DE102015205600A1

DE102015205600A1 - Laser distance measuring device

Info

Publication number: DE102015205600A1
Application number: DE102015205600.7A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Fuchs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-09-29

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Laserentfernungsmessgerät (10), insbesondere einem handgehaltenen Laserentfernungsmessgerät (10), mit zumindest einer Laserentfernungsmesseinheit zum berührungslosen Messen einer Entfernung zu einem Zielobjekt (18) entlang einer Entfernungsmessrichtung (24). Erfindungsgemäß weist das Laserentfernungsmessgerät (10) einen Referenzlaser (28) auf, wobei der Referenzlaser (28) dazu ausgelegt ist, in einer zur Entfernungsmessrichtung (24) senkrecht angeordneten Referenzrichtung (30) ein Lasersignal (32) zur Erzeugung einer Lasermarkierung (34) auf einem Objekt (36) auszusenden.The invention relates to a laser range finder (10), in particular a hand-held laser range finder (10), having at least one laser distance measuring unit for non-contact measurement of a distance to a target object (18) along a distance measuring direction (24). According to the invention, the laser distance measuring device (10) has a reference laser (28), wherein the reference laser (28) is designed to generate a laser signal (32) in a reference direction (30) arranged perpendicular to the distance measuring direction (24) for generating a laser marking (34) to send an object (36).

Description

Stand der Technik State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Laserentfernungsmesseinheit zum berührungslosen Messen einer Entfernung zu einem Zielobjekt entlang einer Entfernungsmessrichtung. The present invention relates to a laser distance measuring apparatus having at least one laser distance measuring unit for non-contact measuring a distance to a target object along a distance measuring direction.

Es sind bereits derartige Laserentfernungsmessgeräte vorgeschlagen worden, beispielsweise in DE 10 2004 023 998 A1 . There are already such laser range measuring devices have been proposed, for example in DE 10 2004 023 998 A1 ,

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Das vorgeschlagene Laserentfernungsmessgerät, insbesondere ein handgehaltenes Laserentfernungsmessgerät, geht aus von einem Laserentfernungsmessgerät mit zumindest einer Laserentfernungsmesseinheit zum berührungslosen Messen einer Entfernung zu einem Zielobjekt entlang einer Entfernungsmessrichtung. Erfindungsgemäß weist das Laserentfernungsmessgerät einen Referenzlaser auf, der dazu ausgelegt ist, in einer zur Entfernungsmessrichtung senkrecht angeordneten Referenzrichtung ein Lasersignal, insbesondere ein Referenzsignal, zur Erzeugung einer Lasermarkierung auf einem entfernten Objekt auszusenden. The proposed laser range finder, particularly a hand-held laser range finder, is based on a laser range finder having at least one laser distance measuring unit for non-contact measurement of a distance to a target object along a distance measuring direction. According to the invention, the laser range finding device has a reference laser which is designed to emit a laser signal, in particular a reference signal, for generating a laser mark on a remote object in a reference direction arranged perpendicular to the distance measuring direction.

