DE102011054224A1

DE102011054224A1 - Laserreferenzsystem

Info

Publication number: DE102011054224A1
Application number: DE102011054224A
Authority: DE
Inventors: Lars Schumacher
Original assignee: Trimble Navigation Ltd
Current assignee: Spectra Precision USA LLC
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: US20120188535A1; CN102607536A; US8605274B2; DE102011054224B4; CN102607536B

Abstract

Ein Verfahren zum Betrieb eines Laserreferenzsystems richtet eine von einem Sender erzeugte Bezugslaserlichtebene aus, so dass Neigungswinkel zwischen der ersten und der zweiten Achse des Senders und der ersten und zweiten nicht-orthogonalen Ausrichtungsachse ausgeglichen werden. Der Sender beinhaltet ein optisches System, das so ausgeführt ist, dass es einen Laserstrahl erzeugt, wobei das optische System den Laserstrahl radial entlang eines über eine Mittelrotationsachse definierten Rotationsbogens projiziert, wodurch im Wesentlichen eine Bezugslaserlichtebene definiert wird, und eine mit dem optischen System verbundene Positionierungsanordnung zur Anpassung der Winkelausrichtung des optischen Systems im Verhältnis zu einer ersten Senderachse und im Verhältnis zu einer zweiten Senderachse. Detektoren sind so angeordnet, dass sie den Empfang des Laserstrahls erkennen. Die Detektoren und der Sender definieren die Ausrichtungsrichtungen. Der Detektor beinhaltet ferner einen Sender zum Übertragen von Informationen über die Position des Laserstrahls, wie sie von den Detektoren erkannt wird. Das System beinhaltet ferner einen Prozessor, welcher so angepasst ist, dass er übertragene Informationen über die Position des Laserstrahls vom Detektor empfangen kann. Der Prozessor berechnet die Neigungswinkel.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN

Keine.

