CN103415780A - 用于确定测量仪的位置和定向的方法和系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于确定第一测量仪（MI）的位置和定向的方法。第二MI以及包括逆向反射器单元的至少一个反射目标（TGT）被布置在所述第一MI附近。为了确定所述第一MI的定向，至少一个成像模块被布置在所述第一MI中。通过检测从所述第二MI发射且被所述至少一个TGT反射的光辐射，所述第一MI中的所述至少一个成像模块能够以与光学全站仪的跟踪器单元相似的方式被使用。

Description

用于确定测量仪的位置和定向的方法和系统

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其涉及勘测领域。尤其，本发明涉及用于确定第一测量仪的位置和定向的方法和系统，所述第一测量仪诸如为允许使用者手持操作的便携式扫描仪。

背景技术

勘测领域包括利用角度和距离的测量值确定对象的未知位置、表面或体积。为了得到这些测量值，勘测仪（surveying instrument）通常包括集成在所谓的全站仪（total station）内的电子测距装置（EDM）。距离测量全站仪结合了电子、光学及计算机技术，此外设置了具有可写信息的计算机或控制单元，用于控制待执行的测量和用于存储测量过程中获得的数据。优选地，全站仪计算目标在固定的地基坐标系中的位置。例如，在同一申请人的WO2004/057269中，更详细地描述了这样的全站仪。

光学全站仪的跟踪器系统或跟踪器单元通常将来自位于对象处的目标的光信号聚焦至检测器上，该光信号要么是包括光辐射的入射测量束从该目标的反射，要么来自该目标上的有源器件。基于来自该检测器的信号，该全站仪的伺服系统可移动或转动该全站仪。

进一步，当在工作地点使用距离测量全站仪进行距离测量或勘测任务时，常常期望测量出现在该工作地点上的对象的表面或体积。在这样的工作地点，可例如期望扫描对象的表面，例如扫描建筑物的墙面以获得该墙面的图像。对于这样的应用，距离测量全站仪可被实施为测地扫描仪（geodetic scanner），用于基于到该目标表面处所关注位置的距离的测量值来确定该对象或目标的外观。这样的扫描仪可记录该目标的表面或体积，甚至监测场景的变化。

该测地扫描仪常常被设立在工作地点的特定位置，该目标的待扫描表面或体积从该位置可见。为了扫描该目标的或另一目标的从该测地扫描仪的设立位置不可见的表面或体积，该测地扫描仪必须移至使期望被扫描的表面或体积可见的另一位置。这个过程可能是麻烦且费时的，例如，因为一旦该测地扫描仪必须被定位在新位置，就要付出劳力移动该测地扫描仪和设立该测地扫描仪。

为了克服这些缺点，提供了可手持操作的移动扫描仪。换言之，使用者可将该移动扫描仪携带至使期望被扫描的表面或体积可见的合适位置，且在该位置操作该扫描仪以进行表面或体积的扫描。为了知道该移动扫描仪的光束在测量期间瞄准的位置，例如，关于某一固定坐标系（诸如与该工作地点处的另一测量仪有关的坐标系）的位置，在测量期间必须监测该移动扫描仪的位置和定向，例如，关于该固定坐标系的位置和定向。

EP1200853A1公开了一种确定布置有反射器的对象的定向的方法，该反射器具有相对于该对象不可调节或可调节的定向。激光跟踪器发出照射在该反射器上的激光束。测量该激光束的方向和路径长度及该激光束进入该反射器的入射角度和/或相对于该对象的反射器定向。使用所测量出的数据，确定该目标的定向和位置。为了测量该入射角度，将被布置在与该反射器的光轴垂直的平面中的位置灵敏二极管位置传感器布置在该放射器后方，使得穿过该反射器的光束部分照射到该位置传感器上。根据EP1200853A1，由该传感器检测到的光斑的位置直接依赖于该激光束进入该反射器的入射角度。

US7312862B2公开了一种用于确定反射器或布置有反射器的对象的六自由度测量系统。该测量系统包括配备有距离测量装置的激光跟踪器，该激光跟踪器将激光束（测量束）引导至该反射器且当该反射器移动时跟随或跟踪该反射器，并且检测该测量束相对于该跟踪器的方向。该测量系统还包括被布置在该对象上的光学可检测的附加元件，用于确定该反射器或该对象绕该反射器的轴线或绕该测量束的转动。该附加元件包括两个光点，这两个光点是无源标记、反射器、有源光源或由背离该对象的光束产生的点。用摄像机将这两个光点成像在成像平面中，该摄像机在测量期间相对于该测量束静止。所述光电中的每个在由该摄像机拍摄的图像中被识别，或者所述光点与该摄像机同步，使得所述光点一个接一个地出现在连续记录的图像中，且从所述图像中确定连接这两个光点的线。根据US7312862B2，该线与同样指向的参照线之间的角度是该反射器或该对象的侧倾角的量度。

这样的用于确定对象的定向的布置仅可提供有限的角度精确度和/或角度分辨率，这在一些应用中可能是不足的。换言之，这样的用于确定对象的定向的布置可能不能够以所要求的精确度确定该对象的定向。

对于一些应用，这样的用于确定对象的定向的布置，对于该对象与实现该对象的定向确定的测量装置之间的距离仅可提供有限的操作范围。即，该对象与实现该对象的定向确定的测量装置之间的最大距离可能相对小。

发明内容

出于以上考虑及其他，提出本发明。本发明寻求单独或组合地缓和、减轻或消除上述缺陷和劣势中一个或多个。尤其，期望实现一种用于确定第一测量仪的位置和定向的方法，该方法能够以高精确度确定该对象对于绕一个或多个转动轴线的转动角度的定向。还期望实现一种用于确定第一测量仪的位置和定向的方法，该方法提供对于该第一测量仪与负责做出确定的测量装置之间的距离的长程操作。