Die Laserentfernungsmesseinheit ist dazu vorgesehen, einen zeitlich modulierten Strahl, insbesondere einen Laserstrahl, in Richtung auf ein Zielobjekt hin, dessen Abstand zu dem Messgerät ermittelt werden soll, auszusenden. Diese Richtung wird im Folgenden als Entfernungsmessrichtung bezeichnet. Dazu weist die Laserentfernungsmesseinheit zumindest eine Sendevorrichtung zum Aussenden von Messstrahlung, insbesondere Laserstrahlung, auf. Ein von dem angepeilten Zielobjekt reflektierter oder gestreuter, rücklaufender Strahl wird von dem Laserentfernungsmessgerät, insbesondere von einer Komponente der Laserentfernungsmesseinheit, zumindest teilweise detektiert und zur Ermittlung der zu messenden Entfernung in Entfernungsmessrichtung verwendet. Der rücklaufende Strahl wird dabei mittels der Laserentfernungsmesseinheit unter Verwendung zumindest einer Sensorvorrichtung zum Detektieren von Messstrahlung detektiert. Die Sensorvorrichtung ist zum Detektieren von zumindest Messstrahlung ausgebildet, wobei unter Sensorvorrichtung zumindest ein Detektorelement verstanden werden soll, das abhängig von einer auftreffenden Lichtintensität ein Detektionssignal liefert. Unter Detektorelement werden strahlungsempflindliche, insbesondere lichtempfindliche Elemente wie Photodioden, beispielsweise PIN-Dioden oder Avalanche Photo Dioden (APD), aber auch (modulierte) CCD-Chips und CMOS-Pixel verstanden. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das zumindest eine Detektorelement durch eine Single-Photon-Avalanche-Diode (SPAD) gebildet, in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform durch eine Mehrzahl ungekoppelter oder gekoppelter SPADs. Aus einem zwischen der ausgesendeten Messstrahlung und der von der Oberfläche des Zielobjekts reflektierten Messstrahlung durchgeführten Phasenvergleich kann eine Lichtlaufzeit ermittelt und über die Lichtgeschwindigkeit der gesuchte Abstand zwischen dem Laserentfernungsmessgerät und dem Zielobjekt bestimmt werden. Ein typischer Messbereich des Laserentfernungsmessgeräts liegt in einem Entfernungsbereich von wenigen Zentimetern bis zu mehreren hundert Metern. Der ermittelte Entfernungsmesswert wird anschließend mittels einer Ausgabevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts, beispielsweise unter Verwendung eines Displays oder einer akustischen Ausgabevorrichtung, an einen Nutzer ausgegeben. The laser distance measuring unit is provided to emit a time-modulated beam, in particular a laser beam, in the direction of a target object whose distance from the measuring device is to be determined. This direction is referred to below as the distance measuring direction. For this purpose, the laser distance measuring unit has at least one transmitting device for emitting measuring radiation, in particular laser radiation. A reflected beam reflected or scattered by the targeted target object is at least partially detected by the laser range finder, in particular, by a component of the laser range measuring unit, and used to detect the distance to be measured in the rangefinding direction. The returning beam is thereby detected by means of the laser distance measuring unit using at least one sensor device for detecting measuring radiation. The sensor device is designed to detect at least measuring radiation, wherein the sensor device is to be understood as at least one detector element which supplies a detection signal as a function of an incident light intensity. By detector element radiation-sensitive, especially photosensitive elements such as photodiodes, for example PIN diodes or avalanche photo diodes (APD), but also (modulated) CCD chips and CMOS pixels are understood. In an advantageous embodiment, the at least one detector element is formed by a single-photon avalanche diode (SPAD), in a particularly advantageous embodiment by a plurality of uncoupled or coupled SPADs. A light transit time can be determined from a phase comparison carried out between the emitted measuring radiation and the measuring radiation reflected from the surface of the target object, and the sought distance between the laser distance measuring device and the target object can be determined via the speed of light. A typical measuring range of the laser rangefinder is in a distance range of a few centimeters to several hundred meters. The determined distance measurement value is then output to a user by means of an output device of the laser rangefinder, for example using a display or an acoustic output device.

Vorteilhaft ist das Laserentfernungsmessgerät ein handgehaltenes Messgerät, das ohne Zuhilfenahme von Transport und/oder Haltevorrichtung lediglich mit den Händen, bevorzugt mit einer Hand, geführt werden kann. Dazu beträgt die Gesamtmasse des Laserentfernungsmessgeräts insbesondere weniger als 500 g, bevorzugt weniger als 400 g, besonders bevorzugt weniger als 300 g. Advantageously, the laser rangefinder is a hand-held measuring device that can be guided only with the hands, preferably with one hand, without the aid of transport and / or holding device. For this purpose, the total mass of the laser rangefinder is in particular less than 500 g, preferably less than 400 g, more preferably less than 300 g.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts sind alle Komponenten des Messgeräts in einem die Komponenten im Wesentlichen umschließenden Gehäuse untergebracht. Insbesondere beträgt die Länge der längsten Seite dieses Gehäuses weniger als 30 cm, vorteilhaft weniger als 20 cm, besonders vorteilhaft weniger als 15 cm. In a preferred embodiment of the laser range finding device, all the components of the measuring device are accommodated in a housing substantially enclosing the components. In particular, the length of the longest side of this housing is less than 30 cm, advantageously less than 20 cm, particularly advantageously less than 15 cm.

Das Laserentfernungsmessgerät weist erfindungsgemäß einen Referenzlaser auf, der derart in oder an dem Laserentfernungsmessgerät angebracht ist, dass ein mittels Referenzlaser erzeugtes Lasersignal, im Folgenden insbesondere auch Referenzsignal, in eine Referenzrichtung ausgesendet wird, die sich senkrecht zur Entfernungsmessrichtung erstreckt. Das mittels Referenzlaser erzeugte und ausgesendete Lasersignal dient der Projektion einer Lasermarkierung, insbesondere einer Referenzmarkierung, auf eine Oberfläche eines entfernten Objekts, welches sich in Referenzrichtung von dem Laserentfernungsmessgerät befindet. According to the invention, the laser distance measuring device has a reference laser which is mounted in or on the laser distance measuring device such that a laser signal generated by means of a reference laser, in the following also, in particular, reference signal, is emitted in a reference direction which extends perpendicular to the distance measuring direction. The laser signal generated and emitted by means of a reference laser serves to project a laser mark, in particular a reference mark, onto a surface of a remote object which is in the reference direction of the laser range finder.

