DE102016218848B4 - Method for operating a hand-held laser distance measuring device and laser distance measuring device - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts (10) zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen dem Laserentfernungsmessgerät (10) und einem entfernten Gegenstand, wobei aus einem zwischen von dem Laserentfernungsmessgerät (10) ausgesendeter Laserstrahlung und von einer Oberfläche eines Zielobjekts rücklaufender Laserstrahlung durchgeführten Phasenvergleich ein Abstand zwischen dem Laserentfernungsmessgerät (10) und dem Zielobjekt ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest• in einem ersten Verfahrensschritt zumindest zwei Entfernungen ermittelt werden,• in einem zweiten Verfahrensschritt ein Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts (10) als ein schnelles Hin- und Herbewegen des Laserentfernungsmessgeräts unter Verwendung zumindest eines Beschleunigungssensors (28) und/oder zumindest eines Drehratensensors (30) detektiert wird,• in einem dritten Verfahrensschritt eine Berechnung zumindest unter Verwendung der zumindest zwei ermittelten Entfernungen mittels einer Auswertevorrichtung (26) des Laserentfernungsmessgeräts (10) durchgeführt wird, wobei die Detektion des Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts im zweiten Verfahrensschritt die Durchführung der Berechnung im dritten Verfahrensschritt initiiert, und• in einem vierten Verfahrensschritt ein Ergebnis der Berechnung unter Verwendung einer Ausgabevorrichtung (14, 14a) des Laserentfernungsmessgeräts (10) ausgegeben wird.Method for operating a hand-held laser distance measuring device (10) for non-contact distance measurement between the laser distance measuring device (10) and a remote object, wherein a distance between the laser distance measuring device is determined from a phase comparison carried out between laser radiation emitted by the laser distance measuring device (10) and laser radiation returning from a surface of a target object (10) and the target object is determined, characterized in that at least• in a first method step at least two distances are determined,• in a second method step shaking the laser distance measuring device (10) as a rapid back and forth movement of the laser distance measuring device using at least one Acceleration sensor (28) and/or at least one yaw rate sensor (30) is detected,• in a third method step, a calculation using at least the at least two determined distances is carried out by means of an evaluation device (26) of the laser distance measuring device (10), with the detection of the shaking of the laser distance measuring device in the second method step initiating the calculation in the third method step, and• in a fourth method step a result of the calculation using an output device (14, 14a) of the laser distance measuring device (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen einem Laserentfernungsmessgerät und einem entfernten Gegenstand. Es sind bereits Verfahren zum Betrieb eines handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen einem Laserentfernungsmessgerät und einem entfernten Gegenstand vorgeschlagen worden, beispielsweise in DE 10 2010 030 916 A1 .The invention relates to a method for operating a hand-held laser distance measuring device for non-contact distance measurement between a laser distance measuring device and a remote object. Methods for operating a hand-held laser distance measuring device for non-contact distance measurement between a laser distance measuring device and a remote object have already been proposed, for example in DE 10 2010 030 916 A1 .

DE 10 2011 089 824 A1 und DE 10 2014 013 678 B3 betreffen Geräte, insbesondere Entfernungsmessgeräte, die sich mittels Gestensteuerung bedienen lassen. DE 10 2011 089 824 A1 and DE 10 2014 013 678 B3 relate to devices, in particular distance measuring devices, which can be operated using gesture control.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen dem Laserentfernungsmessgerät und einem entfernten Gegenstand vorgeschlagen. Das Verfahren geht aus von einem handgehaltenen Laserentfernungsmessgerät, das zumindest eine Auswertevorrichtung, eine Ausgabevorrichtung und zumindest einen Beschleunigungssensor und/oder zumindest einen Drehratensensor aufweist.A method for operating a hand-held laser distance measuring device for non-contact distance measurement between the laser distance measuring device and a remote object is proposed. The method is based on a hand-held laser distance measuring device that has at least one evaluation device, one output device and at least one acceleration sensor and/or at least one yaw rate sensor.

„Handgehalten“ bedeutet, dass das Laserentfernungsmessgerät bei einem Messvorgang von einem Bediener mit der Hand zumindest geführt, vorzugsweise getragen, besonders bevorzugt gehalten zu werden. Dazu beträgt die Gesamtmasse des Laserentfernungsmessgeräts insbesondere weniger als 2 kg, bevorzugt weniger als 1 kg, besonders bevorzugt weniger als 500 g. Ferner können in einer Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts alle Komponenten des Laserentfernungsmessgeräts 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 einem Anwendungsbeispiel kann das handgehaltene Laserentfernungsmessgerät beispielsweise zur Vermessung von Gegenständen oder Innenräumen bei handwerklichen Tätigkeiten verwendet werden.“Hand-held” means that the laser distance measuring device is at least guided, preferably carried, particularly preferably held, by an operator during a measurement process. For this purpose, the total mass of the laser distance measuring device is in particular less than 2 kg, preferably less than 1 kg, particularly preferably less than 500 g. Furthermore, in one embodiment of the laser distance measuring device, all of the components of the laser distance measuring device can be accommodated in a housing that essentially encloses 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. In an application example, the hand-held laser distance measuring device can be used, for example, to measure objects or interior spaces during manual work.

Zur Entfernungsmessung weist das handgehaltene Laserentfernungsmessgerät eine Sendevorrichtung zum Aussenden von Laserstrahlung, eine Empfangsoptik zum Empfangen von von einem entfernten Objekt rücklaufender Laserstrahlung sowie zumindest eine Detektorvorrichtung zum Detektieren von empfangener Laserstrahlung sowie eine Auswertevorrichtung auf.For distance measurement, the hand-held laser distance measuring device has a transmitting device for emitting laser radiation, receiving optics for receiving laser radiation returning from a distant object and at least one detector device for detecting received laser radiation and an evaluation device.