为了实现该目的，提供了具有如独立权利要求中限定的特征的方法和系统。本发明的进一步有利的实施方案在从属权利要求中限定。

为了澄清，在此使用的措辞“全站仪”指的是一种带有集成的距离和角度测量（即，带有组合的电子、光学和计算机技术）的距离测量仪。这样的仪器可提供朝目标的距离以及竖直和水平方向，由此测量到对象或目标（诸如反射器）的距离。在此使用的措辞“全站仪”包含下列术语：勘测单元、测地仪。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定第一测量仪（MI）的位置和定向的方法，其中第二MI和至少一个目标（TGT）优选地位于所述第一MI附近。所述第一MI包括逆向反射器单元、当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射光源以及至少一个成像模块。所述第二MI包括当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源。所述至少一个TGT包括使得能够在图像中识别所述TGT的识别装置。

所述方法包括测量所述第二MI分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离。

促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第二光辐射源。

生成每个所捕获的图像的图像表示。

使用所述图像表示创建差分图像。

提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

使用所提取的信息，将所述第二MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开。

在所述第二MI和所述至少一个TGT能够与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下，且基于所提取的信息，处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT分别相对于至少一个轴线的角度信息。

在所述第二MI和所述至少一个TGT能够与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下，且基于所述第一MI分别到所述第二MI和/或所述至少一个TGT的角度和距离以及所述角度信息，估计所述第一MI的定向。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括第一MI、第二MI和至少一个TGT的系统，所述第二MI和所述至少一个TGT中的每一个优选地位于所述第一MI附近。所述第一MI包括逆向反射器单元。所述TGT包括使得能够在捕捉了所述TGT的图像中识别所述TGT的识别装置。

所述第二MI包括被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第二光辐射源以及位置计算电路，所述位置计算电路包括角度测量系统和距离测量系统，所述角度测量系统和所述距离测量系统分别适于测量到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离。

所述第一MI包括被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源、控制模块以及通信模块，所述通信模块适于根据来自所述控制模块的指令将控制信号传达至所述第二MI，用于启动或关闭所述至少一个第二光辐射源。

所述通信模块适于接收来自所述第二MI的表示由所述第二MI确定的距离和角度的信号。

所述第一MI包括至少一个成像模块，所述成像模块适于根据来自所述控制信号的指令捕获图像，其中所述控制模块适于促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源，且生成每个所捕获的图像的图像表示。

所述第一MI包括处理模块，所述处理模块适于使用所述图像表示创建差分图像，提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息，以及使用所提取的信息将所述第二MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开。

所述处理模块适于，在所述第二MI和所述至少一个TGT能够与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下，基于所提取的信息，处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT分别相对于至少一个轴线的角度信息。

所述处理模块适于，在所述第二MI和所述至少一个TGT能够与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下，基于分别到所述第二MI和所述至少一个TGT的角度和距离以及所述角度信息，估计所述第一MI的定向。

因此，本发明基于利用布置在所述第一MI中的一个或若干摄像机设备或成像模块来确定所述第一MI的定向。所述第一MI中的所述至少一个成像模块可被用来检测所述TGT的识别装置，且可借助于检测从所述第二MI发出的光辐射来与光学全站仪中的跟踪器单元以相似的方式被使用。

可选地或替代地，可基于由所述第二MI建立且（例如借助于无线通信链路）传达至所述处理模块的所述第一MI和所述至少一个TGT的所测量出的或所估计出的物理坐标，估计所述第一MI的定向。

可相对于适合特定情形或应用的坐标系确定所述第一MI的定向和/或位置。例如，可相对于固定在所述第二MI上的坐标系确定所述第一MI的定向和位置。

所述第一MI可例如包括便携式扫描仪，所述便携式扫描仪被配置为诸如使得用户能够手持操作（在下文中，这样的便携式扫描仪可被称作“手持单元”或“手持扫描仪”）。所述便携式扫描仪可例如被用来确定对象或目标的外观。

所述第一MI的位置由所述第二MI确定或监测，所述第二MI例如可包括勘测仪（诸如全站仪或经纬仪），而所述第一MI的定向由所述第一MI本身确定或监测。

为了使得能够确定手持单元的定向，根据一个实施例，MI（诸如全站仪）中的摄像机设备可被布置为确定或监测布置在所述手持单元上的二极管阵列。与这样的解决方案相比，分别通过根据本发明的第一方面和第二方面的方法或系统，可实现提高的角度精确度/角度分辨率。这是因为，与所述手持单元上的阵列中的“像素”（即二极管）的间隔相比，由所述成像模块捕获的图像中的像素的间隔有可能更精细。

与布置在所述第一MI上的二极管阵列由布置在所述第二MI上的摄像机设备监测以确定所述第一MI的定向的布置相比，基于所述第一MI中的至少一个成像模块被用于检测从所述第二MI和所述至少一个TGT发射的光辐射的布置（该布置进而允许估计所述第一MI的定向）可实现对于所述第一MI与所述第二MI之间的距离的相对长程操作。

分别通过根据本发明的第一方面和第二方面的方法或系统，可实现对于调谐或调整所述第一MI的所确定的定向的角度精确度/角度分辨率的灵活度的提高。这可例如通过选择待布置在所述第一MI中的具有预选择的分辨率/像素密度的成像设备来实现，借此可提供所述第一MI的所确定的定向的期望的角度精确度/角度分辨率。

分别通过根据本发明的第一方面和第二方面的方法或系统，可实现扫描对象或目标的速度的提高。这是因为所述系统配置使得所述第一MI能够是便携的。在这个情况下，能够从工作地点的各种位置操作所述第一MI，而不需要经历在所述工作地点的每个期望的操作位置设立测地扫描仪的耗时过程。

由于所述第一MI有可能是便携的，通过使用者适当放置所述第一MI，从所述第一MI发出的光辐射能够到达期望扫描的区域或表面，即使那些区域或表面从该工作地点的固定位置看是隐藏的。

