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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vermessungssystem mit aktiven Zielobjekten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Zum Vermessen von Zielpunkten werden Lasermessgeräte eingesetzt, die Entfernungen und Richtungen (Winkel) der Zielpunkte bestimmen. Bekannt sind Lasermessgeräte, die als Theodolit, Totalstation, Nivelliergerät oder Laserscanner ausgebildet sind. Die Lasermessgeräte umfassen eine Distanzmesseinrichtung zur Distanzmessung zwischen dem Zielpunkt und der Distanzmesseinrichtung und eine Winkelmesseinrichtung zur Winkelmessung. Das Vermessen der Zielpunkte wird durch Zielobjekte unterstützt, die an den Zielpunkten platziert werden. Die Zielobjekte werden in Vermessungssystemen mit Lasermessgeräten eingesetzt, die einen Suchstrahl und einen Messstrahl aussenden, wobei sich die Wellenlängen für den Suchstrahl und den Messstrahl vorteilhaft unterscheiden. Der Messstrahl wird für die Messaufgabe des Lasermessgerätes, beispielsweise zur Distanz- und/oder Winkelmessung, eingesetzt und der Suchstrahl dient dazu, die Zielobjekte zu finden und zu identifizieren. Aufgrund der unterschiedlichen Aufgaben des Such- und Messstrahls ist der Suchstrahl stark aufgeweitet, um einen größeren Raumbereich zu erfassen, wohingegen ein fokussierter Messstrahl für die Messaufgabe eingesetzt wird. Die Zielobjekte werden unterteilt in passive Zielobjekte, die den Suchstrahl des Lasermessgerätes reflektieren, und aktive Zielobjekte, die den Suchstrahl nicht reflektieren, sondern einen Sendestrahl aussenden. Aktive Zielobjekte haben den Vorteil, dass das Lasermessgerät den Sendestrahl aufgrund einer anderen Wellenlänge von Strahlen, die an reflektierenden Oberflächen reflektiert werden, unterscheiden kann.
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EP 1 734 336 A1 offenbart ein aktives Zielobjekt für ein, einen infraroten Suchstrahl und einen Messstrahl aussendendes Lasermessgerät. Das Zielobjekt umfasst eine Reflektoreinrichtung mit mindestens einem Reflektorelement zum Reflektieren des Messstrahls, eine Empfangseinrichtung mit einem Empfangselement zum Empfangen des infraroten Suchstrahls, eine Sendeeinrichtung mit einem Sendeelement zum Aussenden eines sichtbaren oder infraroten Sendestrahls, und eine Kontrolleinrichtung mit einem Auswerteelement zum Auswerten des empfangenen Suchstrahls und einem Steuerelement zum Steuern der Sende- und Empfangseinrichtungen. Nachteilig an den Zielobjekten ist, dass keine Identifizierung und Unterscheidung der Zielobjekte möglich ist. Die sichtbaren oder infraroten Sendestrahlen weisen für mehrere Zielobjekte in einem Vermessungssystem die gleiche Wellenlänge auf.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Entwicklung eines Vermessungssystems bestehend aus einem Lasermessgerät und mehreren aktiven Zielobjekten, wobei die Zielobjekte für das Lasermessgerät eindeutig identifizierbar und auch für den Bediener von anderen Zielobjekten zu unterscheiden sind. Außerdem soll der apparative Aufwand im Lasermessgerät zum Identifizieren des Zielobjekts möglichst gering sein.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Vermessungssystem erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß umfasst das Vermessungssystem:
- • ein, einen Suchstrahl und einen Messstrahl aussendendes Lasermessgerät,
- • ein erstes aktives Zielobjekt mit einer ersten Reflektoreinrichtung zum Reflektieren des Messstrahls, einer ersten Empfangseinrichtung zum Empfangen des Suchstrahls, einer ersten Sendeeinrichtung zum Aussenden eines ersten sichtbaren Sendestrahls und einer ersten Kontrolleinrichtung zum Auswerten des empfangenen Suchstrahls und zum Steuern der Empfangs- und Sendeeinrichtungen, und
- • ein zweites aktives Zielobjekt mit einer zweiten Reflektoreinrichtung zum Reflektieren des Messstrahls, einer zweiten Empfangseinrichtung zum Empfangen des Suchstrahls, einer zweiten Sendeeinrichtung zum Aussenden eines zweiten sichtbaren Sendestrahls und einer zweiten Kontrolleinrichtung zum Auswerten des empfangenen Suchstrahls und zum Steuern der Empfangs- und Sendeeinrichtungen, wobei die Lichtfarbe des zweiten sichtbaren Sendestrahls von der Lichtfarbe des ersten sichtbaren Sendestrahls verschieden ist.
