CN104344816A - 具有微透镜阵列的大地测量装置 - Google Patents

Abstract

具有微透镜阵列的大地测量装置。本发明涉及一种大地测量装置，包括：束源，用于产生测量辐射；基座，限定垂直轴；支承件，携载瞄准单元并限定倾斜轴，支承件布置在基座上能绕垂直轴相对基座旋转，瞄准单元布置成能绕倾斜轴相对支承件旋转；角度和距离测量功能。此外，设置图像采集单元(16)和控制和处理单元，图像采集单元在其限定的视野中采集物体(10)的图像。图像采集单元至少包括图像传感器(8)和具有以限定的二维方式布置的多个衍射和/或折射光学元件(7')的微透镜阵列(7)，在通过图像传感器(8)的测量过程期间，可采集由光学元件(7')产生的代表物体(10)的至少部分的各个图像块并可生成代表图像块的图像数据记录。

Description

具有微透镜阵列的大地测量装置

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于测量目标点的大地测量装置并且涉及根据权利要求11所述的用于这种测量装置的根据本发明的方法和根据权利要求15所述的计算机程序产品。

背景技术

为了测量目标点，自古时候起就已知众多大地测量装置。在这种情况下，记录方向或角度并且还经常记录从测量装置到待测量目标点的距离，特别地，检测测量装置的绝对位置连同可能存在的参考点，作为空间标准数据。

这种大地测量装置的众所周知的示例包括经纬仪、视距仪和全站仪，全站仪也被指定为电子视距仪或计算机视距仪。例如，在公开文献EP 1686350中描述了现有技术中的一种大地测量装置。这种装置具有允许确定相对于所选择目标的方向和距离的基于电子传感器的角度和(在适当情况下)距离测量功能。在这种情况下，在装置的内部参考系中确定角度和距离变量，在适当情况下，必须将这些变量与外部参考系结合以进行绝对位置确定。

在许多大地应用中，通过将特别构造的目标物体设置在点处来测量点。这些目标物体通常由具有反射器(例如，全方位棱镜)的铅锤杆组成，反射器用于限定测量路径或测量点。就这种测量任务而言，为了控制测量过程并且为了限定或注册测量参数，在目标物体(特别地，目标物体处的手持数据采集装置)和中央测量装置之间进行多个数据、指令、语音和其它信息的传输。这种数据的示例包括目标物体的标识(所使用的棱镜类型)、铅锤杆的倾斜、反射器高出地面的高度、反射器常数或测量值(诸如，温度或气压)。这些信息项或受情形控制的参数是使得能够高度精确地瞄准和测量由带棱镜的铅锤杆限定的测量点所必须的。

现代的全站仪具有用于对检测到的测量数据进行进一步数字处理和存储的微处理器。这些装置一般具有紧凑且集成的设计，其中，装置中通常存在同轴距离测量元件并且还存在计算、控制和存储单元。根据全站仪的发展阶段，还可集成瞄准或照准装置的动力系统，并且在回射器(例如，全方位棱镜)用作目标物体的情况下，还可集成用于自动目标搜寻和跟踪的装置。作为人机接口，全站仪可具有带有显示和输入装置(例如，键盘)的电子显示控制单元(通常是具有电子数据存储装置的微处理器计算单元)。基于电子传感器的方式检测到的测量数据被提供给显示控制单元，使得目标点的位置由显示控制单元确定、可选择地显示和存储。现有技术已知的全站仪还可具有无线电数据接口以用于建立到外围组件(诸如(例如)手持式数据采集设备)的无线电链路，该链路尤其可以被设计成数据记录器或野外计算机的形式。

为了照准或瞄准待测量目标点，通用类型的大地测量装置具有望远镜式瞄准具(诸如(例如)光学望远镜式瞄准具)作为照准装置。望远镜式瞄准具通常能相对于测量装置的基座绕垂直轴和水平倾斜轴旋转，使得望远镜式瞄准具可通过绕枢轴旋转和倾斜来和待测量点对准。除了光学观察通道之外，现代装置可具有用于检测图像的相机，所述相机被集成到望远镜式瞄准具中并且例如同轴地或以平行方式地对准，其中，检测到的图像可尤其作为实时图像呈现在显示控制单元的显示器和/或用于远程控制的外围装置(诸如(例如)数据记录器)的显示器上。在这种情况下，照准装置的光学系统可具有手动聚焦(例如，用于改变聚焦光学系统的位置的调整螺钉)或者自动聚焦(其中，例如，通过伺服电机改变聚焦位置)。举例来说，大地测量装置的这种照准装置在EP 2 219 011中有所描述。例如，从DE 197 107 22、DE 199 267 06或DE 199 495 80已知用于大地装置的望远镜式瞄准具的自动聚焦装置。

照准装置的光学系统或光学观察通道通常包含物镜组、图像反转系统、聚焦光学系统、用于生成十字线的分划板和目镜，它们按照例如这样的顺序从物体侧开始排列。聚焦透镜组的位置根据物体距离来设置，用这种方式使得清晰的物体图像出现在布置在聚焦平面内的分划板上。然后，可通过目镜观察所述图像，或者(例如)借助于同轴设置的相机检测所述图像。

举例来说，公开文献EP 1 081 459或EP 1 662 278中公开了大地装置的通用望远镜式瞄准具的构造。

由于通常共同用作观察通道并且用于测量的光路，这种装置需要以利用将以高费用制作的专业化高精度光学系统构造望远镜式瞄准具的方式对所述光路进行技术设计。此外，提供额外的单独发送和接收通道并且还提供针对距离测量装置的波长的附加像平面，以用于同轴电子距离测量。

由于可用肉眼基于尽管常常提供30倍光学放大的(即，不符合大地测量学的准确度要求)照准装置足够精确地瞄准目标物体(例如，通常用于大地测量学的目的的具有诸如全方位棱镜的目标标记的铅锤杆)，所以传统测量装置同时具有作为标准的对用作目标反射器的棱镜的自动目标跟踪功能(ATR：“自动目标识别”)。为此，望远镜式瞄准具中传统上另外集成有另一单独的ATR光源(例如，发射波长在850nm范围内的光学辐射的多模光纤输出)以及对所述波长敏感的专用ATR检测器(例如，CCD区域传感器)。

在ATR精细瞄准功能的背景下，在这种情况下，在照准装置的光学瞄准轴的方向上发射ATR测量束并且测量束在棱镜处回射，被反射的束由ATR传感器进行检测。根据光学瞄准轴与棱镜的对准偏差，在这种情况下，反射的辐射在ATR传感器上的碰撞位置也偏离中心传感器区域位置(即，在棱镜处回射的ATR测量束在ATR区域传感器上的反射点并不位于ATR区域传感器的中心，因此没有碰撞在作为对应于光学瞄准轴的位置的例如基于校准限定的期望位置上)。

