CN114623812A - 具有环形形式的勘测杆和辅助传感器单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有环形形式的勘测杆和辅助传感器单元。本发明涉及一种勘测杆(1)和可附接到该勘测杆(1)的辅助传感器单元(2)。可附接到勘测杆(1)的反射器(10)和/或GNSS接收器可以被附接而与辅助传感器单元(2)是否附接到勘测杆(1)无关。反射器(10)和/或GNSS接收器与杆尖端(12)之间的距离也与辅助传感器单元(2)是否附接到勘测杆(1)无关。附接的反射器(10)和/或GNSS接收器与附接的辅助传感器单元(2)之间的距离也是已知的和固定的。本发明还涉及一种用于对由于反射器(10)相对于主传感器(14)(特别是视距仪)的定向和位置引起的距离测量误差进行数值矫正的方法和计算机程序产品。
Description
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的系统、方法和计算机程序产品。
背景技术
为了对地形点进行放样(stake out)或测量,勘测杆常用于勘测或建筑行业。勘测杆通常与经常被实施为视距仪或GNSS接收器的主传感器结合使用。勘测杆的杆尖端所放置的关注点(point of interest)的位置测量通常不是直接进行的,而是首先确定勘测杆上的反射器或GNSS接收器/天线的位置,然后通过使用反射器/天线与杆尖端之间的已知空间关系来推断关注点的位置。
这种间接测量可能需要主传感器与反射器/天线之间的自由视线。另外,需要知道反射器/天线的测量中心与杆尖端之间的空间关系。
在没有另外的传感器的情况下,使用勘测杆对地形点进行放样或测量的操作员需要:a)检测当前杆长度,b)检测当前杆姿态并针对每次测量调平勘测杆,以及c)检测当前反射器姿态并改变反射器姿态,以减少测量误差。
因此,勘测设备的制造商已经开始开发附加的辅助传感器,该辅助传感器可附接到勘测杆。这样的辅助传感器可以用作主传感器观测的补充或替代,以测量关注点。
根据现有技术,用于将辅助传感器和反射器附接到勘测杆的已知解决方案通常基于堆叠原理(stacking principle),例如通过螺纹接口或快速释放接口来实现。利用螺纹接口,辅助传感器可以附接到反射器的顶部(例如,在Topcon的RC-5和Leica的GS16中所使用的)或反射器/天线与勘测杆之间(例如,在Trimble的AT360中所使用的),并且利用快速释放接口,反射器可以从顶部被推入传感器(例如,在Trimble的V10中所使用的)。根据现有技术,还已知经由夹具或夹紧螺钉将传感器附接到勘测杆。
根据现有技术,反射器和辅助传感器两者附接到的勘测杆通常会遇到辅助传感器的存在改变从反射器到杆尖端的距离的问题。现有技术的解决方案还常常将辅助传感器放置成使得与没有辅助传感器的勘测杆相比,测量光能够照射(impinge)在反射器上的可能入射角被减小。在现有技术的勘测协议中,还要求反射器以精确的方式定向(orient)到主传感器,以减少距离测量误差。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种对地形点进行放样或测量的勘测杆和辅助传感器单元。
本发明的另一目的是提供一种用于对由于反射器定向和位置引起的主传感器与反射器之间的距离测量误差进行数值校正的方法。
这些目的通过实现独立权利要求的特征化特征来实现。在从属专利权利要求中描述了以另选的方式或有利的方式进一步开发本发明的特征。
