BR112013026194A2 - sistema de medição e método para determinação de pontos - Google Patents

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Abstract

SISTEMA DE MEDIÇÃO E MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE PONTOS. A presente invenção refere-se a um sistema de medição geodético que tem pelo menos um componente de referência que define um ponto de referência, em que uma posição absoluta do ponto de referência é conhecida, e pelo menos um componente de determinação de novo ponto (31), que deriva uma posição de novo ponto relativa (2). Também é possível derivar informações de referência mútuas entre o componente de referência e o componente de determinação de novo ponto, em particular para a finalidade de referenciar em relação à posição de ponto de referência. O sistema de medição (1) também tem um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo, em que o veículo aéreo (50) tem o componente de referência que fornece o pelo menos um ponto de referência como um ponto de referência móvel. O veículo aéreo (50) também é projetado de maneira que o componente de referência possa ser espacial e livremente deslocado pelo veículo aéreo (50), em particular, possa ser posicionado em uma posição substancialmente fixa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE MEDIÇÃO E MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE PONTOS". A presente invenção refere-se a um sistema de inspeção que tem um veículo aéreo automotivo, controlável, não tripulado, conforme rei- 5 vindicado no preâmbulo da reivindicação 1, um método para obtenção de referência de posição, conforme reivindicado na reivindicação 8, e um veícu- lo aéreo, conforme reivindicado na reivindicação 14, para uso em um siste- ma de acordo com a invenção.
Vários dispositivos de inspeção geodéticos são conhecidos des- de a antiguidade para a medição de um ou, em particular, uma pluralidade de pontos-alvo.
A distância e a direção ou ângulo a partir de um dispositivo de medição para o ponto-alvo a ser medido são registrados como dados de padrão espacial e também, em particular, a posição absoluta do dispositivo de medição é detectada, além de quaisquer pontos de referência existentes.
Em geral, exemplos conhecidos de tais dispositivos de inspeção geodéticos são representados por teodolitos, taquímetros e estações totais, que também são designados como taquímetros eletrônicos ou taquímetros de computador.
Um dispositivo de medição geodético da técnica anterior é descrito, por exemplo, no pedido publicado EP 1.686.350. Tais dispositivos têm funções de medição de ângulo e distância eletrossensoriais que permi- tem uma determinação da direção e distância para um alvo selecionado.
As dimensões de ângulo ou distância são certificadas no sistema de referência interno do dispositivo e têm que, possivelmente, ainda ser ligadas a um sis- tema de referência externo para uma determinação de posição absoluta.
Em muitas aplicações geodéticas, os pontos são inspecionados ao colocar objetos-alvo especialmente projetados.
Os mesmos consistem, tipicamente, em um bastão de prumo que tem um módulo alvejável, por e- xemplo, um refletor para definir a seção de medição ou o ponto de medição.
Esses objetos-alvo são alvejados por meio de um dispositivo de inspeção, uma direção e uma distância até os objetos são determinadas e uma posi- ção dos objetos é derivada.
Similar a essa medição de ponto, a marcação de pontos-alvo já conhecidos ou de pontos, cuja posição foi definida anteriormente a um pro- cedimento de marcação, pode ser realizada.
Em contraste à medição de ponto, nesse caso, a posição ou as coordenadas dos pontos a serem mar- cados são conhecidas e devem ser marcadas.
Para tal procedimento de 5 marcação, um bastão de prumo ou um bastão de inspeção também é con- vencionalmente usado, o qual é guiado por um usuário e posicionado em um ponto-alvo.
Com este fim, o usuário pode mover em direção à posição-alvo do ponto-alvo com base nas informações de posição geradas pelo dispositi- vo de inspeção, em que o bastão de inspeção pode ser automaticamente alvejado a partir do dispositivo de inspeção por uma segunda pessoa ou por um mecanismo automático designado para o dispositivo de inspeção.
Se o ponto-alvo foi alcançado, o usuário pode realizar uma marcação do ponto.
Dispositivos de inspeção modernos, como uma estação total pa- ra tais tarefas de marcação e inspeção, têm microprocessadores para o pro- cessamento adicional digital e armazenamento de dados de medição detec- tados.
Os dispositivos são, tipicamente, produzidos em uma construção compacta e integrada, em que os elementos de medição de distância coaxial e ângulo, computador, controle e unidades de armazenamento são normal- mente integrados a um dispositivo.
Dependendo do nível de desenvolvimen- to da estação total, os meios para a motorização dos elementos ópticos alvo, para medição de rota livre de refletor, para rastreamento e busca de alvo automática e para controle remoto de todo o dispositivo são integrados.
Estações totais conhecidas da técnica anterior também têm uma interface de dados a rádio para estabelecer uma ligação a rádio com com- ponentes periféricos externos, por exemplo, com um dispositivo de aquisição de dados, que pode ser implantado, em particular, como um agente de da- dos portátil, unidade de controle remoto, computador de campo, computador do tipo notebook, pequeno computador ou PDA.
Por meio da interface de dados, é possível emitir dados de medição adquiridos e armazenados pela estação total para processamento adicional externo, para leitura em dados de medição adquiridos externamente para armazenamento e/ou processa- mento adicional na estação total, para inserção ou emissão de sinais de con-
trole remoto para o controle remoto da estação total ou um componente ex- terno adicional, em particular, no uso de campo móvel, e para a transferên- cia de software de controle para a estação total.
Para mirar em ou alvejar o ponto-alvo a ser inspecionado, dispo- 5 sitivos de inspeção geodéticos desse tipo têm, por exemplo, uma visão te- lescópica, por exemplo, um telescópio óptico, como uma unidade de alveja- mento.
A visão telescópica é, em geral, giratória em torno de um eixo geo- métrico em posição vertical e em torno de um eixo geométrico com inclina- ção horizontal em relação a uma base do dispositivo de medição, de modo que o telescópio possa estar alinhado ao ponto a ser inspecionado ao pivo- tar e inclinar.
Dispositivos modernos podem ter, além do canal de visão ópti- co, uma câmera, que é integrada à visão telescópica e é alinhada coaxial- mente ou em paralelo, por exemplo, para obter uma imagem, em que a ima- gem obtida pode ser exibida, em particular, como uma imagem ao vivo na tela de exibição da unidade de controle de exibição e/ou em uma tela de exi- bição do dispositivo periférico usado para o controle remoto – por exemplo, do agente de dados ou da unidade de operação remota.
Um elemento óptico da unidade de alvejamento pode ter um foco manual – por exemplo, um pa- rafuso configurado para modificar a posição de um elemento óptico de foca- lização – ou pode ter um autofoco, em que a mudança da posição focal é realizada, por exemplo, por servomotores.
Unidades de focalização automá- tica para visões telescópicas de dispositivos geodéticos são conhecidas, por exemplo, a partir de 197.107.22, DE 199.267.06 ou DE 199.495.80. Os sistemas de inspeção supracitados e as aplicações da técni- ca anterior compartilham a característica de que uma posição de um disposi- tivo de inspeção ou um bastão de inspeção deve ser determinada unicamen- te e com precisão geodética e essa posição deve ser especificada pelo me- nos em um sistema de coordenadas absolutas.
Com esse fim, uma trans- formação das respectivas informações de posição medidas a partir de um sistema de coordenadas de medição interna no sistema de coordenadas absolutas de ordem superior pode ser realizada.
Um método de determinação de posição que tem uma transfor-
mação de coordenada para pontos a serem inspecionados com o uso de um dispositivo geodético é apresentado, por exemplo, no documento US 2009/0082992. A princípio, a posição intrínseca do dispositivo geodético, isto é, as coordenadas da estação do dispositivo de medição, ou a posição dos 5 novos pontos a serem inspecionados podem ser derivadas como um cha- mado posicionamento livre de medições em relação a pontos de medição fixos, conhecidos como pontos de referência.
Esse procedimento também é chamado como uma referência do dispositivo de medição posição ou dos novos pontos em relação aos pontos de referência posicionados medidos e conhecidos.
Com esse fim, primeiramente, a posição dos pontos de referên- cia conhecidos em relação ao ponto de vista é calculada em um sistema de coordenadas locais.
Com o auxílio das coordenadas conhecidas dos pontos referenciados, quando o número de medições é fornecido, parâmetros de transformação equalizados são calculados, a partir dos quais as coordena- das da estação buscadas ou as coordenadas buscadas dos novos pontos são deriváveis.
Ademais, uma unidade-alvo ou um bastão de inspeção fornecido com uma unidade-alvo pode ser alvejado por uma unidade de determinação de posição estacionária, por exemplo, uma estação total e o direcionamento automático de um usuário ou operador para um ponto-alvo fornecido pode ser realizado com o emprego dos dados de imagem registrados pela unida- de de determinação de posição estacionária.
Com esse fim, no documento US 7.222.021 ou o correspondente EP 1.293.755, um sistema de inspeção, designado nesse pedido de patente como um sistema de direcionamento de operador, é proposto, como tendo uma unidade de medição estacionária (unidade de determinação de posi- ção), que é equipada com meios de imageamento, por exemplo, uma câme- ra, e uma estação móvel que tem a função de uma unidade-alvo móvel, que é equipada com meios de exibição, por exemplo, uma tela de exibição para exibir uma posição atual do usuário, com base nas imagens de paisagem armazenadas ou dados e imagens atuais, que são vistas a partir da unidade de medição estacionária.
Ademais, é apresentado como um operador pode ser direcionado para o ponto-alvo por meio de uma correlação entre os da- dos de posição atual, que são medidos a partir da estação de medição esta- cionária, incluindo a imagem de câmera, para a estação móvel, dados arma- zenados que têm a posição fornecida do ponto-alvo ao marcar na tela de 5 exibição da unidade-alvo, por exemplo, por exibição direcional por meio de uma seta na tela de exibição.
Ademais, o posicionamento ou direcionamento de um usuário para uma posição-alvo previamente conhecida pode ser realizado com base em sinais de GNSS sem o uso de um dispositivo de inspeção.
Um bastão de inspeção pode ter um receptor de GNSS e uma unidade de processamento ou um controlador fixável ao bastão de inspeção para determinar coordena- das de posição.
Ao comparar a posição-alvo conhecida à respectiva posição garantida pelos sinais de GNSS, o usuário pode, portanto, encontrar o pon- to-alvo e realizar a possível marcação no local.
Um método de determinação de posição adicional para determi- nar uma posição de um dispositivo geodético óptico é conhecido a partir do documento WO 2009/039929. Nesse caso, a determinação de posição é realizada com o uso de uma unidade móvel, que é equipada com um recep- tor de GNSS e uma estação total.
Esse método permite uma ligação de uma determinação de po- sição por GNSS a uma determinação de posição com base em um dispositi- vo geodético e, também, um uso ligado ao mesmo das respectivas vanta- gens de ambos os métodos.
A condição para o método é que a unidade mo- vida, por exemplo, uma máquina de trabalho, tem um dispositivo de determi- nação de posição, como um receptor de GNSS, com o uso do qual uma de- terminação de posição é possível, pelo menos em alguns pontos no tempo.
Posições de GNSS são, então, vantajosamente determinadas em tempo real como posições de referência da máquina de trabalho e posi- ções relativas do ponto de referência designadas para a máquina de traba- lho por meio da estação total para pontos conhecidos no tempo.
As posições de GNSS referem-se a um sistema de coordenadas externas e as posições relativas referem-se a um sistema de coordenadas internas em relação à estação total.
Ambas a posição de GNSS e também uma posição relativa são pelo menos parcialmente determinadas para pontos no tempo que são idênticos ou próximos uns dos outros em relação a tempo, em que as posi- ções correspondentes em relação ao tempo são, cada uma, designadas uma 5 à outra em pares e, portanto, respectivamente formam um par de posição correlacionado em relação ao tempo para um ou dois pontos vizinhos no tempo.
A partir das correlações dos pares individuais respectivos, uma relação equilibrada pode, agora, ser derivada entre sistemas de referência externos e internos, em que essa relação é representada, em particular, por parâmetros de transformação equilibrados.
A relação equilibrada derivada especifica como o sistema de referência externo relaciona ao sistema de referência interno em relação à estação total.
Com base nessa relação, por exemplo, as coordenadas das posições relativas medidas com o uso da es- tação total ou da posição da estação total em si no sistema de referência externo podem ser transformadas e usadas para a determinação de posição da máquina de trabalho no sistema de referência externo.
Um requisito compartilhado para realizar o método supracitado para determinar posições é que uma conexão, por exemplo, para a trans- missão de sinal, tem que ser fornecida entre os componentes respectivos usados para a determinação.
Em particular, para medir um ponto-alvo ou um refletor disposto em um bastão de inspeção, um contato óptico tem que ser fornecido entre o dispositivo de inspeção e o refletor, isto é, um feixe de me- dição pode ser alinhado diretamente sem interrupção de feixe em um alvo correspondente.
Similarmente ao mesmo, para uma determinação de posi- ção por meio de sinais de GNSS, é necessário que uma conexão possa ser estabelecida entre um receptor de GNSS e um número de satélites de GNSS para transmitir os sinais.
Portanto, em cada caso, uma interação entre pelo menos dois componentes de medição é a fundação de uma determina- ção de posição confiável e executável.
Essa condição forma, simultanea- mente uma desvantagem compartilhada dos métodos.
Se a conexão ou li- nha de contato respectivamente necessária para o método for obstruída ou interrompida de qualquer forma, uma determinação da posição não pode ser realizada.
Tais obstruções de conexão podem ser causadas, por exemplo, por construções que estão localizadas em uma linha de conexão linear, ou terreno irregular, e podem, portanto, evitar a execução do método de deter- 5 minação de posição.
É, portanto, objetivo da presente invenção fornecer um sistema de inspeção melhorado que tem partes associadas e também um método melhorado correspondente, com o uso de qual dentre uma determinação de posição ou um novo ponto de determinação pode ser realizado exatamente e com um alto grau de automação, sem ou com um número inadequado de referências externas conhecidas.
Um objetivo especial da invenção é referenciar uma nova posi- ção de ponto em um sistema, embora uma linha de visão seja fornecida a partir do novo ponto para um número inadequado de referência nesse siste- ma.
Esses objetivos são alcançados pela implantação das caracterís- ticas apresentadas das reivindicações independentes.
Características que refinam a invenção de uma maneira alternativa ou vantajosa podem ser de- duzidas a partir das reivindicações de patente dependentes.