如果是这种情况，如果以电机驱动方式略微重新调节照准装置的对准，使得在棱镜处回射的ATR测量束高度精确地碰撞在ATR区域传感器上传感器区域的中心(即，因此重复地改变和调节照准装置的水平角度和垂直角度，直到反射点的中心与ATR区域传感器上的期望位置重合)。或者，也可在计算中考虑被回射的ATR测量束在ATR区域传感器上的碰撞点与传感器区域的中心之间的剩余偏差并将其转换为角度，所述角度对应地与瞄准轴所指向的立体角(在角度传感器的辅助下检测的)相加。换句话讲，在这种情况下还可用瞄准轴的立体角(在角度传感器的辅助下检测的)和检测到的ATR测量束反射与传感器中心的偏移(即，与ATR传感器上瞄准轴成像的中心点的偏移)推导出相对于目标点的立体角。

结果，与用十字线手动执行瞄准并基于肉眼的测量相比，可显著提高光学瞄准轴与棱镜的对准的可实现准确度。为了确保基于对棱镜处回射的ATR测量束的反射点在ART区域传感器上的位置的评估起自动瞄准作用，有必要在起作用开始之前，将照准装置至少大致以使得被回射的ATR测量束也碰撞在ATR区域传感器上这样的方式对准目标反射器。出于此目的，可以(例如)预先基于用眼睛测量实现目标反射器的手动瞄准或者执行自动粗略瞄准功能。

一方面，可由用户通过观察和瞄准直接在测量设备的显示控制单元的用户显示器上或者在单独的外围装置(例如，作为远程控件的数据记录器)的显示器上的目标物体来实现对目标物体的手动粗略照准。然而，经常仍然要通过借助望远镜式瞄准具(即，照准装置)的目镜观察目标来实现，因为在实际使用期间(例如，在日照的情况下)，显示控制单元或数据记录器上显示的显示图像也许不足以被识别。

此外，现有技术还公开了一些方法，在这些方法中，在图像和图像处理(特别地，基于在记录图像中确定的目标物体的位置并且根据已知的或者也被检测到的图像记录方向)的辅助下，确定测量装置和目标物体之间的立体角。这些方法在(例如)WO 2005/026767或WO 2006/053837中有所描述。

在手动的情况下和在测量装置对目标的基于图像的自动精细对准的情况下，都存在由于带有聚焦透镜组的瞄准单元的典型设计导致的缺点，该设计必须非常精确地和健壮地设置并且必须根据与待瞄准目标的给定距离设置瞄准单元的位置，以得到没有像差的目标的清晰、聚焦图像。

出于准确和可靠瞄准目标的目的，在这种情况下，必须准确地聚焦到实际瞄准的物体上。举例来说，如果障碍物(例如，树枝)的位置恰好沿着测量轴并且这个障碍物置于与目标明显不同的距离，并且如果为了瞄准目的聚焦地描绘目标，则会发生的是，与障碍物的距离而非与目标的距离被确定。在这种情况下，例如，系统的用户在对应散焦的情况下不会再察觉到障碍物。

在用户注意到确定的距离无法对应于与目标的实际距离的情况下，精确对准和更新的测量与额外显著增加的时间花费有关，这对产率有负面作用。在这种情况下，根据现有技术对非合作的遥远目标的距离测量可花费数秒。

举例来说，可通过对比度测量的方式执行待瞄准物体的聚焦。这里，聚焦构件在整个聚焦范围内移位，同时，通过一体相机的方式以短时间间隔记录物体的图像序列。利用图像处理从这个图像序列来创建以最高对比度将物体成像的图像，并且将聚焦构件移至对应的位置。再一次地，这种方法的缺点包括将聚焦构件在整个范围内移动和仅在后续执行的图像评估所需的时间。

在这个背景下，因用于聚焦构件的移位单元的结构设计产生另一个缺点。特别地，望远镜式瞄准具中主物镜的光轴与聚焦构件的光轴重合。然而，因机械实现方式的限制产生的偏差造成光学图像中有像差，这会对瞄准准确度产生负面影响。一方面，这种偏差来自聚焦构件的机械引导件没有与物镜的光轴平行，另一方面，必须在聚焦构件快速移动时接受这个引导件上的一定量的机械动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种大地测量装置，通过该装置，可用较小的花费、更快速、更准确且更可靠地瞄准期望目标。

本发明的另一个目的是提供目标的图形显示和对这个目标精确地进行精确测量之间的可靠对应关系。

另一个目的在于提供用于大地测量装置的对应方法。

这些目的通过表征独立权利要求的特征的实现方式来实现。以替代或有利方式形成本发明的特征可在从属权利要求中推断出。

本发明涉及一种大地测量装置，所述大地测量装置包括：束源，其用于产生测量辐射；基座，其限定垂直轴；支承件，其携载瞄准单元并且限定倾斜轴；所述支承件布置在所述基座上并且能绕着所述垂直轴相对于所述基座旋转，所述瞄准单元被布置成能绕着所述倾斜轴相对于所述支承件旋转。此外，大地测量装置包括：角度和距离测量功能；图像采集单元，其用于在通过所述图像采集单元限定的视野中采集物体的图像；控制和处理单元。

根据本发明，所述图像采集单元至少包括图像传感器和微透镜阵列，微透镜阵列具有以限定的二维方式布置的多个衍射和/或折射光学元件。这里，在通过图像传感器进行的测量过程期间，可采集由所述衍射和/或折射光学元件产生的并且代表物体的至少部分的各个图像块并且可生成代表所述图像块的图像数据记录。

根据本发明，衍射和/或折射光学元件具体地被体现为具有分别定义的焦距的单个透镜。

由于这种布置，导致物体可多次并且特别地以不同的聚焦水平(对应于透镜阵列中元件的焦距)在图像传感器上成像。由于在图像采集单元的光学系统中设置了这种微透镜阵列，因此得到记录的图像或图像块的景深显著增大。可基于此生成的数据记录因此包含关于物体的图像和深度信息。基于这个数据记录，可以(例如)根据数据采集产生代表不同聚焦设置的物体图像，而不必非要像具有聚焦光学单元的典型图像采集系统中要求的那样以不同的聚焦水平(焦距)重新记录图像。这样还免除了重新聚焦来采集处于不同距离处的物体的要求。