本发明涉及一种用于对地形点进行放样或测量的勘测杆,其中,所述勘测杆被配置成使得反射器和/或GNSS接收器以及辅助传感器单元可附接到所述勘测杆。所述勘测杆包括杆尖端和两个段,其中,所述两个段中的第二段比所述两个段中的第一段更靠近所述杆尖端。所述辅助传感器单元可附接到所述第二段,并且所述反射器和/或GNSS接收器可附接到所述第一段。所述勘测杆在所述第二段的段端部处包括肩部以及锁定机构的第一部分,所述锁定机构的第一部分被配置成与所述锁定机构的由所述辅助传感器单元提供的第二部分相互作用,所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成提供所述辅助传感器单元到所述勘测杆的锁定。在附接状态下,所述辅助传感器单元附接到所述勘测杆,并且所述勘测杆穿过所述辅助传感器单元的中心孔,所述中心孔完全穿透(pierce)所述辅助传感器单元,并且所述第二段的至少一部分被所述辅助传感器单元完全包围,并且所述第一段在所述中心孔外部。所述勘测杆被配置成使得所述反射器和/或GNSS接收器和所述辅助传感器单元能够独立地附接到所述勘测杆,并且在所述附接状态下,附接的反射器和/或GNSS接收器与所述辅助传感器单元之间的距离是已知的和固定的,并且所述杆尖端与所述附接的反射器和/或GNSS接收器之间的距离是已知的并且与所述辅助传感器单元是否附接到所述勘测杆无关。
辅助传感器单元和/或反射器可以以刚性或半刚性的方式附接到勘测杆。
本发明还涉及一种辅助传感器单元,所述辅助传感器单元包括辅助传感器和围绕所述辅助传感器的辅助传感器壳体,其中,所述辅助传感器单元被配置成附接到所述勘测杆。所述辅助传感器单元被配置成附接到根据本发明的勘测杆,其中,所述辅助传感器壳体基本上以具有中心孔的拓扑环面(torus)的形式实施,并且所述辅助传感器单元的位于所述中心孔的孔端部的周围的相互作用(interaction)部分被配置成与根据本发明的勘测杆的肩部相互作用。所述辅助传感器单元的所述相互作用部分包括锁定机构的第二部分,其中,所述锁定机构的第一部分由根据本发明的勘测杆提供,所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成联合地提供所述辅助传感器单元到根据本发明的勘测杆的锁定。所述辅助传感器单元被配置成通过移动所述勘测杆通过所述中心孔来附接到所述勘测杆,其中,所述勘测杆的第一段在第二段之前移动通过所述中心孔,其中,所述肩部与所述辅助传感器单元的所述相互作用部分之间的相互作用限制所述勘测杆通过所述中心孔的移动,其中,在附接状态下,所述肩部和所述相互作用部分被配置成相互作用,并且所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成将所述辅助传感器单元锁定到所述勘测杆。
辅助传感器单元可以确定诸如勘测杆之类的对象的定向和/或位置,或者它可以确定其自身到远程对象的距离和定向。辅助传感器单元还可以确定勘测杆几何形状的一部分,和/或它可以支持反射器的搜索和跟踪。
拓扑环面被理解成可以由同胚(homeomorphism)映射到环面上的任何表面,即,通过在三维空间中围绕与圆共面的轴旋转圆而生成的旋转表面。拓扑环面的示例是甜甜圈(donut)和咖啡杯。辅助传感器壳体基本上对应于非简并(nondegenerate)环面,即存在中心孔。
在勘测杆在空间中旋转的情况下,锁定机构防止辅助传感器单元从勘测杆脱落。
在根据本发明的辅助传感器单元的实施方式中,所述辅助传感器包括被配置用于距离和位置估计的惯性测量单元(IMU)、和/或倾角传感器(inclination sensor)、和/或摄像头、和/或激光单元。
