DE102011121115B4 - Laser scanner and method for measuring target areas - Google Patents

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Abstract

Laser-Scanner zur Vermessung von Zielräumen, der einen Laser-Entfernungsmesser nach einem Signal-Laufzeitverfahren umfasst, mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von Laser-Strahlen und einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von Laser-Strahlung, die von im Zielraum befindlichen Objekten reflektiert worden ist, wobei sowohl der Sende- als auch der Empfangseinrichtung optische Systeme vorgeschaltet sind, ferner mit einer Scan-Einrichtung zur Ablenkung der optischen Achsen der Sende- und Empfangs-Einrichtung in vorzugsweise zwei orthogonale Richtungen, wobei die mittlere Winkelgeschwindigkeit ωM in zumindest einer der beiden Scan-Richtungen (α, φ) verstellbar ist, ferner mit einer Auswerte-Einrichtung, die aus der Laufzeit der empfangenen Lasersignale Entfernungswerte ermittelt und vorzugsweise auch die Signalamplitude erfasst und die Auswerte-Einrichtung über eine Summationsstufe zur Aufsummierung der Echosignale verfügt und die Anzahl der aufsummierten Echopulse wählbar ist, wobei jedem Messwert ein Raumwinkel zugeordnet ist, so dass vom Zielraum ein 3D-Datensatz, bzw. eine entsprechende Punktwolke erzeugt wird und zu jedem Messpunkt die Entfernung, die beiden Ablenkwinkel und gegebenenfalls die Amplitude erfasst und in einem Datenspeicher abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (20) vorgesehen ist, durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist, wobei in einem ersten Modus der Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) diese mit hoher, konstanter Winkelgeschwindigkeit ω betreibt und in der Auswerte-Einrichtung (25) die einzelnen Echosignale direkt, das heißt ohne Aufsummierung auswertbar sind und in einem weiteren Modus der Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) diese mit reduzierter, mittlerer Winkelgeschwindigkeit ωM betreibt und die Echosignale in der Aufsummierungsstufe (24) aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte bildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung (25) Entfernungswerte berechenbar sind.Laser scanner for measuring target areas, comprising a laser range finder according to a signal time of flight method, with a transmitting device for emitting laser beams and a receiving device for receiving laser radiation that has been reflected by objects located in the target area, wherein Both the transmitting and receiving devices are preceded by optical systems, furthermore with a scanning device for deflecting the optical axes of the transmitting and receiving device in preferably two orthogonal directions, the mean angular velocity ωM in at least one of the two scanning directions (α, φ) is adjustable, furthermore with an evaluation device that determines distance values from the transit time of the received laser signals and preferably also records the signal amplitude and the evaluation device has a summation stage for summing up the echo signals and the number of summed up echo pulses can be selected is, where ever a solid angle is assigned to the measured value, so that a 3D data set or a corresponding point cloud is generated from the target area and the distance, the two deflection angles and, if applicable, the amplitude are recorded for each measuring point and stored in a data memory, characterized in that a Control device (20) is provided, by means of which the laser scanner can be adjusted in at least two different modes, with the drive (33, 34) of the scanning device (6) operating it at a high, constant angular velocity ω in a first mode and in the evaluation device (25) the individual echo signals can be evaluated directly, that is, without summing, and in a further mode the drive (33, 34) of the scanning device (6) operates it at a reduced, mean angular velocity ωM and the echo signals in the Summing-up stage (24) is added up and averages are formed from the summed-up echo signals, from which values in the evaluation device (25) Ent distance values are calculable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laser-Scanner zur Vermessung von Zielräumen sowie auf Verfahren zur Vermessung von Zielräumen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Laser-Scanner. Diese Laser-Scanner umfassen Laser-Entfernungsmesser nach einem Signal-Laufzeitverfahren. Solche Entfernungsmesser verfügen über eine Sendeeinrichtung zum Aussenden von Laser-Strahlen, insbes. von Laserpulsen und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von Laser-Strahlung, die von im Zielraum befindlichen Objekten reflektiert worden ist. Sowohl der Sende- als auch der Empfangseinrichtung sind optische Systeme vorgeschaltet, die jeweils eine optische Achse definieren. Der Laser-Scanner verfügt ferner über eine Scan-Einrichtung zur Ablenkung der optischen Achsen der Sende- und Empfangs-Einrichtung in vorzugsweise zwei orthogonale Richtungen, wobei die mittlere Winkelgeschwindigkeit ωM in zumindest einer der beiden Scan-Richtungen (α, φ) verstellbar ist. Laser-Scanner mit variabler Winkelgeschwindigkeit sind an sich bekannt (vgl. hierzu die US Anmeldeschrift US 2005/0195459 A1, Eric Hoffman et al.)The invention relates to a laser scanner for measuring target areas and to methods for measuring target areas using the laser scanner according to the invention. These laser scanners include laser rangefinders according to a signal transit time method. Such rangefinders have a transmitting device for emitting laser beams, esp. Of laser pulses and a receiving device for receiving laser radiation, which has been reflected by objects located in the target area. Both the transmitting and the receiving device are preceded by optical systems which each define an optical axis. The laser scanner further has a scanning device for deflecting the optical axes of the transmitting and receiving device in preferably two orthogonal directions, wherein the average angular velocity ω M in at least one of the two scanning directions (α, φ) is adjustable , Variable angular velocity laser scanners are known in the art (see US Patent Application 2005/0195459 A1, Eric Hoffman et al.).

Der Laser-Scanner umfasst weiter eine Auswerte-Einrichtung, die aus der Laufzeit der empfangenen Lasersignale Entfernungswerte ermittelt und vorzugsweise auch die Signalamplitude erfasst. Die Auswerte-Einrichtung des Laser-Scanners weist ferner eine Summationsstufe zur Aufsummierung der Echosignale auf, wobei die Anzahl der aufsummierten Echopulse wählbar ist. Mit Hilfe solcher Summierungsstufen kann die Signalqualität der Echo-Impulse, insbes. das Signal/Rauschverhältnis in an sich bekannter Weise verbessert werden (Eine entsprechende Einrichtung ist beispielsweise in der Patentschrift AT 501 456 B1 , Riegl beschrieben)The laser scanner further comprises an evaluation device which determines distance values from the transit time of the received laser signals and preferably also detects the signal amplitude. The evaluation device of the laser scanner further comprises a summation stage for summing the echo signals, wherein the number of accumulated echo pulses is selectable. By means of such summation stages, the signal quality of the echo pulses, esp. The signal / noise ratio can be improved in a conventional manner (A corresponding device is for example in the patent AT 501 456 B1 , Riegl)

Bei der Auswertung wird jedem einzelnen Messwert ein Raumwinkel zugeordnet, so dass vom Zielraum ein 3D-Datensatz, bzw. eine entsprechende Punktwolke erzeugt wird und zu jedem Messpunkt die Entfernung, die beiden Ablenkwinkel und gegebenenfalls die Amplitude erfasst und in einem Datenspeicher abgelegt werden.During the evaluation, a spatial angle is assigned to each individual measured value, so that a 3D data set or a corresponding point cloud is generated from the target area and the distance, the two deflection angles and optionally the amplitude are recorded for each measuring point and stored in a data memory.