总体上，对于根据本发明的测量装置的用户而言，这造成在瞄准特定物体方面有很大优势。由于根据本发明可在大距离范围中对焦地采集物体并且在图像中进行描绘，导致用户能访问对应较大的距离范围并且可容易地识别位于该范围内的物体。因此，用户可清楚地识别显示器上的处于明显不同距离的物体，并且基于此，快速和准确地选择期望的物体并且瞄准它。

根据本发明的大地测量装置的图像采集单元是基于全光相机的原理。

也被称为光场相机的全光相机或测量装置的图像采集单元采集场景的4D光场；即，相比于传统上采集的2D图像，在4D光场的情况下，不仅是在图像传感器上采集的光束位置和强度，而且是该光束的入射方向(可用沿着传播轴(z)的任何点的四个参数(位置(x，y)和方向(αx、αy))描述三维空间中的束)。可以通过由物空间中的不同位置处的多个微透镜制成的光栅进行这个光场测量，所述多个微透镜在CMOS传感器上产生大量光瞳和(例如)图像，因此允许既进行方向测量又进行亮度测量。结果，以通过微透镜和传感器像素的数量确定的分辨率采集光场。微透镜通常以微透镜阵列形式布置，微透镜阵列位于传感器前方的某个距离处。为了简化物体图像的重构，微透镜阵列优选地包括具有通常两个至五个不同焦距的透镜。使用图像传感器前方的这种光学布置，通过光栅和传感器按照透镜布置采集场景的多个图像。

光学元件的单个焦距足以采集光场。举例来说，还实现具有多个(三个)不同焦距的相机，因为由此可以以简化方式计算对焦图像。然后，可以用对焦的图像块组合图像，以形成图像区域。这里，省掉了所谓的“光线追踪”，据此，不需要计算在物体的点上汇合的光束。

由于透镜光栅，导致各图像点被折射并且加宽至以圆形形状入射到传感器区域上的锥形。据此，可以确定光束的入射方向：垂直入射的光束入射到圆形的中心；成一定角度入射的光束进一步向着边缘入射。因此，随后可通过算法(软件的算法)重新计算待显示图像的焦平面和/或可按照限定的焦平面重新计算图像，因此可像传统物镜中一样地改变焦距。来自场景的信息在相机芯片(图像传感器)的多个图像点处成像，使得可评估关于入射光束方向的信息。

这里，最大景深非常高，不需要等待聚焦过程并且随后可适应记录图像的焦平面。

按照根据本发明的一个特殊实施例，衍射和/或折射光学元件具有至少两个不同的焦距。

特别地，图像传感器和微透镜阵列被布置并且相互作用，使得由于所述衍射和/或折射光学元件的布置和焦距，在各情况下产生的图像块代表视野的至少部分并且可用限定的偏移投影到所述图像传感器上，即，通过透镜阵列的各个光学元件产生的图像块没有以叠合(叠置)方式在传感器上成像，而是在各情况下相对于彼此偏移。特别地，当使用只有一个焦距的透镜阵列时，也存在这种偏移。

特别地，根据本发明，所述微透镜阵列相对于所述图像传感器以固定位置和取向布置并且可从图像数据记录推导出入射到所述图像传感器上的光束的各个束进入方向。相比于现有技术中的图像采集单元或瞄准单元，允许省掉当使用用于设置期望聚焦水平的光学聚焦构件时将必须的调整机制。结果，根据本发明，通过微透镜阵列的提供和布置，避免了有可能结合这种聚焦构件出现的涉及成像准确度的误差源。

此外，根据本发明，所述微透镜阵列的所述衍射和/或折射光学元件可被分派给多个组，其中，被分派到一组的光学元件在各情况下具有相同的焦距，并且就被分派的光学元件的焦距而言，第一组不同于第二组。举例来说，微透镜阵列可体现为由三种不同透镜类型制成的透镜网格，这三种不同透镜类型它们的焦距不同。

按照根据本发明的另一个实施例，所述微透镜阵列用这种方式被实施和布置，使得可通过所述光学元件的组将处于不同物距的物体的图像块投影到公共像平面上，所述图像传感器被布置用于采集所述像平面中产生的图像块，所述图像传感器特别地被布置在所述像平面中。

特别地，不管是否存在光学元件的不同焦距，可以用各微透镜被分派给相机传感器上的20至40个图像点这样的方式选择阵列和传感器的布置。

按照特定实施例，对于每个微透镜，传感器可具有至少20×20个像素，以具有所要求的分辨率能力。特别地，在这种情况下应该每个微透镜设置20×20个至30×30个像素并且所述像素应该被分派给微透镜。举例来说，具有23.6mm×15.6mm的图像尺寸的17MPx(兆像素)的情况导致25×25个像素的情况下的27200个单个透镜(＝衍射和/或折射光学元件)的透镜阵列尺寸，从而满足不重叠微图像的条件。为了以足够的灵敏度得到相应更高的分辨率，优选具有35mm格式(36mm×24mm)的24MPx的传感器。在每个微透镜分派28×28个像素的情况下，设置具有30612个单个透镜的透镜阵列。

按照本发明的特殊实施例，所述图像采集单元包括物镜，所述物镜被布置成使得从视野入射的光被所述物镜投影到所述微透镜阵列上或者通过所述微透镜阵列入射的光被所述物镜投影到所述图像传感器上。这里图像采集单元中的物镜或透镜的提供和布置具体地取决于微透镜阵列和/或图像传感器如何构造和相互作用。如果通过提供这种(特殊)阵列使得图像块可在没有另外物镜的情况下按合适方式(以合适的不同焦距)在传感器上成像来生成代表按照测量系统的要求产生的图像块的图像数据记录，则可以(例如)省掉另外的透镜。举例来说，对于采集与透镜阵列相距小距离的微小物体而言，这种布置是有利的。

此外，在本发明的背景下，根据本发明，所述图像传感器可包括二维布置的多个子传感器，其中，由所述微透镜阵列产生的图像块能被投影到所述子传感器上并且可以通过所述多个子传感器生成图像数据记录。这里，例如，透镜阵列和子传感器可被布置成，使得阵列中限定的单个透镜或单个透镜的组分别将图像块依次投影到被分派给这些单个透镜或组的特定传感器上，然后可通过各个子传感器采集这些图像块。举例来说，可按照关于与图像传感器分配的以上说明，构造单个透镜和子传感器的分派。

另选地或另外地，可设置另一个图像传感器或多个其它图像传感器(特别地，再一次地，包括子传感器的图像传感器)，(例如)以实现所得图像分辨率的增大或致使能采集较大的视野。