在根据本发明的勘测杆和根据本发明的辅助传感器单元的实施方式中,所述辅助传感器和附加部件在由所述辅助传感器壳体包围的容积内被定位成使得在附接状态下,并且在所述勘测杆的主要方向与重力方向对准的情况下,所述辅助传感器单元基本上仅对所述勘测杆施加沿着所述重力方向作用的力。
附加部件可以例如实施为处理单元、电池和/或电源单元,或者实施为计算机存储器。
因此,辅助传感器和附加部件可以以平衡的方式分布在辅助传感器壳体内。勘测杆的主要方向可以是从杆尖端到第一段的端部的方向,反射器和/或GNSS接收器可以附接在第一段的该端部处。在勘测杆被正交地放置到地面上的情况下,平衡附接的辅助传感器单元可以对勘测杆施加仅沿着主要方向起作用的力,在这种情况下,主要方向可以对应于重力方向。
在根据本发明的辅助传感器单元和根据本发明的勘测杆的另一实施方式中,在所述中心孔的另一孔端部,另一孔与所述孔端部相比位于所述中心孔的相反(opposite)端,所述辅助传感器单元包括轴承环,所述轴承环具有基本上等于所述第二段的第二段直径的轴承环直径,其中,所述轴承环和所述相互作用部分用作所述勘测杆上的两点轴承。
轴承环可以紧密地配合在勘测杆的第二段周围。勘测杆相对于附接的辅助传感器单元的移动因此可以被轴承环约束。与通过肩部/辅助传感器壳体的相互作用提供的移动约束一起,辅助传感器单元可以以稳定的方式附接到勘测杆,而在辅助传感器单元与勘测杆之间没有大量的相对移动。
在根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的另一实施方式中,所述辅助传感器单元包括配置成将所述辅助传感器单元从所述勘测杆解锁的释放机构。
在根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的另一实施方式中,所述锁定机构由所述勘测杆上的凹口提供,其中,所述辅助传感器单元被配置成自动地卡扣到所述凹口中。
在根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的另一实施方式中,通过在所述勘测杆上的单独的(single)凹口提供了附加的旋转锁定机构,所述辅助传感器单元被配置成卡扣到所述单独的凹口中,其中,所述单独的凹口在所述勘测杆上分布成使得在旋转锁定之后提供所述辅助传感器单元到所述勘测杆的已知定向,和/或所述反射器和/或GNSS接收器被配置成使用由所述勘测杆和所述反射器和/或GNSS接收器联合提供的另一旋转锁定机构来刚性地附接到所述第一段,其中,在所述反射器和/或GNSS接收器的旋转锁定之后,所述反射器和/或GNSS接收器相对于所述辅助传感器单元的相对定向是已知的。
知道反射器和/或GNSS接收器相对于辅助传感器单元的相对定向对于计量应用可能是有益的。
本发明还涉及一种用于距离误差校正的方法,该方法用于对使用由主传感器单元朝着反射器发射的测量光在主传感器单元坐标系中在所述主传感器单元与所述反射器之间测量的未校正距离进行距离误差校正,所述主传感器单元特别地被实施为视距仪,所述反射器特别地被实施为360°棱镜,所述测量光沿着到所述反射器的视线行进。该方法提供有反射器坐标系相对于所述主传感器单元坐标系的定向和位置,并且提供有所述反射器坐标系与所述主传感器单元坐标系之间的坐标变换。该方法还提供有用于获得所述反射器坐标系中的所述未校正距离的所述测量光的至少一个入射角,所述至少一个入射角是基于所述主传感器单元与所述反射器之间的视线并且在所述反射器坐标系上确定的。所述方法包括以下步骤:1)使用校准距离误差函数确定所述反射器坐标系中的距离误差,其中,至少所述至少一个入射角被提供作为校准距离误差函数的输入,2)使用所述坐标变换和所述反射器坐标系中的所述距离误差来确定所述主传感器单元坐标系中的距离误差,以及3)使用所述主传感器单元坐标系中的所述距离误差来校正所述主传感器单元与所述反射器之间的所述未校正距离。