Na prática da inspeção, uma linha de visão, isto é, uma conexão de duas unidades por um sinal ou uma conexão óptica, a partir de um dispo- sitivo de medição, para o qual a posição ou através do qual uma posição de um novo ponto deve ser determinada, a pontos conhecidos referenciados ou a um dispositivo de inspeção adicional, cuja posição é conhecida, é neces- sária para uma determinação de posição.
Na prática, essa linha de visão pode ser interrompida ou obstruída devido a obstruções, por exemplo, cons- truções, vegetação ou formações de terreno e uma determinação de posição dos dispositivos de medição, ou novos pontos podem, portanto, frequente- mente ser realizados apenas com esforço adicional substancial ou não po- dem ser realizados.
Uma determinação de posição não pode ser possível ou não po- de ser possível com a precisão exigida com o uso de dispositivos de medi-
ção de GNSS se os sinais de um número suficiente de satélites não pude- rem ser recebidos em um dispositivo de medição posição, por exemplo, por causa de uma construção alta.
Sob circunstâncias desfavoráveis, uma medi- ção de três ou quatro pontos cujas coordenadas são conhecidas (satélites) 5 não pode ser realizada.
No caso de teodolitos ou estações totais, o alveja- mento dos pontos referenciados ou de estações totais adicionais, que é ne- cessário para a determinação de posição da estação total, pode se tornar impossível por obstruções, por exemplo, estruturas ou árvores.
Por exemplo, devido às obstruções, pelo menos três pontos cujas coordenadas são co- nhecidas não podem ser alvejados a partir dos teodolitos e, em conformida- de, ângulos direcionais ou distâncias não podem ser medidos.
Ademais, po- de-se mostrar desvantajoso que uma geometria seja predefinida pela posi- ção dos pontos cujas coordenadas são conhecidas e do dispositivo de medi- ção de GNSS ou do teodolito, o que resulta em condições de interseção in- satisfatórias, por exemplo, uma interseção de olhar e, portanto, uma maior falta de confiança no ponto de determinação.
No caso de tal interrupção de uma linha de visão direta entre o dispositivo de medição e o ponto de referência, de acordo com a invenção, uma ponte para gerar uma linha de visão indireta, oblíqua pode ser produzi- da por um veículo aéreo ou por um componente de referência portado por um veículo aéreo.
A interrupção da linha de visão pode, portanto, ser reme- diada ou conectada e uma determinação de posição pode ser realizada ape- sar da linha de visão direta interrompida.
A invenção refere-se, em particular, a um método para determi- nar a posição de um dispositivo de medição ou um novo ponto e, opcional- mente, a orientação do dispositivo de medição com base em pontos referen- ciados móveis, ativados, que são gerados por um veículo aéreo e, portanto, forma uma ponte visual ou uma ponte de transmissão entre o dispositivo de medição e uma unidade que define uma posição dos pontos referenciados.
Uma ponte visual, conforme definida na invenção, pode ser representada, nesse caso, por um ponto que é visível simultaneamente a partir de um dis- positivo de medição, cuja posição deve ser determinada, e uma unidade de determinação de posição, através da qual a posição do veículo aéreo pode ser determinada em um sistema de coordenadas absolutas, ou à qual uma conexão é produzível simultaneamente a partir de ambas as unidades.
De acordo com esse princípio, uma ponte de transmissão pode ser produzida 5 por um componente de referência (componente de transmissão) no veículo aéreo, em que o componente de referência pode ser implantado como um refletor, por exemplo.
Com origem no dispositivo de medição, para o qual a posição deve ser determinada, as medições de ângulo podem ser realizadas com relação a um ponto de referência móvel no veículo aéreo e/ou as medições de distância podem ser realizadas entre o dispositivo de medição e o ponto de referência com referência a um ponto específico no tempo e, portanto, itens de informações de referência relativas podem ser gerados e fornecidos no sistema de inspeção.
Um item de informações de referência relativas, que especifica uma relação de posição relativa do dispositivo de medição com o veículo aéreo ou com o componente de referência, pode ser determinado, em que a referência pode ser realizada levando em consideração o item de informações de referência relativas no sistema de coordenadas absolutas para uma determinação de uma posição absoluta, isto é, uma posição do dispositivo de medição em um sistema de coordenadas absolutas.
As medições entre o dispositivo de medição e o veículo aéreo podem ser realizadas de várias formas.
Por um lado, o dispositivo de medi- ção pode ser implantado como um dispositivo de inspeção, por exemplo, uma estação total, e um refletor no veículo aéreo pode ser alvejado ativa- mente com o uso desse dispositivo de inspeção.
Ângulos do dispositivo de medição para o veículo aéreo ou para o refletor e, opcionalmente, também uma distância entre os dois dispositivos, podem ser determinados a partir do mesmo.
Alternativa ou adicionalmente, o veículo aéreo pode ter um módulo para emitir pseudossinais de satélite, com base nos quais a distância até o dispositivo de inspeção pode ser confirmada, e, portanto, a posição atual respectiva do ponto de referência ou do componente de referência pode ser fornecida na forma dos pseudossinais de satélite.
Nas laterais do dispositivo de medição, por exemplo, um bastão de inspeção, uma unidade de recebi- mento correspondente podem ser fornecidos para receber os pseudossinais de satélite, em que – similarmente a um sistema GNSS– uma posição do dispositivo de medição é derivável a partir de um número ou sinais recebidos 5 simultaneamente ou sinais que são deslocados de uma maneira definida em relação ao tempo, em particular sinais de tempo sincronizado.
Uma distância do dispositivo de medição até a fonte do sinal, para o veículo aéreo do pre- sente documento, pode ser determinada pelo recebimento de um pseudos- sinal de satélite.
Os pontos referenciados móveis podem ser representados por veículos aéreos não tripulados, autônomos ou semiautônomos, por exemplo, como zangões, que se movem através do ar.
Esses veículos aéreos podem ocupar livremente posições no espaço, cujas coordenadas externas são de- terminadas, por exemplo, por sensores a bordo do veículo aéreo (por exem- plo, receptor de GNSS, sensores de aceleração) ou são determinados exter- namente por um dispositivo de inspeção adicional, que alveja o veículo aé- reo, de modo que as coordenadas ou a posição do ponto de referência mó- vel em um ponto específico no tempo das medições sejam conhecidas.
As coordenadas assim conhecidas podem, então, ser fornecidas no sistema de inspeção, por exemplo, pelo veículo aéreo ou o dispositivo de inspeção.
A- pós uma medição ser realizada, o veículo aéreo pode assumir uma posição adicional de modo autônomo, de modo semiautônomo ou controlado pelo usuário, e, portanto, pode representar um ponto de referência móvel adicio- nal.
O número de pontos referenciados exigidos para a determinação não ambígua do novo ponto pode depender do método aplicado respectivo.
Os pontos referenciados móveis ou o veículo aéreo ou o compo- nente de referência no veículo aéreo podem ser posicionados de modo óti- mo, de acordo com a tarefa de medição levando em consideração as condi- ções ambientais, em particular, automaticamente, de modo que, como con- sequência de uma geometria adequada da disposição do ponto de referên- cia, a determinação da posição do novo ponto ou do dispositivo de medição possa ser realizada com precisão mais alta.
Alternativa ou adicionalmente a um veículo aéreo, que sucessivamente assume o papel de uma pluralidade de pontos referenciados, o uso de uma pluralidade de veículos aéreos tam- bém pode ser realizado, sendo que cada um representa, estaticamente, um ponto de referência em uma posição. 5 No escopo da invenção, a posição dos pontos referenciados móveis ou do componente de referências no ponto específico no tempo pode ser determinada de várias formas.
A posição do veículo aéreo pode ser es- tabelecida, à medida que um módulo disposto no veículo aéreo, por exem- plo, um refletor, pode ser alvejado por um dispositivo de inspeção, por e- xemplo, por uma estação total.
A posição do dispositivo de inspeção já pode ser conhecida, por exemplo, à medida que previamente um procedimento de calibração foi realizado na parte do dispositivo de inspeção e o dispositivo poderia, portanto, realizar uma determinação de posição intrínseca, por e- xemplo, ao medir pontos conhecidos em um sistema de coordenadas de or- dem superior.
Se um refletor no veículo aéreo for agora alvejado por essa estação de inspeção, ao determinar o alinhamento de um feixe de medição emitido, a direção para o veículo aéreo pode ser determinada e uma distân- cia até o veículo aéreo pode ser estabelecida com base em uma medição de distância realizada por meio do feixe de medição.
A posição relativa do veí- culo aéreo até o dispositivo de inspeção pode ser determinada única e exa- tamente a partir dessas dimensões, e, com a posição do dispositivo de ins- peção conhecida, um posicionamento absoluto, em particular preciso de maneira geodética, do veículo aéreo pode ser derivado.
O controle do veícu- lo aéreo pode ser realizado, em particular automaticamente, com base na posição do veículo aéreo assim determinado, em particular continuamente determinado.
Com esse fim, os dados de controle podem ser obtidos a partir dos itens de informações de posição e por meio dos mesmos, o veículo aé- reo pode voar automaticamente para uma posição-alvo definida, por exem- plo.
Com base na posição absoluta dos pontos referenciados assim determinados em um ponto compartilhado no tempo ou em uma janela de tempo compartilhada e nas medições realizadas entre os pontos referencia- dos e o dispositivo de medição, a posição do dispositivo de medição ou, que originam desse dispositivo de medição, uma posição de um novo ponto a ser medido pode ser calculada em um sistema de coordenadas absolutas por 5 meio de métodos geodéticos, por exemplo, resseção ou resseção por arco.
Isso pode ser realizado, por exemplo, "online" por uma unidade de computa- ção no veículo aéreo ou "offline" após a inspeção em um computador no es- critório.
Para executar a determinação de posição, por exemplo, a referência às posições relativas determinadas com o respectivo sistema de coordena- das absolutas pode ser realizada.
Entre outros, os métodos de resseção e resseção por arco são conhecidos na inspeção para determinar a posição ou as coordenadas de um ponto, em que métodos adicionais ou uma descrição mais detalhada po- dem ser encontrados em "Vermessungskunde [Surveying]", Heribert Kah- men, Gruyter Verlag, 19ª edição, 1997. No caso de resseção, o dispositivo de inspeção é configurado em um novo ponto, por exemplo, e o ângulo direcional a pelo menos três pontos referenciados cujas coordenadas são conhecidas é medido a partir das mesmas.
Na prática, os chamados alvos distantes (por exemplo, torres de igreja ou cruzes em picos de montanhas) são frequentemente usados para este fim, cujas coordenadas foram determinadas por inspeção oficial e são, portanto, conhecidas.
As coordenadas do novo ponto podem, então, ser calculadas a partir das coordenadas dos pontos referenciados e a partir dos ângulos direcionais medidos.
No caso de resseção por arco, as distâncias a pelo menos três pontos referenciados cujas coordenadas são conhecidas são medidas, origi- nando a partir de um novo ponto.
Levando em consideração o fato de que todos os pontos que estão a uma distância específica de um ponto conheci- do repousam em uma esfera, o novo ponto pode ser calculado como o ponto de interseção das três esferas, que resultam das medições de distância até os três pontos referenciados cujas coordenadas são conhecidas.
Ademais, o estabelecimento da posição dos pontos referencia-
dos ou um desvio de uma posição predefinida pode ser realizado continua- mente por um componente de sistema que está em contato com o veículo aéreo.
Para este fim, uma unidade transmissora designada ao componente de sistema pode fornecer sinais de posicionamento, que podem ser recebi- 5 dos por um receptor no veículo aéreo ou no componente de referência.
Se essa disposição tiver, por exemplo, um transmissor de GNSS ou um sistema GNSS for usado para a finalidade de determinar com precisão a posição do componente de referência, o veículo aéreo ou o componente de referência pode, portanto, ter um receptor de GNSS, por meio do qual informações de posição podem ser recebidas e uma posição pode ser determinada a partir das mesmas.
Um sistema GNSS que é convencional para este fim pode ser representado, por exemplo, por GPS ou GLONASS.
Correspondentemente, uma antena de GNSS pode ser disposta no veículo aéreo, para ser capaz de receber os sinais designados ao respectivo sistema.
Além disso, uma estação de referência de GNSS pode ser for- necida, a qual também é implantada para receber sinais de GNSS e fornece, adicionalmente, dados de referência ou dados de correção, por exemplo, para um dos métodos conhecidos de DGPS, RTK ou VRS para aumentar a precisão para uma determinação de posição.
Um veículo aéreo adaptado para tal sistema de referência pode, portanto, adicionalmente ser implantado para receber sinais de correção e realizar uma determinação de posição ge- odética levando em consideração esses sinais.
Em particular, a estação de referência de GNSS também pode ser implantada por um veículo aéreo adicional, como uma estação de refe- rência móvel.
Para esse fim, a posição desse veículo aéreo pode novamente ser determinada em um sistema de coordenadas absolutas, externo, em par- ticular por meio de um dispositivo de inspeção e/ou por meio de GNSS, e um sinal de correção de GNSS pode ser emitido com base em uma posição de- terminada por uma unidade transmissora disposta no veículo aéreo.
Esses sinais de correção podem ser recebidos unidades de inspeção adicionais ou veículos aéreos adicionais para a determinação de posição.
Ademais, uma precisão da posição de veículo aéreo atual pode ser aumentada por senso-
res a bordo do veículo aéreo.
Para que uma precisão dos sinais de correção seja mantida, o veículo aéreo também pode aterrissar a uma posição ade- quada e a emissão do sinal de correção pode ser realizada no estado ater- rissado, em particular, o veículo aéreo pode aterrissar em um ponto, cujas 5 coordenadas soa conhecidas, e determinar valores de correção para a emis- são pelos sinais de correção enquanto leva essa posição em consideração.
Um sistema de inspeção geodético, de acordo com a invenção, tem pelo menos um componente de referência que define um ponto de refe- rência, em que uma posição absoluta do ponto de referência é conhecida, e pelo menos um novo componente de determinação de ponto que deriva uma posição de ponto nova relativa.
Ademais, um item de informações de refe- rência relativas mútuas é derivável entre o componente de referência e o novo componente de determinação de ponto, em particular para a finalidade de referenciar em relação à posição de ponto de referência.
O sistema de inspeção tem, adicionalmente, um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo, sendo que o veículo aéreo porta o componente de referência, através do qual o pelo menos um ponto de referência é fornecido como um ponto de referência móvel.
Ademais, o veículo aéreo é implantado de modo que o componente de referência seja livremente deslocável espacialmente pelo veículo aéreo em relação ao novo componente de determinação de ponto, em particular é posicionável substancialmente na posição.