如上文讨论的，通过基于所提取的关于呈现在所述差分图像中的对象的信息而处理的任何图像表示，可确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT的角度信息。例如，可确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT相对于与所述至少一个成像模块或设备有关的坐标系的角度信息。

然而，为了将相对于某一坐标系确定的任何角度信息（例如定向（或角度））变换至适于特定情况或应用的另一坐标系，可执行坐标变换。这样的坐标变换在本领域是已知的。

在本发明的语境中，用于确定对象的定向的布置的角度精确度意味着可实现的对于绕一个或多个转动轴线的转动角度的精确度，即所述定向或角度可被确定的数值精确度。

在本发明的语境中，用于确定对象的定向的布置的角度分辨率意味着当所述对象经历定向的（小）改变时可被确定的相对小的角度甚至最小的角度。

根据本发明的第三方面，提供了用于扫描对象表面或体积以确定所述对象的外观的第一MI，所述第一MI可被用在根据本发明的第二方面或其任何实施方案的系统中。为了测量到该对象上的位置的角度和距离，所述第一MI适于将来自所述至少一个第一光辐射源的光辐射传输到所述对象上的位置，并且接收从所述对象上的所述位置反射的光辐射，其中通过连续确定所述第一MI的位置和定向来监测所传输的光辐射和/或所接收到的光辐射的方向。

所述第一MI可包括扫描设备，所述扫描设备被配置为在所述对象上方的预定位置引导所传输的光辐射。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于用第一MI扫描对象的表面或体积以确定所述对象的外观的方法，所述第一MI包括至少一个第一光辐射源，所述至少一个第一光辐射源被配置为当启动时发射光辐射。

所述方法包括，为了测量到所述对象上的位置的角度和距离，将来自所述至少一个第一光辐射源的光辐射传输至所述对象上的位置，并且接收从所述对象上的所述位置反射的光辐射。

通过连续执行根据本发明的第一方面或其任何实施方案的方法以确定所述第一MI的位置和定向，来监测所传输的光辐射和/或所接收到的光辐射的方向。

可在所述对象上方的预定位置引导所传输的光辐射。

根据本发明的第五方面，提供了第一MI，所述第一MI被配置为诸如使得它能够在根据本发明的第二方面或其任何实施方案的系统中操作。

根据本发明的第六方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行部件，所述计算机可执行部件用于当在处理单元上运行时执行根据本发明的第一和/或第四方面或其任何实施方案的方法。

根据本发明的第七方面，提供了一种计算机可读数字存储介质，所述计算机可读数字存储介质包括计算机程序产品，所述计算机编程产品包括计算机可执行部件，所述计算机可执行部件适于当在处理单元上运行时执行根据本发明的第一和/或第四方面或其任何实施方案的方法。

本发明可被实施在计算机程序产品中，所述计算机程序产品当在处理单元中运行时在MI中执行根据本发明的方法。所述计算机程序产品可例如被作为升级下载到所述MI中。根据本发明的方法可使用软件、硬件、固件或其任何组合来针对MI实施，如鉴于特定环境或应用而期望或要求的。

在根据本发明的一个实施方案中，所述第一MI的控制模块适于促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源。

根据本发明的实施方案，所述识别装置是逆向反射器，且所述TGT是反射目标。

根据本发明的实施方案，所述识别装置包括被配置为持续发射光辐射或当启动时发射光辐射的至少一个光辐射源。所述识别装置可以是至少一个灯、发光二极管，或相似的光发射设备。如果有多于一个的光发射设备，则这些光发射设备可被布置成一个图案。所述光发射设备可发射固定光或者闪耀光（blinking light）或闪烁光（flashing light），这可以是随机的或按照预定图案。经由例如无线通信里链路，所述第一MI和所述第二MI可控制所述光发射设备。由此，在接到启动信号时可控制所述至少一个光发射设备闪耀或闪烁。进一步，所述至少一个光发射设备可发射具有某一颜色的光，且如果有多于一个的光发射设备，所述设备可发射具有不同颜色的光。

根据本发明的实施方案，所述识别装置包括几何符号或图案，例如：一个或多个圆形表面、一个或多个方形表面、一个或多个菱形表面，或这样的表面的任意组合。所述表面可以是反射的，并且/或者可包含光发射设备。

对于创建差分图像，所述至少一个成像模块可适于在至少所述第一MI和/或所述第二MI的不同操作条件下捕获图像。可及时在不同点捕获图像。可基于所捕获的图像来生成差分图像，诸如在下文中描述的。

根据第一配置，当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，捕获至少一个第一图像。当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，可捕获至少一个第二图像。当所述至少一个第二光辐射源和所述至少一个第一光辐射源都关闭时，捕获至少一个第三图像。

根据第二配置，当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，捕获至少一个第一图像。当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源启动时，可捕获至少一个第二图像。当所述至少一个第二光辐射源和所述至少一个第一光辐射源都关闭时，可捕获至少一个第三图像。

根据又一配置，如果所述识别装置是由所述第一MI经由无线通信控制的光发射设备，则当所述至少一个第二光辐射源启动且所述TGT的所述至少一个光辐射源关闭时，可捕获至少一个第一图像。当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述TGT的所述至少一个光辐射源启动时，可捕获至少一个第二图像。当所述至少一个第二光辐射源和所述TGT的所述至少一个光辐射源都关闭时，可捕获至少一个第三图像。

对于使用所述图像表示创建差分图像，可在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第一差分图像。可在所述至少一个第二图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第二差分图像。

通过提取关于分别呈现在所述至少一个第一差分图像和所述至少一个第二差分图像中的对象的信息，可提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

根据另一配置，当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一辐射源关闭时，捕获至少一个第一图像，并且当所述至少一个第二光学辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，捕获至少一个第二图像。

