CN105806322B - 激光设备和用于检测激光设备的光的激光束检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光设备和用于检测激光设备的光的激光束检测器。本发明涉及用于支持在施工现场工作的激光设备和用于检测围绕激光设备的旋转轴旋转的激光束的光的激光束检测器。必要的是，检测器能够识别发射该检测器检测到的光的激光设备。这可以通过这样的激光设备来实现，该激光设备包括：配置成发射激光束的激光单元；布置成使激光束围绕旋转轴旋转的光学元件；以及配置成通过接口将通信信号发送到激光束检测器的接收器的发射器，其中，该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息。

Description

激光设备和用于检测激光设备的光的激光束检测器

技术领域

本发明涉及激光设备和激光束检测器以及对应的方法，尤其涉及用于支持在施工现场工作的激光设备和用于检测围绕激光设备的旋转轴旋转的激光束的光的激光束检测器。

背景技术

在施工现场，使用各种类型的测量仪器来测量物体之间的距离和角度。数种常规的测量仪器(例如结构激光器或测绘仪)使用激光光源来测量距离、测量物体的位置、以及指示空间中的方向或指示空间中的平面。

其功能通常包括在结构激光器中的特殊测量仪器(例如等级激光器、调平装置或激光调平装置)例如借助于调平规则测量高度差并建立高度视野。例如，调平装置包括瞄准望远镜，该瞄准望远镜可以使用调平补偿器或钟摆补偿器而被取向成垂直于铅垂线方向。除了位置的测量，例如通过使激光束旋转，尤其可以建立高度差、水平面或竖直面或倾斜面。

基于对测量仪器发射的激光的光检测的不同检测器是已知的。例如WO 2006/048007 A1描述了一种用于通过多个光束检测器元件和用于基于光束元件的信号的积分器以及光导杆来分析光束接收的光束接收器。其它检测器包括用于检测WO 2009/154625 A1中描述的扇形激光束的光的定位设备。

在大型施工现场中，可以同时使用多个激光系统，其每一者都包括发射激光的激光设备和激光束检测器。

因此，存在的问题是，检测器可被不同的激光设备的激光击中，即被与该检测器实际不相关联且之后可能错误地用作基准的激光设备击中。

因此，必要的是，检测器能够识别发射了该检测器检测到的光的激光设备。换言之，期望的是，检测器识别其合作的激光设备，这对检测器和激光设备形成对应的激光系统。

另外，由于在同一施工现场可采用来自同一制造商的激光设备和检测器的潜在的数个激光系统，因此期望的是能够在激光系统之间进行区分，并为每个系统提供各自的特征，例如“指纹”。

发明内容

根据一个实施方式，用于支持在施工现场工作的激光设备包括配置成发射激光束的激光单元。此外，该激光设备包括光学元件和发射器，该光学元件布置成使激光束围绕旋转轴旋转，该发射器配置成通过接口(例如无线电接口)将通信信号发送到激光束检测器的接收器。该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息。因此，关于源于使激光束旋转的光学元件的旋转图样的信息可以通过接口被提供到激光束检测器，使得激光束检测器可以通过其旋转图样识别激光设备。

根据另一个实施方式，激光设备还包括控制器，该控制器配置成通过增大或减小光学元件的旋转速度来控制激光束的旋转图样。因此，旋转速度可以被改变，从而同一激光设备可以在不同时刻使用不同的识别旋转图样，以使该激光设备本身与具有其它旋转图样的其它激光设备可清晰地区分开。

根据另一个实施方式，通信信号提供以下中的至少一者：光学元件的当前旋转速度、旋转加速度的符号、旋转加速度的符号的下一次变化发生时的时间点、以及旋转加速度的符号的下一次变化发生时的最大旋转速度或最小旋转速度。因此，旋转图样中的不同特征可以通过通信信号被发送给激光束检测器，以使得提供区别于其它旋转图样的个性化特征。

根据另一个实施方式，发射器配置成，当激光束正在旋转时，通过接口连续地将通信信号发送到接收器。因此，旋转图样可以通过连续改变旋转速度来定制，从而可以提供具有连续变化的旋转速度的复杂旋转图样，使检测到的激光束的光能够与发射激光的激光设备准确相关联。