AT 412 032 B offenbart einen Laserscanner mit einem einen Raumbereich abtastenden Laserstrahl, um auf diese Weise ein 3D-Modell der Umgebung zu erstellen. Zur Vermessung werden dabei Retro-Reflektoren in der Umgebung aufgestellt. Der Laserscanner kann in verschiedenen Mess-Modi umgeschaltet werden, in welchen ein Teilbereich des Objektfelds mit geringerer Abtastrate und damit höherer räumlicher Auflösung gescannt wird. AT 412 032 B discloses a laser scanner having a laser beam scanning a spatial region to thereby create a 3D model of the environment. To measure this retro-reflectors are placed in the environment. The laser scanner can be switched over in different measuring modes in which a subarea of the object field is scanned with a lower sampling rate and thus higher spatial resolution.

Aus der DE 11 2007 000 792 T5 ist es bekannt, beim Laserscannen nach Diskontinuitäten in dem aufgezeichneten Entfernungsprofil zu suchen, um dann einen bessere räumliche Auflösung an diesen Diskontinuitäten durch erneutes Scannen zu erzielen, so dass interessante Punkte mit feinerer Auflösung gemessen werden können.From the DE 11 2007 000 792 T5 For example, in laser scanning, it is known to look for discontinuities in the recorded range profile to then achieve better spatial resolution at these discontinuities by rescanning, so that more interesting points can be measured at a finer resolution.

Aus der DE 36 20 226 A1 ist es bekannt, die Auflösung eines Laserscanners durch Aufsummieren mehrerer Messungen zu verbessern.From the DE 36 20 226 A1 It is known to improve the resolution of a laser scanner by summing several measurements.

Bei großen Messdistanzen oder auch bei Zielen, die hoch reflektierende Oberflächen aufweisen, können die Echosignale sehr geringe Amplituden aufweisen, so dass die Messungen mit relativ großen Unsicherheiten behaftet sind bzw. eine Auswertung der Echosignale überhaupt nicht mehr möglich ist.At large measurement distances or even at targets that have highly reflective surfaces, the echo signals can have very low amplitudes, so that the measurements are associated with relatively large uncertainties or an evaluation of the echo signals is no longer possible.

Um auch unter solchen extremen Bedingungen noch eine Vermessung mit einer entsprechenden Messgenauigkeit zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Steuereinrichtung vorzusehen, durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist, wobei in einem ersten Modus der Antrieb der Scan-Einrichtung diese mit hoher, konstanter Winkelgeschwindigkeit ω betreibt und in der Auswerte-Einrichtung die einzelnen Echosignale direkt, das heißt ohne Aufsummierung auswertbar sind. In einem weiteren Modus wird der Antrieb der Scan-Einrichtung mit reduzierter, mittlerer Winkelgeschwindigkeit ωM betrieben. Gleichzeitig werden Echosignale in der Aufsummierungsstufe aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte gebildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung Entfernungswerte berechenbar sind.In order to allow even under such extreme conditions nor a measurement with a corresponding measurement accuracy, the invention proposes to provide a control device by which the laser scanner is adjustable in at least two different modes, wherein in a first mode, the drive of the scanning device this operates at a high, constant angular velocity ω and in the evaluation device, the individual echo signals directly, that is evaluable without summation. In another mode, the drive of the scanning device is operated at reduced average angular velocity ω M. At the same time, echo signals are summed up in the summation stage and average values are formed from the accumulated echo signals, from which distance values can be calculated in the evaluation device.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung betreibt die Steuereinrichtung durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist im zweiten bzw. weiteren Modus den Antrieb der Scan-Einrichtung mit reduzierter, konstanter Winkelgeschwindigkeit ωM.In a first embodiment of the invention, the control device operates by which the laser scanner is adjustable in at least two different modes in the second or further mode, the drive of the scanning device with reduced, constant angular velocity ω M.

In einer anderen Variante der Erfindung betreibt die Steuereinrichtung, durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist, im zweiten bzw. weiteren Modus den Antrieb der Scan-Einrichtung periodisch, intermittierend mit einer geringen mittleren Winkelgeschwindigkeit ωM., wobei in Stillstandsphasen der Scan-Einrichtung die Aufsummierungsstufe die Echosignale aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte bildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung Entfernungswerte berechenbar sindIn another variant of the invention, the control device, by means of which the laser scanner is adjustable in at least two different modes, periodically operates the drive of the scanning device in the second or further mode, intermittently with a low mean angular velocity ω M. Stopping phases of the scanning device summing the echo signals summed and forms from the accumulated echo signals averages, from which distance values can be calculated in the evaluation device

