICA. A presente invenção refere-se a um método para determinar, com precisão geodésica, a posição de um ponto-alvo em um objeto-alvo (15) com o uso de um dispositivo de medição geodésica (1), o dito método compreendendo um dispositivo de mira, particularmente, um telescópio de alvo, que pode ser pivotado em relação a uma base do dispositivo de medição a fim de alterar seu alinhamento, e cujo dispositivo de mira compreende pelo menos uma unidade de objetiva que define uma linha óptica de mira, uma unidade de medição de distância eletrônica, e uma câmera de formação de imagem térmica para gravar uma imagem térmica na direção da linha óptica de mira. Além disso, uma função de medição de ângulo é provida para registrar, com alta precisão, a linha de alinhamento de mira,e uma unidade de controle é provida para controlar a função de medição de ângulo, a câmera de formação de imagem térmica, e particularmente o alinhamento da unidade de mira. De acordo com a invenção, em um modo de formação de imagem térmica, quando um procedimento de medição for disparado, dados de posição ligados à informação de temperatura que é lida da imagem térmica para o ponto-alvo no qual a linha de mira é apontada. Em particular, os dados de posição do ponto alvo são armazenados em correlação com a informação de temperatura.

Description

. 1/26 . Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE MEDIÇÃO GEODÉSICA COMPREENDENDO UMA CÂMERA TERMO- GRÁFICA". A presente invenção refere-se a um dispositivo de medição geo- — désica para medir distâncias e ângulos com relação a pontos em um objeto, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 9, e a um método para medir distâncias e ângulos com relação a pontos em um objeto, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. Exemplos geralmente conhecidos de dispositivos de medição —geodésica são o teodolito ou a estação total.

Dispositivos de medição geo- . désica são usados para determinar distâncias e para simultaneamente ad- quirir ângulos correspondentes com relação a pontos alvos.

Tais sistemas ] são amplamente utilizados principalmente no campo de levantamento paisa- gístico ou para tarefas de posicionamento na indústria.

Ambas as áreas de uso demandam a determinação exata das variáveis de distância e ângulo, em alguns casos, sobre grandes distâncias, a fim de, por exemplo, poder planejar e implementar com precisão o subsequente desenvolvimento de construções de um terreno inspecionado ou a fim de controlar uma máquina incorporada em um processo de produção.

Uma extensão conhecida destes dispositivos de medição é a combinação com uma unidade de registro de imagem, geralmente integrada no dispositivo.

Desse modo, além das variáveis determinadas, pode ser u- sada, por exemplo, uma câmera para adquirir imagens de um ambiente no qual estão situados os pontos-alvo.

Esta combinação abre a possibilidade de,entre outras coisas, executar uma medição, por exemplo, por meio de busca de ponto alvo assistida por imagem.

Além disso, o registro de uma imagem óptica permite realizar uma identificação de alvo ou um rastreio de alvo e, portanto, uma facilitação e uma automação adicionais do processo de medição.

Um rastreio de alvo automático é conhecido a partir do documento EP 2141450, por exemplo, onde uma direção de mira de uma estação de medição é automaticamente alinhada com um alvo com base em uma ima- gem processada.

Í Adicionalmente, uma imagem de um ambiente registrado a ser medido pode ser exibida em um visor ajustado no dispositivo de medição. Por meio de uma unidade de entrada, um usuário pode, portanto, selecionar pontos específicos de interesse na imagem e determinar as posições exatas dos pontos com o auxílio dos dispositivos de medição de distância e ângulo incorporados no dispositivo de medição.

O documento EP 1 314 959 e WO 2004/036145 descrevem, por exemplo, dispositivos de medição geodésica que compreendem um visor eletrônico e um dispositivo de controle que permitem a operação com base emitela. Em uma representação bidimensional de uma imagem óptica, é consequentemente possível definir pontos com relação aos quais é efetuada : uma medição, isto é, a determinação de distância e/ou ângulo. Com base em uma imagem que pode ser adquirida por vários meios de registro, alvos podem ser identificados e rastreados por meio de métodos de processamen- to de imagem, de tal modo que uma medição automática seja possível, em princípio, nesta base assim provida. Além disso, com tal concretização - por meio da disposição de pelo menos uma câmera com um espectro de aquisi- ção estendido faixas e propriedades de objeto que estão fora da acessibili- dade visualdo olho humano podem ficar acessíveis à medição.

Por meio destes dispositivos de medição geodésica, pontos se- lecionados de antemão, por exemplo, em um visor, podem ser vistos, movi- dos e subsequentemente medidos. Para o usuário de tal dispositivo, isto sig- nificativamente simplifica a operabilidade e provê a vantagem principal com relação à ergonomia de que o dispositivo não precisa ser necessariamente alinhado através de uma ocular, mas, em vez disso, pode ser controlado com base no visor ou via um controle remoto.

O que é desvantajoso, entretanto, é que apenas os dados de ângulo e distância podem ser averiguados com relação a um ponto apropri- —ado,não podendo ser adicionalmente adquirida nenhuma informação adicio- nal, por exemplo, acerca do objeto no qual o ponto está situado. Além disso, não acontece nenhuma atribuição ou associação de informação de posição

- 3/26 ? para emitir dados relacionados ao ponto alvo ou ao objeto com base em i- magem.

Informação adicional acerca de um objeto ou da superfície do mesmo pode ser adquirida, por exemplo, com base em um valor de cor re- gistrado por câmera ou então por meio de uma câmera de formação de ima- gem térmica.

Por meio desta informação, é possível derivar propriedades de objeto específicas ou propriedades de pelo menos partes de objetos.

Por meio de exemplo, câmeras de formação de imagem térmica podem ser usa- das para identificar irregularidades em uma distribuição de calor ou dissipa- ções de calor, sendo assim possível determinar tais localizações, por exem- plo, em edificações.

Um detector térmico pode ser também usado no comba- te a incêndios - para encontrar uma fonte ígnea - ou para identificação de ' alvo, quando predominar a escuridão.

Um problema no decorrer do uso de uma câmera de formação deimagem térmica, que pode ser portátil, surgirá quando uma posição exata de uma característica evidente tiver que ser determinada.

Tal posicionamen- to ou determinação da extensão não pode ser executado unicamente a partir de uma imagem térmica manualmente adquirida, que pode ser então geral- mente exibida em um visor na câmera.

Contudo, a determinação de posição exataparatais características evidentes seria desejável, entre outras coisas, no caso, por exemplo, de medições de construção a serem executadas para fins de aperfeiçoar o isolamento ou o trabalho de reparo.

Consequentemente, um problema endereçado pela presente in- venção é aquele de prover um dispositivo e um método por meio dos quais propriedades de energia térmica, em particular, propriedades de temperatu- ra, de objetos podem ser localmente correlacionadas com informação de posição de pontos nos ditos objetos.

Um problema específico endereçado pela invenção é aquele de prover um dispositivo e um método por meio dos quais uma informação pode ser derivada das propriedades de energia térmica e a dita informação pode ser localmente correlacionada com informação de posição de pontos.

Um problema específico adicional endereçado pela invenção é

º aquele de prover um sistema por meio do qual os objetos podem ser identifi- cados de modo rápido e confiável com base em suas propriedades de ener- gia térmica, em particular, propriedades de temperatura. Além disso, a in- formação de posição destina-se a poder ser atribuída aos objetos identifica- dos.

Estes problemas são solucionados pela realização das caracte- rísticas caracterizantes das reivindicações independentes. Características que desenvolvem a invenção em uma maneira alternativa ou vantajosa po- dem ser agrupadas a partir das reivindicações de patente dependentes.