对于该配置，可在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第二图像表示之间创建至少一个第一差分图像。在所述至少一个第一差分图像中，来自所述至少一个第二光辐射源的强度和来自所述至少一个第一光辐射源的强度可有不同的标志，所述强度得自在所述至少一个TGT处反射的光辐射。例如，在所述至少一个第一差分图像中，来自所述至少一个第二光辐射源的强度可以是正的，且来自所述至少一个第一光辐射源的强度可以是负的。

进一步对于该配置，通过提取关于呈现在所述至少一个第一差分图像中的对象的信息，可提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

对于所述第二MI和所述至少一个TGT相对于至少一个轴线的角度信息，可处理所述图像表示中的任何图像表示，以估计所述第二MI与所述至少一个TGT之间相对于所述至少一个轴线的至少一个角度。就此而言，所述角度信息可包括所估计出的至少一个角度。

所述第二MI与所述至少一个TGT之间相对于所述至少一个轴线的至少一个角度的估计可包括：确定所述第二MI与所述至少一个TGT之间的距离、所述第二MI与所述至少一个轴线之间的距离和/或所述至少一个TGT与所述至少一个轴线之间距离。

所述距离确定中的任何一个可包括：分别确定所述第二MI与所述至少一个TGT之间、所述第二MI与所述至少一个轴线之间和/或所述至少一个TGT与所述至少一个轴线之间的任何图像中的像素的数目。就此而言，所述图像中的像素的尺寸可对应于预定距离。

所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离可用至少两个方式确定，在下文中描述这两个方式的两个实施例。

根据第一实施例，基于所测量出的分别相对于所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离，可所述确定第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置。

然后，基于所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置，可确定所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离。

根据第二实施例，从上述所提取的信息，可推出所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离。

然后，可将用不同方式确定的所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离进行比较。

基于所述比较，可评定所述MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象的区分的精确度。

换言之，可检查用不同方式确定的所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离之间的差异（discrepancies）。然后，大的差异（例如超过预定阈值）可例如被用来拒绝当前的测量行为。

以这个方式，可实现一种减少甚至消除错误读数（即，不精确和/或不正确地识别的目标和/或MI）的处置。

测量所述第二MI分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离可包括：传输来自所述至少一个第二光辐射源的光辐射，以及接收分别由所述第一MI的逆向反射器单元和所述至少一个TGT的逆向反射器反射的光辐射。

就此而言，可测量从所述至少一个第二光辐射源分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的光辐射的渡越时间（time-of-flight）。

替代地或可选地，在来自所述至少一个第二光辐射源的经调制的连续波光辐射已分别被所述第一MI的逆向反射器单元和所述至少一个TGT的逆向反射器单元反射之后，可测量所述经调制的连续波光辐射的相位差。

所述第二MI可包括跟踪器和伺服系统。

所述跟踪器和伺服系统可被配置为监测所述第一MI的位置。

就此而言，可连续捕获多组图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源。基于所捕获的多组图像中的每一个，可估计所述第一MI的定向。

以这个方式，可监测所述第一MI的定向，例如当所述第一MI移动时。

所述通信模块可适于，根据来自所述控制模块的指令将控制信号传达至所述第二MI，所述第二MI被配置为使所述第一MI的位置的监测和所述第一MI的定向的估计在时间上同步。

在所述第二MI包括跟踪器和伺服系统的情况下，所述第二MI可不要求分立的第二光辐射源，如在上文中描述的。相反，可利用所述跟踪器和伺服系统中包括的光辐射源来代替第二光辐射源，用于提供与苏搜狐第二光辐射源相似或相同的功能，如在上文和下文中描述的。因此，所述第二光辐射源可以是所述跟踪器和伺服系统的一部分。

在此公开的任何方法的步骤不必按所公开的确切顺序执行，除非明确指出。

本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能的组合。

下面将借助于示例性实施方案来描述本发明的多种实施方案的进一步目的和优点。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方案，在附图中：

图1a是根据本发明的一个示例性实施方案的系统的示意图；

图1b是根据本发明的一个示例性实施方案的系统的示意性框图；

图2a至图2c是用于在根据本发明的一个示例性实施方案的方法中使用的所捕获的图像的实施例；

图3是用于例示根据本发明的一个示例性实施方案的方法的原理的所捕获的图像的实施例；

图4是根据本发明的一个示例性实施方案的计算机可读存储介质的示意图；以及

图5a至图5c是例示了根据本发明的一个示例性实施方案的方法的示意性流程图。

在附图中，相同的标号在所有视图中指代相同或相似的元件。

具体实施方式

接下来将参照附图（其中示出了本发明的多个示例性实施方案）更充分地描述本发明。然而，本发明可用许多不同形式实施，而不应被解释为限于这里提出的实施方案；其实，这些事实方案是作为实施例被提供的，使得本公开内容向本领域技术人员表达本发明的范围。此外，全文中相同的标记指代相同或相似的元件。

全站仪是带有集成的距离和角度测量仪（即，带有结合的电子、光学和计算机技术）的距离测量仪。这样的全站仪可提供朝对象或目标的距离以及竖直和水平方向，由此测量相对于反射表面或反射器（例如隅角棱镜型逆向反射器）的距离。全站仪进一步设有带有可写信息的计算机或控制单元，用于待进行的测量以及用于存储在测量期间获得的数据。所述全站仪可计算目标在固定地基坐标系中的位置。例如，在同一申请人的WO2004/057269中，更详细地描述了这样的全站仪。

现在参看图1a，其示出了根据本发明的一个示例性实施方案的系统100的示意图。

系统100包括第一MI110、第二MI120和两个反射TGT130。

系统100中的TGT的数目不限于两个，而是根据具体情形和/或应用可包括任何合适数目的TGT，例如一个TGT或者三个、四个、五个、六个或更多TGT。

通过在第一MI110的成像模块（图1a中未示出，见图1b）的视场内使用若干TGT，可增大操作区域。例如，通过利用适当地放置在该第一MI和/或该第二MI附近的若干TGT，可增大能够使用第一MI110（例如用于扫描对象的表面或体积以确定该对象的外观）的区域。