Die Sendevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts zum Aussenden von Laserstrahlung weist zumindest eine Lichtquelle auf, vorzugsweise in Form eines Lasers, eines Halbleiterlasers oder einer Laserdiode, die insbesondere zeitlich moduliertes Licht, bevorzugt Laserstrahlung, in Richtung eines entfernten Objekts aussendet. Eine zeitliche Modulation kann hierbei kontinuierlich und/oder periodisch, beispielsweise sinusartig, erfolgen. Ebenfalls können Lichtpulse in Richtung auf ein Zielobjekt ausgesendet werden. Ferner können auch Pulszüge, beispielsweise nicht-periodisch wie z.B. in Form von sogenannten Pseudo-Noise-Pulsabfolgen, ausgesendet werden. In einer Ausführungsform kann die Laserstrahlung in einem für das menschliche Auge sichtbaren spektralen Wellenlängenbereich, d.h. insbesondere zwischen 380 nm bis 780 nm, liegen. Vorteilhaft kann ein Bediener des Laserentfernungsmessgeräts die von dem Laserentfernungsmessgerät emittierte Laserstrahlung ohne Zuhilfenahme optischer Hilfsmittel erkennen und insbesondere deren Projektion auf das entfernte Objekt als projizierte Lasermarkierung wahrnehmen.The transmitting device of the laser distance measuring device for emitting laser radiation has at least one light source, preferably in the form of a laser, a semiconductor laser or a laser diode, which emits in particular time-modulated light, preferably laser radiation, in the direction of a distant object. A time modulation can take place continuously and/or periodically, for example sinusoidally. Likewise, light pulses can be emitted in the direction of a target object. Furthermore, pulse trains can also be emitted, for example non-periodically, e.g. in the form of so-called pseudo-noise pulse sequences. In one embodiment, the laser radiation can be in a spectral wavelength range that is visible to the human eye, i.e. in particular between 380 nm and 780 nm. An operator of the laser distance measuring device can advantageously recognize the laser radiation emitted by the laser distance measuring device without the aid of optical aids and in particular perceive its projection onto the distant object as a projected laser marking.

Ein von dem mittels ausgesendetem Laserstrahl beleuchteten Zielobjekt reflektierter und/oder gestreuter, d.h. rücklaufender Laserstrahl wird unter Verwendung einer Empfangsoptik auf die Detektorvorrichtung, insbesondere deren Detektorelement, projiziert, bevorzugt abgebildet. Beispielsweise kann die Empfangsoptik strahlformende und/oder strahllenkende und/oder die Eigenschaften der Laserstrahlung beeinflussende optische Elemente, beispielsweise Linsen, Filter, diffraktive Elemente, Spiegel, Reflektoren, optisch transparente Scheiben oder dergleichen, aufweisen.A laser beam reflected and/or scattered, i.e. returning, from the target object illuminated by the emitted laser beam is projected, preferably imaged, using receiving optics onto the detector device, in particular its detector element. For example, the receiving optics can have optical elements that shape and/or direct the beam and/or influence the properties of the laser radiation, for example lenses, filters, diffractive elements, mirrors, reflectors, optically transparent panes or the like.

Der rücklaufende Laserstrahl wird mittels der Detektorvorrichtung zumindest teilweise detektiert und zur Ermittlung der zu messenden Entfernung verwendet. Dabei soll unter der Detektorvorrichtung zumindest ein strahlungsempflindliches Detektorelement wie beispielsweise eine Photodioden, eine PIN-Diode, eine Avalanche Photo Diode (APD), eine Single-Photon-Avalanche-Diode (SPAD) oder dergleichen, verstanden werden, das abhängig von einer auftreffenden Lichtintensität ein Detektionssignal liefert.The returning laser beam is at least partially detected by the detector device and used to determine the distance to be measured. The detector device should be understood to mean at least one radiation-sensitive detector element such as a photodiode, a PIN diode, an avalanche photo diode (APD), a single photon avalanche diode (SPAD) or the like, which depends on an incident light intensity provides a detection signal.

