DD257113A1

DD257113A1 - length measurement

Info

Publication number: DD257113A1
Application number: DD29902987A
Authority: DD
Inventors: Ralf-Peter Schmidt; Gerhard Schlosser; Egon Haase; Helfried Potthoff
Original assignee: Univ Dresden Tech
Priority date: 1987-01-02
Filing date: 1987-01-02
Publication date: 1988-06-01
Also published as: CH675300A5; DE3739664C2; DE3739664A1; DE3739664C3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laengenmessverfahren, bei dem ein Absolutmassstab abschnittsweise auf einem Zeilensensor abgebildet, die Sensorsignale digitalisiert und in einem Mikrorechner ausgewertet werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine als Hell-Dunkel-Folge kodierte Skala verwendet wird, deren auf dem Zeilensensor abgebildeter Ausschnitt immer wenigstens zwei Felder, eins mit der Laenge 1 l und eins mit der Laenge kxl, jeweils in Messrichtung gemessen, enthaelt, die Laenge 1 l die groesste oder die kleinste Laenge der Hell-Dunkel-Felder der Skala ist, und aus der Zuordnung der Hell-Dunkel-Uebergaenge zur Zeilensensor sowohl die absolute als auch die Feinposition des Absolutmassstabs ermittelt wird. Das Verfahren ist insbesondere zur Durchfuehrung des automatischen Nivellements, des Praezisionsnivellements und zur Entfernungsmessung, mit ungleichen Zielweiten von etwa 5 bis 50 m, anwendbar sowie zur Positionierung von Teilen oder in der Koordinatenmesstechnik, einsetzbar. Fig. 1The invention relates to a length measuring method in which an absolute scale is shown in sections on a line sensor, the sensor signals are digitized and evaluated in a microcomputer. The invention is characterized in that a scale coded as a light-dark sequence is used, the section of which is depicted on the line sensor always having at least two fields, one with the length 1 l and one with the length kxl, measured in the measuring direction. the length 1 l is the largest or the smallest length of the light-dark fields of the scale, and from the assignment of the light-dark transitions to the line sensor both the absolute and the fine position of the absolute scale is determined. The method can be used in particular for carrying out automatic leveling, precision leveling and distance measuring, with unequal target widths of approximately 5 to 50 m, and for positioning parts or in coordinate measuring technology. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Längenmeßverfahren, bei dem ein Äbsolutmaßstab abschnittsweise auf einem Zeilensensor abgebildet, die Sensorsignale digitalisiert und in einem Mikrorechner ausgewertet werden. Das Verfahren ist insbesondere zur Durchführung des automatischen Nivellements, des Präzizisionsnivellements und zur Entfernungsmessung, mit ungleichen Zielweiten von etwa 5 bis 50 m, anwendbar sowie zur Positionierung von Teilen oder in der Koordinatenmeßtechnik einsetzbar.The invention relates to a length measuring method, in which a Äbsolutmaßstab sections shown on a line sensor, the sensor signals are digitized and evaluated in a microcomputer. The method is particularly applicable to the implementation of automatic leveling, precision leveling and distance measurement, with unequal target widths of about 5 to 50 m, applicable and can be used for positioning of parts or in the coordinate.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß beim geometrischen Nivellement der Durchstoßpunkt der horizontalen Ziellinie durch eine vertikal stehende Nivellierplatte visuell beobachtet wird und der Meßwert aus der Ablesung der m, dm und cm und einer Schätzung der mm an der Nivellierlatte besteht.It is known that in geometrical leveling, the piercing point of the horizontal aiming line is visually observed by a vertical leveling plate, and the measured value consists of the reading of m, dm and cm and an estimate of the mm at the leveling staff.

Beim Präzisionsnivellement wird visuell auf einen Teilstrich der Nivellierlatte koinzidiert. Der Meßwert besteht aus der Ablesung der m, dm und cm an der Nivellierlatte sowie aus der Ablesung der mm und Bruchteile davon am Mikrometer.Precision leveling visually coincides with a graduation of the leveling staff. The measured value consists of the reading of the m, dm and cm at the leveling staff as well as the reading of the mm and fractions thereof on the micrometer.