ANGABEN ZU STAATLICH GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG

Trifft nicht zu.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Diese Offenbarung betrifft allgemein einen Lasersender und spezifischer ein Laserreferenzsystem und Verfahren zur Ausrichtung einer von einem Lasersender erzeugten Bezugslaserlichtebene. Der Lasersender ist effektiv ausgerichtet, so dass der Lasersender eine Ebene definiert, die gewünschte Steigungen in gewünschten Ausrichtungsrichtungen aufweist. Die Ausrichtungsrichtungen müssen dabei nicht orthogonal sein.
Laserlichtsysteme werden in zahlreichen Vermessungs- und Bauanwendungsgebieten gemäß dem Stand der Technik eingesetzt. In einem Systemtyp stellt ein Laserlicht sendendes Gerät einen sich drehenden Laserstrahl zur Verfügung, der oberhalb eines Einsatzortes eine Bezugsebene erzeugt. Üblicherweise erzeugt die Bezugsebene entweder eine horizontale Höhenbezugsebene oder eine zweckmäßig gekippte Bezugsebene. Das Laserlicht wird von einem oder mehreren Laserstrahldetektoren erkannt. Die Laserstrahldetektoren sind auf Halterungen, die in beträchtlichen Abständen vom sendenden Gerät platziert sind, oder auf Baugeräten, die am Einsatzort betrieben werden, befestigt.
Vor dem Betrieb ist es erforderlich, das sendende Gerät am Einsatzort in der richtigen Ausrichtung zum Einsatzort einzurichten. So wird beispielsweise angenommen, dass ein Architekt bereits festgelegt hat, dass der Einsatzort in eine bestimmte Richtung eine Steigung mit einem bestimmten Anstieg aufweisen soll. Ferner wird angenommen, dass der Einsatzort rechteckig ist und dass eine Ecke des Einsatzortes als Ursprung eines Koordinatensystems ausgewählt wurde, wobei eine Seite des Rechtecks die x-Achse darstellt und die andere Seite des Rechtsecks die y-Achse ist. Die gewünschte Falllinie kann in eine Richtung zwischen der x-Achse und der y-Achse verlaufen. Der Architekt hat für den Einsatzort eine Steigung der x-Achse und eine Steigung der y-Achse festgelegt, die zusammen die gewünschte Steigung entlang der Falllinie ergeben.
Der Sender wird in der Ecke des Einsatzortes, die den Ursprung darstellt, platziert, Der Sender weist eine eigene interne x-Achse und y-Achse auf, die auf der Oberseite des Senders gekennzeichnet sind. Der Bediener richtet die x- und y-Achse des Senders manuell anhand dieser Markierungen auf die x- und y-Achse des Einsatzortes aus order verwendet hierzu ein Teleskop, das zu diesem Zweck oben auf dem Sender befestigt sein kann. Keine dieser Anordnungen zur Ausrichtung eines Senders ermöglicht große Präzision.
Wenn der Sender perfekt ausgerichtet ist, so dass seine x-Achse und seine y-Achse parallel zu der x-Achse bzw. der y-Achse des Einsatzortes liegen, erzeugt der Sender bei Eingabe des Anstiegs der x-Achse und des Anstiegs der y-Achse durch einen Benutzer eine Bezugslichtebene, welche entlang der Falllinie die richtige Höhe aufweist. Wenn die x-Achse und die y-Achse des Senders falsch ausgerichtet sind, d. h. von oben gesehen in Hinblick auf die x-Achse und die y-Achse des Einsatzortes leicht im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gekippt sind, tritt jedoch ein Problem auf. Wenn der Sender falsch ausgerichtet ist und der Bediener die gewünschten Steigungen der Einsatzortachsen eingibt, erzeugt der Sender eine Bezugslichtebene, die zwar die richtige Höhe aufweist, aber die maximale Höhe der Bezugsebene wird nicht mit der gewünschten Falllinie gleichgerichtet sein. Stattdessen ist die Bezugsebene von der gewünschten Ausrichtung abweichend leicht über eine vertikale Achse gedreht.
Ein System zur Ausrichtung eines Senders auf einen Einsatzort wird in dem am 25. April 2000 auf Cain ausgestellten US-Patent mit der Nummer 6,055,046 beschrieben. Das System weist einen Sender auf, der einen Winkelkodierer enthält. Der Winkelkodierer zeigt kontinuierlich die Winkelausrichtung des rotierenden Strahls an. Der Sender und ein retroreflektierendes Ziel sind entlang einer Seite des Einsatzortes mit Abständen platziert, in der Richtung, in die der Lasersender ausgerichtet werden soll. Wenn Licht vom Ziel zurück zum Sender reflektiert wird, wird durch die Winkelkodiererausgabe die Winkelausrichtung des Ziels bestimmt. Alternativ kann in Verbindung mit dem Detektor ein elektrooptischer Detektor eingesetzt werden, der über einen Funksender oder einen anderen Sender ein Signal zurück zu einem Empfänger sendet, wenn der Strahl erkannt wird. In beiden Fällen werden die Senderachsen elektronisch in die Ausrichtung gedreht. Diese Anordnung erfordert erfordert genauen Winkelkodierer, wodurch die Kosten und Komplexität der Herstellung des Gerätes erhöht werden.
Ein weiteres System zur Ausrichtung eines Senders, das in US-Patent Nummer 6,693,706 , welches am 17. Februar 2004 auf Kahle ausgestellt wurde, bestimmt das Ausmaß der Fehlausrichtung eines Senders über eine vertikale Achse (die als „Neigungswinkel” bezeichnet wird) und vermittelt es. Mit anderen Worten, der Neigungswinkel ist die Winkelfehlausrichtung (von oben gesehen) der x- und y-Achse des Senders und der x- bzw. y-Achse des Einsatzortes. Dieses System bestimmt den Neigungswinkel und passt den Betrieb des Senders so an, dass eine korrekt ausgerichtete Bezugsebene erzeugt wird.
Diese dem Stand der Technik entsprechenden Systeme sind darauf begrenzt, Ausrichtungsrichtungen zu bestimmen und zu vermitteln, die orthogonal verlaufen, so dass die x-Achse und die y-Achse des Senders, die ebenfalls orthogonal sind, um den gleichen Neigungswinkel von den Ausrichtungsrichtungen versetzt sind. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Ferner kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, einen durch den Sender und zwei Strahlendetektoren definierten Anstieg anzugleichen und dann die Neigung des angeglichenen Anstiegs in den zwei Ausrichtungsrichtungen zu bestimmen. Dementsprechend ist ersichtlich, dass ein Bedarf an einem verbesserten und vereinfachten System zur Ausrichtung eines Lasersenders an einem Einsatzort besteht, so dass eine vom Lasersender projizierte Laserlichtebene eine Bezugsebene mit einer korrekt ausgerichteten Steigung richtig definiert.
KURZBESCHREIBUNG
Ein Verfahren zur Ausrichtung einer durch einen Sender erzeugten Bezugslaserlichtebene, wobei der Sender eine Positionierungsanordnung beinhaltet, welche die Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu einer ersten Senderachse und im Verhältnis zu einer zweiten zu der ersten senkrecht ausgerichteten Senderachse anpasst, wobei das Laserlicht von dem ersten und zweiten Detektor erkannt wird, beinhaltet die Schritte des Definierens einer ersten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch das Positionieren des erstens Detektors in der ersten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird, und des Definierens einer zweiten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch die Positionierung des zweiten Detektors in der zweiten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte des Bestimmens der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse, das Bestimmen der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse und das Festlegen der gewünschten Ausrichtung der Bezugsebene in der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung. Zu guter Letzt beinhaltet das Verfahren die Schritte des Bestimmens der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu der ersten Senderachse und im Verhältnis zu der zweiten Senderachse, die erforderlich ist, um die Bezugsebene in der gewünschten Ausrichtung zu positionieren, und des Ausrichtens der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse, so dass die gewünschte Ausrichtung der Bezugsebene in der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung erreicht wird.
Der Schritt des Bestimmen der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse kann die Schritte des Bestimmens der Neigung in die Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer ersten Ebene, die vom ersten Detektor erkannt wird, und das Bestimmen der Neigung der Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer zweiten Ebene, die vom ersten Detektor erkannt wird. Der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse kann die Schritte des Bestimmens der Neigung in die Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer ersten Ebene, die vom zweiten Detektor erkannt wird, und des Bestimmens der Neigung der Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer zweiten Ebene, welche vom zweiten Detektor erkannt wird, beinhalten.
