CH665715A5

CH665715A5 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE ANGLE STORAGE OF AN OBJECT PROVIDED WITH A TARGET BRAND.

Info

Publication number: CH665715A5
Application number: CH537284A
Authority: CH
Inventors: Bernhard F Dr Gaechter
Original assignee: Wild Heerbrugg Ag
Priority date: 1984-11-08
Filing date: 1984-11-08
Publication date: 1988-05-31
Also published as: GB8527492D0; JPS61128111A; GB2166920B; GB2166920A; DE3538812A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Winkelablage eines Objektes mit Hilfe von objektbezogenen und als optisch strukturierte Rasterscheiben ausgebildeten Zielmarken, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a method and a device for measuring the angular offset of an object with the aid of object-related target marks formed as optically structured raster discs, according to the preamble of patent claim 1.

Für die Messung von Winkelablagen, wie sie beispielsweise in geodätischen Instrumenten, wie Theodoliten, Nivellieren und dergleichen vorgenommen werden, wurden bisher im wesentlichen rein optische Methoden eingesetzt. Mit dem Einsatz elektronischer Mittel für die Distanzmessung mit solchen Geräten ergibt sich eine zunehmende Diskrepanz in der Genauigkeit der Messresultate, wie sie einerseits über die elektronischen Mittel erhältlich sind, und andererseits durch rein optische Mittel bei der Winkelmessung anfallen. For the measurement of angular displacements, such as are carried out, for example, in geodetic instruments such as theodolites, leveling and the like, purely optical methods have hitherto been used essentially. With the use of electronic means for distance measurement with such devices, there is an increasing discrepancy in the accuracy of the measurement results, which are available on the one hand via the electronic means and, on the other hand, are incurred by means of purely optical means for the angle measurement.

Aus der CH-PS 638 057 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Richtung einer Zielmarke durch Bestimmung der Position eines objektivierten Bildes der Zielmarke auf eine Durchlicht-Rasterscheibe bekannt. Dabei ist die Zielmarke als Auflicht-Rasterscheibe mit drehsymmetrischer, im wesentlichen radial gerichteter, abwechseln heller und dunkler Teilung optisch strukturiert. Die Empfangsvorrichtung umfasst im wesentlichen ein auf die Zielmarke gerichtetes Objektiv, eine Durchlicht-Rasterscheibe und hinter der Scheibe angeordnete Strahlungsdetektoren sowie eine Auswerteschaltung. Die Durchlicht-Rasterscheibe hat die gleiche optische Struktur wie die Auflicht-Rasterscheibe. Sie ist um ihr Symmetriezentrum drehbar und von einem Motor angetrieben. Das Zentrum der Durchlicht-Rasterscheibe und das Zentrum der Strahlungsdetektoren sind auf die optische Achse des Objektivs ausgerichtet. Zur Bestimmung der Winkelablage der Zielmarke gegenüber der optischen Achse des Objektivs wird durch Drehung der Durchlicht-Rasterscheibe eine Modulation der von den Strahlungsdetektoren abgegebenen Signale bewirkt. Diese Modulation wird von der Auswerteschaltung ausgewertet, welche die Ablage berechnet und entsprechende Werte zur Verfügung stellt. Diese Werte werden gespeichert, angezeigt oder auf beliebige andere Weise ausgegeben. From CH-PS 638 057 a device for determining the direction of a target by determining the position of an objectified image of the target on a transmitted light grid is known. The target is optically structured as a reflected light grid with a rotationally symmetrical, essentially radially directed, alternating light and dark division. The receiving device essentially comprises an objective directed at the target mark, a transmitted light raster disk and radiation detectors arranged behind the disk as well as an evaluation circuit. The transmitted light grid has the same optical structure as the reflected light grid. It can be rotated around its center of symmetry and driven by a motor. The center of the transmitted light grid and the center of the radiation detectors are aligned with the optical axis of the lens. To determine the angular offset of the target relative to the optical axis of the objective, the signals emitted by the radiation detectors are modulated by rotating the transmitted-light grid. This modulation is evaluated by the evaluation circuit, which calculates the storage and makes the corresponding values available. These values are saved, displayed or output in any other way.

Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung der grosse Aufwand an mechanischen und elektronischen Vorrichtungen, unter anderem der Antrieb der Durchlicht-Rasterscheibe unter Vermeidung von Erschütterungen und die Regelung der Drehgeschwindigkeit innerhalb eines für die Berechnung zulässigen Bereichs. Nachteilig ist ferner, dass die Rasterscheibe nur umständlich auswechselbar ist, so dass es im praktischen Einsatz nicht möglich ist, mehrere im Sichtfeld der Vorrichtung liegende Zielmarken ohne manuellen Zugriff in die Vorrichtung zu verarbeiten. Damit ist auch der Einsatz der Vorrichtung zur Identifikation mehrerer unterschiedlich markierter Ziele nicht möglich. A disadvantage of this device is the great outlay in mechanical and electronic devices, including the drive of the transmitted-light grid with avoidance of vibrations and the regulation of the rotational speed within a range permissible for the calculation. A further disadvantage is that the grid disk can only be exchanged with great difficulty, so that it is not possible in practical use to process a plurality of target marks lying in the field of vision of the device without manual access to the device. This also means that the device cannot be used to identify several differently marked targets.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahinge2 The object of the present invention is to provide a method and a device of the type mentioned in the introduction

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

hend zu verbessern, dass die Messung der Winkelablage mit höherer Genauigkeit, möglichst unter Ausschaltung von Ablesefehlern erfolgen kann, wobei die Integration des Verfahrens bzw. der Vorrichtung in elektronische Distanzmessgeräte wünschenswert ist. Ausserdem soll es möglich sein, auch an schwer zugänglichen Objekten Messungen hoher Präzision vornehmen zu können und eine Identifikation mehrerer unterschiedlich markierter Ziele vornehmen zu können. to improve that the measurement of the angular offset can be carried out with greater accuracy, if possible with the exclusion of reading errors, the integration of the method or the device in electronic distance measuring devices being desirable. In addition, it should be possible to carry out high-precision measurements even on objects that are difficult to access and to be able to identify several differently marked targets.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 definierten Merkmale gelöst. This object is achieved according to the invention by the features defined in claims 1 and 4.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie ohne mechanisch bewegte Teile, z.B. ohne rotierende Teile auskommt und mit einer Dioden-Matrix (diode array) einen besonders einfachen und kostengünstigen Strahlungsdetektor verwendet. Da in einer derartigen Vorrichtung ohnehin Rechner vorhanden sind, verursacht der zusätzliche Rechnerbedarf keinen bedeutsamen Mehraufwand für die vorliegende Vorrichtung. Wird als Zielmarke eine massstabs-invariante Ausbildung gewählt, können auch schief zur optischen Achse stehende Zielmarken an schlecht oder nicht mehr zugänglichen Zielobjekten erfasst werden. Ferner können mehrere Referenzmarken in der Vorrichtung gespeichert werden, wodurch es möglich wird, mehrere im Sichtfeld der Vorrichtung liegende Zielmarken zu verarbeiten, ohne dass ein manueller Eingriff in die Vorrichtung zum Auswechseln von Referenzmarken notwendig ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit einer besonders einfachen und zuverlässigen Zielidentifikation bei Mehrfachmessungen. A major advantage of the invention is that it does not have any mechanically moving parts, e.g. works without rotating parts and uses a particularly simple and inexpensive radiation detector with a diode array. Since computers are already present in such a device, the additional computer requirement does not cause any significant additional outlay for the present device. If a scale-invariant design is selected as the target, target marks that are at an angle to the optical axis can also be detected on target objects that are poorly or no longer accessible. Furthermore, several reference marks can be stored in the device, which makes it possible to process a plurality of target marks lying in the field of view of the device without manual intervention in the device for exchanging reference marks being necessary. This results in the possibility of particularly simple and reliable target identification in the case of multiple measurements.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments with the aid of the drawing. Show it:

Fig. I die schematische Darstellung einer erfindungsge-mässen. Vorrichtung, I shows the schematic representation of an inventive. Contraption,

Fig. 2 eine erste Ausbildung einer Zielmarke mit einem zentrisch symmetrischen Muster, 2 shows a first embodiment of a target mark with a centrally symmetrical pattern,

