CN102246062A

CN102246062A - 测位设备

Info

Publication number: CN102246062A
Application number: CN2009801494326A
Authority: CN
Inventors: R.克拉普夫; C.韦兰; U.霍夫曼
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-11-16
Also published as: US20110298586A1; DE102008054448A1; EP2376951A1; WO2010066657A1; US9715011B2

Abstract

本发明涉及一种测位设备，尤其是手动测位设备，具有壳体（12）、显示单元（22；22a-22f）和测位单元（14），该测位单元被设置用于借助测量信号（20）来检测布置在研究对象（16）中的物体（18）的存在并且具有计算单元（24）。提出将该计算单元（24）设置用于确定物体图像（28；28a-28f）相对于参考量（30；30a-30f）的取向（26；26a-26f）。

Description

测位设备

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的测位设备。

背景技术

已经公知一种测位设备、尤其是手动测位设备，具有壳体和测位单元，该测位单元被设置用于借助测量信号来检测布置在研究对象中的物体的存在并且具有计算单元。该测位设备此外具有显示单元。

发明内容

本发明涉及一种测位设备、尤其是手动测位设备，具有壳体、显示单元和测位单元，该测位单元被设置用于借助测量信号来检测布置在研究对象中的物体的存在并且具有计算单元。

提出将计算单元设置用于确定物体图像相对于参考量的取向。在上下文中应将“设置”尤其是理解为专门装备和/或专门涉及和/或专门编程和/或专门配置。此外应将“物体图像”尤其是理解为在测位单元中检测到的图像和/或检测到的物体投影，其优选从三维结构和/或三维物体轮廓的投影构成到二维平面上，其中可以构成物体的逼真呈现和/或物体的示意性呈现——例如物体的描绘和/或草图——和/或物体通过符号的呈现的图像。但是原则上可以设想将物体的三维结构和/或三维轮廓投影成一维映像。还应将“物体图像的取向”理解为沿着物体图像的定向和/或纵向延伸的方向，其中所述定向和/或纵向延伸优选沿着物体图像的长度定向。优选检测相对于由轴构成的参考量的取向，其中可以构成壳体轴和/或与重力加速度平行的轴和/或另外的对于专业人员看起来有意义的轴的轴。在此应将“计算单元”尤其是理解为可以由分析单元和/或信号处理单元构成的单元，其中计算单元既可以单独地由处理器构成也可以尤其是由处理器和另外的电子部件——例如存储装置——构成。测位单元优选包括用于发送和/或接收测量信号的传感器单元，其中该传感器单元可以由所有由专业人员公知的传感器单元构成，例如电感传感器单元和/或电容传感器单元和/或高频传感器单元和/或雷达传感器单元和/或UWB传感器单元和/或太赫兹传感器单元等。通过根据本发明的扩展方案可以有利地检测研究对象中的物体的位置信息——例如尤其是研究对象中的物体的走向，并且尤其是可以传送给操作者并且因此随之在测位设备运行时实现高操作舒适性。

此外提出由壳体参量来构成参考量，由此可以有利地确定物体相对于测位设备的壳体的取向。“壳体参量”应在本上下文中尤其是理解为由壳体的轴、尤其是纵轴构成的参量。

还提出将所述计算单元设置用于沿着至少一个方向确定研究对象和/或物体的映像，其中该映像被分配给壳体的尺寸（Abmessung）。在本上下文中应将“映像”尤其是理解为研究对象和/或物体的逼真呈现和/或示意性呈现——例如研究对象和/或物体的描绘和/或草图——和/或研究对象和/或物体通过符号的呈现。应将“壳体沿着至少一个方向的尺寸”尤其是理解为壳体沿着纵向的长度和/或壳体沿着宽度方向的宽度。优选为操作者示出显示单元的这样求得的映像，由此可以为操作者实现对所测位和/或所检测物体的特别简单的定位。此外可以为操作者实现所求得的映像到研究对象表面上的分配和/或转移。