关于图像采集单元在大地测量装置上的结构设置，大地测量装置的根据本发明的按照特定实施例的图像采集单元被实施为全景相机，所述全景相机限定与瞄准单元分开的视野并且与瞄准单元分开地布置。作为其替代或补充，在根据本发明的替代实施方式的范围内，图像采集单元可被布置在瞄准单元中，特别地，以使得图像采集单元的视野基本上对应于望远镜式瞄准具的视野这样的方式进行布置，用于瞄准所述瞄准单元的目标。此外，图像采集单元可被设置在(例如)测量装置的支承件中，据此，在各情况下可以采集与装置的方位取向对应的视野。将图像采集单元布置在瞄准单元中或者将其布置成使得按照瞄准单元的取向设置图像采集单元可采集的视野，使得按照瞄准单元的当前取向(方位和仰角这两方面)采集视野中的图像块。

此外，本发明涉及一种使用大地测绘装置进行图像采集的方法。所述大地测量装置包括：束源，其用于产生用于测量距离的测量辐射；基座，其限定垂直轴；支承件，其携载瞄准单元并且限定倾斜轴，所述支承件布置在所述基座上并且能绕着所述垂直轴相对于所述基座旋转，所述瞄准单元被布置成能绕着所述倾斜轴相对于所述支承件旋转。此外，测量装置包括：角度和距离测量功能；图像采集单元，其用于在通过所述图像采集单元限定的视野中采集物体的图像。

根据本发明，至少用以下步骤执行图像采集：共同产生多个图像块，所述多个图像块至少部分地、特别地多次地、特别地以至少两个不同的景深范围、特别地在焦平面内分别将所述物体成像；采集所述图像块；生成代表所述图像块的图像数据记录。

举例来说，可使用按照本发明的上述实施例中的一个实施例的测量装置执行这种图像采集，其中，通过微透镜阵列执行多个图像块的产生。

由于根据本发明的图像采集，导致产生物体的单个图像块，当图像块被拼在一起时，图像块以特定焦距和大景深将物体成像。在该过程中，生成代表图像块(具体地，在这种情况下，各图像块将物体的不同部分成像)的图像数据记录。此外，以特别地至少一个另外不同的焦距(景深范围)产生这种图像块(一起，特别地，同时地)，使得接着以至少两个不同焦距将物体成像并且数据记录包括代表关于具有两个焦距的图像块的图像信息。因此，在单独产生图像块或者在采集这些块的情况下，产生物体图像或者对应的数据记录，其中，数据记录代表具有单个或至少两个不同景深范围的物体，即，按照以一个或至少两个不同焦距(以不同焦距设置)采集物体，图像信息是可用的。

按照本发明的特殊实施例，特别地通过三角测量，特别地针对各图像块，用所述图像数据记录推导出所述物体的距离信息，特别地同时生成3D点云。举例来说，出于此目的，可以使用微透镜阵列的两个透镜元件(＝衍射和/或折射光学元件)之间的距离作为立体基础并且可使用利用这些透镜元件产生的图像作为立体摄影测量距离确定的(立体)基础。这里，各透镜元件(结合图像传感器)可被视为是个体相机。

因此，物空间中的最大可实现立体基础基本上对应于可透过透镜阵列前方设置的物镜看到的位于最远位置的入瞳(由透镜元件限定)。举例来说，通过穿过被分配给两个微透镜的入瞳的中心的主光线，形成物侧立体角。

因此，可用图像数据建立深度信息，这样可用于此目的并且(例如)根据全光相机的原理进行操作的这种方法或图像采集单元供应物体的3D信息或者还可用作3D相机。

此外，根据本发明，可从所述图像数据记录推导出子图像数据记录，所述子图像数据记录代表具有可对焦描述地至少一个图像区域的子图像，其中，基本上基于一起产生的多个图像块中单个图像块或限定数量的图像块，特别地基于图像块的不同景深范围，产生所述至少一个图像区域内的图像要素。特别地，在这种情况下以公共物距采集所述图像要素，和/或通过用户输入、特别地通过手动选择图像区域的图像点或图形定义，选择所述图像区域。

因此，可基于图像数据记录产生子图像，使得在通过图像块限定的景深范围内对焦地描述期望图像区域。因此，例如，可以选择应该对焦描述的图像点或图像区域并且从图像数据记录中选择具有对应景深范围或对应焦平面的那些图像块(在一个焦距的情况下，更特别地，所有图像块)并进行显示。为此目的，可使用图像处理就图像块的清晰度分析图像块并且可识别那些清晰度可用于所选择的图像点或图像区域的图像块。如果意图对焦描述不同的图像区域，则可再次执行计算过程并且出于显示目的选择在景深范围方面适于其它图像区域的其它图像块。

另选地，在这种选择待对焦显示的图像区域的情况下，可基于数据记录计算与对应于这个点或区域的物体的距离，并且可对焦地描述位于这个距离处的物体。

因此，使用根据本发明的图像采集，可选择性地对焦描述视野的不同平面(关于与图像采集单元的距离)，其中，所显示的观察区域(视野)保持恒定并且在各情况下不同图像表现出一样的采集时间。

按照根据本发明的另一个实施例，从所述图像数据记录计算具有尽可能大的景深、特别地对应于所述图像块的不同景深范围的对焦图像。结果，可以产生其中在各情况下同时对焦描述位于不同距离处的物体的图像。举例来说，为此目的，针对待描述视野内的所有图像区域或图像点，选择图像块进行显示，按照针对各个图像区域(图像点)存在的距离，上述图像块具有区域的理想聚焦表现(特别地，在光学元件的不同焦距的情况下)。举例来说，通过对比度分析执行这个步骤。如果位于该视野内的所有物体位于被图像块(或被微透镜阵列可能不同的焦距)覆盖的景深范围内，则可以由此产生图像，在图像中对焦地描述所有物体。

在本发明的范围内，此外，可从所述图像数据记录产生对应于当前测得距离的图像，使得位于所述测得距离处的物体以第一清晰度在图像中描述并且处于不同距离处的物体以较低的清晰度描述。结果，可以(例如)精确地对焦描绘一个焦平面，其中，其它焦平面或景深范围保持被离焦地描绘。举例来说，这样允许突出图像中相关物体相对于不重要物体的差异。

按照根据本发明的测量装置的一个特殊实施例，实施控制和处理单元，使得可用控制和处理单元根据本发明执行如上所述的方法。

如上所述的图像计算或数据的特殊计算可(例如)直接在大地测量装置上执行或者(另选地或另外地，即，例如，至少部分计算在测量装置上进行)在例如现场控制器或服务器的外部计算机上执行(按照“云计算”的原理)。

此外，本发明涉及一种根据本发明的方法的存储在机器可读介质上的计算机程序产品，特别地，如果所述计算机程序产品在根据本发明的大地测量装置的控制和处理单元上执行，所述计算机程序产品用于控制多个图像块的产生和图像块的采集并且用于执行代表图像块的图像数据记录的生成。