Fig. 3 eine zweite Ausbildung einer Zielmarke mit einem mosaikartigen Flächenraster, und Fig. 3 shows a second embodiment of a target with a mosaic grid, and

Fig. 4 eine dritte Ausbildung einer Zielmarke mit einem pseudostochastischen Radialraster. Fig. 4 shows a third embodiment of a target with a pseudostochastic radial grid.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 enthält eine Zielmarke 1, welche mit dem zu vermessenden Objekt verbunden ist und welche in der optischen Achse 2 einer gesamthaft mit 3 bezeichneten Empfangsvorrichtung liegt. Die Empfangsvorrichtung 3 umfasst ein auf die optische Achse 2 ausgerichtetes Objektiv 4, einen positionsempfindlichen Strahlungsdetektor 5 und einen Rechner 6, an den ein Speicher 15 angeschlossen sein kann. The device according to FIG. 1 contains a target mark 1, which is connected to the object to be measured and which lies in the optical axis 2 of a receiving device, designated overall by 3. The receiving device 3 comprises an objective 4 aligned with the optical axis 2, a position-sensitive radiation detector 5 and a computer 6 to which a memory 15 can be connected.

Gemäss dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zielmarke 1 als Auflicht-Rasterscheibe ausgebildet und durch Aufteilung in helle und dunkle Bereiche 7,8 optisch strukturiert. Die Zielmarke kann jedoch auch als Durchlicht-Rasterscheibe ausgebildet sein, ohne dass wesentliche Merkmale des Verfahrens oder der Vorrichtung geändert werden müssten. Eine vorbestimmte Stelle der Zielmarke 1, welche von den hellen und dunklen Bereichen 7, 8 umgeben ist, ist als Zentrum 9 definiert. Die Zielmarke 1 wird von der optischen Achse 2 der Empfangsvorrichtung 3 im anvisierten Punkt 14 geschnitten. Über die geeignete Wahl des Rasters, welches z.B. als Radialraster oder auch als Mosaikraster ausgebildet sein kann, wird an späterer Stelle eingegangen. Ein Bild der zu verarbeitenden Zielmarke ist in dem Speicher 15 zu Vergleichszwecken als Referenzmarke abgespeichert. Die Speicherung kann über das optische Bild der Referenzmarke selbst oder über geeignet aufbereitete charakteristische Werte der Referenzmarke erfolgen. Es können auch Bilder bzw. According to the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the target 1 is designed as an incident light grid and is optically structured by division into light and dark areas 7, 8. However, the target mark can also be designed as a transmitted light raster disc without the essential features of the method or the device having to be changed. A predetermined position of the target 1, which is surrounded by the light and dark areas 7, 8, is defined as the center 9. The target mark 1 is cut by the optical axis 2 of the receiving device 3 in the targeted point 14. About the appropriate choice of the grid, which e.g. can be designed as a radial grid or as a mosaic grid, will be discussed later. An image of the target mark to be processed is stored in the memory 15 as a reference mark for comparison purposes. The storage can take place via the optical image of the reference mark itself or via suitably prepared characteristic values of the reference mark. Images or

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charakteristische Werte von mehreren Zielmarken entsprechenden Referenzmarken abgespeichert sein. characteristic values of several reference marks corresponding to reference marks can be stored.

Der Strahlungsdetektor 5 ist beispielsweise vom sogenannten Sektoren-Typ. Er ist in mehrere strahlungsempfindliche Detektionsbereiche 11 unterteilt, welche die strahlungsempfindliche Fläche ausmachen. Die Detektionsbereiche 11 sind in einer Detektionsebene 10 regelmässig, beispielsweise im Kreis oder matrixartig angeordnet. The radiation detector 5 is of the so-called sector type, for example. It is divided into a plurality of radiation-sensitive detection areas 11, which make up the radiation-sensitive area. The detection areas 11 are arranged in a detection plane 10 regularly, for example in a circle or in a matrix.