Um método de acordo com a invenção para determinar, com - precisão geodésica, a posição de um ponto alvo em um objeto alvo, é execu- tado usando um dispositivo de medição geodésico que compreende um dis- : positivo de mira, em particular, uma mira telescópica, onde o dispositivo de mira é pivotável com relação a uma base do dispositivo de medição a fim de mudaro alinhamento do mesmo e pelo menos uma unidade de objetiva que define um eixo de pontaria óptico, uma unidade de medição de distância ele- trônica, e uma câmera de formação de imagem térmica para adquirir uma imagem térmica, na direção do eixo de pontaria óptico. A determinação de posição geodesicamente precisa (precisão geodésica) para um alvo deve ser entendida como indicando, dependendo da respectiva exigência de me- dição, a determinação da posição do alvo presente em uma distância de até centenas de metros (ou alguns quilômetros) com uma precisão (resolução) na faixa de centímetros ou milímetros, em particular, na faixa sub- milimétrica, em conjunção com alta confiabilidade desta medição de posição (baixa incerteza de medição). O dispositivo de medição geodésica adicio- nalmente apresenta uma funcionalidade de medição de ângulo para adquirir, com alta precisão, o alinhamento do eixo de pontaria, e uma unidade de con- trole para controlar a funcionalidade de medição de ângulo e a câmera de formação de imagem térmica, e, em particular, o alinhamento da unidade de mira. De acordo com a invenção, em um modo de medição de imagem tér- mica como resultado da iniciação de um processo de medição, os dados de posição do ponto alvo mirado que são, neste caso, determinados juntamente

- 5/26 ' com a informação de temperatura lida da imagem térmica para o ponto alvo mirado usando o eixo de pontaria, são ligados entre si em pares de tal modo que eles possam ser evocados em uma maneira associados mutuamente, em particular, onde os dados de posição do ponto alvo são armazenados em uma maneira correlacionada com a informação de temperatura. Neste caso, os respectivos dados de posição determinados do ponto alvo mirado são ligados à respectiva informação de temperatura para o ponto alvo.

De acordo com um método de acordo com a invenção, um ponto alvo no objeto alvo adquirido na imagem térmica pode ser medido em uma maneira georreferenciada, em particular, automaticamente, com base em um critério de medição de temperatura predefinido dependendo da informação de temperatura que pode ser lida a partir da imagem térmica, onde o eixo de pontaria óptico do dispositivo de medição é alinhado com o ponto alvo. A fim de definir o critério de medição de temperatura, a informação de temperatura na imagem térmica pode ser convertida, em particular, por meio do proces- samento de imagem, em áreas, cada qual representando uma faixa de tem- peratura, onde as áreas são delimitadas entre si por isotermas, e/ou pode ser determinado um centro de uma faixa de temperatura, em particular, um centróide de área. Por meio do critério de medição de temperatura, é possí- vel determinar a informação de temperatura para um processo de medição de tal modo que aquelas posições que correspondem à informação de tem- peratura determinada possam ser medidas automaticamente com base no critério de medição de temperatura assim definido. Neste contexto, o feixe de laser de medição pode ser automaticamente alinhado com as respectivas posições, podendo ser assim medidos os pontos correspondentes.

Por meio de tal processamento de imagem, um perfil de tempe- ratura registrado que varia em cor continuamente de acordo com um gradi- ente ou declive de temperatura pode ser subdividido em zonas individuais, onde cada destas zonas representa uma faixa de temperatura previamente determinada, por exemplo, de +10ºC a +15ºC. As faixas de temperatura po- dem ser adaptadas de acordo com a diferença de temperatura da maior temperatura medida para a menor temperatura medida. No caso de grandes

' diferenças de temperatura, por exemplo, faixas maiores poderão ser defini- das a fim de que o número de faixas determinadas com base em uma ima- gem possa ser mantido controlável; contrariamente, no caso de uma peque- na diferença de temperatura total, a faixa de temperatura para uma zona — pode ser igualmente escolhida como sendo pequena, a fim de que diferenci- ações de faixas possam ser assim efetuadas.

Com base nas zonas assim derivadas, uma linha limítrofe entre duas zonas pode, por sua vez, ser determinada por meio do processamento de imagem. A dita linha limítrofe concretiza simultaneamente assim uma |i- nha que, ao longo de seu curso, pode representar uma temperatura constan- te em um objeto. Ao longo destas isotermas derivadas, pode acontecer uma medição, podendo ser assim determinado com exatidão o limite de uma fai- xa de temperatura. Além de determinar a delimitação de isotermas, também é possível derivar centros das zonas, que correspondem, por exemplo, ao centróide de área e assim simultaneamente representam o ponto central da dita zona. A determinação de uma posição de uma fonte de uma dissipação de calor pode ser executada por meio deste cálculo. Portanto, por meio de exemplo, é possível localizar vazamentos em linhas de condução de calor e subsequentemente implementar medidas para vedar ou localizar fontes de calor adicionais.

Em particular, com um método de acordo com a invenção, a medição pode ser efetuada ao longo de um percurso representando a infor- mação de temperatura predeterminada ou um perfil de temperatura, em par- ticular, ao longo de isotermas, e/ou constantemente com relação a um ponto da informação de temperatura predeterminada, em particular, com relação ao centro da faixa de temperatura.

Como resultado, é possível determinar não apenas pontos indi- viduais adequada e posicionalmente, mas é possível executar uma determi- nação e uma medição precisas de objetivos extensos cujas propriedades correspondem a um critério predeterminado (temperatura). Desse modo, por meio de exemplo, é possível medir uma região ou ponto no qual uma evi- dência de temperatura está presente, esta região podendo ser processada

. 7/26

' com base na informação de posição determinada neste caso.

Alternativa ou adicionalmente, é possível rastrear não apenas um perfil espacial de um cri- tério de temperatura, mas também um perfil temporal.

Em outras palavras, é possível, por exemplo, constantemente executar medições com relação a pontos predefinidos e primeiramente rastrear uma possível mudança na po- sição espacial de ditos pontos e/ou em segundo lugar registrar uma mudan- ça na temperatura e no perfil temporal desta mudança nos ditos pontos.

Consequentemente, pelo menos estes dois casos de observação podem ser relevantes.

Portanto, primeiramente é possível adquirir e observar a tempe- ratura e/ou sua mudança ou seu perfil temporal em um ponto espacialmente definido; em segundo lugar, é possível predefinir uma temperatura definida e constantemente determinar a posição de um ponto ou região apresentando a ' dita temperatura.

Por meio desta possibilidade, é possível observar objetos sobre um longo período de tempo e detectar mudanças em sua estrutura el/ouem suas propriedades térmicas.

Uma duração de observação tempo- ralmente extensa pode ser usada, em particular, para monitorar grandes es- truturas, tal como, por exemplo, uma comporta, e contribuir para satisfazer condições de segurança.

Além disso, com um método de acordo com a invenção, a medi- ção pode ser efetuada automaticamente com uma resolução de ponto a pon- to predeterminada e/ou com uma separação temporal predeterminada de medições individuais.

Assim, é possível variar a precisão desejada ou exigi- da de dimensões e posições a serem adquiridas e uma duração de medição associada com as mesmas.

Portanto, tanto o centro de uma zona de tempe- ratura quanto a delimitação da mesma por uma isoterma podem ser medidos com precisão apropriada e, com base nestes dados de medição, por exem- plo, trabalho de construção e medidas de reparo podem ser executados po- sicionalmente com precisão em um objeto.

Por meio de exemplo, para esta finalidade, é possível detectar entre 5 e 50 pontos sobre uma distância de 10 cm aolongo de uma linha.

Alternativamente, uma resolução pode ser tam- bém definida em uma maneira dependente de uma mudança de ângulo; desse modo, é possível medir, por exemplo, 10-100 pontos durante uma

' mudança no ângulo de detecção de 10º. Com relação à detecção temporal, por meio de exemplo, 1-60 medições podem ser efetuadas por minuto. No contexto de um método de acordo com a invenção, adicio- nalmente, pode ser guiado um feixe de referência ao longo de um percurso dereferência, onde, durante a orientação do feixe de referência, pelo menos uma parte do percurso de referência é perceptível sobre o objeto como uma linha de referência visualmente e/ou por meio de um detector e o feixe de referência é guiado com base no critério de medição de temperatura, em particular, ao longo das isotermas.