Der Schritt des Bestimmens der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten Senderachse und im Verhältnis zur zweiten Senderachse, die benötigt wird, um die Bezugsebene in der gewünschten Ausrichtung zu positionieren, kann einen Schritt beinhalten, in dem folgende Gleichungen angewandt werden:
und
wobei αx' und αy' die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung sind, δx und δy die Neigungswinkel der ersten und zweiten Ausrichtungsachse im Verhältnis zu der ersten Senderachse sind und αx und αy die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Senderachse sind.
Ein Verfahren zur Ausrichtung einer durch einen Sender erzeugten Bezugslaserlichtebene, wobei der Sender eine Positionierungsanordnung beinhaltet, welche die Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu einer ersten Senderachse und im Verhältnis zu einer zweiten, zu der ersten senkrecht ausgerichteten Senderachse anpasst, wobei das Laserlicht von dem ersten und zweiten Detektor erkannt wird, kann die Schritte des Definierens einer ersten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch das Positionieren des erstens Detektors in der ersten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird, wobei der erste Detektor ferner die Neigung der Bezugslaserlichtebene durch seine vertikale Position im Verhältnis zum Sender definiert, und des Definierens einer zweiten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch die Positionierung des zweiten Detektors in der zweiten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird, wobei der zweite Detektor die Neigung der Bezugslaserlichtebene durch seine vertikale Position im Verhältnis zum Sender definiert, beinhalten. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte des Bestimmens der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse, das Bestimmen der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse und das Ausrichten der Bezugsebene in der ersten Ausrichtungsrichtung, so dass der Detektor angestrahlt wird. Schließlich beinhaltet das Verfahren ferner die Schritte des Ausrichtens der Bezugsebene in der zweiten Ausrichtungsrichtung, so dass der zweite Detektor angestrahlt wird, des Bestimmens der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten Senderachse und im Verhältnis zur zweiten Senderachse, die sich ergibt, wenn der erste Detektor und der zweite Detektor beide gleichzeitig angestrahlt werden, und des Bestimmens der resultierenden Ausrichtung der Bezugsebene sowohl in die erste Ausrichtungsrichtung als auch in die zweite Ausrichtungsrichtung.
Der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse kann die Schritte des Bestimmens der Neigung in die Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer ersten Ebene, die vom ersten Detektor erkannt wird, und des Bestimmens der Neigung der Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer zweiten Ebene, welche vom ersten Detektor erkannt wird, beinhalten. Der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zur ersten und zweiten Senderachse kann die Schritte des Bestimmens der Neigung in die Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer ersten Ebene, die vom zweiten Detektor erkannt wird, und des Bestimmens der Neigung der Richtung der ersten und zweiten Senderachse einer zweiten Ebene, welche vom zweiten Detektor erkannt wird, beinhalten.
Der Schritt des Bestimmens der resultierenden Ausrichtung der Bezugsebene sowohl in der ersten Ausrichtungsrichtung als auch in der zweiten Ausrichtungsrichtung beinhaltet einen Schritt, in dem folgende Gleichungen angewandt werden:
und
wobei αx' und αy' die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung sind, δx und δy die Neigungswinkel der ersten und zweiten Ausrichtungsachse im Verhältnis zu der ersten Senderachse sind und αx und αy die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Senderachse sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Laserreferenzsystems gemäß dem Stand der Technik vom Typ, der in US-Patent Nr. 6,693,706 offenbart wird;
2 eine Draufsicht des Laserreferenzsystems aus 1;
3A eine schematische, orthogonale Ansicht, die eine Anordnung des Laserreferenzsystems aus 1 am Einsatzort darstellt;
3B zeigt die Ausrichtung der x- und y-Achse des Senders aus 3A;
4 eine schematische Draufsicht eines Senders und Detektors im Laserreferenzsystem aus 1, welche den Neigungswinkel 0 des Senders darstellt; und
5–13 schematische, orthogonale Ansichten, welche einen Sender und einen oder zwei Detektor(en) oder Empfänger darstellen, die der Verdeutlichung der verbesserten Ausführungsformen des Verfahrens dienen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
An dieser Stelle wird auf 1–4 der Zeichnungen Bezug genommen, die ein Laserreferenzsystem des Typs darstellen, der in US-Patent Nr. 6,693,706 , welches am 17. Februar 2004 auf Kahle et al ausgestellt wurde, offenbart wird, dessen gesamte Offenbarung durch Verweis hierin eingeschlossen ist. Gezeigt wird ein Detektor 10, der einen Laserlichtempfänger oder -detektor 11 und einen Sender 12 beinhaltet. Der Sender 12, der auf einem dreibeinigen Stativ 13 befestigt ist, beinhaltet ein optisches System, dass so angeordnet ist, dass es einen Laserstrahl, welcher durch die Referenzziffer 14 gekennzeichnet ist, erzeugt. Das optische System projiziert einen Laserstrahl radial entlang eines Rotationsbogens, welcher über eine Mittelrotationsachse definiert ist, wodurch im Wesentlichen eine Bezugslaserlichtebene definiert wird. Das optische System beinhaltet vorzugsweise einen rotierenden Pentagonprismamechanismus, der sicherstellt, dass der radial ausgerichtete Laserlichtstrahl präzise in einer gewünschten Ebene gehalten wird. Eine derartige Anordnung, die allgemein diesen Typ aufweist, wird zum Beispiel im US-Patent mit der Nummer 5,852,493 beschrieben, das am 22. Dezember 1998 auf Monnin ausgestellt wurde. Das Monnin-Patent ist durch Verweis in diese Offenbarung mit eingeschlossen.
Der Sender 12 beinhaltet eine mit dem optischen System verbundene Positionierungsanordnung, die der Anpassung einer Winkelausrichtung des optischen Systems im Verhältnis zu einer ersten Senderachse 16 und im Verhältnis zu einer zweiten Senderachse 18 dient. Die Senderachse 16 verläuft senkrecht zur Senderachse 18. Der Detektor 10, der auf dem dreibeinigen Stativ 19 befestigt ist, beinhaltet ferner einen tragbaren Fernsteuerungssender 20, welcher über die Antennen 21 und 22 Anweisungen und Informationen von seinem entfernten Standort aus an einen entsprechenden Empfänger im Sender 12 überträgt. Der Sender 20 ist als Funksender dargestellt. Es kann jedoch jede geeignete Form von Übertragung genutzt werden. Die Markierungen 24 und 26 sind auf der Oberseite der Sonnenschutzabdeckung 28 enthalten, um eine erste grobe Ausrichtung des Senders 12 zu ermöglichen.
Der Detektor 10 ist so angeordnet, dass er den Empfang des Laserstrahls 14 erkennt. Der Detektor 10 beinhaltet eine im Allgemeinen vertikal angeordnete Reihe von Detektorelementen, wie sie in US-Patent Nr. 5,886,776 , ausgestellt am 23. März 1999 auf Yost, offenbart ist, oder andere Anordnungen, wie die zwei dreieckigen Photodetektoren, die in US-Patent Nr. 4,976,538 , ausgestellt am 11. Dezember 1990 auf Ake, gezeigt werden. Das Yost-Patent und das Ake-Patent sind durch Verweis in diese Offenbarung mit eingeschlossen. Der Detektor 10 kann so ausgeführt sein, dass er den Empfang der Laserlichtebene 16 entlang einer im Allgemeinen vertikalen Detektorenlinie, welche im Allgemeinen entlang der Kante 30 des Detektors verläuft, erkennt. Der Detektor überträgt außerdem Informationen zum Standort des Laserstrahls 14 an einen Prozessor 32 im Sender 12. Üblicherweise wird das Erkennen der Laserlichtebene im Zentrum des Detektors als das Erkennen eines „anstiegsgemäßen” Zustandes bezeichnet.