Im bevorzugten Beispiel sind bei einem solchen Strahlungsdetektor 5 dessen strahlungsempfindliche Detektionsbereiche 11 als eine Matrix von Dioden auf einer Halbleiter-Unterlage ausgebildet. Eine solche Anordnung ist auch als diode-array bekannt. Über Elektrodenanschlüsse ist jede dieser strahlungsempfindlichen Dioden nach aussen geführt. Eine Basiselektrode ist allen Detektionsbereichen gemeinsam. Im bevorzugten Beispiel ist eine bestimmte Stelle der strahlungsempfindlichen Fläche des Strahlungsdetektors 5 als Zentrum 12 definiert, welches von den Detektionsbereichen 11 umgeben ist. In the preferred example, in the case of such a radiation detector 5, its radiation-sensitive detection regions 11 are designed as a matrix of diodes on a semiconductor base. Such an arrangement is also known as a diode array. Each of these radiation-sensitive diodes is led to the outside via electrode connections. A base electrode is common to all detection areas. In the preferred example, a specific point on the radiation-sensitive surface of the radiation detector 5 is defined as the center 12, which is surrounded by the detection areas 11.

Bei der Bemessung des Objektivs 4 sind die Dimensionen der Zielmarke 1 und des Strahlungsdetektors 5 derart zu berücksichtigen, dass ein vom Objektiv 4 auf die Detektionsebene 10 projiziertes oder objektiviertes Bild der Zielmarke 1 die strahlungsempfindliche Fläche des Strahlungsdetektors 5 hinreichend überdeckt. Liegt das Zentrum 9 der Zielmarke neben der optischen Achse 2, ist es notwendig, dass das Bild der Zielmarke 1 in der Detektionsebene 10 die strahlungsempfindliche Fläche des Strahlungsdetektors 5 zu einem minimalen Prozentsatz, z.B. zu 20 Prozent, überdeckt, um Eindeutigkeit bei der Zielmarkenerkennung zu erreichen und damit eine genügende Präzision der Positionsbestimmung sicherzustellen. When dimensioning the objective 4, the dimensions of the target 1 and the radiation detector 5 must be taken into account such that an image of the target 1 projected or objectified by the objective 4 onto the detection plane 10 sufficiently covers the radiation-sensitive surface of the radiation detector 5. If the center 9 of the target lies next to the optical axis 2, it is necessary that the image of the target 1 in the detection plane 10 detects the radiation-sensitive surface of the radiation detector 5 to a minimum percentage, e.g. 20 percent, covered, in order to achieve unambiguity in the target mark detection and thus to ensure sufficient precision in the position determination.

Die Detektionsbereiche 11 sind über Leitungen 13 mit dem Rechner 6 verbunden, der aus den so zugeführten Signalen die Ablage des objektivierten Zentrums 9 der Zielmarke 1 in der Detektionsebene 10 vom Zentrum 12 der strahlungsempfindlichen Fläche des Strahlungsdetektors 5 berechnet. Daraus kann dann die Ablage des Zentrums 9 der Zielmarke 1 vom anvisierten Punkt 14 abgeleitet werden, an welchem die optische Achse 2 die Zielmarke 1 schneidet. Dabei prüft der Rechner die Korrelation zwischen der optischen Struktur der Zielmarke 1 bzw. ihres objektivierten Bildes in der Detektionsebene 10 des Strahlungsdetektors 5 und einem der optischen Struktur der Zielmarke entsprechenden, im Rechner 6 bzw. in dessen Speicher 15 gespeicherten Muster. Die optische Struktur des Bildes der Zielmarke wird dem Rechner durch die Signale der Vielzahl von Detektionsbereichen 11 des Strahlungsdetektors 5 geliefert. Am Ausgang 16 des Rechners 6 werden die Signale für eine Anzeigevorrichtung oder für die Speicherung bzw. Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt. The detection areas 11 are connected via lines 13 to the computer 6, which calculates the placement of the objectified center 9 of the target mark 1 in the detection plane 10 from the center 12 of the radiation-sensitive area of the radiation detector 5 from the signals thus supplied. From this, the placement of the center 9 of the target 1 can be derived from the targeted point 14 at which the optical axis 2 intersects the target 1. The computer checks the correlation between the optical structure of the target 1 or its objectified image in the detection plane 10 of the radiation detector 5 and a pattern corresponding to the optical structure of the target and stored in the computer 6 or in its memory 15. The optical structure of the image of the target mark is supplied to the computer by the signals from the plurality of detection areas 11 of the radiation detector 5. At the output 16 of the computer 6, the signals for a display device or for storage or further processing are made available.