Beim Einstellen, Koinzidieren, Ablesen und Notieren können zufällige und systematische persönliche Fehler auftreten, insbesondere dann, wenn durch entsprechend lange Tätigkeit und die dabei auftretende erhebliche Belastung des Beobachters Ermüdungserscheinungen entstehen. Umfangreiche Kontrollrechnungen wirken dem entgegen, wobei aber auch hier aus denselben Gründen weitere Fehler auftreten können. Die ursprünglichen Messungsdaten werden zur weiteren Verarbeitung durch elektronische Datenverarbeitungsanlagen vorverdichtet in eine maschinenlesbare Form übertragen. Spätere Verbesserungen, z. B. Teilstrichverbesserungen der ursprünglichen Messungsdaten sind daher nicht mehr möglich. Meßfehler durch kurzzeitige Refraktionsänderungen sind kaum zu vermeiden.Random and systematic personal errors can occur during setting, coincidence, reading and recording, in particular when fatigue symptoms occur due to a correspondingly long activity and the resulting considerable load on the observer. Extensive control bills counteract this, but here also for the same reasons more errors may occur. The original measurement data are pre-compressed for further processing by electronic data processing systems in a machine-readable form. Later improvements, eg. B. Partial enhancements of the original measurement data are therefore no longer possible. Measurement errors due to short-term refraction changes can hardly be avoided.

Es sind bereits technische Mittel entwickelt worden, um den Beobachter durch eine teilweise Automatisierung zu entlasten und die Fehler zu verringern.Technical means have already been developed to relieve the observer of partial automation and reduce the errors.

So ist es bekannt, den im Nivellier abgebildeten Ausschnitt der Meßlatte zusammen mit einer die Horizontale anzeigenden Ziellinie im Nivellier mit einer Film-Kamera aufzunehmen und das Bild später automatisch auszuwerten. Dazu werden auf der Meßlatte Skalenstriche aufgetragen, die gut zu den übrigen Flächen der Skala kontrastieren. Ihr Abstand zueinander ist bekannt.Thus, it is known to record the level shown in the scale of the yardstick together with a horizontal indicating the target line in the level with a film camera and later evaluate the image automatically. For this purpose, scale marks are applied to the graduation bar, which contrast well with the other areas of the scale. Their distance from each other is known.

Ihr Abstand zu einem Ende der Meßlatte ist durch eine an den Skalenstrich angebrachte Kodierung gekennzeichnet (DE-AS 1267855). Der Film wird senkrecht zur Richtung der Skalenstrichbilder abgetastet. Mit der Abtasteinrichtung ist ein Impulsgeber gekoppelt. Der Abtastweg zwischen zwei Skalenstrichbildern bzw. zur Ziellinie wird durch Auszählen der Impulse gemessen. Mit derselben Fotozelle oder einer weiteren wird auch die den Strichen beigefügte kodierte Markierung entschlüsselt.Your distance to one end of the yardstick is characterized by a attached to the scale line coding (DE-AS 1267855). The film is scanned perpendicular to the direction of the scale slices. A pulse generator is coupled to the scanning device. The scanning path between two scale line images or to the target line is measured by counting the pulses. With the same photocell or another, the encoded marking attached to the strokes is also decrypted.

Dadurch, daß vor jeder Auswertung erst die Aufnahmen entwickelt werden müssen, ist das Verfahren unpraktisch und aufwendig. Außerdem ist das Verfahren in seiner Genauigkeit beschränkt. Der Impulszähler registriert die Zahl der Schritte bis zur nächsten größeren Helligkeitsänderung der auszuwertenden Hell-Dunkel-Signale des Skalenabschnitts. Der Übergangsbereich wird dabei je nach der Entfernung der Meßlatte und den Bedingungen zum Zeitpunkt der Filmaufnahme sehr unterschiedlich ausgewertet, zumal die Breite des Skalenstriches an die größte Entfernung, bei der gemessen werden soll, angepaßt werden muß.The fact that only before each evaluation, the images must be developed, the process is impractical and expensive. In addition, the method is limited in its accuracy. The pulse counter registers the number of steps until the next larger change in brightness of the light-dark signals of the scale section to be evaluated. The transition region is evaluated very differently depending on the distance of the yardstick and the conditions at the time of film recording, especially since the width of the scale line must be adapted to the largest distance at which to be measured.