In einer alternativen Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts ist eine Erzeugung des erfindungsgemäßen Referenzsignals, das in die Referenzrichtung ausgesendet wird, prinzipiell auch unter Verwendung nur eines Lasers des Laserentfernungsmessgeräts denkbar. Dabei wird zumindest ein Teil des von diesem einen Laser ausgesendeten Lichtsignals als Messstrahlung zum Zielobjekt in Entfernungsmessrichtung ausgesendet, während ein weiterer Teil des Lichtsignals in Referenzrichtung als Referenzsignal umgelenkt und ausgesendet wird. Eine Strahlteilung bzw. Auskopplung des Referenzsignals aus dem von dem Laser ausgesendeten Lichtsignal kann beispielsweise mittels strahlformender und/oder strahllenkender optischer Elemente, insbesondere beispielsweise Linsen, Filter, diffraktive Elemente, Prismen, Spiegel, Reflektoren, optisch transparente Scheiben oder dergleichen, realisiert werden. In an alternative embodiment of the laser range finding device, generation of the reference signal according to the invention, which is transmitted in the reference direction, is in principle also conceivable using only one laser of the laser rangefinder. In this case, at least part of the light signal emitted by this one laser is emitted as measuring radiation to the target object in the distance measuring direction, while a further part of the light signal is deflected in the reference direction as a reference signal and transmitted. A beam splitting or decoupling of the reference signal from the light signal emitted by the laser can be realized, for example, by means of beam-shaping and / or beam-directing optical elements, in particular for example lenses, filters, diffractive elements, prisms, mirrors, reflectors, optically transparent disks or the like.

Vorteilhaft lässt sich mit dieser projizierten Lasermarkierung, insbesondere mit der Referenzmarkierung, eine Orientierung und/oder Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts im Raum erleichtern. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Referenzlasers kann ein Nutzer des Laserentfernungsmessgeräts das Laserentfernungsmessgerät bei freier translativer und rotativer Bewegung im Raum ausrichten, indem mittels des ausgesendeten Lasersignals eine Lasermarkierung, insbesondere die Referenzmarkierung, auf der Oberfläche eines Objekts erzeugt wird, über die die Position und die Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts in Bezug zu dem entfernten, mit dem Lasersignal beleuchteten Objekt gesetzt werden kann. Vorteilhaft dient der Referenzlaser auf diese Weise als Peilhilfe, die eine einfache Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts durch den Benutzer in Bezug zu dem entfernten, mit dem Lasersignal beleuchteten Objekt erlaubt. Bevorzugt dient die von dem Referenzlaser auf die Oberfläche eines entfernten Objekts projizierte Lasermarkierung derart als Referenz, als sie eine virtuelle Verlängerung einer Anlegekante des Gehäuses, alternativ einer zu einer Anlegekante Parallelen, des Laserentfernungsmessgeräts darstellt. In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts definiert eine die Referenzrichtung einschließende, zur Entfernungsmessrichtung senkrecht verlaufende Ebene einen gehäusefesten Bezugspunkt. Bevorzugt liegt diese Ebene parallel zu einer Anlegekante des Gehäuses des Laserentfernungsmessgeräts. Advantageously, with this projected laser marking, in particular with the reference marking, an orientation and / or orientation of the laser distance measuring device in space can be facilitated. Using the reference laser according to the invention, a user of the laser range finder can align the laser range finder with free translational and rotational movement in space by generating a laser mark, in particular the reference mark, on the surface of an object by means of the emitted laser signal, via which the position and orientation of the laser Laser distance meter can be set in relation to the remote, illuminated with the laser signal object. Advantageously, the reference laser in this way serves as a sighting aid, which allows a simple alignment of the laser rangefinder by the user in relation to the remote, illuminated with the laser signal object. Preferably, the laser mark projected by the reference laser onto the surface of a remote object serves as a reference, as it represents a virtual extension of a contact edge of the housing, alternatively a parallel to a contact edge, of the laser rangefinder. In an advantageous embodiment of the laser range finding device, a plane which encloses the reference direction and runs perpendicular to the distance measuring direction defines a housing-fixed reference point. Preferably, this plane is parallel to a contact edge of the housing of the laser rangefinder.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts sendet der Referenzlaser ein Lasersignal zur Erzeugung einer Lasermarkierung, insbesondere einer Referenzmarkierung, in Form eines Punktes, einer punkt- oder rotationsymmetrischen geometrischen Figur oder eines punkt- oder rotationssymmetrischen Musters aus. In an advantageous embodiment of the laser distance measuring device, the reference laser emits a laser signal for generating a laser marking, in particular a reference marking, in the form of a point, a point- or rotation-symmetrical geometric figure or a point- or rotationally symmetrical pattern.

