CN105190236A - 用于bim信息的投影的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,包括:投影仪,投影仪安装在可移动的支撑件上,所述可移动的支撑件用于在建筑物内的工作位置处支撑工人;该投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号而将图像投影在所述可移动的支撑件上方的表面上。所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置;系统,该系统在建筑物内确定投影仪的二维位置;以及距离测量系统,用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;处理器,该处理器响应于存储有建筑平面图像的存储器而将图像信号提供给所述投影仪,针对投影仪的二维位置和从投影仪到表面的距离调整所述投影仪。

Description

用于BIM信息的投影的方法和设备
相关申请的交叉引用
本申请涉及并且要求于2013年3月13日递交的美国非临时专利申请序列No.13/800,828的优先权,其通过整体引用并入本文。
关于联邦资助的研究或开发的声明
不适用
背景技术
在建筑施工项目期间,例如在建的大型新建筑物内部的施工阶段,或在旧建筑物的翻新期间,参考建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)数据是有用的。该数据当可以得到时限定了包括内部的三维建筑物结构,并且通过便于定位和安置各种建筑施工元件和固定装置,该数据的使用提高了施工工人的生产率。通常,在建筑施工完工以后保持建筑物的BIM模型,并且该模型在建筑物的使用寿命期间可以用于翻新、扩建、和维修的目的。该BIM模型限定了建筑物几何形状、空间关系、和建筑组件的数量和特性。
极其有用的是,能够在建筑物内部快速地定位各个施工点。当建筑物的内部完工时,连接件、锚固件等被附接至每层的天花板上,并且利用电锯和电钻在天花板中进行切割和钻孔。所有这些必须在建筑物天花板中预定的、精确限定的位置中完成。例如,可以使用射钉枪、电锯、粉喷锚工具(powderanchortool)等以小的误差在建筑物内的预定点处进行钉牢、切割、安装紧固件,以及执行其它操作。此外,对大量的电气构件、水管构件和HVAC构件必须适当地选址和安装。用于所有这些建筑元件的施工点必须以某种精度定位。通常,剪刀式升降机装置上的工人执行建筑物的天花板上的工作,该剪刀式升降机装置具有操作员支撑平台,和使该平台升起和下降的电动剪刀式机构。该剪刀式升降机装置可以被供电并且可被平台上的工人驱动,从而它可以在不降低平台时围绕建筑物移动。通常,需要大量时间和精力在建筑物天花板上布局很多施工点。需要多组工人来测量和标记预定位置。执行该任务已经变得枯燥并且容易产生误差,该误差产生于测量错误和积累的误差。此外,布局过程的成本和执行布局过程需要的时间均已经是显著的。
在建筑物内部施工场所的施工点的布局已经以更自动化的方式完成,例如,如通过使用机器人全站仪装置。将该全站仪定位在固定的已知位置并且将激光束指向所需位置。该光束可以照亮地板、天花板或墙壁上的一点或可以指向目标,并且从目标反射回,该目标例如可以为回射目标。通过测量光束从全站仪到表面或目标以及之后返回到全站仪行进的时间,则确定了到目标的距离。还已知光束到目标的方向。由于已知全站仪的位置,故可以容易地确定目标的位置。然而,需要能够在建筑物的天花板上布局大量的施工点并且对于剪刀式升降机或类似装置上的工人也可以从事该操作。
发明内容
一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物中的表面上的系统,该系统包括可移动的支撑件,该可移动的支撑件用于在在建的建筑物的工作位置处支撑工人;以及投影仪,该投影仪安装在该可移动的支撑件上,该投影仪用于将图像投影在该可移动的支撑件上方的表面上。响应于限定了待投影的图像的图像信号而投影该图像,并且该图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置。系统在建筑物内确定投影仪的二维位置。距离测量系统用于确定从投影仪到表面的距离。存储器存储建筑物的建筑平面图像。处理器响应于存储器、距离测量系统和用于确定投影仪的二维位置的系统,用于将图像信号提供给投影仪,针对投影仪的二维位置和从投影仪到表面的距离调整投影仪。
距离测量系统可以包括电子距离测量系统。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括在围绕建筑物的已知位置处定位的多个目标反射器,和在可移动的支撑件上用于将激光束指向目标反射器的激光投影仪。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括在可移动的支撑件上的摄影机,摄影机用于观测建筑物内部并且将投影仪的位置的指示提供给处理器。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括在建筑物内的已知位置处的激光距离测量系统。该激光距离测量系统投影旋转的激光束,该旋转的激光束扫过可移动的支撑件并且确定可移动的支撑件距已知位置的距离和前进方向。
建筑物在已知位置处可以具有多个可识别的特征。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括可移动的支撑件上的激光距离测量系统,激光距离测量系统投影旋转的激光束。旋转的激光束扫过建筑物内的已知位置处的特征。这可以确定这些特征距可移动的支撑件的距离和前进方向。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括在可移动的支撑件上的旋转摄影机,旋转摄影机用于从可移动的支撑件上拍摄建筑物内部的视频图像并且基于在视频图像内记录的特征的方向来确定投影仪的位置。在可移动的支撑件上的旋转摄影机从可移动的支撑件上拍摄建筑物内部的多个静止视频图像,其中针对于每一个该静止视频图像,摄影机面向已知位置。可替选地,可移动的支撑件上的旋转摄影机可以从可移动的支撑件上拍摄建筑物内部的连续移动视频图像,其中摄影机面向已知方向。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括激光距离测量装置和发射器,用于在建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括安装在可移动的支撑件上的跟踪照相机和用于旋转该照相机的旋转系统,随着照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,该跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。用于在建筑物内确定投影仪的二维位置的系统可以包括安装在可移动的支撑件上的跟踪照相机和用于旋转该照相机的旋转系统,随着照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,该跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。该系统还包括激光距离测量装置和发射器,用于在建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:提供可移动的支撑件,以在工作位置处支撑工人,在可移动的支撑件上提供投影仪,确定从投影仪到表面的距离,并且将来自投影仪的图像投影到工人上方的天花板上。工人在由图像限定的位置处可以操作各种工具。该方法还可以包括以下步骤:在建筑物内确定可移动的支撑件的位置,从而将用于所述位置的合适图像投影到天花板上,并且布局信息被适当地定位。确定从投影仪到表面的距离的步骤可以包括以下步骤:利用激光距离测量装置确定从投影仪到表面的距离。