In der DE-OS 3213860 wird eine Meßlatte beschrieben, auf der in Längsrichtung der Latte ih vorbestimmten Abständen LED, s angeordnet sind, die kodierte Lichtstrahlen aussenden. Die Kodierung entspricht dabei ihrer Höhe auf der Meßlatte. Das Nivellier besitzt eine lichtempfindliche Meßanordnung, vorzugsweise einen Fototransistor, und eine elektrische Schaltungsanordnung zum Bestimmen jener LED, von der das auf den fotoelektrischen Sensor einfallende Licht ausgeht.In DE-OS 3213860 a bar is described, in the longitudinal direction of the bar ih predetermined intervals LED, s are arranged, emit the coded light beams. The coding corresponds to their height on the yardstick. The level has a photosensitive array, preferably a phototransistor, and electrical circuitry for determining the LED from which the light incident on the photoelectric sensor emanates.

Im Vergleich zur vorhergehend genannten technischen Lösung ist die Auflösung und damit die Meßgenauigkeit noch geringer.In comparison to the aforementioned technical solution, the resolution and thus the measurement accuracy is even lower.

Außerdem ist der Aufwand für die Meßlatte sehr hoch.In addition, the cost of the bar is very high.

Andere technische Lösungen, auf die hier nicht näher eingegangen wird, arbeiten mit einem Nivellier, das Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, aussendet und mit ihren die Meßlatte abtastet. Der technische Aufwand für diese Automatisierungslösungen ist sehr groß.Other technical solutions, which are not discussed here, work with a level that emits rays, in particular laser beams, and scans the bar with them. The technical effort for these automation solutions is very large.

Aus der DE-OS 3427067 ist ein optoelektronisches Längenmeßverfahren mit kodiertem Absolutmaßstab zur absoluten Wegmessung und Positionieren, z. B. im allgemeinen Maschinen- und Gerätebau, bekannt. Auf dem Absolutmaßstab ist zwischen den Maßstabsstrichen eine Strichkodierung, die die Positionsinformation des zugehörigen Maßstabsstrich enthält, aufgebracht. Der Absolutmaßstab wird in Meßrichtung abgetastet. Dabei wird ein Skalenausschnitt auf einem optoelektronischen Zeilensensor (CCD-Zeile) abgebildet. Der Ausschnitt enthält immer wenigstens einen Maßstabsstrich und eine vollständige Strichkodierung. Der Zeilensensor ist mit einer logischen Schaltung (Mikrorechner) verbunden. Mit ihr wird aus der Zuordnung des Maßstabsstrichs zum Zeilensensor die Feinposition und aus der Strichkodierung die absolute Position des zugehörigen Maßstabsstrichs ermittelt.From DE-OS 3427067 an optoelectronic length measuring method with coded absolute scale for absolute displacement measurement and positioning, z. B. in general machinery and equipment, known. On the absolute scale, a bar code which contains the position information of the associated scale line is applied between the scale lines. The absolute scale is scanned in the direction of measurement. In this case, a scale section is imaged on an optoelectronic line sensor (CCD line). The section always contains at least one scale bar and a full bar code. The line sensor is connected to a logic circuit (microcomputer). It is used to determine the fine position from the assignment of the scale line to the line sensor and the absolute position of the associated scale line from the bar code.