Com o uso de tal sistema de inspeção, de acordo com a inven- ção, uma posição de um novo ponto, por exemplo, um ponto de configura- ção para um dispositivo de inspeção ou um ponto-alvo que pode ser alveja- do com o uso do dispositivo de inspeção, pode ser derivado como uma fun- ção da posição de pontos referenciados móveis.
Os pontos referenciados são fornecidos aqui por um veículo aéreo ou UAV (veículo aéreo não tripula- do), em que a posição do respectivo ponto de referência é conhecida, por exemplo, a partir de uma medição de posição.
Por meio do novo componen- te de determinação de ponto (por exemplo, estação total, teodolito, bastão de inspeção), uma relação relativa entre o componente de referência dispos- to no veículo aéreo e o novo componente de determinação de ponto pode ser derivada com base na posição do ponto de referência conhecida e, por- tanto, as informações de referência relativas podem ser confirmadas para o novo componente de determinação de ponto em reação ao UAV.
Uma posi- ção do novo componente de determinação de ponto pode ser determinada a 5 partir do mesmo, em particular a partir da determinação de informações re- petidas em pontos referenciados adicionais que são fornecidos pelo UAV ou são geograficamente conhecidos.
Dependendo da aplicação e tipo do novo componente de determinação de ponto, pode ser necessário levar em consi- deração um número especifico de itens de informações de referência para a determinação de posição única e precisa.
Ademais, o sistema de inspeção pode ter um componente de de- terminação de ponto de referência para determinar a posição do ponto de referência absoluta em um sistema de coordenadas absolutas.
Uma linha de visão entre o componente de referência e, respectivamente, o novo compo- nente de determinação de ponto e o componente de determinação de ponto de referência podem ser gerados indiretamente por um posicionamento es- pecífico do componente de referência e uma referência da nova posição de ponto no sistema de coordenadas absolutas pode ser realizada.
Com o uso do sistema de inspeção, de acordo com a invenção, uma posição absoluta, isto é, uma posição em um sistema de coordenadas absolutas, pode, portanto, ser determinada e fornecida por um componente de determinação de ponto de referência, por exemplo, por um dispositivo de inspeção ou por satélites de GPS.
Por exemplo, uma posição instantânea de um veículo aéreo em um sistema de coordenadas de ordem superior pode ser determinada e fornecida por meio de rádio ou oferecida para o recebi- mento para os componentes do sistema.
Ademais, um item de informações de referência relativas pode ser derivado com o uso do novo componente de determinação de ponto.
A derivação do item de informações de referência relativas pode ser realizada a partir de uma medição realizada ativamente pelo novo componente de determinação de ponto ou passivamente pelo re- cebimento e processamento de sinais, que permitem uma determinação de posição ou representam uma posição dependente de sinal.
O novo compo-
nente de determinação de ponto pode ser implantado, por exemplo, como uma estação total, bastão de inspeção ou dispositivo de medição geodético similar.
Ademais, uma transmissão de informações de referência pode 5 ser realizada entre os componentes do sistema, em que os itens de informa- ção em relação às respectivas posições relativa e absoluta e um local relati- vo das posições em relação uma à outra podem ser combinados.
Ademais, uma ponte de transmissão pode ser estabelecida pelo veículo aéreo, através do qual uma troca de informações pode ser realizada entre os componentes do sistema.
A ponte gerada pelo componente de referência estabelece, res- pectivamente, uma conexão ou uma linha de visão entre os componentes.
Uma transmissão dos sinais eletromagnéticos, por exemplo, pode ser garan- tida pela linha de visão nesse caso, em que os sinais não são interrompidos ou sombreados por obstruções ou os sinais podem ser recebidos de modo confiável apesar do sombreamento.
O veículo aéreo pode, adicionalmente, permitir o posicionamento livre do componente de referência no espaço, por exemplo, flutuando no ar e, portanto, pode tornar possível a realização da evitação alvejada e definida de obstruções de interrupção de sinal.
Em particular, de acordo com a invenção, um número de pontos referenciados pode ser gerado pelo deslocamento espacial do veículo aéreo e o veículo aéreo pode ser deslocável e posicionável a uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular a uma faixa de 2 m a 50 m.
O ponto de refe- rência pode ser compreendido como um ponto de referência fixo no veículo aéreo, que está em uma relação espacial definida em relação ao componen- te de referência, a um refletor, a um receptor de GNSS e/ou a um módulo de pseudossatélite, e, portanto, permite indiretamente uma determinação da respectiva posição do respectivo componente de veículo aéreo se a posição de ponto de referência for conhecido.
Ao contrário, se uma posição de um desses componentes é conhecida, a posição do ponto de referência pode ser concluída.
Esse ponto de referência pode ser livremente posicionado ou movido no ar pelo veículo aéreo.
O veículo aéreo pode voar em uma faixa de altitude adequada para aplicações geodéticas, de modo que a respectiva inspeção ou determinação de posição possa ser realizada com precisão.
Dependendo da exigência das medições, as alturas das construções ou ou- tras obstruções terrenas podem ser usadas como faixas de altitude de voo- alvo relevantes para esse fim para superar uma obstrução visual ou interrup- 5 ção de conexão pela construção, por exemplo.
Ademais, um sistema de inspeção, de acordo com a invenção, pode ter uma unidade de análise para adquirir e designar a posição do ponto de referência absoluta do ponto de referência, que é determinado e forneci- do pelo componente de determinação de ponto de referência e um item de informações de referência relativas respectivo entre o componente de refe- rência e o novo componente de determinação de ponto, em particular, de ângulos medidos e/ou uma distância até o respectivo ponto de referência, em que o item de informações de referência relativas pode ser determinado e fornecido pelo novo componente de determinação de ponto como uma função da posição de ponto de referência e uma posição do novo compo- nente de determinação de ponto.
Ademais, um pareamento pode ser gerado a partir da designação da posição do ponto de referência absoluta e o res- pectivo item de informações de referência relativas pela unidade de análise.
Com o uso de tal unidade de análise, pares de valores associa- dos podem, portanto, ser determinados a partir de um item de informações de referência relativas e um item de informações de referência absoluta.
Por- tanto, uma posição do ponto de referência determinada no sistema de coor- denadas absolutas pode ser ligada a um item de informações determinadas relativas, por exemplo, uma distância de um dispositivo de medição até o ponto de referência ou um ângulo entre os mesmos, para formar um parea- mento.
Uma posição do dispositivo de medição ou um ponto-alvo pelo dis- positivo de medição pode, portanto, ser produzida a partir de tais pareamen- tos, em particular a partir de três ou mais tais pareamentos.
No escopo da invenção, em um sistema de inspeção, o compo- nente de referência pode ter um refletor e o componente de determinação de ponto de referência pode ter um dispositivo geodético de inspeção, em parti- cular uma estação total ou um teodolito.
O dispositivo de inspeção pode ter pelo menos um primeiro aparelho de alvejamento, em particular, uma visão telescópica, em que o primeiro aparelho de alvejamento é pivotável por um motor para mudar o alinhamento do mesmo em relação a uma primeira base do dispositivo de inspeção e tem pelo menos uma primeira unidade de emis- 5 são, que define um primeiro eixo geométrico óptico e uma primeira fonte de feixe para emitir um primeiro feixe de medição óptico para a medição de dis- tância paralelamente, em particular coaxialmente, ao primeiro eixo geométri- co óptico.
Ademais, uma primeira funcionalidade de medição de ângulo pode ser fornecida para a aquisição de alta precisão do alinhamento do primeiro eixo geométrico alvo e o primeiro meio de análise pode ser fornecido para o armazenamento de dados e controle do alinhamento do primeiro aparelho de alvejamento.
O primeiro feixe de medição pode, portanto, ser capaz de ser alinhado no refletor, em particular continuamente, de modo que a posição do ponto de referência absoluta do ponto de referência possa ser determinada e fornecida de maneira geodética e precisa.
Por meio dessa disposição, a posição do veículo aéreo pode ser determinada e medida através do refletor fixado ao veículo aéreo e pode ser readquirida continuamente por rastreamento-alvo.
Portanto, a posição relati- va do veículo aéreo em relação ao dispositivo de inspeção pode ser deter- minada única e exatamente e, com a posição do dispositivo de inspeção co- nhecida, um posicionamento absoluto, em particular preciso de forma geodé- tica, do veículo aéreo em um sistema de coordenadas absolutas pode ser derivado.
Com base na posição do veículo aéreo assim determinado, em particular continuamente, o controle do veículo aéreo pode ser realizado.
Para esse fim, os dados de controle podem ser obtidos a partir das informa- ções de referência e o veículo aéreo pode ser voado para uma posição-alvo definida por meio desses dados de controle, em que o dispositivo de inspe- ção já pode ter sido calibrado anteriormente em um sistema coordenado ao medir pontos, sendo que as coordenadas são conhecidas e uma posição exata do veículo aéreo nesse sistema de coordenadas pode ser determinada a partir das mesmas.
Alternativa ou adicionalmente, de acordo com a invenção, o componente de determinação de ponto de referência pode ter pelo menos uma unidade transmissora para emitir sinais de posicionamento e o compo- nente de referência pode ser implantado de tal forma que os sinais de posi- cionamento sejam recebíveis, em particular, por meio de uma antena de 5 GNSS, e a posição de ponto de referência seja determinável a partir dos si- nais de posicionamento.
Em particular, a unidade transmissora pode ser im- plantada como um transmissor de GNSS, em particular um satélite de GNSS, em particular um GPS, GLONASS, ou satélite do Galileo, e os sinais de posicionamento podem ser incorporados pelos sinais de GNSS.
Ademais, o componente de determinação de ponto de referência pode ter uma esta- ção de referência de GNSS para emitir sinais de correção de GNSS e o componente de referência pode ser implantado de tal forma que os sinais de correção de GNSS sejam recebíveis e a posição de ponto de referência seja determinável a partir dos sinais de GNSS e os sinais de correção de GNSS recebidos.
Similarmente à determinação de posição do ponto de referência com o uso de um dispositivo de inspeção, a posição absoluta pode, portanto, ser determinada por sinais de GNSS recebidos no veículo aéreo.
Se um si- nal de correção de uma estação de referência for usado além dos sinais de GNSS disponíveis, a precisão na determinação de posição do veículo aéreo pode ser aumentada e, como consequência, uma determinação de posição de um dispositivo de medição, que referencia a si mesmo à posição do veí- culo aéreo, pode ser realizada com maior precisão.
Em particular, o sistema de inspeção, de acordo com a inven- ção, pode ter uma unidade de controle, em que a unidade de controle é con- figurada de tal forma que uma disposição geométrica espacial dos pontos referenciados seja definível, em particular automaticamente, em particular em que a disposição geométrica dos pontos referenciados seja definível co- mo uma função de uma otimização para gerar os pareamentos.
Ademais, a unidade de controle pode ser configurada de tal maneira que o veículo aéreo seja posicionável como uma função da posição de ponto de referência, que é determinável por meio do componente de determinação de ponto de refe-
rência, em particular continuamente, e/ou como uma função da disposição geométrica dos pontos referenciados, em particular automaticamente.
Ade- mais, a unidade de controle pode ser configurada de tal maneira que uma trajetória de voo seja definível e o veículo aéreo seja móvel ao longo da tra- 5 jetória de voo, em particular em que a trajetória de voo seja definível como uma função da disposição geométrica espacial dos pontos referenciados.
A unidade de controle pode, portanto, determinar uma disposi- ção adequada dos pontos referenciados, na qual o veículo aéreo pode ser posicionado, sendo que a determinação pode ser realizada automaticamente levando em consideração uma disposição ótima dos pontos em relação a uma precisão atingível na determinação dos pareamentos, isto é, em relação à precisão na determinação da posição do ponto de referência absoluta e/ou do item de informações de referência relativas.
Alternativamente, uma defini- ção das posições do ponto de referência a serem alcançadas pode ser reali- zada manualmente por um usuário e inseridas no sistema de inspeção, em particular por meio de um controle remoto e/ou pela inserção de um modelo de terreno CAD através do controle remoto ou outra interface de dados.
Por- tanto, uma precisão na determinação de posição por meio de um dispositivo de inspeção e/ou por meio de GNSS e também uma precisão na determina- ção de distâncias e/ou ângulos entre um dispositivo de medição, cuja posi- ção deve ser determinada, e o veículo aéreo pode ser levada em considera- ção.
Ademais, a posição instantânea do veículo aéreo pode ser incorporada levando em consideração o posicionamento.
Para esse fim, a unidade de controle pode ativar os rotores do veículo aéreo, por exemplo, de tal forma que o veículo aéreo seja movido para uma posição-alvo definida e posicio- nado na mesma.
Ademais, uma trajetória de voo para o veículo aéreo pode ser determinada pela unidade de controle e, como consequência, o veículo aéreo pode ser controlado de tal forma que se move automaticamente, se- miautomaticamente ou manualmente ao longo da trajetória de voo e, em par- ticular, se move de um ponto de referência para o próximo.
A determinação de posições a serem abordadas pode ser reali- zada, por exemplo, com base em um modelo de terreno CAD e nessa de-
terminação, quaisquer obstruções possíveis no terreno podem, portanto, ser levadas em consideração automaticamente e, por exemplo, evitadas por uma definição adequada da trajetória de voo.
Tais modelos de terreno po- dem ser transmitidos, por exemplo, por meio de rádio ou através de fio para 5 o sistema, por exemplo, para o veículo aéreo e/ou o componente de deter- minação de ponto de referência e/ou o novo componente de determinação de ponto.
Ademais, o sistema, de acordo com a invenção, pode ter uma unidade de controle remoto, em que a unidade de controle remoto é implan- tada de tal forma que um controle do veículo aéreo e/ou uma geração dos pareamentos possa ser realizado, em particular em que uma comunicação entre a unidade de controle remoto e/ou o componente de determinação de ponto de referência e/ou o novo componente de determinação de ponto e/ou o componente de referência pode ser realizada através de fio, ou por meio de sinais de rádio, infravermelho ou laser.
Um usuário do sistema de inspe- ção pode, portanto, controlar manualmente o veículo aéreo por meio da uni- dade de controle remoto e pode, portanto, se aproximar individualmente de pontos selecionados e posicionar o veículo aéreo nesses pontos.
Ademais, o controle manual também pode ser realizado de tal forma que o veículo aéreo se mova continuamente e, no movimento, as medições para a determinação de posição do veículo aéreo e medições para a determinação dos itens de informações de referência relativas (ângulos e/ou distâncias entre o veículo aéreo e o novo componente de determinação de ponto) são realizadas.