附图说明

下面基于附图中示意性描绘的具体示例性实施例仅以示例性方式更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的装置，还讨论本发明的其它优点。详细地：

图1a-图1b示出根据现有技术的大地测试装置和用于此装置的瞄准单元的设计；

图2a-图2b示出对期望目标的瞄准过程，突出了由不足的目标聚焦造成的瞄准问题；

图3示出大地测量装置的根据本发明的瞄准单元的第一实施例；

图4示出大地测量装置的根据本发明的瞄准单元的第二实施例；

图5示出大地测量装置的根据本发明的瞄准单元的第三实施例；

图6示出包括两个图像采集单元的组合的测量装置的瞄准单元的根据本发明的特殊实施例；

图7示出具有相互分开布置的两个图像采集单元的瞄准单元的根据本发明的另一个特殊实施例；

图8示出具有第一图像采集单元和第二图像采集单元的瞄准单元的根据本发明的另一个特殊实施例；

图9示出具有微透镜阵列的瞄准单元的根据本发明的实施例连同由此可得到的景深的图示，所述微透镜阵列包括具有两个不同焦距(f₁、f₂)的光学元件(单个透镜)；

图10a-图10b示出大地测量装置的全光原理的根据本发明的使用；

图11示出具有两个不同焦距的透镜阵列的根据本发明的使用；

图12示出随物距变化的通过用全光方式采集的数据记录进行计算而重构的预期图像不清晰的图示。

具体实施方式

图1a示出根据现有技术的大地测量装置50(在这种情况下，全站仪50)，其包括具有图像采集单元(特别地，相机)的瞄准单元55，其中，图像采集单元的采集方向很大程度上平行于同样布置在测量装置中的测量设备的测量方向。因此，集成的图像采集单元的光学采集轴与由可发射的测量辐射限定的测量轴至少平行地(特别地，同轴地)延伸。图像采集单元的视野是由安装在瞄准单元55中的光学单元和瞄准单元55的设计限定的，由此限定同样通过光学单元显现的测量辐射和测量辐射的方向。

此外，测量装置50设置有特别包括显示器的输出单元52，在显示器上可描述通过相机采集的图像。此外，用于将测量辐射或采集方向与物体对准的装置包括相互垂直的枢轴53、54(垂直轴53和倾斜轴54)。可通过将瞄准单元55绕一个或两个轴53、54旋转将测量装置50或可发射的测量辐射由此与待测量点对准。特别地，这可用电机驱动方式引起。为此目的，瞄准单元55以能绕着倾斜轴54旋转的方式安装在支承件56中，因此支承件56以能绕着垂直轴53旋转的方式布置在基座57上。

图1b以示例性方式示出瞄准单元55的已知设计，特别地，其中，瞄准单元55被实施为望远镜式瞄准具。

图1b示出基本上由主物镜2和可移动聚焦构件3组成的望远镜式瞄准具装置1的已知设计，取决于物距，造成在位于设想点处的像平面4中形成物体10的聚焦图像。这种装置1特别地设置在按照图1a的大地测量装置50中。分划板5位于像平面中，其中，以叠置物体图像的方式的十字线被目镜6成像并且由此能够被人眼察觉到。

为此目的，现代全站仪50具有自动聚焦功能，在用户触发测量过程之后，自动地确定聚焦构件3的合适位置并且通过电机将所述聚焦构件移位到所述位置。

举例来说，这可以使用安装的测距仪并且通过根据校准而得到的表格测量与物体10的距离来执行，所述表格被存储在仪器上并且可用所述表格针对每个物距推导出聚焦构件3的对应位置。另选地或者另外地，可通过对比度测量的方式执行聚焦。在这种情况下，聚焦构件3在整个定位范围内移位并且通过一体相机的方式同时记录物体10的图像序列。利用图像处理从这个图像序列来创建以最高对比度将物体成像的图像，并且将聚焦构件3移至对应的位置。

图2a-2b示出对目标10a的瞄准过程，突出了由不足的目标聚焦造成的瞄准问题，如现有技术中的方法和使用装置会出现的。

如果瞄准单元或望远镜式瞄准具对准在第一距离(例如，200m)处的物体10b上，并且例如通过自动聚焦的方式将焦点设置成第一距离，但实际待瞄准的物体10a位于明显不同的第二距离(例如，10m)(参照图2a)，则在瞄准期间出现问题。在这种情况下，由于散焦，导致实际待瞄准的物体10a在成像时离焦。这个散焦可十分严重，以致用户不再会察觉到物体10a或者在采集的图像中不再描述物体10a。因此，用户难以在不执行耗时的手动聚焦物体的情况下将瞄准单元对准待瞄准的物体10a。

这种情况尤其出现在意图瞄准位于附近的小物体10a(例如，反射器)时。在这种情况下，没有立即捕捉到这个物体10a并且自动聚焦设置到背景中的物体10b的可能性很高。

图2b示出通过十字线5a的方式重新聚焦瞄准物体10a，十字线5a由瞄准单元中的分划板以叠加的方式设置。在这种情况下，将焦点设置到用户和反射器10a，这样聚焦地描述这些，其中，以散焦和不清晰的方式描述物体10b。

图3示出大地测量装置的根据本发明的瞄准单元11的第一实施例，瞄准单元11包括没有现有技术中已知的聚焦构件的图像采集单元16。在这种情况下，通过主物镜2和图像传感器8(像平面4中的)的微透镜阵列7将物体10成像。微透镜阵列7由具有相同焦距(特别地，具有不同焦距)的透镜7'的二维排列组成，各透镜7'将图像传感器8上的物体10的图像块成像。在透镜7'具有不同焦距的情况下，微透镜阵列7可特别地将相同的图像块(即，代表视野的相同部分的图像块)以不同的焦距(根据透镜构造)成像多次。通过图像传感器8，基于传感器8上的图像生成图像数据记录，所述图像数据记录代表来自这些图像的图像数据。针对具有一个焦距的阵列7并且还针对具有多个不同焦距的阵列7，类似地生成对应的数据记录。关于对多个图像块的这种成像的更详细描述和说明以及关于数据记录的这个生成过程，参照图10a-10b。

因此，图像数据记录包括图像信息，该图像信息带有关于采集图像的视野的(根据透镜的焦距)距离/聚焦关系(或者如果使用具有不同焦距的透镜，则是不同的距离/聚焦关系)。因此，使用微透镜阵列7来采集所谓的光场。

具体地，这样提供了图像信息，该图像信息致使：在每种情况下，可以推导出视野的至少一部分(即，精确处于一个距离的物体10)的聚焦图示作为由于针对视野中的不同距离可得到的大景深的结果。此外，可以基于此针对各图像点确定入射到图像传感器上的光的方向。