Dieses Längenmeßverfahren kann mit Einschränkungen auf das automatische Nivellement angewendet werden, indem eine Meßlatte wie der Absolutmaßstab kodiert und im Strahlengang des Nivelliers einen Zeilensensor angeordnet wird. Die für ein Präzisionsnivellement über einen großen Meßbereich erforderliche Auflösung und Meßgenauigkeit kann allerdings nicht erreicht werden. Bei der Vielzahl der zu kennzeichnenden Positionen ist ein langes Kodewort zwischen den Teilstrichen erforderlich. Bei Messungen über 50m müssen der Maßstabsstrich und die Striche der Kodierungen relativ dick und mit dem entsprechenden Zwischenraum ausgeführt werden, um die notwendige Auflösung zu garantieren.This length measuring method can be applied to the automatic leveling with restrictions by encoding a yardstick like the absolute scale and arranging a line sensor in the beam path of the level. However, the resolution and accuracy required for precision leveling over a wide range can not be achieved. With the large number of positions to be identified, a long codeword is required between the divisions. For measurements over 50m, the scale bar and the bars of the codings must be made relatively thick and with the appropriate gap to guarantee the necessary resolution.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, das Nivellement weitgehend automatisch durchzuführen und dabei eine hohe Genauigkeit zu erreichen.The aim of the invention is to carry out the leveling largely automatically and thereby achieve high accuracy.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen in Abtastrichtung kodierten Absolutmaßstab so zu kodieren und mit einem Zeilensensor abzutasten, daß die Lage einer von vielen Positionen des Absolutmaßstabs gegenüber dem Zeilensensor unabhängig von der Entfernung zwischen beiden präzise ermittelt wird.The object of the invention is to encode an absolute scale coded in the scanning direction and to scan it with a line sensor so that the position of one of many positions of the absolute scale relative to the line sensor is determined precisely regardless of the distance between the two.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine als Hell-Dunkel-Folge kodierte Skala verwendet wird, deren auf dem Zeilensensor abgebildeter Ausschnitt immer wenigstens zwei Felder, eins mit der Länge 11 und eins mit der Länge kxl, jeweils in Meßrichtung gemessen, enthält, die Länge 11 die größte oder die kleinste Länge der Hell-Dunkel-Felder der Skala ist, und aus der Zuordnung derHell-Dunkel-Übergängezum Zeilensensor sowohl die absolute als auch die Feinposition des Absolutmaßstabs ermittelt wird.According to the invention, this object is achieved in that a scale coded as a light-dark sequence is used, whose cutout shown on the line sensor always contains at least two fields, one with the length 11 and one with the length kxl, measured in the measuring direction, the length 11 is the largest or the smallest length of the light-dark fields of the scale, and from the assignment of the light-dark transitions to the line sensor both the absolute and the fine position of the absolute scale is determined.

Die im festen Abstand zueinander angeordneten Pixel des Zeilensensors bilden einen Maßstab, mit dem die Feldlängen ausgemessen und das Feld mit der Länge 11 festgestellt werden kann. Damit ist es möglich, den Abbildungsmaßstab, und hieraus die Zielweite zu bestimmen sowie durch Auswertung der Hell-Dunkel-Folge des Bildausschnitts die Grobposition des Absolutmaßstabs in bezug auf die Lage des Zeilensensors festzustellen.The pixels of the line sensor arranged at a fixed distance form a scale with which the field lengths can be measured and the field with the length 11 can be detected. This makes it possible to determine the magnification, and from this the target width, and to determine the coarse position of the absolute scale with respect to the position of the line sensor by evaluating the light-dark sequence of the image section.

Zur Erhöhung der Präzision ist es vorteilhaft, die Lage der Hell-Dunkel-Übergänge in bezug auf den Zeilensensor zu ermitteln, die sich daraus ergebenden Längen mit den im Mikrorechner gespeicherten Längen der Hell-Dunkel-Felder des Absolutmaßstabs zu vergleichen und daraus die Feinposition zu ermitteln, wobei die Sensorsignale vorzugsweise in 16 Stufen digitalisiert werden. Vorzugsweise kann ein Absolutmaßstab mit wenigen Teilstrichlängen zwischen 0,51 und 2,01, beispielsweise 0,51 und 1,01 oder 11,1,51 und 2,01 verwendet werden.To increase the precision, it is advantageous to determine the position of the light-dark transitions with respect to the line sensor, to compare the resulting lengths with the lengths of the light-dark fields of the absolute scale stored in the microcomputer and from there to the fine position determine, wherein the sensor signals are preferably digitized in 16 stages. Preferably, an absolute scale with few pitches between 0.51 and 2.01, for example 0.51 and 1.01 or 11, 1, 51 and 2.01 may be used.