特别有利地将所述计算单元设置用于检测所述壳体对研究对象的至少一个基准参量。在本上下文中应将“基准参量”尤其是理解为如下参量和/或参数：所述参量或参数确定相对于研究对象的、与壳体的沿着至少一个方向的尺寸相对应的尺寸。在此可以有利地为操作者示出由测位单元检测到的研究对象区域。此外可以为操作者实现将由显示单元所示出的映像简单地分配到研究对象。

此外提出所述测位单元具有至少一个倾斜传感器，该倾斜传感器被设置用于检测由重力加速度所构成的参考量的定向。可以实现物体和/或物体图像的有利的绝对取向，其中应将“绝对取向”尤其是理解为检测到的物体图像和/或物体的取向和/或定向、尤其是物体图像和/或物体的纵向延伸相对于作用于测位设备和/或物体的重力的取向和/或定向。此外可以在测量运行中与测位设备的地点和/或位置无关地检测物体的走向，并且因此使得能够特别简单地重构研究对象中的物体。

在本发明的一个有利改进方案中提出，所述显示单元具有至少一个显示元件，该显示元件被设置用于表示物体图像相对于参考量的取向。在此可以为操作者示出研究对象的结构、尤其是内部结构的详细映像。在此可以特别有利地为操作者实现物体图像的取向的图像方式的表示并且因此可以通过操作者实现对所述取向的特别快速的光学检测。所述显示元件优选由单个的显示分段和/或单个的显示点（例如像素、尤其是液晶显示器）和/或发光装置（例如发光二极管）构成。所述显示元件可以由一个或多个显示分段和/或位置显示符号和/或字符显示（例如水平、垂直）和/或角度说明等构成。

如果与用于显示物体图像的显示元件分开地构造用于显示物体图像的取向的显示元件，则可以在测位设备运行时实现显示单元的特别有利的清晰性。在该上下文中应将“分开”尤其是理解为彼此分离布置的显示元件。在本发明的一个替换的扩展方案中，用于示出物体图像的取向的显示元件和用于显示物体图像的显示元件可以是一块的和/或彼此构造为一个部分。

此外提出所述显示元件由发光二极管构成，由此可以实现特别廉价和尤其是寿命长的显示单元。

还提出所述显示单元具有至少一个显示矩阵，由此可以实现对映像和/或物体图像的特别灵活和动态的表示。在此应将“显示矩阵”尤其是理解为多个显示元件彼此的布置，其中在此尤其是可以以列和/或行来进行显示。所述显示矩阵优选由液晶显示器（LCD）构成。原则上在本发明的替换的扩展方案中任何时候都可以设想另外的、对于专业人员看起来有意义的显示矩阵。

所述显示单元特别有利地包括分段显示器，由此可以为操作者实现对借助分段显示器所显示信息和/或所显示映像的有利的可读性和/或检测。在此应将“分段显示器”尤其是理解为具有多个单个的分段元件的显示单元，其中借助对各个分段元件的电子和/或机电的驱动或者由多个分段元件可以表示字母、数字或字符。

在本发明的另一扩展方案中提出一种利用测位设备的测位方法，该测位方法用于借助测量信号来检测布置在研究对象中的物体的存在，其中借助测位设备的计算单元确定物体图像相对于参考量的取向。可以有利地检测研究对象中的物体的位置信息、例如尤其是研究对象中的物体的走向，并且尤其是传送给操作者并且因此随之在测位设备运行时实现高操作舒适性。

特别有利地借助测位设备的显示单元示出物体图像相对于参考量的取向。在此可以有利地为操作者示出研究对象的结构、尤其是内部结构的详细映像。在此可以特别有利地为操作者实现物体图像的取向的图像方式的表示并且因此可以通过操作者实现对所述取向的特别快速的光学检测。

附图说明

另外的优点从下面的附图说明中得出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量的组合形式的特征。专业人员将适宜地也将单个地观察这些特征并且综合成有意义的另外的组合。