Unter Verwendung eines Punktes als Lasermarkierung kann die Lasermarkierung, insbesondere die Referenzmarkierung, auf besonders einfache und wirtschaftlich vorteilhafte Weise unter Verwendung eines kostengünstigen Punktlasers realisiert werden. Darüber hinaus ist eine besonders intuitive, nutzerfreundliche Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts unter Verwendung eines Punktes als Lasermarkierung ohne Gefahr von Fehlinterpretationen möglich. Using a point as a laser mark, the laser marking, in particular the reference mark, can be realized in a particularly simple and economically advantageous manner using a low-cost point laser. In addition, a particularly intuitive, user-friendly alignment of the laser range finder using a dot as a laser mark is possible without risk of misinterpretation.

Werden punkt- oder rotationssymmetrische geometrische Figuren oder Muster als Lasermarkierung gewählt, so kann besonders vorteilhaft über eine vom Einstrahlungswinkel des Lasersignals auf die Oberfläche des entfernten Objekts abhängige Verzerrung der punkt- oder rotationssymmetrischen geometrischen Figur oder des Musters festgestellt werden, ob die Referenzrichtung, in der das Lasersignal auf die Oberfläche des Objekts ausgesendet wird, lotrecht auf diese Oberfläche steht, sofern die Oberfläche des Objekts im Bereich der projizierten Lasermarkierung hinreichend eben ist. Stehen Referenzrichtung und Oberfläche des Objekts senkrecht zueinander, so wird ein punkt- oder rotationssymmetrisches Muster oder eine punkt- oder rotationssymmetrische geometrische Figur der Lasermarkierung ebenfalls auf der Oberfläche des Objekts punkt- oder rotationssymmetrisch dargestellt. Weicht der Winkel zwischen Referenzrichtung und Oberfläche des Objekts von einem rechten Winkel ab, so ergibt sich durch einen schiefen Einfallswinkel des Lasersignals auf die Oberfläche des Objekts eine verzerrte, nicht exakt punkt- oder rotationssymmetrische geometrische Figur oder ein verzerrtes, nicht exakt punkt- oder rotationssymmetrisches Muster der Lasermarkierung. Im Falle lotrechter Einstrahlung liegt keine Verzerrung der punkt- oder rotationssymmetrischen geometrischen Figuren oder des Musters der Lasermarkierung vor. If punctiform or rotationally symmetrical geometrical figures or patterns are selected as laser markings, it can be determined with particular advantage if the distortion of the punctiform or rotationally symmetrical geometric figure or of the pattern is dependent on the angle of incidence of the laser signal on the surface of the remote object, if the reference direction in which the laser signal is emitted to the surface of the object, perpendicular to this surface, provided that the surface of the object in the region of the projected laser marking is sufficiently flat. If the reference direction and the surface of the object are perpendicular to one another, then a point- or rotationally symmetrical pattern or a point-symmetrical or rotationally symmetrical geometric figure of the laser marking is likewise represented point-symmetrically or rotationally symmetrically on the surface of the object. If the angle between the reference direction and the surface of the object deviates from a right angle, an oblique angle of incidence of the laser signal on the surface of the object results in a distorted, not exactly punctiform or rotationally symmetric geometric figure or a distorted, not exactly punctiform or rotationally symmetric one Pattern of laser marking. In the case of perpendicular irradiation, there is no distortion of the point or rotationally symmetrical geometric figures or of the pattern of the laser marking.