Vorteilhaft ist eine Verknüpfung zwischen dem Geschwindigkeitsregler der Scan-Einrichtung und der Aufsummierungsstufe für die Echo-Impulssignale vorgesehen, durch welche bei einer Reduktion der mittleren Scan-Geschwindigkeit die Anzahl der zur Berechnung des Mittelwerts herangezogenen Messwerte vergrößerbar ist.Advantageously, a link between the speed controller of the scanning device and the summation stage for the echo pulse signals is provided, through which, with a reduction in the average scanning speed, the number the measured values used to calculate the mean value can be increased.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermessung von Zielräumen wird ein Zielraum in einem ersten Schritt durch den Laser-Scanner in einem ersten Modus abgetastet, in welchem die Auswerte-Einrichtung des Laser-Entfernungsmessers den Echo-Impuls jedes einzelnen Laserpulses auswertet und damit einen 3D-Datensatz bzw. eine entsprechende Punktwolke erzeugt. Das Ergebnis dieser ersten Vermessung wird anschließend auf Bereiche untersucht, aus welchen keine verwertbaren Echo-Impulse eingelangt sind. Es können auch aus fotografischen Aufnahmen bzw. aus Amplitudenbildern des Laser-Scanners Bereiche bestimmt werden, aus welchen mit hoher Wahrscheinlichkeit keine verwertbaren Echo-Signale zu erwarten sind, welche Bereiche aber für die Vermessung des Zielraumes von wesentlicher Bedeutung sein könnten. Solche Bereiche werden in einem zweiten Schritt und in einem zweiten Modus des Laser-Scanners vermessen, in welchem die mittlere Scan-Geschwindigkeit ωM, vorzugsweise bei im Wesentlichen gleicher Impulsfolgefrequenz, reduziert ist und die Echo-Impulse zur Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses aufsummiert und gemittelt werden. Die auf diese Weise ermittelten 3D-Datensätze bzw. Punktwolken werden in einem dritten Schritt mit den Ergebnissen einer im ersten Modus des Laser-Scanners durchgeführten Vermessung verknüpft.According to the inventive method for measuring target areas, a target area is scanned in a first step by the laser scanner in a first mode in which the evaluation device of the laser rangefinder evaluates the echo pulse of each individual laser pulse and thus a 3D data set or generates a corresponding point cloud. The result of this first survey is then examined for areas from which no usable echo pulses have been received. It can also be determined from photographic images or from amplitude images of the laser scanner areas from which with high probability no usable echo signals are expected, but which areas could be essential for the measurement of the target area. Such areas are measured in a second step and in a second mode of the laser scanner in which the average scanning speed ω M , preferably at substantially the same pulse repetition frequency, is reduced and the echo pulses accumulated to improve the signal / noise ratio and averaged. The 3D data sets or point clouds determined in this way are linked in a third step with the results of a measurement carried out in the first mode of the laser scanner.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird die Scann-Einrichtung im zweiten Modus mit einer konstanten, reduzierten Geschwindigkeit betrieben. In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Scan-Einrichtung während der Aussendung von Impulsen stillgesetzt und der Mess-Strahl durch die Scan-Einrichtung schrittweise in die folgenden Messpositionen geschwenkt.In a first embodiment of the invention, the scanning device is operated in the second mode at a constant, reduced speed. In another variant of the method according to the invention, the scanning device is stopped during the transmission of pulses and the measuring beam is gradually pivoted by the scanning device into the following measuring positions.

Es ist zweckmäßig, bei einer Reduktion der mittleren Scan-Geschwindigkeit ωM im zweiten Modus auf einen Wert von ωM/N, die Echoimpulse über N Impulsperioden aufzusummieren und zu mitteln, wobei bevorzugt ein gleitender Mittelwert berechnet wird.It is expedient, with a reduction of the average scanning speed ω M in the second mode to a value of ω M / N, to summate and average the echo pulses over N pulse periods, whereby a moving average is preferably calculated.

Vorteilhaft wird bei einem Wert N kleiner als ein vorgegebener Schwellwert der Antrieb der Scan-Einrichtung diese mit einer konstanten Geschwindigkeit antreiben, bei N größer/gleich dem vorgegebenen Schwellwert die Scan-Einrichtung aber schrittweise betreiben, so dass während der Vermessung eines Punktes im Zielraum der Messstrahl im Wesentlichen stationär bleibt.Advantageously, at a value N smaller than a predetermined threshold value, the drive of the scanning device drives it at a constant speed, but at N greater than / equal to the predetermined threshold value, the scanning device is operated stepwise, so that during the measurement of a point in the target space Measuring beam remains substantially stationary.

Werden bei der Abtastung des Zielraumes im ersten Verfahrensschritt nur die Amplitudenwerte gemessen, so werden anschließend die Bereiche, die in weiteren Verfahrensschritten mit reduzierter mittlerer Scan-Geschwindigkeit ωM abgetastet werden sollen, durch die Signalamplituden definiert. Diese Bereiche enthalten Messpunkte, deren Echo-Signalamplituden unter einem vorgegebenen Pegel liegen.Be measured in the sampling of the target space in the first step only the amplitude values, the areas that ω in further process steps with reduced average scanning speed M are to be scanned subsequently, defined by the signal amplitudes. These areas contain measurement points whose echo signal amplitudes are below a predetermined level.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In dieser zeigt die 1 im Axialschnitt und schematisch den mechanischen und optischen Aufbau des erfindungsgemäßen Laser-Scanner. Die 2 stellt schematisch, in Form eines Blockschaltbildes, den elektronischen Aufbau des Gerätes dar. Die Diagramme gemäß 3 veranschaulichen die Schwenkbewegungen des Scan-Spiegels in den verschiedenen Modi, sowie die zugehörigen „Foot-Prints”. Die 4 zeigt als Monitorbild beispielhaft einen zu vermessenden Zielraum.Further features of the invention will become apparent from the following description of an embodiment and with reference to the drawings. In this shows the 1 in axial section and schematically the mechanical and optical structure of the laser scanner according to the invention. The 2 represents schematically, in the form of a block diagram, the electronic structure of the device. The diagrams according to 3 illustrate the pan movements of the scan mirror in the different modes, as well as the associated "foot prints". The 4 shows as a monitor image by way of example a target space to be measured.