Wie aus 3A und 3B ersichtlich ist, sind der Sender 12 und der Detektor 10 am Einsatzort 31 entlang einer Linie positioniert, welche als Ausrichtungsrichtung 33 bezeichnet werden kann. Die Ausrichtungsrichtung wird im Hinblick auf den jeweiligen Einsatzort festgelegt. Jeder Sender projiziert einen Strahl unter Beachtung der ersten und zweiten Senderachse, die in 3B als x-Achse bzw. y-Achse dargestellt sind. Wenn der Bediener des Senders 12 vorab bestimmte Neigungs- oder Steigungswinkel eingibt, gelten diese Winkel für die Ausrichtungsrichtung und für eine Richtung, die senkrecht zur Ausrichtungsrichtung steht. Die Winkeldifferenz θ zwischen der Ausrichtungsrichtung und der Achse des Senders wird als Anstiegsneigung oder Neigungswinkel bezeichnet, wie in 2 und 4 dargestellt.
Der Prozessor 32 ist ein Prozessor, der angepasst ist, um die übertragenen Informationen zu empfangen, und so angeordnet ist, dass er den Abstand in einer Ausrichtungsrichtung zwischen dem Sender 12 und dem Detektor 10 bestimmen kann. Der Prozessor 32 bestimmt den Abstand vom Detektor 10 zur ersten Senderachse 16 in einer Richtung, die im Allgemeinen senkrecht zu der Ausrichtungsrichtung steht, und berechnet den Neigungswinkel θ zwischen der ersten Senderachse 16 und einer Ausrichtungsrichtung, die im Allgemeinen vom Sender 12 zum Detektor 10 verläuft. Es versteht sich, dass der Neigungswinkel θ, wenn der Sender 12 von Beginn an perfekt eingerichtet wäre, Null betragen würde und dass jeder beliebige, gewünschte Neigungswinkel der Laserlichtebene in der Ausrichtungsrichtung und jeder beliebige, gewünschte Neigungswinkel der Laserlichtebene in einer Richtung, die senkrecht zur Ausrichtungsrichtung verläuft, dem Neigungswinkel der Laserlichtebene in der Richtung der ersten bzw. zweiten Senderachse entsprechen würde. Daraus ergibt sich, dass es dem Bediener möglich wäre, die Neigungswinkel für die beiden Senderachsen direkt in den Prozessor einzugeben, um die gewünschte Ausrichtung der Laserlichtebene zu erreichen.
Durch ein im Kahle-Patent offenbarten Verfahren kann der Neigungswinkel θ bestimmt werden und anschließend werden entsprechende Anpassungen für die Abweichung zwischen der ersten und zweiten Senderachse bzw. der Ausrichtungsrichtung und einer Richtung, die senkrecht zur Ausrichtungsrichtung steht, vorgenommen. Der Sender 12 beinhaltete eine Eingabe 34 zur Eingabe einer ersten gewünschten Steigung der Bezugslaserlichtebene in der Ausrichtungsrichtung und einer zweiten gewünschten Steigung in einer Richtung, die senkrecht zu ihr steht. Der Prozessor 32 berechnet eine erste berechnete Steigung und eine zweite berechnete Steigung basierend auf dem berechneten Neigungswinkel, so dass die Ebene, durch die der Laserstrahl projiziert wird, die erste gewünschte Steigung in der Ausrichtungsrichtung aufweist und die zweite gewünschte Steigung in einer dazu senkrecht stehenden Richtung verläuft. Es versteht sich, dass der Prozessor 32, falls gewünscht, auch am Detektor 10 angeordnet sein kann, oder dass der Prozessor 32, falls gewünscht, wie dargestellt am Sender 12 angeordnet sein kann, gewünschte Steigungen, die am Detektor 10 eingegeben wurden, werden jedenfalls über den Sender 20 an den Sender 13 übertragen.
Der Prozessor 32 bestimmt den Abstand in einer Ausrichtungsrichtung vom Sender 12 zum Detektor 10, indem der Strahl 14 nacheinander auf zwei Detektorelemente ausgerichtet wird, die vertikal mit Abständen entlang der Reihe 30 angeordnet sind, und diese anstrahlt. Vorzugsweise wird der Strahl Detektoren am oberen Rand der Reihe 30 und am unteren Rand der Reihe 30 anstrahlen. Der Prozessor 32 bestimmt den enthaltenen vertikalen Winkel der Bezugsebene wenn er zwischen dem Anstrahlen eines der zwei Detektorenelemente zum Anstrahlen des anderen der zwei Detektorenelemente übergeht. Der Abstand zwischen dem Sender und dem Detektor wird dann basierend auf dem bekannten Höhenunterschied zwischen den beiden Detektorelementen und basierend auf dem enthaltenen vertikalen Winkeln berechnet. Dieser Abstand wird dann als Verhältnis der bekannten Höhendifferenz zum Tangens des enthaltenen vertikalen Winkels berechnet.
Danach bestimmt der Prozessor 32 den Abstand vom Detektor 10 zur ersten Senderachse 16 in einer Richtung, die im Allgemeinen senkrecht zur Ausrichtungsrichtung steht, indem die Mitte der Reihe von Elementen angestrahlt wird, wobei die Bezugsebene horizontal in Richtung der zweiten Senderachse liegt, und die Bezugsebene in Richtung der zweiten Senderachse gekippt wird, bis ein Detektorelement, welches vertikal von der Mitte der Elementenreihe versetzt angeordnet ist, angestrahlt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dem vertikal versetzten Element um das oberste oder unterste Element in der Reihe 32. Anschließend wird der Winkel, um den die Bezugsebene in Richtung der zweiten Senderachse gekippt wird, bestimmt. Zu guter Letzt berechnet der Prozessor 32 den Abstand vom Detektor 10 zur ersten Senderachse 16 in einer Richtung, die im Allgemeinen senkrecht zur Ausrichtungsrichtung steht, basierend auf der Höhendifferenz zwischen der Mitte der Reihe von Elementen und dem Detektorelement, das vertikal von der Mitte der Elementenreihe versetzt angeordnet ist, und basierend auf dem Winkel, um den die Bezugsebene gekippt wird. Der Abstand vom Detektor 10 zur ersten Senderachse 16 entspricht der Höhendifferenz zwischen der Mitte der Reihe von Elementen und dem Detektorelement, das vertikal von der Mitte der Elementenreihe versetzt angeordnet ist, geteilt durch den Tangens des Winkels, um den die Bezugsebene gekippt wird. Dann wird der Neigungswinkel θ als Arkustangens des Verhältnisses von Abstand „a” zwischen dem Detektor und der ersten Senderachse in einer Richtung, die im Allgemeinen senkrecht zur Ausrichtungsrichtung verläuft, zu Abstand „D” in einer Ausrichtungsrichtung vom Sender 12 zum Detektor 10 berechnet.
Es versteht sich, dass sich die obenstehende Beschreibung auf eine Mehrzahl von diskreten Detektorelementen bezieht, die in einer im Allgemeinen vertikalen Reihe angeordnet sind, und der Laserlichtstrahl hierbei auf die Detektorelemente in der Reihe 30 ausgerichtet ist. Außerdem versteht sich, dass anstatt einer Reihe von Detektorelementen jede beliebige Art von bekannten Laserstrahlerkennungsanordnungen genutzt werden kann, um die Position des Strahls zu erkennen.
Das Kahle-Patent schlägt ein alternatives Verfahren vor, um eine von einem Sender erzeugte Bezugslaserlichtebene auszurichten. Bei diesem Verfahren wird eine Ausrichtungsrichtung vom Sender 12 definiert, indem der Detektor 10 in der Ausrichtungsrichtung positioniert wird und der Detektor mit der Laserlichtebene angestrahlt wird. Die durch den rotierenden Laserstrahl definierte Bezugsebene wird dann in Richtung der ersten Senderachse 16 gekippt, wobei die Bezugsebene im Wesentlichen horizontal in Richtung der zweiten Senderachse gehalten wird. Die Bezugslaserlichtebene wird dann effektiv gedreht, so dass ein vorbestimmter Punkt auf der Detektorlinie an zwei effektiven Winkelpositionen der Rotation auf der Ebene angestrahlt wird. Dann wird ein Mittelpunkt zwischen den zwei effektiven Winkelpositionen als erste Senderachse bestimmt. Anschließend wird eine Winkelposition auf 90 Grad zu der ersten Senderachse als die zweite Senderachse festgelegt. Die Winkelabweichung zwischen der Ausrichtungsrichtung und der ersten Senderachse wird als Neigungswinkel bestimmt. Zu guter Letzt wird die Bezugsebene unter Einbeziehung des Neigungswinkels im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse ausgerichtet, so dass eine gewünschte Ausrichtung im Verhältnis zu der Ausrichtungsrichtung und einer dazu senkrecht stehenden Richtung erreicht wird.