附图说明
图1为在建筑物的天花板上执行施工操作的工人在剪刀式升降机上的简化透视图,以及附接到剪刀式升降机的投影仪的放大图和投影到天花板上的图像的放大图,其中包括布局信息的图像被投影到工人上方的建筑物天花板上;
类似于图1,图2为剪刀式升降机上的工人在建筑物的天花板上执行施工操作的放大图;
类似于图1,图3为将包括布局信息的图像投影到建筑物天花板上的放大图;
图4为剪刀式升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,该视图示出了以下的实施方式,其中投影仪由位于已知位置处的便携式布局工具(portablelayouttool,PLT)和在升降机上的摄影机定位;
图4A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图4中的投影仪;
图5为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由在建筑物中的已知位置处的激光距离测量装置和角度编码器定位;
图5A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图5中的投影仪;
图6为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的激光距离测量装置和角度编码器定位;
图6A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图6中的投影仪;
图7为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的旋转摄影机和角度编码器定位;
图7A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图7中的投影仪;
图8为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的摄影机和角度编码器定位,其中该摄影机拍摄了八张不连续的照片;
图8A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图8中的投影仪;
图9A为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的激光距离测量装置和角度编码器定位,该激光距离测量装置跟踪在已知位置处的目标;
图9B为建筑立柱(buildingcolumn)的一部分和安装在其上的激光距离测量目标的简化的示意图,该激光距离测量目标用于图9A的激光距离测量装置;
图9C为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图9A中的投影仪;
图10A为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的摄影机和角度编码器定位,该摄影机跟踪充当已知位置处的目标的建筑物特征(例如,立柱);
图10B为建筑立柱的一部分的简化的示意图,其示出了建筑立柱如何充当用于图10A的摄影机的跟踪目标;
图10C为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图10A中的投影仪;
图11A为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的激光距离测量装置、摄影机和角度编码器定位,其中摄影机和激光距离测量装置跟踪已知位置处的目标;
图11B为建筑立柱的一部分和安装在立柱上的激光距离测量目标的简化的示意图,其示出了该目标如何充当用于图11A的激光距离测量装置和摄影机的跟踪目标;
图11C为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图11A中的投影仪;
图12A为升降机和建筑物地板的简化的示意性平面图,其示出了以下实施方式,其中投影仪由升降机上的激光距离测量装置、一对摄影机和角度编码器定位,其中摄影机和激光距离测量装置跟踪已知位置处的目标;
图12B为建筑立柱的一部分的简化的示意图,其示出了用于图12A的实施方式的目标;
图12C为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给剪刀式升降机上的图12A中的投影仪;
图13为升降机和建筑物地板的简化的示意图,其示出了其中投影仪由多个摄影机定位的实施方式;
图13A为系统的示意性框图,该系统用于将视频信号提供给图13中的投影仪;
图14为示出了微型投影仪和相关联的照相机的简化的示意图;以及
图15为投影仪的示意图,该投影仪具有偏移投影图像的光学元件。
具体实施方式
图1至图3示出了在建的建筑物11,并且有助于阐述本发明的各个实施方式。建筑物11的每一层是内部施工地点,其中各个建筑结构、组件和固定装置必须被定位。在布局每一层的内部时,有必要定位大量的施工点,在施工点执行各个操作或待定位和待安装建筑物组件。电动工具和手动工具用于安装紧固件、钉子和类似装置,并且用于对各种结构组件(例如建筑物的每一层的天花板和墙壁)进行切割和钻孔。在预定施工点处执行这些操作。
图1至图3示出的整个系统利用了微型投影仪13以将包括布局信息的图像14投影到建筑物11的天花板或其它表面上。可移动的支撑件可以包括剪刀式升降机17,该可移动的支撑件用于在在建的建筑物中的工作位置处支撑工人15。投影到天花板上的图像14从限定了建筑信息模型(BIM)的数据库获得,该建筑信息模型包含建筑物几何形状、空间关系和各个建筑组件的数量和特性。投影图像被精确地定位并叠加在天花板上,从而在剪刀式升降机17上的工人15可以利用该图像将点定位在将附着连接件、锚固件和其它装置以及将进行切割或钻出孔的天花板上。剪刀式升降机17可以被供电,从而可以围绕施工地点驱动它。为了对该图像适当地定位、取向和设定尺寸从而由图像限定的各个工作点准确地被定位,必须精确地确定投影仪14的二维位置和取向,并且使投影仪投影的图像之后适当地设定尺寸并且取向。将可以理解的是,这还将需要确定从投影仪13到天花板的距离。