根据另一个实施方式，光学元件被控制成将其旋转速度并因此旋转激光束的旋转速度改变到预定值。例如，光学元件被控制成将旋转激光束的旋转速度增大到第一预定值以及之后将旋转速度减小到第二预定值。因此，可以检测旋转图样，其中，旋转激光束的旋转速度达到预定值，该特征因此可以与包括该光学元件的激光设备相关联。

根据另一个实施方式，激光设备还包括随机数生成器，该随机数生成器配置成生成随机数且将旋转速度的变化率改写成该随机数。因此，通过采用随机数和通过相应地改变旋转速度(即随机地改写旋转速度的变化率)，能够生成随机的旋转图样，同时其信息通过接口来发送，从而高度个性化的旋转图样使得几乎不可能将错误的激光设备与激光束检测器相关联。

本发明的另一个实施方式涉及用于检测围绕旋转轴旋转的激光束的光的激光束检测器。该激光束检测器包括：光检测器，该光检测器配置成当被激光辐射时输出检测信号；以及接收器，该接收器配置成通过接口接收来自激光设备的发射器的通信信号，其中，该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息。此外，该激光束检测器包括测定仪，该测定仪配置成，通过将由来自光检测器的检测信号的序列所实现的图样与由通信信号提供的关于旋转激光束的旋转图样的信息相比较，确定激光是否属于由激光设备发射的激光束。因此，可以通过接口将关于源于使激光束旋转的光学元件的旋转图样的信息提供给激光束检测器，从而激光束检测器可以通过其旋转图样识别激光设备。

根据另一个实施方式，激光束检测器的测定仪配置成，连续地将由检测信号的序列所实现的(即从检测信号的序列所获得的)图样与由通信信号提供的关于旋转激光束的旋转图样的信息进行比较，以将激光束检测器锁定在激光设备上。因此，通过连续地比较图案，可以检测旋转速度的快速变化，从而个性化且极具特色的图样可以例如利用旋转中的随机加速度来实现。具体地，极为不可能的是，旋转激光束的这种旋转图样偶然地与不同的激光设备的旋转激光束的旋转图样相同。

根据另一个实施方式，激光束检测器的接收器配置成，当激光束正在旋转时，通过接口连续地从发射器接收通信信号。因此，旋转速度的连续变化可以通过接口被发送，使得旋转图样为很有特征的旋转图样。

根据另一个实施方式，接收到的通信信号提供以下中的至少一者：光学元件的当前旋转速度、旋转加速度的符号、旋转加速度的符号的下一次变化发生时的时间点、以及旋转加速度的符号的下一次变化发生时的最大旋转速度或最小旋转速度。因此，旋转图样中的不同特征可以经由通信信号被发送到激光束检测器，以使得提供区别于其它旋转图样的个性化特征。

根据另一个实施方式，激光束检测器的测定仪配置成，从由检测信号的序列所实现的图样导出旋转激光束在特定时刻的旋转速度和旋转加速度中的至少一者，或者，导出旋转激光束的旋转速度达到第一预定值的增大量以及之后的旋转速度达到第二预定值的减小量。因此，可以检测旋转图样，其中，旋转激光束的旋转速度达到预定值，该特征因此可以与包括执行相同旋转的光学元件的激光设备相关联。

另一个实施方式指向一种激光系统，该激光系统包括具有上述激光设备的特征中的至少一些特征的激光设备以及具有上述激光束检测器的特征中的至少一些特征的激光束检测器。

在另一实施方式中，用于支持在施工现场工作的方法包括：通过激光设备的激光单元发射激光束，通过光学元件使激光束围绕旋转轴旋转；以及通过接口将通信信号从激光设备发送到激光束检测器的接收器，其中，该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息。

在另一实施方式中，用于识别围绕旋转轴旋转的激光束的光的方法包括：检测辐射在光检测器上的激光；从光检测器输出由辐射的激光触发的检测信号；通过接口接收来自激光设备的发射器的通信信号，该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息；以及通过将由来自光检测器的检测信号的序列所实现的图样与由通信信号提供的关于旋转激光束的旋转图样的信息相比较，确定激光是否属于由激光设备发射的激光束。