In der 1 ist der optische Aufbau und die zugehörige Mechanik des Laser-Scanners dargestellt. Mit 1 ist ein Halbleiter-Laser bezeichnet, dessen Strahl 7 durch eine Linse 2 auf einen Spiegel 3 gelenkt wird. Durch den Spiegel 3 wird der Strahl 7 auf den Schwingspiegel 6 gerichtet, wobei er durch eine Bohrung 4 im Spiegel 5 durchtritt. Der Schwingspiegel 6 ist um eine horizontale Welle 8, die durch die Spiegeloberfläche verläuft schwenkbar (Winkel α). Die Welle 8 ist in einem Lagerbock 9 gelagert, der um eine Achse 10 schwenkbar gelagert ist (Winkel φ). Die Achse 10 ist mit der optischen Achse des Strahles 7 identisch. Die entsprechenden Lager des Lagerbocks 9 sind in der Zeichnung mit 11 bezeichnet, der Antriebsmotor mit 12. Durch einen Winkeldecoder 13 wird die jeweilige Winkelstellung φ des Lagerbocks ermittelt. In analoger Weise ist der Antrieb der Welle 8 des Schwingspiegels 6 mit einem Antriebsmotor und einem Winkeldecoder ausgestattet (Ist in der Zeichnung nicht dargestellt.)In the 1 is the optical structure and the associated mechanics of the laser scanner shown. With 1 is a semiconductor laser whose beam 7 through a lens 2 on a mirror 3 is steered. Through the mirror 3 becomes the beam 7 on the vibrating mirror 6 directed, passing through a hole 4 in the mirror 5 passes. The oscillating mirror 6 is about a horizontal wave 8th , which passes through the mirror surface is pivotable (angle α). The wave 8th is in a bearing block 9 stored, which is about an axis 10 is pivotally mounted (angle φ). The axis 10 is with the optical axis of the beam 7 identical. The corresponding bearings of the bearing block 9 are in the drawing with 11 referred to, the drive motor with 12 , Through an angle decoder 13 the respective angular position φ of the bearing block is determined. Analogously, the drive of the shaft 8th of the oscillating mirror 6 equipped with a drive motor and an angle decoder (not shown in the drawing.)

Durch die oszillierenden Bewegungen des Schwingspiegels um die beiden Achsen tastet der Laserstrahl 7 einen entsprechenden Raumwinkel ab. Der Strahl 7 wird an Objekten im Zielraum, im Allgemeinen diffus, reflektiert. Ein Teil dieser reflektierten Strahlung trifft auf den Schwingspiegel 6 und wird durch diesen auf den Spiegel 5 gerichtet. Dieser lenkt die Strahlung auf eine Optik 14, welche sie auf eine Fotodiode 15 fokussiert. Zwischen den Spiegeln 5 und 6 sind der Laser-Sendestrahl 7 und der von den Zielen reflektierte Strahl koaxial, der Spiegel 5 mit seiner Bohrung 4 fungiert als Strahlteiler.Due to the oscillating movements of the oscillating mirror around the two axes, the laser beam is scanned 7 a corresponding solid angle. The beam 7 is reflected on objects in the target space, generally diffuse. Part of this reflected radiation hits the vibrating mirror 6 and gets through this to the mirror 5 directed. This directs the radiation to an optic 14 putting it on a photodiode 15 focused. Between the mirrors 5 and 6 are the laser transmit beam 7 and the beam reflected from the targets is coaxial, the mirror 5 with his hole 4 acts as a beam splitter.

An Hand des Blockschaltbildes gemäß 2 wird der erfindungsgemäße Laser-Scanner sowie das Verfahren zur Vermessung von Zielräumen unter Verwendung eines solchen Laser-Scanners näher erläutert. Die Steuerung des Laser-Scanners gemäß der Erfindung erfolgt primär durch den Prozessor 20. Der Prozessor 20 wird durch einen Clock-Generator 21 getaktet und steuert den Laser 1 an, der periodisch Laserimpulse hoher Leistung aussendet. Die von den Zielen reflektierten Echo-Impulse werden von der Fotodiode 15 in elektrische Signale umgesetzt, im Verstärker 22 verstärkt und im A/D-Wandler 23 digitalisiert. Die entsprechenden Samplingwerte werden in der Stufe 24 aufsummiert. Aus diesen Werten werden schließlich Mittelwerte gebildet, die der Auswertestufe 25 zugeleitet werden.Based on the block diagram according to 2 the laser scanner according to the invention and the method for measuring target areas using such a laser scanner will be explained in more detail. The control of the laser scanner according to the invention is performed primarily by the processor 20 , The processor 20 is powered by a clock generator 21 clocked and controls the laser 1 which periodically emits laser pulses of high power. The echo pulses reflected from the targets are from the photodiode 15 converted into electrical signals, in the amplifier 22 amplified and in the A / D converter 23 digitized. The corresponding sampling values are in the stage 24 summed up. From these values, finally, averages are formed which are the evaluation stage 25 be forwarded.

Mit einem Lichtleiter 26 wird aus dem Randbereich des vom Laser 1 emittierten Strahles ein kleiner Teil abgezweigt und direkt der Fotodiode 15 zugeführt. Der auf diese Weise gewonnene Impuls wird als Startimpuls gewertet. In der Auswertestufe 25 wird die Laufzeit zwischen der Aussendung des Laser-Impulses und dem Eintreffen der Echosignale berechnet und aus dieser die Entfernung zwischen dem Laser-Scanner und dem Ziel ermittelt.With a light guide 26 gets out of the edge area of the laser 1 emitted beam branched off a small part and directly the photodiode 15 fed. The pulse obtained in this way is evaluated as a start pulse. In the evaluation stage 25 the transit time between the emission of the laser pulse and the arrival of the echo signals is calculated and from this the distance between the laser scanner and the target is determined.

Der Prozessor 20 kommuniziert mit allen Komponenten des Laser-Scanners über einen Datenbus. Mit 27 ist der Programmspeicher des Prozessors 20 bezeichnet, 28 und 29 sind Speicher für die in einer ersten bzw. zweiten Messung ermittelten 3D-Datensätze bzw. Punktwolken. Im Speicher 30 wird die aus den verschiedenen Messungen resultierende Punktwolke abgelegt.The processor 20 communicates with all components of the laser scanner via a data bus. With 27 is the program memory of the processor 20 designated, 28 and 29 are memories for the 3D data sets or point clouds determined in a first or second measurement. In the storage room 30 the point cloud resulting from the different measurements is stored.

Vom Verstärker 22 werden Amplitudenwerte der Echoimpulse abgeleitet, die dem Amplitudenspeicher 31 zugeleitet werden, der am Ende einer Messung einen 2D-Datensatz des Zielraumes enthält. Das entsprechende Amplitudenbild kann auf dem Monitor 42 (in 4) des Rechners 32 dargestellt werden und als Basis für die Entscheidung bezüglich weiterer Messungen dienen.From the amplifier 22 Amplitude values of the echo pulses are derived, which are the amplitude memory 31 which at the end of a measurement contains a 2D data record of the target area. The corresponding amplitude image can be displayed on the monitor 42 (in 4 ) of the computer 32 be presented and serve as a basis for the decision regarding further measurements.