投影仪(例如,微型投影仪13)安装在剪刀式升降机17的栏杆19上,并且将图像14投影到可移动的支撑件上方的表面上。结合图1、图2和图3,图4和图4A示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对到房间内的已知位置处的便携式布局工具(portablelayouttool,PLT)22的距离的确定,确定升降机17和投影仪13的位置和取向。PLT22朝向投影仪13投影激光束24,并且更具体地,朝向目标25投影激光束24。基于激光束24的飞行时间,以及基于来自PLT的激光束24的前进方向(heading),处理器30确定了投影仪13的位置。该系统还包括摄影机26,摄影机26邻近投影仪13安装。摄影机26观看PLT22,并且基于在其视野中出现PLT的地方,处理器30确定了投影仪13的取向。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储了建筑物的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34,激光距离测量(laserdistancemeasuring,LDM)装置34利用光束36确定从投影仪13到天花板的距离。处理器30将图像信号提供给投影仪,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息精确地定位在天花板上。从PLT到处理器30的输出33示出为虚线或断线,因为这可以为在PLT和承载在升降机17上的其它组件之间的无线连接。可替选地,PLT22可以直接地有线连接至其它组件。
图5和图5A示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对从LDM44到目标极点40和目标极点42的距离和方向的判定来确定升降机17和投影仪13的位置和取向。极点40和极点42是安装在剪刀式升降机17上的垂直回射极点,随着光束48围绕房间扫射,该垂直回射极点将激光反射回到LDM44。光束48的方向由编码器46监控。LDM44和编码器46位于房间内的已知位置中。来自编码器46和LDM44的输出被供给至处理器30。由于编码器46和LDM44限定了从LDM44到极点40和极点42中的每一者的距离和方向,则剪刀式平台17和投影仪13的位置和取向由处理器30进行精确地确定和计算。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物11的BIM数据和建筑平面图像。距离测量系统确定了从投影仪13到图像14被投影所在的表面的距离。该距离测量系统包括激光距离测量装置34,激光距离测量装置34确定从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像14,从而其将布局信息精确地定位在天花板上。来自LDM44和编码器46的输出可以无线地提供给处理器30或可以通过有线连接提供。
图6和图6A示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对到横梁50的距离和方向的判定来确定升降机17和投影仪13的位置和取向,所述横梁50充当了LDM52的目标。LDM52投影激光的旋转光束54。编码器56提供激光光束的方向的指示。激光束54从横梁50的每一者被反射回到LDM52并且这共同地提供了投影仪13和升降机17的位置和取向的指示。剪刀式升降机平台17和投影仪13的位置和取向由处理器30进行精确地确定和计算。之后,在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。距离测量系统确定了从投影仪13到图像14被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34,激光距离测量装置34确定了从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
图7和图7A示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对到横梁50的方向的判定来确定升降机17和投影仪13的位置和取向。横梁50定位在已知位置中,并且充当了用于旋转的照相机60和跟踪照相机的视野的方向的编码器62的目标。照相机60和编码器62与投影仪13一起承载在升降机17上。剪刀式平台17和投影仪13的位置和取向由处理器30精确地确定。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物11的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34,激光距离测量装置34确定了从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
图8和图8A示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对从旋转照相机70到横梁50或到房间的其它特征的检测方向的判定,确定了升降机17和投影仪13的位置和取向。将照相机70旋转到八个位置中,每一位置与相邻位置间隔45°,从而房间的全景图像被有效地改进。这些图像的每一者的前进方向通过参照编码器72而确保,编码器72提供了指示照相机70的视野的输出。通过确定到在房间内已知位置的多个横梁或其它特征的方向,可以确定升降机17和投影仪13的位置和取向。基于该信息和来自测量了从投影仪13到天花板的距离的LDM34的输出,投影仪13接收在线28上的图像信号,投影仪13被调整,从而投影到天花板上的图像包括适当定位的布局信息,以供站在升降机17的平台上的工人使用。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
图9A、图9B和图9C示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对到目标80和目标82的距离和方向的判定,确定了升降机17和投影仪13的位置和取向。LDM84将旋转激光束向外指向并且围绕房间扫射横梁,使其扫过目标80和目标82。当光束撞击目标80和目标82中的每一者时,编码器86跟踪横梁被取向的方向。该目标在已知位置处。激光束从目标的每一者反射回到LDM84并且这共同地提供了投影仪13和升降机17的位置和取向的指示。剪刀式升降机17和投影仪13的位置和取向由处理器30进行精确地确定和计算。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离,该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
图10A、图10B和图10C示出了本发明的实施方式,在该实施方式中,基于对到充当目标的两个或多个横梁50的方向的判定,确定了升降机17和投影仪13的位置和取向。使升降机17上的摄影机92旋转以扫过房间,并且当编码器94看到横梁50时它确定了其视野的方向。地板上的已知位置的两个或多个横梁的方向使得处理器30确定投影仪13的位置和取向。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34,激光距离测量装置34确定了从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