Os pareamentos podem ser gerados a partir dos mesmos continuamente e a determinação de posição para o dispositivo de medição pode ser realizada a partir dos mesmos.
Para esse fim, pareamentos (recentemente) gerados podem ser levados em consideração continuamente e o conjunto dos pare- amentos usados para a determinação de posição pode ser aumentado e, portanto, a precisão na determinação pode ser aumentada.
Tal aumento de precisão contínuo também pode ser realizado por meio da seleção automáti- ca de pontos referenciados e pareamentos gerados a partir da mesma, em particular em que o número dos pareamentos levados em consideração para esse fim também possa ser continuamente expandido.
Ademais, por meio da unidade de controle remoto, comandos de controle e/ou informações de terreno (modelo CAD) podem ser transmitidos para um componente adicional do sistema de inspeção e usados para con- 5 trolar o veículo aéreo e itens de informação, por exemplo, posições específi- cas, podem ser transmitidas para a unidade de controle remoto e fornecidas na mesma para um usuário, em particular, em que as informações são exibí- veis em uma tela de exibição.
Por exemplo, um ambiente de medição que tem dispositivos de medição posicionados no mesmo e um veículo aéreo em movimento ou posicionado pode, portanto, ser exibido graficamente.
Em particular, o veículo aéreo em um sistema de inspeção, de acordo com a invenção, pode ter uma unidade de sensor para determinar o alinhamento do veículo aéreo, em particular um sensor de inclinação, um magnetômetro, um sensor de aceleração, um sensor de desvio de guinada, e/ou um sensor de velocidade.
Por meio de medições com o uso dessa uni- dade de sensor, uma determinação de posição do veículo aéreo pode ser auxiliada e a precisão da mesma pode, portanto, ser melhorada.
Ademais, uma determinação de posição pode, portanto, ser realizada independente- mente de sistemas de medição externos para a determinação de posição, à medida que, por exemplo, uma posição de início do veículo aéreo é conhe- cida e, com base na mesma, o movimento – em particular velocidade e dire- ção – e as mudanças no movimento do dispositivo são detectados pelos sensores.
Ademais, com o uso da unidade de sensor, uma determinação do alinhamento pode ser realizada para o controle do veículo aéreo.
Ademais, a unidade de sensor, por exemplo, no caso de uma falha do componente de determinação de ponto de referência para a determinação de posição do veículo aéreo ou uma interrupção de uma conexão de medição, por exem- plo, um feixe de medição óptico ou um sinal de GPS, ao veículo aéreo pode tornar possível realizar uma determinação de posição temporária, por exem- plo, para alinhar um feixe de medição no veículo aéreo novamente ou para controlar o veículo aéreo de tal maneira que um sinal de GPS se torna rece- bível novamente.
De acordo com a invenção, em particular, o componente de refe- rência pode ser implantado de tal forma que a posição de ponto de referên- cia e/ou do item de informações de referência relativas possa ser fornecida indiretamente pelo componente de referência, em particular em que o com- 5 ponente de referência tem um transmissor para emitir e/ou uma unidade de recebimento para receber a posição de ponto de referência e/ou o item de informações de referência relativas, em particular em que a posição de ponto de referência e/ou o item de informações de referência relativas são trans- missíveis por fio, ou por meio de sinais de rádio, infravermelho ou laser, em particular em que a posição de ponto de referência pode ser modulada nos sinais de posicionamento.
O componente de referência pode, portanto, ser usado como uma ponte de transmissão para informações de referência ou para sinais que representam ângulos, distâncias, posições, e/ou coordenadas.
Tais in- formações podem, portanto, ser transmitidas do componente de determina- ção de ponto de referência (dispositivo de inspeção ou satélite de GPS) para o novo componente de determinação de ponto (bastão de inspeção ou dis- positivo de inspeção), mesmo se uma conexão direta entre os dois compo- nentes não puder ser estabelecida.
Para tal transmissão, as informações podem, adicionalmente, ser moduladas nos sinais, através do que, por um lado, a determinação de posição do veículo aéreo é realizada e/ou, por outro lado, os itens das informações de referência são determinados.
No escopo da invenção, o componente de referência do sistema de inspeção, de acordo com a invenção, pode ter o refletor e o novo compo- nente de determinação de ponto, pode ter um segundo aparelho de alveja- mento, em que o segundo aparelho de alvejamento é pivotável por um motor para mudar o alinhamento do mesmo em relação a uma segunda base do novo componente de determinação de ponto e tem pelo menos uma segun- da unidade de emissão, que define um segundo eixo de alvo óptico e uma segunda fonte de feixe para emitir um segundo feixe de medição óptico para a medição de distância em paralelo, em particular coaxialmente, para o se- gundo eixo-alvo óptico.
Ademais, uma segunda funcionalidade de medição de ângulo para a aquisição de alta precisão do alinhamento do segundo eixo geométrico alvo e segundo meio de análise para o armazenamento de da- dos e controle do alinhamento do segundo aparelho de alvejamento pode ser disposta.
O segundo feixe de medição pode, portanto, ser alinhado no 5 refletor, em particular continuamente, de modo que o item de informações de referência relativas, em particular para a obtenção de referência de posição do novo componente de determinação de ponto possa ser determinado e fornecido como uma função da posição de ponto de referência, de modo que os pareamentos e/ou a nova posição de ponto possam ser determinados no sistema de coordenadas absolutas, em particular uma posição de um ponto- alvo mensurável.
Por meio desse segundo aparelho de alvejamento, que é inte- grado em uma estação total, por exemplo, um ângulo e/ou uma distância em relação ao refletor no componente de referência pode ser determinado e, portanto, uma relação de posição relativa pode ser determinada indiretamen- te entre o veículo aéreo ou o ponto de referência e a estação total.
Com o uso dessa posição e referência relativa, como uma consequência, uma de- terminação de posição absoluta da estação total pode ser realizada, ao pro- duzir uma relação entre o sistema de coordenadas absolutas, no qual a po- sição do veículo aéreo é determinada, e o item de informações de referência relativas.
Uma exigência para esse fim é conhecer a respectiva posição do ponto de referência no sistema de coordenadas absolutas.
Alternativa ou adicionalmente, uma posição absoluta – no sistema de coordenadas no qual a posição do veículo aéreo é determinada – de um ponto-alvo mensurável pela estação total pode ser produzida, em particular em que a posição da estação total não é determinada.
Para esse fim, uma posição relativa do ponto-alvo pode ser determinada e essa posição pode, por sua vez, ser refe- renciada por uma transferência das informações de referência no sistema absoluto.
A determinação de posição pode ser baseada, novamente, na ge- ração dos pareamentos a partir de itens de informações de referência relati- vas, por exemplo, ângulos e/ou distâncias entre o ponto de referência e a estação total, opcionalmente com ângulo e distância adicionais ao ponto-
alvo, e a posição do ponto de referência absoluta.
No escopo da invenção, o componente de referência do sistema de inspeção de acordo com a invenção pode, ademais, ter um módulo de pseudossatélite para emitir os sinais de posicionamento, em particular em 5 que os sinais de posicionamento representam a posição do ponto de refe- rência absoluta, e o novo componente de determinação de ponto pode ter um pseudorreceptor de satélite, em que o pseudorreceptor de satélite é im- plantado de tal forma que os sinais de posicionamento emitidos pelo módulo de pseudossatélite são recebíveis e o item de informações de referência re- lativas pode ser determinado e fornecido de modo que a nova posição de ponto possa ser determinada no sistema de coordenadas absolutas.
Por meio dessa disposição, uma distância, por exemplo, entre um bastão de inspeção e o veículo aéreo ou o ponto de referência, pode ser determinada.
O bastão de inspeção pode representar uma unidade passiva, em que os pseudossinais de satélite, que representam e fornecem uma po- sição do componente de referência e, portanto, a posição do veículo aéreo, podem ser recebidos.
A partir de um número, em particular a partir de quatro tais sinais recebidos, no caso da dada sincronização de tempo dos sinais ou, no caso de um desvio conhecido em relação ao tempo dos sinais, a partir de três tais sinais recebidos, uma determinação de posição relativa do bastão de inspeção pode ser realizada – similarmente a um método GNSS.
Ade- mais, a determinação de posição do bastão de inspeção ou um dispositivo de inspeção que é implantado para receber sinais correspondentes pode ser realizado a partir dos sinais de GNSS e pseudossinais de satélite que são usados simultaneamente para a determinação.
Ademais, a invenção refere-se a um método de referenciamento geodético com o uso de pelo menos um ponto de referência, cuja posição absoluta é conhecida, e pelo menos um novo componente de determinação de ponto a partir do qual uma nova posição de ponto relativa é derivada.
Um item de informações de referência relativas mútuas, em particular para a fi- nalidade de referenciar, em relação à posição de ponto de referência, é deri- vado.
Ademais, a derivação de informações de referência é realizada por meio de um componente de referência (componente de transmissão), através do qual o pelo menos um ponto de referência é fornecido como um ponto de referência móvel, em que o componente de referência é realizado 5 por um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo e o veículo aéreo é implantado de tal maneira que o componente de referência seja livremente deslocado espacialmente, em particular posicionado substancialmente fixado na posição, pelo veículo aéreo, em relação ao novo componente de determi- nação de ponto.
Ademais, a posição do ponto de referência absoluta pode ser determinada em um sistema de coordenadas absolutas com o uso de um componente de determinação de ponto de referência, e/ou uma linha de vi- são pode ser indiretamente gerada entre o componente de referência e, res- pectivamente, o novo componente de determinação de ponto e o componen- te de determinação de ponto de referência por um posicionamento específi- co do componente de referência, e o referenciamento da nova posição de ponto podem ser realizados no sistema de coordenadas absolutas.
Com o uso do veículo aéreo, uma ponte para a transmissão de itens de informações pode ser produzida para o método de referenciamento, em que os itens de informações de referência podem ser trocados entre o componente de determinação de ponto de referência e o novo componente de determinação de ponto por essa transmissão, e o referenciamento das posições pode ser realizado.
Portanto, uma relação de posição relativa entre o novo componente de determinação de ponto e o componente de referência pode ser transferida em um sistema de coordenadas absolutas e, portanto, uma posição absoluta, isto é, uma especificação de posição no sistema de coordenadas absolutas, do novo componente de determinação de ponto, pode, então, ser determinada.
Para fornecer tal ponte de transmissão, o veí- culo aéreo e o componente de referência realizado pelo veículo aéreo po- dem ser posicionados livremente no espaço.
Isso permite o estabelecimento de uma de visão direta alinhada entre, respectivamente, o veículo aéreo ou o componente de referência e o componente de determinação de ponto de referência e o novo componente de determinação de ponto e, portanto, a derivação de informações mútuas.
Em particular, no escopo do método de referenciamento geodé- tico, de acordo com a invenção, o ponto de referência móvel pode ser espa- 5 cialmente deslocado pelo veículo aéreo, de modo que um número de pontos referenciados seja gerado e o veículo aéreo possa ser deslocado e posicio- nado em uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular em uma faixa de 2 m a 50 m.
Ademais, de acordo com a invenção, a detecção e a designação podem ser realizadas, da posição do ponto de referência absoluta do ponto de referência, o qual é determinado e fornecido pelo componente de deter- minação de ponto de referência, e de um respectivo item de informações de referência relativas, em particular de ângulos medidos e/ou uma distância até o respectivo ponto de referência, em que as informações de referência relativas são determinadas e fornecidas pelo novo componente de determi- nação de ponto como uma função da posição de ponto de referência e uma posição do novo componente de determinação de ponto.
Ademais, a gera- ção pode ser realizada de um pareamento a partir da designação da posição do ponto de referência absoluta e do respectivo item de informações de refe- rência relativas.
Por meio da especificação de um ponto de referência no veículo aéreo, uma posição absoluta desse ponto pode ser determinada e fornecida pelo componente de determinação de ponto de referência, por exemplo, uma estação total, um taquímetro ou um teodolito.
Essa posição absoluta pode, portanto, ser determinada em um sistema de coordenadas absolutas.
Ade- mais, por meio do novo componente de determinação de ponto, por exem- plo, incorporado como uma estação total ou bastão de inspeção, ângulos e/ou distâncias (item de informações de referência relativas) até o veículo aéreo ou até o ponto de referência também podem ser determinados e for- necidos.
Essas dimensões determinadas podem, respectivamente, ser de- signadas umas às outras em um pareamento.
Para essa designação, a linha de visão entre o veículo aéreo e os componentes adicionais tem, novamen-
te, que ser estabelecida.
Para esse fim, o veículo aéreo pode ser movido de tal maneira que é movido ou posicionado em uma altitude específica, de modo que uma obstrução que obstrui uma conexão entre os componentes possa ser desviada ou evitada.
Depois disso, uma determinação de posição 5 para o novo componente de determinação de ponto pode ser realizada a partir de vários pareamentos.
Isso pode ser realizado por meio de métodos conhecidos na inspeção, por exemplo, resseção ou resseção por arco.
Ademais, de acordo com a invenção, uma disposição geométrica espacial dos pontos referenciados pode ser definida, em particular automati- camente, em particular em que a disposição geométrica dos pontos referen- ciados é otimizada como uma função da geração dos pareamentos.
Ade- mais, o veículo aéreo pode ser posicionado como uma função da posição do ponto de referência absoluta, que pode ser determinada, em particular conti- nuamente, e/ou como uma função da disposição geométrica dos pontos re- ferenciados, em particular automaticamente, e/ou uma trajetória de voo pode ser definida e o veículo aéreo pode ser movido ao longo da trajetória de voo, em particular em que a trajetória de voo é definida como uma função da dis- posição geométrica espacial dos pontos referenciados.
Para gerar os pareamentos, os pontos referenciados, que po- dem ser posicionados de maneira móvel e livre pelo veículo aéreo, ou a dis- posição e posicionamento dos mesmos, podem ser determinados de tal ma- neira que a precisão mais alta possível seja alcançada na determinação da posição absoluta do novo componente de determinação de ponto e/ou na geração dos pareamentos.
Para esse fim, o veículo aéreo pode, em confor- midade, ser voado para a respectiva posição e a posição do mesmo pode ser determinada geodeticamente de maneira precisa, em particular continu- amente.
Um aumento na precisão pode, adicionalmente, ser alcançado à medida que o número de pareamentos usado para a determinação de posi- ção absoluta do novo componente de determinação de ponto é continua- mente aumentado com a geração de novos pontos referenciados e uma in- certeza de determinação é, portanto, reduzida.