Vorteilhaft kann ein Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts derart die mittels Referenzlaser auf die Oberfläche eines entfernten Objekts projizierte Lasermarkierung auf einfache Weise dazu verwenden, eine lotrechte Ausrichtung der Referenzrichtung auf die Oberfläche und damit einhergehend eine parallele Ausrichtung der Entfernungsmessrichtung zu der Oberfläche des Objektes einzustellen und auch zu überprüfen. Advantageously, a user of the laser rangefinder can thus easily use the laser mark projected onto the surface of a remote object by reference laser to set and also verify a perpendicular orientation of the reference direction on the surface and, consequently, a parallel orientation of the rangefinding direction to the surface of the object ,

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts definiert eine die Referenzrichtung einschließende, zur Entfernungsmessrichtung senkrecht verlaufende Ebene einen gehäusefesten Bezugspunkt, auf den eine gemessene Entfernung in Entfernungsmessrichtung bezogen werden kann. In an advantageous embodiment of the laser range finding device, a plane which includes the reference direction and which extends perpendicular to the distance measuring direction defines a housing-fixed reference point, to which a measured distance in the distance measuring direction can be referred.

Auf diese Weise wird besonders vorteilhaft erreicht, dass die gemessene Entfernung in Entfernungsmessrichtung zwischen dem Zielobjekt und dem Laserentfernungsmessgerät derart gemessen wird, dass der Nullpunkt dieser Entfernungsmessung dem Mittelpunkt der Lasermarkierung, insbesondere der Referenzmarkierung, entspricht, die senkrecht zur Entfernungsmessrichtung in Referenzrichtung auf die Oberfläche eines Objekts projiziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts kann durch Knopfdruck die Einstellung des Laserentfernungsmessgeräts derart geändert werden, dass zwischen verschiedenen gehäusefesten Bezugspunkten der Entfernungsmessung umgeschaltet wird. Vorteilhaft kann dadurch eine Entfernungsmessung beispielsweise insbesondere auf die die Referenzrichtung einschließende Ebene bezogen werden oder alternativ auf eine insbesondere dazu parallele Anlegekante des Gehäuses. In this way, it is achieved with particular advantage that the measured distance in the distance measuring direction between the target object and the laser rangefinder is measured such that the zero point of this distance measurement corresponds to the center of the laser mark, in particular the reference mark, perpendicular to the distance measuring direction in the reference direction to the surface of a laser marker Object is projected. In a preferred embodiment of the laser range finding device, the setting of the laser rangefinder can be changed by pressing a button such that switching between different fixed reference points of the distance measurement is switched. Advantageously, a distance measurement can be obtained, for example, in particular, by reference to the plane enclosing the reference direction or, alternatively, to a contact edge of the housing which is in particular parallel thereto.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts ist der Referenzlaser zur Bestimmung einer Entfernung in Referenzrichtung vorgesehen, insbesondere zur Bestimmung des Abstands des Messgeräts zu einer Oberfläche eines mit dem Referenzsignal angestrahlten Objekts. In an advantageous embodiment of the laser distance measuring device, the reference laser is provided for determining a distance in the reference direction, in particular for determining the distance of the measuring device to a surface of an object illuminated by the reference signal.

Vorteilhaft kann derart auch der Referenzlaser zur Bestimmung einer Entfernung verwendet werden, sodass das Laserentfernungsmessgerät gleichzeitig oder sequentiell Entfernungen sowohl in Entfernungsmessrichtung als auch in Referenzrichtung bestimmen und ausgeben kann. Beispielsweise lassen sich auf diese Weise schnell und für einen Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts intuitiv Flächen, insbesondere Grundflächen, in nur einem Messschritt erfassen. Advantageously, the reference laser can also be used to determine a distance, so that the laser rangefinder can determine and output distances both in the distance measuring direction and in the reference direction simultaneously or sequentially. For example, in this way it is possible to detect surfaces, in particular base areas, in an intuitive manner quickly and for a user of the laser range finding device in just one measuring step.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts ist der Referenzlaser zur Erzeugung einer Lasermarkierung auf einem entfernten Objekt ein-/ausschaltbar realisiert. In an advantageous embodiment of the laser distance measuring device, the reference laser for generating a laser marking on a remote object is realized on / off switchable.

Vorteilhaft kann durch ein separates Ein-/Ausschalten des Referenzlasers eine zur Energieversorgung des Laserentfernungsmessgeräts bereitgestellte Batterie- oder Akkumulatorkapazität effizienter und ökonomischer umgesetzt werden. Wird beispielsweise lediglich eine Entfernungsmessung in Entfernungsmessrichtung durchgeführt, für die eine Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts im Raum unter Verwendung des Referenzlasers nicht nötig ist, so kann der Referenzlaser zur Einsparung einer Energiekapazität ausgeschaltet werden. Advantageously, by providing a separate switching on / off of the reference laser, a battery or accumulator capacity provided for the power supply of the laser range finding device can be implemented more efficiently and economically. If, for example, only a distance measurement is performed in the distance measuring direction, for which an alignment of the laser distance measuring device in space using the reference laser is not necessary, the reference laser can be switched off to save energy capacity.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts sind weitere Mittel, insbesondere eine Wasserwaage oder Libelle, zur Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts vorgesehen. In an advantageous embodiment of the laser range finding device, further means, in particular a spirit level or level, are provided for aligning the laser rangefinder.