以与以上关于图9A、图9B和图9C的实施方式所阐述的相同的方式,利用围绕房间旋转激光束的LDM84确定已知位置的两个横梁上的目标80和目标82的方向,图11A、图11B和图11C的实施方式确定了升降机17和投影仪13的位置和取向。从目标反射的光和编码器86的输出提供了目标的方向和从目标到LDM84的距离的指示。此外,照相机26围绕房间扫过其视野并且与光束的移动同步地定位横梁50以及目标80和目标82。投影仪13和升降机17的位置和取向由处理器30确定。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置34,激光距离测量装置34确定了从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
以与以上关于图9A、图9B和图9C的实施方式所阐述的相同的方式,利用围绕房间旋转激光束的LDM94确定已知位置的两个横梁上的目标88和目标89的方向,图12A、图12B和图12C的实施方式确定了升降机17和投影仪13的位置和取向。从目标反射的光和编码器92的输出提供了目标的方向和从目标到LDM94的距离的指示。此外,照相机90和照相机96分别锁定到目标88和目标89上,并且随着升降机17围绕建筑物移动而监控其相对位置。投影仪13和升降机17的位置和取向由处理器30确定。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。提供了距离测量系统,距离测量系统用于确定从投影仪13到图像被投影所在的表面的距离。该距离测量系统可以包括激光距离测量装置98,激光距离测量装置98确定了从投影仪13到天花板的距离。因此,处理器30将图像信号提供给投影仪13,针对投影仪的二维位置和从投影仪13到天花板的距离来调整该投影仪13。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,这两个照相机提供连续位置和取向的信息,使得由投影仪13投影的图像得以改变,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。
最后,基于对从八个照相机102到横梁100或到房间的其它特征的检测方向的判定,图13和图13A的实施方式确定了升降机17和投影仪13的位置和取向,该八个照相机102面向八个均匀地间隔的方向,每一个照相机与相邻的照相机间隔45°。通过该布置,基本上生成了建筑物的全景。通过确定到房间内的已知位置的多个横梁或其它特征的前进方向,可以确定升降机17和投影仪13的位置和取向。基于该信息和来自测量从投影仪13到天花板的距离的LDM34的输出,投影仪13接收在线28上的图像信号,投影仪13被调整,从而投影到天花板上的图像包括供站在升降机17的平台上的工人使用的适当定位的布局信息。在线28上的图像信号由处理器30提供,处理器30访问存储器32,在存储器32中存储有用于建筑物的BIM数据和建筑平面图像。随着操作员15围绕建筑物地板移动剪刀式升降机17,该系统跟踪投影仪13的位置和取向,改变由投影仪13投影的图像,从而其将布局信息的图像精确地定位在天花板上。可以理解的是,如果需要,该八个照相机102可由具有360°视野的单个照相机替代。
明显的是,假设投影仪被取向成用于在墙壁上投影,则上述公开的实施方式使得工人在天花板表面或其它表面上利用很少的布局工作来执行施工操作。工人将可移动的支撑件定位在工作位置处,在可移动的支撑件上提供投影仪。该系统确定了从投影仪到布局信息图像将被投影所在的表面的距离,从而该图像可以被聚焦并且适当地设定尺寸。然后,该图像被投影到天花板或其它表面上,从而工人可以使用工具以在由图像限定的位置处工作。在建筑物内确定了投影仪的位置和取向,从而可以投影适当的图像。
通过适当地再取向并且定位该投影仪,可以将图像投影到墙壁上或地板上。可替选地,通过在投影仪与墙壁或地板表面之间插入镜子或棱镜的光学装置,可以将图像指向到墙壁或地板表面上,而不改变表面的面向上方的取向。在由于通过镜子或棱镜的光学装置反射投影图像而使图像反转的情况下,由投影仪投影的原始图像可以被反转,从而将适当的图像投影到表面上。
参照图14,图14示意性地示出了微型投影仪110,微型投影仪110将图像112投影到表面(例如,天花板114)上。与投影仪110关联的是摄影机116,摄影机116具有超过投影到表面114上的图像112的尺寸的视野。该系统的处理器将视频信号提供给投影仪110,系统的处理器利用来自照相机116的输出来补偿投影仪110的任何振动和投影图像112的晃动。可以理解的是,照相机116与投影仪110关联,这是由于两个元件机械地接合在一起。被照相机116感知到的天花板114的任何移动为照相机110的移动的指示。因此,引起了图像112以正确的方向、频率和振幅振动,以抵消图像112的将另外源于照相机110的振动的移动。可以理解的是,照相机116可以用于记录表面114的视频图像,示出表面上的施工点的“竣工”布置和(如有需要)所投影的图像112。这将与实际施工点的位置显著不一致。
参考图15,图15示出了朝向天花板114投影图像112的投影仪110。如果需要,可以通过在投影路径上插入合适的光学元件120(示出为光楔)来使图像112横向偏移。如果光学元件120引起图像变形,这可以在元件120偏移图像之前通过图像的合适的变形来抵消。
可以理解的是,除了将指示了与特定表面关联的施工特征的位置的图像投影到建筑物表面上,该系统可以投影包括了多种额外信息的图像。该图像可以包括将定位在表面上的各种项目、以及例如孔的尺寸和深度的信息、施加到一件硬件上的转矩等等的呈现。此外,额外的信息可以被投影到表面上,例如移动指令的导航。
还可以理解的是,投影仪系统可以不使用剪刀式升降机。如果图像将被投影到例如墙壁的表面上,其中工人可以不需升降机的协助而接近多数表面,将发现该投影仪缺少升降机是特别有用的。该投影仪还可以定位在许多其它合适物件上,例如,三脚架、运货车、梯子、高空作业平台等等,这些物件是动力可移动的或手动可移动的。
还可以理解的是,投影仪系统可以使用三个激光距离测量装置。通过使用三个该装置,可以确定图像被投影在其上的表面上的三个点的坐标。假定表面是平面,其取向被该三个点精确地限定。这使得投影仪被正确地定位,从而图像垂直于该表面而投影,或使图像变形以补偿在斜角的投影。
如有需要,投影到建筑物表面(例如,墙壁或天花板)的图像可以包括将被安装在此的部件(例如,墙壁开关或吊扇)的图形呈现。此外,安装指示和警示指示还可以被提供为投影图像的一部分以协助工人安装该部件。
概括地,文本至少公开了一种用于将包括布局信息的图像投影到在建建筑物内的表面上的系统,该系统包括安装在可移动的支撑件上的投影仪,该支撑件用于在建筑物内的工作位置处支撑工人。该投影仪响应于限定待投影的图像的图像信号而将图像投影到可移动的支撑件上方的表面上。该图像指示待附着至表面或切割穿过表面的连接件、锚固件和孔的位置。系统确定了建筑物内的投影仪的二维位置,并且距离测量系统用于确定从投影仪到所述表面的距离。响应于已经存储有建筑平面图像的存储器,处理器将图像信号提供给投影仪,以针对投影仪的二维位置和从投影仪到表面的距离来调整投影仪。