Uma disposição adequada da posição de ponto de referência pode ser realizada automaticamente, por e-
xemplo, em que os pontos podem ser estabelecidos com base em um mode- lo de terreno digital e, opcionalmente, levando em consideração uma posi- ção de um dispositivo de inspeção, que estabelece a posição do veículo aé- reo.
Ademais, a definição das posições do ponto de referência pode ser rea- 5 lizada manualmente e um usuário pode definir livremente esses pontos no escopo do método de referenciamento e pode controlar ou mover o veículo aéreo manualmente para essas posições, por exemplo, com o uso de um controle remoto, e posicioná-lo lá.
Por exemplo, uma disposição geométrica dos pontos adequada pode ser estabelecida de tal forma que uma interse- ção de vista não resulte de uma resseção ou de uma resseção por arco, mas, em vez disso, em particular, um ângulo entre uma nova posição a ser determinada e os pontos referenciados sucessivos respectivos seja respecti- vamente maior que 90°. Ademais, a trajetória de voo , ao longo da qual o veí- culo aéreo deve voar, pode ser determinada manualmente ou automatica- mente.
A rota pode ser planejada automaticamente com base no modelo de terreno, por exemplo, um modelo CAD, e como uma função de quaisquer obstruções possíveis ou de ponto referenciados alvo já estabelecidos.
O veí- culo aéreo pode voar completamente automaticamente ao longo dessa rota ou pode ser controlado semiautomaticamente, isto é, o veículo aéreo pode se aproximar de um ponto de referência e se posicionar lá e voar automati- camente para o próximo ponto mediante a inserção de um usuário.
Em particular, no escopo do método, de acordo com a invenção, sinais de posicionamento fornecidos pelo componente de determinação de ponto de referência podem ser recebidos pelo componente de referência, em particular sinais de GNSS fornecidos por satélites de GNSS, em particular em que os sinais de GNSS são representados por sinais de GPS, GLO- NASS ou Galileo, e a posição do ponto de referência absoluta é determinada e fornecida a partir dos sinais de posicionamento recebidos.
Ademais, a de- terminação e provisão da posição de ponto de referência podem ser realiza- das por meio de um primeiro feixe de medição, que é emitido pelo compo- nente de determinação de ponto de referência e é refletido no componente de referência e/ou uma determinação de um alinhamento do veículo aéreo nas direções de arfagem, guinada e rolagem pode ser realizada, em particu- lar em que a determinação do alinhamento é realizada por meio de uma uni- dade de sensor interna designada ao veículo aéreo, em particular por meio de um sensor de inclinação, magnetômetro, sensor de aceleração, sensor de 5 desvio de guinada e/ou sensor de velocidade.
Por meio do método supracitado, respectivamente, a posição e/ou o alinhamento do veículo aéreo na respectiva posição de voo podem ser determinados e fornecidos, sendo que essas informações podem ser adicionalmente processadas para o controle do veículo aéreo, por um lado, e/ou podem ser usadas para a determinação de posição absoluta do novo componente de determinação de ponto, por outro lado.
Em particular, de acordo com a invenção, no escopo do método, sinais de posicionamento, em particular pseudossinais de satélite que repre- sentam a posição de ponto de referência, podem ser emitidos a partir do componente de referência e os sinais de posicionamento podem ser recebi- dos pelo componente de determinação de ponto e o item de informações de referência relativas pode ser determinado como uma função da posição de ponto de referência, de modo que a nova posição de ponto seja determinada no sistema de coordenadas absolutas.
Em particular, de acordo com a invenção, no escopo do método, a determinação do item de informações de referência relativas pode ser rea- lizada por meio de um segundo feixe de medição, que é emitido pelo novo componente de determinação de ponto e refletido no componente de refe- rência, de modo que os pareamentos e/ou a nova posição de ponto sejam determinados no sistema de coordenadas absolutas, em particular uma po- sição de um ponto-alvo medido.
A determinação das informações de referência relativas pode, portanto, ser realizada em duas formas.
Por um lado, o alvejamento do veí- culo aéreo pode ser realizado ativamente a partir do novo componente de determinação de ponto e um ângulo e/ou uma distância em relação ao veí- culo aéreo podem ser confirmados a partir do mesmo.
Por outro lado, um sinal que representa uma respectiva posição do veículo aéreo pode ser emi-
tido a partir do veículo aéreo e pode ser passivamente recebido pelo novo componente de determinação de ponto (similarmente a uma determinação de posição por meio de GPS). Uma distância em relação ao veículo aéreo pode, novamente, ser derivada do mesmo, em particular se uma pluralidade 5 de sinais for recebida, em particular de maneira sincronizada, simultânea ou com deslocamento no tempo.
Ademais, a invenção refere-se a um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo, em particular um zangão (drone), para um sistema de inspeção de acordo com a invenção, em que o veículo aéreo é livremente deslocável espacialmente em relação ao novo componente de determinação de ponto, em particular, é posicionável substancialmente fixado em posição.
O veículo aéreo carrega um componente de referência para fornecer um ponto de referência móvel.
Em particular, o veículo aéreo, de acordo com a invenção, pode receber dados de controle para controlar o veículo aéreo e/ou pode derivar os dados de controle para controlar o veículo aéreo por meio de uma unida- de de processamento a partir de informações de referência recebíveis para determinar uma posição do ponto de referência absoluta, em particular em que um alinhamento de veículo aéreo é determinável por uma unidade de sensor designada ao veículo aéreo.
Ademais, a posição do ponto de refe- rência absoluta e um item de informações de referência relativas podem ser ligáveis pela unidade de processamento, de modo que um pareamento pos- sa ser gerado.
De acordo com a invenção, em particular, o veículo aéreo pode ser implantado de tal forma que o ponto de referência móvel é espacialmen- te deslocável pelo veículo aéreo, em particular é posicionável substancial- mente fixado em posição, de modo que um número de pontos referenciados e pareamentos possam ser gerados e o veículo aéreo é deslocável e posi- cionável em uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular, em uma faixa de 2 m a 50 m.
Em particular, o componente de referência do veículo aéreo po- de, ainda, ter um módulo de pseudossatélite para emitir sinais de posiciona-
mento para determinar o item de informações de referência relativas, em particular para determinar uma nova posição de ponto absoluta em um sis- tema de coordenadas absolutas, e/ou pode ter um refletor para determinar o item de informações de referência relativas, em particular ao alvejar o refle- 5 tor com o uso de um feixe de laser, de modo que os pareamentos e/ou a nova posição de ponto sejam determináveis no sistema de coordenadas ab- solutas, em particular uma posição de um ponto-alvo mensurável.
De acordo com a invenção, um veículo aéreo automotivo, con- trolável, não tripulado pode ser usado para portar um componente de refe- rência para um sistema de inspeção geodético para gerar uma ponte de transmissão para a derivação de informações de referência, em particular em que uma linha de visão é produzível entre componentes individuais do sistema pelo componente de referência.
Um objeto adicional da invenção é um produto de programa de computador, que é armazenado em uma portadora legível por computador, ou sinal de dados de computador, incorporado por uma onda eletromagnéti- ca, que tem código de programa para realizar um método, de acordo com a invenção, em particular quando o programa é executado em uma unidade de processamento de dados eletrônica.
O produto de programa de computador ou sinal de dados de computador pode ser designado de tal forma que as instruções de controle sejam fornecidas no mesmo, em particular na forma de algoritmos, com o uso de um método, de acordo com a invenção, para gerar uma ponte de transmissão com o uso de um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo possam ser executadas.
O método de acordo com a invenção, o sistema de acordo com a invenção e o veículo aéreo de acordo com a invenção são descritos com mais detalhes daqui em diante somente como exemplos com base nas mo- dalidades exemplificadoras específicas, que são esquematicamente ilustra- das nos desenhos, em que vantagens adicionais da invenção são discutidas.
Nas figuras: A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema de ins- peção de acordo com a invenção;
A Figura 2 mostra uma primeira modalidade de um sistema de inspeção, de acordo com a invenção, que tem um sistema GNSS, um veícu- lo aéreo e um dispositivo de medição; A Figura 3 mostra uma modalidade adicional de um sistema de 5 inspeção de acordo com a invenção que tem um sistema GNSS, um veículo aéreo e um dispositivo de medição; A Figura 4 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção de acordo com a invenção que tem um sistema GNSS, veículos aéreos não tripulados e um bastão de inspeção; A Figura 5 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção, de acordo com a invenção, que tem um sistema GNSS, um veícu- lo aéreo não tripulado e um dispositivo de inspeção; A Figura 6 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção de acordo com a invenção que tem um veículo aéreo não tripulado e dois dispositivos de inspeção; As Figuras 7a-b mostram disposições adequadas de pontos re- ferenciados para determinar uma nova posição de ponto; A Figura 8 mostra uma determinação, de acordo com a inven- ção, de uma nova posição de ponto por meio de pontos referenciados mó- veis.
A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema de ins- peção 1, de acordo com a invenção, que tem um componente de determina- ção de ponto de referência 10 e um novo componente de determinação de ponto 30, em que uma posição do novo componente de determinação de ponto 30 deve ser determinada.
A posição do componente de determinação de ponto de referência 10 é conhecida, por exemplo, a partir de medições precedentes e pode ser usada como uma posição de referência para deter- minar a posição do novo componente de determinação de ponto 30. Ade- mais, uma obstrução 95 é localizada na linha de visão direta 90 entre os dois componentes do sistema 10, 30 e, portanto, evita a possibilidade de deter- minar a posição por meio de uma conexão direta dos dois componentes 10, 30 um ao outro.
Tal determinação de posição poderia – se a linha de visão
90 fosse estabelecida – ser realizada por medições de distância entre os componentes 10, 30 ao longo da linha de visão 90, por exemplo.
Ademais, um componente de referência 100, que é executado por um veículo aéreo (não mostrado), é fornecido para a determinação de 5 posição do novo componente de determinação de ponto 30. Respectivamen- te, uma linha de visão 91 entre o componente de determinação de ponto de referência 10 e o componente de referência 100 e uma linha de visão 92 en- tre o novo componente de determinação de ponto 30 e o componente de referência 100 são estabelecidas pelo componente de referência 100. Por meio de tal disposição, uma determinação de posição do novo componente de determinação de ponto 30 pode, portanto, ser realizada indiretamente.
Para esse fim, uma posição absoluta, isto é, uma posição em um sistema de coordenadas absolutas externo, do componente de referência 100 pode ser determinada por meio do componente de determinação de ponto de referên- cia 10 e, simultaneamente ou em uma janela de tempo específica, um item de informações de referência relativas do novo componente de determina- ção de ponto 30 em relação ao componente de referência 100 pode ser de- terminado.
Uma posição absoluta do novo componente de determinação de ponto 30 no sistema de coordenadas absolutas pode ser derivada por meio de uma unidade de análise 60 a partir da posição determinada absoluta do componente de referência 100 e do item de informações de referência relati- vas.
Para esse fim, por exemplo, ângulos medidos e/ou distâncias entre os componentes, que, respectivamente podem incorporar posições específicas, podem ser fornecidos para a unidade de análise 60 e a posição a ser deter- minada pode ser calculada a partir das dimensões fornecidas.
A Figura 2 mostra uma primeira modalidade de um sistema de inspeção 1, de acordo com a invenção, que tem um sistema GNSS incorpo- rado pelos satélites de GNSS 11, um veículo aéreo 50 e um instrumento de inspeção 31. O veículo aéreo 50 é equipado com um módulo de pseudossa- télite 53 para imagear um sinal 55 – comparável a um sinal de GNSS – que pode ser recebido por um pseudorreceptor de satélite 32 disposto no instru-
mento de inspeção 31. Com base nesse pseudossinal de satélite 55, uma medição de distância do veículo aéreo 50 até o instrumento de inspeção 31 pode ser realizada e, portanto, itens de informações de referência relativas podem ser determinados. Ademais, no ponto no tempo da medição de dis- 5 tância, a posição do veículo aéreo 50 pode ser determinada por sensores no mesmo e as coordenadas ou a posição do ponto de referência móvel, que são designadas ao veículo aéreo 50 e estão em uma relação espacial fixa em relação ao mesmo, podem ser transmitidas ao instrumento de inspeção
31. As informações de referência podem ser moduladas em forma codificada no sinal 55 e podem ser recebidas no mesmo pelo instrumento de inspeção 31 ou podem, alternativa ou adicionalmente, ser transmitidas através de rá- dio ao mesmo e podem ser recebidas com o uso de uma unidade de rece- bimento adicional. Para a determinação da posição absoluta (em um sistema de coordenadas absolutas, externo) do instrumento de inspeção 31 ou para a determinação de posição absoluta de um novo ponto 2, no qual o instrumen- to de inspeção 31 é configurado, o veículo aéreo 50 pode mover para até pelo menos três posições significativamente diferentes e, portanto, represen- ta uma pluralidade de pontos referenciados. Em cada uma dessas posições, uma medição de distância pode ser realizada entre o respectivo ponto de referência e o instrumento de inspeção 31 com base nos pseudossinais de satélite 55 e também as coordenadas do ponto de referência podem ser de- terminadas e transmitidas para o instrumento de inspeção 31. Com base nas coordenadas dos pontos referenciados e as distâncias medidas, a posição ou as coordenadas do novo ponto 2 ou do instrumento de inspeção 31 pode ser calculada em uma unidade de computação, por exemplo, no instrumento de inspeção 31, por meio da resseção por arco. Para a determinação da posição dos pontos referenciados mó- veis no sistema de coordenadas absolutas, o veículo aéreo não tripulado 50 é adicionalmente equipado com uma unidade de receptor de GNSS 52. Com o uso dessa unidade de recebimento, os sinais de GNSS são recebidos dos satélites de GNSS 11 e, com base nos mesmos, a posição absoluta ou as coordenadas do veículo aéreo 50 ou os pontos referenciados móveis são calculados.
Além disso, o veículo aéreo 50 pode ser equipado com uma uni- dade de sensor 54, que consiste, por exemplo, em um magnetômetro, um sensor de inclinação, um sensor de aceleração, e/ou um sensor de desvio 5 de guinada.