Dieses Längenmeßverfahren ermöglicht die Durchführung des Präzisionsnivellements mit automatischer Meßwerterfassung. Dazu sind die Höhenpositionen auf der Nivellierlatte zu kodieren und im Nivellier ist CCD-Zeile anzuordnen. Die notwendige Genauigkeit wird vorzugsweise zum einen dadurch erreicht, daß die vielen Positionen der Teilstriche auf der Nivellierplatte mit wenigen, eine hohe Auflösung zulassenden, unterschiedlichen Längen der Teilstriche einer ununterbrochenen Hell-Dunkel-Folge eindeutig kodiert wird. Zum anderen wird, wie in den Ansprüchen angegeben und im Ausführungsbeispiel näher erläutert, die Lage aller im abgebildeten Ausschnitt liegenden Hell-Dunkel-Übergänge bei mehrstufiger Digitalisierung in bezug auf den Zeilensensor ermittelt und durch den Vergleich mit den im Mikrorechner gespeicherten Werten der Nivellierlatte präzisiert und hieraus die Feinposition bestimmt.This length measuring method enables the execution of the precision leveling with automatic measured value acquisition. For this, the height positions on the leveling staff are to be coded and in the leveling line CCD-line has to be arranged. The necessary accuracy is preferably achieved on the one hand by the fact that the many positions of the graduations on the leveling plate with a few, high resolution permitting, different lengths of the divisions of an uninterrupted light-dark sequence is clearly encoded. On the other hand, as indicated in the claims and explained in more detail in the exemplary embodiment, the location of all lying in the illustrated section light-dark transitions in multi-level digitization with respect to the line sensor determined and specified by comparison with the values stored in the microcomputer values of the leveling staff and From this determines the fine position.

Die Ziellinie kann durch Justierung eines empfindlichen Sensorelements auf die Abbildungshöhe der horizontalen Ziellinie oder durch Ausmessen und Speichern dieser Höhe mit der fest montierten CCD-Zeile erhalten werden. Das Verfahren ist auch für andere Meß- oder Positionieraufgaben im Maschinenbau oder anderen Gebieten einsetzbar.The finish line can be obtained by adjusting a sensitive sensor element to the imaging height of the horizontal target line or by measuring and storing this height with the fixed CCD line. The method can also be used for other measuring or positioning tasks in mechanical engineering or other fields.

embodiment

In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show

Fig. 1: eine Nivellier mit einer CCD-Zeile,1: a level with a CCD line,

Fig. 2: eine erste erfindungsgemäß ausgeführte Nivellierlatte undFig. 2: a first inventively executed leveling staff and

Fig.3: eine zweite erfindungsgemäß ausgeführte Nivellierplatte.3 shows a second leveling plate according to the invention.

-3-. 257 11!-3-. 257 11!

Fig.1 zeigt den bekannten Strahlengang eines Nivelliers 1. Anstelle eines Prismas ist ein Strahlenteiler 2 eingebaut. Durch ihn fällt ein Teil des Lichts auf ein zusätzliches Abbildungssystem 3. Der dort hindurchtretende Lichtanteil wird von dem Abbildungssystem auf eine CCD-Zeile 4fokussiert. Dieser Sensor 4 ist so justiert, daß der Teil des Bildfeldes abgebildet wird, der die Abbildung der Nivellierlatte enthaltend hierin die Ziellinie auf ein vorherfestgelegtes empfindliches Element, vorzugsweise ein mittleres Element, projiziert wird.1 shows the known beam path of a level 1. Instead of a prism, a beam splitter 2 is installed. Through him, a portion of the light falls on an additional imaging system 3. The light passing therethrough portion is focused by the imaging system on a CCD line 4. This sensor 4 is adjusted so as to image the part of the image field which is projected onto the image of the leveling staff containing the finishing line on a predetermined sensitive element, preferably a middle element.

Die CCD-Zeile ist auf einer Leiterplatte 5 montiert. Auf dieser sind weitere elektronische Bauelemente angeordnet, die für den Betrieb der Zeile in ihrer unmittelbaren Nähe erforderlich sind. Über ein Kabel 6 ist die Leiterplatte 5 mit einer Steuer- und Recheneinheit 7, einer alphanumerischen Anzeigeeinheit 8 und einem Datenspeicher verbunden.The CCD line is mounted on a printed circuit board 5. On this other electronic components are arranged, which are required for the operation of the line in their immediate vicinity. Via a cable 6, the circuit board 5 is connected to a control and processing unit 7, an alphanumeric display unit 8 and a data memory.