Tal método, executado, por exemplo, por meio de uma estação total, pode prover vantagens adicionais para o usuário e quem quer que pla- neje adicionalmente executar atividades com base na informação de posição i gerada. Desse modo, podem ser marcadas as posições determinadas de antemão com base em uma imagem adquirida de um objeto. Para a marca- çãoda posição, um feixe de lazer visível ao olho humano pode ser projetado sobre um dos pontos medidos e, portanto, indicar, por exemplo, uma fonte de calor. Com a orientação do feixe visível ao longo de um isoterma deriva- do, é adicionalmente possível identificar uma região de área extensa, quan- do esta identificação puder ser mantida, em particular, para a duração de uma possível atividade técnica ou para marcar a região determinada. Com o uso de um feixe de laser que não é visualmente perceptível, um detector pode ser usado para encontrar o feixe de laser de marcação e determinar o curso do mesmo.

Em um método de acordo com a invenção, a informação de temperatura e uma imagem diurna correspondente podem ser representadas independentemente uma da outra e/ou pelo menos parcialmente em uma maneira sobreposta, em particular, onde a informação de temperatura e/ou informação de posição com relação a pontos podem ser transmitidas para um controlador. Adicionalmente, as distâncias e os ângulos com relação aos pontos podem ser referenciados e ligados a um sistema de coordenadas local.

Uma sobreposição ou uma representação justaposta da imagem

' térmica e de uma imagem diurna correspondendo à mesma pode contribuir para uma identificação clara de pontos a serem medidos dentro da faixa vi- sual das duas imagens.

Por meio de exemplo, se uma diferenciação clara de pontos não puder ser confiavelmente executada unicamente com base na imagem térmica, então, uma imagem diurna que captura a mesma faixa vi- sual como a imagem térmica poderá ser consultada para diferenciação e a diferenciação poderá se tornar assim possível.

Com a superposição das du- as imagens, é possível - dependendo do respectivo ambiente de medição -, em contraste a uma representação das imagens próximas umas das outras, que a clareza com relação a uma diferenciação de pontos seja adicional- mente aumentada.

As imagens térmicas e diurnas podem ser capturadas por meio de uma câmera ou um sensor, que pode realizar registros em ambas B as faixas espectrais, ou por meio de dois sensores diferentes.

O controlador geralmente permite que o usuário opere uma estação total por controle re- moto.

Por meio da transmissão da informação de imagem adquirida pela câmera, em particular em tempo real, o usuário pode usar a informação de temperatura específica para alinhar a estação total por controle remoto e para medir pontos.

Adicionalmente, com um método de acordo com a invenção, as coordenadas com relação a um ponto alvo no objeto alvo podem ser deter- minadas e extraídas e as coordenadas são transmitidas para uma unidade de computador, em particular, em um sistema CAD, onde medições de dis- tâncias e ângulos na imagem térmica adquirida podem ser executadas com base nas coordenadas.

Neste caso, as coordenadas podem representar po- sições por indicações de graus de longitude e latitude, onde informação de altitude adicional com relação às posições pode estar presente.

Os dados de posição gerados no processo de medição podem ser ligados à informação de imagem térmica e/ou diurna e ambas ser adicionalmente processadas diretamente no dispositivo de medição e ser transmitidas para um sistema de computador adicional.

A ligação criada permite executar uma determina- ção de, por exemplo, distâncias, áreas de superfície, temperaturas em obje- tos ou perfis de temperatura, sem ter que executar processos de medição

Ú adicionais. Além disso, com relação a cada imagem adquirida do dispositivo de medição, ao mesmo tempo, uma direção de aquisição pode ser concomi- tantemente adquirida e, em particular, ligada à imagem adquiria e armaze- nada com a mesma. Com o uso desta informação de direção, um ponto em umaimagem previamente adquirida pode ser selecionado e declarado como "sendo medido", de tal modo que o dispositivo de medição possa ser auto- maticamente movido na direção de aquisição concomitantemente adquirida e medir o ponto selecionado.

Um dispositivo de medição geodésica de acordo com a inven- ção, em particular, uma estação total ou um teodolito, para determinar dados de posição de um ponto-alvo em um objeto-alvo compreende um dispositivo de mira, em particular, uma mira telescópica, onde o dispositivo de mira é Ú pivotável com relação a uma base do dispositivo de medição a fim de mudar o alinhamento do mesmo e pelo menos apresenta uma unidade de objetiva que define um eixo de pontaria óptico, uma unidade de medição de distância eletrônica, e uma câmera de energia térmica para adquirir uma imagem tér- mica, na direção do eixo de pontaria óptico. Adicionalmente, são providas uma funcionalidade de medição de ângulo para adquirir, com alta precisão, o alinhamento do eixo de pontaria, e uma unidade de controle para controlar a funcionalidade de medição de ângulo e a câmera de formação de imagem térmica, e, em particular, o alinhamento da unidade de mira. De acordo com a invenção, no contexto de um modo de medição de imagem térmica sob o controle da unidade de controle, como resultado da iniciação de um proces- so de medição, os dados de posição do ponto alvo mirado, juntamente com ainformação de temperatura cuja posição na imagem térmica corresponde a uma posição do ponto alvo que é definido pelo alinhamento do eixo de pon- taria óptico, são ligados entre si em pares de tal modo que eles possam ser evocados em uma maneira associados mutuamente, em particular, onde os dados de posição são armazenados em uma maneira correlacionada com a informação de temperatura por meio de armazenamento. Adicionalmente, um dispositivo de medição geodésica de acordo com a invenção, em particular, compreendendo um meio para processamen-

. 11/26 ' to de imagem, pode ser concretizado de tal modo que o dispositivo de medi- ção apresente uma funcionalidade de controle onde, no contexto da funcio- nalidade de controle, um método acima mencionado de acordo com a inven- ção para determinar, com precisão geodésica, a posição de um ponto alvo emum objeto alvo é executado, em particular, automaticamente. O dispositi- vo de medição pode adicionalmente ter um meio para processamento de imagem e/ou uma fonte de radiação eletromagnética, em particular, uma fonte de feixe de laser, para gerar um feixe de referência e um meio de guia para guiar o feixe de referência ao longo de um percurso de referência, e a funcionalidade de controle pode ser projetada de tal modo que, quando da execução da funcionalidade de controle, seja executado um dos métodos acima mencionados de acordo com a invenção.

Com um dispositivo de medição geodésica de acordo com a in- venção, como resultado da iniciação do processo de medição, uma medição de georeferência - controlada pela unidade de controle - com relação a um ponto alvo no objeto alvo adquirido na imagem térmica pode ser efetuada, em particular, automaticamente, com base em um critério de medição de temperatura predefinido, onde o eixo de pontaria óptico do dispositivo de medição é alinhado com o ponto-alvo. Neste caso, a medição pode ser efe- tuadacom base em uma imagem térmica condicionada por meio do proces- samento de imagem. A fim de definir o critério de medição de temperatura, é possível executar uma conversão da informação de temperatura em áreas, cada qual representando uma faixa de temperatura, onde as áreas são deli- mitadas entre si por isotermas, e/ou uma determinação de um centro de uma faixa de temperatura, em particular, de um centroide de área, por meio de processamento de imagem.

De acordo com a invenção, a medição pode ser efetuada ao longo de um percurso que representa informação de temperatura predeter- minada ou um perfil de temperatura definido, em particular, ao longo de uma isoterma, e/ou constantemente com relação a um ponto da informação de temperatura predeterminada, em particular, com relação a um centro de uma faixa de temperatura.

o 12/26 i Em um dispositivo de medição geodésica de acordo com a in- venção, a unidade de controle pode adicionalmente ser projetada de tal mo- do que a medição seja efetuada automaticamente com uma resolução ponto a ponto predeterminada e/ou com uma separação temporal predeterminada demedições individuais.

Adicionalmente, o dispositivo de medição geodésica da invenção pode ter uma fonte de radiação eletromagnética, em particular, uma fonte de feixe de laser, para gerar um feixe de referência e um meio de guia para gui- ar o feixe de referência ao longo de um percurso de referência, onde, duran- tea orientação do feixe de referência, pelo menos uma parte do percurso de referência é perceptível no objeto como uma linha de referência visualmente e/ou por meio de um detector e o feixe de referência é guiado com base no Ú critério de medição de temperatura, em particular, ao longo de uma isoterma. Adicionalmente, um ponto específico de temperatura, em particular, o centro dafaixade temperatura, pode ser marcado por meio do feixe de referência.