Vorteilhaft kann die Präzision der Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts im Raum und damit einhergehend die Genauigkeit der Messergebnisse durch Verwendung weiterer Mittel zur Ausrichtung des Laserentfernungsmessgeräts gesteigert werden. Ein Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts kann beispielsweise eine horizontale und/oder vertikale Ausrichtung der Entfernungsmessrichtung bzw. der Referenzrichtung unter Verwendung zweier Libellen intuitiv und schnell prüfen. Advantageously, the precision of the alignment of the laser range finder in space and concomitantly the accuracy of the measurement results can be increased by using further means for aligning the laser range finder. For example, a user of the laser range finder can intuitively and quickly check a horizontal and / or vertical orientation of the distance measuring direction or the reference direction using two levels of dragonflies.

Zeichnungen drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente. The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations. Like reference numerals in the figures indicate like elements.

1 Perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgeräts 1 Perspective view of an embodiment of the laser range finding device according to the invention

2 Schematische Aufsicht auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgeräts, das sich in einem exemplarischen, zu vermessenden Umfeld befindet 2 Schematic plan view of an embodiment of the laser range finding device according to the invention, which is located in an exemplary environment to be measured

3 Schematische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgeräts, von dem aus Lasermarkierungen in Referenzrichtung (a) lotrecht und (b) unter einem nicht lotrechten Winkel auf eine Oberfläche eines Objekts projiziert werden. 3 Schematic representation of an embodiment of the laser range finding device according to the invention, from which laser marks in the reference direction (a) perpendicular and (b) are projected at a non-perpendicular angle to a surface of an object.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments

1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein beispielhaft ausgeführtes, handgehaltenes Laserentfernungsmessgerät 10, das ein Gehäuse 12, ein Display 14 sowie Betätigungselemente 16 zum Ein- und Ausschalten des Laserentfernungsmessgeräts 10 und zum Starten bzw. Konfigurieren eines Messvorgangs umfasst. Zur Messung des Abstands des Laserentfernungsmessgeräts 10 zu einem Zielobjekt 18 (vgl. 2) wird im Betrieb des Laserentfernungsmessgeräts 10 parallele Messstrahlung 20 über eine Sendeoptik 22, die beispielsweise aus einem Linsensystem besteht, in Richtung des Gegenstand, d.h. in Entfernungsmessrichtung 24, gesendet. Die von einer Oberfläche des Zielobjekts 18 reflektierte Messstrahlung wird über eine Empfangsoptik 26 auf eine nicht näher dargestellte Sensorvorrichtung geleitet und dort detektiert. Aus einem zwischen der ausgesendeten Messstrahlung 20 und der von der Oberfläche des entfernten Gegenstands 18 reflektierten Messstrahlung durchgeführten Phasenvergleich kann eine Lichtlaufzeit ermittelt und über die Lichtgeschwindigkeit der gesuchte Abstand zwischen Laserentfernungsmessgerät 10 und Zielobjekt 18 bestimmt werden. Erfindungsgemäß weist das Laserentfernungsmessgerät 10 einen Referenzlaser 28 auf, wobei der Referenzlaser 28 dazu ausgelegt ist, in einer zur Entfernungsmessrichtung 24 senkrecht angeordneten Referenzrichtung 30 ein Lasersignal 32 zur Erzeugung einer Lasermarkierung 34 auf der Oberfläche eines Objekts 36 auszusenden. Der Referenzlaser lässt sich über die Bedienelemente 16 ein- und ausschalten. Ferner weist das Laserentfernungsmessgerät 10 zu dessen Energieversorgung eine nicht näher dargestellte Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator, bevorzugt einen Lithium-Ionen-Akkumulator, auf. 1 shows in perspective an exemplary executed, hand-held laser rangefinder 10 that is a case 12 , a display 14 as well as actuators 16 to turn the laser rangefinder on and off 10 and for starting or configuring a measuring operation. To measure the distance of the laser rangefinder 10 to a target object 18 (see. 2 ) is in operation of the laser rangefinder 10 parallel measuring radiation 20 via a transmission optics 22 , which consists for example of a lens system, in the direction of the object, ie in the distance measuring direction 24 , Posted. The from a surface of the target object 18 reflected measuring radiation is transmitted via a receiver optics 26 passed to a sensor device not shown and detected there. From one between the emitted measuring radiation 20 and that of the surface of the removed object 18 Reflected measured radiation performed phase comparison can be determined a light transit time and the speed of light the sought distance between the laser rangefinder 10 and target object 18 be determined. According to the invention, the laser rangefinder 10 a reference laser 28 on, being the reference laser 28 is designed to be in a distance to the direction of measurement 24 perpendicular arranged reference direction 30 a laser signal 32 for generating a laser mark 34 on the surface of an object 36 send out. The reference laser can be accessed via the controls 16 to switch on and off. Furthermore, the laser rangefinder has 10 to the energy supply to a power supply device, not shown, in particular a battery or a rechargeable battery, preferably a lithium-ion battery, on.