用由此生成的全部图像数据，可以(例如)计算聚焦于预定物距的图像，(例如)可以通过安装的测距仪来创建物距。接着，通过计算得到的图像可(例如)通过EOV9(光电阅读器)描述并且被人眼观察到。

特别地，可以用通过图像传感器8采集的图像数据计算深度图像，即，可针对每个图像点计算和存储对应的距离，作为颜色或强度值的替代或补充。

原则上，通过三角测量执行对深度图像的这种计算。这里，使图像传感器8位于其后面的微透镜阵列7被视为是个体相机的阵列，各相机记录虚拟场景的图像，所有相机形成立体相机系统。通过微透镜阵列7的透镜之间的间隔限定进行距离计算所需的各个立体基准。

在给定深度信息的情况下，可针对待成像各图像点单独地设置对应于距离的焦点并且可用全部的记录图像信息计算图像，在图像中，对焦地描述各图像点(在可选地通过透镜7'的不同焦距提供的物距的范围内)。这样允许用大景深描述场景，即，同时在可生成的图像中对焦地描述与瞄准单元11相距短距离和长距离的物体。根据本发明，总体上通过因透镜阵列7的排列造成的显著地增大的景深，使之成为可能。

此外，可基于图像的清晰度差异，具体地计算与物体的距离计算或距离轮廓计算(例如，对整个图像而言)。另选地，另外已经可基于图像数据记录执行此计算。为此目的，假设至少粗略了解了能通过微透镜阵列7(连同图像采集单元16的光学系统)得到的聚焦范围并且对应信息优选地被存储在系统中。

特别地，此外，可使用安装在大地测量装置中的测距仪创建物距，接着可用生成的图像数据记录计算图像，使得处于对应创建距离处的物体在图像中对焦地描述。图4示出根据本发明的瞄准单元11或瞄准单元11中的图像采集单元的第二实施例。在这种情况下，图像采集单元再一次包括微透镜阵列7a，此外，多个子图像传感器8a(例如，作为包括这些子图像传感器8a的图像传感器的部分)被布置成，使得由微透镜阵列7a生成的来自公共视野的物体10或多个物体的图像可由这些传感器8a采集并且可由此生成整体数据记录。接着，数据记录包括按照透镜阵列7a生成的全部图像块的图像信息。此外，设置光电阅读器9来显示可用数据记录生成的图像。

由于微透镜阵列7a的特殊构造和多个图像传感器8a的布置使得(例如)特定数量和布置的传感器8a被分派给阵列7a中的各透镜，导致根据本实施例，可以如图3中所示地省掉主物镜，但得到增大的景深。

图5示出根据本发明的瞄准单元11的第三实施例，瞄准单元11包括具有两部件设计的显微透镜阵列7b、透镜12、图像传感器8和光电阅读器9。这里，以在各情况下入射光在第一组件7b'(例如，凹面镜)处被阵列7b折射并且可选地被缩小并且主光线被第二组件7b″(例如，棱镜)导向透镜12的方向这样的方式构造显微透镜阵列7b。

通过阵列7b，成束的光被导向透镜12，接着继而在图像传感器8上成像。基于此，可以用透镜阵列7b生成的所有图像块生成原始图像数据记录，所述原始图像数据记录包含图像信息，尤其还包括方向性信息。

与图3中的布置颠倒的成像元件的这种布置的优点在于，图像传感器可在透镜12的辅助下适于阵列的横向伸展，例如，适于被放大。

图6示出测量装置的瞄准单元11的根据本发明的特殊实施例，根据本发明，瞄准单元11包括第一图像采集单元15和第二图像采集单元16。瞄准单元11包括分束器13，分束器13用于向第一图像采集单元15和第二图像采集单元16都提供入射光辐射。

按照对应于现有技术(参照图1b)的图像采集单元15的实施例实施第一图像采集单元15，其中，用户可通过目镜6观察生成的图像。这里，出于可变聚焦的目的，设置聚焦构件3，可改变聚焦构件3的定位。将分划板5布置在第一像平面4中。

第二图像采集单元16包括微透镜阵列7和图像传感器8，其中，图像传感器布置在由主物镜2和分束器13限定的第二像平面4a内。通过分束器13造成的束偏转，可使用第二图像采集单元16生成图像数据记录，图像数据记录中包括的图像信息包含对应于阵列7的透镜的多个图像块的数据。因此，总体上，可以生成与结合图3至图5描述的实施例对应的信息。

图7示出大地测量装置的瞄准单元的根据本发明的另一个实施例，其中，通过第一图像采集单元15限定第一光学采集轴15a并且通过第二图像采集单元16限定第二光学采集轴16a。特别地，这些轴15a、16a相互平行地布置，但可按照替代实施例(这里未描述)相互对准成一定角度。

在这种情况下，第一图像采集单元15对应于按照图1b的实施例。第二图像采集单元16对应于按照图3的原理，其中，没有设置光电阅读器并且通过图像传感器采集的图像或生成的数据被传输到显示单元或处理单元。举例来说，这种处理单元可布置在大地测量装置上或者设置在远程控制单元上。按照本实施例，第二图像采集单元16可以被设置为(例如)全站仪上的全景相机。

此外，在替代实施例中，可根据按照图4或图5的实施例实施第二图像采集单元16。特别地，在这种情况下，可以省掉布置在微透镜阵列7前方的第二图像采集单元16的物镜22。

因此可生成的全景图像可在触摸显示器上描述，可使用触摸笔轻击显示器上示出的物体。然后，可以用生成的图像数据推导针对所选择物体的深度或距离，基于此，可驱动测量相机(第一图像采集单元15)的聚焦构件3到达对应的聚焦位置(自动聚焦)。结果，测量相机聚焦到物体上。另外，可按电机驱动方式将测量相机(十字线)的中心对准物体。

图8示出具有第一图像采集单元15和第二图像采集单元16的瞄准单元11的根据本发明的其它特殊实施例。通过公共物镜2下游的分束器13a将束路径分开。通过第一图像传感器18在第一通道中获取光场的强度。在第二通道中，通过第一图像传感器18的光学照射的光学放大或缩小(在元件3a的作用下)以合适的方式调整透镜阵列7的照射并且通过第二图像传感器8实现光场的全光采集。举例来说，线性缩放和焦距划分的特殊实施例如下：这种情况下的阵列7和传感器8之间的距离对应于阵列7中的透镜的焦距，即，个体透镜的焦点位于传感器8的检测表面上。