Die „Auswertevorrichtung“ weist einen Informationseingang, eine Informationsverarbeitung sowie eine Informationsausgabe auf. In einer Ausführungsform kann die Auswertevorrichtung einen Prozessor sowie in einem Speicher der Auswertevorrichtung gespeicherte Betriebsprogramme und/oder Regelroutinen und/oder Auswerteroutinen und/oder Berechnungsroutinen aufweisen. Die Auswertevorrichtung ist dazu vorgesehen, aus einem zwischen der ausgesendeten Laserstrahlung und der von der Oberfläche des Zielobjekts rücklaufenden Laserstrahlung durchgeführten Phasenvergleich eine Lichtlaufzeit zu ermitteln und über die Lichtgeschwindigkeit den gesuchten Abstand zwischen dem Laserentfernungsmessgerät und dem Zielobjekt zu berechnen bzw. zu ermitteln. Ferner ist die Auswertevorrichtung dazu vorgesehen, eine Berechnung zumindest unter Verwendung zumindest zweier ermittelter Entfernungen durchzuführen. Eine derartige Berechnung kann beispielsweise eine Addition, eine Multiplikation eine Division, eine Subtraktion oder dergleichen betreffen. Ferner sind weitere, einem Fachmann geläufige Berechnungsroutinen anwendbar, insbesondere beispielsweise Winkelfunktionen. Derartige Berechnungen dienen insbesondere der Bestimmung einer Fläche aus zwei ermittelten Entfernungen (Multiplikation), der Bestimmung eines Volumens aus drei ermittelten Entfernungen (Multiplikation), der Bestimmung zusammengesetzter Distanzen aus einer Mehrzahl von Entfernungen (Addition, ggf. Subtraktion) sowie der Bestimmung von Abständen bzw. Differenzen (Addition, ggf. Subtraktion). Unter Verwendung von Winkelfunktionen lassen ferner indirekte Längenmessungen durchführen.The "evaluation device" has an information input, an information processing and an information output. In one embodiment, the evaluation device can have a processor and operating programs and/or control routines and/or evaluation routines and/or calculation routines stored in a memory of the evaluation device. The evaluation device is provided to consist of a laser beam between the emitted laser radiation and the laser returning from the surface of the target object radiation carried out phase comparison to determine a light propagation time and to calculate or determine the desired distance between the laser distance measuring device and the target object via the speed of light. Furthermore, the evaluation device is provided to carry out a calculation at least using at least two determined distances. Such a calculation can, for example, relate to an addition, a multiplication, a division, a subtraction or the like. Furthermore, other calculation routines familiar to a person skilled in the art can be used, in particular angle functions, for example. Such calculations are used in particular to determine an area from two determined distances (multiplication), to determine a volume from three determined distances (multiplication), to determine composite distances from a plurality of distances (addition, possibly subtraction) and to determine distances or Differences (addition, possibly subtraction). Indirect length measurements can also be carried out using trigonometric functions.

Ein ermittelter Entfernungsmesswert in Richtung des emittierten Laserstrahls und/oder ein Ergebnis der Berechnung kann anschließend von der Auswertevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts weiterverarbeitet und/oder mittels der Ausgabevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts, beispielsweise unter Verwendung eines Bildschirms, insbesondere eines berührungssensitiven Bildschirms, oder einer akustischen Ausgabevorrichtung, an einen Bediener des Laserentfernungsmessgeräts ausgegeben werden.A determined distance measurement value in the direction of the emitted laser beam and/or a result of the calculation can then be further processed by the evaluation device of the laser distance measuring device and/or by means of the output device of the laser distance measuring device, for example using a screen, in particular a touch-sensitive screen, or an acoustic output device, to a Operators of the laser distance measuring device are issued.

Das Laserentfernungsmessgerät weist zumindest einen Beschleunigungssensor und/oder zumindest einen Drehratensensor auf. Prinzipiell können in einer Ausführungsform auch mehrere Beschleunigungssensoren und/oder mehrere Drehratensensoren in dem Laserentfernungsmessgerät vorgesehen sein. Unter Verwendung des zumindest einen Beschleunigungssensors und/oder des zumindest einen Drehratensensors ist das Laserentfernungsmessgerät dazu vorgesehen, ein Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts zu detektieren. Insbesondere bezeichnet „Schütteln“ auch ein „Kippen“ oder „Klopfen“ oder jegliche Bewegungsformen des Laserentfernungsmessgeräts, die typischerweise nicht während einer Messung auftreten, da ansonsten verfälschte Messergebnisse erhalten werden. Das „Schütteln“ betrifft eine Bewegung des Laserentfernungsmessgeräts als Ganzes, im Unterschied zu einer Betätigung eines Druckschalters bzw. Tasters, der beispielsweise bei Laserentfernungsmessgeräten zur Durchführung einer Entfernungsmessung dient. Bei dem erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgerät wird dagegen die Bewegung des Laserentfernungsmessgeräts ermittelt, die von dem Benutzer durch Führen und Halten des Gehäuses des Laserentfernungsmessgeräts vorgegeben wird. Es handelt sich dagegen nicht um eine Betätigung des Druckschalters bzw. Tasters. „Schütteln“ bezeichnet ein schnelles Hin- und Herbewegen des Laserentfernungsmessgeräts. Dabei kann das Hin- und Herbewegen des Laserentfernungsmessgeräts beispielsweise einer, insbesondere periodischen, sinusförmigen Bewegung oder einer, insbesondere periodischen, nicht-sinusförmigen Bewegung, beispielsweise einer Kippschwingung oder einer Sägezahnschwingung, entsprechen. Die Detektion eines Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts dient der Initiierung (als Trigger) der Durchführung der Berechnung zumindest unter Verwendung der zumindest zwei ermittelten Entfernungen mittels einer Auswertevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts. In einer Ausführungsform des Laserentfernungsmessgeräts erfolgt die Detektion des Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts durch die Auswertevorrichtung, die von dem zumindest einen Beschleunigungssensor und/oder dem zumindest einen Drehratensensor Messsignale zur Auswertung zugeleitet bekommt.The laser distance measuring device has at least one acceleration sensor and/or at least one rotation rate sensor. In principle, in one embodiment, multiple acceleration sensors and/or multiple yaw rate sensors can also be provided in the laser distance measuring device. Using the at least one acceleration sensor and/or the at least one yaw rate sensor, the laser distance measuring device is provided to detect shaking of the laser distance measuring device. In particular, "shaking" also refers to "tipping" or "knocking" or any form of movement of the laser distance measuring device that typically does not occur during a measurement, since otherwise incorrect measurement results are obtained. The "shaking" relates to a movement of the laser distance measuring device as a whole, in contrast to the actuation of a pressure switch or button, which is used, for example, in laser distance measuring devices to carry out a distance measurement. With the laser distance measuring device according to the invention, on the other hand, the movement of the laser distance measuring device is determined, which is specified by the user by guiding and holding the housing of the laser distance measuring device. On the other hand, it is not an actuation of the pressure switch or button. "Shake" means a rapid back and forth movement of the laser range finder. The back and forth movement of the laser distance measuring device can correspond, for example, to a particularly periodic, sinusoidal movement or to a particularly periodic, non-sinusoidal movement, for example a tilting oscillation or a sawtooth oscillation. The detection of shaking of the laser distance measuring device serves to initiate (as a trigger) the execution of the calculation at least using the at least two determined distances by means of an evaluation device of the laser distance measuring device. In one embodiment of the laser distance measuring device, the shaking of the laser distance measuring device is detected by the evaluation device, which receives measurement signals from the at least one acceleration sensor and/or the at least one yaw rate sensor for evaluation.

Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell „programmiert“, „ausgelegt“ und/oder „ausgestattet“ verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion „vorgesehen“ ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt oder dazu ausgelegt ist, die Funktion zu erfüllen.“Provided” should be understood to mean specifically “programmed”, “designed” and/or “equipped”. The fact that an object is “intended” for a specific function is to be understood in particular to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state or is designed to fulfill the function.

Es sei angemerkt, dass das Laserentfernungsmessgerät in einer Ausführungsform besonders einfach und übersichtlich unter Verwendung lediglich eines An-/Aus-Schalters, insbesondere eines Schiebeschalters, gestaltet sein kann.It should be noted that, in one embodiment, the laser distance measuring device can be designed in a particularly simple and clear manner using only one on/off switch, in particular a slide switch.

Das Verfahren zum Betrieb des handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts geht von dem vorgeschlagenen Laserentfernungsmessgerät aus, wobei mindestens

  • • in einem ersten Verfahrensschritt zumindest zwei Entfernungen ermittelt werden,
  • • in einem zweiten Verfahrensschritt ein Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts als ein schnelles Hin- und Herbewegen des Laserentfernungsmessgeräts unter Verwendung zumindest eines Beschleunigungssensors und/oder zumindest eines Drehratensensors detektiert wird,
  • • in einem dritten Verfahrensschritt eine Berechnung zumindest unter Verwendung der zumindest zwei ermittelten Entfernungen mittels einer Auswertevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts durchgeführt wird, wobei die Detektion des Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts im zweiten Verfahrensschritt die Durchführung der Berechnung im dritten Verfahrensschritt initiiert, und
  • • in einem vierten Verfahrensschritt ein Ergebnis der Berechnung unter Verwendung einer Ausgabevorrichtung des Laserentfernungsmessgeräts ausgegeben wird.
The method for operating the hand-held laser distance measuring device is based on the proposed laser distance measuring device, with at least
  • • at least two distances are determined in a first method step,
  • • in a second method step, a shaking of the laser distance measuring device is detected as a rapid back and forth movement of the laser distance measuring device using at least one acceleration sensor and/or at least one yaw rate sensor,
  • • in a third method step, a calculation at least using the at least two determined distances by means of an evaluation device of the laser remover voltage measuring device is carried out, the detection of the shaking of the laser distance measuring device in the second method step initiating the execution of the calculation in the third method step, and
  • • in a fourth method step, a result of the calculation is output using an output device of the laser distance measuring device.

Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Laserentfernungsmessgeräten, bei denen eine Berechnung durch Eingabe des Benutzers über ein Bedienelement wie einen Schalter, einen Taster, einen Knopf oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm initiiert wird, kann auf diese Weise für der Initiierung der Berechnung auf derartige Bedienelemente verzichtet werden. insbesondere bei besonders einfach gestalteten Laserentfernungsmessgeräten, die lediglich einen An-/Aus-Schalter, insbesondere einen Schiebeschalter, aufweisen, kann somit eine weitere Funktionalität ohne Hinzufügen weiterer Bedienelemente bereitgestellt werden. Der Funktionsumfang des Laserentfernungsmessgeräts kann also - bei gleichbleibender Übersichtlichkeit und Kompaktheit des Laserentfernungsmessgeräts - erweitert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl an Tasten, die zur Bedienung des Laserentfernungsmessgeräts nötig sind, reduziert werden. Ferner kann eine Fehlbedienung des Laserentfernungsmessgeräts, insbesondere auf Grund einer Vielzahl von Tasten, die einen Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts verwirren, vermieden werden.In contrast to laser distance measuring devices known from the prior art, in which a calculation is initiated by user input via an operating element such as a switch, a button, a knob or a touch-sensitive screen, in this way such operating elements can be used to initiate the calculation be waived. Particularly in the case of laser distance measuring devices of particularly simple design, which only have an on/off switch, in particular a slide switch, further functionality can thus be provided without adding further operating elements. The range of functions of the laser distance measuring device can thus be expanded—while maintaining the same clarity and compactness of the laser distance measuring device. Alternatively or additionally, the number of keys that are required to operate the laser distance measuring device can be reduced. Furthermore, incorrect operation of the laser distance measuring device, in particular due to a large number of buttons that confuse a user of the laser distance measuring device, can be avoided.

In einer Ausführungsform des Verfahrens können unter Verwendung des Beschleunigungssensors und/oder des Drehratensensors unterschiedliche Arten des Schüttelns detektiert werden, wobei die Berechnung mittels der Auswertevorrichtung in Abhängigkeit der detektierten Art des Schüttelns jeweils unterschiedlich durchgeführt wird.In one embodiment of the method, different types of shaking can be detected using the acceleration sensor and/or the yaw rate sensor, with the calculation being carried out differently by the evaluation device depending on the detected type of shaking.