O dispositivo de medição geodésico da invenção pode ter uma unidade de saída, em particular, um visor, onde a informação de temperatura e uma imagem diurna correspondente podem ser representadas indepen- dentemente uma da outra e/ou em uma maneira pelo menos parcialmente sobreposta na unidade de saída. Em particular, com um dispositivo de medi- ção geodésico de acordo com a invenção, os dados adquiridos e/ou a infor- mação podem ser comunicados a um controlador, onde um meio de saída para representar os dados adquiridos e/ou a informação, em particular, a informação de temperatura, é provido no controlador.

Adicionalmente, com um dispositivo de medição geodésica de acordo com a invenção, as coordenadas com relação ao ponto alvo no obje- to alvo podem ser determinadas e extraídas e as coordenadas podem ser transmitidas para uma unidade de computador, em particular, para um sis- tema CAD, onde medições de distâncias e ângulos na imagem térmica ad- quirida podem ser executadas com base nas coordenadas.

Em um dispositivo de medição de acordo com a invenção, tal como, por exemplo, um teodolito ou uma estação total, é disposta uma câ-

o 13/26

' mera, a qual pode ser usada para adquirir imagens de um ambiente, onde as imagens adquiridas são, em cada caso, relacionadas a uma direção de me- dição da estação total.

Como resultado, é possível selecionar um ponto a ser medido em uma imagem e então medir sua posição exata usando um meio de medição de distância e ângulo.

Para selecionar o ponto, uma imagem adquirida pode ser condicionada por meio de processamento de imagem.

Em um dispositivo de medição correspondente, podem ser providos meios de alinhamento, por exemplo, servomotores ou motores de passo, com os quais o alinhamento da direção de medição pode ser ajustado e por meio do controle do qual uma medição com base em uma imagem adquirida pode . ser executada automaticamente.

Em vez de uma câmera cuja faixa espectral corresponde àquela do olho humano, alternativamente ou ainda adicional- mente, é possível prover uma câmera termográfica ou uma câmera de for- mação de imagem térmica que apresenta uma faixa de detecção espectral queé mais larga ou deslocada no espectro e assim deixa acessíveis as fai- xas ópticas que são inacessíveis ao olho humano em uma maneira mediada e que pode adquirir, por exemplo, informação de temperatura na faixa infra- vermelha (e, portanto, propriedades indiretamente energéticas de objetos) Tal câmera pode ser concretizada de tal modo que possa capturar tanto uma imagem diurna como uma imagem termográfica e possa disponibilizar a in- formação de imagem em cada caso - representada por sinais eletrônicos -

seja individualmente ou em uma maneira combinada ou sobreposta.

Com tal dispositivo de medição, portanto, primeiramente um ob- jeto pode ser capturado pela câmera de tal modo que uma imagem que sur- ge como resultado corresponda à faixa visualmente perceptível do olho hu- mano.

Além desta imagem, uma imagem adicional pode ser criada por um registro na faixa infravermelha.

Ambas as imagens podem ser exibidas para um usuário individualmente, conjuntamente próximas uma da outra ou pelo menos parcialmente em uma maneira sobreposta em um visor provido no dispositivo de medição ou na estação total.

Além disso, os dados ou as for- mas extraídas de uma imagem térmica podem ser também sobrepostos com a imagem diurna.

Alternativa ou adicionalmente, uma ou ambas as imagens

. 14/26 podem ser também representadas em um controle remoto ou um controlador com visor, que é conectado ao dispositivo de medição, em particular, em uma maneira sem fio via rádio. Este visor pode ser adicionalmente concreti- zado como um "visor de toque" sensível ao toque e serve, portanto, simulta- neamente como um meio de entrada para o usuário ao longo de outro meio de entrada possivelmente presente, tal como um teclado.

Com base em uma imagem exibida, o usuário pode selecionar um ponto em um ambiente capturado na imagem e pode determinar os da- dos de posição com relação ao dito ponto por medição. Com base em uma imagem termográfica, possibilidades mais extensas durante a medição do : objeto podem ser disponibilizadas para o usuário. A informação de tempera- tura, geralmente representada por uma gradação de cor, pode ser grafica- mente visualizada em tal imagem térmica. Um perfil de temperatura pode ser geralmente representado na mesma de tal modo que um comprimento de onda que é detectado na faixa espectral e que corresponde, por exemplo, a uma temperatura comparativamente baixa de um objeto seja representado na cor azul violeta e regiões nos objetos apresentando uma alta temperatura sejam correspondentemente representadas como avermelhadas. Dentre es- tes limites da faixa espectral detectável, as temperaturas do objeto são re- presentadas de acordo com um perfil de cor previamente definido.

Por meio de exemplo, uma distribuição de temperatura de um objeto , por exemplo, de uma casa, pode ser assim representada com uma gradação de cor a fim de prover informação acerca de quaisquer partes do objeto são aquecidas em maior grau e possivelmente emitem mais calor pa- rao ambiente do que outras partes mais frias. Tal informação permite que o usuário, por exemplo, identifique uma dissipação de calor ou investigue a qualidade de um isolamento. Depois que uma dissipação tenha sido visual- mente localizado, a posição da dissipação poderá ser então subsequente- mente movida e medida exatamente por meio da unidade de medição de distânciae ângulo da estação total. A partir de pontos de vista energéticos, em particular, esta combinação de processo de detecção visual e processo de medição geodésica para zonas de temperatura provê uma possibilidade

-. 15/26 ' muito boa para identificar e determinar a posição de circunstâncias de evi- dência de temperatura e implementar medidas com base na mesma. Por meio de exemplo, é possível determinar localizações ou posições nas quais um isolamento de uma edificação não está de acordo com padrões geral- mente exigidos. O isolamento deficiente pode ser então reparado efetiva- mente e com precisão extremamente aguçada.

Adicionalmente, a faixa de detecção espectral de uma câmera de formação de imagem térmica pode diferir, por exemplo, da faixa de de- tecção do olho humano com relação à propriedade de reflexão de radiação em objetos. Como resultado, por meio de uma câmera de formação de ima- : gem térmica, diferentes propriedades de objeto podem ser adquiridas por reflexões de detecção, em particular, reflexões de radiação eletromagnética Ú apresentando um comprimento de onda que está na faixa de detecção da câmera, onde a temperatura do objeto pode ser constante tanto quanto pos- sível sobre a extensão do mesmo. Com base em tais propriedades de refle- xão, uma medição com relação a um ponto-alvo assim identificado pode, por sua vez, ser efetuada.

Um dispositivo de medição de acordo com a invenção pode ser também adicionalmente usado efetivamente em um ambiente que pareça escuro ao olho humano. A radiação térmica que emerge dos objetos pode ser detectada mesmo na escuridão, onde pontos podem ser selecionados e medidos com base nas imagens assim registradas. Tal uso prova ser vanta- joso particularmente sob condições de iluminação difíceis, por exemplo, no subterrâneo ou quando da construção de túneis em estrada ou ferrovias.

lluminação artificial intensa do ambiente de medição pode ser assim dispen- sada em parte. Particularmente quando um terreno natural não tiver que ser- vir como objeto alvo, mas, em vez disso, forem usadas marcações de alvo, as quais possivelmente apresentam uma assinatura térmica, uma estação total de acordo com a invenção de acordo compreendendo uma câmera in- fravermelha ou termográfica poderá ser usada em um ambiente que é abso- lutamente desprovido de luz.