图1以示意性视图示出具有测位单元的测位设备，

图2以俯视图示出测位设备连同研究对象，

图3a－3c以示意性视图示出测位设备的具有液晶显示器的显示单元，

图4a－4g以示意性视图示出具有液晶显示器的显示单元的替换配置，

图5a－5d以示意性视图示出具有发光二极管显示器的显示单元的替换配置，

图6以示意性详细视图示出作为分段显示器的显示单元的替换配置。

具体实施方式

在图1和2中示意性示出手动测位设备10。该测位设备10具有测位单元14，该测位单元14被设置用于借助测量信号20来检测布置在研究对象16、例如墙壁中的物体18的存在（图1和2）。此外，测位设备10具有壳体12，该壳体12包围测位单元14。测位单元14具有传感器单元58，该传感器单元58被设置用于发送和/或检测测量信号20，其中传感器单元58尤其是可以对于专业人员构成为看起来有意义的传感器单元58。此外，测位设备10包括计算单元24，该计算单元24被设置用于分析由传感器单元58所检测的测量信号20和/或数据。

借助计算单元24和传感器单元58，位于研究对象16中的物体18的位置以及该物体18的取向86在测位设备10运行时根据所感测的测量信号20和/或数据被检测出来。物体18的取向86在此基本上平行于沿着物体18的长度的纵向延伸定向。首先由计算单元24根据由传感器单元58所感测的数据求得物体图像28并且由计算单元24确定物体图像28的取向26。计算单元24在此确定物体图像28相对于参考量（Referenzgröße）30的取向26。参考量30由壳体参量32构成，其中壳体参量32由测位设备10的纵轴60构成，从而在运行时始终相对于测位设备10在研究对象16上的地点来求得物体图像28的取向26。

计算单元24此外求得研究对象16和/或物体18的映像34，其中将映射34分配给壳体12沿着两个方向40、42的尺寸36、38。两个方向40、42此外撑开一个平面，该平面平行于壳体表面62并且该平面在测位设备10的正确运行位置中平行于研究对象16的表面64定向。因此，映像34呈现研究对象16的由壳体12覆盖的区域，从而在研究对象16中特别简单地分配所测位的物体18对于操作者来说是可行的。对此，计算单元24借助未详细示出的传感器元件检测壳体12对研究对象16的基准参量（Bezugskenngröße），借助该基准参量由计算单元24所求得的映像34被限制到壳体12的尺寸36、38。原则上，由计算单元24求得的映像34也被限制到传感器单元58的测量范围和/或另外的、对于专业人员看起来有意义的范围上。

测位单元14还包括倾斜传感器44，该倾斜传感器44被设置用于检测由重力加速度46所构成的参考量30的定向。借助作用于测位设备10的重力加速度46，由计算单元24确定出物体图像28的由绝对取向66所构成的取向26。

测位设备10还包括显示单元22，该显示单元22被设置用于借助由计算单元24所求得的物体图像28来表示在测量运行中所检测的物体状态18。显示单元22具有显示矩阵56，该测量矩阵56由液晶显示器构成，如这在图3a中详细示出的那样。图3b和3c示出具有另外的物体图像28的显示单元22。显示矩阵56具有多个显示元件48、52，这些显示元件被设置用于显示物体图像28的取向26以及显示物体图像28。用于显示物体图像28的取向26的显示元件48、52和用于显示物体图像28的显示元件48、52在此被构造为一块的。各个显示元件48、52分别由单个的分段和/或像素构成（图3a至3c）。此外，借助显示单元22借助由计算单元24求得的图像34和物体图像28为操作者显示所测位的物体18的地点和/或位置。在此，研究对象16的图像34内的物体图像28的位置基本上对应于物体18在由测位设备10在测量运行中所覆盖的研究对象16区域中的位置。

显示单元22通过未详细示出的内部数据线路与计算单元24连接，其中计算单元24在测位设备10运行时借助显示单元22控制给操作者的数据输出。在测位设备10的测量运行中，可以由操作者选择应该相对于壳体参量32还是相对于重力加速度46来显示所测位的物体图像28的取向26。对此，测位设备具有操作元件68，该操作元件68由选择按键构成，通过该选择按键操作者可以输入用于显示单元22的显示模式。

在图4a至6中示出显示单元22的替换配置和/或显示变量。基本上保持相同的部件、特征和功能原则上用相同的附图标记标明。为了对实施例进行区别，为下面实施例的附图标记添加字母a至g。下面的描述基本上限于与图1至3c中的实施例的区别，其中关于保持相同的部件、特征和功能可以参阅对图1至3c中实施例的描述。