在另一实施方式中，公开了一种程序，该程序包括适于使数据处理工具控制上述方法中的一种方法的操作的指令。

在另一实施方式中，公开了一种计算机可读介质，在该计算机可读介质中包含程序，其中，该程序使计算机执行上述方法中的一种方法。

本发明的另外的有利实施方式公开在权利要求中，尤其公开在权利要求的组合中，以及公开在下面的详细描述中。

附图说明

图1示出了根据实施方式的激光设备。

图2示出了根据实施方式的激光束检测器。

图3示出了用于支持在施工现场工作的方法的步骤。

图4示出了用于识别围绕传播轴旋转的激光束的光的方法的步骤。

图5示出了包括激光设备和激光束检测器的激光系统。

图6示出了改变激光束的旋转速度所根据的图样的示例。

具体实施方式

参照附图描述本发明的优选实施方式。要注意的是，以下描述仅仅包含多个示例，但一定不能解释为限制本发明。

图1示出了根据本发明的实施方式的激光设备100的元件。激光设备100可以为结构激光器或旋转激光器，例如调平激光器和等级激光器，激光设备100用在施工现场以指示平面(例如倾斜面或水平面或竖直面)或指示方向或位置。具体地，图1的激光设备100包括激光单元110、光学元件120和发射器140。

激光单元110包括激光器，该激光器优选为在红光/红外范围内的半导体激光器，并且激光单元110被配置为发射激光束，即在同一方向上发射的、波长基本相同的相干光。

光学元件120被布置成使由激光单元110发射的激光束围绕旋转轴130旋转。例如，光学元件包括分束器(例如五棱镜或其它分束立方体)，该分束器在垂直于旋转轴的方向上反射激光的一部分以及在旋转轴的方向上透射激光的一部分。偏转光和透射光的比率取决于分束立方体的反射性质/透射性质。

代替分束立方体，反射镜或类似物也可以用于使光偏转。垂直于旋转轴130偏转的激光由附图标记190指示。由附图标记160进一步指示的是，当将光学元件旋转时，激光束跨越与旋转轴130垂直的平面。在该操作模式中，可以在光学上生成水平面或竖直面，以协助进行墙壁和天花板的施工。

在另一操作模式中，传输通过分束立方体的光130可以穿过圆柱形透镜，使得该光变成扇形。此外，通过使该扇形的激光束旋转可以生成光锥(详情参见WO 2009/154625A1)。该模式可以用来使对光锥180的中心(即旋转轴)的检测更容易。在该示例中，旋转轴130也是扇形激光束的光的传播轴。

利用光学元件实现激光束的旋转的不同方式对本领域技术人员来说是已知的。例如，光学元件(在该示例中为分束立方体)可以布置在支撑单元上且通过电动机来旋转。机械布置的示例在通过引用而并入本文的US 2013/111770 A1中被提出。

发射器140发送通信信号。该通信信号通过接口被传输到激光束检测器的接收器。激光束检测器的示例将参照图2来进行讨论以及另一示例将参照图5来进行讨论。如图1和图5中所示意性示出的，发射器140可以包括形成无线电接口的天线，但其不限于此。

根据发射器的类型，该接口可以是无线电接口或光学接口。例如，发射器可以是红外(IR)发射器，使得该IR发射器通过IR接口将IR光传输到IR接收器。优选地，发射器为无线电发射器且该接口(即无线电接口)采用已建立的无线技术，例如蓝牙技术或某种无线保真技术(Wi-Fi)，例如IEEE802.11。通过无线电接口传输通信信号的优点是，无线电通信不取决于发射器和接收器之间清晰的瞄准线。

在一个示例中，发射器可以是用于双向通信的收发器。有利的是，不仅在仅一个方向上发送通信信号，而且从接收器接收对发送的通信信号的确认或否定确认。其它功能也是可想到的，例如，根据要求，接收器请求激光设备100的发射器140发送信息，例如通信信号中的信息。

通信信号尤其提供了关于由激光设备100发射的旋转激光束的旋转图样的信息。在简单的情况下，当控制光学元件以使激光束以600转每分钟(rpm)旋转时，发射器发送指示旋转速度为600rpm的通信信号。该通信信号优选地通过上述无线电接口进行发射(例如作为一系列的比特)，并且在激光束检测器的接收器处进行接收。然后，包括接收器的激光束检测器在检测到以600次每分钟周期性地撞击光检测器元件的激光时，将知晓该激光属于激光设备100。关于激光束检测器的细节将在下面参照图2来进行讨论。