Em particular, o detector de um dispositivo de medição geodési-

o 16/26 ca de acordo com a invenção pode detectar uma marcação-alvo termica- mente codificada, onde uma direção de detecção do dispositivo de medição pode ser constantemente alinhada com a marcação-alvo através de meios de alinhamento para alinhar o dispositivo de medição. Por meio de uma es- tação total correspondendo à invenção, é possível, portanto, executar a mira e o rastreio de um alvo ou de uma pluralidade de alvos termicamente codifi- cados, por exemplo, aquecidos em uma maneira definida. Por meio de dife- rentes codificações, em particular, por meio de diferentes temperaturas dos alvos, uma pluralidade de marcações de alvo pode ser identificada e diferen- ciada umas das outras. Tais marcações de alvo podem ser adicionalmente - atribuídas a máquinas ou objetos previamente determinados, sendo então possível determinar estes objetos com rastreio dos respectivos alvos, por exemplo, em uma maneira controlada com precisão posicional ou as posi- ções dos mesmos, em particular, também constantemente. Neste caso, o dispositivo de medição pode ser alinhado com a marcação-alvo constante- mente, por exemplo, por meio de motores de acionamento, motores de pas- so ou servomotores, em particular, continuamente, de tal modo que a dire- ção de detecção do dispositivo aponte diretamente na direção da marcação- alvo.

Um sistema de acordo com a invenção compreende um disposi- tivo de medição de acordo com a invenção e uma marcação-alvo, onde a marcação-alvo apresenta uma codificação térmica predeterminada, em par- ticular, uma região de temperatura definida e/ou uma disposição geométrica definida de regiões reguladas por temperatura, onde uma posição da maca —alvonaimagem térmica adquirida pela câmera de formação de imagem tér- mica é determinável por meio de uma identificação da codificação térmica, em particular, por processamento de imagem. Por meio de tal funcionalidade de identificação de alvo, uma marcação-alvo ou um alvo atribuído a uma máquina pode, por exemplo, ser determinado posicionalmente com precisão eaposiçãoda máquina pode ser assim derivada. Para esta finalidade, pelo menos parte da marcação-alvo pode ser aquecida em uma temperatura de- finida.

o 17/26 Além disso, por meio do sistema de acordo com a invenção, no contexto do rastreio de alvo, a posição da marcação-alvo sobre a imagem térmica pode ser atribuída à direção do eixo de pontaria óptico do dispositivo de medição e a unidade de controle pode ser projetada para controlar o ali- —nhamento da unidade de mira de tal maneira que o eixo de pontaria óptico seja constantemente alinhado com a marcação-alvo. Com este alinhamento, um alvo provido com uma marcação-alvo pode ser rastreado. Por meio de exemplo, a posição de uma máquina de construção no terreno pode ser con- tinuamente averiguada.

Adicionalmente, a marcação-alvo para uso com o sistema de acordo com a invenção pode ter uma unidade de regulagem de temperatura para a codificação térmica de pelo menos uma parte da marcação-alvo.

Um aspecto adicional da invenção é um método para determinar a posição de um ponto alvo com uma marcação-alvo usando um dispositivo de medição geodésica com uma câmera de formação de imagem térmica, onde a marcação-alvo é termicamente codificada em uma maneira definida e a posição da marcação-alvo sobre a imagem térmica adquirida é determina- da.

Neste caso, a posição da marcação-alvo sobre a imagem térmi- ca pode ser atribuída à direção do eixo de pontaria óptico do dispositivo de medição, podendo o eixo de pontaria ser constantemente alinhado com a marcação-alvo. Além disso, a marcação-alvo pode ter pelo menos uma codi- ficação térmica parcial O método e o dispositivo de acordo com a invenção são descri- tosem maiores detalhes simplesmente por meio de exemplo abaixo com base nas concretizações exemplificativas concretas ilustradas esquemati- camente nos desenhos, sendo também discutidas vantagens adicionais da invenção. Especificamente nas figuras: A Figura 1 mostra um dispositivo de medição de acordo com a invençãocom uma câmera de formação de imagem térmica; A Figura 2 mostra uma imagem térmica registrada em uma su- perfície do objeto com um dispositivo de medição de acordo com a invenção;

o. 18/26 A Figura 3 mostra um perfil de temperatura com uma fonte de calor localizada; As Figuras 4a-b mostram subdivisões de um perfil de temperatu- ra de uma imagem térmica em diferentes zonas térmicas; A Figura 5 mostra uma imagem diurna e uma imagem térmica que registram uma edificação com um dispositivo de medição de acordo com a invenção; A Figura 6 mostra uma máquina de construção com uma marca- ção-alvo termicamente codificada e um dispositivo de medição de acordo comainvenção; A Figura 7 mostra um terreno com marcações de alvo termica- mente codificadas e um dispositivo de medição de acordo com a invenção; A Figura 8 mostra duas hastes de medição, cada qual apresen- tando um refletor e elementos de codificação térmica.

A Figura 1 mostra um dispositivo de medição 1 de acordo com a invenção com um detector integrado 2, que pode ser concretizado, em parti- cular, como uma câmera de formação de imagem térmica, onde o detector 2 apresenta uma direção de detecção tanto quanto possível paralela a uma direção de mira de um dispositivo de mira 4, igualmente disposto no disposi- tivo de medição. Além disso, o dispositivo de medição é provido com uma unidade de saída 3, em particular com um visor, no qual podem ser repre- sentadas as imagens 10 adquiridas pela câmera 2. Além disso, o dispositivo apresenta dois eixos de rotação mutuamente perpendiculares 5a, 5b para alinhamento com um objeto. O dispositivo de medição, por exemplo, uma estação total, pode ser assim alinhado com um objeto por meio da rotação do dispositivo de mira 4 em torno dos dois eixos 5a, 5b e pode primeiramen- te adquirir uma imagem 10 do dito objeto, em particular, com informação de temperatura. A partir da imagem, um perfil de temperatura do objeto pode ser subsequentemente derivado e zonas de temperatura definidas por meio de processamento de imagem podem ser determinadas. Depois disso, pon- tos de interesse, por exemplo, pontos com circunstâncias de evidência de temperatura, podem ser medidos com o auxílio do dispositivo de mira 4 e

. 19/26 sua posição no objeto pode ser determinada com exatidão.

A Figura 2 mostra um dispositivo de medição 1 de acordo com a invenção e um objeto 15, ou a superfície de objeto do mesmo, uma imagem térmica 10 do qual é adquirida. No próprio objeto 15, um perfil de temperatu- ra9 correspondendo à imagem térmica 10 é mostrado para fins de melhor ilustração. Em uma faixa espectral acessível ao olho humano, a superfície do objeto apareceria como uma área homogênea sem características evi- dentes. Contudo, com a extensão da faixa espectral que pode ser percebida e exibida, é possível que propriedades adicionais da dita superfície sejam visualizadas. O perfil de temperatura corresponde a uma representação de- - pois do processamento de imagem executado em um perfil de temperatura contínuo. O perfil anteriormente contínuo (cor) é subdividido, por meio de processamento de imagem no dispositivo de medição, em zonas ou faixas 11a-e, cada qual representando uma faixa de temperatura predefinida. As faixas de temperatura 11a-e são, por sua vez, delimitadas entre si, em cada caso, por uma linha limítrofe 12 que representa uma temperatura específica.

Por meio de exemplo, tal isoterma 12 é ilustrada entre as faixas 11a e 11b.

Uma faixa de temperatura concretizada pela zona de temperatura 11b pode se estender, por exemplo, de 35ºC a 30ºC, onde uma temperatura de 30ºC está então presente ao longo da isoterma 12 e a zona de temperatura 11a representa a faixa de temperatura de, por exemplo, 30ºC a 25ºC. Fora da zona 11a, uma temperatura de menos de 25ºC pode então prevalecer e não ser detectada adicionalmente de acordo com os ajustes de detecção da câ- mera de formação de imagem térmica 2. Por meio do dispositivo de mira 4 disposto no dispositivo de medição 1, adicionalmente, a posição e a delimi- tação de uma faixa de temperatura de interesse sobre o objeto 15 podem ser medidas com exatidão e, em marcação-alvo próxima etapa, ser extraídas em um modelo CAD e ser transferidas juntamente com o objeto 15 para um sis- tema de coordenadas. Para esta finalidade, um feixe de medição 30 é guia- do, por exemplo, ao longo da isoterma 12 determinado na imagem 10 e à distância com relação ao objeto 15 é determinada constantemente com uma resolução de ponto a ponto predeterminada. Neste caso, o feixe de medição o 20/26 30 pode ser guiado automaticamente, em particular.