在图4a至4c中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22a，该显示单元22a具有由液晶显示器构成的显示矩阵56a。显示单元22a具有两个分开的显示区域70a、72a，该显示区域70a、72a具有显示元件48a、50a、52a，这些显示元件分别被设置用于显示物体图像28a的取向26a。除了表示取向26a——如该取向在图3a至3c中所描述的那样，这里附加地设置字符输出以输出用于显示和/或表示物体图像28的取向26a的字符74a。用于字符输出的显示元件50a在此可以输出物体图像28a相对于由壳体12a的轴或重力加速度46a构成的参考量30的倾斜角度和/或表示出物体图像28a的取向26a的对于专业人员看起来有意义的方向说明的文字输出，例如“水平”、“横向”和/或另外的。

在图4d中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22b，该显示单元22b具有由液晶显示器构成的显示矩阵56b。该显示单元22b具有用于表示物体图像28b的显示元件52b和与该显示元件52b分开布置的显示元件48b，该显示元件48b用于表示物体图像28b相对于由测位设备10的壳体12的轴和/或重力加速度46构成的参考量30的取向26b。该用于表示物体图像28b的取向26b的显示元件48b由符号输出76b构成，从而在运行时将取向26b始终为操作者示出为符号。原则上可以在本发明的另外的配置中设想与图4a至4c类似的对取向26b的表示。

在图4e中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22c，该显示单元22c具有由液晶显示器构成的显示矩阵56c。显示单元22c具有用于显示所探测的物体18的物体图像28c的显示器，其中在显示单元22c中为操作者借助符号输出76c——例如“！”——使物体图像28c可辨认。此外，显示单元22c具有显示元件48c，该显示元件48c被设置用于表示物体图像28c相对于由壳体轴和/或重力加速度46构成的参考量30的取向26c。用于表示取向26c的显示元件48c基本上与图4d的实施例类似地构造。此外，显示单元22c具有另一显示元件78c，该显示元件78c被设置用于为操作者输出字符74c。借助该显示元件78c，可以向操作者输出关于所测位的物体18的另外的信息，例如相对于轴和/或基准线——例如壳体12的边缘等——的深度说明和/或位置说明。

在图4f和4g中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22d，该显示单元22d具有由液晶显示器构成的显示矩阵56d。在此可以根据图3a至4e的实施例类似地对所测位物体18的物体图像28d相对于由重力加速度46或壳体12的轴构成的参考量30进行表示，其中该物体18具有与优选方向构成的取向26d。所测位物体18——其取向26d不具有优选方向并且尤其是对称地并且特别有利地为旋转对称地定向，例如螺纹——的物体图像28d，在运行时通过圆环和/或通过另外的对称符号——例如箭头的星形布置和/或其他对于专业人员看起来有意义的对称符号——来表示。借助显示单元22d的显示元件48d的符号输出76d为操作者表示这些对称符号。

此外可以设想，显示单元22、22a、22b、22c、22d具有在图3a至4g中示出的显示变型中的多个，并且测位设备10的操作者可以在测位测量期间选择表示形式。

在图5a和5b中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22e。该显示单元22e具有多个显示元件52e，这些显示元件52e分别由发光二极管54e构成并且沿着列80e（图5a）或行82e（图5b）布置。借助显示元件52e在运行时通过示出物体图像28e为测位设备10的操作者显示物体18是否已经被测位。此外通过物体图像28e的输出可以将物体18的定位通知给操作者，所通过的方式是测位单元14的计算单元24选择相应的显示元件52e来显示物体图像28e。此外显示单元22e具有另外的显示元件48e、50e，这些另外的显示元件48e、50e被设置用于表示由计算单元24e所求得的物体图像28e相对于参考量30的取向26e。显示元件48e、50e分别具有发光二极管54e和沿着操作者的观察方向布置在发光二极管54e前面并且由该发光二极管54e照亮的符号掩码（Symbolmaske）84e，该符号掩码为操作者显示物体图像28e相对于壳体轴或重力加速度46的取向26e。不同的显示元件48e、50e由计算单元24控制，从而分别有相应的显示元件48e、50e连同第一显示元件52e进行照亮。