以下通过参照图3给出激光设备100的操作的概要，图3示出了用于支持在施工现场工作的方法的步骤。不用说，图3的方法可以由激光设备100来进行。

在图3所描绘的流程图的第一步骤310中，当开始操作时，发射激光束。激光束由激光单元110发射，激光单元110可以包括半导体激光器。

在第二步骤320中，使激光束围绕轴130旋转，其中，光学元件120限定了激光束的方向，即光束是否垂直于旋转轴而偏转，例如由附图标记190所指示的，和/或光束是否在旋转轴130的方向上被传输而没有偏转(参见图1)。

在第三步骤330中，通过接口将上述通信信号从激光设备传输到接收器。具体地，连续地传输通信信号，使得可以利用关于旋转图样的新信息(例如旋转图样是否改变以及如何改变)来连续地更新接收器。

在上面的示例中，考虑600rpm的简单旋转图样。要理解的是，如果多对激光设备和激光束检测器用在施工现场且通常的旋转速度在540rpm和640rpm之间，则600rpm图样的“指纹”可能不是非常独特的，且存在两个激光设备采用相似旋转速度的危险。因此，激光设备100的“指纹”还可以在激光束正在旋转的同时通过改变旋转图样来增强。

例如，激光束的旋转图样例如由激光设备控制器(例如图5的控制器550，其将在下面被进一步详细地讨论)控制，以增大或减小光学元件的旋转速度并因此增大或减小激光束的旋转速度。例如，旋转速度可以在某一时间跨度内从560rpm倾斜上升到640rpm，和/或在相同或不同的时间跨度内从640rpm倾斜下降到560rpm。其详细示例将在下文参照图6来进行描述。

为了向激光束检测器200通知旋转速度的变化，即旋转加速度(其可以为正或负(减速度))，可以向激光束检测器的接收器提供通信信号中的适当信息。

例如，通信信号提供以下中的至少一者：光学元件的当前旋转速度、旋转加速度的符号、旋转加速度的符号的下一次变化发生时的时间点、以及旋转加速度的符号的下一次变化发生时的最大旋转速度或最小旋转速度。显然，发送所有这些信息元素且尤其在同一通信信号中同时发送所有这些信息元素是没有必要的，这是因为并非所有信息都是需要的，且可以使用多个通信信号来传送所需要的信息。

例如，通信信号可以包括当前旋转速度，例如560rpm，并包括在时刻t1将达到640rpm的信息。例如，如果光学元件120的旋转速度在从t0到t1的时间内从560rpm连续地(线性地)增大到640rpm(这可以相应地由驱动光学元件120的控制器来控制)，则该信息是足够的。

在一个示例中，旋转速度越频繁地改变，即旋转图样越复杂，则越频繁地通过接口(优选地，无线电接口)传输通信信号。因此，有利的是，当激光束正在旋转时，通过接口将通信信号连续地(例如每100ms或每当控制器向旋转的光学元件指示旋转速度的改变时)传输到接收器。因此，可以确保甚至复杂的图样可以在激光束检测器处被检测到，且最重要地与正确的发出检测到的激光的激光设备相关联。

接下来，将更详细地阐述图2中示出的激光束检测器。图2示出根据本发明的实施方式的用于检测围绕旋转轴旋转的激光束的光的激光束检测器200的元件，包括光检测器210、接收器220和测定仪230。

光检测器210配置成当被激光辐射时输出检测信号。即，光检测器可以至少包括一个光检测器元件，该光检测器元件例如包括光电二极管。

在具体实施方式中，激光束检测器200可以包括具有例如在WO 2006/048007 A1(其通过引用而并入本文)中提出的结构的光检测器210。例如，如在WO 2006/048007 A1的情况下，光检测器210可以包括两个放置在光导杆或光条的端部的光电二极管。这种光检测器的结构通过采用仅两个光电二极管就能启动跨越几厘米的光检测。可替选地，光检测器210可以包括光检测器元件的简单线性阵列，或者光检测器210可以构造成如在WO 2009/154625 A1(其也通过引用而并入本文)中所讨论的。