Im Kahle-Patent wird noch ein weiteres alternatives Verfahren zur Ausrichtung einer vorn Sender 12 erzeugten Bezugslaserlichtebene vorgeschlagen. Wie bei den vorab beschriebenen Verfahren wird eine Ausrichtungsrichtung vom Sender zunächst definiert, indem ein Detektor 10 in der Ausrichtungsrichtung positioniert wird, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird. Die Bezugsebene wird gekippt und in einer Richtung der ersten Senderachse 16 wird ein Anstieg x₁ bestimmt und in einer Richtung der zweiten Senderachse 18 wird ein Anstieg y₁ bestimmt. Die ausgewählten Anstiege x₁ und y₁ führen dazu, dass ein Punkt auf der im Allgemeinen vertikalen Detektorlinie 30 durch die Bezugsebene angestrahlt wird. Als nächstes wird die Bezugsebene gekippt und ein Anstieg x₂ wird in einer Richtung der ersten Senderachse 16 bestimmt und ein Anstieg y₂ wird in einer Richtung der zweiten Senderachse 18 bestimmt, was dazu führt, dass derselbe Punkt auf der im Allgemeinen vertikalen Detektorlinie 30 angestrahlt wird. Dann wird der Neigungswinkel θ zwischen der ersten Senderachse 16 und der Ausrichtungsrichtung 14 basierend auf den Anstiegen x₁, x₂, y₁, y₂ berechnet. Zu guter Letzt wird die Bezugsebene im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse ausgerichtet, so dass eine gewünschte Ausrichtung hinsichtlich der Ausrichtungsrichtung und einer dazu senkrecht stehenden Richtung erreicht wird.
Der Schritt der Berechnung des Neigungswinkels θ zwischen der ersten Senderachse und der Ausrichtungsrichtung beinhaltet einen Schritt, in dem der Neigungswinkel anhand folgender Gleichung errechnet wird: θ = arctan((y₁ – y₂)/(x₁ – x₂).
Der Schritt der Ausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse, so dass eine gewünschte Ausrichtung im Verhältnis zu der Ausrichtungsrichtung und einer dazu senkrecht stehenden Richtung erreicht wird, umfasst den Schritt der Ausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse gemäß den Gleichungen: x = x'cos (θ) – y'sin(θ) und y = x'sin(θ) + y'cos(θ), wobei x' und y' die gewünschten Anstiege in der Ausrichtungsrichtung und einer dazu senkrecht angeordneten Richtung sind und x und y die Anstiege der ersten und zweiten Senderachse sind, wie in 4 dargestellt. 4 ist eine schematische Draufsicht des Senders 12 und Detektors 10, welche den Anstiegsneigungswinkel θ darstellt, der den winkligen Versatz zwischen den Senderachsen (+x-Achse und +y-Achse) und den Achsen des Einsatzortes, für die bereits vorab die gewünschten Anstiege bestimmt wurden, angibt.
Es versteht sich, dass es sich hierbei um Gleichungen handelt, welche die Rotation von Achsen in einer Ebene beschreiben. Hier handelt es sich bei x und y um die tatsächlichen orthogonalen Anstiege des mechanischen Systems und x und y' sind die gewünschten Anstiege entlang der durch den Rotationswinkel mit der Bezeichnung θ angegebenen Richtungen.
Nachstehend werden die Gleichungen zur Berechnung des Anstiegneigungswinkels θ aufgeführt. Die Ausrichtung des Systems hat die Eigenschaft, dass die rotierte Koordinate der Primärachse für verschiedene sich kreuzende Anstiege konstant bleibt. Wenn wir annehmen, dass die Achsen rotiert werden, wählen wir zum Beispiel einen Wert für θ aus, um x' auf eine bestimmte Richtung auszurichten. Für einen bestimmten Punkt entlang dieser Richtung bleibt x' dann für verschiedene Werte von y' konstant. Wenn wir nun zwei Messpunkte auswählen und die obenstehenden Gleichungen anwenden, erhalten wir: x₁ = x'·cos(θ) – y₁'·sin(θ) y₁ = x'·sin(θ) + y₁'·cos(θ) x₂ = x'·cos(θ) – y₂'·sin(θ) y₂ = x'·sin(θ) + y₂'·cos(θ)
Wenn diese Gleichungen nach x' aufgelöst werden, erhalten wir: (x₁ + y₁'·sin(θ))/cos(0) = x' (y₁ – y₁·cos(θ)₎/sin(θ) = x' (x₂ + y₂'·sin(θ))/cos(θ) = x' (y₂ – y₂'·cos(θ))/sin(θ) = x'
Anschließend werden die beiden durch cos(θ) und sin(θ) geteilten Gleichungen gleichgestellt und ergeben: (x₁ + y₁'·sin(θ)) = (x₂+y₂'·sin(θ)) (y₁ – y₁'·cos(θ)) = (y₂ – y₂'·cos(θ))
Oder umgestellt erhalten wir: –(x₁ – x₂) = (y₁' – y₂')·sin(θ) (y₁ – y₂) = (y₁'- y₂')·cos(θ)
Es ist wünschenswert, y₁' und y₂' zu eliminieren: θ = arctan(–(x₁ – x₂)/(y₁ – y₂))
Das Ergebnis für die Achsenausrichtung der y'-Achse ist dem für x' ähnlich, aber nicht mit ihm identisch. Unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie oben können wir Folgendes ableiten: θ = arctan((y₁ – y₂)/(x₁ – x₂)).
Demnach verbleibt, wie obenstehend beschrieben, zwei ungleiche Kombinationen von Anstiegen (x₁, y₁) und (x₂, y₂) zu finden, die entlang der gefragten Richtung den gleichen Anstieg x' aufweisen. Wenn mehr Anstiegskombinationen verwendet werden, könnte anhand einer Kleinste-Quadrate-Approximation oder einer anderen Schätzungstechnik eine genauere Annäherung an den Wert des Arkustangens erreicht werden.
In der obenstehenden Beschreibung wird der Prozessor 32 als im Sender befindlich dargestellt. Der Prozessor 32 steuert den Betrieb des Senders 12, um die Schritte auszulösen, die erforderlich sind, um den Neigungswinkel θ zu korrigieren. Der Prozessor 32 empfängt die Daten vom Detektor per Funkübertragung. Es versteht sich jedoch, dass sich der Prozessor, falls gewünscht, im Detektor 10 befinden und Steueranweisungen an den Sender 12 übertragen könnte, statt Detektionsdaten, wie es in den beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist. In dieser Hinsicht ist der Standort des Prozessors 32 keine wesentliche Eigenschaft des Systems. Es versteht sich ferner, dass auch die genaue Form der Kommunikation zwischen dem Detektor, dem Prozessor und dem Sender nicht wesentlich ist.
Es versteht sich ferner, dass das Verfahren auch in Verbindung mit einem Lasersystem des Typs genutzt werden kann, bei dem das Laserlicht auf ein retroreflektierendes Ziel gerichtet wird, welches den Strahl mit Informationen über die relative Position des Strahls auf dem Ziel zurück zum Sender reflektiert. Ein derartiges System wird in US-Patent Nr. 5,844,679 , ausgestellt am 1. Dezember 1998 auf Detweiler et al, beschrieben. Ein derartiges System weist ein Ziel auf, das im Allgemeinen vertikal entlang einer Ziellinie angeordnet ist. Das vom Ziel reflektierte Licht wird moduliert und die am Sender erkannten Modulationen werden genutzt, um den Standort des Lichtstrahls zu bestimmen. Die Offenbarung von Detweiler et al ist durch Verweis hierin mit eingeschlossen.
An dieser Stelle wird auf 5–13 Bezug genommen, die nützlich sind, um die Ausführungsformen zu beschreiben, in denen die Ausrichtung der Bezugsebene in mehreren. nicht-orthogonalen Ausrichtungsrichtungen definiert ist. 5 zeigt eine typische Anwendung eines Lasersenders in Verbindung mit einem Laserempfänger. Üblicherweise wählt der Bediener einen Anstieg (ay°) in einer gewünschten Richtung aus und der Lasersender passt die Ebene im Raum anhand von internen Anstiegssensoren an. Dieses Beispiel zeigt einen Anstieg (ay°) in der Y-Richtung. Die Schwierigkeit für den Benutzer besteht darin, die Sender-y-Achse im Raum zu finden, da der ausgewählt Anstiegswinkel nur in dieser Richtung gültig ist. Wie vorstehend erläutert, weist der Sender üblicherweise Ausrichtungsmarkierungen oder einen Sucher an der Oberseite des Gehäuses auf, um dem Benutzer die praktische Anwendung zu erleichtern, wobei die Genauigkeit allerdings begrenzt ist. Wenn der Bediener den Empfänger falsch ausrichtet, führt dies zu einem falschen Anstieg (ay') zwischen dem Sender und dem Empfänger (siehe 6). Der Anstieg in der Richtung ay' weicht in diesem Beispiel im Vergleich zu ay, der von einem Benutzer ausgewählt wurde, ab. Wenn der Benutzer zum Beispiel ay = 15° auswählt, mit einer Abweichung von 10° (δy = 80°), würde ay' 14,78° betragen.
Wie oben ausgeführt und in 7 dargestellt, beschreibt das Kahle-Patent einen Weg, dieses Problem zu lösen. Wenn der Senderprozessor den Neigungswinkel (δy) kennt, kann die Einheit eine Koordinatentransformationsberechnung ausführen, um den gewünschten ay-Anstiegswinkel in Richtung der y'-Achse zu erreichen. Der Bediener weiß, dass der ausgewählte Anstiegswinkel in Richtung der y'-Achse, der durch die Empfängerposition definierten Benutzerachse, gültig ist. Dieses im Kahle-Patent offenbarte Verfahren ist jedoch insofern eingeschränkt, als dass die zweite Ausrichtungsrichtung immer orthogonal zu der ersten Ausrichtungsrichtung verläuft.
8 zeigt den Fall, in dem beide Detektoren oder Empfänger genutzt werden, um die erste und zweite Ausrichtungsrichtung zu definieren, wobei die erste und zweite Ausrichtungsrichtung nicht orthogonal sind. Durch die Verwendung von zwei Empfängern kann unabhängig von der Richtung der Achsen eine Anstiegsanpassung durchgeführt werden. Der Benutzer kann in den zwei durch diese Empfänger definierten Ausrichtungsrichtungen gewünschte Anstiegswinkel auswählen.
Um dies zu erreichen, können die folgenden Schritte implementiert werden.