在图5c和5d中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22f。该显示单元22f具有多个显示元件48f、50f、52f，这些显示元件分别由发光二极管54f构成并且布置在显示矩阵56f中，其中发光二极管54f彼此以列80f和行82f布置。对各个发光二极管54f的驱动通过测位单元14的计算单元24进行，从而除了所测位物体18的信息以外还可以向操作者传送关于测位设备10、尤其是测位设备10的壳体12的地点和/或位置以及由计算单元24求得的、物体18的物体图像28f相对于壳体轴或重力加速度46的取向26f。

在图6中示出从图1和2中已知的测位单元14的替换显示单元22g，该显示单元22g具有分段显示器88g。该分段显示器88g具有多个显示元件48g、52g，这些显示元件被设置用于显示物体图像28g的取向26g以及用于显示物体图像28g，其中显示元件48g、52g分别由分段显示器88g的一个或多个分段显示元件构成。用于显示物体图像28g的取向26g的分段显示器88g的作用方式在此与关于图1至3c的描述类似地进行。分段显示器88g的替换配置和/或显示变型与关于图4a至4g的描述类似。

Claims

1. 测位设备，尤其是手动测位设备，具有壳体（12）、显示单元（22；22a-22f）和测位单元（14），该测位单元被设置用于借助测量信号（20）来检测布置在研究对象（16）中的物体（18）的存在并且具有计算单元（24），其特征在于，该计算单元（24）被设置用于确定物体图像（28；28a-28f）相对于参考量（30；30a-30f）的取向（26；26a-26f）。

2. 根据权利要求1的测位设备，其特征在于，所述参考量（30；30a-30f）由壳体参量（32；32a-30f）构成。

3. 根据前述要求要求之一的测位设备，其特征在于，所述计算单元（24）被设置用于沿着至少一个方向（40、42）确定研究对象（16）和/或物体（18）的映像（34；34a-34f），其中所述映射（34；34a-34f）被分配给壳体（12）的尺寸（36、38）。

4. 根据权利要求3的测位设备，其特征在于，所述计算单元（24）被设置用于检测壳体（12）对研究对象（16）的至少一个基准参量。

5. 根据前述权利要求之一的测位设备，其特征在于，所述测位单元（14）具有至少一个倾斜传感器（44），该倾斜传感器（44）被设置用于检测由重力加速度（46）所构成的参考量（30；30a-30f）的定向。

6. 根据前述权利要求之一的测位设备，其特征在于，所述显示单元（22；22a-22f）具有至少一个显示元件（48、50；48a-48f；50a；50e；50f），该显示元件被设置用于表示物体图像（28；28a-28f）相对于参考量（30；30a-30f）的取向（26；26a-26f）。

7. 根据权利要求6的测位设备，其特征在于，所述显示元件（48、50；48a-48c；48e；50a；50e）被构造用于与物体图像（28；28a-28c；28e）的显示元件（52；52a；52c；52e）分开地显示物体图像（28；28a-28f）的取向（26；26a-26c；26e）。

8. 至少根据权利要求6的测位设备，其特征在于，所述显示元件（48e、50e、52e；48f、50f、52f）由发光二极管（54e；54f）构成。

9. 根据前述权利要求之一的测位设备，其特征在于，所述显示单元（22；22a-22d；22f）具有至少一个显示矩阵（56；56a-56d；56f）。

10. 根据前述权利要求之一的测位设备，其特征在于，所述显示单元（22g）包括分段显示器（88g）。

11. 利用尤其是根据前述权利要求之一的测位设备（10）的测位方法，该测位方法用于借助测量信号（20）来检测布置在研究对象（16）中的物体（18）的存在，其特征在于，借助测位设备（10）的计算单元（24；24a-24f）确定物体图像（28；28a-28f）相对于参考量（30；30a-30f）的取向（26；26a-26f）。

12. 根据权利要求11的测位方法，其特征在于，借助测位设备（10）的显示单元（22；22a-22f）示出物体图像（28；28a-28f）相对于参考量（30；30a-30f）的取向（26；26a-26f）。