优选地包括在此所描述的所有元件、部件和步骤。可以理解的是,当对于本领域的技术人员将是显而易见时,这些元件、部件和步骤的任何元件、部件和步骤可以被其它元件、部件和步骤替代或者全部删除。
构想
本文公开了至少以下构想。
构想1、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
可移动的支撑件,所述可移动的支撑件用于在在建的建筑物内的工作位置处支撑工人;
投影仪,所述投影仪安装在所述可移动的支撑件上,所述投影仪响应于限定待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影到所述可移动的支撑件上方的表面上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置;
用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器、所述距离测量系统和所述的用于确定所述投影仪的二维位置的系统,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
构想2、如构想1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统包括电子距离测量系统。
构想3、如构想1或2所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在围绕所述建筑物的已知位置处定位的多个目标反射器,和在所述可移动的支撑件上用于将激光束指向所述目标反射器的激光投影仪。
构想4、如构想1到3中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的摄影机,所述摄影机用于观测所述建筑物内部并且将所述投影仪的位置的指示提供给所述处理器。
构想5、如构想1到4中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述建筑物内的已知位置处的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述可移动的支撑件并且确定所述可移动的支撑件距所述已知位置的距离和前进方向。
构想6、如构想1到4中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述建筑物内的已知位置处的所述特征并且确定所述特征距所述可移动的支撑件的距离和前进方向。
构想7、如构想1到6中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述建筑物在已知位置处具有多个可识别的特征,并且其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的旋转摄影机,所述旋转摄影机用于从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物的视频图像,并且基于在所述视频图像内记录的所述特征的方向来确定所述投影仪的位置。
构想8、如构想7所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,在所述可移动的支撑件上的所述旋转摄影机从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物内部的多个静止视频图像,其中,针对于每一个所述静止视频图像,所述摄影机面向已知方向。
构想9、如构想8所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,在所述可移动的支撑件上的所述旋转摄影机从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物内部的连续移动视频图像,其中,针对于在拍摄所述连续移动视频图像的期间,所述摄影机面向已知方向。
构想10、如构想3所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置的系统包括激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
构想11、如构想1到10中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括安装在所述可移动的支撑件上的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。
构想12、如构想1到9中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括:
安装在所述可移动的支撑件上的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向,以及
激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
构想13、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
可移动的支撑件,所述可移动的支撑件用于在在建的建筑物内的工作位置处支撑工人;
安装在所述可移动的支撑件上的投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影在所述可移动的支撑件上方的表面上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置;
用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统;
存储器,所述存储器存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器和所述距离测量系统,用于确定所述投影仪的二维位置和取向,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
构想14、如构想13所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
手动输入,所述手动输入用于输入所述可移动的支撑件的二维位置和取向。
构想15、如构想13或14所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,安装在所述可移动的支撑件上的所述投影仪包括微型投影仪,所述微型投影仪用于将图像投影到所述可移动的支撑件上方的天花板上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件和孔的位置。
构想16、如构想13到15中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统包括激光距离测量系统。
构想17、如构想16所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统确定到围绕天花板表面间隔的多个点的距离,并且其中,所述处理器调整由所述投影仪投影的图像,以补偿所述天花板表面的倾斜。