Die Stufe 33 steuert den Antriebsmotor 12 des Schwingspiegels 6 entsprechend den vorn Prozessor 20 erhaltenen Befehlen an und empfängt auf der anderen Seite die vom Winkeldecoder 13 gelieferten aktuellen Winkelwerte φ in Bezug auf die vertikale Achse des Schwingspiegels 6. In analoger Weise wird der Spiegel 6 durch die Stufe 34 bezüglich der horizontalen Achse (Welle 8) der Scan-Einrichtung angesteuert und empfängt andererseits die aktuell eingestellten Winkelwerte α Die Winkelwerte φ und α stehen über den Datenbus 26 sämtlichen anderen Stufen des Systems zur Verfügung und werden zusammen mit den von der Auswerte-Einrichtung gelieferten Entfernungswerten in den Speichern 28 bis 30 abgelegt und ergeben zusammen mit den vom Verstärker 22 abgeleiteten Amplitudenwerten das im Speicher 31 abgelegte 2D-Amplitudenbild. Über den PC 33 können die in den Speichern 28 bis 3l abgelegten Datensätze zur weiteren Verarbeitung bzw. Speicherung ausgelesen werden.The stage 33 controls the drive motor 12 of the oscillating mirror 6 according to the front processor 20 received commands and receives on the other side of the angle decoder 13 delivered actual angle values φ with respect to the vertical axis of the oscillating mirror 6 , In an analogous way, the mirror 6 through the stage 34 with respect to the horizontal axis (shaft 8th on the other hand, the currently set angle values α are received. The angle values φ and α are located above the data bus 26 All other levels of the system are available and together with the distance values supplied by the evaluation device in the memories 28 to 30 filed and surrendered together with those of the amplifier 22 derived amplitude values in memory 31 filed 2D amplitude image. About the PC 33 can those in the stores 28 to 3l filed records are read out for further processing or storage.

Der Ablauf einer Messung wird an Hand der Diagramme gemäß 3 näher erläutert. In dem Diagramm (3a) ist eine Folge von Sendeimpulsen mit konstanter Impulsfolgefrequenz über der Zeit aufgetragen, in dem Diagramm darüber (3b) die Ablenkwinkel α bzw. φ über der gleichen Zeitachse. Der Zielraum wird in einem ersten Schritt abgetastet, wobei die Verstellgeschwindigkeiten des Schwingspiegels 6 um seine beiden Schwenkachsen den Maximalgeschwindigkeiten entsprechen und während der Messung im Wesentlichen konstant sind. Die entsprechende Linie ist in 3b mit 35 bezeichnet. Die Echosignale jedes einzelnen Sendeimpulses werden in der Auswertestufe 25 zusammen mit dem zugehörigen Startimpuls ausgewertet und ein Entfernungswert ermittelt, der zusammen mit den zugehörigen Winkel α und φ in dem Speicher 28 abgelegt wird. In dieser Betriebsart (Modus 1) unterbleibt eine Aufsummierung der Impulse bzw. der Samplewerte in der Stufe 24. Die Kreise 36 im Diagramm 3c veranschaulichen schematisch die Messflecke bzw. Footprints im Zielraum. Nach Abschluss der Messung wird das Ergebnis derselben am Monitor des PCs 33 gezeigt, wobei die Entfernungswerte in Falschfarben oder Graustufen dargestellt werden. Haben sich im Zielraum stark spiegelnde Objekte befunden, so können die entsprechenden Echosignale einen so geringen Pegel aufweisen, dass sie gegenüber dem Rauschen nicht differenziert werden können. Dasselbe trifft auch für sehr weit entfernte Objekte zu. In einem zweiten Verfahrensschritt werden Bereiche, aus welchen keine brauchbaren Signale empfangen worden sind, welche aber von Interesse sein könnten markiert, bei anderen Bereichen unterbleibt eine solche Markierung. So wird im Allgemeinen der Himmel, von wo ja keine Echos zu erwarten sind, nicht für eine weitere Bearbeitung markiert werden.The sequence of a measurement is based on the diagrams according to 3 explained in more detail. In the diagram ( 3a ) is a sequence of transmit pulses at a constant pulse repetition frequency plotted over time, in the diagram above ( 3b ) the deflection angles α and φ over the same time axis. The target space is scanned in a first step, wherein the adjustment speeds of the oscillating mirror 6 around its two pivot axes correspond to the maximum speeds and during the measurement are substantially constant. The corresponding line is in 3b With 35 designated. The echo signals of each individual transmission pulse are in the evaluation stage 25 evaluated together with the associated start pulse and determines a distance value, which together with the associated angle α and φ in the memory 28 is filed. In this operating mode (mode 1) there is no summation of the pulses or the sample values in the stage 24 , The circles 36 in the diagram 3c schematically illustrate the measurement spots or footprints in the target area. After completion of the measurement, the result of the same on the monitor of the PC 33 shown, where the distance values are displayed in false colors or gray levels. If highly specular objects have been found in the target area, the corresponding echo signals may have such a low level that they can not be differentiated from the noise. The same is true for very distant objects. In a second method step, areas from which no usable signals have been received, but which could be of interest are marked, in other areas such a marking is omitted. So in general the sky, from where no echoes are to be expected, will not be marked for further editing.

In einem dritten Verfahrensschritt wird der Laser-Scanner aus dem oben beschriebenen ersten Modus in einen zweiten Modus umgeschaltet in dem die Scan-Geschwindigkeiten reduziert sind und die Echo-Impulse bzw. die Samplewerte in der Stufe 24 aufsummiert und gemittelt werden. Durch die Aufsummierung und Mittelwertbildung wird das Signal-/Rauschverhältnis in bekannter Weise verbessert. Der Reduktionsfaktor für die Scan-Geschwindigkeiten, kann je nach Bedarf am PC 33 eingestellt werden, dasselbe trifft auch für die Anzahl der aufzusummierenden Echosignale zu. Die beiden Werte können in einer vorteilhaften Ausführung miteinander verknüpft sein, so dass bei Eingabe eines der beiden Werte automatisch der zweite Wert in optimaler Größe eingestellt wird.In a third method step, the laser scanner is switched from the first mode described above into a second mode in which the scan speeds are reduced and the echo pulses or the sample values in the stage 24 be summed up and averaged. By summing and averaging the signal / noise ratio is improved in a known manner. The reduction factor for the scan speeds, depending on the needs of the PC 33 be set, the same applies to the number of accumulated echo signals. In an advantageous embodiment, the two values can be linked to one another such that, when one of the two values is entered, the second value is automatically set to the optimum value.