将参照图1b更详细地描述系统100的部件，其中示出了根据本发明的一个示例性实施方案的系统100的示意性框图。

系统100包括第一MI110、第二MI120和反射TGT130。如图1a示出的，第二MI120和TGT130中的每一个被布置在第一MI110附近。第一MI110和TGT130中的每一个包括逆向反射器单元135。系统100被配置为确定第一MI110的位置和定向，如在下文中参照例示本发明的示例性实施方案的图5a-5c中的示意性流程图进一步详细地讨论的。

进一步参看图1b，第二MI120包括第二光辐射源121，第二光辐射源121被配置为当启动时发射光辐射。

第二MI120包括位置计算电路122，位置计算电路122包括角度测量系统124和距离测量系统126，分别适于测量到第一MI100和TGT130的角度和距离。

第二MI120例如可包括诸如在上文中描述的全站仪，该全站仪可提供朝对象或目标的距离以及竖直和水平方向。

在确定第一MI110的位置和定向的进程之前或开始时，以及/或者在确定第一MI110的位置和定向的进程期间的若干相继时间点，第二MI120可测量分别到第一MI110和TGT130角度和距离。

大体上，TGT130被固定在一个位置，而第一MI110可以是可移动的。就此而言，该第一MI例如可包括便携扫描仪，该便携扫描仪被配置为诸如使得使用者能够手持操作。该扫描仪可被配置为确定对象的外观。

因此，根据一个实施例，与到第一MI110的角度和/或距离的测量相比，在例如确定第一MI110的位置和定向的过程期间可较不频繁地执行到TGT130的角度和/或距离的测量。可在确定第一MI110的位置和定向的过程期间的预定时间点执行到TGT130的角度和/或距离的测量，由此持续更新所测量出的针对第一MI110的角度和/或距离值。

第一MI110包括被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源111以及控制模块113，控制模块113适于选择性地启动和关闭第一光辐射源111。

第一MI110包括通信模块114。通信模块114适于根据来自控制模块113的指令将控制信号传达至第二MI120，用于启动或关闭第二光辐射源121（例如经由无线通信链路）。可选地，借助于通信模块114可将除了控制信号以外的信号传达至第二MI120。通信模块114可以可选地适于接收控制信号或来自第二MI120和/或能够传达信号的任何其他设备的任何其他信号。去往或来自通信模块114的通信可例如经由无线通信链路执行。

通信模块114适于接收来自第二MI120的信号，该信号表示由第二MI120确定的距离和角度。

第一MI110包括成像模块115。成像模块115适于根据来自控制模块113的指令捕获图像。控制模块113适于促使成像模块115捕获图像，包含交替启动和关闭第一光辐射源111和第二光辐射源121，且生成每个所捕获的图像的图像表示。

第一MI110包括处理模块116。

处理模块116适于使用所述图像表示创建差分图像，提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息，并且使用所提取的信息分别将第二MI120和TGT130与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开。

在能够将第二MI120和TGT130与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下，基于所提取的信息，处理单元116处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定第二MI120和/或TGT130分别相对于至少一个轴线的角度信息。基于分别到第二MI120和TGT130的角度和距离以及所述角度信息，确定第一MI110的定向。

第二MI120可包括通信模块（图1b中未示出），该通信模块适于向第一MI110和/或任何其他能够传达信号的设备传达信号（例如，所测量出的数据、控制信号等等），或者从第一MI110和/或任何其他能通信信号的设备接收信号。该通信例如可经由无线通信链路执行。

现在参看图2a至图2c，其示出了所捕获的图像的示意图，这些图像根据本发明的示例性实施方案可被用来创建差分图像。

当第二光辐射源121启动且第一光辐射源111关闭时，捕获至少一个第一图像。如图2a中的黑色实心圆所示，在第一图像中将出现由第二光辐射源121发射的光辐射引起的斑点。

当第二光辐射源121关闭且第一光辐射源111启动时，捕获至少一个第二图像。如图2b中的黑色实心圆所示，在第二图像中将出现由第一光辐射源111发射的光辐射引起且入射在TGT130的逆向反射器单元135上的斑点。

当第二光辐射源121和第一光辐射源111都关闭时，捕获至少一个第三图像，在图2c中示出。

在生成每个所捕获的图像的图像表示之后，创建差分图像可包括：在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第一差分图像，以及在所述至少一个第二图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第二差分图像。

替代地或可选地，可根据除了上面刚刚描述的方案之外的方案创建差分图像，诸如在上文中已讨论的。

现在参看图3，其示出了根据本发明的一个示例性实施方案的所捕获的图像的示意图，其中第二MI120和反射TGT130是可见的。可处理所捕获的图像的图像表示，诸如以确定第二MI120和TGT130相对于至少一个轴线的角度信息。

例如，可确定第二MI120与轴线152之间的距离B和/或第二MI120与轴线150之间的距离A。轴线150可例如与该第一MI（图3中未示出）的成像模块的内部水平轴线重合。轴线152可例如与该第一MI的成像模块的内部竖直轴线重合。距离的确定可包括分别确定所捕获的图像中在第二MI120与轴线152之间的像素的数目以及在第二MI120与轴线150之间的像素的数目，其中该图像中的像素的尺寸可对应于预定距离。

例如，基于距离A和B以及/或者从所捕获的图像的处理推出的可能的其他距离，可确定图3示出的角度C。

注意，图3中示出的第二MI120和TGT130相对于该第一MI的成像模块的定向是按照一个具体实施例。

在第二MI120的第二光辐射源和TGT130的逆向反射器单元分别处于该成像模块的视场内（即，第二MI120的第二光辐射源和TGT130的逆向反射器单元分别可由该成像单元捕获在图像中）的情况下，第二MI120和TGT130分别可呈现相对于该成像模块的定向范围。