构想18、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:
提供可移动的支撑件,以在工作位置处支撑工人;
在所述可移动的支撑件上提供投影仪;
确定从所述投影仪到所述表面的距离;以及
将来自所述投影仪的图像投影到所述工人的上方的天花板上,从而所述工人能够在由所述天花板上的图像限定的位置处利用工具来工作。
构想19、如构想18所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:在所述建筑物内确定所述可移动的支撑件的位置,从而将用于所述位置的合适图像投影到所述天花板上。
构想20、如构想18或19所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,其中,确定从所述投影仪到所述表面的距离的步骤包括以下步骤:利用激光距离测量装置来确定从所述投影仪到所述表面的距离。
构想21、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影到所述建筑物内的表面上,所述图像指示在所述表面上的建筑特征的位置;
用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器、所述距离测量系统和所述的用于确定所述投影仪的二维位置和取向的系统,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
构想22、如构想21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统包括电子距离测量系统。
构想23、如构想21或22所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在围绕所述建筑物的已知位置处定位的多个目标反射器和与所述投影仪关联的激光投影仪,所述激光投影仪用于将激光束指向所述目标反射器。
构想24、如构想21到23中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的摄影机,所述摄影机用于观测所述建筑物内部并且将所述投影仪的所述位置的指示提供给所述处理器。
构想25、如构想21到24中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述建筑物内的已知位置处的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述投影仪并且确定所述投影仪距所述已知位置的距离和前进方向。
构想26、如构想21到24中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述建筑物内的已知位置处的所述特征并且确定所述特征距所述投影仪的距离和前进方向。
构想27、如构想21到26中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述建筑物在已知位置处具有多个可识别的特征,并且其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的旋转摄影机,所述旋转摄影机用于拍摄所述建筑物的视频图像,并且基于在所述视频图像内记录的所述特征的方向来确定所述投影仪的位置。
构想28、如构想27所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述旋转摄影机拍摄所述建筑物内部的多个静止视频图像,其中,针对于每一个所述静止视频图像,所述摄影机面向已知方向。
构想29、如构想27所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述旋转摄影机从所述投影仪上拍摄所述建筑物内部的连续移动视频图像,其中,针对于在拍摄所述连续移动视频图像的期间,所述摄影机面向已知方向。
构想30、如构想23所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
构想31、如构想21到30中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。
构想32、如构想21到29中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括:
与所述投影仪关联的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向,以及
激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
构想33、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影在所述建筑物内的表面上,所述图像指示所述表面上的施工特征的位置;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;以及
处理器,所述处理器响应于所述存储器和所述距离测量系统,用于确定所述投影仪的二维位置和取向,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
构想34、如构想33所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
手动输入,所述手动输入用于输入所述投影仪的二维位置和取向。
构想35、如构想33或34所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述投影仪包括微型投影仪,所述微型投影仪用于将图像投影到建筑物表面上。
构想36、如构想33到35中任一项所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统包括激光距离测量系统。
构想37、如构想36所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统确定到围绕天花板表面间隔的多个点的距离,并且其中,所述处理器调整由所述投影仪投影的图像,以补偿所述建筑物表面的取向。
构想38、一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:
在所述建筑物内提供投影仪;
确定从所述投影仪到所述建筑物表面的距离;以及
将来自所述投影仪的图像投影到所述建筑物表面上,从而工人能够在由所述建筑物表面上的图像限定的位置处利用工具来工作。
构想39、如构想38所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:在所述建筑物内确定所述投影仪的位置和取向,从而将用于所述位置的合适图像投影到所述表面上。
构想40、如构想38或39所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,其中,确定从所述投影仪到所述表面的距离的步骤包括以下步骤:利用激光距离测量装置来确定从所述投影仪到所述表面的距离。