这里，透镜阵列7和第一传感器18被分派给相同的物距(在物空间中)。

通过选择后放大光学单元3a，可按限定方式设置阵列7和传感器18之间的大小比率，例如以增大预定距离范围的分辨率。在这个情况下，可以以传感器18的精确的一个像素(在低分辨率的情况下)和精确的n×n个像素(在增大分辨率的情况下)被分派给各阵列透镜这样的方式实施后放大光学单元3a、阵列7和传感器18。

图9示出具有微透镜阵列7和CMOS 8的瞄准单元的根据本发明的示例性实施例连同关于由此可获得的景深范围S₁、S₂的图示，微透镜阵列7包括具有两个焦距(f₁、f₂)的光学元件(各个透镜)。第一景深范围S₁对应于在其中该物体被视为可以清晰描述(对焦)的距离范围(＝聚焦范围F)，即，如果物体存在于该第一距离范围内，则按照具有焦距f₁的个体透镜形成的图像在传感器8上将物体进行对焦地成像和采集。对于用具有焦距f₂的个体透镜和与之关联的第二距离范围针对第二景深范围S₂进行成像而言，适用类似的表述。举例来说，通过具有焦距f₁的透镜对处于2m和10m之间距离的物体进行对焦地成像(f₁的理想聚焦例如处于4m的距离F₁处)，通过具有焦距f₂的透镜组对处于距离超过10m的物体进行对焦地成像(f₂的理想聚焦例如处于13m的距离F₂处)。这里，两条曲线k₁和k₂示意性代表成像的物点的点像半径随着阵列7与待采集物点之间的距离变化而变化。

由于这种阵列7含具有不同焦距f₁、f₂的这种透镜，导致整个景深范围(物空间)可按对应地扩展方式构造，因此可以实现对应的大景深。对图像性质的更详细说明，参照图11。

图10a-10b示出大地测量装置的全光原理的根据本发明的使用，其中，含光学元件的透镜阵列7具有一个焦距。

两个物点(这里未描述)位于沿着光轴的不同距离处。通过主物镜2，处于较远位置的点的光束被聚焦到B1并且较近的点的光束被聚焦到B2。为了得到对焦的图像，图像传感器8现在将必须移位至对应的位置B1或B2。然后，来自各个物点的光束被聚焦到传感器8上的精确的一个像素，例如，在这种情况下，被聚焦到与图像主点对应的像素上，因为这两个物点位于光轴上。与此相比，来自一个物点的光束现在根据全光原理被微透镜阵列7在传感器8的各个像素上成像(在这种情况下，对于较近的点和位于较远位置的点，存在差异)。通过一起观察或处理(累积)这些像素，可以(例如)计算图像传感器8上的物点的强度值。这里，根据成像物体的距离，使用不同的像素和不同数量的像素进行计算。

在图10a-10b的右手侧，基于虚拟横截面在各情况下仅仅示意性地描述这种“累积”。在这种情况下，关于一个被成像物点的分布于各个像素的信息被组合，以得到该物点(用相应箭头描述)的全部信息。因此，联合来自各个像素或像素组Ipi的信息来得到像素信息IP。

图11示出具有两个不同焦距的透镜阵列7的根据本发明的使用的情况下的原理，对于例如2m至20m的距离处的物体，用较短的焦距f₁，而对于例如20m至无限远的距离处的物体，用较长的焦距f₂。左手的图示示出位于较远位置的物点的成像而右手侧示出较近物点的成像(按对应于图10a-10b的原理)。对于位于较远位置的物点，在计算中只考虑那些用较长焦距f₂在图像传感器上对焦成像的像素，而对于位于较近位置的物点，在计算中只考虑那些用较短焦距f₁在图像传感器上对焦成像的像素。

原则上，可以基于测得的光场数据在空间上重构物体的解析点，即使没有对焦地采集图像块。这里，在最简单的情况下，从透镜阵列和二维传感器获取的光场对位于物空间中的平面进行逐点反演计算。

图12示出随物距d变化的通过用全光方式采集的数据记录进行计算而重构的预期图像不清晰30的图示。如果物体直接(尤其对焦地)在透镜阵列上成像，即，如果物体存在于焦距d_f内或在焦距d_f附近，则可实现的清晰度最小(大的不清晰度30，参照实线31)。在这一系列中，空间分辨率受透镜阵列的小型化透镜的大小限制。

出于比较目的，图12还示出具有传统成像光学单元的标准相机的预期不清晰度(虚线32)。标准相机和全光相机之间的模糊半径的相反行为是值得注意的：传统相机当物体在二维传感器(存在于物距d_f处)上直接成像时精确地产生最大可能的图像清晰度(即，最小的不清晰度)，而全光相机能实现的图像清晰度在这种情况下受微透镜的粗略结构的限制。可使用按照图8的实施例以有利方式利用这种相反行为，其中，第一传感器18和透镜阵列17被分配给相同的物距(在物空间中)。在这个特殊构造中，二维传感器18在全光相机具有最低空间分辨率(在物距d_f附近)时产生清晰的图像；相比之下，全光相机在所有其它距离处具有更好的表现。这种相互补充的行为可(例如)用于可靠地瞄准物体方面。

根据本发明，光场相机可设置在大地测量装置中，作为另一个图像采集单元(例如，可视相机或通过带有的单元进行观察的望远镜式瞄准具)的补充或替代。

按照根据这里未示出的本发明的另一个实施例，包括微透镜阵列和用于采集阵列所产生的图像的图像传感器的图像采集单元与瞄准单元分开地设置在(例如)全站仪的支承件上。

根据按照图3至图8中的一幅图的实施例的大地测量装置的瞄准单元的根据本发明的设计的优点在于以下事实：不需要机械地移动聚焦构件来聚焦到预定的物距，而是可基于图像数据记录执行关于期望焦平面的对应计算。用于进行聚焦的机械移动总是需要用一定量的时间并且由于机械限制造成在光学图像中可能有像差，像差会对瞄准精度有负面作用。按照本发明，可用所采集的图像数据记录计算聚焦到预定物距的图像，执行所述计算可明显快于耗时的对聚焦组件的重新调节。

此外，按照关于本发明示出的图(图3至图8)中的一幅图的图像采集单元的设计使得能够以非常大的景深产生图像，因为各描绘的图像点的焦点可按照物距被单独地设置和显示。如以上说明的，例如，通过已知的三角测量方法，可用记录的图像数据推导出完成这个需要的深度信息。

当计算图像时，可以顾及(即，校正)例如因主物镜2的像差造成的误差。在这种情况下，可结合图像计算有利地执行这种对透镜误差(例如，失真)的校正。

考虑到在记录时瞄准单元11的取向的情况下，可用图像数据记录推导出的深度信息可被转变成点云，即，基于图像采集，可以确定各图像点的三维坐标。可通过连续地(尤其是自动地)将望远镜式瞄准具在垂直和/或水平方向上枢转，将扫描区域延伸至超出当前的像场。这样允许用户用三维记录下延伸超出望远镜式瞄准具的像场的角度范围。