A Figura 3 mostra o perfil de temperatura 9 da Figura 2, onde a classificação do perfil de temperatura nas faixas de temperatura 11a-e foi igualmente já efetuada por meio de processamento de imagem. As tempera- turasdas zonas de temperatura 11a-e aumentam na direção do centro, isto é, a zona 11a tem uma faixa de temperatura apresentando temperaturas mais baixas do que a zona 11e, representando a faixa apresentando as temperaturas mais altas. Por meio do processamento de imagem, adicio- nalmente, o centro 13 do perfil de temperatura pode ser determinado e, por exemplo, uma fonte de calor ou de frio pode ser assim localizada. Do mesmo modo, é possível definir linhas retas 14a, 14b que correm ao longo de um gradiente de temperatura e correm através do centro 13 do perfil de tempe- ratura. Como resultado, é possível, por exemplo, executar uma medição ao longo das linhas retas 14a, 14b e localizar nas mesmas pontos apresentan- doos pontos mais baixos e simultaneamente apresentando as temperaturas detectadas mais altas. Portanto, é possível fazer declarações acerca do per- fil de temperatura ou da extensão de uma faixa da pluralidade de faixas de temperatura 11a-e, onde não é necessário medir toda a faixa de temperatura espacialmente detectada 11a-e, mas é suficiente medir, por exemplo, duas linhas retas mutuamente perpendiculares 14a, 14b que se intersectam no centro 13.

As Figuras 4a e 4b mostram, cada qual, uma subdivisão exem- plificativa de um perfil de temperatura 9 nas faixas de temperatura ou térmi- cas 11a-g. Neste caso, toda a faixa de temperatura detectada na Figura 4a é subdividida em sete subfaixas 11a-g, onde a faixa de temperatura na Figura 4b é subdividida apenas em duas subfaixas 11a-b. Tal subdivisão diferente de uma faixa de temperatura pode tornar clara a informação desejada, de- pendendo da exigência. Se, por exemplo, um perfil de temperatura 9 for de- tectado, o qual abrange uma diferença de temperatura relativamente peque- nade, por exemplo, no total 0,5ºC, então, uma subdivisão deste perfil total em uma pluralidade de subfaixas poderá permitir executar uma diferenciação e uma classificação de faixas de temperatura. Em contraste, particularmente o 21/26 ' quando da avaliação de um perfil de temperatura que abrange uma faixa de temperatura relativamente grande, por exemplo, de diferença de temperatura de 100ºC, o dito perfil poderá ser representado de maneira graduada em menos faixas em ordem aqui, também, para poder executar uma diferencia- —çãode zonas de temperatura.

A Figura 5 mostra três imagens 20a-c de uma edificação e um dispositivo de medição 1 de acordo com a invenção, que pode ser usado para adquirir as ditas imagens. A primeira imagem 20a mostra um registro diurno da edificação, onde este registro pode ser adquirido tanto por meio de uma câmera atribuída ao dispositivo de medição 1 e tendo uma faixa de de- - tecção espectral correspondendo ao olho humano, como por meio de um sensor térmico espectralmente estendido no dispositivo de medição, em par- Ú ticular, por meio de uma câmera de formação de imagem térmica. As bordas 21 da edificação, uma janela 22 e uma chaminé 23 são visíveis na imagem 20a. Na segunda imagem 20b, em contraste, bordas pronunciadas 21 da edificação não estão mais visíveis, mas está representada a distribuição de temperatura sobre a frente da edificação. Esta imagem 20b pode ter sido adquirida por uma câmera de formação de imagem na faixa espectral infra- vermelha. As regiões da edificação que são representadas mais escuras são claramente discerníveis, as quais substancialmente correm ao longo das bordas 21 da edificação, em torno da janela 22 e na região da chaminé 23 e indicam regiões nas quais uma maior emissão térmica está presente. Além disso, uma evidência de temperatura 24 pode ser visualizada no registro de imagem térmica 20b. A dita evidência de temperatura 24 pode indicar que, nesta localização, por exemplo, uma dissipação de calor, causada, por e- xemplo, por um isolamento de edificação defeituosa, está presente na edifi- cação. A dissipação de calor 24 pode ser medida com base na informação de imagem por meio do dispositivo de medição 1 e a posição com relação à edificação pode ser determinada com exatidão. Para esta finalidade, um fei- xede medição 30 pode ser guiado ao longo de isotermas previamente deri- vadas e pode medir as mesmas com uma resolução definida. Com a extra- ção de isotermas, é possível determinar uma região de núcleo da evidência

-. 22/26 de temperatura 24 e transferi-la para um sistema de coordenadas comum juntamente com as coordenadas de edificação.

A posição precisa da dissi- pação 24 relativa à edificação pode ser assim representada com o auxílio de um modelo CAD.

Adicionalmente, pode ser gerada uma imagem adicional 20c,a qual mostra os contornos da edificação visíveis a partir da imagem diurna 20a juntamente com a dissipação de calor 24. Com a sobreposição da informação derivada das duas imagens 20a e 20b, a posição da evidên- cia de temperatura 24 pode ser representada com exatidão e visualmente marcada por meio de um feixe de laser, mais particularmente visível, pelo feixe que é guiado ao longo de um percurso de referência correspondendo à - delimitação da região de núcleo da dissipação de calor 24. Tal marcação pode servir para orientação, por exemplo, para trabalho de reparo para eli-

Ú minar a dissipação de calor 24. A Figura 6 mostra um dispositivo de medição 1 de acordo com a invenção e uma máquina de construção 25 no terreno 28. A máquina de construção 25 apresenta uma marcação-alvo 26, que pode ser mirada pelo dispositivo de medição 1 por meio de um feixe de medição 30. De acordo com a invenção, a marcação-alvo 26 pode ser adicionalmente codificada termicamente, isto é, a marcação-alvo 26 pode ser aquecida pelo menos parcialmente em uma temperatura predefinida, por exemplo, em um valor definido entre 50º e 100ºC, ou ser resfriada, por exemplo, em um valor defi- nido entre 5ºC e 20ºC, de tal modo que uma radiação térmica assim definida seja imersa da marcação-alvo 26. Em particular, a temperatura pode ser es- colhida de tal modo que uma diferenciação clara dos objetos regulados por temperatura do ambiente seja possível.

Desse modo, dependendo da tem- peratura externa ou da temperatura ambiente, uma temperatura ou faixa de temperaturas adequada para as respectivas exigências pode ser escolhida ou predefinida para a marcação-alvo 26. Por meio de exemplo, dada uma temperatura de ar prevalente de 40ºC e a luz do sol, uma faixa de tempera- turade100ºCa110ºC pode ser adequada para a marcação-alvo 26, e uma marcação-alvo 26 regulada por temperatura em 30ºC pode ser adequada em -20ºC.

O dispositivo de medição 1 novamente apresenta uma câmera de

* 23/26 formação de imagem térmica que pode ser usada para capturar a máquina de construção 25 e, portanto, simultaneamente a marcação-alvo 26 que é regulada por temperatura em uma maneira conhecida e definida. Por meio de processamento de imagem, no dispositivo de medição 1, a temperatura damarcação-alvo 26 pode ser determinada, podendo ser derivada a posição da mesma com relação à direção de detecção da câmera ou com relação à direção de mira da unidade de mira. Por meio da temperatura predefinida da marcação-alvo 26, a marcação-alvo 26 capturada na imagem térmica pode ser identificada no dispositivo de medição 1, de acordo com a invenção e, coma atribuição da marcação-alvo 26 a uma máquina de construção 25, a posição da máquina de construção 25 pode ser determinada sem ambigui- dade.