术语距离应理解为指代坐标系的坐标的坐标值。在笛卡尔坐标系的情况下,例如,距离将根据通常的x轴、y轴和z轴进行评估,而对于球面坐标系,坐标可以指角度。术语距离误差还与特定坐标系的坐标有关,并且可以表示在与角度有关的坐标中(例如,在球面坐标系中)或在与实际空间距离有关的坐标(例如,在笛卡尔坐标系中)中的误差。距离误差还可以仅针对各个坐标来确定。
术语未校正距离应理解为相对于由根据本发明的方法执行的校正步骤未校正。可以预先将其它校正步骤应用于未校正的距离。
在根据本发明的用于距离误差校正的方法的实施方式中,所述校准距离误差函数另外使用描述所述主传感器单元的参数作为输入,特别是与视距仪的激光器有关的参数。
在根据本发明的用于距离误差校正的方法的另一实施方式中,将三个入射角提供给所述校准距离误差函数作为输入,或仅提供那些入射角作为与所述反射器坐标系的可能构造相关定向有关的输入。
本发明还涉及一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被配置成提供如在根据本发明的方法中的距离误差校正。
本发明还涉及一种用于确定到勘测杆上的反射器以及到辅助传感器单元附接到的勘测杆的距离的视距仪,所述勘测杆和所述辅助传感器单元特别地是根据本发明来实施的,所述视距仪和/或辅助传感器单元包括计算单元,所述计算单元包括如在根据本发明的计算机程序产品中的程序代码,其中,所述勘测杆被配置成以任意定向放置在地形点上。
勘测杆不需要在待测量的地形点处正交地放置在地面上。根据本发明的计算机程序产品被配置成校正由于次优勘测杆放置和定向引起的距离测量误差。
附图说明
以下将仅通过示例的方式借助于在附图中示意性地例示的具体示例性实施方式来更详细地描述本发明的系统,还检查了本发明的进一步的优点。在图中,相同的元素利用相同的附图标记来标记。具体地:
图1示出了根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的实施方式;
图2示出了根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的实施方式,其中反射器附接到勘测杆;
图3示出了根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元的实施方式的更近视图;
图4示出了根据本发明的勘测杆和辅助传感器单元以及视距仪的实施方式;
图5示出了根据本发明的具有旋转锁定机构的勘测杆和辅助传感器单元的实施方式;
图6示出了根据本发明的具有用于反射器的旋转锁定机构的勘测杆的实施方式;
图7示出了反射器定向和位置对关于视距仪的距离测量准确度的影响以及用于校正由于反射器定向和位置引起的测量误差的勘测杆、辅助传感器单元和反射器的布置的例示性描绘;以及
图8示出了用于校正距离测量误差的根据本发明的方法以及根据本发明的方法之前的步骤的例示性描述。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的勘测杆1和辅助传感器单元2的实施方式。
辅助传感器单元2包括辅助传感器壳体(在图1中示出)和辅助传感器(未示出)。辅助传感器被布置在辅助传感器壳体内。辅助传感器可以例如包括被配置用于距离和位置估计的惯性测量单元(IMU)、和/或摄像头、和/或激光单元。辅助传感器单元2被配置成附接到勘测杆1;辅助传感器单元2可以用于确定其附接到的勘测杆1相对于某个坐标系(未示出)的定向。辅助传感器壳体在拓扑上基本对应于环面,即辅助传感器壳体可以基本上连续地变形以具有甜甜圈形状。辅助传感器壳体包括中心孔7,辅助传感器壳体位于中心孔7周围。在从上方2a观察辅助传感器单元2时,中心孔7是清晰可见的。中心孔7穿透整个辅助传感器壳体。