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Die Identifizierung eines Zielobjektes mit Hilfe eines sichtbaren Sendestrahls durchzuführen, hat den Vorteil, dass unerwünschte Reflexionen des Suchstrahls, der häufig als infraroter Laserstrahl ausgebildet ist, an reflektierenden Flächen, wie Spiegelflächen, Sicherheitswesten, Verkehrsschilder und Nummernschilder, nicht erfasst werden. Der farbige sichtbare Sendestrahl wird von einer Kameraeinrichtung erfasst, das Zielobjekt kann im Differenzbild der Kameraeinrichtung identifiziert werden. Außerdem können verschieden farbige sichtbare Sendestrahlen auch vom Bediener eines Vermessungssystems voneinander unterschieden werden.
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Unter dem Begriff ″sichtbarer Sendestrahl″ werden ein einzelner sichtbarer Laserstrahl, mehrere sichtbare Laserstrahlen, die gleichzeitig ausgesandt, aber räumlich voneinander beabstandet sind, und mehrere sichtbare Laserstrahlen, die zeitlich nacheinander ausgesandt werden, zusammengefasst. Bei mehreren Laserstrahlen setzt sich der sichtbare Sendestrahl aus mehreren Teilstrahlen zusammen, die räumlich beabstandet sind oder zeitlich nacheinander ausgesandt werden.
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Bevorzugt weist das Vermessungssystem mindestens ein weiteres aktives Zielobjekt mit einer Reflektoreinrichtung, einer Empfangseinrichtung, einer Sendeeinrichtung zum Aussenden eines weiteren sichtbaren Sendestrahls und einer Kontrolleinrichtung auf, wobei die Lichtfarbe des mindestens einen weiteren sichtbaren Sendestrahls von der Lichtfarbe des ersten und zweiten sichtbaren Sendestrahls verschieden ist.
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Die Lichtfarben der sichtbaren Sendestrahlen und/oder der sichtbaren Teilstrahlen sind bevorzugt aus den Lichtfarben rot, orange, gelb, grün, blau und violett ausgewählt. Die sechs Lichtfarben rot, orange, gelb, grün, blau und violett sind für das Lasermessgerät und den Bediener zuverlässig voneinander zu unterscheiden. Die Wellenlängen des sichtbaren Spektrums liegen zwischen ca. 380 und 750 nm. Im sichtbaren Spektrum werden sechs verschiedene Lichtfarben unterscheiden: violett (380 bis 420 nm), blau (420 bis 490 nm), grün (490 bis 575 nm), gelb (575 bis 585 nm), orange (585 bis 650 nm) und rot (650 bis 750 nm).
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Die Lichtfarben der sichtbaren Sendestrahlen und/oder der sichtbaren Teilstrahlen sind besonders bevorzugt aus den Lichtfarben rot, grün und blau ausgewählt. Die Lichtfarben rot, grün und blau eignen sich besonders für die sichtbaren Sendestrahlen, da rote, grüne und blaue Leuchtdioden kostengünstig erhältlich sind.
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Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematischer und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, der Zeichnung sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei gegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Es zeigen:
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1 ein erfindungsgemäßes Vermessungssystem mit einem Lasermessgerät, einem ersten aktiven Zielobjekt und einem zweiten aktiven Zielobjekt;
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2 den Aufbau der aktiven Zielobjekte im Detail.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Vermessungssystem 10 bestehend aus einem Lasermessgerät 11, einem ersten aktiven Zielobjekt 12 und einem zweiten aktiven Zielobjekt 13 in einer schematischen Darstellung. Die Zielobjekte 12, 13 sind im Ausführungsbeispiel der 1 an einem Lotstock oder einer Messlatte befestigt und am Boden eines Raumes angeordnet. Neben der Befestigung an einem Lotstock oder einer Messlatte können die Zielobjekte an einer Wand oder einer Decke befestigt werden.