应该理解的是，光检测器210当被通常独立于发射激光的特定激光设备的激光辐射时输出检测信号，这是因为用在施工现场的激光设备采用相似波长的光。此外，如上面所指出的，单个激光设备的旋转激光束触发检测信号的序列，例如，以600rpm旋转而每分钟600次撞击在光检测器上的激光束给出了对应于具有旋转速度600rpm的旋转图样的检测信号的序列。

为了向激光束检测器200指示期望何种旋转图样，激光束检测器包括从激光设备100接收通信信号的接收器220，该通信信号提供关于激光设备100所使用的旋转图样的信息。换言之，接收器220经由通信信号接收激光设备100的“指纹”，激光束检测器200然后可以在检测信号的序列中搜索该“指纹”。

详细地，接收器220配置成通过接口(优选为无线电接口)接收来自激光设备100的发射器140的通信信号，其中，该通信信号提供关于旋转激光束的旋转图样的信息。具体地，该信息是对旋转行为的预测，激光设备100的控制器将根据该预测控制光学元件。

类似于上面关于发射器140的讨论，如果采用无线电接口，则接收器220可以是无线电接收器，并且如果接收器220包括双向通信功能，例如请求来自激光设备100的信息或发出接收到通信信号的确认，则接收器220可以被配置为收发器。

相应地，接收器220获得与检测信号的序列相关联的旋转图样的指示，其中，接收到的信息和检测信号的序列然后可以用于查看通信信号中所指示的接收到的旋转图样是否包括在检测信号的序列中，该检测信号的序列将指示检测到的光来自发送该通信信号的同一激光设备。

详细地，测定仪230通过将由来自光检测器210的检测信号的序列实现的图样与由接收器220接收到的通信信号提供的关于旋转激光束的旋转图样的信息相比较，确定激光是否属于由激光设备100发射的激光束。

换言之，测定仪230通过试图找到与通信信号中所指示的旋转图样相匹配的图样来分析来自光检测器210的检测信号的序列。一旦获得匹配，激光束检测器200则识别发射激光的激光设备。

在一个实施方式中，测定仪230配置成连续地将检测信号的序列实现的图样与来自激光设备的通信信号提供的关于旋转激光束的旋转图样的信息进行比较。为了连续地进行比较，至少每30秒比较是否可以在检测信号中找到与先前从由发射器140发送的通信信号获得的旋转图样相对应的图样是足够的。如果找到匹配，则激光束检测器200可以锁定在激光设备100上，以便形成激光设备/激光束检测器对，例如在图5示出的激光设备/激光束检测器对。

为了能够连续地比较图样，必要的是，在激光束正在旋转的同时通过接口连续地接收带有旋转图样的指示的通信信号。然而，从上面对通信信号中包含的可能信息元素的阐述可以理解的是，通信信号可以包括对旋转图样在某一时间跨度(例如几分钟)内如何改变进行阐述的信息。示出旋转图样可以随时间如何改变的示例将在下文参照图6来进行讨论。

在一个实施方式中，如图2中所指示的从光检测器210和从接收器220获得信息的测定仪230配置成从检测信号的序列所实现的图样导出旋转激光束在特定时刻的旋转速度，和/或从检测信号的序列所实现的图样导出旋转加速度。可替选地或附加地，测定仪230配置成导出旋转激光束的旋转速度达到第一预定值的增大量以及之后的旋转速度达到第二预定值的减小量。

如果除了旋转速度为600rpm的激光设备100的光以外，例如，另一激光设备的激光也碰撞光检测器，则检测信号的序列变成多于一个旋转图样的复卷积。

详细地，假定两个激光设备均大致在600rpm的范围内操作，则当两个激光设备的激光同时被激光束检测器接收时，碰撞的次数(即产生的检测信号的数量)将加倍。因此，会发生模糊不清，并且检测信号的序列不能简单地归于一个激光设备。

一种克服该模糊不清的简单方式是将激光束检测器附近的激光设备设置成掩盖模式。在掩盖模式中，不在由旋转激光束指示的360°完整圆上发射激光。例如，激光单元不持续地在360°圆中发射光，而是只在圆的一部分(例如90°)中发射光，这应当有助于避免接收不涉及的激光设备的激光。

另一方面，当采用基于光电二极管的线性阵列的光检测器或基于上面讨论的具有两个二极管的光导杆的光检测器时，两个不同的旋转激光束通常可以被区分开，这是因为它们不在相同位置/高度(如果竖直放置)碰撞光检测器。例如，在线性二极管阵列中，一个激光设备的旋转激光束可以只触发第三光电二极管，而另一激光设备的旋转激光束可以触发第五光电二极管，使得两个激光设备的激光可以通过光电二极管的位置来区分开。