A precisão melhorada da determinação da posição de ponto de referência pode ser alcançada ou um alinhamento e/ou um movimento do veículo aéreo 50 podem ser determinados ao corresponder às medições dessa unidade de sensor 54. Para a determinação de posição, o veículo aéreo 50 pode, res- pectivamente, assumir posições adequadas, em que uma conexão entre o veículo aéreo 50 e os satélites de GNSS 11 e entre o veículo aéreo 50 e o instrumento de inspeção 31 existe, respectivamente, nas respectivas posi- ções.
O instrumento de inspeção 31 permanece posicionado fixo no lugar em uma posição durante a determinação de posição.
Por meio da disposição de pelo menos dois, em particular, quatro ou mais rotores 51 no veículo aé- reo 50, tal posicionamento pode ser realizado e mantido.
Sob essa condição, uma determinação da posição absoluta do veículo aéreo 50 pelos satélites 11 e o item de informações de referência relativas por meio dos pseudossi- nais de satélite 55 pode ser realizada simultaneamente ou em uma janela de tempo definida.
Pareamentos podem, portanto, respectivamente, ser deriva- dos dessas determinações, a partir das quais uma determinação de posição do novo ponto 2 ou a posição do instrumento de inspeção 31 pode ser reali- zada quando os pareamentos são considerados juntos.
Para uma determi- nação de posição confiável e precisa, o veículo aéreo 50 pode assumir posi- ções adequadas respectivas para gerar um número de pontos referenciados, em particular, três pontos significativamente diferentes.
As posições podem ser selecionadas, em particular, automaticamente, de modo que o sombre- amento ou interrupção da respectiva conexão entre os componentes indivi- duais pelas obstruções, por exemplo, construção 80, pode ser evitado.
Ade- mais, as posições podem representar uma disposição geométrica vantajosa e, portanto, pode resultar em alta precisão na determinação durante a exe- cução da resseção por arco para a determinação de posição.
O pseudossinal de satélite 55, que é emitido pelas unidades transmissoras 53 do veículo aéreo 50, pode, adicionalmente, ser projetado de tal forma, por exemplo, que corresponda a um sinal de GNSS e, portanto, pode ser recebido por dispositivos de inspeção de GNSS convencional e a 5 posição pode, portanto, ser analisada.
A Figura 3 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção 1, de acordo com a invenção, que tem satélites de GNSS 11a, 11b, um veículo aéreo 50 e um instrumento de ins- peção 31. O veículo aéreo 50, que pode representar um grupo de veículos aéreos aqui, é equipado com um módulo de pseudossatélite 53 para emitir um sinal 55, que corresponde a um sinal de GNSS ou representa um pseu- dossinal de satélite, que pode ser recebido por um pseudorreceptor de saté- lite 32 disposto no instrumento de inspeção 31. O receptor 32 pode ser im- plantado de tal forma que os sinais de GNSS ou pseudossinais de satélite ou ambos os tipos de sinal possam, de maneira unida, ser recebidos.
Uma me- dição de distância a partir do veículo aéreo 50 para o instrumento de inspe- ção 31 pode ser realizada com base no sinal 55 e, portanto, itens de infor- mações de referência relativas podem ser determinados.
Ademais, no ponto no tempo da medição de distância, a posição do veículo aéreo 50 pode ser determinada pelos sensores no mesmo e as coordenadas ou a posição do ponto de referência móvel, que é designado para o veículo aéreo 50 e está em uma relação espacial fixa em relação ao mesmo, podem ser transmitidas para o instrumento de inspeção 31. O item das informações de referência pode ser modulado em forma codificada no sinal 55 e pode ser recebido no mesmo pelo instrumento de inspeção 31, ou pode, alternativa ou adicional- mente, ser transmitido através de rádio para o mesmo e ser recebido com o uso de uma unidade de recebimento adicional.
Para a determinação da posição do instrumento de inspeção 31 ou um novo ponto 2, no qual o instrumento de inspeção 31 é configurado, os sinais de GNSS dos satélites 11a podem ser recebidos e usados, em que os satélites 11a mostrados podem representar um grupo de satélites de GNSS.
Já que, devido às obstruções 80, receber um número o suficiente de sinais dos satélites 11a para uma determinação de posição adequada é evitado,
uma determinação de posição confiavelmente precisa não pode ser realiza- da somente com base nos sinais de GNSS recebíveis.
Pontos referenciados móveis adicionais para a determinação de posição podem, agora, ser forne- cidos por um ou mais veículos aéreos 50. O veículo aéreo 50 pode mover 5 para esse fim para as respectivas posições definidas.
Nessas posições, uma medição de distância pode ser, respectivamente, realizada fora entre o ponto de referência e o instrumento de inspeção 31 com base nos pseudossinais de satélite 55 e também, a respectiva posição do ponto de referência pode ser determinada e transmitida para o instrumento de inspeção 31. A posição do ponto de referência pode ser produzida, por exemplo, por meio de sinais de GNSS fornecidos pelo grupo de satélite 11a e ao usar sinais adicionais de GNSS dos satélites 11b, que são novamente mostrados como represen- tativos de um grupo de satélites.
O veículo aéreo 50 pode ser posicionado de tal maneira que os sinais de ambos os grupos de satélite 11a, 11b pos- sam ser recebidos no veículo aéreo 50 e os sinais 55 emitidos a partir do veículo aéreo 50 podem ser recebidos pela unidade de recebimento 32 no instrumento de inspeção 31. Com o uso dos sinais de GNSS recebíveis dos satélites 11a e os pseudossinais de satélite adicionais 55 do veículo aéreo 50, em particular em que uma pluralidade de pontos referenciados são for- necidos pelo veículo aéreo 50, a posição do instrumento de inspeção 31 ou do novo ponto 2 pode, portanto, ser determinada.
A Figura 4 mostra uma modalidade adicional do sistema de ins- peção 1, de acordo com a invenção, que tem satélites de GNSS 11, veículos aéreos não tripulados 50 e um bastão de inspeção 35 portado por um usuá- rio 37. Uma pluralidade de veículos aéreos não tripulados 50 é usada nessa modalidade.
Cada um desses veículos aéreos 50 é equipado com um módu- lo de pseudossatélite 53 para, respectivamente, emitir um sinal 55 – compa- rável a um sinal de GNSS – que pode ser recebido por um pseudorreceptor de satélite 36 disposto no bastão de inspeção 35. Com base nesses pseu- dossinais de satélite 55, as medições de distância podem, novamente, ser realizadas a partir dos veículos aéreos 50 para o bastão de inspeção 35 e, portanto, itens de informações de referência relativas podem ser determina-
dos.
Com base nas distâncias assim confirmadas e nas posições ou coorde- nadas dos veículos aéreos 50 ou posições dos pontos referenciados móveis, que são designados aos veículos aéreos 50 e estão em uma reação espacial fixada em relação aos mesmos, a posição ou as coordenadas do bastão de 5 inspeção 35 ou do novo ponto 2 podem ser calculadas por meio de resseção por arco, em que as posições dos veículos aéreos 50 podem ser transmiti- das para o bastão de inspeção 35, por exemplo, codificadas para os pseu- dossinais de satélite 55 ou através de rádio.
Nessa modalidade, os veículos aéreos 50 podem permanecer substancialmente estaticamente em uma posição.
Ademais, pelo menos três ou quatro veículos aéreos 50 podem ser usados e, portanto, um número su- ficiente de medições de distância pode ser realizado para uma única coor- denada determinação do novo ponto 2. Como consequência da medição de distância substancialmente sincronizada assim possível de uma pluralidade de veículos aéreos 50 ao bastão de inspeção 35, uma determinação pro- gressiva ou contínua das posições e/ou coordenadas é possível aqui.
Por- tanto, uma determinação de posição da rota de inspeção 35 – em contraste com a primeira modalidade (Figura 2) – também pode ser realizada durante um movimento do bastão.
Para a determinação das posições dos pontos referenciados, os veículos aéreos não tripulados 50 são adicionalmente equipados, cada, com uma unidade de receptor de GNSS 52. Com o uso dessa unidade de rece- bimento, os sinais de GNSS são recebidos de satélites de GNSS 11 e, com base nos mesmos, as posições ou coordenadas dos pontos referenciados são calculadas, que podem ser fornecidas para o bastão de inspeção 35. Ademais, os veículos aéreos 50 podem ter receptores 56 pare receber os pseudossinais de satélite 55, de modo que distâncias entre os veículos aé- reos 50 também possam ser determinadas e, portanto, uma precisão mais alta pode ser alcançada na determinação das posições do ponto de referên- cia.
Ademais, cada veículo aéreo 50 também pode ser equipado com uma unidade de sensor 54 aqui, em que as medições da unidade de sensor 54 podem resultar na precisão melhorada das posições de medição ou podem ser usadas para a determinação dos alinhamentos e movimentos dos veícu- los aéreos 50. O último pode ser importante, em particular, para o controle se os veículos aéreos 50 devem permanecer flutuando em uma posição es- pecífica e estão sujeitos a influências externas, por exemplo, vento.
Uma 5 correção ou balanceamento da posição dos veículos aéreos 50 ou dos sinais emitidos 55 pode, então, ser realizado com base nas medições da unidade de sensor 54. Durante o posicionamento dos veículos aéreos 50, uma configu- ração de medição ótima, isto é, uma disposição geométrica adequada das posições do ponto de referência, pode ser buscada enquanto leva em consi- deração obstruções 80. Os veículos aéreos 50 podem, portanto, obter pon- tos referenciados adequados que geram uma linha de visão indireta entre os componentes (satélites GNSS 11 e bastão de inspeção 35) e podem perma- necer substancialmente estaticamente flutuando sobre os mesmos ou po- dem se mover através do ar controlado em uma maneira controlada.
A Figura 5 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção 1, de acordo com a invenção, que tem satélites de GNSS 11, um veículo aéreo não tripulado 50 e um dispositivo de inspeção 40, por exem- plo, uma estação total ou um teodolito.
O veículo aéreo é fornecido com um receptor de GNSS 52 para a determinação de uma posição do veículo aéreo 50 ou um ponto de referência designado para o veículo aéreo 50. Com o uso desse receptor, sinais de GNSS, por exemplo, sinais de GPS, que são emiti- dos por um satélite de GNSS, por exemplo, a partir de um satélite de GPS, podem ser recebidos e, portanto, a posição ou as coordenadas do ponto de referência no veículo aéreo 50 pode ser determinada e, posteriormente, for- necida ao dispositivo de inspeção 40. Uma pluralidade de pontos referencia- dos, respectivamente representados pelo veículo aéreo 50 em uma posição respectiva, pode novamente ser gerada por um movimento 59 do veículo aéreo 50, em particular ao longo de uma trajetória de voo previamente defi- nida e as posições dos mesmos podem ser determinaas pelo sistema de GNSS.
Ademais, alvos de referência já conhecidos adicionais, representa- dos aqui pelo alvo de referência 6, também podem estar localizados na faixa visual.
Ademais, uma marca-alvo ou um refletor 57 é fixado ao veículo aéreo não tripulado 50, no qual a marca-alvo ou o refletor do feixe de medi- ção 42 de uma unidade de alvejamento 41 do dispositivo de inspeção 40 5 pode ser alinhado.
A unidade de alvejamento 41 é pivotável de maneira con- trolável manualmente ou por motor cerca de dois eixos geométricos para esse fim.
O dispositivo de inspeção 40 pode, adicionalmente, ser alinhado, em particular, automaticamente, no refletor 57 do veículo aéreo 50 e "aco- plado" ao mesmo, de modo que o rastreamento-alvo automático do refletor 57 ou o veículo aéreo 50 possa ser realizado.
Tal rastreamento-alvo pode ser implantado por meio de um dispositivo de reconhecimento de alvo auto- mático (reconhecimento de alvo automatizado, ATR) que é integrado ao dis- positivo de inspeção 40. Para esse fim, o deslocamento de um feixe de laser refletido pelo refletor 57 a partir de uma posição neutra em um fotoide pode ser adquirido de tal forma que uma direção de movimento do refletor 57 em relação ao dispositivo de inspeção 40 possa ser derivada do desvio e o dis- positivo de inspeção 40 pode ser rastreado de acordo com esse movimento ou o alinhamento do dispositivo de inspeção 40 ou da unidade de alvejamen- to 41 no refletor 57 pode ser reajustado, de modo que o desvio no fotodiodo é minimizado.
Com base em uma medição com o uso de um aparelho de medição de ângulo fornecido no dispositivo de inspeção 40, o ângulo dire- cional horizontal e/ou vertical em relação ao refletor 57 no veículo aéreo 50 pode ser determinado em relação ao local de configuração do dispositivo de inspeção 40. Em particular, a distância em relação ao veículo aéreo 50 pode, adicionalmente, ser medida com o uso de um medidor de distância no dispo- sitivo de inspeção 40. Para a determinação de posição do novo ponto 2 ou da posição do dispositivo de inspeção 40, o veículo aéreo 50 pode se posicionar diferen- temente e, portanto, gera pontos referenciados, em que o número exigido mínimo do mesmo para uma determinação de posição confiável pode de- pender do tipo respectivo das medições.
Por exemplo, no caso de um uso adicional do alvo de referência conhecido 6 para a determinação de posição,
o número exigido de pontos referenciados móveis a serem alvejados pode ser reduzido e a determinação pode ser realizada a partir de uma combina- ção de ponto de referência móvel e alvos referência conhecidos.
O veículo aéreo 50 pode ser posicionado, em particular automaticamente, de tal ma- 5 neira que uma linha de visão direta, que é interrompida por uma construção 80, por exemplo, entre os satélites de GNSS 11 e o dispositivo de inspeção 40, possa ser ligada indiretamente pelo veículo aéreo 50, de modo que, res- pectivamente, uma conexão exista entre o veículo aéreo 50 e os satélites de GNSS 11 ou o dispositivo de inspeção 40. Em cada uma dessas posições, uma medição de ângulo e/ou medição de distância em relação ao veículo aéreo 50 são realizadas com o uso do dispositivo de inspeção 40 e uma po- sição relativa, isto é, uma posição em um sistema de coordenadas relativas, do veículo aéreo 50 ao sistema de inspeção 1, ou itens de informações de referência relativas, são fornecidos.
Isso pode ser realizado, por exemplo, através de rádio ou modulado no feixe de medição 42. Simultaneamente ou em uma janela de tempo específica, a posição absoluta respectiva, isto é, a posição do veículo aéreo 50 em um sistema de coordenadas absolutas ex- terno, em particular, pode ser determinada por GNSS.