Die Kodierung der Nivellierlatte ist in zwei Varianten ausgeführt. Bei beiden Varianten sind die Teilstrichpositionen in linearer Maximalfolge /1/ mit der PeriodenlängeThe coding of the leveling staff is carried out in two variants. In both variants, the graduation positions are in linear maximal sequence / 1 / with the period length

N = 2^k-1.N = 2 ^k -1.

kodiert. Mit k Bit-Stellen können jeweils N Positionen auf der Nivellierlatte kodiert werden, d. h. auf der CCD-Zeile sind zur eindeutigen Identifizierung immer mindestens k Bit abzubilden. Bei beiden Varianten ist eine Teilstrichfolge von Hell- bzw. Dunkelfeldern mit der Länge 11 der Ausgangspunkt der Kodierung.coded. With k bits each N positions can be coded on the leveling staff, i. H. On the CCD line, at least k bits are always to be mapped for unambiguous identification. In both variants, a partial stroke sequence of light or dark fields with the length 11 is the starting point of the coding.

In der ersten Ausführung (Fig. 2) wird die Teilstrichgröße mit dem Bi-Phase-Kode, und zwar in der Variante Bi-Phase-Space, verschlüsselt. Jeder Helligkeitswechsel charakterisiert einen Bit-Anfang. Die Hell- bzw. Dunkelfelder mit der Länge 11 haben den Kodewert 1. Der zusätzliche Helligkeitswechsel in der Mitte eines Feldes von der Länge 11 kennzeichnet den Kodewert 0. Die Nivellierlatte ist mit 11-und 0,5 Wangen Feldern eindeutig kodiert. Die 0,5 Mangen Felder treten immer parrweise auf. Nähere Angaben zur Bi-Phase-Kodierung können 121 entnommen werden.In the first embodiment (FIG. 2), the division size is encrypted with the bi-phase code, namely in the variant bi-phase space. Each brightness change characterizes a bit beginning. The light and dark fields with the length 11 have the code value 1. The additional brightness change in the middle of a field of length 11 indicates the code value 0. The leveling staff is clearly coded with 11 and 0.5 cheek fields. The 0.5 Mangen fields always occur in a parse manner. Further details on bi-phase encoding can be found in 121 .

Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist der linearen Maximalfolge eine Delay-Modulation überlagert. In den Hell-oder Dunkelfeldern der Länge 11 erfolgt beim Kodewert 1 in der Mitte ein Helligkeitswechsel. Beim Kodewert 0 wechselt die Helligkeit nicht, wenn der Kodewert 1 folgt, sonst am Ende. Die Feldlängen betragen 11; 1,51 oder 2,01. Im auf der Zeilensensor abgebildetei Ausschnitt müssen wenigstens k + 1 Bit enthalten sein. (Nähere Angaben zur Delay-Modulation können 121 entnommen werden.)In the second exemplary embodiment (FIG. 3), the linear maximum sequence is overlaid with a delay modulation. In the light or dark fields of length 11, a change in brightness occurs at code value 1 in the middle. With code value 0, the brightness does not change if the code value 1 follows, otherwise at the end. The field lengths are 11; 1.51 or 2.01. The cut-out on the line sensor must contain at least k + 1 bits. (Refer to 121 for details about the delay modulation.)