即使两个激光设备的激光碰撞同一光电二极管，由不同的激光触发的检测信号可以通过将一个检测信号选择为开始点来区分开，并且由不同的激光触发的检测信号可以锁定在随后的对应于期望图样的检测信号上，该期望图样先前在预测旋转速度的未来行为并因此预测光应当何时碰撞光检测器的通信信号中被获得。

以下通过参照图4给出了可以由图2的激光束检测器200进行的用于识别围绕旋转轴旋转的激光束的光的操作的概要。

图4是示出可以由激光束检测器200进行的/在激光束检测器200中进行的具有步骤410至步骤440的方法的流程图。

在第一步骤410中，检测激光设备的辐射在光检测器上的激光。对于适当的光检测器的具体结构，参照上面对光检测器210的以上讨论。

在第二步骤420中，输出由辐射的激光触发的检测信号。更详细地，辐射的激光在光检测器上的每次碰撞可以触发检测信号，使得重复越过光检测器的旋转激光束产生检测信号的序列。

在第三步骤430中，在获得并输出检测信号的序列的同时或之前不久，可以接收通过接口发送的提供关于旋转激光束的旋转图样的信息的通信信号。

在图4的第四步骤440中，然后通过将由检测信号的序列所实现的图样与由通信信号所提供的关于旋转图样的信息相比较，确定激光是否属于激光设备所发射的激光束。如果图样匹配，则激光应当属于发送该通信信号的同一激光设备。

在图5中，示出了包括激光设备500和激光束检测器200的激光系统。激光设备500与激光设备100相似，除了更详细地阐述激光设备中的控制方面。

如在图5中可见，控制器550控制激光设备500的功能，这由箭头来指示。第一箭头将控制器550连接至激光单元110，指示控制器550将激光单元110开启和关闭。在简单模式中，当光学元件120正在旋转时，激光单元110总是开启的，以发射激光束。然而，可存在优选不时关掉激光单元110的情况。具体地，当在掩盖模式中操作时，优选的是，在某些时候关掉激光单元或以其它方式阻挡激光，以使得仅在圆的一部分中而非在圆的整个360°中发射激光。

此外，箭头示出了控制器550控制光学元件120，例如，通过驱动经由支撑单元而与光学元件120连接的电动机来进行控制，使得电动机驱动光学元件120的旋转。

更进一步地，控制器550可以决定旋转图样，且在使光学部件120根据规划的旋转图样旋转之前，可以将关于旋转图样的信息提供给发射器140。然后发射器140通过无线电接口将通信信号中关于旋转图样的信息发送到激光束检测器200的接收器220。在激光束检测器处，接收器220然后将该信息转发给测定仪230，测定仪230将比较获得的旋转图样是否在从光检测器210获得并输出的检测信号的序列中被反射到测定仪230。

例如，为了获得高度唯一的图样，激光设备500(尤其控制器550)可以包括随机数生成器，该随机数生成器用以生成随机数且将旋转速度的变化率(即旋转加速度)改写成该随机数。因此，旋转图样将取决于使图样本质上唯一的随机数选择。

在下文中，利用通信信号获得的具体图样和具体信息通过参照图6来进行讨论。

图6示出了改变激光束的旋转速度所根据的图样的示例。例如，图6中示出的该图样可以在通信信号中从激光设备100或激光设备500被传送到激光束检测器200。

同时，控制器550可以使用该图样来控制光学元件120，即在时刻t0开始将每分钟的转数从560rpm增大以在时刻t1达到640rpm，然后将旋转速度减小，在时刻t2再次回到560rpm。随后，在图6中指示出，旋转速度可以再次被增大到640rpm，但此时是在t2和t3之间的时间段内，该时间段比t0和t1之间的时间段(其可以是1秒至5秒)更长。当在时刻t3达到640rpm时，旋转速度再次被减小到560rpm，其应当在时刻t4达到，在此之后旋转速度再次被增大。