Der Verlauf der Scan-Winkel α bzw. φ im Modus 2 ist im Diagramm 3b als Linie 37 dargestellt, der zugehörige Footprint ist mit 38 bezeichnet. Die aus den markierten Bereichen des Zielraumes stammenden Entfernungswerte werden zusammen mit den Scan-Winkeln α bzw. φ in dem Speicher 29 abgelegt. Durch Zusammenführen der in den Speichern 28 und 29 abgelegten 3D-Datensätzen bzw. Punktwolken wird ein resultierender 3D-Datensatz bzw. eine Punktwolke erzeugt, die den gesamten Zielraum erfasst und zwar die Bereiche, die bereits im 1. Modus ausreichende Echosignale liefern als auch jene Bereiche, aus welchen im 1. Modus keine auswertbaren Echosignale registriert werden können, welche aber im 2. Modus durch Reduktion der Scan-Geschwindigkeit in Verbindung mit einer Mittelwertbildung der Echosignale entsprechende Entfernungswerte ermittelt worden sind.The course of the scan angles α and φ in the mode 2 is in the diagram 3b as a line 37 shown, the associated footprint is with 38 designated. The distance values originating from the marked areas of the target area are stored together with the scan angles α and φ in the memory 29 stored. By merging the in the stores 28 and 29 stored 3D data sets or point clouds, a resulting 3D data set or a point cloud is generated, which covers the entire target space and indeed the areas that provide sufficient echo signals in the first mode as well as those areas from which in the 1st mode none evaluable echo signals can be registered, but which have been determined in the second mode by reducing the scan speed in conjunction with an averaging of the echo signals corresponding distance values.

Der Vergrößerung der Anzahl der für die Mittelwertbildung zu summierenden Echosignale sind aber Grenzen gesetzt: Wie aus der 3c ersichtlich ist, nehmen die Footprints 38 eine lang gestreckte Form mit relativ großer Länge an, wodurch die Genauigkeit der Vermessung beeinträchtigt wird. Ist eine noch größere Anzahl von Echosignalen zur Mittelwertbildung erforderlich um zu einer brauchbaren Signalqualität zu gelangen, so wird der Schwingspiegel 6 nicht kontinuierlich, sondern in Winkelschritten verstellt. Die Kurve 40 in 3b zeigt den entsprechenden Bewegungsverlauf im 3. Modus. Der Schwingspiegel 6 führt einen ersten Schritt aus, verharrt dann in dieser Position und macht schließlich den nächsten Schritt. Die Footprints 41, die sich während einer stationären Phase des Spiegels 6 ergeben überlappen sich und entsprechen in Form und Abmessung im Wesentlichen denen vom 1. Modus (Pos. 36). Die gegenüber den Ergebnissen des 2. Modus deutlich verbesserte Qualität der Messung wird allerdings durch eine wesentlich längere Messzeit erkauft.However, there are limits to the increase in the number of echo signals to be summed for averaging 3c It can be seen, take the footprints 38 an elongate shape with a relatively long length, whereby the accuracy of the measurement is impaired. If an even greater number of echo signals for averaging is required in order to arrive at a usable signal quality, then the oscillating mirror 6 not continuous, but adjusted in angular increments. The curve 40 in 3b shows the corresponding course of movement in the 3rd mode. The oscillating mirror 6 Take a first step, then stay in that position and finally take the next step. The footprints 41 that arise during a stationary phase of the mirror 6 result overlap and correspond in shape and dimension substantially those of the 1st mode (pos. 36 ). However, the significantly improved quality of the measurement compared to the results of the second mode is achieved by a considerably longer measuring time.

Die Festlegung der Bereiche, die im Modus 2 oder 3 abgetastet werden erfolgt an Hand von Bildern, die sich als Resultat der Messung im 1. Modus ergeben, aus Aufnahmen mit Digitalkameras, (die gegebenenfalls in den Laserscanner integriert sein können) oder an Hand von Amplitudenbildern, die vom Laserscanner abgeleitet werden. Die von den verschiedenen Systemen abgeleiteten Bilder können auch zu einem resultierenden Bild kombiniert werden. In der 4, welche den Bildschirm 42 des Computers 32 zeigt, ist ein solches, kombiniertes Bild dargestellt. Der Vordergrund 43, der sehr hohe Kontrastwerte zeigt, stammt aus einer Vermessung im Modus 1, der Hintergrund 44 mit sehr geringem Kontrast ist mit einer Digitalkamera aufgenommen worden. Dieser Bildteil könnte aber auch aus einem vom Laser-Scanner aufgenommenen 2D-Amplitudenbild stammen.The definition of the areas in the mode 2 or 3 Sampling takes place on the basis of images that result from the measurement in the 1st mode, from images with digital cameras (which may possibly be integrated in the laser scanner) or from amplitude images derived from the laser scanner. The images derived from the various systems can also be combined into a resulting image. In the 4 showing the screen 42 of the computer 32 shows, such a combined image is shown. The foreground 43 , which shows very high contrast values, comes from a survey in the mode 1 , the background 44 with very low contrast has been taken with a digital camera. However, this image part could also originate from a 2D amplitude image recorded by the laser scanner.

Claims (12)