1.) Durchführen einer Anpassung des Empfängers 1 auf „anstiegsgemäß”.
2.) Speichern der zugehörigen Winkel in X- und Y-Richtung (αx1, αy1).
3.) Durchführen einer zweiten Anpassung des Empfängers 1 auf „anstiegsgemäß” mit anderen Winkeln (αx2, αy2).
4.) Berechnen des Neigungswinkels δx mit der im Kahle-Patent beschriebenen Formel:
5.) Durchführen einer Anpassung des Empfängers 2 auf „anstiegsgemäß”.
6.) Speichern der zugehörigen Winkel in X- und Y-Richtung (αx3, αy3).
7.) Durchführen einer zweiten Anpassung des Empfängers 2 auf „anstiegsgemäß” mit anderen Winkeln (αx4, αy4).
8.) Berechnen des Neigungswinkels δy mit der im Kahle-Patent beschriebenen Formel.
9.) Anwenden von
und
um die zugehörigen Winkel für die Senderachsen zu erhalten.

Der Bediener sieht die gewünschten Anstiegswinkel in den Ausrichtungsrichtungen, die durch die Position der Empfänger definiert werden. Der Sender würde die internen Steigungen (αx, αy) wie obenstehend berechnet einrichten.
Ableitung der benötigten Formeln:
In 3D-Koordinaten wird die Ebene durch f(x, y) = ax + by + z definiert (z ist immer 0, da der Sender das Koordinatensystem definiert und sich am Ursprung des Systems befindet).
Für die Anstiegsneigung:
Eine Umstellung von f(P2) ergibt:
Das Einfügen in f(P1) ergibt:
Damit sie in einem μC-System besser genutzt werden kann, sollten die Formeln (F1) und (F2) umgestellt werden:
Unter der allgemeinen Verwendung von:
Ergibt (F1μC):