Auf diese Weise kann beispielsweise ein zeitlich kurzes oder räumlich eingeschränktes Schütteln von einem zeitlich ausgedehnten bzw. räumlich ausladenden Schütteln unterschieden werden. Folglich lassen sich unterschiedlich Berechnungen in Abhängigkeit der detektierten Art des Schüttelns initiieren, beispielsweise Flächenberechnungen, Volumenberechnungen, Summenberechnungen, Differenzberechnungen oder dergleichen. Somit kann in besonders einfach gestaltete Laserentfernungsmessgeräte, die lediglich einen An-/Aus-Schalter, insbesondere einen Schiebeschalter, aufweisen, eine deutlich erweiterte Funktionalität ohne Hinzufügen weiterer Bedienelemente integriert werden. Der Funktionsumfang des Laserentfernungsmessgeräts kann also - bei gleichbleibender Übersichtlichkeit und Kompaktheit des Laserentfernungsmessgeräts - erweitert werden.In this way, for example, a temporally short or spatially restricted shaking can be distinguished from a temporally extended or spatially extensive shaking. Consequently, different calculations can be initiated depending on the type of shaking detected, for example area calculations, volume calculations, sum calculations, difference calculations or the like. Thus, in laser distance measuring devices of particularly simple design, which only have an on/off switch, in particular a sliding switch, a significantly expanded functionality can be integrated without adding further operating elements. The range of functions of the laser distance measuring device can thus be expanded—while maintaining the same clarity and compactness of the laser distance measuring device.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach Durchführung des ersten Verfahrensschritts in einem weiteren Verfahrensschritt mittels der Ausgabevorrichtung ein Hinweis, insbesondere ein Symbol, ausgegeben, dass durch Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts eine Berechnung durchführbar, insbesondere initiierbar, ist.In one embodiment of the method, after the first method step has been carried out, in a further method step the output device outputs an indication, in particular a symbol, that a calculation can be carried out, in particular initiated, by shaking the laser distance measuring device.

Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Laserentfernungsmessgeräten, bei denen eine Berechnung bereits vor Durchführung der Messungen durch Auswahl eines entsprechenden Modus vorgewählt werden muss, kann der Benutzer durch die Ausgabe eines Hinweises, beispielsweise durch Einblenden eines Symbol auf dem Bildschirm des Laserentfernungsmessgeräts, auf die Möglichkeit zur Initiierung einer Berechnung durch Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts hingewiesen werden. Folglich muss nicht vor der Messung der zumindest zwei Entfernungen entschieden werden, welcher Modus einzustellen ist, sondern es kann unmittelbar mit dem Messen begonnen werden. Folglich ist eine besonders effiziente und intuitive Benutzung des Laserentfernungsmessgeräts realisierbar.In contrast to laser distance measuring devices known from the prior art, in which a calculation must be preselected before the measurements are carried out by selecting an appropriate mode, the user can, by outputting a message, for example by displaying a symbol on the screen of the laser distance measuring device the possibility of initiating a calculation by shaking the laser distance measuring device. Consequently, before measuring the at least two distances, it is not necessary to decide which mode is to be set, but the measuring can be started immediately. Consequently, a particularly efficient and intuitive use of the laser distance measuring device can be implemented.

Zeichnungendrawings

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 on the basis of 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 further meaningful combinations. The same reference symbols in the figures designate the same elements.

Figurenlistecharacter list

  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Laserentfernungsmessgeräts, 1 a perspective view of an embodiment of the laser distance measuring device according to the invention,
  • 2 eine schematische Darstellung von einer Ausgestaltung des Laserentfernungsmessgeräts integrierten Komponenten, 2 a schematic representation of an embodiment of the laser distance measuring device integrated components,
  • 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens in einem Verfahrensdiagramm, 3 a schematic representation of the process in a process diagram,
  • 4a-c schematische Ansichten einer beispielhaften Darstellung auf dem Bildschirm des Laserentfernungsmessgeräts während der verschiedenen Verfahrensschritte. 4a-c schematic views of an exemplary display on the screen of the laser distance measuring device during the various process steps.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein beispielhaft ausgeführtes, handgehaltenes Laserentfernungsmessgerät 10, das ein Gehäuse 12, einen Bildschirm 14a als Ausgabevorrichtung 14 sowie ein Betätigungselement 16 zum Ein- und Ausschalten des Laserentfernungsmessgeräts 10 und zum Starten und/oder Beenden eines Messvorgangs aufweist. Das handgehalte Laserentfernungsmessgerät 10 wiegt in der dargestellten Ausführung weniger als 500 g, wobei die längste Seite des Gehäuses 12 weniger als 15 cm misst. 1 shows a perspective view of an exemplary hand-held laser distance measuring device 10, which has a housing 12, a screen 14a as an output device 14 and an actuating element 16 for switching the laser distance measuring device 10 on and off and for starting and/or ending a measuring process. The hand-held laser distance measuring device 10 weighs less than 500 g in the illustrated embodiment, with the longest side of the housing 12 measuring less than 15 cm.