勘测杆1包括第一段8和第二段9。第二段9在该第二段9的一个端部处包括肩部3和凹口4。为了将辅助传感器单元2附接到勘测杆1上,勘测杆1从第一段8开始移动5,接着是第二段9,穿过辅助传感器壳体的中心孔7。辅助传感器壳体的一部分被配置成与肩部3和凹口4相互作用。具体地,当将勘测杆1移动5通过中心孔7时,辅助传感器壳体的一部分被配置成搁置在勘测杆1的第二段9的肩部3上。因此,肩部3和辅助传感器壳体的相互作用被配置成限制辅助传感器单元2沿着勘测杆1的可能移动范围,即,一旦辅助传感器壳体的被配置为与肩部3相互作用的部分搁置在肩部3上,则勘测杆1的第二部分9不可能通过辅助传感器单元2进一步移动。辅助传感器壳体被配置成通过辅助传感器壳体与凹口4的相互作用来提供辅助传感器单元2到勘测杆1的锁定机构,例如,通过一旦辅助传感器壳体搁置在肩部3上,就自动地卡扣到凹口4中。释放机构(例如,通过按压辅助传感器单元2的释放按钮6而启动)被配置成将辅助传感器单元2从锁定到勘测杆1释放。在释放之后,辅助传感器单元2可以从勘测杆1移除。
图2示出了根据本发明的勘测杆1和辅助传感器单元2的实施方式,其中反射器10附接到勘测杆1。代替反射器10,GNSS接收器(未示出)可以附接到勘测杆1。术语反射器可以由术语GNSS接收器代替。辅助传感器单元2也附接到勘测杆1。辅助传感器单元2被配置成如在图1的实施方式中所描述的。在如在图1的实施方式中所描述的将辅助传感器单元2附接到勘测杆1之后,勘测杆1的第一段8从辅助传感器单元2突出。反射器10附接到勘测杆1的第一段8。在图2中,反射器10被实施为360°棱镜。对于根据本发明的勘测杆1,反射器10可以在有或没有辅助传感器单元2的情况下附接到勘测杆1。如果根据本发明将辅助传感器单元2和反射器10二者附接到勘测杆1,则存在辅助传感器单元2与反射器10之间的已知距离。
图3示出了根据本发明的勘测杆1和辅助传感器单元2的实施方式的更近视图。勘测杆1和辅助传感器单元1被配置成如在图1的实施方式中所描述的,并且被配置成如在图1的实施方式中所描述的彼此附接。在图3中,勘测杆1和辅助传感器单元2并置,其中,勘测杆1和辅助传感器单元2以以下方式在高度上相对于彼此定位,就好像辅助传感器单元2附连到勘测杆1上一样。释放按钮6位于与用于将辅助传感器单元2锁定到勘测杆1的凹口4相同的高度上。辅助传感器壳体的围绕中心孔7的部分11搁置在肩部3上,从而限制辅助传感器单元3沿勘测杆1的进一步向下移动。
图4示出了根据本发明的勘测杆1和辅助传感器单元2以及视距仪14的实施方式。在图4中,被实施为360°棱镜的反射器10附接到勘测杆1。勘测杆1包括放置在待测量的地形点上的杆尖端12。具体地,如果已知反射器10与杆尖端12之间的距离,并且如果已经确定了反射器10与视距仪14之间的距离,则可以确定杆尖端12的位置,只要可以确定或已知勘测杆1的姿态。辅助传感器单元2还可以被配置成能够确定到外部对象13的距离和定向。辅助传感器单元2还可以例如使用IMU来确定其所附接的勘测杆1的定向。根据本发明,如果辅助传感器单元2和反射器10二者附接到勘测杆1,则它们之间的距离是已知的和固定的。反射器10与杆尖端12之间的距离与辅助传感器单元2是否附接到勘测杆无关。