und ergibt (F2μC):
Für die Anstiegsanpassung:
Eine Umstellung von f(P1) ergibt:
Eine Umstellung von f(P2) ergibt:
Damit sie in einem μC-System besser genutzt werden kann, sollten die Formeln (F3) und (F4) umgestellt werden:
Unter der allgemeinen Verwendung von:
Ergibt (F3μC):
und ergibt (F4μC):
Mit zwei Messungen kann δ berechnet werden.
Ableitung δ:
9 zeigt zwei Ebene im Raum. Beide Ebenen schneiden den Ursprung des Koordinatensystems und den Empfänger. f1(x,y) = a1·x + b1·y = tan(αx1)·x + tan(αy1)·y f2(x,y) = a2·x + b2·y = tan(αx2)·x + tan(αy2)·y
Die Schnittlinie ist dann:
Anstiegsneigungseinzelachse (Beispiel)
An dieser Stelle wird auf 10 Bezug genommen. Für diese Funktion wird ein Empfänger benötigt. Der Benutzer positioniert den Empfänger in der Y+-Richtung. Der Sender findet die Position des Empfängers und gleicht sich an den gewünschten Wert an. Der ausgewählte X'-Achsen-Anstiegswert steht in einem senkrechten Winkel zur Y'-Achse.
Bekannte:

– Senderposition: P0 = (0/0/0)
– Position des Empfängers 1: P1 = (4/20/2) → um die Richtung der αy'-Achse zu erhalten, kann als Nachweis Winkel δ berechnet werden:

Die Vorgehensweise, mit welcher der Sender den Winkel δ durch zwei unterschiedliche Messungen bestimmt, ist wie folgt.

1. Messung: αx1 = 0
2. Messung: αy2 = 0

Dies ist dem Sender bekannt, nachdem ein „anstiegsgemäßes” Signal vom Laserempfänger empfangen wurde.
→ Berechnen von δ mit (F5):
Der Benutzer wählt: αx' = 1° αy' = 4°
In diesem spezifischen Fall (Anstiegsneigungseinzelachse) δx = δy – 90°. Unter Verwendung von (F1) und (F2):
Abschließend gilt, wenn der Empfänger in einem 78,69° Neigungswinkel positioniert wird und der Benutzer αx' = 1°, αy' = 4° auswählt, muss der Sender die X-Achse auf αx = 1,767° und die Y-Achse auf αy = 3,727° anpassen.
In einem Fall, in dem eine doppelte Anstiegsneigungsachse vorliegt, werden zwei Empfänger eingesetzt, wie in 11 dargestellt. Der Benutzer positioniert den Empfänger 2 im Bereich der y+-Achse und den Empfänger 1 im Bereich der X+-Achse. Zudem ist es nicht notwendig, dass sich beide Empfänger in einem senkrechten Winkel zueinander befinden, Der Sender scannt beide Empfängerpositionen und gleicht sich an die gewünschten Anstiegswerte an. Die Steigungen sind zwischen dem Sender und den Empfängern ausgerichtet (nicht in den Senderachsen).
Bekannte:

Senderposition: P0 = (0/0/0)
– Position des Empfängers 1: P1 = (20/3/1)
– Position des Empfängers 2: P2 = (4/20/2)

In 3D-Koordinaten wird die Ebene durch f(x, y) = ax + by + z definiert (3 unbekannte Variablen und 3 bekannte Punkte → 3 Formeln).
Hier: f(x,y) = 0,0361x + 0,0928y
Dementsprechend können die folgenden Winkel als Nachweis berechnet werden:
ax = arctan(a) = arctan(0,0861) = 2,067° ay = arctan(b) = arctan(0,0928) = 5,3°
Anhand der folgenden Vorgehensweise können die gewünschten Werte ax' und ay' erreicht werden:
Abrufen von zwei Messungen mit Empfänger 1:

1. Messung:
2. Messung:
→ Anwenden der Formel für δ (F5)

Anwenden der gleichen Vorgehensweise für Empfänger 2 δy = 78,69°
Der Benutzer wählt: αx' = 2,831° αy' = 5,6°
Anwenden von (F2):
Anwenden von (F1):
Abschließend gleicht sich der Sender auf αx = 2,067° und αy = 5,3° an, was αx' = 2,831° und αy' = 5,6° ergibt, wobei es sich um das gewünschte Ergebnis handelt.
An dieser Stelle wird auf 12 Bezug genommen, die eine Anstiegsanpassung mit einer Einzelachse zeigt, Der Sender scannt die Position des Empfängers und passt sich auf „anstiegsgemäß” an. Die Steigung zwischen dem Sender und Empfänger wird in der zugehörigen Achsenanzeige dargestellt. Die andere Achse beträgt 0°.
Bekannte:

– Senderposition: P0 = (0/0/0)
– Position des Empfängers 1: P 1=(4/20/2) → um die Richtung der αy'-Achse zu erhalten, kann als Nachweis der Winkel δ berechnet werden:

Die Vorgehensweise, mit welcher der Winkel δ durch das Abrufen zwei verschiedener Messungen bestimmt wird, ist wie folgt:

1. Messung:
Dies ist dem Sender bekannt, nachdem ein „anstiegsgemäßes” Signal vom Laserempfänger empfangen wurde.
2. Messung:
Dies ist dem Sender bekannt, nachdem ein anstiegsgemäßes Signal vom Laserempfänger empfangen wurde. → Berechnen von δ mit (F5):

Der Sender passt sich auf „anstiegsgemäß” mit x-Achse = 0° an.
Dies ist dem Sender bekannt, nachdem ein anstiegsgemäßes Signal vom Laserempfänger empfangen wurde.
Anwenden von (F4):
Der Sender zeigt 5,6° auf der Anzeige an → (Ausrichtung von Sender und Empfänger). Die tatsächliche αy (Senderachse) ist 5,711°.
An dieser Stelle wird auf 13 Bezug genommen, die eine Anstiegsanpassung mit zwei Achsen zeigt. Die Empfänger R1 und R2 werden vom Benutzer positioniert. Nachdem diese Funktion beendet wurde, zeigt der Sender die Winkel αx und αy' an.
Bekannte:

– Senderposition: P0 = (0/0/0)
– Position des Empfängers 1: P1 = (20/3/1)
– Position des Empfängers 2: P2 = (4/20/2)