Zur Messung des Abstands des Laserentfernungsmessgeräts 10 zu einem Zielobjekt (hier nicht näher dargestellt) wird im Betrieb des Laserentfernungsmessgeräts 10 parallele Laserstrahlung (hier nicht näher dargestellt) über eine Sendeoptik 18, die beispielsweise aus einem nicht näher dargestellten Linsensystem besteht, in Richtung des Zielobjekts gesendet. Die von einer Oberfläche des Zielobjekts reflektierte Laserstrahlung (hier nicht näher dargestellt) wird über eine Empfangsoptik 20 auf eine nicht näher dargestellte Detektorvorrichtung geleitet und dort detektiert. Aus einem zwischen der ausgesendeten Laserstrahlung und der von der Oberfläche des entfernten Gegenstands reflektierten Laserstrahlung durchgeführten Phasenvergleich kann eine Lichtlaufzeit ermittelt und über die Lichtgeschwindigkeit die gesuchte Entfernung zwischen dem Laserentfernungsmessgerät 10 und dem Zielobjekt in der entsprechenden Entfernungsmessrichtung bestimmt werden. Die Laserstrahlung ist in diesem Ausführungsbeispiel als rotes Laserlicht realisiert. Auf dem Zielobjekt erzeugt die emittierte Laserstrahlung einen projizierten Laserpunkt.To measure the distance of the laser distance measuring device 10 from a target object (not shown here), parallel laser radiation (not shown here) is sent in the direction of the target object via a transmission optics 18, which consists, for example, of a lens system (not shown here). . The laser radiation reflected from a surface of the target object (not shown in detail here) is guided via receiving optics 20 to a detector device (not shown in detail) and detected there. A light propagation time can be determined from a phase comparison between the emitted laser radiation and the laser radiation reflected from the surface of the distant object, and the searched distance between the laser distance measuring device 10 and the target object in the corresponding distance measuring direction can be determined via the speed of light. In this exemplary embodiment, the laser radiation is implemented as red laser light. The emitted laser radiation creates a projected laser point on the target object.

In 2 sind in einer schematischen Ansicht die inneren Komponenten des handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts dargestellt. Das Laserentfernungsmessgerät 10 weist eine Laserdiode 22 zur Erzeugung der Laserstrahlung, eine Detektorvorrichtung 24, eine Auswertevorrichtung 26, einen Beschleunigungssensor 28 sowie einen Drehratensensor 30 auf. Die Detektorvorrichtung 24 weist in diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine Single-Photon-Avalanche-Diode (SPAD), bevorzugt ein SPAD-Array, auf. Die Auswertevorrichtung 26 ist dazu vorgesehen, aus einem zwischen der ausgesendeten Laserstrahlung und der von der Oberfläche des Zielobjekts rücklaufenden Laserstrahlung durchgeführten Phasenvergleich eine Lichtlaufzeit zu ermitteln und über die Lichtgeschwindigkeit den gesuchten Abstand zwischen dem Laserentfernungsmessgerät 10 und dem Zielobjekt zu berechnen bzw. zu ermitteln. Ferner ist die Auswertevorrichtung 26 dazu vorgesehen, eine Berechnung zumindest unter Verwendung zumindest zweier ermittelter Entfernungen durchzuführen. Der Beschleunigungssensor 28 misst in diesem Ausführungsbeispiel die Beschleunigung in drei senkrecht aufeinander stehende Richtungen (kartesisches Koordinatensystem, nicht näher dargestellt). Ebenfalls misst der Drehratensensor 30 in diesem Ausführungsbeispiel die Drehrate um drei senkrecht aufeinander stehende Achsen (kartesisches Koordinatensystem, nicht näher dargestellt). Die Messsignale sowohl des Beschleunigungssensor 28 als auch des Drehratensensor 30 werden zur Auswertung an die Auswertevorrichtung 26 weitergeleitet. Die Auswertevorrichtung ist ferner zur Detektion eines Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts 10 unter Verwendung von durch den Beschleunigungssensor 28 und/oder durch den Drehratensensor 30 bereitgestellten bzw. zugeleiteten Messsignalen vorgesehen.In 2 shows a schematic view of the internal components of the hand-held laser range finder. The laser distance measuring device 10 has a laser diode 22 for generating the laser radiation, a detector device 24 , an evaluation device 26 , an acceleration sensor 28 and a yaw rate sensor 30 . In this exemplary embodiment, the detector device 24 has at least one single photon avalanche diode (SPAD), preferably a SPAD array. The evaluation device 26 is provided to determine a light propagation time from a phase comparison carried out between the emitted laser radiation and the laser radiation returning from the surface of the target object and to calculate or determine the desired distance between the laser distance measuring device 10 and the target object via the speed of light. Furthermore, the evaluation device 26 is provided to carry out a calculation at least using at least two determined distances. In this exemplary embodiment, the acceleration sensor 28 measures the acceleration in three mutually perpendicular directions (Cartesian coordinate system, not shown in detail). In this exemplary embodiment, the yaw rate sensor 30 also measures the yaw rate about three mutually perpendicular axes (Cartesian coordinate system, not shown in detail). The measurement signals from both acceleration sensor 28 and yaw rate sensor 30 are forwarded to evaluation device 26 for evaluation. The evaluation device is also provided for detecting a shaking of the laser distance measuring device 10 using measurement signals provided or supplied by the acceleration sensor 28 and/or by the yaw rate sensor 30 .

Ein ermittelter Entfernungsmesswert und/oder ein Ergebnis der Berechnung durch die Auswertevorrichtung 26 kann von der Auswertevorrichtung 26 des Laserentfernungsmessgeräts 10 weiterverarbeitet und/oder mittels der Ausgabevorrichtung 14, insbesondere dem Bildschirm 14a des Laserentfernungsmessgeräts 10, an den Bediener des Laserentfernungsmessgeräts ausgegeben werden. A measured distance value determined and/or a result of the calculation by evaluation device 26 can be further processed by evaluation device 26 of laser distance measuring device 10 and/or can be output to the operator of the laser distance measuring device by means of output device 14, in particular screen 14a of laser distance measuring device 10.