相应地，激光束检测器200的接收器220可以通过激光设备和激光束检测器之间的无线电接口连续地获得以下信息。例如，当前旋转速度、加速度的符号、以及在加速度的符号改变时的某个时间点可以例如在各个最大旋转值和最小旋转值处或每隔几秒钟(例如2秒或3秒)连续地被发送到激光束检测器的接收器。

利用在时刻tx的该信息，可以计算出以下：大约600rpm的当前旋转速度、旋转速度在tx增大和加速度在t3改变其符号的信息。优选地，之后应当传达下一次符号改变发生时的新时间点。

通过在接收器处获得上述信息，因而对激光束检测器而言可以检查在时刻tx的当前旋转速度、检查不久之后旋转速度的改变的符号以及旋转速度的变化率(斜率)。此外，可以检查期望的加速度符号的改变在时刻t3是否发生。

相应地，使用上述标准，可以在对接收到的通信信号的短暂检查之后进行激光设备和激光束检测器之间的明确匹配。

从图6所示的数据，可以预期的是，控制光学元件以将旋转激光束的旋转速度改变至预定值。具体地，可以预期的是，控制光学元件以将旋转激光束的旋转速度增大到第一预定值，例如将其增大到640rpm，并且之后将旋转速度减小至第二预定值，例如将其减小到560rpm。

具体地，示出的变化可以源于随机数的产生以及源于将旋转速度的变化率改写成随机数。代替使用随机数来指示旋转速度的变化率，随机数可以用于指示符号的变化何时必须发生。在图6的示例中，最大旋转速度和最小旋转速度是固定的，使得变化率决定何时达到最大值或最小值。

在一个实施方式中，控制器550和/或测定仪230及其功能可以以计算机、现场可编程门阵列或集成电路的形式(例如专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)或软件或上述项的适当组合)来实现，尽管其并不限于此。至少一些功能可以被实施为软件程序，并且由微处理器或其它电路和存储器(例如任何类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、电可擦只读存储器(EEPROM)、闪存等)来实施。存储在存储器中的程序代码可以是具有设计成使微处理器或其它电路执行上述功能的指令的程序。

同时，程序代码可以包括适于使数据处理装置(例如微处理器)控制图3和图4的方法的操作的指令。具体地，为了控制激光束的发射，控制光学元件使激光束围绕轴旋转以及控制通信信号通过接口从激光设备传输到接收器。相似的控制操作可以用在激光束检测器中，即可以检测辐射在光检测器上的激光，且可以输出检测信号以及接收通信信号。一旦获得该信息，则控制器通过将检测信号的序列所实现的图样与由通信信号所提供的关于旋转图样的信息相比较，来确定激光是否属于该激光设备发射的激光束。

公认的是，在不脱离本发明的范围的情况下，对描述的激光设备和激光束检测器以及对应的方法的各种修改和变型是可行的。

本发明已经参照某些实施方式和示例进行了描述，这些实施方式和示例旨在是说明性且非限制性的。本领域技术人员认识到，硬件、软件和固件的多种不同组合适用于执行本发明，且实现方式和结构可以用来获得适当的激光设备和激光束检测器。

当考虑本文公开的对本发明的说明和本发明的实施方式时，本发明的其它实现方式对本领域技术人员而言将变得明显。规定的是，说明和示例必须被视为仅仅是示例性的。因此，应当认识到，本发明的各个方面在于比以上公开的实现方式和配置方式的所有特征更少。因此，本发明的真实范围呈现在所附权利要求中。

Claims (15)

1.一种用于支持在施工现场工作的激光设备，所述激光设备包括：

激光单元，所述激光单元配置成发射激光束；

光学元件，所述光学元件布置成使所述激光束围绕旋转轴旋转且被控制成将旋转的所述激光束的旋转速度改变到预定值；

随机数生成器，所述随机数生成器配置成生成随机数且将所述旋转速度的变化率改写成所述随机数；以及

发射器，所述发射器配置成通过接口将通信信号发送到激光束检测器的接收器，其中

所述通信信号提供所述旋转速度的变化率，使得所述激光束检测器能够通过所述旋转速度的变化率识别所述激光设备。

2.如权利要求1所述的激光设备，还包括：

控制器，所述控制器配置成增大或减小所述激光束的旋转速度。

3.如权利要求1或2所述的激光设备，其中，

所述通信信号还提供以下中的至少一者：所述光学元件的当前旋转速度、所述旋转速度的变化率的符号、所述旋转速度的变化率的符号的下一次变化发生时的时间点、以及所述旋转速度的变化率的符号的所述下一次变化发生时的最大旋转速度或最小旋转速度。