In 3D-Koordinaten wird die Ebene durch f(x, y) = ax + by + z definiert (3 unbekannte Variablen und 3 bekannte Punkte – 3 Formeln)
Hier: f(x,y) = 0,0361x + 0,0928y
Dementsprechend können die folgenden Winkel als Nachweis berechnet werden:
αx = arctan(a)= arctan(0,0861) = 2,067° αy = arctan(b)= arctan(0,9928) = 5,301°
Die Vorgehensweise, um die gewünschten Werte αx' und αy' zu erhalten, ist wie folgt:
Einschalten von R1 und Durchführen von zwei Messungen:

1. Messung:
2. Messung:

Anwenden der Formel für δ (F5)
Anwenden der gleichen Vorgehensweise für Empfänger 2, um folgendes Ergebnis zu erhalten: δy = 78,69°
Zu guter Letzt, Anpassen beider Empfänger auf „anstiegsgemäß”.
Dann wird die Berechnung von αx' und αy' durchgeführt.
Die Werte αx und αy werden vom Sender bereitgestellt.
→ Anwenden der Formeln (F3) und (F4):
Obwohl oben zur Verdeutlichung spezifische Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es für Fachleute ersichtlich, dass zahlreiche Veränderungen vorgenommen werden können und dass derartige Veränderungen in den Geltungsbereich der angefügten Patentansprüche fallen.
Es werden folgende Patentansprüche erhoben:
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6055046 [0006]
US 6693706 [0007, 0016, 0022]
US 5852493 [0022]
US 5886776 [0024]
US 4976538 [0024]
US 5844679 [0044]

Claims

Verfahren zur Ausrichtung einer durch einen Sender erzeugten Bezugslaserlichtebene, wobei der Sender eine Positionierungsanordnung beinhaltet, welche die Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu einer ersten Sendelachse und im Verhältnis zu einer zweiten, zu der ersten senkrecht ausgerichteten Senderachse anpasst, wobei das Laserlicht von dem ersten und zweiten Detektor erkannt wird, das folgende Schritte umfasst: Definieren einer ersten Ausrichtungsrichtung des Senders durch das Positionieren des ersten Detektors in der ersten Ausrichtungsrichtung, damit er von der Laserlichtebene angestrahlt wird; Definieren einer zweiten Ausrichtungsrichtung des Senders durch das Positionieren des zweiten Detektors in der zweiten Ausrichtungsrichtung, damit er von der Laserlichtebene angestrahlt wird; Bestimmen der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse anhand eines Prozessors; Bestimmen der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse anhand eines Prozessors; Festlegen der gewünschten Ausrichtung der Bezugsebene in der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung; Bestimmen der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten Senderachse und im Verhältnis zur zweiten Senderachse anhand eines Prozessors, die benötigt wird, um die Bezugsebene in der gewünschten Ausrichtung zu positionieren; und Ausrichten der Bezugsebene im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse, so dass die gewünschte Ausrichtung der Bezugsebene in der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen der Neigung einer ersten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den ersten Detektor erkannt wird, und Bestimmen der Neigung einer zweiten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den ersten Detektor erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen der Neigung einer ersten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den zweiten Detektor erkannt wird, und Bestimmen der Neigung einer zweiten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den zweiten Detektor erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten Senderachse und im Verhältnis zur zweiten Senderachse, die benötigt wird, um die Bezugsebene in der gewünschten Ausrichtung zu positionieren, einen Schritt umfasst, in dem folgende Gleichungen angewandt werden:
wobei αx' und αy' die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung sind, δx und δy die Neigungswinkel der ersten und zweiten Ausrichtungsachse im Verhältnis zu der ersten Senderachse sind und αx und αy die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Senderachse sind.
Verfahren zur Ausrichtung einer durch einen Sender erzeugten Bezugslaserlichtebene, wobei der Sender eine Positionierungsanordnung beinhaltet, welche die Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zu einer ersten Senderachse und im Verhältnis zu einer zweiten, zu der ersten senkrecht ausgerichteten Senderachse anpasst, wobei das Laserlicht von dem ersten und zweiten Detektor erkannt wird, das folgende Schritte umfasst Definieren einer ersten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch das Positionieren des ersten Detektors in der ersten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird, wobei der erste Detektor ferner den Anstieg der Bezugslaserlichtebene durch ihre vertikale Position im Verhältnis zum Sender definiert; Definieren einer zweiten Ausrichtungsrichtung vom Sender durch das Positionieren des zweiten Detektors in der zweiten Ausrichtungsrichtung, damit dieser durch die Laserlichtebene angestrahlt wird, wobei der zweite Detektor ferner den Anstieg der Bezugslaserlichtebene durch ihre vertikale Position im Verhältnis zum Sender definiert; Bestimmen der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse anhand eines Prozessors; Bestimmen der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse anhand eines Prozessors; Ausrichten der Bezugsebene in der ersten Ausrichtungsrichtung, so dass der erste Detektor angestrahlt wird; Ausrichten der Bezugsebene in der zweiten Ausrichtungsrichtung, so dass der zweite Detektor angestrahlt wird; Bestimmen der Winkelausrichtung der Bezugsebene im Verhältnis zur ersten Senderachse und im Verhältnis zur zweiten Senderachse anhand eines Prozessors, die sich ergibt, wenn sowohl der erste Detektor als auch der zweite Detektor gleichzeitig angestrahlt werden; und Bestimmen der resultierenden Ausrichtung der Bezugsebene sowohl in der ersten Ausrichtungsrichtung als auch in der zweiten Ausrichtungsrichtung anhand eines Prozessors.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der ersten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen der Neigung einer ersten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den ersten Detektor erkannt wird, und Bestimmen der Neigung einer zweiten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den ersten Detektor erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens der Ausrichtung der zweiten Ausrichtungsrichtung im Verhältnis zu der ersten und zweiten Senderachse folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen der Neigung einer ersten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den zweiten Detektor erkannt wird, und Bestimmen der Neigung einer zweiten Ebene in Richtung der ersten und zweiten Senderachse, die durch den zweiten Detektor erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Bestimmens der resultierenden Ausrichtung der Bezugsebene sowohl in der ersten Ausrichtungsrichtung als auch in der zweiten Ausrichtungsrichtung einen Schritt beinhaltet, in dem folgende Gleichungen angewandt werden:
wobei αx' und αy' die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Ausrichtungsrichtung sind, δx und δy die Neigungswinkel der ersten und zweiten Ausrichtungsachse im Verhältnis zu der ersten Senderachse sind und αx und αy die Ausrichtungen der Bezugsebene entlang der ersten und zweiten Senderachse sind.