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Das Lasermessgerät 11 umfasst eine Lasermesseinrichtung 14, eine Kameraeinrichtung 15 und eine Kontrolleinrichtung 16. Die Lasermesseinrichtung 14 weist eine erste und zweite Strahlquelle auf, wobei die erste Strahlquelle einen Suchstrahl 17 und die zweite Strahlquelle einen Messstrahl 18 aussendet. Der Suchstrahl 17 dient dazu, Zielobjekte in der Messumgebung zu erkennen und zu identifizieren. Um Bediener und sonstige Personen in der Messumgebung nicht durch den Suchstrahl 17 zu stören, ist der Suchstrahl häufig als infraroter Suchstrahl ausgebildet, wobei sich auch andere Wellenlängen für den Suchstrahl 17 eignen. Der Messstrahl 18 wird für die Messaufgabe des Lasermessgerätes 11, beispielsweise zur Laserdistanzmessung und/oder zur Winkelmessung, eingesetzt, beim Verfahren zum Identifizieren der Zielobjekte 12, 13 wird der Messstrahl 18 nicht eingesetzt. Aufgrund der unterschiedlichen Aufgaben des Suchstrahls 17 und des Messstrahls 18 kann der Suchstrahl 17 stark aufgeweitet sein, um einen größeren Raumbereich zu erfassen, wohingegen für die Messaufgabe ein fokussierter Messstrahl 18 eingesetzt wird.
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2A zeigt den Aufbau eines aktiven Zielobjektes 20 für das erfindungsgemäße Vermessungssystem 10 der 1. Das Zielobjekt 20 kann im Vermessungssystem 10 der 1 als erstes oder zweites Zielobjekt 12, 13 eingesetzt werden. Zur Unterscheidung von Komponenten des ersten und zweiten Zielobjektes 12, 13 sowie weiterer Zielobjekte des Vermessungssystems 10 wird ein Index ″i″ verwendet.
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Das Zielobjekt 20 umfasst eine Reflektoreinrichtung 21 mit einem Reflektorelement 22 zum Reflektieren des Messstrahls 18 und einem Zielelement 23 zum Ausrichten des Messstrahls 18, eine Empfangseinrichtung 24 mit vier Empfangselementen 25 zum Empfangen des Suchstrahls 17, eine Sendeeinrichtung 26 zum Aussenden eines sichtbaren Sendestrahls und eine Kontrolleinrichtung 27. Die Kontrolleinrichtung 27 weist ein Auswerteelement 28 zum Auswerten des empfangenen Suchstrahls 17 und ein Steuerelement 29 zum Steuern der Empfangs- und Sendeeinrichtungen 24, 26 auf.
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Die Sendeeinrichtung 26 umfasst vier einfarbige Strahlquellen 31, 32, 33, 34, die in den Lichtfarben rot, grün und blau ausgebildet sein können. Die Strahlquellen 31, 32, 33, 34 sind in den vier Ecken des rechteckförmigen Zielobjektes 20 angeordnet. Die erste Strahlquelle 31 sendet einen ersten sichtbaren Teilstrahl 35 aus, die zweite Strahlquelle 32 einen zweiten sichtbaren Teilstrahl 36, die dritte Strahlquelle 33 einen dritten sichtbaren Teilstrahl 37 und die vierte Strahlquelle 34 einen vierten sichtbaren Teilstrahl 38. Jedes Zielobjekt sendet einen eindeutigen sichtbaren Sendestrahl 39 aus, der sich aus den vier sichtbaren Teilstrahlen 35, 36, 37, 38 zusammensetzt, wobei nicht jeder der vier Teilstrahlen 35, 36, 37, 38 eingeschaltet sein muss. Mit Hilfe der vier Strahlquellen 31, 32, 33, 34 lassen sich 34 = 81 Zielobjekte identifizieren und voneinander unterscheiden. Für die Anzahl der Zielobjekte gilt bei gleichen Strahlquellen: Anzahl der Farben einer Strahlquelle potenziert mit der Anzahl der Strahlquellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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