Laser-Scanner zur Vermessung von Zielräumen, der einen Laser-Entfernungsmesser nach einem Signal-Laufzeitverfahren umfasst, mit einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von Laser-Strahlen und einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von Laser-Strahlung, die von im Zielraum befindlichen Objekten reflektiert worden ist, wobei sowohl der Sende- als auch der Empfangseinrichtung optische Systeme vorgeschaltet sind, ferner mit einer Scan-Einrichtung zur Ablenkung der optischen Achsen der Sende- und Empfangs-Einrichtung in vorzugsweise zwei orthogonale Richtungen, wobei die mittlere Winkelgeschwindigkeit ωM in zumindest einer der beiden Scan-Richtungen (α, φ) verstellbar ist, ferner mit einer Auswerte-Einrichtung, die aus der Laufzeit der empfangenen Lasersignale Entfernungswerte ermittelt und vorzugsweise auch die Signalamplitude erfasst und die Auswerte-Einrichtung über eine Summationsstufe zur Aufsummierung der Echosignale verfügt und die Anzahl der aufsummierten Echopulse wählbar ist, wobei jedem Messwert ein Raumwinkel zugeordnet ist, so dass vom Zielraum ein 3D-Datensatz, bzw. eine entsprechende Punktwolke erzeugt wird und zu jedem Messpunkt die Entfernung, die beiden Ablenkwinkel und gegebenenfalls die Amplitude erfasst und in einem Datenspeicher abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (20) vorgesehen ist, durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist, wobei in einem ersten Modus der Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) diese mit hoher, konstanter Winkelgeschwindigkeit ω betreibt und in der Auswerte-Einrichtung (25) die einzelnen Echosignale direkt, das heißt ohne Aufsummierung auswertbar sind und in einem weiteren Modus der Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) diese mit reduzierter, mittlerer Winkelgeschwindigkeit ωM betreibt und die Echosignale in der Aufsummierungsstufe (24) aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte bildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung (25) Entfernungswerte berechenbar sind.A laser scanner for measuring target areas, comprising a laser rangefinder according to a signal transit time method, comprising a transmitting device for emitting laser beams and a receiving device for receiving laser radiation which has been reflected by objects located in the target space, wherein optical systems are connected in front of both the transmitting and the receiving device, further comprising a scanning device for deflecting the optical axes of the transmitting and receiving device in preferably two orthogonal directions, wherein the average angular velocity ω M in at least one of the two scanning Directions (α, φ) is adjustable, further comprising an evaluation device determines the travel time of the received laser signals range values and preferably also detects the signal amplitude and the evaluation device has a summation stage for summing the echo signals and the number of summed echo pulses is selectable, wherein each measured value is assigned a solid angle, so that from the target space a 3D data set, or a corresponding point cloud is generated and for each measurement point the distance, the two deflection angle and possibly the amplitude detected and stored in a data memory, characterized in that a control device ( 20 ) is provided, by which the laser scanner is adjustable in at least two different modes, wherein in a first mode of the drive ( 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) operates at a high, constant angular velocity ω and in the evaluation device ( 25 ) the individual echo signals can be evaluated directly, that is without summation, and in another mode the drive ( 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) operates it with reduced, average angular velocity ω M and the echo signals in the summation stage ( 24 ) and from the accumulated echo signals form averages, from which in the evaluation device ( 25 ) Distance values are calculable. Laser-Scanner nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass, die Steuereinrichtung (20), durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist im zweiten bzw. weiteren Modus den Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) mit reduzierter, konstanter Winkelgeschwindigkeit ωM betreibt und die Echosignale in der Aufsummierungsstufe (24) aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte bildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung (25) Entfernungswerte berechenbar sind.Laser scanner according to claim 1, characterized in that, the control device ( 20 ), by which the laser scanner is adjustable in at least two different modes in the second or further mode the drive ( 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) with reduced, constant angular velocity ω M and the echo signals in the summation stage ( 24 ) summed and forms from the accumulated echo signals averages, from which in the evaluation device ( 25 ) Distance values are calculable. Laser-Scanner nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass, die Steuereinrichtung (20), durch welche der Laser-Scanner in mindestens zwei verschiedene Modi verstellbar ist im zweiten bzw. weiteren Modus den Antrieb (33, 34) der Scan-Einrichtung (6) periodisch, intermittierend mit einer geringen mittleren Winkelgeschwindigkeit ωM betreibt und in den Stillstandsphasen der Scann-Einrichtung die Echosignale in der Aufsummierungsstufe (24) aufsummiert und aus den aufsummierten Echosignalen Mittelwerte bildet, aus welchen in der Auswerte-Einrichtung (25) Entfernungswerte berechenbar sind.Laser scanner according to claim 1, characterized in that, the control device ( 20 ), by which the laser scanner is adjustable in at least two different modes in the second or further mode the drive ( 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) operates periodically, intermittently at a low mean angular velocity ω M , and in the stoppage phases of the scanning device, the echo signals in the summation stage (FIG. 24 ) and from the accumulated echo signals form averages, from which in the evaluation device ( 25 ) Distance values are calculable. Laser-Scanner nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet dass, eine Verknüpfung zwischen dem Geschwindigkeitsregler (20, 33, 34) der Scan-Einrichtung (6) und der Aufsummierungsstufe (24) für die Echo-Impulssignale vorgesehen ist, durch welche bei einer Reduktion der mittleren Scan-Geschwindigkeit ωM die Anzahl der zur Berechnung des Mittelwerts herangezogenen Messwerte vergrößerbar ist.Laser scanner according to one of the claims 1 to 3 characterized in that a link between the speed controller ( 20 . 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) and the accumulation level ( 24 ) is provided for the echo pulse signals, by which the number of measured values used to calculate the mean value can be increased with a reduction in the average scanning speed ω M. Laser-Scanner nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet dass, eine Einrichtung zur Bewertung der Qualität der Echosignale, beispielsweise auf der Basis der Signal-Amplituden und/oder der Signal-/Rauschverhältnisse vorgesehen ist und die Ergebnisse derselben auf einem Monitor (42) od. dgl., beispielsweise in Graustufen oder Falschfarben darstellbar sind bzw. der Steuerung (20, 33, 34) für die Scan-Geschwindigkeit und der Anzahl der zur Mittelwertbildung zu summierenden Echosignale zuführbar ist.Laser scanner according to one of the claims 1 to 4, characterized in that a device for evaluating the quality of the echo signals, for example on the basis of the signal amplitudes and / or the signal / noise ratios is provided and the results thereof on a monitor ( 42 ) od. Like., For example, in gray scale or false colors can be displayed or the controller ( 20 . 33 . 