图5示出了勘测杆1和辅助传感器单元2的实施方式,其中,附加旋转锁定机构用于固定勘测杆1与辅助传感器单元2之间的定向。与图1的实施方式相比,勘测杆1包括附加的单独的凹口16。单独的凹口16可以围绕勘测杆1间隔开,优选地被放置成仅允许辅助传感器单元2能够卡扣到的一个可能的定向。例如,辅助传感器单元2可以包括卡扣到单独的凹口中的销。通过围绕勘测杆1的纵向轴线旋转15传感器单元2来进行锁定,直到例如辅助传感器单元2的销卡扣到勘测杆1的单独的凹口16中。
图6示出了用作反射器10的360°棱镜和勘测杆1的一部分。反射器10可以通过沿着勘测杆1的第一段移动17来附接。可例如通过第一段上的凹口19提供另一旋转锁定机构。在旋转锁定之后(例如通过围绕第一段8旋转18反射器10实现该旋转锁定),可以实现反射器10与勘测杆1之间的固定定向。这种固定定向还可以允许反射器10与辅助传感器单元2(未示出)之间的固定定向,从而促进进一步测量。
图7示出了反射器定向和位置对关于视距仪14的距离测量准确度的影响以及用于校正由于反射器定向和位置引起的测量误差的勘测杆1、辅助传感器单元2和反射器10c的布置的例示性描述。反射器10a、10b、10c在图7中被实施为360°棱镜。反射器10b相对于视距仪的定向比反射器10a的定向更差。通常,反射器定向和位置影响视距仪14与反射器10a、10b、10c之间的距离估计的准确度。通过使用根据本发明的具有反射器10c和辅助传感器单元2的勘测杆1,测量误差可以进行数值校正。
图8示出了用于校正在例如视距仪与反射器之间的距离测量中出现的距离测量误差的根据本发明的方法以及根据本发明的方法之前的步骤的例示性描述。
视距仪和反射器二者可以各自与坐标系、主传感器单元坐标系和反射器坐标系相关联。使用例如图1的实施方式中的辅助传感器单元2,该辅助传感器单元2刚性地附接到勘测杆1,辅助传感器单元2可以用于例如通过使用惯性测量单元并且使用反射器与勘测杆1之间的已知定向来跟踪勘测杆的定向和位置,可以如在图8的步骤20中那样跟踪反射器的定向和位置。根据所跟踪的反射器坐标系,可以确定坐标变换,其中,坐标变换将反射器坐标系映射到主传感器单元坐标系上,或者将主传感器单元坐标系映射到反射器坐标系上。
在另一步骤21中,使用视距仪与反射器之间的已知视线,可以在反射器坐标系中确定测量光的入射角,即由视距仪发射的照射在反射器上的测量光。
在根据本发明的方法的第一步骤22中,可以使用预定校准距离误差函数来确定由反射器相对于照射测量光的定向引起的测量距离误差。预定校准距离误差函数可以专门针对单个反射器或生产批次或反射器模型类型等定制。校准距离误差函数可以采用入射角作为输入,从而提供在反射器坐标系中表示的距离误差。除了入射角之外,也可以将其它类型的输入(以及例如与视距仪有关的输入)提供给校准距离误差函数。
在根据本发明的方法的第二步骤23中,在反射器坐标系中表示的距离误差被变换为在主传感器单元坐标系中表示的距离误差。
在根据本发明的方法的第三步骤24中使用在主传感器单元坐标系中表示的距离误差,用于对在视距仪与反射器之间确定的未校正距离进行数值校正。
尽管上面部分地参照一些优选实施方式例示了本发明,但是必须理解的是,可以对实施方式的不同特征进行多种修改和组合。所有这些修改都落在所附权利要求的范围内。
Claims (13)
1.一种用于对地形点进行放样或测量的勘测杆(1),其中,所述勘测杆(1)被配置成使得
·反射器(10)和/或GNSS接收器,以及
·辅助传感器单元(2),
能够附接到所述勘测杆(1),并且其中,所述勘测杆(1)包括:
·杆尖端(12);以及
·两个段(8、9),其中,所述两个段中的第二段(9)比所述两个段中的第一段(8)更靠近所述杆尖端(12),
其中,所述辅助传感器单元(2)能够附接到所述第二段(9),并且所述反射器(10)和/或GNSS接收器能够附接到所述第一段(8),