Die vom Rechner 6 durchgeführte Korrelation zur Ermittlung der gewünschten Winkelablage der Zielmarke bzw. des mit ihm verbundenen Objekts kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise wird die im Speicher 15 abgespeicherte Autokorrelationsfunktion des gespeicherten Musters mit der Korrelationsfunktion zwischen dem Muster und der Zielmarke verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis wird dann die Ablage berechnet. Solche Korrelationsberechnungen sind grundsätzlich bekannt und müssen hier nicht weiter erläutert werden. Die Berechnung kann durch entsprechende Programmierung des Rechners 6 durchgeführt werden. The correlation carried out by the computer 6 to determine the desired angular offset of the target mark or the object connected to it can take place in various ways. For example, the autocorrelation function of the stored pattern stored in the memory 15 is compared with the correlation function between the pattern and the target mark. The filing is then calculated from the comparison result. Such correlation calculations are known in principle and need not be explained further here. The calculation can be carried out by programming the computer 6 accordingly.

Beispielsweise kann der Rechner gemäss einer weiteren Ausführungsart die Kreuzkorrelation zwischen dem abgespeicherten Bild des Referenzmusters und dem Bild der Zielmarke bilden. Dem Maximum der so erhaltenen Werte, also For example, according to a further embodiment, the computer can form the cross-correlation between the stored image of the reference pattern and the image of the target mark. The maximum of the values thus obtained, that is

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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dem empirisch ermittelten Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion, ist dann die gesuchte Winkelablage zugeordnet. Auch diese Berechnung kann durch entsprechende Programmierung des Rechners 6 geschehen. the angular offset sought is then assigned to the empirically determined maximum of the cross-correlation function. This calculation can also be done by programming the computer 6 accordingly.

Für die in Fig. 2 als Beispiel dargestellte Zielmarke l ist das Muster als zentrisch-symmetrisches Radialraster ausgebildet. Die abwechselnd hellen und dunklen Bereiche 7 und 8 sind um das Zentrum 9 als radiale Sektoren angeordnet, welche um definierte Zentriwinkel gegeneinander winkelversetzt sind. Der Vorteil einer solchen einfachen Anordnung liegt in seiner Massstabsinvarianz bei der Korrelationsrechnung im Rechner 6. Das bedeutet, dass die Abbildung der Zielmarke auf den Strahlungsdetektor 5 während des gesamten Messvorgangs mit konstantem Massstab erfolgen kann. For the target mark 1 shown as an example in FIG. 2, the pattern is designed as a centrically symmetrical radial grid. The alternating light and dark areas 7 and 8 are arranged around the center 9 as radial sectors which are angularly offset from one another by defined central angles. The advantage of such a simple arrangement lies in its scale invariance in the correlation calculation in the computer 6. This means that the target mark can be imaged on the radiation detector 5 during the entire measurement process with a constant scale.

Gemäss einem zweiten, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zielmarke 1 als ein Mosaikraster ausgebildet. Im Beispiel ist die Verteilung der hellen und der dunklen Mosaikelemente 7 bzw. 8 um das Zentrum 9 der Zielmarke 1 stochastisch oder wenigstens pseudo-stochastisch. Damit ergibt sich eine besonders gute Sicherheit und Genauigkeit im Verlauf des Kreuzkorrelations-Vergleichs. Abweichend von der gezeigten Darstellung können die Mosaikelemente auch von unterschiedlicher Grösse sein. Die Auswertung des Zielmarkenbildes im Rechner erfolgt auf die gleiche Weise wie zuvor im Zusammenhang mit der Zielmarke nach Fig. 2 beschrieben. Eine derartige Zielmarke ist besonders dann von Vorteil, wenn die Distanzinformation zur Verfügung steht, da das gewählte pseudo-stochastische Muster nicht massstabsinvariant ist. According to a second exemplary embodiment shown in FIG. 3, the target mark 1 is designed as a mosaic grid. In the example, the distribution of the light and dark mosaic elements 7 and 8 around the center 9 of the target 1 is stochastic or at least pseudo-stochastic. This results in particularly good security and accuracy in the course of the cross-correlation comparison. Deviating from the illustration shown, the mosaic elements can also be of different sizes. The target image image is evaluated in the computer in the same way as previously described in connection with the target mark according to FIG. 2. Such a target is particularly advantageous if the distance information is available because the selected pseudo-stochastic pattern is not scale-invariant.