Com base nos ângulos medidos direcionais e/ou distâncias e as coordenadas absolutas dos pontos referenciados, a posição ou coordenadas do novo ponto 2 ou a posição e, opcionalmente, a orientação do dispositivo de inspeção 40 pode ser calculada por meio de métodos geodéticos (por exemplo, resseção ou resseção por arco). Ademais, em particular, um ponto- alvo adicional 3 pode ser alvejado com o uso do dispositivo de inspeção 40 e a posição ou coordenadas do mesmo pode ser determinado.
Por meio de uma transformação de coordenada, a posição do ponto-alvo 3 pode, agora, também ser determinada da mesma forma no sistema de coordenadas abso- lutas.
Para a determinação de posição, além dos respectivos itens determi- nados de informações relativas e posições absolutas ou os ângulos medidos e/ou distâncias e a posição determinada absoluta do veículo aéreo 50 são relacionadas um ao outro por um cálculo de uma relação relativa e, a partir de um número de pareamentos derivados do mesmo, a posição do dispositi-
vo de inspeção 40 ou do novo ponto 2 e/ou do ponto-alvo 3 no sistema de coordenadas absolutas é determinada.
A Figura 6 mostra uma modalidade adicional de um sistema de inspeção 1, de acordo com a invenção, que tem um veículo aéreo não tripu- 5 lado 50 e dois dispositivos de inspeção 40a, 40b.
Nessa modalidade, a de- terminação da posição de ponto de referência ou da posição do veículo aé- reo 50 no sistema de coordenadas absolutas pode ser realizada com o uso de um dispositivo de inspeção 40b, o feixe de medição 42b o qual é alinhado em um refletor 57 preso ao veículo aéreo 50, em particular é acoplado ao veículo aéreo 50 através do rastreamento-alvo, por meio de medições de ângulo e medições de distância.
A posição ou as coordenadas do ponto de referência são, então, fornecidas ao sistema de inspeção 1, por exemplo, através de rádio, em particular transmitido ao dispositivo de inspeção 40a.
Ao mesmo tempo, com o uso do dispositivo de inspeção 40a, medições de ângulo e/ou medições de distância também podem ser realizadas para o refletor 57 preso no veículo aéreo 50 por meio do feixe de medição 42a.
Com base nos ângulos medidos direcionais e/ou distâncias a partir do dispo- sitivo de inspeção 40a e as coordenadas dos pontos referenciados determi- nados pelo dispositivo de inspeção 40b, as coordenadas do novo ponto 2 e também a posição e, opcionalmente, a orientação do dispositivo de inspeção 40a podem ser calculadaa através de métodos geodéticos conhecidos (por exemplo, resseção ou resseção por arco). O ponto de referência móvel for- necido pelo veículo aéreo 50 pode, portanto, ser usado como um ponto de ativação.
Similarmente às modalidades supracitadas, o veículo aéreo 50 po- de ocupar posições adequadas para superar uma obstrução visual causada pelas obstruções 80 e para fornecer um número dos pontos referenciados.
As coordenadas (absolutas) dos pontos referenciados móveis e também, em sucessão adicional, do novo ponto 2 ou do dispositivo de ins- peção 40a podem, definidas em um sistema de coordenadas locais, se refe- rir ao ponto de configuração 4 e o alinhamento do dispositivo de medição 40b.
Ademais, antes do procedimento de inspeção, as coordenadas do pon- to de configuração 4 podem ser determinadas por ângulo e/ou medições de distância adicionais com o uso do dispositivo de medição 40b e também a orientação das mesmas em relação aos alvos referência 6 conhecidos em um sistema de coordenadas de ordem superior.
Métodos conhecidos na ins- peção também podem ser usados nesse caso. 5 As coordenadas dos pontos referenciados móveis que são de- terminados com o uso do dispositivo de inspeção 40b podem ser transmiti- das através de rádio diretamente ao dispositivo de inspeção 40a.
Alternativa ou adicionalmente a isso, por exemplo, se uma comunicação direta não for possível como consequência das obstruções 80, os itens de informações de referência também podem ser primeiramente transmitidos a partir do disposi- tivo de inspeção 40b para o veículo aéreo 50 e, então, transmitidos para o dispositivo de inspeção 40a.
Uma comunicação ou transmissão de valores medidos pode, adicionalmente, ser realizada na direção reversa que origina a partir do dispositivo de inspeção 40a para o dispositivo 40b.
Ademais, o veículo aéreo 50 pode ser equipado com uma unida- de de sensor 54, por exemplo, que consistia em um magnetômetro, um sen- sor de inclinação, um sensor de aceleração, e/ou um sensor de desvio de guinada, em que as medições das unidades de sensor 54 podem resultar na precisão melhorada na determinação de posição dos pontos referenciados móveis ou podem ser usadas para a determinação dos alinhamentos e mo- vimentos do veículo aéreo 50. Ademais, essa unidade de sensor 54 também pode ser usada para uma determinação da posição dos pontos referenciados ou pelo menos para a determinação aproximada dos mesmos, em particular se a determi- nação das posições pelo dispositivo de inspeção 40b falhar.
Esse caso pode ocorrer, por exemplo, se o rastreamento-alvo automático perder a conexão com o alvo (refletor 57), por exemplo.
Nesse caso, a posição aproximada, com base nas medições da unidade de sensor 54, pode ser transmitida para o dispositivo de inspeção 40a ou o dispositivo de inspeção 40b através de rádio.
Com base nessas informações, o dispositivo de inspeção 40b pode encontrar o alvo novamente, a conexão pode ser reestabelecida e o rastre- amento-alvo automático pode ser executado novamente.
Ademais, após uma primeira determinação de posição aproxi- mada do novo ponto 2 ou da posição do dispositivo de inspeção 40a, as co- ordenadas do mesmo podem ser transmitidas através de rádio para o veícu- lo aéreo 50. Com base nessas informações, uma trajetória de voo para o 5 veículo aéreo 50 pode ser automaticamente adaptada para fornecer uma geometria ótima para os pontos referenciados para a determinação de posi- ção e, portanto, para alcançar uma precisão mais alta.
As informações de transmissão dos dispositivos de inspeção 40a, 40b para o veículo aéreo 50 também podem ser realizadas através de um feixe de laser, em particular através do feixe de medição 42a, 42b, que é usado para a medição de dis- tância.
Para esse fim, o veículo aéreo 50 pode ter um aparelho de receptor correspondente.
As Figuras 7a e 7b mostram, cada uma, uma disposição geomé- trica de pontos referenciados 23, 23a, 23b para a determinação, de acordo com a invenção, de uma posição de um novo ponto 2. Na Figura 7a, os pon- tos referenciados 23 são selecionados e dispostos de tal maneira que uma determinação de uma nova posição de ponto 2 possa ser realizada unica- mente e confiavelmente, por exemplo, por uma resseção ou uma resseção por arco, já que uma respectiva resseção e uma resseção por arco geram um ponto substancialmente único de interseção, que é, em particular sujeito a apenas uma pequena incerteza.
Em contraste, a Figura 7b mostra uma seleção de pontos refe- renciados 23a, 23b de tal maneira que resultem em uma configuração geo- métrica ótima para a determinação do novo ponto 2 apenas após os pontos 23b serem adicionados como pontos referenciados adicionais 23b.
Para es- se fim, após uma determinação de posição aproximada do novo ponto 2 com base nos pontos referenciados 23a, os pontos referenciados adicionais 23b para o veículo aéreo 50 podem ser calculados e aproximados, que resulta em uma disposição geométrica ótima dos pontos 23a, 23b e, portanto, em uma precisão mais alta durante a determinação das coordenadas do novo ponto 2. Ademais, a trajetória de voo 25 do veículo aéreo 50 pode ser conti- nuamente adaptada como uma função da precisão a ser otimizada.
Ademais, por meio de uma seleção adequada dos pontos refe- renciados 23a, 23b, obstruções possíveis, que interfeririam com, atenuariam ou corromperiam uma transmissão de sinais de medição ao dispositivo de inspeção ou longe dos dispositivos de inspeção, podem ser evitadas.
Isso 5 pode ser realizado substancialmente automaticamente, à medida que o dis- positivo de inspeção analisa e avalia a qualidade de sinal da medição medi- ante o recebimento do mesmo.
No caso de um sinal fraco, o veículo aéreo 50 pode mudar sua posição de tal maneira que a qualidade de sinal seja aumentada.
Essa informação pode ser transmitida do instrumento de inspe- ção para o veículo aéreo, por exemplo, através de rádio, em que o veículo aéreo pode ser equipado com transmissor correspondente e aparelhos de receptor.
Para evitar ou ligar obstruções, itens de informações de um siste- ma de geoinformação também podem ser usadso, que podem conter, por exemplo, as posições e as dimensões de estruturas.
No caso da seleção dos pontos referenciados 23a, 23b, a habili- dade para receber o sinal de GNSS também pode ser levada em considera- ção, que é usada para a determinação de posição do veículo aéreo em si.
A princípio, essa posição pode ser determinada com precisão mais alta se o sinal for recebido pelo número máximo de satélites de GNSS possíveis.
Uma otimização pode, portanto, ser realizada de tal maneira que o veículo aéreo busque por uma posição de medição que permite o recebimento do maior número de sinais de satélites de GNSS possível, ao evitar sombras de sinal devido a obstruções, por exemplo, construções.
Ademais, efeitos de interfe- rência, por exemplo, múltiplos trajetos, podem ser levados em consideração na seleção dos pontos referenciados.
A Figura 8 mostra uma sequência de uma determinação, de a- cordo com a invenção, de uma nova posição de ponto 2. Essa sequência pode ser realizada, em particular, com o uso de um sistema de inspeção 1, de acordo com a invenção, de acordo com a modalidade na Figura 6. Em uma primeira etapa, uma posição de configuração absoluta 4 de um disposi- tivo de inspeção 40b pode ser determinada com base nos pontos 6, cujas coordenadas são conhecidas e que podem ser alvejadas pelo dispositivo de inspeção 40b.
Ademais, prosseguindo a partir da posição configurada 4 do dispositivo de inspeção 40b, uma respectiva posição do ponto de referência absoluta 23 pode ser produzida, em que essa posição pode ser variável de maneira móvel por um veículo aéreo 50, ao medir o ponto de referência 23 5 através do dispositivo de inspeção 40b.
Ademais, o respectivo ponto de refe- rência 23 pode ser alvejado por um dispositivo de inspeção adicional 40a no novo ponto 2 e um item de informações de posição relativas, por exemplo, ângulo direcional e/ou distância, para o ponto 23 pode ser determinado.
Vá- rias referências podem ser geradas por um movimento do veículo aéreo 50 ou dos pontos referenciados 23 ao longo de uma rota 25 e um par de valor respectivo que tem uma especificação de posição absoluta do ponto de refe- rência 23 e um item de informações de referência relativas, por exemplo, ângulo direcional e/ou distância, pode ser gerado a partir das mesmas.
A posição do novo ponto 2 pode, então, ser concluída a partir de pelo menos três tais pares de valor por meio dos métodos geodéticos conhecidos de resseção por arco ou resseção.
É óbvio que essas figuras ilustradas representam apenas es- quematicamente possíveis modalidades exemplificadoras.
As várias aborda- gens também podem ser combinadas, de acordo com a invenção, umas às outras e com sistemas e métodos para a determinação de posição ou o po- sicionamento de objetos ou para referenciar as posições ou coordenadas da técnica anterior.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de inspeção geodético (1) que tem - pelo menos um componente de referência (100) que define um ponto de referência (23, 23a, 23b), em que uma posição absoluta do ponto 5 de referência é conhecida, e - pelo menos um novo componente de determinação de ponto (30), que deriva uma nova posição de ponto relativa (2, 3), em que um item de informações de referência relativas mútuas entre o componente de referência (100) e o novo componente de determina- ção de ponto (30) é derivável, em particular, para a finalidade de fazer refe- rência em relação à posição de ponto de referência, caracterizado pelo fato de que o sistema de inspeção (1) tem um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo (50), em que - o veículo aéreo (50) porta o componente de referência (100), através do qual o pelo menos um ponto de referência (23, 23a, 23b) é forne- cido como um ponto de referência móvel (23, 23a, 23b), e - o veículo aéreo (50) é implantado de tal maneira que o compo- nente de referência (100) é livremente deslocável espacialmente, em particu- lar, é posicionável de modo substancialmente fixo em posição, através do veículo aéreo (50) relativo ao novo componente de determinação de ponto (30).
2. Sistema de inspeção geodético (1), de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizado pelo fato de que - o sistema de inspeção (1) tem um componente de determina- ção de ponto de referência (10) para a determinação da posição do ponto de referência absoluta em um sistema de coordenadas absolutas, de modo que uma linha de visão (90, 91, 92) entre o componen- te de referência (100) e, respectivamente, o novo componente de determina- ção de ponto (30) e o componente de determinação de ponto de referência (10) pode ser gerada indiretamente por um posicionamento específico do componente de referência (100), e um referenciamento da nova posição de ponto (2, 3) no sistema de coordenadas absolutas pode ser realizado, e/ou - um número de pontos referenciados (23, 23a, 23b) pode ser gerado pelo deslocamento espacial do veículo aéreo (50), e 5 - o veículo aéreo (50) é deslocável e posicionável em uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular, em uma faixa de 2 m a 50 m, e/ou o sistema de inspeção (1) tem uma unidade de análise (60) para - detectar e designar - a posição do ponto de referência absoluta, que é determinada e fornecida pelo componente de determinação de ponto de referência (10), do ponto de referência (23, 23a, 23b) e - o respectivo item de informações de referência relativas entre o componente de referência (100) e o novo componente de determinação de ponto (30), em particular, de ângulos medidos e/ou uma distância até o res- pectivo ponto de referência (23, 23a, 23b), em que o item de informações de referência relativas pode ser determinado e fornecido pelo novo componente de determinação de ponto (30) como uma função da posição de ponto de referência e uma posição do novo componente de determinação de ponto (30), e - gerar um pareamento a partir da designação da posição do ponto de referência absoluta e o respectivo item de informações de referên- cia relativas.