其特征在于,
·所述勘测杆(1)在所述第二段(9)的段端部处包括肩部(3)以及锁定机构的第一部分,所述锁定机构的所述第一部分被配置成与所述锁定机构的由所述辅助传感器单元(2)提供的第二部分相互作用,所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成提供所述辅助传感器单元(2)到所述勘测杆(1)的锁定,
·在附接状态下,所述辅助传感器单元(2)附接到所述勘测杆(1),并且所述勘测杆(1)穿过所述辅助传感器单元(2)的中心孔(7),所述中心孔(7)完全穿透所述辅助传感器单元(2),并且所述第二段(9)的至少一部分被所述辅助传感器单元(2)完全包围,并且所述第一段(8)在所述中心孔(7)外部,并且
·所述勘测杆(1)被配置成使得所述反射器(10)和/或所述GNSS接收器以及所述辅助传感器单元(2)能够独立地附接到所述勘测杆(1),并且在所述附接状态下,附接的反射器(10)和/或GNSS接收器与所述辅助传感器单元(2)之间的距离是已知的和固定的,并且所述杆尖端(12)与所述附接的反射器(10)和/或GNSS接收器之间的距离是已知的并且与所述辅助传感器单元(2)是否附接到所述勘测杆(1)无关。
2.一种辅助传感器单元(2),所述辅助传感器单元(2)包括辅助传感器和围绕所述辅助传感器的辅助传感器壳体,其中,所述辅助传感器单元(2)被配置成附接到勘测杆(1),
其特征在于,
·所述辅助传感器单元(2)被配置成附接到根据权利要求1所述的勘测杆(1),其中,所述辅助传感器壳体基本上以具有中心孔(7)的拓扑环面的形式实施,并且所述辅助传感器单元(2)的位于所述中心孔(7)的孔端部的周围的相互作用部分被配置成与根据权利要求1所述的勘测杆(1)的肩部(3)相互作用,其中,所述辅助传感器单元(2)的所述相互作用部分包括锁定机构的第二部分,其中,所述锁定机构的第一部分由根据权利要求1所述的勘测杆(1)提供,所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成联合地提供所述辅助传感器单元(2)到根据权利要求1所述的勘测杆(1)的锁定,并且
·所述辅助传感器单元(2)被配置成通过移动(5)所述勘测杆(1)通过所述中心孔(7)来附接到所述勘测杆(1),其中,所述勘测杆(1)的第一段(8)在第二段(9)之前移动通过所述中心孔(7),其中,所述肩部(3)与所述辅助传感器单元(2)的所述相互作用部分之间的相互作用限制所述勘测杆(1)通过所述中心孔(7)的移动(5),其中,在附接状态下,所述肩部(3)和所述相互作用部分被配置成相互作用,并且所述锁定机构的所述第一部分和所述第二部分被配置成将所述辅助传感器单元(2)锁定到所述勘测杆(1)。
3.根据权利要求2所述的辅助传感器单元,
其特征在于,
所述辅助传感器包括被配置用于距离和位置估计的惯性测量单元IMU、和/或倾角传感器、和/或摄像头、和/或激光单元。
4.根据权利要求1所述的勘测杆和根据权利要求2或3所述的辅助传感器单元,
其特征在于,
所述辅助传感器和附加部件在由所述辅助传感器壳体包围的容积内被定位成使得
·在所述附接状态下,并且
·在所述勘测杆(1)的主要方向与重力方向对准的情况下,
所述辅助传感器单元(2)基本上仅对所述勘测杆(1)施加沿着所述重力方向作用的力。
5.根据权利要求2、3或4所述的辅助传感器单元以及根据权利要求1或4所述的勘测杆,
其特征在于,
在所述中心孔(7)的另一孔端部,另一孔与所述孔端部相比位于所述中心孔(7)的相反端,所述辅助传感器单元(2)包括轴承环,所述轴承环具有基本上等于所述第二段(9)的第二段直径的轴承环直径,其中,所述轴承环和所述相互作用部分用作所述勘测杆(1)上的两点轴承。