现在参看图4，其示出了根据本发明的示例性实施方案的计算机可读数字存储介质400a、400b的示意图。包括DVD400a和软盘400b。DVD400a和软盘400b中的每一个上可存储有计算机程序，该计算机程序包括计算机代码，该计算机代码适于当在处理器单元中运行时执行根据本发明的实施方案的方法（诸如已在此描述的）。

尽管上文参照图4仅描述了两个不同类型的计算机可读数字存储介质，但本发明囊括了采用任何其他合适类型的计算机可读数字存储介质（诸如但不限于非易失性存储器、硬盘驱动器、CD、闪存、磁带、USB存储设备、极碟驱动器等等）的实施方案。

此外，为了执行在此描述的各种操作，该第一MI通常包括一个或多个微处理器（图中未示出）或一些其他具有计算能力的设备，例如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）等等。当执行本发明的方法的不同实施方案的步骤时，该微处理器通常运行被下载至该第一MI且存储在合适存储区（例如随机存取存储器（RAM）、闪存或硬盘驱动器）中的适当软件。这样的微处理器或处理单元可以替代地或可选地位于该第一MI外部（且电连接至该第一MI）。

现在参看图5a至图5b，其示出了根据本发明的一个示例性实施方案的方法500的示意性流程图。

方法500可确定第一MI的位置和定向。该第一MI包括逆向反射器单元，被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源和至少一个成像模块。第二MI（包括被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第二光辐射源）和至少一个反射TGT（包括逆向反射器单元）被布置在该第一MI附近。

在步骤S501，测量所述第一MI和所述至少一个TGT分别相对于所述第二MI的角度和距离。

在步骤S502，促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源。

在步骤S503，生成每个所捕获的图像的图像表示。

在步骤S504，使用所述图像表示创建差分图像。

在步骤S505，提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

在步骤S506，使用所提取的信息，将所述第二MI和所述至少一个TGT分别与所述图像中呈现的任何其他对象区分开。

在所述第二MI和所述至少一个TGT可与所述图像中呈现的任何其他对象区分开的情况下，执行步骤S507和S508。

在步骤S507，基于所提取的信息来处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT分别相对于至少一个轴线的角度信息。

在步骤S508，基于所述第一MI分别到所述第二MI和/或所述至少一个TGT的角度和距离以及所述角度信息，估计所述第一MI的定向。

可选地，可执行步骤S509-S513。

在步骤S509，基于所测量出的分别关于所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离，确定所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置。

在步骤S510，基于所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置，确定所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离。

在步骤S511，从所提取的信息推出所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离。

在步骤S512，将所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离和从所提取的信息推出的所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离进行比较。

在步骤S513，基于所述比较，评定所述第一MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象的区分的精确度。

以这个方式，可获得减少甚至消除错误读数（即，不精确地和/或不正确地识别的目标和/或MI）的程序。

可选地，在步骤S514，可确定在步骤S513中执行的评定的精确度关于预定精确度标准的符合度。换言之，可执行该评定的品质检查。一种用于用第一MI扫描对象的表面或体积以确定该对象的外观的方法可包括：将来自该第一MI的光辐射传输至该对象上的位置，并且接收从该对象上的该位置反射的光辐射，以测量到该对象上的该位置的角度和距离。通过连续执行诸如此处描述的方法以确定该第一MI的位置和定向，来监测所传输的光辐射和/或所接收的光辐射的方向。

可在该对象上方的预定位置引导所传输的光辐射。

在该扫描进程之前，可确定从所述第二MI到所述一个或多个TGTs的角度和距离。

在该扫描进程期间，可重复确定从所述第二MI到所述第一MI的角度和距离、所述第一MI与所述至少一个或多个TGTs之间关于一个轴线的角度以及/或者所述第一MI与第二MI之间关于一个轴线的角度。

尽管已在此描述了本发明的示例性实施方案，但本领域普通技术人员应明了，可对在此描述的发明进行变化、改型或变形。因此，上文描述的本发明的各个实施方案和附图应被认为是本发明的非限制性实施例，且保护范围由随附的权利要求限定。权利要求中的任何参考标记不应被解释成对范围的限制。

Claims (39)

1.一种用于确定第一测量仪MI（110）的位置和定向的方法（500），所述第一测量仪包括逆向反射器单元（112）、被配置成当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源（111）和至少一个成像模块（115），所述方法包括选择性地启动和关闭所述至少一个第一光辐射源、使用第二MI（120）和至少一个目标TGT（130）的步骤，所述第二MI（120）包括被配置成当启动时发射光辐射的至少一个第二光辐射源（121），所述至少一个目标TGT（130）包括使得所述TGT能够在捕获了所述TGT的图像中被识别的识别装置（135），所述方法包括：

测量（S501）所述第二MI分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离；

促使（S502）所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第二光辐射源；

生成（S503）每个所捕获的图像的图像表示；

使用所述图像表示创建（S504）差分图像；

提取（S505）关于呈现在所述差分图像中的对象的信息；

使用所提取的信息，分别将所述第二MI和所述至少一个TGT与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开（S506）；

在能够分别将所述第二MI和所述至少一个TGT与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下：

基于所提取的信息，处理（S507）所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT分别相对于至少一个轴线的角度信息；

基于所述第一MI分别到所述第二MI和/或所述至少一个TGT的角度和距离以及所述角度信息，估计（S508）所述第一MI的定向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述促使（S502）步骤包括促使所述至少一个成像模块捕获图像的步骤，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述TGT的所述识别装置是逆向反射器单元（135），所述TGT是反射目标。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别装置包括至少一个光辐射源（），所述至少一个光辐射源被配置为持续发射光辐射或当启动时发射光辐射。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述识别装置包括至少一个几何符号和/或图案。

6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中促使所述至少一个成像模块捕获图像包括：

当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第一图像；

当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，或者当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源启动时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第二图像；

当所述至少一个第二光辐射源和所述至少一个第一光辐射源都关闭时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第三图像。