In beiden Beispielen wurden zur Veranschaulichung jeweils 15 Positionen kodiert. Auf einer tatsächlichen Nivellierlatte sind erheblich mehr Positionen darzustellen. Beispielsweise wurden auf einer Nivellierlatte mit der Teilstrichgröße 11 = 1cm 255 Positionen kodiert. Unter Verwendung eines Zeilensensors mit 1024 Pixel wurde im Zielbereich von 5 bis 50 m die für das Präzisionsnivellement erforderliche Genauigkeit erreicht. Messung und Auswertung erfolgten dabei wie folgt. Der auf der CCD-Zeile abgebildete Lattenausschnitt wird abgetastet und mittels AD-Wandler in eine digitale Signalfolge gewandelt. Aus der Signalfolge werden die Positionen der Hell-Dunkel-Übergänge auf der CCD-Zeile mit hoher Genauigkeit bestimmt. Die Hell-Dunkel-Folge wird dekodiert und hieraus die Grobposition ermittelt, d.h. festgestellt, welcher Teilstrich in Höhe der Ziellinienposition der CCD-Zeile liegt. Die gemessenen Hell-Dunkel-Positionen werden mit den (gespeicherten) Werten der Hell-Dunkel-Übergänge der verwendeten Meßlatte verglichen und im Ergebnis des Vergleichs relativ, d. h. unabhängig vor Abbildungsmaßstab, korrigiert. Aus den korrigierten Positionen der abgebildeten Hell-Dunkel-Übergänge werden der Abbildungsmaßstab und zusammen mit der Brennweite des optischen Systems die Zielweite bestimmt. Zur Bestimmung des Höhenwerts werden die Abstände der Hell-Dunkel-Übergänge zur Zielposition auf der CCD-Zeile ermittelt, mit dem Abbildungsmaßstab umgerechnet, zur Höhe der Grobposition über dem Fußpunkt der Nivellierlatte addiert und die Summen gemittelt. Zur weiteren Erhöhung der Genauigkeit und zur Reduzierung des Einflusses der Luftunruhe, insbesondere der vertikalen Richtungsosszintillation, sollte ein Nivellementwert aus mehreren Bildabtastungen bestimmt werden. /1/ Peterson, W. W.: Prüfbare und korrigierbare Codes, München; Wien; Oldenburg, 1967In both examples, 15 positions were coded for illustration. On an actual leveling staff you have to show considerably more positions. For example, 255 positions were coded on a leveling staff with the pitch 11 = 1 cm. Using a line sensor with 1024 pixels, the accuracy required for precision leveling was achieved in the target range of 5 to 50 m. Measurement and evaluation were carried out as follows. The slat detail shown on the CCD line is scanned and converted into a digital signal sequence by means of an AD converter. From the signal sequence, the positions of the light-dark transitions on the CCD line are determined with high accuracy. The light-dark sequence is decoded and from this the coarse position is determined, i. determines which tick is equal to the finish line position of the CCD line. The measured light-dark positions are compared with the (stored) values of the light-dark transitions of the bar used and, as a result of the comparison, relative, i. H. independently before magnification, corrected. From the corrected positions of the imaged light-dark transitions, the magnification and, together with the focal length of the optical system, the target distance are determined. To determine the height value, the distances of the light-dark transitions to the target position on the CCD line are determined, converted with the image scale, added to the height of the coarse position above the foot of the leveling rod and the sums are averaged. To further increase the accuracy and reduce the influence of air turbulence, in particular vertical directional scintillation, a level value should be determined from multiple image scans. / 1 / Peterson, W. W .: Testable and Correctable Codes, Munich; Vienna; Oldenburg, 1967

/2/ Schmelowsky, K.-H.; Weise, D.; Engelmann, U.: Entzerrungsfreies Demodulationsverfahren für Magnetschichtspeicher, Teil 1 in: radio fernsehen elektronik; Berlin 28 (197910, S.633-636)/ 2 / Schmelowsky, K.-H .; Way, D .; Engelmann, U .: Equalization-free demodulation method for magnetic stratified storage, Part 1 in: radio television electronics; Berlin 28 (197910, p.633-636)

Claims

1. length measuring method with an absolute scale coded in the scanning direction and an optoelectronic line sensor (preferably a CCD line) for carrying out the method, in particular for carrying out the automatic leveling, with partial image of the scale on a line sensor, digitization of the sensor signals and evaluation in a microcomputer, characterized in that the imaged section of an absolute scale coded in light-dark sequence always contains at least two fields, one with the length 11 and one with the length kxl, measured in the measuring direction, the length 11 being the largest or the smallest length of the The light-dark fields of the scale are, and from the assignment of the light-dark transitions to the line sensor both the absolute and the fine position of the absolute scale is determined.

2. length measuring method according to claim 1, characterized in that the sensor signals in several stages, preferably in 16 stages, are digitized.

3. length measuring method according to claim 1, characterized in that the position of the light-dark transitions with respect to the line sensor determined, the resulting lengths compared with the lengths stored in the microcomputer lengths of the light-dark fields of the absolute scale and determines the fine position becomes.

4. length measuring method according to claim!, Characterized in that an absolute scale with the partial line lengths 11 and 0.51 is used.

5. length measuring method according to claim 1, characterized in that an absolute scale with the partial line lengths 11,1,51 and 2,01 is used.