6.根据前述权利要求中的一项所述的勘测杆和辅助传感器单元,
其特征在于,
所述辅助传感器单元(2)包括被配置成将所述辅助传感器单元(2)从所述勘测杆(1)上解锁的释放机构。
7.根据前述权利要求中的一项所述的勘测杆和辅助传感器单元,
其特征在于,
所述锁定机构由所述勘测杆(1)上的凹口(4)提供,其中,所述辅助传感器单元(2)被配置成自动地卡扣到所述凹口(4)中。
8.根据权利要求7所述的勘测杆和辅助传感器单元,
其特征在于,
通过在所述勘测杆(1)上的单独的凹口(16)提供了附加的旋转锁定机构,所述辅助传感器单元(2)被配置成卡扣到所述单独的凹口(16)中,其中,所述单独的凹口(16)在所述勘测杆(1)上分布成使得在旋转锁定之后提供所述辅助传感器单元(2)到所述勘测杆的已知定向,和/或
所述反射器(10)和/或GNSS接收器被配置成使用由所述勘测杆(1)和所述反射器(10)和/或GNSS接收器联合提供的另一旋转锁定机构(19)来刚性地附接到所述第一段(8),其中,在所述反射器和/或GNSS接收器的旋转锁定之后,所述反射器和/或GNSS接收器相对于所述辅助传感器单元的相对定向是已知的。
9.一种用于距离误差校正的方法,所述方法用于对使用由主传感器单元(14)朝着反射器(10)发射的测量光在主传感器单元坐标系中在所述主传感器单元(14)与所述反射器(10)之间测量的未校正距离进行距离误差校正,所述主传感器单元(14)特别地被实施为视距仪,所述反射器(10)特别地被实施为360°棱镜,所述测量光沿着到所述反射器的视线行进,其中
·提供(20)反射器坐标系相对于所述主传感器单元坐标系的定向和位置,并且提供(20)所述反射器坐标系与所述主传感器单元坐标系之间的坐标变换,并且
·提供(21)用于获得所述反射器坐标系中的所述未校正距离的所述测量光的至少一个入射角,所述至少一个入射角是基于所述主传感器单元与所述反射器之间的视线并且在所述反射器坐标系上确定的,
其特征在于,
·使用校准距离误差函数确定(22)所述反射器坐标系中的距离误差,至少所述至少一个入射角被提供作为所述校准距离误差函数的输入,
·使用所述坐标变换和所述反射器坐标系中的所述距离误差来确定(23)所述主传感器单元坐标系中的距离误差,以及
·使用所述主传感器单元坐标系中的所述距离误差来校正(24)所述主传感器单元与所述反射器之间的所述未校正距离。
10.根据权利要求9所述的用于距离误差校正的方法,
其特征在于,
所述校准距离误差函数另外使用描述所述主传感器单元的参数作为输入,特别是使用与视距仪(14)的激光器有关的参数作为输入。
11.根据权利要求9或10所述的用于距离误差校正的方法,
其特征在于,
将三个入射角提供给所述校准距离误差函数作为输入,或仅提供那些入射角作为与所述反射器坐标系的可能构造相关定向有关的输入。
12.一种计算机程序产品,所述计算机程序产品被配置成提供如在根据权利要求9、10或12中的一项所述的方法中的距离误差校正。
13.一种用于确定到勘测杆(1)上的反射器(10)以及到辅助传感器单元(2)附接到的勘测杆(1)的距离的视距仪(14),所述勘测杆(1)和所述辅助传感器单元(2)特别地是根据权利要求1至8中的一项实施的,所述视距仪(14)和/或辅助传感器单元(2)包括计算单元,所述计算单元包括如在根据权利要求12所述的计算机程序产品中的程序代码,其中,所述勘测杆(1)被配置成被以任意定向放置在地形点上。
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