7.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其中促使所述至少一个成像模块捕获图像包括：

当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第一图像；

当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第二图像。

8.根据权利要求6所述的方法，其中使用所述图像表示创建差分图像包括：

在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第一差分图像；

在所述至少一个第二图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第二差分图像。

9.根据权利要求8所述的方法，其中提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息包括：

提取关于分别呈现在所述至少一个第一差分图像中和所述至少一个第二差分图像中的对象的信息。

10.根据权利要求7所述的方法，其中使用所述图像表示创建差分图像包括：

在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第二图像表示之间创建至少一个第一差分图像。

11.根据权利要求10所述的方法，其中提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息包括：

提取关于呈现在所述至少一个第一差分图像中的对象的信息。

12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的方法，其中处理所述图像表示中的任何图像表示以确定所述第二MI和所述至少一个TGT相对于至少一个轴线的角度信息包括：处理所述图像表示中的任何图像表示，以估计所述第二MI与所述至少一个TGT之间相对于所述至少一个轴线的至少一个角度，其中所述角度信息包括所估计出的至少一个角度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中处理所述图像表示中的任何图像表示以估计所述第二MI与所述至少一个TGT之间相对于所述至少一个轴线的至少一个角度包括：确定所述第二MI与所述至少一个第一TGT之间的距离、所述第二MI与所述至少一个轴线之间的距离和/或所述至少一个TGT与所述至少一个轴线之间的距离。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述距离的确定包括：分别确定所述第二MI与所述至少一个TGT之间、所述第二MI与所述至少一个轴线之间和/或所述至少一个TGT与所述至少一个轴线之间的图像中的任何图像表示中的像素的数目，其中所述图像中的像素的尺寸对应于预定距离。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，进一步包括：

基于所测量出的分别关于所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离，确定（S509）所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置；

基于所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置，确定（S510）所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离；

从所提取的信息中推出（S511）所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离；

将所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离和从所提取的信息中推出的所述第一MI与所述至少一个TGT之间距离进行比较（S512）；

以及

基于所述比较，评定（S513）所述第一MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象的区分的精确度。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

确定（S514）所评定的精确度关于预定精确度标准的符合度。

17.根据权利要求3和当从属于权利要求3时的权利要求5-16中任一权利要求所述的方法，其中测量所述第二MI分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离包括：传输来自所述至少一个第二光辐射源的光辐射，以及接收分别由所述第一MI的逆向反射器单元和所述至少一个TGT的逆向反射器单元反射的光辐射。

18.根据权利要求17所述的方法，其中测量所述第二MI分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离是通过如下方式执行的：测量从所述至少一个第二光辐射源分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的光辐射的渡越时间，并且/或者在来自所述至少一个第二光辐射源的经调制的连续波光辐射已分别被所述第一MI的逆向反射器单元和所述至少一个TGT的逆向反射器单元反射之后测量所述经调制的连续波光辐射的相位差。

19.一种系统（100），包括：包括逆向反射器单元（112）的第一测量仪MI（110）、第二MI（120）和至少一个目标TGT（130），所述系统被布置为用于确定所述第一MI的位置和定向，其中

所述至少一个TGT包括使得所述TGT能够在捕获了所述TGT的图像中被识别的识别装置（135）；

所述第二MI包括至少一个第二光辐射源（121）以及位置计算电路（122），所述至少一个第二光辐射源（121）被配置为当启动时发射光辐射，所述位置计算电路（122）包括角度测量系统（124）和距离测量系统（126），适于分别测量所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离；

所述第一MI进一步包括：

至少一个第一光辐射源（111）以及控制模块（113），所述至少一个第一光辐射源被配置为当启动时发射光辐射，所述控制模块适于选择性地启动和关闭所述至少一个第一光辐射源；

通信模块（114），适于根据来自所述控制模块的指令将控制信号传达至所述第二MI，用于启动或关闭所述至少一个第二光辐射源，所述通信模块进一步适于接收来自所述第二MI的表示由所述第二MI确定的距离和角度的信号；以及

至少一个成像模块（115），适于根据来自所述控制模块的指令捕获图像，其中所述控制模块适于促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第二光辐射源，且生成每个所捕获的图像的图像表示；

处理模块（116），适于：

使用所述图像表示创建差分图像；

提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息；

使用所提取的信息，分别将所述第二MI和所述至少一个TGT与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开；

其中所述处理模块进一步适于，在能够分别将所述第二MI和所述至少一个TGT与呈现在所述图像中的任何其他对象区分开的情况下：

基于所提取的信息，处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和/或所述至少一个TGT分别相对于至少一个轴线的角度信息；以及

基于分别到所述第二MI和所述至少一个TGT的角度和距离以及所述角度信息，估计所述第一MI的定向。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一MI的所述控制模块适于促使所述至少一个成像模块捕获图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源。

21.根据权利要求19或20所述的系统，其中所述识别装置是逆向反射器单元（135），所述TGT是反射目标。

22.根据权利要求19所述的系统，其中所述识别装置包括至少一个光辐射源（），所述至少一个光辐射源被配置为持续发射光辐射或当启动时发射光辐射。

23.根据前述权利要求19-22中任一权利要求所述的系统，其中所述识别装置包括至少一个几何符号和/或图案。

24.根据权利要求19-23中任一权利要求所述的系统，其中所述控制模块适于通过如下方式促使所述至少一个成像模块捕获图像：当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第一图像；当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第二图像，或者当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源启动时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第二图像；以及当所述至少一个第二光辐射源和所述至少一个第一光辐射源关闭时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第三图像。

25.根据权利要求19-23中任一权利要求所述的系统，其中所述控制模块适于通过如下方式促使所述至少一个成像模块捕获图像：当所述至少一个第二光辐射源启动且所述至少一个第一光辐射源关闭时，促使所述至少一个图像模块捕获至少一个第一图像；以及当所述至少一个第二光辐射源关闭且所述至少一个第一光辐射源启动时，促使所述至少一个成像模块捕获至少一个第二图像。