Para uma identificação de inicialização de uma marcação-alvo 26, uma inicialização pode ser efetuada pela marcação-alvo 26 que é regu- lada por temperatura em uma maneira definida que é registrada por meio da câmera de formação de imagem térmica e, a partir da imagem registrada, uma temperatura ou uma faixa de temperatura para a marcação-alvo 26 po- de ser derivada e armazenada. Neste caso, a regulagem da temperatura da marcação-alvo 26 ou de partes da mesma pode ser produzida e mantida por —meiode um aquecedor radiante atribuído à marcação-alvo. Como uma alter- nativa a isso, a marcação-alvo 26 pode ser aquecida em uma temperatura predefinida específica e uma evidência de temperatura correspondendo à- quela temperatura predefinida pode ser buscada por meio de processamento de imagem em uma imagem térmica adquirida por parte do dispositivo de medição1.

A Figura 7 mostra como uma pluralidade de marcação-alvo regu- ladas diferentemente reguladas por temperatura 26a-e pode ser simultane- amente atribuída a uma pluralidade de objetos. Neste caso, as marcas 26a e 26b são respectivamente atribuídas a uma máquina de construção 25a e 25b.Pormeiode uma análise de imagem constante de uma imagem térmica adquirida na estação de medição 1 de acordo com a invenção e de subse- quente processamento de imagem, os movimentos das marcações de alvo o 24/26 26a e 26b e, portanto, o movimento das máquinas de construção 25a e 25b podem ser concomitantemente rastreados na imagem adquirida e, com base nisto, pode ser efetuado um alinhamento de compensação da estação de medição 1 na direção das marcações de alvo 26a e 26b.

Por meio da codifi- cação térmica diferente das marcas 26a e 26b, estas podem ser rapidamen- te diferenciadas uma da outra e a direção de mira do dispositivo de medição 1 pode ser assim alinhada rapidamente e com precisão com a respectiva marcação-alvo 26a, 26b, podendo ser executada uma determinação precisa da posição da máquina de construção 25a, 25b.

Além das marcações de alvo26ae26b nas máquinas de construção 25a e 25b, marcações de alvo adicionais 26c-e são posicionadas no terreno 28. Neste caso, as duas mar- cas 26c e 26e são dispostas em um respectivo ponto de medição no terreno 28 e na construção mostrada.

Em virtude do fato destas duas marcações de alvo 26c e 26e aparecerem, por sua vez, diferentes em uma imagem térmica adquirida, os alvos correspondentes podem ser rapidamente diferenciados dos outros, a estação de medição pode ser alinhada com elas e sua posição pode ser determinada com exatidão.

Uma marcação-alvo adicional 26d mos- trada é disposta em uma haste de medição 41 guiada por um usuário.

À marcação-alvo 26d que é regulada por temperatura em uma maneira defini- da pode, por sua vez, ser identificada por parte da estação de medição 1 sem ambiguidade por meio do processamento de uma imagem térmica ad- quirida, na qual a marcação-alvo 26d é concomitantemente capturada, e da característica de temperatura registrada na mesma.

Com base em uma dire- ção com relação ao alvo derivado daí e com conhecimento da distância a- proximadamente na qual o alvo está situado e a relação espacial entre a marcação-alvo regulada por temperatura 26d e um refletor 411 na haste de medição 40, isto é, a distância entre a marcação-alvo 26d e o refletor 41, o refletor 41 pode ser mirado diretamente pela unidade de mira da estação de medição 1 e a posição precisa da haste de medição pode ser assim deter- minada.

Além disso, a posição da haste de medição 40 pode ser constante- mente determinada com base na marcação-alvo regulada por temperatura 26d por meio de aquisição de imagem e avaliação de imagem e o dispositivo

-. 25/26 de alvo da estação de medição 1 pode ser alinhado com o refletor 41, por exemplo, um prisma.

O usuário deste sistema de medição de acordo com a invenção é assim capaz de medir com passos diferentes pontos de medição e detectar as respectivas posições dos pontos de modo rápido e automático.

A Figura 8 mostra duas hastes de medição 42, cada qual apre- sentando um refletor 41, que pode ser configurado, por exemplo, como um prisma.

Além disso, um elemento de codificação 29 é, em cada caso, dispos- to nas hastes de medição 42, o dito elemento de codificação estendendo-se sobre parte da haste de medição 42. Nos elementos de codificação 29, por meiode exemplo, são mostradas duas formas diferentes de uma codificação 27a e 27b aplicada nos mesmos.

As formas de codificação 27a e 27b, neste caso, mostram, cada qual, regiões escuras nos elementos de codificação 29 que podem ser reguladas por temperatura em uma maneira definida e po- dem ter assim uma codificação térmica definida parcialmente ou por área em formas específicas 27a e 27b.

Por meio de exemplo, podem ser providos três suportes térmicos 27b ou uma área retangular 27a ou outras figuras ge- ométricas nos elementos de codificação 29. Usando estas formas de codifi- cação diferentes 27a e 27b, é possível, por exemplo, facilitar uma diferencia- ção das marcações de alvo em uma imagem térmica por meio de processa- mento de imagem.

Uma identificação pode então acontecer não mais uni- camente com base em diferentes temperaturas das marcações de alvo, mas, em vez disso, adicionalmente (ou alternativamente) por meio da identificação da forma 27a e 27b das regiões reguladas por temperatura.

A marcação-alvo identificada em uma imagem térmica registrada com base na temperatura e/ouforma definida 27a, 27b da mesma pode ser usada juntamente com sua posição na imagem térmica de várias maneiras.

Primeiro, um rastreio de al- vo automático da marcação-alvo identificada pode ser efetuado e, neste ca- so, a direção de mira da estação de medição 1 pode ser constantemente alinhada com a marcação-alvo.

Tal rastreio de alvo com base em uma ima- gem diurna é descrito, por exemplo, no documento EP 2 141 450. Neste ca- So, a estação de medição é automaticamente alinhada com um alvo e ras- treia o mesmo, onde a identificação de alvo é efetuada por meio de proces-

' samento de imagem de uma imagem previamente adquirida do ambiente. Este sistema irá suportar um rastreio de alvo e uma aquisição alvo por meio de um feixe de laser direcionado em um refletor e detectado no dispositivo de medição, em particular, quando o feixe de laser estiver fora de uma faixa de detecçãoe um rastreio de alvo não puder ser realizado unicamente com base na detecção de uma reflexão de laser.

De acordo com a invenção, para fins de rastreio de alvo, uma imagem térmica de um terreno ou de um ambiente pode ser adquirida, em particular, constantemente, e uma marcação-alvo que é regulada por tempe- ratura em uma maneira definida pode ser identificada aí por meio de proces- - samento de imagem e um alvo pode ser rastreado por meio de um alinha- mento automático e constante da estação de medição de acordo com a in- venção com a marcação-alvo ou de acordo com um movimento da marca- ção-alvo na imagem térmica. Tal identificação e rastreio de alvo podem ser usados, em particular, para sustentar uma unidade de rastreio de alvo de laser automática. Em virtude do uso adicional da informação de imagem térmica, um alvo a ser mirado, por exemplo, no caso de uma interrupção do percurso de luz de laser, poderá ser assim rapidamente adquirido de novo.

Adicionalmente, uma busca de alvo manual ou automática pode acontecer com base na identificação de temperatura da marcação-alvo por meio do processamento de imagem em uma imagem térmica adquirida. A- lém disso, por meio da posição da marcação-alvo identificada na imagem térmica, a mira de alta precisão de um alvo pode acontecer automaticamen- te. Para esta finalidade, primeiro, por meio do processamento de imagem com base em uma temperatura que é diferente com relação ao ambiente e/ou com base na forma geométrica da codificação térmica, a posição de um elemento de codificação térmica 29 pode ser determinada com exatidão. Para uma mira de alta precisão, por exemplo, de um prisma que baseado na mesma, a distância entre a codificação térmica e o refletor 41 pode ser co- —nhecida. Esta informação adicional permite que a unidade de mira da esta- ção de medição seja alinhada com o refletor 41 diretamente de modo manu- al ou automático e que a posição da mesma seja determinada com exatidão.