Das Laserentfernungsmessgerät 10 weist zu dessen Energieversorgung eine nicht näher dargestellte Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere eine Batterie oder einen Akkumulator, bevorzugt einen Lithium-Ionen-Akkumulator, auf.For its energy supply, the laser distance measuring device 10 has an energy supply device, not shown in detail, in particular a battery or an accumulator, preferably a lithium-ion accumulator.

In 3 ist ein Verfahrensdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Betrieb des handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts 10 zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen dem Laserentfernungsmessgerät 10 und einem entfernten Gegenstand dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 werden unter Aussendung von Laserstrahlung sowie Empfang von an dem entfernten Gegenstand reflektierter oder gestreuter Laserstrahlung zumindest zwei Entfernungen, beispielsweise in unterschiedliche Richtungen, ermittelt. Wie in 4a dargestellt, wird auf dem Bildschirm 14a des Laserentfernungsmessgeräts 10 nach Durchführungen der zumindest zwei Messungen der Messwert der letzten Entfernungsmessung angezeigt, hier „5.000 m“.In 3 1 is a process diagram of one embodiment of the method of operating the hand-held laser range finder 10 to measure the distance between the laser range finder 10 and a remote object without contact. In a first method step 100, at least two distances, for example in different directions, are determined by emitting laser radiation and receiving laser radiation reflected or scattered at the distant object. As in 4a shown, the measured value of the last distance measurement is displayed on the screen 14a of the laser distance measuring device 10 after the at least two measurements have been carried out, here “5,000 m”.

In einem zweiten Verfahrensschritt 104 wird ein Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts 10 unter Verwendung des Beschleunigungssensors 28 und/oder des Drehratensensors 30 detektiert. Dabei werden Messsignale des Beschleunigungssensors 28 und des Drehratensensors 30 an die Auswertevorrichtung 26 des Laserentfernungsmessgeräts 10 weitergeleitet, wobei die Auswertevorrichtung 26 das Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts 10 in Folge einer Überschreitung eines intern gespeicherten Referenzwerts (Schwellwert) für eine Beschleunigung und eine Drehrate detektiert. In einem dritten Verfahrensschritt 106 wird eine Berechnung unter Verwendung der zumindest zwei ermittelten Entfernungen mittels der Auswertevorrichtung 26 des Laserentfernungsmessgeräts 10 durchgeführt. Diese Berechnung wird in Folge der Detektion des Schüttelns initiiert. Die Berechnung betrifft in diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel die Multiplikation zweier Entfernungen (Entfernungsmesswerte) zur Berechnung einer Fläche (alternative Berechnungsvorschriften sind denkbar). Das Ergebnis der Berechnung wird in einem vierten Verfahrensschritt 108 unter Verwendung der Ausgabevorrichtung 14, insbesondere unter Verwendung des Bildschirms 14a, an den Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts ausgegeben. Wie in 4b dargestellt, wird nun - nach Durchführungen der Berechnung - auf dem Bildschirm 14a des Laserentfernungsmessgeräts 10 der aus den beiden letzten Entfernungsmessungen errechnete Flächeninhalt angezeigt („50.00 m2“).In a second method step 104 shaking of the laser distance measuring device 10 is detected using the acceleration sensor 28 and/or the yaw rate sensor 30 . Measurement signals from acceleration sensor 28 and yaw rate sensor 30 are forwarded to evaluation device 26 of laser distance measuring device 10, evaluation device 26 detecting shaking of laser distance measuring device 10 as a result of an internally stored reference value (threshold value) being exceeded for an acceleration inclination and a rate of rotation detected. In a third method step 106, a calculation is carried out using the at least two determined distances by means of the evaluation device 26 of the laser distance measuring device 10. This calculation is initiated upon detection of the shaking. In this exemplary embodiment, the calculation relates to the multiplication of two distances (measured distance values) to calculate an area (alternative calculation rules are conceivable). The result of the calculation is output to the user of the laser distance measuring device in a fourth method step 108 using the output device 14, in particular using the screen 14a. As in 4b shown, the surface area calculated from the last two distance measurements (“50.00 m 2 ”) is now—after the calculation has been carried out—displayed on the screen 14a of the laser distance measuring device 10 .

In 3 ist gestrichelt ein fünfter Verfahrensschritt 102 dargestellt, der sich in einem alternativen Ausführungsbeispiel dem ersten Verfahrensschritt 100 anschließt. In diesem fünften Verfahrensschritt 102 wird mittels der Ausgabevorrichtung 14, insbesondere mittels des Bildschirms 14a, ein Hinweis an den Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts 10 ausgegeben, dass durch Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts 10 eine Berechnung durchführbar, insbesondere initiierbar, ist. Wie in 4c dargestellt, kann der Hinweis zur Initiierung einer Berechnung durch Schütteln durch ein Symbol 32 auf dem Bildschirm 14a des Laserentfernungsmessgeräts 10 angezeigt werden. Das Symbol 32 weist den Benutzer des Laserentfernungsmessgeräts 10a somit auf die Möglichkeit hin, durch Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts 10 eine Berechnung durchzuführen bzw. zu initiieren.In 3 a fifth method step 102 is shown in dashed lines, which follows the first method step 100 in an alternative exemplary embodiment. In this fifth method step 102, an indication is output to the user of the laser distance measuring device 10 by means of the output device 14, in particular by means of the screen 14a, that a calculation can be carried out, in particular initiated, by shaking the laser distance measuring device 10. As in 4c shown, the indication for initiating a calculation by shaking can be displayed by a symbol 32 on the screen 14a of the laser distance measuring device 10. The symbol 32 thus indicates to the user of the laser distance measuring device 10a the possibility of carrying out or initiating a calculation by shaking the laser distance measuring device 10 .