Gemäss einem weiteren in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Zielmarke 1 als Radialraster mit stochastischer oder pseu-dostochastischer Radialteilung ausgebildet. Die abwechselnd hellen und dunklen Bereiche 7,8 sind um das Zentrum 9 als radiale Sektoren angeordnet, deren Zentriwinkel stochastisch verteilte, nicht regelmässige Werte aufweisen. Das Radialraster nach Fig. 4 ist wie dasjenige gemäss Fig. 2 massstabsinvariant, so dass bei der Auswertung der Messung keine Korrektur entsprechend dem Abstand zwischen der Zielmarke und der Empfangsvorrichtung erforderlich ist. According to another example shown in FIG. 4, the target mark 1 is designed as a radial screen with a stochastic or pseudo-dostochastic radial division. The alternating light and dark areas 7, 8 are arranged around the center 9 as radial sectors, the central angles of which have stochastically distributed, non-regular values. The radial raster according to FIG. 4, like that according to FIG. 2, is scale-invariant, so that no correction according to the distance between the target mark and the receiving device is necessary when evaluating the measurement.

Die Ausbildung der Zielmarke nach Fig. 4 weist gegenüber den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen einen zusätzlichen, erheblichen Vorteil auf. Wenn die Ebene der Zielmarke 1 schräg statt senkrecht zur optischen Achse liegt, wird durch eine einfache, an sich bekannte Ähnlichkeitstransformation im Rechner die Zielmarke rechnerisch 5 geradegerichtet. Durch eine solche Massstabstransformation in einer durch das Zentrum des Bildes der Zielmarke laufenden Achse wird auf einfache, aber sehr wirkungsvolle Weise eine präzise Winkelmessung auch dann ermöglicht, wenn die Zielmarke schief steht und sie an schwer oder gar io nicht mehr zugänglichen Objekten angebracht ist. 4 has an additional, considerable advantage over the exemplary embodiments shown in FIGS. 2 and 3. If the plane of the target mark 1 is oblique instead of perpendicular to the optical axis, the target mark 5 is arithmetically straightened 5 by a simple, known per se similarity transformation in the computer. Such a scale transformation in an axis running through the center of the image of the target makes it possible, in a simple but very effective way, for precise angle measurement even when the target is crooked and is attached to objects that are difficult or even inaccessible.

Gemäss einer bereits zuvor erwähnten vorteilhaften Ausgestaltung der beschriebenen Vorrichtung sind im Rechner 6 bzw. in einem diesem zugeordneten Speicher 15 mehrere Referenzmuster A, B, C,... abgespeichert, welche mehreren 15 alternativ verwendeten Zielmarkenmustern entsprechen. Durch einfaches programmiertes Umschalten im Rechner 6 von einem Referenzmuster auf das andere lassen sich mehrere im Sichtfeld der Empfangsvorrichtung 3 liegende Zielmarken verarbeiten, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, 20 verschiedene Ziele einwandfrei zu unterscheiden, also zu identifizieren. Die auf eine dieser Zielmarken orientierte Richtungsbestimmung wird durch die anderen sich ebenfalls im Sichtfeld der Empfangsvorrichtung befindlichen Zielmarken während des Vergleichs mit der aus dem Speicher 15 25 ausgesuchten Referenzmarke nicht gestört. Durch die im Rechner vorgenommene Zuordnung zwischen Referenz-und Zielmarke sind die erhaltenen Messungen eindeutig. According to an advantageous embodiment of the device described above, a plurality of reference patterns A, B, C,... Which correspond to a plurality of 15 alternative target mark patterns are stored in the computer 6 or in a memory 15 associated therewith. By simply programmed switching in the computer 6 from one reference pattern to the other, a plurality of target marks lying in the field of view of the receiving device 3 can be processed, the device being able to correctly differentiate, ie identify, 20 different targets. The direction determination, which is oriented towards one of these target marks, is not disturbed by the other target marks, which are also in the field of view of the receiving device, during the comparison with the reference mark selected from the memory 15 25. The measurements obtained in the computer between the reference mark and the target mark make the measurements clear.