3. Sistema de inspeção (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que - o componente de referência (100) tem um refletor (57) e - o componente de determinação de ponto de referência (10) tem um dispositivo geodético de inspeção (40b), em particular, uma estação total ou um teodolito, que tem pelo menos - um primeiro aparelho de alvejamento, em particular, uma visão telescópica, em que o primeiro aparelho de alvejamento é pivotável por um motor para mudar o alinhamento do mesmo em relação a uma primeira base do dispositivo de inspeção e tem pelo menos - uma primeira unidade de emissão que define um primeiro eixo geométrico óptico e - uma primeira fonte de feixe para a emissão de um primeiro fei- 5 xe de medição óptico (42b) para a medição de distância em paralelo, em particular, coaxialmente, para o primeiro eixo geométrico óptico, - primeira funcionalidade de medição de ângulo para a aquisição de alta precisão do alinhamento do primeiro eixo geométrico alvo, e - primeiro meio de análise para o armazenamento de dados e controle do alinhamento do primeiro aparelho de alvejamento, e em que - o primeiro feixe de medição (42b) pode ser alinhado no refletor (57), em particular continuamente, de modo que a posição do ponto de refe- rência absoluta do ponto de referência (23, 23a, 23b) possa ser determinada e fornecida de maneira geodeticamente precisa, e/ou - o componente de determinação de ponto de referência (10) tem pelo menos uma unidade transmissora para emitir sinais de posiciona- mento e - o componente de referência (100) é implantado de tal maneira que os sinais de posicionamento sejam recebíveis, em particular por meio de uma antena de GNSS, e a posição de ponto de referência pode ser determi- nada a partir dos sinais de posicionamento, em particular em que a unidade transmissora é implantada como um transmissor de GNSS, em particular, um satélite de GNSS (11, 11a, 11b), em particular, um satélite de GPS, GLONASS ou Galileo, e os sinais de posicionamento são incorporados por sinais de GNSS, em particular em que - o componente de determinação de ponto de referência (10) tem uma estação de referência de GNSS para emitir sinais de correção de GNSS e
- o componente de referência (100) é implantado de tal forma que os sinais de correção de GNSS são recebíveis e a posição de ponto de referência pode ser determinada a partir dos sinais de GNSS recebidos e os sinais de correção de GNSS. 5 4. Sistema de inspeção (1), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de inspeção (1) tem uma unidade de controle, em que a unidade de controle é configurada de tal forma que uma disposição geométrica espacial dos pontos referenciados (23, 23a, 23b) é definível, em particular automaticamente, em particular em que a disposição geométrica dos pontos referenciados (23, 23a, 23b) é defi- nível como uma função de uma otimização para gerar o pareamento, e/ou a unidade de controle é configurada de tal forma que o veículo aéreo (50) é posicionável como uma função da posição de ponto de referên- cia, que pode ser determinada por meio do componente de determinação de ponto de referência (10), em particular continuamente, e/ou como uma fun- ção da disposição geométrica dos pontos referenciados (23, 23a, 23b), em particular automaticamente, e/ou a unidade de controle é configurada de tal maneira que uma tra- jetória de voo (25) seja definível e o veículo aéreo (50) seja móvel ao longo da trajetória de voo (25), em particular, em que a trajetória de voo (25) é de- finível como uma função da disposição geométrica espacial dos pontos refe- renciados (23, 23a, 23b).
5. Sistema de inspeção (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo (50) tem uma u- nidade de sensor (54) para determinar o alinhamento do veículo aéreo (50), em particular um sensor de inclinação, um magnetômetro, um sensor de aceleração, um sensor de desvio de guinada e/ou um sensor de velocidade, e/ou o sistema de inspeção (1) tem uma unidade de controle remoto, em que a unidade de controle remoto é implantada de tal maneira que um controle do veículo aéreo (50) e/ou uma geração do pareamento possam ser realizados, em particular em que uma comunicação entre a unidade de con- 5 trole remoto e/ou o componente de determinação de ponto de referência (10) e/ou o novo componente de determinação de ponto (30) e/ou o componente de referência (100) pode ser realizada através de fio, ou por meio de sinais de rádio, infravermelho ou laser, e/ou o componente de referência (100) é implantado de tal maneira que a posição de ponto de referência e/ou o item de informações de referên- cia relativas possam ser fornecidos indiretamente pelo componente de refe- rência (100), em particular, em que o componente de referência (100) tem um transmissor para emitir e/ou uma unidade de recebimento para receber a posição de ponto de referência e/ou o item de informações de referência re- lativas, em particular em que a posição de ponto de referência e/ou o item de informações de referência relativas são transmissíveis através de fio, ou por meio de sinais de rádio, infravermelho ou laser, em particular em que os si- nais de posicionamento (55) podem ser modulados no posição de ponto de referência.
6. Sistema de inspeção (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que - o componente de referência (100) tem o refletor (57) e o novo componente de determinação de ponto (30) tem - um segundo aparelho de alvejamento (41), em que o segundo aparelho de alvejamento (41) é pivotável por um motor para mudar o ali- nhamento do mesmo em relação a uma segunda base do novo componente de determinação de ponto (30) e tem pelo menos - uma segunda unidade de emissão que define um segundo ei- xo-alvo óptico e - uma segunda fonte de feixe para a emissão de um segundo feixe de medição óptico (42, 42a) para a medição de distância em paralelo, em particular coaxialmente, para o segundo eixo-alvo óptico, - segunda funcionalidade de medição de ângulo para a aquisição de alta precisão do alinhamento do segundo eixo geométrico alvo e 5 - segundo meio de análise para o armazenamento de dados e controle do alinhamento do segundo aparelho de alvejamento, e em que o segundo feixe de medição (42, 42a) pode ser alinhado ao re- fletor (57), em particular, continuamente, de modo que o item de informações de referência relativas, em particular para a obtenção de referência de posi- ção do novo componente de determinação de ponto (30), possa ser determi- nado e fornecido como uma função da posição de ponto de referência, de modo que o pareamento e/ou a nova posição de ponto (2, 3) possa ser de- terminado no sistema de coordenadas absolutas, em particular uma posição de um ponto-alvo mensurável, ou - o componente de referência (100) tem um módulo de pseudos- satélite (53) para emitir os sinais de posicionamento (55), em particular, em que os sinais de posicionamento (55) representam a posição do ponto de referência absoluta e o novo componente de determinação de ponto (30) tem um pseudorreceptor de satélite (32, 36), em que o pseudorreceptor de satélite (32, 36) é implantado de tal forma que os sinais de posicionamento (55) emitidos pelo módulo de pseudossatélite (53) são recebíveis e o item de informações de referência relativas pode ser determinado e fornecido, de modo que a nova posição de ponto (2, 3) possa ser determinada no sistema de coordenadas absolutas.
7. Método de referenciamento geodético que tem - pelo menos um componente de referência (100), que define um ponto de referência (23, 23a, 23b), em que uma posição absoluta do ponto de referência é conhecida, e - pelo menos um novo componente de determinação de ponto (30), que deriva uma nova posição de ponto relativa (2, 3),
em que um item de informações de referência relativas mútuas entre o componente de referência (100) e o novo componente de determina- ção de ponto (30) é derivado, em particular para a finalidade de referenciar em relação à posição de ponto de referência, 5 caracterizado pelo fato de que o pelo menos um ponto de refe- rência (23, 23a, 23b) é fornecido como um ponto de referência móvel (23, 23a, 23b) pelo componente de referência (100), em que - o componente de referência (100) é realizado por um veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo (50) e - o veículo aéreo (50) é implantado de tal maneira que o compo- nente de referência (100) é livremente deslocado espacialmente, em particu- lar posicionado substancialmente fixado na posição, pelo veículo aéreo (50) em relação ao novo componente de determinação de ponto (30).
8. Método de referenciamento geodético, de acordo com a rei- vindicação 7, caracterizado pelo fato de que a posição do ponto de referência absoluta é determinada em um sistema de coordenadas absolutas com o uso de um componente de deter- minação de ponto de referência (10), e/ou por um posicionamento específico do componente de referência (100), uma linha de visão (90, 91, 92) é indiretamente gerada entre o com- ponente de referência (100) e, respectivamente, o novo componente de de- terminação de ponto (30) e o componente de determinação de ponto de refe- rência (10) e um referenciamento da nova posição de ponto (2, 3) no sistema de coordenadas absolutas é realizado, e/ou o ponto de referência móvel (23, 23a, 23b) é espacialmente deslocado pelo veículo aéreo (50), de modo que um número de pontos refe- renciados (23, 23a, 23b) seja gerado, e o veículo aéreo (50) seja deslocado e posicionado em uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular em uma faixa de 2 m a 50 m, e/ou
- uma aquisição e designação - da posição do ponto de referência absoluta do ponto de refe- rência (23, 23a, 23b), que é determinada e fornecida pelo componente de determinação de ponto de referência (10), e 5 - o respectivo item de informações de referência relativas, em particular de ângulos medidos e/ou uma distância até o respectivo ponto de referência (23, 23a, 23b), em que o item de informações de referência relati- vas é determinado e fornecido pelo novo componente de determinação de ponto (30) como uma função da posição de ponto de referência e uma posi- ção do novo componente de determinação de ponto (30), e - uma geração de um pareamento a partir da designação da po- sição do ponto de referência absoluta e do respectivo item de informações de referência relativas é realizada.
9. Método de referenciamento geodético, de acordo com a rei- vindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que uma disposição geométrica espa- cial dos pontos referenciados (23, 23a, 23b) é definida, em particular, auto- maticamente, em particular em que a disposição geométrica dos pontos refe- renciados (23, 23a, 23b) é otimizada como uma função da geração do pare- amento, e/ou o veículo aéreo (50) é posicionado como uma função da posição de ponto de referência, que pode ser determinada, em particular, continua- mente, e/ou como uma função da disposição geométrica dos pontos referen- ciados (23, 23a, 23b), em particular automaticamente, e/ou uma trajetória de voo (25) é definida e o veículo aéreo (50) é movido ao longo da trajetória de voo (25), em particular, em que a trajetória de voo (25) é definida como uma função da disposição geométrica espacial dos pontos referenciados (23, 23a, 23b).
10. Método de referenciamento geodético, de acordo com a rei- vindicação 8 ou 9,
caracterizado pelo fato de que, no escopo do método, os sinais de posicionamento fornecidos pelo componente de determinação de ponto de referência (10) são recebidos pelo componente de referência (100), em particular, sinais de GNSS fornecidos por satélites de GNSS (11), em parti- 5 cular em que os sinais de GNSS são representados por sinais de GPS, GLONASS, ou Galileo, e a posição de ponto de referência é determinada e fornecida a partir dos sinais de posicionamento recebidos, e/ou a determinação e provisão da posição de ponto de referência são realizadas por meio de um primeiro feixe de medição (42b), que é refle- tido no componente de referência (100) e é emitido pelo componente de de- terminação de ponto de referência (10), e/ou uma determinação de um alinhamento do veículo aéreo (50) nas direções de arfagem, rolagem e guinada é realizada, em particular em que a determinação do alinhamento é realizada por meio de uma unidade de sen- sor interna (54) designada para o veículo aéreo (50), em particular por meio de um sensor de inclinação, magnetômetro, sensor de aceleração, sensor de desvio de guinada e/ou sensor de velocidade.
11. Método de referenciamento geodético, de acordo com qual- quer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que - no escopo do método, os sinais de posicionamento (55), em particular os pseudossinais de satélite (55) que representam a posição de ponto de referência, são emitidos pelo componente de referência (100) e os sinais de posicionamento (55) são recebidos pelo novo componente de de- terminação de ponto (30) e o item de informações de referência relativas é determinado como uma função da posição de ponto de referência, de modo que a nova posição de ponto (2, 3) seja determinada no sistema de coorde- nadas absolutas, ou - a determinação do item de informações de referência relativas é realizada por meio de um segundo feixe de medição (42, 42a), que é emi- tido pelo novo componente de determinação de ponto (30) e é refletido no componente de referência (100), de modo que o pareamento e/ou a nova posição de ponto (2, 3) sejam determinados no sistema de coordenadas ab- 5 solutas, em particular uma posição de um ponto-alvo medido.
12. Veículo aéreo controlável, não tripulado, automotivo (50), em particular um zangão (drone), para um sistema de inspeção (1), como defini- do em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o veículo aéreo (50) é livremente deslocável espacialmente, em particular, posicionável substanci- almente fixado na posição, em relação ao novo componente de determina- ção de ponto (30), caracterizado pelo fato de que o veículo aéreo (50) porta um componente de referência (100) para fornecer um ponto de referência móvel (23, 23a, 23b).
13. Veículo aéreo (50), de acordo com a reivindicação 12, para um sistema de inspeção (1), como definido em qualquer uma das reivindica- ções 1 a 6, caracterizado pelo fato de que - dados de controle para controlar o veículo aéreo (50) são rece- bíveis e/ou - os dados de controle para controlar o veículo aéreo (50) são deriváveis por uma unidade de processamento a partir de itens recebíveis de informações de referência para determinar uma posição do ponto de refe- rência absoluta, em particular em que um alinhamento de veículo aéreo po- de ser determinado por uma unidade de sensor (54) designada ao veículo aéreo (50), em particular em que a posição do ponto de referência absoluta e o item de informações de referência relativas podem ser ligados pela uni- dade de processamento, de modo que um pareamento possa ser gerado, e/ou o veículo aéreo (50) é implantado de tal forma que - o ponto de referência móvel (23, 23a, 23b) seja espacialmente deslocável, em particular posicionável substancialmente fixo na posição, pe-
lo veículo aéreo (50), de modo que um número de pontos referenciados (23, 23a, 23b) e pareamentos possam ser gerados, e - o veículo aéreo (50) seja deslocável e posicionável em uma faixa de altitude de 1 m a 1.000 m, em particular em uma faixa de 2 m a 5 50 m, e/ou o componente de referência (100) tenha um módulo de pseu- dossatélite (53) para emitir sinais de posicionamento (55) para determinar o item de informações de referência relativas, em particular para determinar uma nova posição de ponto (2, 3) em um sistema de coordenadas absolutas, e/ou o componente de referência (100) tenha refletor (57) para de- terminar o item de informações de referência relativas, em particular ao alve- jar o refletor (57) com o uso de um feixe de laser, de modo que os parea- mentos e/ou a nova posição de ponto (2, 3) possam ser determinados no sistema de coordenadas absolutas, em particular uma posição de um ponto- alvo mensurável.
14. Uso de um veículo aéreo automotivo, controlável, não tripu- lado (1) para portar um componente de referência (100) para um sistema de inspeção (1), como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6.
15. Produto de programa de computador, que é armazenado em uma portadora legível por máquina ou um sinal de dados de computador, incorporado por uma onda eletromagnética, que tem código de programa para executar o método, como definido em qualquer uma das reivindicações 7 a 11, em particular quando o programa é executado em uma unidade de processamento de dados eletrônicos.
BR112013026194-3A 2011-04-14 2012-04-13 sistema de medição e método para determinação de pontos BR112013026194A2 (pt)

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