Es sei angemerkt, dass die dargestellten Verfahrensschritte wiederholt ablaufen können, wie dies durch den Pfeil 110 in 3 angedeutet ist.It should be noted that the method steps shown can run repeatedly, as indicated by arrow 110 in 3 is indicated.

Ferner sei angemerkt, dass die im Rahmen des beispielhaft beschriebenen Verfahrens vorgestellten Berechnungen lediglich beispielhaften Charakter haben und nicht als Einschränkung der Erfindung auf diese Art der Berechnung zu verstehen sind. Es sind vielmehr weitere Berechnungsmöglichkeiten, insbesondere weitere Rechenoperationen, denkbar und anwendbar. Wenn das Laserentfernungsmessgerät 10 beispielsweise nach drei Entfernungsmessungen geschüttelt wird, könnte ein entsprechendes Volumen aus den drei ermittelten Entfernungen errechnet und angezeigt werden.It should also be noted that the calculations presented as part of the method described by way of example are only of an exemplary nature and are not to be understood as limiting the invention to this type of calculation. On the contrary, further calculation options, in particular further arithmetic operations, are conceivable and applicable. For example, if the laser distance measuring device 10 is shaken after three distance measurements, a corresponding volume could be calculated from the three distances determined and displayed.

Ferner ist denkbar, unter Verwendung des Beschleunigungssensors 28 und/oder des Drehratensensors 30 unterschiedliche Arten des Schüttelns zu detektieren und zu unterscheiden, sodass in Abhängigkeit der detektierten Art des Schüttelns unterschiedliche Berechnungen durchgeführt werden, beispielsweise Flächenberechnungen, Volumenberechnungen, Summenberechnungen, Differenzberechnungen oder dergleichen.It is also conceivable to use acceleration sensor 28 and/or yaw rate sensor 30 to detect and differentiate different types of shaking, so that different calculations are carried out depending on the detected type of shaking, for example area calculations, volume calculations, sum calculations, difference calculations or the like.

Claims (4)

Verfahren zum Betrieb eines handgehaltenen Laserentfernungsmessgeräts (10) zur berührungslosen Entfernungsmessung zwischen dem Laserentfernungsmessgerät (10) und einem entfernten Gegenstand, wobei aus einem zwischen von dem Laserentfernungsmessgerät (10) ausgesendeter Laserstrahlung und von einer Oberfläche eines Zielobjekts rücklaufender Laserstrahlung durchgeführten Phasenvergleich ein Abstand zwischen dem Laserentfernungsmessgerät (10) und dem Zielobjekt ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest • in einem ersten Verfahrensschritt zumindest zwei Entfernungen ermittelt werden, • in einem zweiten Verfahrensschritt ein Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts (10) als ein schnelles Hin- und Herbewegen des Laserentfernungsmessgeräts unter Verwendung zumindest eines Beschleunigungssensors (28) und/oder zumindest eines Drehratensensors (30) detektiert wird, • in einem dritten Verfahrensschritt eine Berechnung zumindest unter Verwendung der zumindest zwei ermittelten Entfernungen mittels einer Auswertevorrichtung (26) des Laserentfernungsmessgeräts (10) durchgeführt wird, wobei die Detektion des Schüttelns des Laserentfernungsmessgeräts im zweiten Verfahrensschritt die Durchführung der Berechnung im dritten Verfahrensschritt initiiert, und • in einem vierten Verfahrensschritt ein Ergebnis der Berechnung unter Verwendung einer Ausgabevorrichtung (14, 14a) des Laserentfernungsmessgeräts (10) ausgegeben wird.Method for operating a hand-held laser distance measuring device (10) for non-contact distance measurement between the laser distance measuring device (10) and a remote object, wherein a distance between the laser distance measuring device is determined from a phase comparison carried out between laser radiation emitted by the laser distance measuring device (10) and laser radiation returning from a surface of a target object (10) and the target object is determined, characterized in that at least • in a first method step at least two distances are determined, • in a second method step shaking the laser distance measuring device (10) as a rapid back and forth movement of the laser distance measuring device using at least one Acceleration sensor (28) and/or at least one yaw rate sensor (30) is detected, • in a third method step, a calculation using at least the two determined distances is carried out by means of an evaluation device (26) of the laser distance measuring device (10), with the detection of the shaking of the laser distance measuring device in the second method step initiating the calculation in the third method step, and • in a fourth method step a result of the calculation using an output device (14 , 14a) of the laser distance measuring device (10). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des Beschleunigungssensors (28) und/oder des Drehratensensors (30) unterschiedliche Arten des Schüttelns detektiert werden können, wobei die Berechnung mittels der Auswertevorrichtung (26) in Abhängigkeit der detektierten Art des Schüttelns jeweils unterschiedlich durchgeführt wird.procedure after claim 1 , characterized in that different types of shaking can be detected using the acceleration sensor (28) and/or the rotation rate sensor (30), the calculation by means of the evaluation device (26) depending on the detected type of shaking being carried out differently in each case. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Verfahrensschritt mittels der Ausgabevorrichtung (14, 14a) in einem weiteren Verfahrensschritt ein Hinweis, insbesondere ein Symbol (32), ausgegeben wird, dass durch Schütteln des Laserentfernungsmessgeräts (10) eine Berechnung durchführbar, insbesondere initiierbar, ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the first method step by means of the output device (14, 14a) in a further method step an indication, in particular a symbol (32), is output that by shaking the laser distance measuring device (10) a calculation can be carried out, in particular initiated. Handgehaltenes Laserentfernungsmessgerät (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Hand-held laser distance measuring device (10) for carrying out the method according to one of Claims 1 until 3 .
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