要理解，描述的附图只是示意性描述了可能的示例性实施例。根据本发明，各种方法既可被相互组合又可与用于瞄准目标点的方法和装置组合，还可与现有技术中的测量装置组合。

Claims (15)

1.一种大地测量装置，所述大地测量装置包括：

●束源，其用于产生测量辐射，

●基座，其限定垂直轴，

●支承件，其携载瞄准单元(11)并且限定倾斜轴，

□所述支承件布置在所述基座上并且能绕着所述垂直轴相对于所述基座旋转，

□所述瞄准单元(11)被布置成能绕着所述倾斜轴相对于所述支承件旋转，

●角度和距离测量功能，

●图像采集单元(15、16)，其用于在由所述图像采集单元限定的视野中采集物体(10、10a、10b)的图像，

●控制和处理单元，

其特征在于，

所述图像采集单元(16)至少包括

●图像传感器(8、8a)，

●微透镜阵列(7、7a、7b)，其具有以限定的二维方式布置的多个衍射和/或折射光学元件(7'、7b'、7b″)，

其中，在通过图像传感器(8、8a)进行的测量过程期间，能采集由所述衍射和/或折射光学元件(7'、7b'、7b″)产生的并且代表物体(10、10a、10b)的至少部分的各个图像块，并且能生成代表所述图像块的图像数据记录。

2.根据权利要求1所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述微透镜阵列(7、7a、7b)相对于所述图像传感器(8、8a)以固定位置和取向布置，并且能从所述图像数据记录推导出入射到所述图像传感器(8、8a)上的光束的各个束进入方向。

3.根据权利要求1或2所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述衍射和/或折射光学元件(7'、7b'、7b″)具有至少两个不同的焦距。

4.根据权利要求3所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述图像传感器(8、8a)和所述微透镜阵列(7、7a、7b)被布置并且相互作用，使得作为所述衍射和/或折射光学元件(7'、7b'、7b″)的布置和焦距的结果，在各情况下产生的图像块代表所述视野的至少部分并且能用限定的偏移投影到所述图像传感器(8、8a)上。

5.根据权利要求3或4所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述微透镜阵列(7、7a、7b)的所述衍射和/或折射光学元件(7b'、7b″)被分派给多个组，被分派到一组的光学元件(7'、7b'、7b″)在各情况下具有相同的焦距，并且就被分派的光学元件(7'、7b'、7b″)的焦距而言，第一组不同于第二组。

6.根据权利要求5所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述微透镜阵列(7、7a、7b)被实施和布置成，使得能通过光学元件(7'、7b'、7b″)的组将处于不同物距处的物体的图像块投影到公共像平面(4、4a)上，所述图像传感器(8、8a)被布置用于采集在所述像平面(4、4a)中产生的图像块，所述图像传感器(8、8a)特别地被布置在所述像平面(4、4a)中。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述图像采集单元(16)包括物镜(2、12、22)，所述物镜(2、12、22)被布置成使得：

●来自所述视野的入射光被所述物镜(2、22)投影到所述微透镜阵列(7、7a、7b)上，或者

●通过所述微透镜阵列(7、7a、7b)入射的光被所述物镜(12)投影到所述图像传感器(8、8a)上。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述图像传感器(8a)包括二维布置的多个子传感器(8a)，由所述微透镜阵列(7a)产生的图像块能被投影到所述子传感器(8a)上并且能够通过所述多个子传感器(8a)生成所述图像数据记录。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述图像采集单元(16)

●被实施为全景相机，所述全景相机限定与所述瞄准单元(11)分开的视野并且与所述瞄准单元(11)分开地布置，或者

●布置在所述瞄准单元(11)中，特别地，以使得所述图像采集单元(16)的视野基本上对应于用于瞄准所述瞄准单元(11)的目标的望远镜式瞄准具的视野这样的方式进行布置。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的大地测量装置，

其特征在于，

所述控制和处理单元以使得能执行根据权利要求11至14中的任一项的方法这样的方式进行实施。

11.一种使用大地测绘装置进行图像采集的方法，所述大地测量装置包括：

●束源，其用于产生用于测量距离的测量辐射，

●基座，其限定垂直轴，

●支承件，其携载瞄准单元(11)并且限定倾斜轴，

□所述支承件布置在所述基座上并且能绕着所述垂直轴相对于所述基座旋转，

□所述瞄准单元(11)被布置成能绕着所述倾斜轴相对于所述支承件旋转，

●角度和距离测量功能，

●图像采集单元(15、16)，其用于在由所述图像采集单元(15、16)限定的视野中采集物体(10、10a、10b)的图像，

其特征在于，

至少用以下步骤执行图像采集：

●共同产生多个图像块，所述多个图像块至少部分地、特别地多次地、特别地以至少两个不同的景深范围、特别地在焦平面上分别将所述物体(10、10a、10b)成像，

●采集所述图像块，并且

●生成代表所述图像块的图像数据记录。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，

特别地通过三角测量，特别地针对各图像块，从所述图像数据记录推导出所述物体(10、10a、10b)的距离信息，特别地同时生成3D点云。

13.根据权利要求11或12所述的方法，

其特征在于，

从所述图像数据记录推导出子图像数据记录，所述子图像数据记录代表具有能对焦地描绘的至少一个图像区域的子图像，基本上基于一起产生的所述多个图像块中的单个图像块或限定数量的图像块、特别地基于图像块的不同景深范围，产生所述至少一个图像区域内的图像要素，特别地其中

●以公共物距采集所述图像要素，和/或

●通过用户输入、特别地通过手动选择图像区域的图像点或图形定义，选择所述图像区域。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，

其特征在于，

●从所述图像数据记录计算具有尽可能大的景深、特别地对应于所述图像块的不同景深范围的对焦图像，和/或

●从所述图像数据记录产生对应于当前测得距离的图像，使得位于所述测得距离处的物体(10a、10b)以第一清晰度在图像中描绘并且处于不同距离处的物体(10a、10b)以较低的清晰度描绘。

15.一种根据权利要求11至14中的任一项的方法的存储在机器可读介质上的计算机程序产品，特别地，如果所述计算机程序产品在根据权利要求1至10中的任一项的大地测量装置的所述控制和处理单元上执行，所述计算机程序产品

●用于控制所述多个图像块的产生和所述图像块的采集，并且

●用于执行代表所述图像块的所述图像数据记录的生成。