2 zeigt in schematischer Aufsicht eine Messkonstellation, in der das Laserentfernungsmessgerät 10 unter Verwendung des Referenzlasers 28 zur Entfernungsmessung eingesetzt wird. In der gezeigten Ausführungsform befindet sich das Laserentfernungsmessgerät 10 in einem Raum, der von 3 Wänden 38a, 38b, 38c begrenzt wird. Ein Hindernis 40 befindet sich derart vor einer der drei Wände, beispielsweise vor Wand 38b, dass die Länge 42 der Wand 38b sich ohne Zuhilfenahme weiterer Hilfsmittel, beispielsweise einer Anlegekante 44 oder dergleichen, nicht im Rahmen eines einzigen Messvorgangs genau bestimmen lässt, sondern als Summe der in zwei Messvorgängen bestimmten einzelnen Teil-Entfernungen 42a und 42b berechnet werden muss. 2 shows a schematic plan view of a measurement constellation in which the laser range finder 10 using the reference laser 28 is used for distance measurement. In the embodiment shown, the laser rangefinder is located 10 in a room of 3 walls 38a . 38b . 38c is limited. An obstacle 40 so located in front of one of the three walls, for example in front of wall 38b that the length 42 the Wall 38b without the help of other aids, such as a contact edge 44 or the like, can not be accurately determined in the context of a single measurement process, but as the sum of the individual partial distances determined in two measuring operations 42a and 42b must be calculated.

Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgeräts 10 lässt sich diese Länge 42 der Wand 38b in nur einem Messschritt realisieren. Dazu wird das Laserentfernungsmessgerät 10 derart im Raum ausgerichtet, dass das von dem Referenzlaser 28 ausgesendete Referenzsignal 32 zur Erzeugung einer Lasermarkierung 34 auf einem Objekt 36, hier beispielhaft in Form eines Laserpunktes, senkrecht auf die Oberfläche der als eben angenommenen Wand 38b fällt. Ferner wird das Laserentfernungsmessgerät 10 so lange in Richtung der Entfernungsmessrichtung 24 oder dazu entgegengesetzt verschoben, bis die durch das Referenzsignal 32 erzeugte Lasermarkierung 34 auf die Kante 46 der im Ausführungsbeispiel gezeigten Wand 38b fällt. Über die Bedienelemente 16 wird anschließend eine Entfernungsmessung ausgelöst, deren Ergebnis auf dem Display 14 (vgl. 1) des Laserentfernungsmessgeräts 10 ausgegeben wird. Dabei wird die Entfernungsmessung auf eine zur Entfernungsmessrichtung 24 senkrecht verlaufende Ebene 48 (dargestellt durch einen Pfeil) bezogen, die die Referenzrichtung 30 einschließt. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft mit nur einem einzigen Messvorgang die Länge 42 der Wand 38b mit hoher Präzision gemessen werden. 3 zeigt in (a) und (b) zwei schematische, exemplarische Anordnungen des Laserentfernungsmessgeräts 10 im Raum, bei denen der Referenzlaser 28 (vgl. 1) jeweils ein Referenzsignal 32a, 32b zur Erzeugung einer Lasermarkierung 34a, 34b auf einer Oberfläche eines Objekts 36 aussendet. In 3a weist die Lasermarkierung 34a ein Muster aus vier Punkten auf, das, unter der Bedingung, dass die Referenzrichtung 30a senkrecht auf die Oberfläche des Objekts 36 einfällt, ein Quadrat definiert. In (b) weicht der Einfallswinkel des Referenzsignals 32b, d. h. der Winkel zwischen Referenzrichtung 30b und Oberfläche des Objekts 36 von einem rechten Winkel ab – dargestellt durch die Winkelverschiebung α, so verzerrt sich das Muster der Lasermarkierung 34b, wie dies in 3b dargestellt ist. Der Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts 10 kann auf diese Weise besonders intuitiv und einfach das Laserentfernungsmessgerät 10 derart im Raum ausrichten, dass die Referenzrichtung 30 senkrecht auf die Oberfläche des Objekts 36 einfällt. Insbesondere bedeutet dies, dass die Entfernungsmessrichtung 24 des Laserentfernungsmessgeräts 10 parallel zu der als eben angenommenen Oberfläche des Objekts 36 verläuft. Using the laser rangefinder according to the invention 10 can this length be 42 the Wall 38b realize in just one measuring step. For this purpose, the laser rangefinder 10 aligned in space so that that of the reference laser 28 emitted reference signal 32 for generating a laser mark 34 on an object 36 , here by way of example in the form of a laser point, perpendicular to the surface of the wall just assumed 38b falls. Further, the laser range finder becomes 10 so long in the direction of the distance measurement 24 or opposite to that shifted by the reference signal 32 generated laser marking 34 on the edge 46 the wall shown in the embodiment 38b falls. About the controls 16 Subsequently, a distance measurement is triggered, the result on the display 14 (see. 1 ) of the laser range finder 10 is issued. In this case, the distance measurement on a distance to the direction of measurement 24 vertical plane 48 (represented by an arrow), which is the reference direction 30 includes. In this way, the length can be particularly advantageous with only a single measurement 42 the Wall 38b be measured with high precision. 3 shows in (a) and (b) two schematic, exemplary arrangements of the laser rangefinder 10 in the room where the reference laser 28 (see. 1 ) each have a reference signal 32a . 32b for generating a laser mark 34a . 34b on a surface of an object 36 sending out. In 3a indicates the laser marking 34a a pattern of four points on that, on the condition that the reference direction 30a perpendicular to the surface of the object 36 thinks, defines a square. In (b), the angle of incidence of the reference signal deviates 32b ie the angle between the reference direction 30b and surface of the object 36 from a right angle - represented by the angular displacement α, the pattern of laser marking is distorted 34b like this in 3b is shown. The user of the laser rangefinder 10 This makes it particularly intuitive and easy to use the laser rangefinder 10 align in space so that the reference direction 30 perpendicular to the surface of the object 36 incident. In particular, this means that the distance measuring direction 24 of the laser rangefinder 10 parallel to the just assumed surface of the object 36 runs.

Weitere Ausgestaltungen der Lasermarkierungen 34, insbesondere in Form einer punkt- oder rotationssymmetrischen geometrischen Figur oder in Form eines punkt- oder rotationssymmetrischen Musters, sind denkbar, beispielsweise in Form eines Gittermusters oder eines Kreises. Derartige Muster können ebenfalls dazu genutzt werden, einen Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts 10 eine präzise Ausrichtung des Entfernungmessgeräts 10 im Raum zu erleichtern, insbesondere das lotrechte ausrichten der Referenzrichtung 30 auf die Oberfläche des Objekts 36 zu ermöglichen. Further embodiments of the laser markings 34 , In particular in the form of a point or rotationally symmetrical geometric figure or in the form of a point or rotationally symmetrical pattern, are conceivable, for example in the form of a grid pattern or a circle. Such patterns may also be used by a user of the laser range finder 10 a precise alignment of the distance measuring device 10 in the space, in particular the vertical alignment of the reference direction 30 on the surface of the object 36 to enable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102004023998 A1 [0002]

Claims

Laser rangefinder ( 10 ), in particular handheld laser rangefinder ( 10 ), comprising at least one laser distance measuring unit for non-contact measurement of a distance to a target object ( 18 ) along a distance measuring direction ( 24 ) and a reference laser ( 28 ), the reference laser ( 28 ) is designed in a direction to the distance ( 24 ) vertically arranged reference direction ( 30 ) a laser signal ( 32 ) for producing a laser marking ( 34 ) on an object ( 36 ).

Laser rangefinder ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the reference laser ( 28 ) a laser signal ( 32 ) for producing a laser marking ( 34 ) in the form of a point, a point or rotationally symmetric geometric figure or a point or rotationally symmetrical pattern ( 34a ).

Laser rangefinder ( 10 ) According to one of claims 1 or 2, characterized in that one (the reference direction 30 ), to the distance measuring direction ( 24 ) vertical plane ( 48 ) defines a housing-fixed reference point to which a measured distance ( 42 ).