4.如权利要求1或2所述的激光设备，其中，

所述发射器配置成，当所述激光束正在旋转时，通过所述接口连续地将所述通信信号发送到所述接收器。

5.如权利要求1所述的激光设备，其中，

所述光学元件被控制成将旋转的所述激光束的所述旋转速度增大到第一预定值以及之后将所述旋转速度减小到第二预定值。

6.一种用于检测围绕旋转轴旋转的激光束的光的激光束检测器，所述激光束检测器包括：

光检测器，所述光检测器配置成当被激光辐射时输出检测信号；

接收器，所述接收器配置成通过接口接收来自激光设备的发射器的通信信号，所述通信信号提供旋转的所述激光束的旋转速度的变化率，其中，所述旋转速度的变化率被改写成由所述激光设备的随机数生成器生成的随机数；以及测定仪，所述测定仪配置成，通过将由来自所述光检测器的检测信号的序列所实现的图样与由所述通信信号提供的所述旋转速度的变化率相比较，确定所述激光是否属于由所述激光设备发射的所述激光束，从而所述激光束检测器能够通过所述旋转速度的变化率识别所述激光设备。

7.如权利要求6所述的激光束检测器，其中，

所述测定仪配置成，连续地将由所述检测信号的所述序列所实现的所述图样与由所述通信信号提供的所述旋转速度的变化率进行比较，以将所述激光束检测器锁定在所述激光设备上。

8.如权利要求6或7所述的激光束检测器，其中，

所述接收器配置成，当所述激光束正在旋转时，通过所述接口连续地从所述发射器接收所述通信信号。

9.如权利要求6或7所述的激光束检测器，其中，

接收到的所述通信信号还提供以下中的至少一者：光学元件的当前旋转速度、所述旋转速度的变化率的符号、所述旋转速度的变化率的符号的下一次变化发生时的时间点、以及所述旋转速度的变化率的符号的所述下一次变化发生时的最大旋转速度或最小旋转速度。

10.如权利要求6或7所述的激光束检测器，其中，

所述测定仪配置成，

从由所述检测信号的所述序列所实现的所述图样导出旋转的所述激光束在特定时刻的旋转速度的变化率。

11.如权利要求10所述的激光束检测器，其中，

所述测定仪还配置成，

从由所述检测信号的所述序列所实现的所述图样导出旋转的所述激光束在特定时刻的旋转速度，或者

导出旋转的所述激光束的所述旋转速度达到第一预定值的增大量以及之后的所述旋转速度达到第二预定值的减小量。

12.一种激光系统，所述激光系统包括如权利要求1至5中任一项所述的激光设备和如权利要求6至11中任一项所述的激光束检测器。

13.一种用于支持在施工现场工作的方法，所述方法包括：

通过激光设备的激光单元发射激光束；

通过所述激光设备的光学元件使所述激光束围绕旋转轴旋转且将旋转的所述激光束的旋转速度改变到预定值；

通过所述激光设备的随机数生成器生成随机数且将所述旋转速度的变化率改写成所述随机数；以及

通过接口将通信信号从所述激光设备发送到激光束检测器的接收器，其中

所述通信信号提供所述旋转速度的变化率，使得所述激光束检测器能够通过所述旋转速度的变化率识别所述激光设备。

14.一种用于识别围绕旋转轴旋转的激光束的光的方法，所述方法包括：

检测辐射在光检测器上的激光；

从所述光检测器输出由辐射的所述激光触发的检测信号；

通过接口接收来自激光设备的发射器的通信信号，所述通信信号提供旋转的所述激光束的旋转速度的变化率，其中，所述旋转速度的变化率被改写成由所述激光设备的随机数生成器生成的随机数；以及

通过将由来自所述光检测器的检测信号的序列所实现的图样与由所述通信信号提供的所述旋转速度的变化率相比较，确定所述激光是否属于由所述激光设备发射的所述激光束，从而所述激光束检测器能够通过所述旋转速度的变化率识别所述激光设备。

15.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质中包含程序，其中，所述程序使计算机执行如权利要求13或14所述的方法。