Claims (40)

1.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
可移动的支撑件,所述可移动的支撑件用于在在建的建筑物内的工作位置处支撑工人;
投影仪,所述投影仪安装在所述可移动的支撑件上,所述投影仪响应于限定待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影到所述可移动的支撑件上方的表面上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置;
用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器、所述距离测量系统和所述的用于确定所述投影仪的二维位置的系统,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
2.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统包括电子距离测量系统。
3.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在围绕所述建筑物的已知位置处定位的多个目标反射器,和在所述可移动的支撑件上用于将激光束指向所述目标反射器的激光投影仪。
4.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的摄影机,所述摄影机用于观测所述建筑物内部并且将所述投影仪的位置的指示提供给所述处理器。
5.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述建筑物内的已知位置处的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述可移动的支撑件并且确定所述可移动的支撑件距所述已知位置的距离和前进方向。
6.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述建筑物内的已知位置处的所述特征并且确定所述特征距所述可移动的支撑件的距离和前进方向。
7.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述建筑物在已知位置处具有多个可识别的特征,并且其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述可移动的支撑件上的旋转摄影机,所述旋转摄影机用于从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物的视频图像,并且基于在所述视频图像内记录的所述特征的方向来确定所述投影仪的位置。
8.如权利要求7所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,在所述可移动的支撑件上的所述旋转摄影机从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物内部的多个静止视频图像,其中,针对于每一个所述静止视频图像,所述摄影机面向已知方向。
9.如权利要求8所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,在所述可移动的支撑件上的所述旋转摄影机从所述可移动的支撑件上拍摄所述建筑物内部的连续移动视频图像,其中,针对于在拍摄所述连续移动视频图像的期间,所述摄影机面向已知方向。
10.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置的系统包括激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
11.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括安装在所述可移动的支撑件上的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。
12.如权利要求1所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括:
安装在所述可移动的支撑件上的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向,以及
激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
13.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
可移动的支撑件,所述可移动的支撑件用于在在建的建筑物内的工作位置处支撑工人;
安装在所述可移动的支撑件上的投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影在所述可移动的支撑件上方的表面上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件、以及孔的位置;
用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统;
存储器,所述存储器存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器和所述距离测量系统,用于确定所述投影仪的二维位置和取向,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
14.如权利要求13所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
手动输入,所述手动输入用于输入所述可移动的支撑件的二维位置和取向。
15.如权利要求13所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,安装在所述可移动的支撑件上的所述投影仪包括微型投影仪,所述微型投影仪用于将图像投影到所述可移动的支撑件上方的天花板上,所述图像指示待被附着至所述表面或切割穿过所述表面的连接件、锚固件和孔的位置。
16.如权利要求13所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统包括激光距离测量系统。
17.如权利要求16所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统确定到围绕天花板表面间隔的多个点的距离,并且其中,所述处理器调整由所述投影仪投影的图像,以补偿所述天花板表面的倾斜。
18.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:
提供可移动的支撑件,以在工作位置处支撑工人;
在所述可移动的支撑件上提供投影仪;
确定从所述投影仪到所述表面的距离;以及
将来自所述投影仪的图像投影到所述工人的上方的天花板上,从而所述工人能够在由所述天花板上的图像限定的位置处利用工具来工作。