Nicht massstabsinvariante Zielmarken, z.B. mosaikartig gegliederte Zieltafeln ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten Aus-30 führungsbeispiel, erlauben durch geeignete Wahl der Musterverteilung die Anbringung eines dem Grundmuster überlagerten Feincodes. Dieser Feincode kann von der Empfangsvorrichtung zusätzlich ausgewertet werden. Er enthält im Beispiel Zusatzinformationen über seine relative geome-35 trische Position innerhalb der Zielmarke. Der Feincode kann als Strichcode jeweils auf den dunklen Bereichen 8 gemäss Fig. 3 angebracht sein, so dass diese Bereiche ebenfalls gerastert sind. Dadurch wird einerseits die Eindeutigkeit für die Erkennung der Zielmarke für kurze Distanzen verbessert 40 und andererseits für grössere Distanzen die Erkennung durch unterschiedliche Grauschattierung erleichtert, die durch den Feincode hervorgerufen wird. Non-scale invariant targets, e.g. Mosaic-like target plates similar to the exemplary embodiment shown in FIG. 3 allow a fine code superimposed on the basic pattern to be applied by suitable choice of the pattern distribution. This fine code can also be evaluated by the receiving device. In the example, it contains additional information about its relative geometric position within the target. The fine code can be applied as a bar code to the dark areas 8 according to FIG. 3, so that these areas are also screened. On the one hand, this improves the uniqueness for the recognition of the target mark for short distances 40, and on the other hand it makes it easier for larger distances to be recognized by different shades of gray, which is caused by the fine code.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Method for measuring the angular offset of an object with the aid of object-related target marks designed as optically structured grid disks by digital photoelectric evaluation of an image of the target mark and comparison of information values thus obtained with a reference mark corresponding to the target mark, characterized in that the with a defined center ( 9) provided target mark within a receiving device (3) as a target mark image directly on the detection plane (10) serving as the image plane of a position-sensitive photoelectric detector (5) divided into detection areas (11), that the values obtained in this way are correlated with the reference mark or with stored values which are characteristic of the reference mark and that the offset of the center of the target mark from the optical axis of the receiving device (3) is calculated from the comparison result.

2. The method according to claim 1, characterized in that a cross-correlation comparison is carried out, that the maximum of the cross-correlation is determined and that the sought angular offset of the center (9) of the target is determined by the optical axis (2) of the receiving device (3) .

3. The method according to claim 1, characterized in that in the case of a plurality of target mark images lying in the field of view of the receiving device, a correlation comparison is carried out with a stored supply of reference images or their characteristic values.

4. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that in the receiving device (3) with its optical axis (2) a flat, with detection areas (11) provided radiation detector (5) is fixed, its center (12 ) on the optical axis (2) that the detection areas (11) are connected to the input of a correlation computer (6) via connecting lines (13) and that a memory (15) is connected to the correlation computer in which the one to be measured Target mark (1) corresponding reference marks or characteristic values of such reference marks are stored.

5. The device according to claim 4, characterized in that the target (1) is designed as a radial grid with circular sectors of alternating light and dark areas (7, 8) which converge in the common center (9).

6. The device according to claim 5, characterized in that the central angles of adjacent areas (7, 8) have stochastically selected different values.

7. The device according to claim 5, characterized in that the central angles of adjacent areas (7, 8) have pseudo-stochastically selected values.

8. The device according to claim 4, characterized in that the target mark (1) is designed as a mosaic grid with light and dark areas (7,8), which are arranged around a defined center (9).

9. The device according to claim 8, characterized in that the mosaic grid is designed according to a stochastic distribution of the light and dark areas (7, 8) around the center (9).

10. The device according to claim 8, characterized in that the mosaic grid is designed according to a pseudo-stochastic distribution of the light and dark areas (7, 8) around the center (9).

11. The device according to claim 8, characterized in that at least parts of the areas (8) on the target mark (1) are designed in accordance with a fine code containing additional information.

12. The device according to claim 11, characterized in that as additional information, a fine code related to the relative geometric location within the target is applied to selected areas (8) of the target (1).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the fine code is attached to the dark areas (8) of the target mark (1) such that the dark areas are interrupted by bright fine code raster or vice versa.