34 ) can be fed for the scan speed and the number of echo signals to be summed for averaging. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes mit einem Laser-Scanner nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Zielraum in einem ersten Schritt durch den Laser-Scanner in einem ersten Modus abgetastet wird, in welchem die Auswerte-Einrichtung (25) des Laser-Entfernungsmessers den Echo-Impuls jedes einzelnen Laserpulses auswertet und damit einen 3D-Datensatz bzw. eine entsprechende Punktwolke erzeugt und dass das Ergebnis dieser ersten Vermessung auf Bereiche (44) untersucht wird, aus welchen keine verwertbaren Echo-Impulse eingelangt sind oder aus fotografischen Aufnahmen bzw. aus Amplitudenbildern des Laser-Scanners Bereiche bestimmt werden, aus welchen mit hoher Wahrscheinlichkeit keine verwertbaren Echo-Signale zu erwarten sind, welche Bereiche aber für die Vermessung des Zielraumes von wesentlicher Bedeutung sein könnten und dass solche Bereiche in einem zweiten Schritt und in einem zweiten Modus des Laser-Scanners vermessen werden, in welchem die mittlere Scan-Geschwindigkeit ωM, vorzugsweise bei im Wesentlichen gleicher Impulsfolgefrequenz reduziert ist und die Echo-Impulse zur Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses aufsummiert und gemittelt werden und die auf diese Weise ermittelten 3D-Datensätze bzw. Punktwolken in einem dritten Schritt mit den Ergebnissen einer im ersten Modus des Laser-Scanners durchgeführten Vermessung verknüpft werden.Method for measuring a target area with a laser scanner according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the target area is scanned in a first step by the laser scanner in a first mode, in which the evaluation device ( 25 ) of the laser rangefinder evaluates the echo pulse of each individual laser pulse and thus generates a 3D data set or a corresponding point cloud and that the result of this first measurement on areas ( 44 ) is examined, from which no usable echo pulses are received or determined from photographic images or from amplitude images of the laser scanner areas from which with high probability no usable echo signals are expected, but which areas for the measurement of the Target area could be essential and that such areas are measured in a second step and in a second mode of the laser scanner in which the average scan speed ω M , preferably at substantially the same pulse repetition frequency is reduced and the echo pulses to Signal-to-noise ratio are summed up and averaged, and the 3D data sets or point clouds determined in this way are linked in a third step with the results of a measurement carried out in the first mode of the laser scanner. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass, die Scan-Einrichtung (6) während der Aussendung von Impulsen stillgesetzt und der Mess-Strahl (7) durch die Scan-Einrichtung (6) schrittweise in die folgenden Messpositionen geschwenkt wird.Method for measuring a target area according to claim 6, characterized in that the scanning device ( 6 ) stopped during the transmission of pulses and the measuring beam ( 7 ) by the scanning device ( 6 ) is gradually moved to the following measuring positions. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach Patentanspruch 6 oder 7 mit einem Laser-Scanner nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Qualität der Echosignale in einer entsprechenden Einrichtung (20) bewertet wird und die Ergebnisse dieser Bewertung beispielsweise in einer 2D-Abbildung in Graustufen bzw. Falschfarben angezeigt werden oder für einen weiteren Scanvorgang der Steuerung (20) für die Scangeschwindigkeit und der Anzahl der zur Mittelwertbildung zu summierenden Echosignale zugeführt werden, wobei diese Steuerung (20, 33, 34) automatisch bzw. halbautomatisch die Scan-Einrichtung (6) so ansteuert, dass diejenigen Bereiche des Zielraumes (44), aus welchen Echosignale empfangen werden bzw. empfangen worden sind, deren Qualität unter einem festgelegtem Schwellwert liegt, in einem weiteren Scan-Vorgang mit reduzierter Scan-Geschwindigkeit und erhöhter Anzahl der zur einer Mittelwertbildung zu summierenden Echosignale abgetastet werden.A method for measuring a target area according to claim 6 or 7 with a laser scanner according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the quality of the echo signals in a corresponding device ( 20 ) and the results of this evaluation are displayed, for example, in a 2D image in grayscale or false colors, or for another scan of the controller ( 20 ) for the scanning speed and the number of the averaging signals to be summed, this control ( 20 . 33 . 34 ) automatically or semi-automatically the scanning device ( 6 ) so that those areas of the target area ( 44 ), from which echo signals are received or received whose quality is below a predetermined threshold value, are scanned in a further scan process with a reduced scan speed and an increased number of the averaging to be summed echo signals. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (20) die Scan-Geschwindigkeit und die Anzahl der zur Mittelwertbildung zu summierenden Echosignale für die weiteren Scan-vorgänge in Abhängigkeit von der Qualität der empfangenen Echosignale festlegt.Method for measuring a target area according to claim 8, characterized in that the controller ( 20 ) determines the scanning speed and the number of the averaging signals to be summed for the further scanning operations as a function of the quality of the received echo signals. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, bei einer Reduktion der mittleren Scan-Geschwindigkeit ωM im zweiten Modus auf einen Wert von ωM/N, die Echoimpulse über N Impulsperioden aufsummiert und gemittelt werden, wobei bevorzugt ein gleitender Mittelwert berechnet wird.A method for measuring a target area according to claim 6 or 7, characterized in that, with a reduction of the average scanning speed ω M in the second mode to a value of ω M / N, the echo pulses are accumulated over N pulse periods and averaged, preferably a moving average is calculated. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass, bei einem Wert N kleiner als ein vorgegebener Schwellwert der Antrieb (20, 33, 34) der Scan-Einrichtung (6) diese mit einer konstanten Geschwindigkeit antreibt, bei N größer/gleich dem vorgegebenen Schwellwert die Scan-Einrichtung (6) schrittweise betreibt, so dass während der Vermessung eines Punktes im Zielraum der Messstrahl (7) im Wesentlichen stationär bleibt.Method for measuring a target area according to patent claim 10, characterized in that, for a value N smaller than a predefined threshold value, the drive ( 20 . 33 . 34 ) of the scanning device ( 6 ) drives it at a constant speed, at N greater than / equal to the predetermined threshold, the scanning device ( 6 ) so that, during the measurement of a point in the target space, the measuring beam ( 7 ) remains substantially stationary. Verfahren zur Vermessung eines Zielraumes nach einem der Patentansprüche 6 bis 11, bei welchem im ersten Verfahrensschritt auch die Signalamplitude erfasst wird. dadurch gekennzeichnet dass, die Bereiche (44), die in weiteren Verfahrensschritten mit reduzierter mittlerer Scan-Geschwindigkeit ωM abgetastet werden, durch die Signalamplituden definiert werden und die genannten Bereiche (44) Messpunkte enthalten, deren Echo-Signalamplituden unter einem vorgegebenen Pegel liegen.Method for measuring a target area according to one of the claims 6 to 11, wherein in the first method step the signal amplitude is also detected. characterized in that the areas ( 44 ), which are scanned in further method steps with reduced mean scan speed ω M , by which signal amplitudes are defined and the said ranges ( 44 ) Contain measurement points whose echo signal amplitudes are below a predetermined level.
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