Claims

.. 1/5 REIVINDICAÇÕES

1. Método para determinar, com precisão geodésica, a posição de um ponto alvo em um objeto alvo (15) usando um dispositivo de medição geodésica (1) que compreende e um dispositivo de mira, em particular, uma mira telescópica, onde o dispositivo de mira é pivotável com relação a uma base do dispositivo de medição a fim de mudar o alinhamento do mesmo e pelo menos apresen- ta º uma unidade de objetiva que define um eixo de pontaria óptico, s uma unidade de medição de distância eletrônica, e : º uma câmera de formação de imagem térmica (2) para adquirir . uma imagem térmica (20b) na direção do eixo de pontaria óptico, : e uma funcionalidade de medição de ângulo para adquirir, com alta precisão, o alinhamento do eixo de pontaria, e * uma unidade de controle para controlar a funcionalidade de medição de ângulo e a câmera de formação de imagem térmica (2), e, em particular, o alinhamento da unidade de mira, caracterizado pelo fato de, em um modo de medição de imagem térmica, como resultado da iniciação de um processo de medição, os dados de posição do ponto alvo mirado que são determinados, neste caso, junta- mente com a informação de temperatura lida da imagem térmica (20b) para o ponto alvo mirado usando o eixo de pontaria, serem ligados entre si em pares de tal modo que eles possam ser evocados em uma maneira associa- dos mutuamente, em particular, onde os dados de posição do ponto alvo são armazenados em uma maneira correlacionada com a informação de tempe- ratura.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um ponto-alvo no objeto-alvo (15) adquirido na imagem térmica (20b) ser medido em uma maneira de georeferência, em particular, automatica- mente, com base em um critério de medição de temperatura predefinido de- pendendo da informação de temperatura que pode ser lida da imagem tér-

.. 2/5 mica, onde o eixo de pontaria óptico do dispositivo de medição (1) está ali- nhado com o ponto alvo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a fim de definir um critério de medição de temperatura, a infor- mação de temperatura na imagem térmica (20b) ser convertida em áreas, cada qual representando uma faixa de temperatura (11a-g), onde as áreas são delimitadas entre si por isotermas (12), e/ou um centro (13) de uma faixa de temperatura (11a-g), em particular, um centróide de área, é determinado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a medição é efetuada ao longo de um percurso represen- tando informação de temperatura predeterminada ou um perfil de temperatu- ra definido, em particular, ao longo de isotermas (12), e/ou constantemente Ú com relação a um ponto da informação de temperatura predeterminada, em particular, com relação ao centro (13) da faixa de temperatura (11a-g).

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a medição é efetuada automaticamente com uma resolução pon- to a ponto predeterminada e/ou com uma separação temporal predetermina- da das medições individuais.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a5,caracterizado pelo fato de que um feixe de referência ser guiado ao lon- go de um percurso de referência, onde, durante a orientação do feixe de re- ferência, pelo menos uma parte do percurso de referência é perceptível no objeto como uma linha de referência visualmente e/ou por meio de um de- tector e o feixe de referência é guiado com base no critério de medição de temperatura, em particular, ao longo das isotermas (12).

7. Método, de acordo com qualquer das reivindicações anterio- res, caracterizado pelo fato de que a informação de temperatura e uma ima- gem diurna correspondente (20a) serem representadas independentemente entre si e/ou em uma maneira pelo menos parcialmente sobreposta em uma unidade de saída (3), e/ou de os dados e/ou informação adquiridos serem comunicados a um controlador, onde os dados e/ou a informação adquiridos,

*. 3/5 em particular, a informação de temperatura, são representados no controla- dor.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações an- teriores, caracterizado pelo fato de que as coordenadas com relação ao pon- to alvo no objeto alvo (15) serem determinadas e extraídas e de as coorde- nadas serem transmitidas em uma unidade de computador, em particular, em um sistema CAD, onde medições de distâncias e ângulos na imagem térmica adquirida (20b) podem ser executadas com base nas coordenadas.

9. Dispositivo de medição geodésica (1), em particular, uma es- tação total ou um teodolito, para determinar dados de posição de um ponto- . alvo em um objeto alvo (15) que compreende: : + um dispositivo de mira, em particular, um mira telescópica, on- ] de o dispositivo de mira é pivotável com relação a uma base do dispositivo de medição a fim de mudar o alinhamento do mesmo e pelo menos apresen- ta o uma unidade objetiva que define um eixo de pontaria óptico, 5 uma unidade de medição de distância eletrônica, e nº uma câmera de formação de imagem térmica (2) para adquirir uma imagem térmica (20b) na direção do eixo de pontaria óptico, * uma funcionalidade de medição de ângulo para adquirir, com alta precisão, o alinhamento do eixo de pontaria, e * uma unidade de controle para controlar a funcionalidade de medição de ângulo e a câmera de formação de imagem térmica (2), e, em particular, o alinhamento da unidade de mira, caracterizado pelo fato de que no contexto de um modo de me- dição de imagem térmica sob o controle da unidade de controle, como resul- tado da iniciação de um processo de medição, os dados de posição do ponto alvo mirado que são determinados, neste caso, juntamente com a informa- ção de temperatura lida da imagem térmica (20b) para o ponto alvo mirado usando o eixo de pontaria, serem ligados entre si em pares de tal modo que eles possam ser evocados em uma maneira associados mutuamente, em particular, onde os dados de posição do ponto alvo são armazenados em

. 4/5 uma maneira correlacionada com a informação de temperatura por meio de armazenamento.

10. Dispositivo de medição geodésica (1), de acordo com a rei- vindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição (1) apresenta uma funcionalidade de controle, onde, no contexto da funcionali- dade de controle, um método para determinar, com precisão geodésica, a posição de um ponto-alvo em um objeto-alvo (15), como definido nas reivin- dicações 1 e 2, é executado, em particular, automaticamente.

11. Dispositivo de medição geodésica (1), de acordo com a rei- vindicação 10, compreendendo um meio de processamento de imagem, ca- - racterizado pelo fato de que a funcionalidade de controle é projetada de tal . modo que, quando a funcionalidade de controle é executada, um método, : como definido em qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, é executado, em particular, automaticamente.

12. Dispositivo de medição geodésica (1), de acordo com a rei- vindicação 10 ou 11, compreendendo uma fonte de radiação eletromagnéti- ca, em particular, uma fonte de feixe de laser, para gerar um feixe de refe- rência e compreendendo um meio-guia para guiar o feixe de referência ao longo de um percurso de referência, caracterizado pelo fato de que a funcio- —nalidade de controle é projetada de tal modo que, quando a funcionalidade de controle é executada, um método, como definido em qualquer das reivin- dicações de 6 a 8, seja executado, em particular, automaticamente.

13. Sistema que compreende um dispositivo de medição geodé- sica (1), como definido em qualquer das reivindicações de 9 a 12, e uma marcação-alvo (26), caracterizado pelo fato de que a marcação-alvo (26) apresenta uma codificação térmica predeterminada (27a, 27b), em particular, uma região de temperatura definida e/ou uma disposição geométrica defini- da de regiões reguladas por temperatura, onde uma posição da marcação- alvo (26) na imagem térmica (20b) adquirida pela câmera de formação de imagem térmica (2) é determinável por meio de uma identificação da codifi- cação térmica (27a, 27b), em particular, por processamento de imagem.

a 5/5 ' 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que no contexto de rastreio de alvo, a posição da marcação-alvo (26) na imagem térmica (20b) é atribuída à direção do eixo de pontaria ópti- co do dispositivo de medição (1) e a unidade de controle é projetada para controlar o alinhamento da unidade de mira de tal modo que o eixo de ponta- ria óptico fique constantemente alinhado com a marcação-alvo (26).

15. Marcação-alvo (26) para uso com um sistema, como definido na reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a marcação-alvo (26) apresenta uma unidade de regulagem de temperatura para a codifica- çãotérmica (27a,27b) de pelo menos uma parte da marcação-alvo (26).

SPA 4 Ao [A Sig 1 TOSA o 15

E SS Fig?

c 2/5 14a P 13 Ex é | / er TMB ” >) a | 116 dáb 11a 149 Ei Sig 3 dd O e tEL

SJ TEA na PA A fo Mb ne 1a 11e 11f 11ig FT ig ta