19.如权利要求18所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:在所述建筑物内确定所述可移动的支撑件的位置,从而将用于所述位置的合适图像投影到所述天花板上。
20.如权利要求18所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,其中,确定从所述投影仪到所述表面的距离的步骤包括以下步骤:利用激光距离测量装置来确定从所述投影仪到所述表面的距离。
21.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影到所述建筑物内的表面上,所述图像指示在所述表面上的建筑特征的位置;
用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;
处理器,所述处理器响应于所述存储器、所述距离测量系统和所述的用于确定所述投影仪的二维位置和取向的系统,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
22.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统包括电子距离测量系统。
23.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在围绕所述建筑物的已知位置处定位的多个目标反射器和与所述投影仪关联的激光投影仪,所述激光投影仪用于将激光束指向所述目标反射器。
24.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的摄影机,所述摄影机用于观测所述建筑物内部并且将所述投影仪的所述位置的指示提供给所述处理器。
25.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括在所述建筑物内的已知位置处的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述投影仪并且确定所述投影仪距所述已知位置的距离和前进方向。
26.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的激光距离测量系统,所述激光距离测量系统用于投影旋转的激光束,所述旋转的激光束扫过所述建筑物内的已知位置处的所述特征并且确定所述特征距所述投影仪的距离和前进方向。
27.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述建筑物在已知位置处具有多个可识别的特征,并且其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的旋转摄影机,所述旋转摄影机用于拍摄所述建筑物的视频图像,并且基于在所述视频图像内记录的所述特征的方向来确定所述投影仪的位置。
28.如权利要求27所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述旋转摄影机拍摄所述建筑物内部的多个静止视频图像,其中,针对于每一个所述静止视频图像,所述摄影机面向已知方向。
29.如权利要求27所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述旋转摄影机从所述投影仪上拍摄所述建筑物内部的连续移动视频图像,其中,针对于在拍摄所述连续移动视频图像的期间,所述摄影机面向已知方向。
30.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
31.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括与所述投影仪关联的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向。
32.如权利要求21所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于在所述建筑物内确定所述投影仪的二维位置和取向的系统包括:
与所述投影仪关联的跟踪照相机,和用于旋转所述照相机的旋转系统,随着所述照相机将预定的建筑物特征保持在视野内,所述跟踪照相机跟踪所述照相机所面向的方向,以及
激光距离测量装置和发射器,用于在所述建筑物内将激光束指向定位在已知位置处的柱子上的一对目标。
33.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
投影仪,所述投影仪响应于限定了待投影的图像的图像信号,用于将所述图像投影在所述建筑物内的表面上,所述图像指示所述表面上的施工特征的位置;
距离测量系统,所述距离测量系统用于确定从所述投影仪到所述表面的距离;
存储器,在所述存储器中存储有用于所述建筑物的建筑平面图像;以及
处理器,所述处理器响应于所述存储器和所述距离测量系统,用于确定所述投影仪的二维位置和取向,用于将图像信号提供给所述投影仪,针对所述投影仪的二维位置和从所述投影仪到所述表面的距离调整所述投影仪。
34.如权利要求33所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,所述系统包括:
手动输入,所述手动输入用于输入所述投影仪的二维位置和取向。
35.如权利要求33所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述投影仪包括微型投影仪,所述微型投影仪用于将图像投影到建筑物表面上。
36.如权利要求33所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述的用于确定从所述投影仪到所述表面的距离的距离测量系统包括激光距离测量系统。
37.如权利要求36所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的系统,其中,所述距离测量系统确定到围绕天花板表面间隔的多个点的距离,并且其中,所述处理器调整由所述投影仪投影的图像,以补偿所述建筑物表面的取向。
38.一种用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:
在所述建筑物内提供投影仪;
确定从所述投影仪到所述建筑物表面的距离;以及
将来自所述投影仪的图像投影到所述建筑物表面上,从而工人能够在由所述建筑物表面上的图像限定的位置处利用工具来工作。
39.如权利要求38所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,包括以下步骤:在所述建筑物内确定所述投影仪的位置和取向,从而将用于所述位置的合适图像投影到所述表面上。
40.如权利要求38所述的用于将包括布局信息的图像投影到在建的建筑物内的表面上的方法,其中,确定从所述投影仪到所述表面的距离的步骤包括以下步骤:利用激光距离测量装置来确定从所述投影仪到所述表面的距离。
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