26.根据权利要求24所述的系统，其中所述处理模块适于通过如下方式使用所述图像表示创建差分图像：在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第一差分图像；以及在所述至少一个第二图像表示与所述至少一个第三图像表示之间创建至少一个第二差分图像。

27.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理模块适于，通过提取关于分别呈现在所述至少一个第一差分图像中和所述至少一个第二差分图像中的对象的信息，来提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

28.根据权利要求25所述的系统，其中所述处理模块适于，通过在所述至少一个第一图像表示与所述至少一个第二图像表示之间创建差分图像，来使用所述图像表示创建差分图像。

29.根据权利要求28所述的系统，其中所述处理模块适于，通过提取关于呈现在所述至少一个第一差分图像中的对象的信息，来提取关于呈现在所述差分图像中的对象的信息。

30.根据权利要求19-29中任一权利要求所述的系统，其中所述处理单元进一步适于，通过估计所述第二MI与所述至少一个TGT之间相对于至少一个轴线的至少一个角度，来处理所述图像表示中的任何图像表示，以确定所述第二MI和所述至少一个TGT相对于所述至少一个轴线的角度信息，其中所述角度信息包括所估计出的至少一个角度。

31.根据权利要求30所述的系统，其中所述处理单元进一步适于，通过确定所述第二MI与所述至少一个目标之间的距离、所述第二MI与所述至少一个轴线之间的距离和/或所述至少一个目标与所述至少一个轴线之间的距离，来估计所述至少一个角度。

32.根据权利要求31所述的系统，其中所述处理单元进一步适于，通过分别确定所述第二MI与所述至少一个目标之间、所述第二MI与所述至少一个轴线之间和/或所述至少一个目标与所述至少一个轴线之间的任何图像中的若干像素，来确定所述第二MI与所述至少一个目标之间的距离、所述第二MI与所述至少一个轴线之间的距离和/或所述至少一个目标与所述至少一个轴线之间的距离，其中所述图像中的像素的尺寸对应于预定距离。

33.根据权利要求19-32中任一权利要求所述的系统，其中所述处理单元进一步适于：

基于所测量出的分别关于所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离，确定所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置；

基于所述第一MI的位置和所述至少一个TGT的位置，确定所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离；

从所提取的信息推出所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离；

将所述第一MI与所述至少一个TGT之间的距离和从所提取的信息推出的所述第一MI与所述至少一个TGT之间距离进行比较；以及

基于所述比较，评定所述第一MI和所述至少一个TGT分别与呈现在所述图像中的任何其他对象的区分的精确度。

34.根据权利要求21和当从属于权利要求21时的权利要求23-33中任一权利要求所述的系统，其中所述位置计算电路适于：传输来自所述至少一个第二光辐射源的光辐射且接收反射的光辐射，以及通过测量从所述至少一个第二光辐射源分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的光辐射的渡越时间，并且/或者通过在来自所述至少一个第二光辐射源的经调制的连续波光辐射已分别被所述第一MI的逆向反射器单元和所述至少一个TGT的逆向反射器单元反射之后测量所述经调制的连续波光辐射的相位差，来测量分别到所述第一MI和所述至少一个TGT的角度和距离。

35.根据权利要求19-34中任一权利要求所述的系统，其中所述第二MI进一步包括被配置为监测所述第一MI的位置的跟踪器和伺服系统（128），且所述控制模块适于连续捕获多组图像，包含交替启动和关闭所述至少一个第一光辐射源和所述至少一个第二光辐射源，并基于所捕获的多组图像的中每一个来估计所述第一MI的定向。

36.根据权利要求35所述的系统，其中所述通信模块进一步适于，根据来自所述控制模块的指令，将控制信号传达至所述第二MI，所述第二MI被配置为使所述第一MI的位置的监测与所述第一MI的定向的估计在时间上同步。

37.根据权利要求19-36中任一权利要求所述的系统，其中所述第一MI包括便携式扫描仪，所述便携式扫描仪被配置为诸如使得使用者能够手持操作，所述扫描仪用于确定对象的外观。

38.根据权利要求19-37中任一权利要求所述的系统，其中所述第二MI包括勘测仪，诸如全站仪或经纬仪。

33.一种用于扫描对象的表面或体积以确定所述对象的外观的测量仪MI，所述MI被包括在根据权利要求19-38中任一权利要求所述的系统中，其中所述第一MI适于将来自所述至少一个第一光辐射源的光辐射传输至所述对象上的位置以及接收从所述对象上的所述位置反射的光辐射，以测量到所述对象上的所述位置的角度和距离，其中通过连续确定所述第一MI的位置和定向来监测所传输的光辐射和/或所接收的光辐射的方向。

34.根据权利要求33所述的第一MI，进一步包括扫描设备，所述扫描设备被配置为在所述对象上方的预定位置引导所传输的光辐射。

35.一种用于用第一测量仪MI扫描对象的表面或体积来确定所述对象的外观的方法，所述第一MI包括被配置为当启动时发射光辐射的至少一个第一光辐射源，所述方法包括：

将来自所述至少一个第一光辐射源的光辐射传输至所述对象上的位置并且接收从所述对象上的所述位置反射的光辐射，以测量到所述对象上的所述位置的角度和距离；

其中通过连续执行根据权利要求1-15中任一权利要求所述的方法以确定所述第一MI的位置和定向，来监测所传输的光辐射和/或所接收的光辐射的方向。

36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括：

在所述对象上方的预定位置引导所传输的光辐射。

37.第一测量仪，被配置为诸如使得它能够在根据权利要求16-32中任一权利要求所述的系统中操作。

38.一种计算机程序产品，包括计算机可执行部件，所述计算机可执行部件用于当在处理单元上运行时执行根据权利要求1-15和35-36中任一权利要求所述的方法。

39.一种计算机可读数字存储介质，包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行部件，所述计算机可执行部件适于当在处理单元上运行时执行根据权利要求1-15和35-36中任一权利要求所述的方法。

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